Miért sok a baktérium? Hasznos és káros baktériumok

Ebben a pillanatban, ember, amikor ezeket a sorokat olvassa, hasznot húz a baktériumok munkájából. A belélegzett oxigéntől a táplálékunkból a gyomrunk által kivont tápanyagokig baktériumokat köszönhetünk, hogy virágoznak ezen a bolygón. Szervezetünkben körülbelül tízszer több mikroorganizmus található, beleértve a baktériumokat is, mint a saját sejtjeink. Lényegében inkább mikrobák vagyunk, mint emberek.

Csak a közelmúltban kezdtünk egy kicsit megérteni a mikroszkopikus élőlényeket, valamint bolygónkra és egészségünkre gyakorolt ​​hatásukat, de a történelem azt mutatja, hogy őseink már évszázadokkal ezelőtt is hasznosították a baktériumok erejét ételek és italok fermentálására (aki hallott a kenyérről és az egészségről). sör?).

A 17. században kezdtük el közvetlenül a szervezetünkben, velünk szoros kapcsolatban - a szájban - lévő baktériumok tanulmányozását. Antoni van Leeuwenhoek kíváncsisága baktériumok felfedezéséhez vezetett, amikor megvizsgált egy lepedéket a saját fogai között. Van Leeuwenhoek költőien gyantázta a baktériumokat, és a fogain lévő baktériumkolóniát „egy kis fehér anyagnak, mint a megkeményedett tészta” jellemezte. A mintát mikroszkóp alá helyezve van Leeuwenhoek látta, hogy a mikroorganizmusok mozognak. Tehát élnek!

Tudnia kell, hogy a baktériumok kritikus szerepet játszottak a Földön, kulcsfontosságúak a lélegző levegő megteremtésében és az általunk otthonnak nevezett bolygó biológiai gazdagságában.

Ebben a cikkben áttekintést nyújtunk ezekről az apró, de nagyon befolyásos mikroorganizmusokról. Megvizsgáljuk a jót, a rosszat és a kifejezetten bizarr módokat, ahogyan a baktériumok alakítják az emberiség és a környezet történelmét. Először is nézzük meg, miben különböznek a baktériumok más élettípusoktól.

A baktériumok alapjai

Nos, ha a baktériumok szabad szemmel láthatatlanok, honnan tudhatunk róluk ennyit?

A tudósok nagy teljesítményű mikroszkópokat fejlesztettek ki, hogy megvizsgálják a baktériumokat – amelyek mérete egy mikrontól néhány mikronig (a méter milliomod része) terjed –, és kitalálja, hogyan viszonyulnak más életformákhoz, növényekhez, állatokhoz, vírusokhoz és gombákhoz.

Amint azt bizonyára tudod, a sejtek az élet építőkövei, testünk szöveteitől az ablakon kívül növekvő fáig. Az emberek, állatok és növények genetikai információval rendelkező sejtjei egy sejtmagban találhatók. Az ilyen típusú sejtek, amelyeket eukarióta sejteknek neveznek, speciális organellumokkal rendelkeznek, amelyek mindegyike egyedi feladattal segíti a sejt működését.

A baktériumoknak azonban nincs magjuk, és genetikai anyaguk (DNS) szabadon lebeg a sejtben. Ezeknek a mikroszkopikus sejteknek nincs organellumuk, és más módszerekkel rendelkeznek a genetikai anyag szaporítására és átvitelére. A baktériumokat prokarióta sejteknek tekintik.

A baktériumok túlélnek oxigénnel vagy anélkül?

Alakjuk: rudak (bacillusok), körök (coccusok) vagy spirálok (spirillum)

A baktériumok Gram-negatívak vagy Gram-pozitívak, vagyis van-e külső védőmembránjuk, amely megakadályozza a sejt belsejének elfestődését?

A baktériumok mozgása és környezetük felfedezése (sok baktériumnak flagellája van, apró ostorszerű szerkezetek, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy mozogjanak a környezetükben)

A mikrobiológia – a mikrobák minden típusának tanulmányozása, beleértve a baktériumokat, archaeákat, gombákat, vírusokat és protozoákat – megkülönbözteti a baktériumokat mikrobiális rokonaiktól.

A ma archaeáknak minősített baktériumszerű prokarióták egykor együtt voltak baktériumokkal, de ahogy a tudósok többet megtudtak róluk, saját kategóriákat adtak a baktériumoknak és az archaeáknak.

Mikrobás táplálkozás (és miazma)

Az emberekhez, az állatokhoz és a növényekhez hasonlóan a baktériumoknak is táplálékra van szükségük a túléléshez.

Egyes baktériumok – autotrófok – olyan alapvető erőforrásokat használnak fel, mint a napfény, a víz és a környezeti vegyszerek, hogy táplálékot hozzanak létre (gondoljunk csak a cianobaktériumokra, amelyek 2,5 millió éve alakítják át a napfényt oxigénné). Más baktériumokat heterotrófoknak neveznek a tudósok, mivel energiájukat a meglévő szerves anyagokból nyerik táplálékként (például az erdő talaján elhalt levelekből).

Az igazság az, hogy ami ízletes lehet a baktériumok számára, az számunkra undorító lesz. Úgy fejlődtek, hogy minden típusú terméket elnyeljenek, az olajszennyezésektől és a nukleáris melléktermékektől az emberi hulladékokig és a bomlástermékekig.

De a baktériumok affinitása egy adott táplálékforráshoz a társadalom hasznára válhat. Például Olaszországban művészeti szakértők olyan baktériumok felé fordultak, amelyek megeszik a felesleges só- és ragasztórétegeket, csökkentve ezzel a felbecsülhetetlen értékű műalkotások tartósságát. A baktériumok szervesanyag-feldolgozó képessége is nagyon előnyös a Föld számára, mind a talajban, mind a vízben.

A napi tapasztalatok alapján jól ismeri a baktériumok által okozott szagokat, mivel ezek elfogyasztják a szemetesed tartalmát, megemésztik a megmaradt ételt, és saját gáznemű melléktermékeiket bocsátják ki. Ez azonban még nem minden. Azt is hibáztathatja, hogy a baktériumok okozzák azokat a kínos pillanatokat, amikor önmaga gázt bocsát ki.

