Prospěšné bakterie, které obývají lidské tělo, se nazývají mikrobiota. Jsou poměrně rozsáhlé – jeden člověk jich má miliony. Navíc všechny regulují zdraví a normální fungování každého jedince. Vědci říkají: bez prospěšných bakterií, nebo, jak se jim také říká, mutualistů, gastrointestinální trakt kůže a dýchací cesty by byly okamžitě napadeny patogenními mikroby a byly by zničeny.
Jaká by měla být rovnováha mikrobioty v těle a jak ji lze upravit, aby se zabránilo rozvoji závažných onemocnění, zeptal se AiF.ru Generální ředitel biomedicínského holdingu Sergej Musienko.
Střevní pracovníci
Jednou z důležitých oblastí, kde se nacházejí prospěšné bakterie, jsou střeva. Ne nadarmo se věří, že právě zde je založen celý lidský imunitní systém. A pokud je bakteriální prostředí narušeno, obranyschopnost těla je výrazně snížena.
Prospěšné střevní bakterie vytvářejí pro patogenní mikroby doslova nesnesitelné životní podmínky – kyselé prostředí. Prospěšné mikroorganismy navíc pomáhají trávit rostlinnou potravu, protože bakterie se živí rostlinnými buňkami obsahujícími celulózu, ale střevní enzymy si s tím samy neporadí. Také střevní bakterie přispívají k tvorbě vitamínů B a K, které zajišťují metabolismus v kostech a pojivových tkáních, uvolňují energii ze sacharidů a podporují syntézu protilátek a regulaci nervového systému.
Nejčastěji, když mluvíme o prospěšných střevních bakteriích, mají na mysli 2 nejoblíbenější typy: bifidobakterie a laktobacily. Zároveň je nelze nazvat hlavními, jak si mnoho lidí myslí - jejich počet je pouze 5-15% celkový počet. Jsou však velmi důležité, protože byl prokázán jejich pozitivní účinek na jiné bakterie, kdy takové bakterie mohou být důležitými faktory pro blaho celé komunity: pokud jsou krmeny nebo zavedeny do těla fermentovanými mléčnými výrobky - kefíry nebo jogurty, pomáhají dalším důležitým bakteriím přežít a rozmnožovat se. Například je velmi důležité obnovit jejich populaci během dysbakteriózy nebo po léčbě antibiotiky. V opačném případě bude problematické zvýšit obranyschopnost těla.
Biologický štít
Bakterie, které obývají pokožku a dýchací cesty člověka, ve skutečnosti hlídají a spolehlivě chrání oblast své odpovědnosti před pronikáním patogenních organismů. Mezi hlavní patří mikrokoky, streptokoky a stafylokoky.
Kožní mikrobiom prošel během posledních stovek let změnami, kdy lidé přešli od přirozeného života v kontaktu s přírodou k pravidelnému mytí speciálními přípravky. Předpokládá se, že lidská kůže je nyní obývána zcela jinými bakteriemi, které žily dříve. Tělo s pomocí imunitního systému dokáže rozeznat nebezpečné od neškodného. Ale na druhou stranu se každý streptokok může stát pro člověka patogenním, například když se dostane do řezné nebo jiné otevřené rány na kůži. Přebytek bakterií nebo jejich patologická aktivita na kůži a v dýchacích cestách může vést k rozvoji různé nemoci a ke vzniku nepříjemného zápachu. Dnes existuje vývoj založený na bakteriích, které oxidují amonium. Jejich použití umožňuje osévat kožní mikrobiom zcela novými organismy, v důsledku čehož mizí nejen zápach (výsledek metabolismu městské flóry), ale mění se i struktura pokožky - otevírají se póry atd.
Záchrana mikrosvěta
Mikrokosmos každého člověka se mění poměrně rychle. A to má nepochybné výhody, protože počet bakterií lze aktualizovat nezávisle.
