Всім відомо, що бактерії є найдавнішим видом живих істот, які заселяють нашу планету. Перші бактерії були найпримітивнішими, але з тим, як змінювалася наша земля, змінилися і бактерії. Вони присутні скрізь, у воді, на суші, у повітрі, яким ми дихаємо, у продуктах, рослинах. Як і люди бактерії можуть бути хорошими та поганими.
Корисні бактерії – це:
- Молочнокислі або лактобактерії. Одними з таких добрих бактерій є кисломолочна бактерія. Це паличкоподібний вид бактерій, що мешкає в молочних та кисломолочних продуктах харчування. Також ці бактерії населяють порожнину рота людини, її кишечник, піхву. Головна користь цих бактерій у тому, що вони утворюють молочну кислоту як бродіння, завдяки чому ми з молока отримуємо йогурт, кефір, ряжанку, крім того, ці продукти дуже корисні для людини. У кишечнику вони відіграють роль очисників середовища кишечника від поганих бактерій.
- Біфідобактерії. Біфідобактерії знаходяться в основному в шлунково-кишковому тракті, як і молочнокислі здатні виробляти молочну кислоту та оцтову кислоту, завдяки чому ці бактерії контролюють зростання патогенних бактерій, регулюючи тим самим рівень рН у нашому кишечнику. Різні різновиди біфідобактерій допомагають позбутися запорів, діареї, грибкових інфекцій.
- Кишкова паличка. Мікрофлора кишківника людини складається з більшості мікробів групи кишкова паличка. Вони сприяють хорошому травленню, а також беруть участь у деяких клітинних процесах. Але деякі різновиди цієї палички можуть спричинити отруєння, діарею, ниркову недостатність.
- Стрептоміцети. Середовище проживання стрептоміцетів вода, з'єднання, що розкладаються, грунт. Тому особливо вони корисні екології, т.к. з ними здійснюються багато процесів розпаду та з'єднань. Крім того, деякі з етик бактерій застосовують у виробництві антибіотиків і протигрибкових ліків.
Шкідливі бактерії - це:
- Стрептококи. Ланцюжкові бактерії, які потрапляючи в організм є збудниками багатьох хвороб, таких як ангіна, бронхіт, отит та інші.
- Паличка чуми. Паличковидна бактерія, яка мешкає в дрібних гризунах, викликає такі страшні хвороби як чума чи пневмонія. Чума це страшна хвороба, яка може знищити цілі країни, і вона порівнюється з біологічною зброєю.
- Хелікобактер пилори. Місце проживання хелікобактер пилори шлунок людини, але в деяких людей наявність цих бактерій викликають гастрит та виразку.
- Стафілококи. Назва стафілокок походить від того, що за формою клітини нагадують гроно винограду. Для людини ці бактерії несуть тяжкі захворювання з інтоксикацією та гнійними утвореннями. Якими б страшними не були бактерії, людство навчилося виживати серед них завдяки вакцинації.
Які не мають ядра. Більшість бактерій є гетеротрофами, але є і автотрофи. Розмножуються поділом. При настанні несприятливих умов деякі бактерії утворюють суперечки.
Бактерії можна побачити тільки в мікроскоп, тому їх називають мікроорганізмами. Мікроорганізми вивчає мікробіологія. Розділ мікробіології, що вивчає бактерії, називається бактеріологією.
Першим побачив і описав бактерії голландський натураліст Антоні ван Левен-гук (1632-1723). Він навчився шліфувати скло і виготовляти лінзи. Левенгук виготовив понад 400 мікроскопів і відкрив світ мікроскопічних організмів – бактерій та протистів.
Коли ми чуємо про бактерії, то найчастіше уявляємо собі хворе горло або ясна, незважаючи на те, що тільки невелика частина бактерій викликає захворювання. Більшість цих організмів виконує інші важливі функції.
З бактеріями ми починаємо контактувати з перших годин життя. Багато хто з них постійно живе на поверхні шкіри людини. Ще більше їх на зубах, яснах, язиці та стінках ротової порожнини. У роті живе більше бактерій, ніж людей Землі! Але найбільша їх кількість живе в кишечнику - до 5 кг у дорослої людини.
Бактерії зустрічаються скрізь: у воді, грунті, повітрі, у тканинах рослин, тілах тварин і людини. Вони живуть там, де знаходять достатньо їжі, вологи та сприятливу температуру (10-40 ° С). Більшості їх необхідний кисень. Є також бактерії, які живуть у гарячих джерелах (з температурою 60-90 ° С), екстремально солоних водоймищах, у жерлах вулканів, глибоко в океанах, куди не проникає сонячне світло. Навіть у найхолодніших регіонах (Антарк-тіці) та на високих гірських вершинах живуть бактерії.
У різних місцях зустрічається різна кількість бактерій. Найменше їх у повітрі, особливо в природних умовах. А в місцях скупчення людей, наприклад, у кінотеатрах, на вокзалах, у класах, їх значно більше. Тому необхідно часто провітрювати приміщення.
У водах річок, особливо поблизу великих міст, бактерій може бути дуже багато - до декількох сотень тисяч в 1 мм 3 . Тому не можна пити сиру воду з відкритих водойм. Дуже багато бактерій у воді морів та океанів.
Ще більше бактерій у ґрунті - до 100 млн в 1 г гумусу (родючого шару ґрунту).
Бактерії дуже малі організми. Найбільші бактерії можна побачити під світловим мікроскопом.
Для знайомства з найменшими потрібно електронний мікроскоп (рис. 7).