Egy nagy család

A baktériumok szaporodnak és kolóniákat alkotnak, ha lehetőség nyílik rá. Ha az élelmiszer- és környezeti feltételek kedvezőek, akkor szaporodnak, és ragacsos csomókat, úgynevezett biofilmeket képeznek, hogy életben maradjanak a szikláktól a szájfogakig.

A biofilmeknek megvannak az előnyei és hátrányai. Egyrészt kölcsönösen előnyösek a természeti objektumok számára (mutalizmus). Másrészt komoly veszélyt jelenthetnek. Például azoknak az orvosoknak, akik orvosi implantátumokkal és eszközökkel kezelik a betegeket, komoly aggodalmaik vannak a biofilmekkel kapcsolatban, mivel ezek ingatlant biztosítanak a baktériumok számára. Miután megtelepedtek, a biofilmek olyan melléktermékeket termelhetnek, amelyek mérgezőek – és néha végzetesek – az emberre.

A városokban élő emberekhez hasonlóan a biofilm sejtjei is kommunikálnak egymással, információt cserélnek az élelmiszerekről és a lehetséges veszélyekről. De ahelyett, hogy a szomszédokat telefonon hívnák, a baktériumok vegyi anyagokkal küldenek jegyzeteket.

Ezenkívül a baktériumok nem félnek önmagukban élni. Egyes fajok érdekes módokat fejlesztettek ki a zord környezetben való túlélésre. Ha nincs több táplálék, és elviselhetetlenné válnak a körülmények, a baktériumok megőrzik magukat egy kemény héj, endospóra létrehozásával, amely nyugalmi állapotba hozza a sejtet és megőrzi a baktérium genetikai anyagát.

A tudósok baktériumokat találnak ilyen időkapszulákban, amelyeket 100 vagy akár 250 millió évig tároltak. Ez arra utal, hogy a baktériumok hosszú ideig képesek önmagukban tárolni.

Most, hogy tudjuk, milyen lehetőségeket kínálnak a telepek a baktériumok számára, nézzük meg, hogyan jutnak el oda – osztódáson és szaporodáson keresztül.

Baktériumok szaporodása

Hogyan hoznak létre telepeket a baktériumok? Más földi életformákhoz hasonlóan a baktériumoknak is szaporodniuk kell a túléléshez. Más szervezetek nemi szaporodás útján teszik ezt, de nem baktériumok. De először beszéljük meg, miért jó a sokszínűség.

Az élet természetes kiválasztódáson megy keresztül, vagy egy bizonyos környezet szelektív erői lehetővé teszik, hogy az egyik típus jobban virágozzon és szaporodjon, mint a másik. Talán emlékszel arra, hogy a gének az a gépezet, amely utasítja a sejtet, hogy mit tegyen, és meghatározza, hogy milyen színű legyen a haja és a szeme. A géneket a szüleidtől kapod. A szexuális szaporodás mutációkat vagy véletlenszerű változásokat eredményez a DNS-ben, ami sokféleséget hoz létre. Minél nagyobb a genetikai sokféleség, annál nagyobb az esélye annak, hogy egy szervezet képes lesz alkalmazkodni a környezeti korlátokhoz.

A baktériumok esetében a szaporodás nem a megfelelő mikrobával való találkozáson múlik; egyszerűen lemásolják saját DNS-üket, és két egyforma sejtre osztódnak. Ez a bináris hasadásnak nevezett folyamat akkor következik be, amikor az egyik baktérium ketté válik, lemásolja a DNS-t, és továbbadja azt a megosztott sejt mindkét részére.

Mivel a kapott sejt végső soron azonos lesz azzal, amelyből született, ez a szaporítási módszer nem a legjobb változatos génállomány létrehozására. Hogyan szereznek új géneket a baktériumok?

Kiderült, hogy a baktériumok egy ügyes trükköt alkalmaznak: horizontális géntranszfert, vagy genetikai anyag cseréjét szaporodás nélkül. A baktériumok többféle módon is megtehetik ezt. Az egyik módszer a genetikai anyag összegyűjtése a sejten kívüli környezetből – más mikrobáktól és baktériumoktól (plazmidoknak nevezett molekulákon keresztül). Egy másik módszer a vírusok, amelyek baktériumokat használnak otthonként. Amikor a vírusok megfertőznek egy új baktériumot, az előző baktérium genetikai anyagát az újban hagyják.

A genetikai anyagcsere rugalmasságot ad a baktériumoknak az alkalmazkodáshoz, és alkalmazkodnak, ha stresszes változásokat érzékelnek a környezetben, például élelmiszerhiányt vagy kémiai változásokat.

A baktériumok alkalmazkodásának megértése rendkívül fontos az ellenük való leküzdéshez és az antibiotikumok előállításához az orvostudomány számára. A baktériumok olyan gyakran képesek genetikai anyagot cserélni, hogy néha a korábban bevált kezelések már nem működnek.

Nincsenek magas hegyek, nincsenek nagy mélységek

Ha felteszi a kérdést, hogy „hol vannak a baktériumok?”, könnyebben feltehetjük a kérdést: „hol nincsenek baktériumok?”

A baktériumok szinte mindenhol megtalálhatók a Földön. Lehetetlen elképzelni a bolygón élő baktériumok számát egy időben, de egyes becslések szerint számukat (baktériumok és archaeák együtt) 5 oktilillióra teszik – ez a szám 27 nullával.

A baktériumfajok osztályozása nyilvánvaló okokból rendkívül nehéz. Jelenleg megközelítőleg 30 000 hivatalosan azonosított faj létezik, de a tudásbázis folyamatosan bővül, és vannak olyan vélemények, hogy mi csak a jéghegy csúcsa vagyunk minden típusú baktérium esetében.

Az igazság az, hogy a baktériumok nagyon régóta léteznek. Ők állították elő a legrégebbi, 3,5 milliárd éves kövületeket. Tudományos kutatások azt sugallják, hogy a cianobaktériumok körülbelül 2,3-2,5 milliárd évvel ezelőtt kezdték meg az oxigéntermelést a világ óceánjaiban, telítve ezzel a Föld légkörét a mai napig belélegzett oxigénnel.

A baktériumok életben maradhatnak a levegőben, vízben, talajban, jégben, hőben, növényeken, a belekben, a bőrön – mindenhol.