Různé bakterie se živí různými látkami – čím rozmanitější je potrava člověka a tím více odpovídá ročnímu období větší výběr mají prospěšné mikroorganismy. Pokud je však jídlo silně zatíženo antibiotiky nebo konzervanty, bakterie nepřežijí, protože tyto látky jsou přesně určeny k jejich zničení. Navíc vůbec nevadí, že většina bakterií není patogenní. V důsledku toho je zničena rozmanitost vnitřního světa člověka. A poté začínají různé nemoci - problémy se stolicí, kožní vyrážky, metabolické poruchy, alergické reakce atd.
Ale mikrobiotě lze pomoci. Mírná korekce navíc zabere jen několik dní.
Existuje velké množství probiotik (s živými bakteriemi) a prebiotik (látky podporující bakterie). Hlavní problém je ale v tom, že na každého fungují jinak. Analýza ukazuje, že jejich účinnost proti dysbakterióze je až 70-80%, to znamená, že jeden nebo druhý lék může fungovat, nebo nemusí. A zde byste měli pečlivě sledovat průběh léčby a podávání - pokud léky fungují, okamžitě zaznamenáte zlepšení. Pokud se situace nezmění, vyplatí se změnit léčebný program.
Případně můžete podstoupit speciální testování, které studuje genomy bakterií, určuje jejich složení a poměr. To vám umožní rychle a kvalifikovaně vybrat potřebnou možnost výživy a doplňkovou terapii, která obnoví křehkou rovnováhu. Přestože člověk necítí mírné poruchy v rovnováze bakterií, přesto ovlivňují zdraví - v tomto případě lze zaznamenat častá onemocnění, ospalost a alergické projevy. Každý obyvatel města má v té či oné míře v těle nerovnováhu, a pokud neudělá nic cíleně pro její obnovení, pak bude mít pravděpodobně od určitého věku zdravotní problémy.
Půst, půst, více zeleniny, kaše z přírodních cereálií ráno – to je jen pár možností stravovacího chování, které milují prospěšné bakterie. Ale pro každého by měl být jídelníček individuální v souladu se stavem jeho těla a jeho životním stylem – jen tak si může udržet optimální rovnováhu a vždy se cítit dobře.
BAKTERIE
velká skupina jednobuněčných mikroorganismů vyznačujících se absencí buněčného jádra obklopeného membránou. Genetický materiál bakterie (deoxyribonukleová kyselina, neboli DNA) přitom zaujímá v buňce zcela specifické místo – zónu zvanou nukleoid. Organismy s takovou buněčnou strukturou se nazývají prokaryota („prenukleární“), na rozdíl od všech ostatních - eukaryota („skutečné jádro“), jejichž DNA se nachází v jádře obklopeném skořápkou. Bakterie, dříve považované za mikroskopické rostliny, jsou nyní zařazeny do nezávislé říše Monera – jedné z pěti v současném klasifikačním systému, spolu s rostlinami, zvířaty, houbami a protistami.
Fosilní důkazy. Bakterie jsou pravděpodobně nejstarší známou skupinou organismů. Vrstvené kamenné stavby - stromatolity - datované v některých případech do počátku archeozoika (archea), tzn. vznikl před 3,5 miliardami let, - výsledek vitální činnosti bakterií, obvykle fotosyntetizujících, tkz. modrozelené řasy. Podobné struktury (bakteriální filmy napuštěné uhličitany) se tvoří dodnes, hlavně u pobřeží Austrálie, Baham, v Kalifornském a Perském zálivu, ale jsou poměrně vzácné a nedosahují velkých rozměrů, protože býložravé organismy, jako plži , živit se jimi. Stromatolity dnes rostou hlavně tam, kde se tito živočichové nevyskytují kvůli vysoké slanosti vody nebo z jiných důvodů, ale než se během evoluce objevily býložravé formy, mohly dosáhnout obrovských velikostí, což představuje základní prvek oceánské mělké vody, srovnatelné s moderními. korálové útesy. V některých starověkých horninách byly nalezeny drobné zuhelnatělé kuličky, o nichž se také věří, že jsou pozůstatky bakterií. První jaderné, tzn. eukaryotické buňky se vyvinuly z bakterií přibližně před 1,4 miliardami let.