Більшість бактерій, які населяють наш будинок і наше тіло, мають форму кульок, паличок і спіралей. Кулясті бактерії звуться коки, паличкоподібні — бацили, спіралеподібні — спірили (рис. 9). Деякі бактерії утворюють ланцюги, розташовуючись впритул один до одного.
Розгляньте будову бактеріальної клітини на малюнку 10. Вона включає цитоплазму, оточену цитоплазматичної мембраною і клітинною оболонкою (клітинною стінкою). Оболонка надає бактерії певної форми і служить захистом від несприятливих умов.
Додатковий захист багатьом бактеріям дасть слизовий шар, розташований із зовнішнього боку оболонки. Поверхня клітини бактерії покривають численні ворсинки, які представляють собою порожнисті вирости цитоплазматичної мембрани. Деякі бактерії мають один або кілька ниткоподібних джгутиків.
Головна відмінність бактерій – відсутність ядра, тобто вони – прокаріоти.
Саме на цій підставі їх виділяють до окремого царства. Ядерний матеріал у бактерій – бактеріальна хромосома: вона несе спадкову інформацію.
Більшість бактерій є гетеротрофами. Вони споживають готові органічні речовини. Їжею їм служать живі та мертві організми, продукти харчування людини, стічні води тощо.
Сапротрофи
Одні гетеротрофні бактерії використовують органічні речовини мертвих тіл чи виділень живих організмів. Це сапротрофи (від грец. Сапрос - гнилий і трофос - харчування).
Існують також автотрофні бактерії. Вони здатні утворювати органічні речовини з неорганічних (вуглекислого газу, води, сірководню та ін). У авто-трофних фотосинтезирующих бактерій у клітинах міститься бактеріальний хлорофіл, з допомогою якого вони під впливом сонячної енергії утворюють органічні речовини.
Ціанобактерії
Прикладом автотрофних бактерій можуть бути ціанобактерії. Вони виробляють власну їжу з вуглекислого газу та води під дією сонячного світла. При цьому виділяють кисень, збагачуючи їм довкілля .
Бактерії розмножуються шляхом поділу. При цьому з однієї материнської клітини утворюються дві дочірні клітини, схожі на материнську. При сприятливих умовах (достатньому харчуванні, вологості та температурі від 10 до 30 ° С) бактерії можуть ділитись кожні 20-30 хв, тому їх число дуже швидко зростає. Матеріал із сайту
Якщо культивувати (вирощувати) бактерії на живильному середовищі в сприятливих умовах, вони дуже швидко розмножуються і утворюють колонії до 4 млрд клітин. Колонії бактерій певних видів мають характерні обриси та забарвлення (рис. 8). На вигляд колоній можна встановити наявність певних бактерій у тому чи іншому матеріалі.
Деякі бактерії рухаються за допомогою джгутиків. Основа джгутика обертається, і він ніби вкручується в середу, забезпечуючи пересування бактерії. Більшість бактерій пересуваються пасивно: одні за допомогою потоків повітря, інші за течією води. Так здійснюється їхнє поширення.
У несприятливих умовах (при нестачі жебрака, вологи, різких коливаннях температури) бактерії можуть перетворюватися на спори. Цитоплазма поблизу бактеріальної хромосоми ущільнюється. Навколо неї утворюється дуже міцна оболонка. Спори, що утворилися таким шляхом, можуть існувати сотні років (рис. 11).
Справжні (бактерії), мікроорганізми з прокаріотним типом будови клітини: генетичний апарат у них не укладений в відокремлене мембраною клітинне ядро.
Розміри та форми клітин.Більшість бактерій – одноклітинні організми розміром 0,2-10,0 мкм. Зустрічаються серед бактерій і «карлики», так звані нанобактерії (близько 0,05 мкм), і «гіганти», наприклад бактерії пологів Achromatium і Macromonas (довжина до 100 мкм), мешканець кишечника риби-хірурга Epulopiscium fishelsoni та виділена з прибережних морських вод Намібії та Чилі Thiomargarita namibiensis (до 800 мкм). Найчастіше бактеріальна клітина має вигляд палички, сферичну (кокі) або звивисту (вібріони, спірили та спірохети) форму. Виявлено види з трикутними, квадратними, зірчастими та плоскими (тарілкоподібними) клітинами. Деякі бактерії містять цитоплазматичні вирости – вистіки. Бактерії можуть бути одиночними, утворювати пари, короткі та довгі ланцюжки, грона, формувати пакети по 4, 8 і більше клітин (сарцини), розетки, сітки та міцелій (актиноміцети). Відомі також багатоклітинні форми, що утворюють прямі і розгалужені трихоми (мікроколонії). Трапляються як рухливі, так і нерухомі бактерії. Перші найчастіше переміщаються за допомогою джгутиків, іноді шляхом ковзання клітин (міксобактерії, ціанобактерії, спірохети та ін.). Відомо також «стрибає» рух, природа якого не з'ясована. Для рухливих форм описані явища активного руху у відповідь дії фізичних чи хімічних чинників.
Хімічний склад та будова клітин. Бактеріальна клітина зазвичай на 70-80% складається із води. У сухому залишку частку білка припадає 50%, компонентів клітинної стінки 10-20%, РНК 10-20%, ДНК 3-4% і ліпідів 10%. При цьому в середньому кількість вуглецю становить 50%, кисню 20%, азоту 14%, водню 8%, фосфору 3%, сірки та калію по 1%, кальцію та магнію по 0,5% та заліза 0,2%.