Egyes baktériumok extremofilek, ami azt jelenti, hogy ellenállnak a szélsőséges körülményeknek, amelyek akár nagyon melegek, akár hidegek, vagy nem rendelkeznek olyan tápanyagokkal és vegyi anyagokkal, amelyeket általában az élettel társítunk. A kutatók ilyen baktériumokat találtak a Mariana-árokban, a Föld legmélyebb pontjában, a Csendes-óceán fenekén, a vízben és a jégben lévő hidrotermális szellőzőnyílások közelében. Vannak olyan baktériumok is, amelyek szeretik a magas hőmérsékletet, például azok, amelyek színezik a Yellowstone Nemzeti Park opálos medencéjét.

Rossz (nekünk)

Noha a baktériumok jelentős mértékben hozzájárulnak az emberi és a bolygó egészségéhez, van egy sötét oldaluk is. Egyes baktériumok patogének lehetnek, vagyis betegségeket és betegségeket okoznak.

Az emberiség történelme során bizonyos baktériumok (érthető módon) rosszul repkedtek, pánikot és hisztériát okozva. Vegyük például a pestist. A pestist okozó baktérium, a Yersinia pestis nemcsak több mint 100 millió embert ölt meg, de hozzájárulhatott a Római Birodalom összeomlásához is. Az antibiotikumok, a bakteriális fertőzések elleni küzdelemben segítő gyógyszerek megjelenése előtt nagyon nehéz volt megállítani őket.

Ezek a kórokozó baktériumok még ma is komolyan megijesztenek bennünket. Az antibiotikum-rezisztencia kialakulásának köszönhetően mindig veszélyt jelentenek ránk a lépfenét, tüdőgyulladást, agyhártyagyulladást, kolerát, szalmonellózist, mandulagyulladást és egyéb, még mindig közelünkben maradt betegségeket okozó baktériumok.

Ez különösen igaz a Staphylococcus aureusra, a staph fertőzésekért felelős baktériumra. Ez a „szuperbaktérium” számos problémát okoz a klinikákon, mivel a betegek nagyon gyakran kapnak fertőzést orvosi implantátumok és katéterek beültetésekor.

Már beszéltünk a természetes szelekcióról és arról, hogy egyes baktériumok különféle géneket termelnek, amelyek segítenek megbirkózni a környezeti feltételekkel. Ha fertőzése van, és a szervezetben lévő baktériumok némelyike ​​eltér a többitől, az antibiotikumok a baktériumpopuláció nagy részét érinthetik. De azok a baktériumok, amelyek túlélik, rezisztenciát fejlesztenek ki a gyógyszerrel szemben, és ott maradnak, várva a következő esélyt. Ezért az orvosok azt javasolják, hogy az antibiotikumok kúráját a végéig fejezzék be, és általában a lehető legritkább esetben, csak végső esetben használják őket.

A biológiai fegyverek egy másik ijesztő aspektusa ennek a beszélgetésnek. A baktériumok bizonyos esetekben fegyverként is használhatók, különösen a lépfenét használták egy időben. Ráadásul nem csak az emberek szenvednek baktériumoktól. Egy másik faj, a Halomonas titanicae étvágyat mutatott az elsüllyedt óceánjáró, a Titanic iránt, és felemészti a történelmi hajó fémét.

Természetesen a baktériumok nemcsak károkat okozhatnak.

Heroikus baktériumok

Fedezzük fel a baktériumok jó oldalát. Végül is ezek a mikrobák olyan finom ételeket adtak nekünk, mint a sajt, a sör, a kovász és más erjesztett elemek. Az emberi egészséget is javítják, és a gyógyászatban is használják.

Az egyes baktériumoknak köszönhetjük az emberi evolúció alakítását. A tudomány egyre több adatot gyűjt a mikroflóráról – a szervezetünkben, különösen az emésztőrendszerben és a belekben élő mikroorganizmusokról. A kutatások azt mutatják, hogy a baktériumok, az új genetikai anyagok és az általuk szervezetünkbe hozott sokféleség lehetővé teszi az emberek számára, hogy alkalmazkodjanak az új táplálékforrásokhoz, amelyeket korábban nem használtak ki.

Nézzük ezt így: a gyomor és a belek felszínét bevonva a baktériumok „dolgoznak” helyetted. Amikor eszik, a baktériumok és más mikrobák segítenek lebontani és kivonni a tápanyagokat, különösen a szénhidrátokat. Minél változatosabb baktériumokat fogyasztunk, szervezetünk annál változatosabbá válik.

Bár saját mikrobáinkról ismereteink nagyon korlátozottak, okkal feltételezhetjük, hogy bizonyos mikrobák és baktériumok hiánya a szervezetben összefüggésbe hozható az emberi egészséggel, az anyagcserével és az allergénekkel szembeni érzékenységgel. Az egereken végzett előzetes vizsgálatok kimutatták, hogy az olyan anyagcsere-betegségek, mint az elhízás, inkább a változatos és egészséges mikrobiotához kapcsolódnak, mint a mi uralkodó „kalóriát be, kalóriát ki” mentalitásunkhoz.

Jelenleg aktívan vizsgálják bizonyos mikrobák és baktériumok emberi szervezetbe történő bejuttatásának lehetőségét, amelyek bizonyos előnyökkel járhatnak, de a cikk írásakor még nem születtek általános ajánlások felhasználásukra.

Ezenkívül a baktériumok fontos szerepet játszottak a tudományos gondolkodás és a humán gyógyászat fejlődésében. A baktériumok vezető szerepet játszottak Koch 1884-es posztulátumainak kidolgozásában, ami ahhoz az általános megértéshez vezetett, hogy a betegséget egy bizonyos típusú mikroba okozza.

A baktériumokat kutató kutatók véletlenül felfedezték a penicillint, egy antibiotikumot, amely sok életet mentett meg. Szintén a közelmúltban, ennek kapcsán fedezték fel az élőlények genomjának szerkesztésének egyszerű módját, amely forradalmasíthatja az orvostudományt.

Valójában csak most kezdjük megérteni, hogyan profitálhatunk a kis barátokkal való együttélésből. Ráadásul nem világos, hogy ki a Föld igazi tulajdonosa: emberek vagy mikrobák.