Ekologie. Bakterie jsou hojně zastoupeny v půdě, na dně jezer a oceánů – všude tam, kde se hromadí organická hmota. Žijí v chladu, kdy je teploměr těsně nad nulou, a v horkých kyselých pramenech s teplotami nad 90 °C. Některé bakterie snášejí velmi vysokou slanost; zejména jsou to jediné organismy nalezené v Mrtvém moři. V atmosféře jsou přítomny v kapičkách vody a jejich množství tam obvykle koreluje s prašností vzduchu. Ano, ve městech dešťová voda obsahuje mnohem více bakterií než v venkovských oblastí. V chladném vzduchu vysokých hor a polárních oblastí je jich málo, nicméně se vyskytují i ve spodní vrstvě stratosféry v nadmořské výšce 8 km. Trávicí trakt zvířat je hustě osídlen bakteriemi (většinou neškodnými). Pokusy ukázaly, že pro život většiny druhů nejsou nezbytné, i když některé vitamíny dokážou syntetizovat. U přežvýkavců (krávy, antilopy, ovce) a mnoha termitů se však podílejí na trávení rostlinné potravy. Kromě toho se imunitní systém zvířete chovaného ve sterilních podmínkách nevyvíjí normálně kvůli nedostatku bakteriální stimulace. Normální bakteriální flóra střev je také důležitá pro potlačení škodlivých mikroorganismů, které se tam dostávají.
STRUKTURA A ŽIVOTNÍ AKTIVITA BAKTERIÍ
Bakterie jsou mnohem menší než buňky mnohobuněčných rostlin a živočichů. Jejich tloušťka je obvykle 0,5-2,0 mikronů a jejich délka je 1,0-8,0 mikronů. Některé formy jsou sotva viditelné při rozlišení standardních světelných mikroskopů (přibližně 0,3 mikronu), ale jsou známy i druhy s délkou více než 10 mikronů a šířkou, která také přesahuje stanovené limity, a řada velmi tenkých bakterií může delší než 50 mikronů. Na plochu odpovídající bodu označenému tužkou se vejde čtvrt milionu středně velkých zástupců tohoto království.
Struktura. Na základě morfologických znaků se rozlišují tyto skupiny bakterií: koky (více či méně kulovité), bacily (tyčinky nebo válečky se zaoblenými konci), spirilla (tuhé spirálky) a spirochéty (tenké a pružné chlupovité formy). Někteří autoři mají tendenci spojovat poslední dvě skupiny do jedné – spirilla. Prokaryota se od eukaryot liší především nepřítomností vytvořeného jádra a typickou přítomností pouze jednoho chromozomu – velmi dlouhé kruhové molekuly DNA připojené v jednom bodě k buněčné membráně. Prokaryota také nemají membránou uzavřené intracelulární organely zvané mitochondrie a chloroplasty. U eukaryot produkují mitochondrie energii během dýchání a fotosyntéza probíhá v chloroplastech (viz také BUŇKA). U prokaryot přebírá celá buňka (a především buněčná membrána) funkci mitochondrie a u fotosyntetických forem i funkci chloroplastu. Stejně jako eukaryota jsou uvnitř bakterií malé nukleoproteinové struktury - ribozomy, nezbytné pro syntézu bílkovin, ale nejsou spojeny s žádnými membránami. Až na několik výjimek nejsou bakterie schopny syntetizovat steroly, důležité složky eukaryotických buněčných membrán. Mimo buněčnou membránu je většina bakterií pokryta buněčnou stěnou, trochu připomínající celulózovou stěnu rostlinných buněk, ale skládající se z jiných polymerů (zahrnují nejen sacharidy, ale také aminokyseliny a látky specifické pro bakterie). Tato membrána zabraňuje prasknutí bakteriální buňky, když se do ní voda dostane osmózou. Na vrcholu buněčné stěny je často ochranná slizniční kapsle. Mnoho bakterií je vybaveno bičíky, se kterými aktivně plavou. Bakteriální bičíky jsou strukturovány jednodušeji a poněkud odlišně než podobné struktury eukaryot.