За небагатьма винятками (мікоплазми) клітини бактерій оточені клітинною стінкою, яка визначає форму бактерії та виконує механічні та важливі фізіологічні функції. Основним її компонентом є складний біополімер муреїн (пептидоглікан). Залежно від особливостей складу та будови клітинної стінки бактерії по-різному поводяться при фарбуванні за методом Х. К. Грама (датського вченого, що запропонував спосіб забарвлення), що послужило основою для поділу бактерій на грампозитивні, грамнегативні та позбавлені клітинної стінки (наприклад мікоплазми). Перші відрізняються великим (до 40 разів) вмістом муреїну та товстою стінкою; у грамнегативних вона суттєво тонша і покрита зовні зовнішньою мембраною, що складається з білків, фосфоліпідів та ліпополісахаридів і, мабуть, що бере участь у транспорті речовин. У багатьох бактері на поверхні є ворсинки (фімбрії, пили) та джгутики, що забезпечують їх рух. Часто клітинні стінки бактерій оточені слизовими капсулами різної товщини, утвореними переважно полісахаридами (іноді глікопротеїнами або поліпептидами). У ряду бактерій виявлено також так званий S-шари (від англійської surface - поверхню), що вистилають зовнішню поверхню клітинної оболонки рівномірно упакованими білковими структурами правильної форми.
Цитоплазматична мембрана, що відокремлює цитоплазму від клітинної стінки, є осмотичним бар'єром клітини, регулює транспорт речовин; в ній здійснюються процеси дихання, азотфіксації, хемосинтез та ін. Нерідко вона утворює вп'ячування - мезосоми. З цитоплазматичної мембраною та її похідними пов'язаний також біосинтез клітинної стінки, спороутворення тощо. До неї прикріплені джгутики, геномна ДНК.
Бактеріальна клітина організована досить легко. У цитоплазмі багатьох бактерій є включення, представлені різного роду пухирцями (везикулами), утвореними в результаті вп'ячування цитоплазматичної мембрани. Для фототрофних, нітрифікуючих та метанокисляючих бактерій характерна розвинена мережа цитоплазматичних мембран у вигляді нерозділених бульбашок, що нагадують грани хлоропластів еукаріотів. У клітинах деяких бактерій, що живуть у воді, є газові вакуолі (аеросоми), що виконують роль регуляторів щільності; у багатьох бактерій виявлено включення запасних речовин - полісахаридів, полі-β-гідроксибутирату, поліфосфатів, сірки та ін. У цитоплазмі присутні також рибосоми (від 5 до 50 тисяч). У деяких бактерій (наприклад, у багатьох ціанобактерій) є карбоксисоми - тільця, які містять фермент, що бере участь у фіксації СО 2 . У так званих параспоральних тільцях деяких спороутворюючих бактерій міститься токсин, який вбиває личинок комах.
Геном бактерій (нуклеоїд) представлений кільцевою молекулою ДНК, яку часто називають бактеріальною хромосомою. Для бактеріального геному характерне поєднання багатьох функціонально пов'язаних генів у звані оперони. Крім того, у клітині можуть бути позахромосомні генетичні елементи - ДНК плазмід, які несуть кілька корисних для бактерій генів (у тому числі гени стійкості до антибіотиків). Вона може бути автономно або тимчасово включатися в хромосому. Але іноді в результаті мутацій ця ДНК втрачає здатність виходити з хромосоми і стає постійним компонентом геному. Поява нових генів може бути також обумовлена генетичним перенесенням в результаті односпрямованої передачі ДНК з клітини-донора до клітини-реципієнта (аналог статевого процесу). Така передача може здійснюватися за прямого контакту двох клітин (кон'югація), за участю бактеріофагів (трансдукція) або шляхом попадання генів у клітину із зовнішнього середовища без міжклітинного контакту. Все це має велике значення для мікроеволюції бактерій та набуття ними нових властивостей.
Розмноження. Більшість бактерій розмножуються шляхом розподілу надвоє, рідше брунькуванням, а деякі (наприклад, актиноміцети) – за допомогою екзоспор або уривків міцелію. Відомий спосіб множинного поділу (з утворенням дрібних репродуктивних клітин-баеоцитів у ряду ціанобактерій). Багатоклітинні прокаріоти можуть розмножуватися відділенням від трих однієї або декількох клітин. Деякі бактерії характеризуються складним циклом розвитку, в процесі якого можуть змінюватися морфологія клітин і утворюватися форми, що покоїться: цисти, ендоспори, акінети. Міксобактерії здатні утворювати плодові тіла, найчастіше химерних змін і забарвлень.
Відмінною рисою бактерій є здатність до швидкого розмноження. Наприклад, час подвоєння клітин кишкової палички (Escherichia coli) становить 20 хвилин. Підраховано, що потомство однієї клітини у разі необмеженого зростання вже через 48 год перевищило б масу Землі у 150 разів.
Умови проживання. Бактерії пристосувалися до різних умов існування. Вони можуть розвиватися у діапазоні температур від -5 (і нижче) до 113 °С. Серед них виділяють: психрофілів, що ростуть при температурі нижче 20 °С (для Bacillus psichrophilus, наприклад, гранична температура росту -10 °С), мезофілів (оптимум росту при 20-40 °С), термофілів (50-60 °С), екстремальних термофілів (70 °С) та гіпертермофілів (80 °С і вище). Спори окремих видів бактерій витримують короткочасне нагрівання до 160-180 ° С та тривале охолодження до -196 ° С і нижче. Деякі бактерії надзвичайно стійкі до іонізуючого випромінювання і живуть навіть у воді контурів охолоджувальних атомних реакторів (Deinococcus radiodurans). Ряд бактерій (барофіли, або п'єзофіли) добре переносять гідростатичний тиск до 101 тисяч кПа, а окремі види не ростуть при тиску нижче 50 тисяч кПа. У той же час є бактерії, які не витримують навіть незначного збільшення атмосферного тиску. Більшість видів бактерій не розвиваються, якщо концентрація солей (NaCl) у середовищі перевищує 0,5 моль/л. Оптимальні умови для розвитку помірних та екстремальних галофілів спостерігаються у середовищах з концентрацією NaCl 10 та 30% відповідно; вони можуть зростати навіть у насичених розчинах солей.