A legtöbb ember a különféle bakteriális szervezeteket kizárólag káros részecskéknek tekinti, amelyek különféle kóros állapotok kialakulását idézhetik elő. Ennek ellenére a tudósok szerint ezeknek az élőlényeknek a világa nagyon változatos. Vannak őszintén veszélyes baktériumok, amelyek veszélyt jelentenek szervezetünkre, de vannak hasznosak is – olyanok, amelyek biztosítják szerveink és rendszereink normális működését. Próbáljuk meg kicsit megérteni ezeket a fogalmakat, és vegyük figyelembe az ilyen szervezetek egyes típusait. Beszéljünk a természetben előforduló baktériumokról, amelyek károsak és hasznosak az emberre.

Jótékony baktériumok

A tudósok szerint a baktériumok lettek nagy bolygónk legelső lakói, és nekik köszönhető, hogy van élet a Földön. Ezek az élőlények sok millió év során fokozatosan alkalmazkodtak a folyamatosan változó létfeltételekhez, megváltoztatták megjelenésüket, élőhelyüket. A baktériumok képesek voltak alkalmazkodni a környezethez, és képesek voltak új és egyedi életfenntartó módszereket kifejleszteni, beleértve a többféle biokémiai reakciót - katalízist, fotoszintézist és még a látszólag egyszerű légzést is. Manapság a baktériumok együtt élnek az emberi szervezetekkel, és az ilyen együttműködést némi harmónia jellemzi, mivel az ilyen szervezetek valódi előnyökkel járhatnak.

Egy kis ember születése után a baktériumok azonnal elkezdenek behatolni a testébe. A levegővel együtt behatolnak a légutakba, az anyatejjel együtt bejutnak a szervezetbe stb. Az egész szervezet telítődik különféle baktériumokkal.

Lehetetlen pontosan kiszámítani a számukat, de egyes tudósok bátran állítják, hogy az ilyen sejtek száma a testben összehasonlítható az összes sejt számával. Csak az emésztőrendszer négyszáz különböző típusú élő baktériumnak ad otthont. Úgy gondolják, hogy egy bizonyos fajta csak egy meghatározott helyen nőhet. Így a tejsavbaktériumok a belekben képesek szaporodni és szaporodni, mások a szájüregben érzik magukat optimálisan, vannak, akik csak a bőrön élnek.

Az emberek és az ilyen részecskék sokéves együttélése során mindkét csoport számára optimális együttműködési feltételeket tudtak teremteni, ami hasznos szimbiózisként jellemezhető. Ugyanakkor a baktériumok és a testünk egyesítik képességeiket, miközben mindkét oldal feketén marad.

A baktériumok különböző sejtrészecskéket képesek összegyűjteni a felszínükön, ezért az immunrendszer nem érzékeli ellenségesnek és nem támadja meg őket. Azonban miután a szervek és rendszerek ki vannak téve a káros vírusoknak, a hasznos baktériumok védekezésbe lépnek, és egyszerűen elzárják a kórokozók útját. Az emésztőrendszerben jelenlévő anyagok kézzelfogható előnyökkel is járnak. Feldolgozzák az ételmaradékot, jelentős mennyiségű hőt szabadítva fel. Ez viszont átkerül a közeli szervekbe, és átterjed az egész szervezetbe.

A jótékony baktériumok hiánya a szervezetben vagy számuk megváltozása különböző kóros állapotok kialakulását idézi elő. Ez a helyzet az antibiotikumok szedése közben alakulhat ki, amelyek hatékonyan pusztítják el a káros és hasznos baktériumokat egyaránt. A hasznos baktériumok számának korrigálására speciális készítmények - probiotikumok - fogyaszthatók.

Káros baktériumok

Érdemes azonban emlékezni arra, hogy nem minden baktérium az ember barátja. Köztük sok veszélyes fajta is van, amelyek csak kárt okozhatnak. Az ilyen organizmusok a szervezetünkbe jutva különféle bakteriális betegségek kialakulásának okozóivá válnak. Ide tartoznak a különféle megfázások, bizonyos típusú tüdőgyulladások, valamint a szifilisz, a tetanusz és más betegségek, akár halálosak is. Léteznek ilyen típusú betegségek is, amelyek levegőben lévő cseppekkel terjednek. Ez veszélyes tuberkulózis, szamárköhögés stb.

A káros baktériumok okozta megbetegedések jelentős része a nem kellően jó minőségű élelmiszerek, a mosatlan és feldolgozatlan zöldségek és gyümölcsök, a nyers víz, valamint az alulsütött hús fogyasztása miatt alakul ki. Megvédheti magát az ilyen betegségektől, ha betartja a higiéniai szabályokat és előírásokat. Ilyen veszélyes betegségek például a vérhas, a tífusz stb.

A baktériumok támadása következtében kialakuló betegségek megnyilvánulása az ezen organizmusok által termelt vagy a pusztulásuk hátterében kialakuló mérgek kóros hatásának eredménye. Az emberi szervezet természetes védekezésének köszönhetően képes megszabadulni tőlük, amely a baktériumok fehérvérsejtek általi fagocitózisának folyamatán, valamint az antitesteket szintetizáló immunrendszeren alapul. Ez utóbbiak megkötik az idegen fehérjéket és szénhidrátokat, majd egyszerűen eltávolítják a véráramból.

Ezenkívül a káros baktériumok elpusztíthatók természetes és szintetikus gyógyszerekkel, amelyek közül a leghíresebb a penicillin. Az ilyen típusú gyógyszerek mindegyike antibiotikum, a hatóanyagtól és a hatásmechanizmustól függően eltérőek. Némelyikük képes elpusztítani a baktériumok sejtmembránját, míg mások felfüggesztik életfolyamataikat.

Tehát a természetben sok olyan baktérium van, amely előnyökkel és károkkal járhat az ember számára. Szerencsére az orvostudomány modern fejlettségi szintje lehetővé teszi, hogy megbirkózzon a legtöbb ilyen kóros szervezettel.

Az ember gyakran viszonylag komolytalanul bánik a testével. Igen, sokan tudják, hol található a szív, a vese, a belek stb. Vannak, akik mélyebben ismerik az emberi test felépítését. Csakhogy kevesen mernek nem csak emberként tekinteni magukra, hanem bizonyos törvényszerűségek szerint működő biológiai mechanizmusra, amely a maga összetett és sokdimenziós biológiai életét éli. Például nem mindenki érti egyértelműen, mennyire értékes a protozoonokkal való biológiai együttélésünk, és milyen szörnyű a bakteriális veszély.