"TYPICKÁ" BAKTERIÁLNÍ BUŇKA a jeho základní struktury.
Smyslové funkce a chování. Mnoho bakterií má chemické receptory, které detekují změny kyselosti prostředí a koncentrace různých látek, jako jsou cukry, aminokyseliny, kyslík a oxid uhličitý. Každá látka má svůj vlastní typ takových „chuťových“ receptorů a ztráta jednoho z nich v důsledku mutace vede k částečné „chuťové slepotě“. Mnoho pohyblivých bakterií reaguje také na teplotní výkyvy a fotosyntetické druhy reagují na změny intenzity světla. Některé bakterie vnímají směr siločar magnetické pole, včetně magnetického pole Země, pomocí částic magnetitu (magnetická železná ruda - Fe3O4) přítomných v jejich buňkách. Ve vodě bakterie využívají tuto schopnost plavat podél siločar při hledání příznivého prostředí. Podmíněné reflexy bakterie jsou neznámé, ale mají určitý druh primitivní paměti. Při plavání porovnávají vnímanou intenzitu podnětu s jeho předchozí hodnotou, tzn. určit, zda se zvětšil nebo zmenšil, a na základě toho zachovat směr pohybu nebo jej změnit.
Reprodukce a genetika. Bakterie se rozmnožují nepohlavně: DNA v jejich buňce se replikuje (zdvojuje), buňka se rozdělí na dvě a každá dceřiná buňka obdrží jednu kopii rodičovské DNA. Bakteriální DNA lze také přenášet mezi nedělícími se buňkami. Zároveň nedochází k jejich fúzi (jako u eukaryot), počet jedinců se nezvyšuje a do jiné buňky se obvykle přenese jen malá část genomu (kompletní sada genů), na rozdíl od tzv. „skutečný“ sexuální proces, ve kterém potomek obdrží kompletní sadu genů od každého rodiče. Tento přenos DNA může probíhat třemi způsoby. Během transformace bakterie absorbuje z životní prostředí„nahou“ DNA, která se tam dostala během ničení jiných bakterií nebo byla experimentátorem záměrně „uklouznuta“. Proces se nazývá transformace, protože v raných fázích jeho studia byla hlavní pozornost věnována přeměně (přeměně) neškodných organismů na virulentní tímto způsobem. Fragmenty DNA mohou z bakterií na bakterie přenášet i speciální viry – bakteriofágy. Tomu se říká transdukce. Známý je i proces připomínající oplodnění a nazývaný konjugace: bakterie jsou navzájem spojeny dočasnými tubulárními výběžky (kopulačními fimbriemi), kterými prochází DNA z „mužské“ buňky do „ženské“. Někdy bakterie obsahují velmi malé přídavné chromozomy – plazmidy, které se také mohou přenášet z jedince na jedince. Pokud plazmidy obsahují geny, které způsobují rezistenci vůči antibiotikům, hovoří o infekční rezistenci. Je důležitá s lékařský bod zraku, protože se může šířit mezi různými druhy a dokonce i rody bakterií, v důsledku čehož se celá bakteriální flóra, řekněme, střeva stává odolnou vůči působení určitých léků.
METABOLISMUS
Částečně kvůli malé velikosti bakterií je jejich rychlost metabolismu mnohem vyšší než u eukaryot. Za nejpříznivějších podmínek mohou některé bakterie zdvojnásobit své Celková váha a čísla přibližně každých 20 minut. To je vysvětleno skutečností, že řada jejich nejdůležitějších enzymových systémů funguje velmi vysokou rychlostí. Králík tedy potřebuje k syntéze molekuly proteinu několik minut, zatímco bakteriím to trvá několik sekund. V přirozeném prostředí, například v půdě, je však většina bakterií „na hladovění“, takže pokud se jejich buňky dělí, není to každých 20 minut, ale jednou za pár dní.