Як правило, бактерії воліють нейтральні умови довкілля (pH близько 7,0), хоча зустрічаються як екстремальні ацидифіли, здатні до зростання при pH 0,1-0,5, так і алкаліфіли, що розвиваються при pH до 13,0.
Переважна більшість вивчених бактерій – аероби. Деякі з них можуть рости тільки при незначній концентрації 2 - до 1,0-5,0% (мікроаерофіли). Факультативні анаероби ростуть як у присутності Про 2 , так і за його відсутності; вони здатні перемикати метаболізм з аеробного дихання на бродіння або анаеробне дихання (ентеробактерії). Зростання аеротолерантних анаеробів не пригнічується у присутності невеликої кількості Про 2 , т.к. вони не використовують його у процесі життєдіяльності (наприклад, молочнокислі бактерії). Для суворих анаеробів навіть сліди Про 2 середовищі є згубними.
Багато бактерій переживають несприятливі умови середовища, утворюючи форми, що покоїться.
Більшість бактерій, що утилізують сполуки азоту, як правило, використовують його відновлені форми (найчастіше солі амонію), деякі потребують готових амінокислот, а інші засвоюють і його окислені форми (головним чином нітрати). Значна кількість вільноживучих та симбіотичних бактерій здатні фіксувати молекулярний азот (дивись у статті Азотфіксація). Фосфор, що входить до складу нуклеїнових кислот та інших сполук клітини, бактерії одержують переважно з фосфатів. Джерелом сірки, необхідної для біосинтезу амінокислот та деяких кофакторів ферментів, найчастіше є сульфати; деякі види бактерій потребують відновлених сполук сірки.
Систематика. Офіційно прийнятої класифікації бактерій немає. Спочатку цих цілей використовувалася штучна класифікація, заснована на подібності їх морфологічних і фізіологічних ознак. Більш досконала філогенетична (природна) класифікація поєднує родинні форми, з спільності їх походження. Такий підхід став можливим після вибору як універсального маркера гена 16S рРНК та появи методів визначення та порівняння нуклеотидних послідовностей. Ген, що кодує 16S рРНК (входить до складу малої субчастинки прокаріотичної рибосоми), присутній у всіх прокаріотів, характеризується високим ступенем консервативності нуклеотидної послідовності, функціональною стабільністю.
Найбільш уживаною є класифікація, що публікується в періодичному виданні визначника Берджі (Бергі); дивись також сайт в Інтернеті – http://141. 150.157.117:8080/prokPUB/index.htm. За однією з існуючих систем організмів, бактерії разом із археями становлять царство прокаріотів. Багато дослідників розглядають їх як домен (або надцарство), поряд із доменами (або надцарствами) архей та еукаріотів. У межах домену найбільшими таксонами бактерій є філуми: Proteobacteria, що включає 5 класів та 28 порядків; Actinobacteria (5 класів та 14 порядків) та Firmicutes (3 класи та 9 порядків). Крім того, виділяються таксономічні категорії нижчого рангу: сімейства, пологи, види та підвиди.
За сучасними уявленнями, одного виду відносять штами бактерій, у яких послідовності нуклеотидів у генах, що кодують 16S рРНК, збігаються більш ніж на 97%, а рівень гомології нуклеотидних послідовностей в геномі перевищує 70%. Описано не більше 5000 видів бактерій, які становлять лише незначну їх частину серед тих, що населяють нашу планету.
Бактерії беруть активну участь у біогеохімічних циклах на нашій планеті (у тому числі в кругообігу більшості хімічних елементів). Сучасна геохімічна діяльність бактерій має також глобальний характер. Наприклад, з 4,3 10 10 тонн (гігатон) органічного вуглецю, фіксованого в процесі фотосинтезу в Світовому океані, близько 4,0 10 10 тонн мінералізується у водній товщі, причому 70-75% з них - бактеріями та деякими іншими мікроорганізмами , а сумарна продукція відновленої сірки в опадах океану досягає 4,92 · 10 8 тонн на рік, що майже втричі перевищує сумарний річний видобуток всіх видів сировини, що містить сировину, що використовується людством. Основна частина парникового газу – метану, що надходить в атмосферу, утворюється бактеріями (метаногенами). Бактерії є ключовим фактором ґрунтоутворення, зон окислення сульфідних та сірчаних родовищ, утворення залізних та марганцевих осадових порід тощо.