Baktériumok, amelyek nélkül az ember nem tud túlélni

Az emberi testben hatalmas számú baktérium él, amelyek nélkül az ember nem tud túlélni. Teljes tömeg - 1,5-2,5 kg. Ilyen hasznos stabil szimbiózis alakult ki:

• a gyomor-bél traktusban;
• a bőrön;
• a nasopharynxben és a szájüregben.

A baktériumok szervezetben való működésének alapelve az, hogy olyan környezetet hozzunk létre a szervszöveteken, amelyben a káros mikrobák nem tudnak életben maradni. Ennek megfelelően, amikor a patogén mikrobák a bőrre, orrgaratba vagy a gyomor-bél traktusra kerülnek, egyszerűen elpusztulnak, mivel a jótékony mikrobák által e szervek szövetein már kialakult környezet halálos a virulens (veszélyes) prokarióták számára.

Ez egy általános kép a jótékony baktériumok hatásáról, de a mikrobák helyi hatásának sajátosságai vannak attól függően, hogy melyik szervben történik ilyen szimbiotikus kölcsönhatás.

Gyomor-bélrendszer

Az emberi gasztrointesztinális traktusban élő baktériumok egyszerre több funkciót is ellátnak, aminek köszönhetően az embernek lehetősége van biológiai szervezetként túlélni:

1. A mikrobák olyan környezetet hoznak létre a bélben, amely antagonista a patogén mikrobákkal szemben. A hasznos mikroorganizmusok szerepe abból adódik, hogy savas környezetet hoznak létre a belekben, és a patogén mikrobák nem élnek jól savas környezetben.
2. Ugyanazok a jótékony baktériumok emésztik meg a növényi táplálékokat, amelyek bejutnak a belekben. Az emberi szervezet által szintetizált enzimek nem képesek megemészteni a cellulózt tartalmazó növényi sejteket, és a baktériumok akadálytalanul táplálkoznak az ilyen sejtekből, és ezzel egy másik fontos szerepet töltenek be.
3. A hasznos baktériumok az ember számára szükséges B és K csoportba tartozó vitaminokat is szintetizálják, a K csoportba tartozó vitaminok szerepe a csontok és kötőszövetek anyagcseréjének biztosítása. A B-vitaminok szerepe globális. Ezek az alacsony molekulatömegű szerves vegyületek rengeteg folyamatban vesznek részt: a szénhidrátok energiafelszabadításától az antitestek szintéziséig és az idegrendszer szabályozásáig. Annak ellenére, hogy a B-vitaminok számos élelmiszerben jelen vannak, a bél mikroflóra általi szintézisének köszönhetően a szervezet megkapja a normál emberi élethez szükséges mennyiségű vitamint.

A jótékony bélmikroflóra fő részét a tejsavbaktériumok alkotják. Bár ezeknek a baktériumoknak különböző neveik lehetnek, ugyanolyan hatást fejtenek ki a szervezetre. A tejsavbaktériumok a természetes cukrokat fermentálják, így tejsavnak nevezett termék képződik.

Manapság a legnépszerűbb tejsav mikroorganizmusok azok, amelyeket az egészséges termékek fő probiotikus hatóanyagaként hirdetnek.

• Bifidobaktériumok– fonalas tejsav mikroorganizmusok, amelyek beborítják a bél felszínét és megakadályozzák, hogy a káros mikrobák megvegyék a lábukat és elszaporodjanak a bél falán. A tejsav-bifidobaktériumok össztömege a többi szimbionta baktériumhoz viszonyítva körülbelül 80%.
• Lactobacillusok– Gram-pozitív tejsavrudak, amelyeknek nemcsak a növényi táplálékok emésztése és az antagonista környezet kialakítása a fő szerepe, hanem az antitestszintézis serkentése is. Ezek olyan mikroorganizmusok, amelyek óriási hatással vannak az emberi immunrendszerre.

Data-lazy-type="image" data-src="https://probakterii.ru/wp-content/uploads/2015/08/bakterii-v-produktah.png" alt=" tejsavbaktériumok" width="400" height="250" srcset="" data-srcset="https://probakterii.ru/wp-content/uploads/2015/08/bakterii-v-produktah..png 300w" sizes="(max-width: 400px) 100vw, 400px">!}

A jótékony tejsavprokarióták mellett a gyomor-bél traktusban feltételesen károsak is vannak -. Annak ellenére, hogy jótékony hatásuk is lehet, például az E. coli baktériumok is szintetizálják a K-vitamint, ha mennyiségük a gyomor-bélrendszerben megnő, a hatás káros lesz: az E. coli méreganyagokkal mérgezi a szervezetet.

Az emberi szervezetben jelenlévő E. coli össztömege két kilogramm hasznos mikroorganizmushoz képest nagyon kicsi.

Baktériumok a bőrön, a szájban és a nasopharynxben

Az emberi bőrben élő mikroorganizmusok természetes biológiai pajzs szerepét töltik be, nem engedik, hogy a káros baktériumok aktív tevékenységet fejtsenek ki a bőrön, és ezáltal az egész szervezetre mérgező hatást fejtsenek ki.

A bőr, a száj és a nasopharynx biztonságát szabályozó fő baktériumok a következők:

• mikrococcusok;
• streptococcusok;
• staphylococcusok.

A streptococcusoknak és a staphylococcusoknak nemzetségükben vannak olyan káros (kórokozó) képviselői, amelyek megmérgezhetik a szervezetet.

A betegségek okai

Felmerül egy logikus kérdés: ha az embert minden oldalról biológiai pajzs védi, akkor miért betegszenek meg az emberek, miért nem működik ez a pajzs?

A szervezet kórokozókkal szembeni ellenállása nagymértékben függ az immunrendszertől. Ezért fontos, hogy mennyi munkát végeznek az immunrendszer kellően aktív működése érdekében.

A második fontos körülmény magának a károsítónak a jellemzői és a szervezetre gyakorolt ​​hatásának módjai.

Így a tífusz hosszú ideig halálos veszélyt jelentett az emberekre.

A tífusz több halálos betegség gyűjtőneve, amelyek sok emberéletet követeltek, amíg meg nem találták a kezelési módokat.

A tífusz minden típusára jellemző közös jellemzők:

• egy személy gyorsan fogy;
• a mérgezés és a fogyás hátterében súlyos láz kezdődik;
• Mindezek a fájdalmas megnyilvánulások súlyos idegösszeroppanást okoznak, és a személy meghal.