Výživa. Bakterie jsou autotrofní a heterotrofní. Autotrofní („samoživící“) nepotřebují látky produkované jinými organismy. Jako hlavní resp jediný zdroj uhlík využívají jeho oxid (CO2). Včetně CO2 a dalších anorganických látek, zejména amoniaku (NH3), dusičnanů (NO-3) a různá spojení síru, do komplexu chemické reakce syntetizují všechny biochemické produkty, které potřebují. Heterotrofové („živící se druhými“) využívají organické látky (obsahující uhlík) syntetizované jinými organismy, zejména cukry, jako hlavní zdroj uhlíku (některé druhy potřebují také CO2). Při oxidaci tyto sloučeniny dodávají energii a molekuly nezbytné pro růst a fungování buněk. V tomto smyslu jsou heterotrofní bakterie, které zahrnují převážnou většinu prokaryot, podobné lidem.
Hlavní zdroje energie. Pokud se pro tvorbu (syntézu) buněčných složek využívá především světelná energie (fotony), pak se tento proces nazývá fotosyntéza a druhy, které jsou jí schopné, se nazývají fototrofy. Fototrofní bakterie se dělí na fotoheterotrofy a fotoautotrofy podle toho, které sloučeniny – organické nebo anorganické – slouží jako jejich hlavní zdroj uhlíku. Fotoautotrofní sinice (modrozelené řasy), podobně jako zelené rostliny, rozkládají molekuly vody (H2O) pomocí světelné energie. Tím se uvolňuje volný kyslík (1/2O2) a vzniká vodík (2H+), o kterém lze říci, že přeměňuje oxid uhličitý (CO2) na sacharidy. Zelené a fialové sirné bakterie využívají světelnou energii k rozkladu jiných anorganických molekul, jako je sirovodík (H2S), spíše než vodu. Výsledkem je také produkce vodíku, který redukuje oxid uhličitý, ale neuvolňuje se žádný kyslík. Tento typ fotosyntézy se nazývá anoxygenní. Fotoheterotrofní bakterie, jako jsou fialové nesirné bakterie, využívají světelnou energii k výrobě vodíku z organických látek, zejména isopropanolu, ale jejich zdrojem může být i plyn H2. Pokud je hlavním zdrojem energie v buňce oxidace chemikálií, nazýváme bakterie chemoheterotrofy nebo chemoautotrofy, podle toho, zda molekuly slouží jako hlavní zdroj uhlíku – organického nebo anorganického. V prvním případě organická hmota poskytuje energii i uhlík. Chemoautotrofy získávají energii z oxidace anorganických látek, jako je vodík (do vody: 2H4 + O2 až 2H2O), železo (Fe2+ až Fe3+) nebo síra (2S + 3O2 + 2H2O až 2SO42- + 4H+) a uhlík z CO2. Tyto organismy se také nazývají chemolithotrofy, čímž se zdůrazňuje, že se „živí“ kameny.
Dech. Buněčné dýchání je proces uvolňování chemické energie uložené v molekulách „potravy“ pro její další využití v životně důležitých reakcích. Dýchání může být aerobní a anaerobní. V prvním případě vyžaduje kyslík. Je potřeba pro práci tzv. systém přenosu elektronů: elektrony se pohybují z jedné molekuly do druhé (uvolňuje se energie) a nakonec spojují kyslík spolu s vodíkovými ionty - vzniká voda. Anaerobní organismy kyslík nepotřebují a pro některé druhy této skupiny je dokonce jedovatý. Elektrony uvolněné během dýchání se vážou na jiné anorganické akceptory, jako je dusičnan, síran nebo uhličitan, nebo (v jedné formě takového dýchání - fermentace) na specifickou organickou molekulu, zejména glukózu. Viz také METABOLISMUS.