Деякі бактерії викликають тяжкі захворювання у людини, тварин та рослин. Нерідко вони стають причиною псування сільськогосподарської продукції, руйнування підземних частин будівель, трубопроводів, металевих конструкцій шахт, підводних споруд тощо. буд. У той самий час позитивну роль бактерій в людини неможливо переоцінити. За допомогою бактерій отримують вино, молочні продукти, закваски та інші продукти, ацетон і бутанол, оцтову та лимонну кислоти, деякі вітаміни, ряд ферментів, антибіотики та каротиноїди; бактерії беруть участь у трансформації стероїдних гормонів та інших сполук. Їх використовують для отримання білка (у тому числі ферментів) та ряду амінокислот. Застосування бактерій для переробки сільськогосподарських відходів у біогаз або етанол дає можливість створення нових енергетичних ресурсів. Бактерії використовують для вилучення металів (у тому числі золота), збільшення нафтовіддачі пластів (дивись у статтях Бактеріальне вилуговування, Біогеотехнологія). Завдяки бактеріям та плазмідам став можливим розвиток генетичної інженерії. Вивчення бактерій зіграло величезну роль становленні багатьох напрямів біології, в медицині, агрономії та інших. Велике їх значення у розвитку генетики, т.к. вони стали класичним об'єктом вивчення природи генів і механізмів їх дії. З бактеріями пов'язане встановлення шляхів метаболізму різних сполук та ін.
Потенціал бактерій практично невичерпний. Поглиблення знань про їхню життєдіяльність відкриває нові напрямки ефективного використання бактерій у біотехнології та інших галузях промисловості.
Шлегель Г. Загальна мікробіологія. М., 1987; The Prokaryotes: Electronic release 3.0-3.17-. N. Y., 1999-2004; Заварзін Г. А., Колотилова Н. Н. Введення в природничу мікробіологію. М., 2001; Madigan М. Т., Martinko J., Parker J. Brock біологія мікроорганізмів. 10th ed. Upper Saddle River, 2003; Екологія мікроорганізмів. М., 2004.
Слово «бактерії» у більшості людей асоціюється з чимось неприємним та загрозою для здоров'я. У кращому разі згадуються кисломолочні продукти. У гіршому – дисбактеріоз, чума, дизентерія та інші неприємності. А бактерії є скрізь, вони бувають погані та добрі. Що можуть приховувати мікроорганізми?
Що таке бактерії
Людина та бактерії
Поява бактерій в організмі
Корисні бактерії бувають: молочнокислі, біфідобактерії, кишкова паличка, стрептоміценти, мікоризи, ціанобактерії.
Всі вони відіграють важливу роль у житті. Одні з них запобігають появі інфекцій, інші використовують у виробництві лікарських препаратів, треті підтримують баланс в екосистемі нашої планети.
Види шкідливих бактерій
Шкідливі бактерії можуть викликати у людини низку серйозних захворювань. Наприклад, дифтерію, сибірку, ангіну, чуму та багато інших. Вони легко передаються від людини, що заразилася через повітря, їжу, дотик. Саме шкідливі бактерії, назви яких буде наведено нижче, псують продукти харчування. Від них з'являється неприємний запах, відбувається гниття та розкладання, вони викликають захворювання.
Бактерії можуть бути грампозитивними, грамнегативними, паличкоподібними.
Назви шкідливих бактерій
Таблиця. Шкідливі бактерії для людини. Назви| Назви | Місце проживання | Шкода |
| Мікобактерії | їжа, вода | туберкульоз, проказа, виразка |
| Повна паличка | ґрунт, шкіра, травний тракт | правець, м'язові спазми, дихальна недостатність |
|
Паличка чуми (Розглядається фахівцями як біологічна зброя) |
тільки в організмі людини, гризунів та ссавців | бубонна чума, пневмонія, шкірні інфекції |
| Хелікобактер пилори | слизова оболонка шлунка людини | гастрит, виразка, виробляє цитоксини, аміак |
| Сибіркоязвенна паличка | грунт | сибірська виразка |
| Паличка ботулізму | їжа, заражений посуд | отруєння |
Шкідливі бактерії здатні довгий час перебувати в організмі та всмоктувати корисні речовини з нього. При цьому вони здатні спричинити інфекційне захворювання.
Найнебезпечніші бактерії
Одна з найстійкіших бактерій – це метицилін. Його знають більше під назвою "золотистий стафілокок" (Staphylococcus aureus). Цей мікроорганізм здатний спричинити не одне, а кілька інфекційних захворювань. Деякі види цих бактерій стійкі до впливу потужних антибіотиків та антисептиків. Штами цієї бактерії можуть жити у верхніх відділах дихальних шляхів, у відкритих ранах та сечовивідних каналах кожного третього жителя Землі. Для людини з сильним імунітетом це не становить небезпеки. 
Шкідливі бактерії для людини – також патогени під назвою Salmonella typhi. Вони є збудниками гострої інфекції кишечника та черевного тифу. Такі види бактерій, шкідливих для людини, небезпечні тим, що виробляють токсичні речовини, які є вкрай небезпечними для життя. При перебігу хвороби відбувається інтоксикація організму, дуже сильна лихоманка, висипання на тілі, збільшується печінка та селезінка. Бактерія дуже стійка до різних зовнішніх дій. Добре живе у воді, на овочах, фруктах і чудово розмножується у молочних продуктах.
До найнебезпечніших бактерій належить також бактерія Clostridium tetan. Вона виробляє отруту під назвою «правцевий екзотоксин». Люди, які заражаються цим патогеном, зазнають страшних болів, судом і дуже важко вмирають. Хвороба називається правець. Незважаючи на те, що вакцину створили ще в 1890 році, щороку на Землі від неї вмирає 60 тисяч людей.
І ще одна бактерія, яка здатна призвести до смерті людини – це Mycobacterium tuberculosis. Вона викликає туберкульоз, який стійкий до дії ліків. При несвоєчасному зверненні по допомогу людина може померти.
Заходи профілактики поширення інфекцій
Шкідливі бактерії, назви мікроорганізмів вивчають із студентської лави медики всіх напрямків. Охорона здоров'я щороку шукає нові методи для профілактики поширення інфекцій, небезпечних для життя. За дотримання заходів профілактики не доведеться витрачати сили на пошук нових способів боротьби з такими захворюваннями.