A gyakori tünetek ellenére a tífusz okai minden alkalommal eltérőek.

Betegséget okozó baktériumok

A tetvek belében nagyszámú rickettsia található. A fertőzés valószínűsége azonban nem attól függ, hogy hány tetű van egy személy közvetlen közelében, hanem attól, hogy az illető milyen aktívan kezd harcolni a tetvekkel. A tífuszfertőzés fő oka, ha magadon vakarja a tetveket. A rickettsia tetvek a zúzott bélből jutnak be a bőrön lévő sebekbe, majd az emberi véráramba.

A tífusz fő tünetei:

• láz (a testhőmérséklet 40 ° C felett);
• hátfájás;
• rózsaszín kiütés a hasban;
• a beteg tudata szinte a kómáig gátolt.

A tífusz kezelése, valamint bármely bakteriális fertőzés kezelése antibiotikumokon alapul. Az ilyen típusú tífusz kezelésére tetraciklin csoport antibiotikumokat használnak.

A tífusz egy másik szörnyű típusa - visszaváltható Kullancsok és tetvek hordozzák. De a kórokozók a spirochete borrelia baktériumok. A fertőzés kullancscsípés során következik be.

A fertőzés fő tünetei:

• hányás;
• a lép és a máj megnagyobbodik;
• mentális zavar és hallucinációk kezdődnek.

Ugyanezek a tünetek jelentkeznek, ha a hordozók tetvek voltak.

A kezelés a penicillin és a kloramfenikol csoport antibiotikumai, valamint az arzén gyógyszerek.

Tífusz láz. A kórokozó a Salmonella nemzetségbe tartozó patogén bakteriális bacilus. Ez a fajta tífusz csak emberre veszélyes, az állatok nem szenvednek tífuszban. A kórokozók étellel bejutnak a gyomorba. Főbb tünetek:

• baktériumok megjelenése a vizeletben (bakteremia);
• a mérgezés általános tünetei (sápadtság, fejfájás, szabálytalan szívritmus);
• puffadt gyomor;
• téveszmék, hallucinációk és egyéb mentális zavarok.

A kezelést kloramfenikol és penicillin csoport antibiotikumaival is végezzük, és helyreállító terápia kíséri.

Az embert a tífusz kórokozói mellett számos egyéb kórokozó mikroba is veszélyezteti, amelyek időben történő felismerése, valamint a fertőzés tüneteinek meghatározása, azonosítása és kezelése az ember életébe is kerülhet.

Ugyanez a pestis egy magas mortalitású betegség, melynek oka a pestisbacilus. A tünetek közé tartozik a fogyás, a láz és a kiszáradás. Egy ember meghal a kiszáradás miatt.

A pestisbacilus hordozói lehetnek rágcsálók, háziállatok és rovarok.

A pestis kezelését a sztreptomicin csoport antibiotikumaival végezzük. A megelőzés és a szervezet általános erősítése fontos szerepet játszik.

Sokféle baktérium hasznos és sikeresen alkalmazzák az emberek.

Először, a hasznos baktériumokat széles körben használják az élelmiszeriparban.

A sajtok, a kefir és a tejszín előállítása során szükséges a tej alvadása, amely tejsav hatására történik. A tejsavat a tejsavbaktériumok termelik, amelyek a starterkultúrák részét képezik, és a tejben lévő cukorral táplálkoznak. Maga a tejsav elősegíti a vas, a kalcium és a foszfor felszívódását. Ezek a jótékony elemek segítenek a fertőző betegségek elleni küzdelemben.

A sajt készítésekor darabokra (fejekre) préselik. A sajtfejek érlelőkamrákba kerülnek, ahol megindul a sajtot alkotó különféle tejsav- és propionsavbaktériumok tevékenysége. Tevékenységük eredményeként a sajt „érik” - jellegzetes ízt, szagot, mintát és színt kap.

A kefir előállításához tejsavbacillusokat és tejsavas streptococcusokat tartalmazó startert használnak.

A joghurt ízletes és egészséges erjesztett tejtermék. A joghurtgyártáshoz használt tejnek nagyon jó minőségűnek kell lennie. Minimális mennyiségű káros baktériumot kell tartalmaznia, amely megzavarhatja a jótékony joghurtbaktériumok fejlődését. A joghurtbaktériumok a tejet joghurttá alakítják, és különleges ízt adnak neki.

Rizs. 14. Lactobacillusok – tejsavbaktériumok.

A táplálékkal az emberi szervezetbe kerülő tejsav- és joghurtbaktériumok nemcsak a bélben lévő káros baktériumok, hanem a megfázást és egyéb fertőzéseket okozó vírusok elleni küzdelemben is segítenek. Ezek a jótékony baktériumok élettevékenységük során olyan savas környezetet hoznak létre (a kiürült anyagcseretermékek miatt), hogy mellettük csak a nehéz körülményekhez nagyon alkalmazkodott mikroba, például az E. coli képes életben maradni.

A jótékony baktériumok aktivitását a káposzta és más zöldségek erjesztésében hasznosítják.

Másodszor, baktériumokat használnak ércek kilúgozására a réz, cink, nikkel, urán és más fémek természetes ércekből történő kivonásakor. A kilúgozás a bennük nem gazdag ásványok baktériumok segítségével történő kinyerése, amikor más kitermelési módszerek (például az érc olvasztása) nem hatékonyak és költségesek. A kilúgozást aerob baktériumok végzik.

Harmadik, jótékony aerob baktériumokat használnak a városok és ipari vállalkozások szennyvizének megtisztítására a szerves maradványoktól.

Az ilyen biológiai tisztítás fő célja a szennyvízben lévő, onnan mechanikai kezeléssel nem távolítható el összetett és oldhatatlan szerves anyagok semlegesítése, egyszerű vízoldható elemekre való lebontása.

Negyedik, baktériumokat selyem- és bőrfeldolgozásnál használnak, stb. A műselyem előállításához szükséges alapanyagokat speciális transzgénikus baktériumok állítják elő. A technikai tejsavbaktériumokat a cserzőiparban duzzadásra és hámtalanításra (alapanyagok szilárd vegyületekből történő feldolgozása), a textiliparban festés és nyomtatás segédanyagaként használják.