KLASIFIKACE
Ve většině organismů je druh považován za reprodukčně izolovanou skupinu jedinců. V širším slova smyslu to znamená, že zástupci daného druhu mohou plodit plodné potomstvo pářením pouze s vlastním druhem, nikoli však s jedinci jiných druhů. Geny určitého druhu tedy zpravidla nepřesahují jeho hranice. U bakterií však může docházet nejen k výměně genů mezi jednotlivci odlišné typy, ale i různých rodů, takže zda je legitimní zde uplatňovat obvyklé pojmy evolučního původu a příbuzenství, není zcela jasné. Kvůli této a dalším potížím dosud neexistuje obecně uznávaná klasifikace bakterií. Níže je uvedena jedna z široce používaných variant.
KRÁLOVSTVÍ MONERA
Phylum Gracilicutes (tenkostěnné gramnegativní bakterie)
Třída Scotobacteria (nefotosyntetické formy, jako jsou myxobakterie) Třída Anoxyfotobakterie (fotosyntetické formy neprodukující kyslík, jako jsou purpurové sirné bakterie) Třída Oxyphotobacteria (fotosyntetické formy produkující kyslík, jako jsou sinice)
Phylum Firmicutes (silnostěnné grampozitivní bakterie)
Třída Firmibacteria (tvrdobuněčné formy, jako jsou klostridie)
Třída Thallobacteria (rozvětvené formy, např. aktinomycety)
Phylum Tenericutes (Gramnegativní bakterie bez buněčné stěny)
Třída Mollicutes (měkkobuněčné formy, jako jsou mykoplazmata)
Phylum Mendosicutes (bakterie s defektními buněčnými stěnami)
Třída Archaebacteria (starověké formy, např. metanotvorné)
domény. Nedávné biochemické studie ukázaly, že všechna prokaryota jsou jasně rozdělena do dvou kategorií: malá skupina archaebakterií (Archaebacteria - "starověké bakterie") a všechny ostatní, nazývané eubakterie (Eubacteria - "pravé bakterie"). Předpokládá se, že archaebakterie jsou ve srovnání s eubakteriemi primitivnější a blíže společnému předkovi prokaryot a eukaryot. Od ostatních bakterií se liší v několika významných rysech, včetně složení molekul ribozomální RNA (rRNA), které se podílejí na syntéze proteinů, chemické struktury lipidů (látky podobné tuku) a přítomnosti některých dalších látek v buněčné stěně místo protein-sacharidový polymer murein. Ve výše uvedeném klasifikačním systému jsou archebakterie považovány pouze za jeden z typů stejné říše, která spojuje všechny eubakterie. Podle některých biologů jsou však rozdíly mezi archaebakteriemi a eubakteriemi tak hluboké, že je správnější považovat archebakterie v rámci Monera za zvláštní podříši. Nedávno se objevil ještě radikálnější návrh. Molekulární analýza odhalila tak významné rozdíly ve struktuře genů mezi těmito dvěma skupinami prokaryot, že někteří považují jejich přítomnost ve stejné říši organismů za nelogickou. V tomto ohledu se navrhuje vytvořit taxonomickou kategorii (taxon) ještě vyšší úrovně, nazvat ji doménou, a rozdělit vše živé do tří domén - Eucarya (eukaryota), Archaea (archaebakterie) a Bakterie (současné eubakterie). .
EKOLOGIE
Dvě nejdůležitější ekologické funkce bakterií jsou fixace dusíku a mineralizace organických zbytků.