Для цього необхідно вчасно виявляти джерело появи інфекції, визначити коло хворих та можливих постраждалих. Обов'язково необхідно ізолювати тих, хто заражений, та провести дезінфекцію вогнища зараження.
Другий етап – це знищення шляхів, якими можуть передаватися шкідливі бактерії. І тому проводять відповідну пропаганду серед населення.
Під контроль беруть об'єкти харчування, водоймища, склади із зберіганням продовольства.
Кожна людина може протистояти шкідливим бактеріям, всіляко зміцнюючи імунітет. Здоровий спосіб життя, дотримання елементарних правил гігієни, захист себе при статевому контакті, використання стерильних одноразових медичних інструментів та обладнання, повне обмеження від спілкування з людьми, які перебувають на карантині. При попаданні в епідеміологічний район або в осередок зараження необхідно виконувати всі вимоги санітарно-епідеміологічних служб. Ряд інфекцій прирівнюються за своїм впливом до бактеріологічної зброї.
Які бувають бактерії: назви та види
Найдавніший живий організм на нашій планеті. Його представники не тільки вижили протягом мільярдів років, але й мають достатню силу, щоб знищити всі інші види на Землі. У статті ми розглянемо, які бувають бактерії.
Поговоримо про їх будову, функції, а також назвемо деякі корисні та шкідливі види.
Відкриття бактерій
Види бактерій у сечі
Будова
Метаболізм
Розмноження
Місце у світі
Раніше ми з вами розібралися, які бактерії бувають. Тепер варто поговорити про те, яку роль вони виконують у природі.
Дослідники кажуть, що бактерії – це перші живі організми, які з'явилися на нашій планеті. Існують як аеробні, так і анаеробні різновиди. Тому одноклітинні істоти здатні вижити при різних катаклізмах, що відбуваються із Землею.
Безперечна користь бактерій полягає в асиміляції атмосферного азоту. Вони задіяні у формуванні родючості ґрунтів, руйнуванні останків мертвих представників флори та фауни. Крім цього, мікроорганізми беруть участь у створенні корисних копалин та відповідають за підтримку запасів кисню та вуглекислого газу в атмосфері нашої планети.
Загалом біомаса прокаріотів становить близько п'яти сотень мільярдів тонн. У ній зберігаються понад вісімдесят відсотків фосфору, азоту та вуглецю.
Проте Землі існують як корисні, а й патогенні види бактерій. Вони викликають багато смертельних захворювань. Наприклад, серед таких знаходяться туберкульоз, проказа, чума, сифіліс, сибірка і багато інших. Але навіть ті, які є умовно безпечними для життєдіяльності людини, можуть стати загрозою при зниженні рівня імунітету.
Також існують бактерії, які заражають звірів, птахів, риб та рослини. Таким чином, мікроорганізми не тільки перебувають у симбіозі з більш розвиненими істотами. Далі ми поговоримо про те, які бувають хвороботворні бактерії, а також корисні представники цього виду мікроорганізмів.
Бактерії та людина
Ще у школі вчать тому, які бувають бактерії. 3 клас знає всякі ціанобактерії та інші одноклітинні організми, їх будову та розмноження. Зараз ми поговоримо про практичний бік питання.
Ще півстоліття тому ніхто й не думав про таке питання, як стан мікрофлори в кишечнику. Все було гаразд. Харчування більш натуральним та здоровим, мінімум гормонів та антибіотиків, менше хімічних викидів у навколишнє середовище.
Сьогодні ж в умовах поганого харчування, стресів, надлишку антибіотиків дисбактеріоз та пов'язані з ним проблеми виходять на лідируючі позиції. Як же лікарі пропонують із цим боротися?
Одна з основних відповідей – це використання пробіотиків. Це спеціальний комплекс, який наново заселяє кишечник людини корисними бактеріями.
Подібне втручання здатне допомогти при таких неприємних моментах як харчова алергія, непереносимість лактози, розлади шлунково-кишкового тракту та інші нездужання.
Давайте тепер торкнемося того, які корисні бактерії бувають, а також дізнаємося про їхній вплив на здоров'я.
Найбільш детально вивчені та широко застосовуються для позитивного впливу на організм людини три види мікроорганізмів – ацидофілус, болгарська паличка та біфідобактерії.
Перші дві покликані стимулювати імунітет, а також знизити зростання деяких шкідливих мікроорганізмів на кшталт дріжджів, кишкової палички тощо. Біфідобактерії відповідальні за перетравлення лактози, вироблення деяких вітамінів та зниження холестерину.
Шкідливі бактерії
Раніше ми з вами поговорили, які бувають бактерії. Види та назви найпоширеніших корисних мікроорганізмів були озвучені вище. Далі йтиметься про «одноклітинні вороги» людини.
Є такі, що шкідливі лише людині, є смертельно небезпечні для тварин чи рослин. Люди навчилися використовувати останні, зокрема, для знищення бур'янів і настирливих комах.
Перш ніж заглибитись у те, які бувають шкідливі бактерії, варто визначитися з шляхами їхнього поширення. А таких є дуже багато. Є мікроорганізми, які передаються за допомогою заражених та немитих продуктів, повітряно-краплинним та контактним шляхами, через воду, ґрунт або за допомогою укусів комах.
Найгірше, що лише одна клітина, потрапивши у сприятливе середовище людського організму, здатна протягом лише кількох годин розмножитися до кількох мільйонів бактерій.