Ötödik, baktériumokat használnak a mezőgazdasági kártevők elleni védekezésre. A mezőgazdasági növényeket speciális készítményekkel kezelik, amelyek bizonyos típusú baktériumokat tartalmaznak. A rovarkártevők, a biológiai készítménnyel kezelt növényi részeket fogyasztó rovarok, táplálékkal baktériumspórákat nyelnek le. Ez a kártevők pusztulásához vezet.

Hatodik, a baktériumokat különféle gyógyszerek (például interferon) előállítására használják, amelyek elpusztítják a vírusokat és támogatják az emberi immunitást (védelmet).

És végül, a káros baktériumoknak is vannak jótékony tulajdonságaik.

A korhadásbaktériumok (koprofita baktériumok) elpusztítják az elhullott állatok holttestét, a fák és cserjék földre hullott leveleit és magukat az elhalt fák törzsét. Ezek a baktériumok bolygónk egyfajta rendtartói. Szerves anyagokkal táplálkoznak, és humuszsá - termékeny talajréteggé - alakítják.

A talajbaktériumok a talajban élnek, és a természetben is számos előnnyel járnak. A talajbaktériumok által termelt ásványi sókat ezután a növény gyökerei felszívják a talajból. Az erdőtalaj felszíni rétegének egy köbcentimétere több száz millió talajbaktériumot tartalmaz.

Rizs. 15. A Clostridiumok talajbaktériumok.

A baktériumok a talajban is élnek, és felszívják a nitrogént a levegőből, felhalmozva azt a szervezetükben. Ez a nitrogén ezután fehérjékké alakul. Miután a baktériumsejtek elpusztulnak, ezek a fehérjék nitrogéntartalmú vegyületekké (nitrátok) alakulnak, amelyek műtrágyaként működnek, és jól felszívódnak a növényekben.

Következtetés.

A baktériumok a mikroorganizmusok nagy, jól tanulmányozott csoportja. A baktériumok mindenhol megtalálhatók, és az emberek életük során folyamatosan találkoznak velük. A baktériumok hasznosak lehetnek az ember számára, vagy veszélyes betegségek forrásaivá válhatnak.

A baktériumok tulajdonságainak tanulmányozása, káros megnyilvánulásaik leküzdése és a baktériumok élettevékenysége jótékony tulajdonságainak felhasználása az ember egyik fő feladata.

6. B osztály tanulója ________________________________________ / Yaroslav Shchipanov /

Irodalom.

1. Berkinblit M.B., Glagolev S.M., Maleeva Yu.V., Biológia: Tankönyv a 6. osztály számára. – M.: Binom. Tudáslaboratórium, 2008.

2. Ivchenko, T. V. Elektronikus tankönyv „Biológia: 6. osztály. Élő organizmus". // Biológia az iskolában. - 2007.

3. Pasechnik V.V. Biológia. 6. osztály Baktériumok, gombák, növények: Tankönyv. általános műveltségre tankönyv létesítmények, - 4. kiadás, sztereotípia. – M.: Túzok, 2000.

4. Smelova, V.G. Digitális mikroszkóp biológia órákon // „Szeptember elseje” Biológia Kiadó. - 2012. - 1. sz.

?

Káros és hasznos baktériumok

A baktériumok olyan mikroorganizmusok, amelyek egy hatalmas láthatatlan világot alkotnak körülöttünk és bennünk. Az általuk okozott káros hatások miatt hírhedtek, míg az általuk okozott jótékony hatásokról ritkán esik szó. Ez a cikk általános leírást ad néhány rossz és jó baktériumról.

„A geológiai idők első felében őseink baktériumok voltak. A legtöbb lény még mindig baktérium, és minden billió sejtünk egy baktériumkolónia." - Richard Dawkins.

Baktériumok- a Föld legősibb élőlényei mindenütt jelen vannak. Az emberi test, a levegő, amit belélegzünk, az általunk megérintett felületek, az elfogyasztott ételek, a minket körülvevő növények, a környezetünk stb. - mindezt baktériumok lakják.

Ezeknek a baktériumoknak körülbelül 99%-a jótékony hatású, míg a többinek rossz a híre. Valójában egyes baktériumok nagyon fontosak más élő szervezetek megfelelő fejlődéséhez. Létezhetnek önmagukban vagy szimbiózisban állatokkal és növényekkel.

A káros és jótékony baktériumok alábbi listája a legismertebb hasznos és halálos baktériumokat tartalmazza.

Jótékony baktériumok

Tejsavbaktériumok/Dederlein rudak

Jellegzetes: gram-pozitív, rúd alakú.

Élőhely: A tejsavbaktériumok fajtái megtalálhatók a tejben és tejtermékekben, az erjesztett élelmiszerekben, és a száj, a bél és a hüvely mikroflórájának is részét képezik. A legdominánsabb fajok a L. acidophilus, L. reuteri, L. plantarum stb.

Haszon: A tejsavbaktériumok arról ismertek, hogy képesek laktózt felhasználni és melléktermékként tejsavat termelni. Ez a laktóz fermentációs képessége a tejsavbaktériumokat a fermentált élelmiszerek elkészítésének fontos összetevőjévé teszi. A sózási folyamat szerves részét is képezik, mivel a tejsav tartósítószerként szolgálhat. Az úgynevezett fermentáció révén a joghurtot tejből nyerik. Bizonyos törzseket még ipari méretekben is felhasználnak joghurt előállítására. Emlősökben a tejsavbaktériumok segítik a laktóz lebontását az emésztési folyamat során. A kialakuló savas környezet megakadályozza más baktériumok elszaporodását a szervezet szöveteiben. Ezért a tejsavbaktériumok a probiotikus készítmények fontos összetevői.

Bifidobaktériumok

Jellegzetes: gram-pozitív, elágazó, rúd alakú.

Élőhely: A bifidobaktériumok jelen vannak az emberi gyomor-bél traktusban.

Haszon: A tejsavbaktériumokhoz hasonlóan a bifidobaktériumok is termelnek tejsavat. Ezenkívül ecetsavat termelnek. Ez a sav gátolja a patogén baktériumok szaporodását azáltal, hogy szabályozza a belekben a pH-szintet. A B. longum baktérium, a bifidobaktériumok egyik fajtája, segít a nehezen emészthető növényi polimerek lebontásában. A B. longum és a B. infantis baktériumok segítenek megelőzni a hasmenést, a candidiasist és még a gombás fertőzéseket is csecsemőknél és gyermekeknél. E jótékony tulajdonságai miatt gyakran szerepelnek a gyógyszertárakban forgalmazott probiotikus készítményekben is.