Fixace dusíku. Vazba molekulárního dusíku (N2) na amoniak (NH3) se nazývá fixace dusíku a oxidace dusíku na dusitan (NO-2) a dusičnan (NO-3) se nazývá nitrifikace. Toto jsou životně důležité procesy pro biosféru, protože rostliny potřebují dusík, ale mohou absorbovat pouze jeho vázané formy. V současné době přibližně 90 % (cca 90 milionů tun) roční množství Takový „fixní“ dusík poskytují bakterie. Zbytek produkují chemické závody nebo vzniká při úderech blesku. Dusík ve vzduchu, který je cca. 80 % atmosféry je vázáno především gramnegativními rody Rhizobium a sinicemi. Druhy Rhizobium vstupují do symbiózy s přibližně 14 000 druhy nahosemenných rostlin (čeleď Leguminosae), mezi které patří např. jetel, vojtěška, sója či hrách. Tyto bakterie žijí v tzv. uzliny - otoky vytvořené na kořenech v jejich přítomnosti. Bakterie získávají organické látky (výživu) z rostliny a na oplátku dodávají hostiteli fixovaný dusík. V průběhu roku se takto fixuje až 225 kg dusíku na hektar. Neluskovité rostliny, jako je olše, také vstupují do symbiózy s jinými bakteriemi fixujícími dusík. Sinice fotosyntetizují jako zelené rostliny a uvolňují kyslík. Mnohé z nich jsou také schopny vázat atmosférický dusík, který pak spotřebovávají rostliny a nakonec i zvířata. Tato prokaryota slouží jako důležitý zdroj fixovaného dusíku v půdě obecně a rýžových polích na východě zvláště, stejně jako jeho hlavní dodavatel pro oceánské ekosystémy.
Mineralizace. Tak se nazývá rozklad organických zbytků na oxid uhličitý (CO2), vodu (H2O) a minerální soli. Z chemického hlediska je tento proces ekvivalentní spalování, vyžaduje tedy velké množství kyslíku. V horní vrstva půda obsahuje od 100 000 do 1 miliardy bakterií na 1 g, tzn. přibližně 2 tuny na hektar. Obvykle jsou všechny organické zbytky, jakmile jsou v zemi, rychle oxidovány bakteriemi a houbami. Odolnější vůči rozkladu je nahnědlá organická látka zvaná huminová kyselina, která vzniká především z ligninu obsaženého ve dřevě. Hromadí se v půdě a zlepšuje její vlastnosti.
BAKTERIE A PRŮMYSL
Vzhledem k rozmanitosti chemických reakcí, které bakterie katalyzují, není divu, že byly široce používány ve výrobě, v některých případech již od starověku. Prokaryota sdílejí slávu takových mikroskopických lidských pomocníků s houbami, především kvasinkami, které zajišťují většinu procesů alkoholového kvašení, například při výrobě vína a piva. Nyní, když bylo možné zavést užitečné geny do bakterií a přimět je, aby syntetizovaly cenné látky, jako je inzulín, dostalo průmyslové využití těchto živých laboratoří nový silný podnět. Viz také GENETICKÉ INŽENÝRSTVÍ.
Potravinářský průmysl. V současné době jsou bakterie využívány tímto průmyslem především k výrobě sýrů, dalších kysaných mléčných výrobků a octa. Hlavními chemickými reakcemi je zde tvorba kyselin. Bakterie rodu Acetobacter tedy při výrobě octa oxidují ethylalkohol obsažený v cideru nebo jiných tekutinách na kyselinu octovou. Podobné procesy se vyskytují, když je kysané zelí kysané: anaerobní bakterie fermentují cukry obsažené v listech této rostliny na kyselinu mléčnou, dále na kyselinu octovou a různé alkoholy.
Vyluhování rudy. Bakterie se používají k loužení nekvalitních rud, tzn. převedením do solného roztoku cenné kovy především měď (Cu) a uran (U). Příkladem je zpracování chalkopyritu nebo pyritu měďnatého (CuFeS2). Hromady této rudy jsou periodicky zalévány vodou, která obsahuje chemolitotrofní bakterie rodu Thiobacillus. Během své životní činnosti oxidují síru (S) za vzniku rozpustných síranů mědi a železa: CuFeS2 + 4O2 v CuSO4 + FeSO4. Takové technologie značně zjednodušují získávání cenných kovů z rud; v zásadě jsou ekvivalentní procesům, ke kterým dochází v přírodě při zvětrávání hornin.