Якщо говорити про те, які бувають бактерії, назви хвороботворних та корисних складно відрізнити непрофесіоналу. У науці позначення мікроорганізмів використовують латинські терміни. У просторіччі розумні слова замінюють поняттями – «кишкова паличка», «збудники» холери, кашлюку, туберкульозу та інші.
Превентивні заходи попередження захворювання бувають трьох видів. Це щеплення та вакцини, переривання шляхів передачі (марлеві пов'язки, рукавички) та карантин.
Звідки беруться бактерії у сечі
Які бактерії корисні
Бактерії всюди – подібне гасло ми чуємо з дитинства. Усі ми намагаємося протистояти цим мікроорганізмам, стерилізуючи оточення. А чи треба так чинити?
Існують бактерії, які є захисниками та помічниками, як людини, так і навколишнього світу. Ці живі мікроорганізми вкривають людину та природу мільйонними колоніями. Вони є активними учасниками всіх процесів, що відбуваються на планеті і безпосередньо в організмі будь-якої живої істоти. Їхня мета - відповідати за правильне перебіг життєвих процесів і бувати всюди, де без них не обійтися.
Величезний світ бактерій
Згідно з дослідженнями, що проводяться регулярно вченими, в людському організмі перебуває понад дві з половиною кілограми різноманітних бактерій.
Усі бактерії задіяні у життєвих процесах. Наприклад, одні допомагають у перетравленні їжі, інші – активні помічники у виробництві вітамінів, треті виступають захисниками від шкідливих вірусів та мікроорганізмів.
Однією з дуже корисних живих істот, що є у зовнішньому середовищі, є азотфіксуюча бактерія, яка є в кореневих бульбах рослин, що виділяють в атмосферу необхідний для дихання людини азот.
Існує й інша група мікроорганізмів, яка пов'язана з перетравленням відходів органічних сполук, що допомагає підтримувати на належному рівні родючість ґрунту. До неї відносяться азотфіксуючі мікроби.
Лікувальні та харчові бактерії
Інші мікроорганізми беруть активну участь у процесі отримання антибіотиків – це стрептоміцин та тетрациклін. Ці бактерії називаються Streptomyces і відносяться до ґрунтових бактерій, які використовуються у виготовленні не тільки антибіотиків, а й продуктів у промисловому та харчовому виробництві.
Для цих харчових галузей широко використовується бактерія Lactobacillis, яка бере участь у процесах бродіння. Тому вона потрібна у виготовленні йогурту, пива, сирів, вина.
Всі ці представники мікроорганізмів-помічників живуть за своїми суворими правилами. Порушення їх балансу призводить до негативних явищ. Насамперед, в організмі людини викликається дискбактеріоз, наслідки якого часом незворотні.
По-друге, всі відновлювальні функції людини пов'язані з внутрішніми або зовнішніми органами, які при дисбалансі корисних бактерій проходять значно важче. Те саме відноситься до групи, яка задіяна у виробництві продуктів харчування.
Бактерії – найдрібніші найдавніші мікроорганізми, невидимі неозброєним оком. Лише під мікроскопом можна розглянути їхню будову, вид та взаємодію один з одним. Перші мікроорганізми мали примітивну будову, вони розвивалися, мутували, створювали колонії, пристосовувалися під мінливе місце існування. Бактерії різних видів обмінюються один з одним амінокислотами, які необхідні для зростання та розвитку.
Різновиди бактерій
У шкільних підручниках біології розміщені зображення різних видів бактерій, що відрізняються формою:
- Коки - кулясті організми, що відрізняються за взаємним розташуванням. Під мікроскопом помітно, що стрептококи представляють ланцюжок кульок, диплококи живуть попарно, стафілококи - скупчення довільної форми. Ряд коків викликає різні запальні процеси, потрапляючи в організм людини (гонокок, стафілокок, стрептокок). Не всі коки, що живуть в організмі людини, є патогенними. Умовно патогенні види беруть участь у формуванні захисту організму від зовнішніх впливів та безпечні за дотримання балансу флори.
- Паличкоподібні відрізняються формою, розміром та здатністю до спороутворення. Спороутворюючі види називаються бацилами. До бацил відносяться: паличка правця, паличка сибірки. Суперечки – це утворення усередині мікроорганізму. Суперечки нечутливі до хімічної обробки, їхня стійкість до зовнішніх впливів – запорука збереження виду. Відомо, що суперечки руйнуються за високої температури (вище 120ºС).
Форми паличкоподібних мікробів:
- із загостреними полюсами, як у фузобактерії, що входить до складу нормальної мікрофлори верхніх дихальних шляхів;
- із потовщеними полюсами, що нагадують булаву, як у коринебактерії – збудника дифтерії;
- із закругленими кінцями, такими як у кишкової палички, яка потрібна для процесу травлення;
- з прямими кінцями, як у палички-збудника сибірки.
Більшість паличкоподібних бацил і бактерій стосовно один одного розташовуються хаотично. Можна виділити стрептобактерії (стрептобацили), які розташовані ланцюжком, та диплобактерії (диплобацили), що існують у парі.
3. Спірили та спірохети – мікроорганізми звивистої форми. Вони не утворюють суперечки, дуже рухливі. Під мікроскопом можна побачити їх швидкі рухи. Більшість спірил безпечні для людини та тварин. Це сапрофіти, які харчуються неживими субстратами. Виняток становлять види, що викликають содоку. Спірохети небезпечні для людини і тварин, здатні викликати захворювання шкірних покривів, дихальних шляхів, ШКТ. Спірили відрізняються від спірохет меншою кількістю завитків і наявністю джгутиків на полюсах.