Escherichia coli (E. coli)

Jellegzetes:

Élőhely: Az E. coli a vastag- és vékonybél normál mikroflórájának része.

Haszon: Az E. coli segít az emésztetlen monoszacharidok lebontásában, így segíti az emésztést. Ez a baktérium K-vitamint és biotint termel, amelyek nélkülözhetetlenek a különböző sejtfolyamatokhoz.

Jegyzet: Egyes E. coli törzsek súlyos mérgező hatásokat, hasmenést, vérszegénységet és veseelégtelenséget okozhatnak.

Streptomycetes

Jellegzetes: gram-pozitív, fonalas.

Élőhely: Ezek a baktériumok jelen vannak a talajban, a vízben és a bomló szerves anyagokban.

Haszon: Egyes streptomycetes (Streptomyces spp.) fontos szerepet játszanak a talajökológiában azáltal, hogy lebontják a benne lévő szerves anyagokat. Emiatt bioremediációs szerként tanulmányozzák őket. A S. aureofaciens, a S. rimosus, a S. griseus, a S. erythraeus és a S. venezuelae kereskedelmi szempontból fontos fajok, amelyeket antibakteriális és gombaellenes vegyületek előállítására használnak.

Mycorrhizae/Nodule baktériumok

Jellegzetes:

Élőhely: A mikorrhizák jelen vannak a talajban, szimbiózisban a hüvelyes növények gyökércsomóival.

Haszon: Baktériumok Rhizobium etli, Bradyrhizobium spp., Azorhizobium spp. és sok más fajta hasznos a légköri nitrogén rögzítésére, beleértve az ammóniát is. Ez az eljárás lehetővé teszi ezt az anyagot a növények számára. A növények nem képesek a légköri nitrogén felhasználására, és függenek a talajban jelenlévő nitrogénmegkötő baktériumoktól.

Cianobaktériumok

Jellegzetes: gram-negatív, rúd alakú.

Élőhely: A cianobaktériumok elsősorban vízi baktériumok, de megtalálhatók a csupasz sziklákon és a talajban is.

Haszon: A cianobaktériumok, más néven kék-zöld algák, olyan baktériumok csoportja, amelyek nagyon fontosak a környezet számára. Megkötik a nitrogént a vízi környezetben. Meszesedő és vízkőtelenítő képességük fontossá teszi őket a korallzátonyok ökoszisztémájának egyensúlyának megőrzésében.

Káros baktériumok

Mycobacteriumok

Jellegzetes: sem nem gram-pozitívak, sem nem gram-negatívak (magas lipidtartalmuk miatt), rúd alakúak.

Betegségek: A mikobaktériumok olyan kórokozók, amelyeknek hosszú megkétszerezési ideje van. Legveszélyesebb fajtáik a M. tuberculosis és a M. leprae a tuberkulózis, illetve a lepra kórokozói. A M. ulcerans fekélyes és nem fekélyes csomókat okoz a bőrön. A M. bovis tuberkulózist okozhat az állatállományban.

Tetanusz bacillus

Jellegzetes:

Élőhely: A tetanus bacillus spórái a talajban, a bőrön és az emésztőrendszerben találhatók.

Betegségek: A tetanusz bacillus a tetanusz kórokozója. Sebeken keresztül bejut a szervezetbe, ott elszaporodik és méreganyagokat szabadít fel, különösen a tetanospasmint (más néven görcsölő toxint) és a tetanolizint. Ez izomgörcsökhöz és légzési elégtelenséghez vezet.

Pestisbot

Jellegzetes: gram-negatív, rúd alakú.

Élőhely: A pestisbacilus csak a gazdaszervezetben, különösen a rágcsálók (bolhák) és az emlősök testében maradhat életben.

Betegségek: A pestisbacilus bubópestis és pestis tüdőgyulladást okoz. A baktérium által okozott bőrfertőzés bubós formát ölt, melyet rossz közérzet, láz, hidegrázás, sőt görcsök jellemeznek. A bubópestis által okozott tüdőfertőzés pestises tüdőgyulladást okoz, amely köhögést, légzési nehézséget és lázat okoz. A WHO szerint évente 1000-3000 pestises eset fordul elő világszerte. A pestis kórokozóját potenciális biológiai fegyverként ismerik fel és tanulmányozzák.

Helicobacter pylori

Jellegzetes: gram-negatív, rúd alakú.

Élőhely: A Helicobacter pylori kolonizálja az emberi gyomor nyálkahártyáját.

Betegségek: Ez a baktérium a gyomorhurut és a gyomorfekély fő okozója. Citotoxinokat és ammóniát termel, amelyek károsítják a gyomor hámrétegét, hasi fájdalmat, hányingert, hányást és puffadást okozva. A Helicobacter pylori a világ népességének felében jelen van, de a legtöbb ember tünetmentes marad, és csak néhányuknál alakul ki gyomorhurut és fekély.

Anthrax bacillus

Jellegzetes: gram-pozitív, rúd alakú.

Élőhely: Az Anthrax bacillus széles körben elterjedt a talajban.

Betegségek: Az antrax fertőzés egy végzetes, lépfene nevű betegséghez vezet. A fertőzés az anthrax bacillus endospórák belélegzése következtében következik be. A lépfene főleg juhoknál, kecskéknél, szarvasmarháknál stb. Ritka esetekben azonban előfordul, hogy a baktérium állatállományról emberre terjed. A lépfene leggyakoribb tünetei a fekélyek, láz, fejfájás, hasi fájdalom, hányinger, hasmenés stb.

Baktériumok vesznek körül bennünket, amelyek egy része káros, mások hasznosak. És csak rajtunk múlik, hogy milyen hatékonyan élünk együtt ezekkel az apró élő szervezetekkel. Rajtunk múlik, hogy az antibiotikumok túlzott és nem megfelelő használatának elkerülésével hasznot húzunk-e a jótékony baktériumokból, és megfelelő megelőző intézkedésekkel – például a megfelelő személyes higiéniával és a rutin egészségügyi ellenőrzésekkel – távol maradunk a káros baktériumoktól.