4. Вібріони - вібруючі мікроби. При розгляді під мікроскопом можна побачити їхні рухи, що вібрують. Мікроорганізм змінюється залежно від умов довкілля. Вібріони бувають спіралеподібної, паличкоподібної, ниткоподібної, кулястої форми. Найнебезпечнішим для людини є вібріон холери.
Грам(+) та грам (-)
Данський мікробіолог Ганс Грам понад 100 років тому провів досвід, після якого всі бактерії стали належати до грампозитивних та грамнегативних. Грампозитивні організми створюють із забарвлюючою речовиною тривалий стійкий зв'язок, що посилюється при впливі йоду. Грамнегативні, навпаки, не сприйнятливі до барвника, їхня оболонка міцно захищена.
До грамнегативних мікробів належать хламідії, рикетсії, до грампозитивних - стафілококи, стрептококи, коринебактерії.
Сьогодні в медицині широко використовується тест на грам(+) та грам(-) бактерії. Фарбування за Грамом є однією з методик дослідження слизових оболонок на визначення складу мікрофлори.
Аеробні та анаеробні
Найпримітивніші бактерії живуть глибоко під водою. Для розвитку їм не потрібний доступ до кисню. Розвиненіші колонії вибралися на сушу і живуть на поверхнях. Для розмноження та розвитку колонії цим мікроорганізмам потрібен кисень. Враховуючи залежність від кисню, групи мікроорганізмів носять назви аеробних та анаеробних.
Аеробні мікроорганізми потребують кисню для розвитку та дихання:
Облігатні аероби – ці бактерії вільно живуть у зовнішньому середовищі. Як приклад можна навести туберкульозну паличку, яка стійка до навколишнього середовища, зберігається у воді до 5 місяців, а у вологому, теплому та темному приміщенні до 7 років.
Мікроаерофіли – цим мікробам достатньо 2% вмісту кисню для нормального життя та розвитку. Ними є стрептококи, що викликають фарингіт, скарлатину та живуть у дихальних шляхах. При вирощуванні мікробів у рідкому середовищі ці організми накопичуються неподалік поверхні, там, де вміст кисню невисоке.
Анаеробні мікроорганізми здатні рости і розмножуватися без кисню:
- облігатні анаероби уникають молекулярного кисню (наприклад, фузобактерії);
- факультативні здатні до зростання та розвитку в присутності кисню і без нього, це можуть бути стрептококи, гонококи;
- аеротолерантні мікроорганізми не використовують кисень для розвитку, хоча зростають у присутності молекулярного кисню, як бактерії молочнокислого бродіння.
Як живуть бактерії
Біологи визначають бактерії в окреме царство, вони від інших живих істот. Це одноклітинний організм без ядра усередині. Їхня форма може бути у вигляді кульки, конуса, палички, спіралі. Для переміщення прокаріоти користуються джгутиками.
Біоплівка – це місто для мікроорганізмів, що проходить кілька стадій формування:
- Адгезія чи сорбція – прикріплення мікроорганізму до поверхні. Як правило, плівки утворюються на межі двох середовищ: рідина та повітря, рідина та рідина. Початковий етап оборотний, формування плівки можна запобігти.
- Фіксація – бактерії виділяють полімери, забезпечуючи їхнє міцне закріплення, формують матрикс для міцності та захисту.
- Дозрівання – мікроби зливаються, обмінюються поживними речовинами, розвиваються мікроколонії.
- Етап зростання - йде накопичення бактерій, їх злиття, витіснення. Кількість мікроорганізмів становить від 5 до 35%, решта простору займає міжклітинний матрикс.
- Дисперсія від плівки періодично відриваються мікроорганізми, які прикріплюються до інших поверхонь і утворюють біоплівку.
Процеси, що відбуваються в біоплівці, відрізняються від того, що відбувається з мікробом, який не є складовою колонії. Колонії стабільні, мікроби організують єдину систему поведінкових реакцій, визначаючи взаємодію членів усередині матриксу та поза плівкою. Слизові оболонки людини населені великою кількістю мікроорганізмів, які продукують гель для захисту та забезпечують стабільність функціонування органів. Прикладом може бути слизова оболонка шлунка. Відомо, що хелікобактер пілорі, які вважаються причиною виразкової хвороби шлунка, є більш ніж у 80% обстежених людей, але при цьому виразкова хвороба розвивається не у всіх. Припускають, що хелікобактер пілорі, будучи членами колонії, беруть участь у травленні. Їхня здатність завдавати шкоди проявляється лише після створення певних умов.
Взаємодія бактерій у біоплівках ще мало вивчена. Але вже сьогодні деякі мікроби стали помічниками людини під час проведення реставраційних робіт, збільшення міцності покриттів. У Європі виробники дезінфектантів пропонують обробляти поверхні бактеріальними розчинами, що містять безпечні мікроорганізми, які не дають розвиватися патогенній флорі. Бактерії використовуються для створення полімерних сполук, а також у перспективі вироблятимуть електрику.
В одному експерименті спостерігали за мутаціями кишкової палички. Бактерії розділили на різні групи: «переможців» та «аутсайдерів». "Переможці" спочатку мали корисні мутації в генах. Понад 20 років група вчених щодня міняла середу, тримала мікробів у стані нестачі глюкози. Всупереч очікуванням, мікроорганізми-«аутсайдери», які не мають конкурентної переваги спочатку, в ході еволюції значно раніше придбали додаткові мутації, показали кращі результати адаптації, ніж колонії з більш розвиненими генами на старті. Бактерії довели, що добрі стартові дані не впливають на кінцевий результат.