Recyklace. Bakterie také slouží k přeměně odpadních materiálů, jako jsou odpadní vody, na méně nebezpečné nebo dokonce užitečné produkty. Odpadní voda je jedním z nejpalčivějších problémů moderního lidstva. Jejich úplná mineralizace vyžaduje obrovské množství kyslíku a v běžných nádržích, kam je zvykem tento odpad ukládat, již není dostatek kyslíku k jeho „neutralizaci“. Řešení spočívá v dodatečném provzdušňování odpadní vody ve speciálních bazénech (aeračních nádržích): díky tomu mají mineralizující bakterie dostatek kyslíku k úplnému rozkladu organické hmoty a v nejpříznivějších případech se stává jedním z konečných produktů procesu. pití vody. Nerozpustný sediment, který zůstane po cestě, může být podroben anaerobní fermentaci. Aby takové úpravny vody zabíraly co nejméně místa a peněz, je nutná dobrá znalost bakteriologie.
Jiné použití. Do dalších důležitých oblastí průmyslové aplikace mezi bakterie patří např. lněný lalok, tzn. oddělení jeho zvlákňovacích vláken od jiných částí rostliny a také produkce antibiotik, zejména streptomycinu (bakterie rodu Streptomyces).
BOJ PROTI BAKTERIÍM V PRŮMYSLU
Bakterie nejsou jen prospěšné; Boj proti jejich masovému rozmnožování, například v potravinářských výrobcích nebo ve vodních systémech celulózek a papíren, se stal celou oblastí činnosti. Potraviny se kazí vlivem bakterií, plísní a vlastních enzymů, které způsobují autolýzu („samotrávení“), pokud nejsou inaktivovány teplem nebo jiným způsobem. Protože hlavní důvod Vzhledem k tomu, že kažení stále způsobují bakterie, vývoj účinných systémů skladování potravin vyžaduje znalost limitů odolnosti těchto mikroorganismů. Jednou z nejrozšířenějších technologií je pasterizace mléka, která zabíjí bakterie způsobující například tuberkulózu a brucelózu. Mléko se udržuje při 61-63°C po dobu 30 minut nebo při 72-73°C pouze 15 sekund. To nezhoršuje chuť produktu, ale inaktivuje patogenní bakterie. Víno, pivo a ovocné šťávy lze také pasterizovat. Výhody skladování potravin v chladu jsou známy již dlouho. Nízké teploty nezabíjejí bakterie, ale brání jim v růstu a množení. Je pravda, že při zmrazení například na -25 ° C se počet bakterií po několika měsících sníží, ale velké množství těchto mikroorganismů stále přežívá. Při teplotách těsně pod nulou se bakterie dále množí, ale velmi pomalu. Jejich životaschopné kultury mohou být po lyofilizaci (lyofilizaci) skladovány téměř neomezeně v médiu obsahujícím protein, jako je krevní sérum. Mezi další známé způsoby uchovávání potravin patří sušení (sušení a uzení), přidávání velkého množství soli nebo cukru, což je fyziologicky ekvivalentní dehydrataci, a moření, tzn. umístění do koncentrovaného kyselého roztoku. Když kyselost prostředí odpovídá pH 4 a nižšímu, vitální aktivita bakterií je obvykle značně inhibována nebo zastavena.
BAKTERIE A NEMOCI
STUDIUM BAKTERIÍ
Mnoho bakterií se snadno pěstuje v tzv. kultivační médium, které může obsahovat masový bujón, částečně štěpený protein, soli, dextrózu, plnou krev, její sérum a další složky. Koncentrace bakterií v takových podmínkách obvykle dosahuje asi miliardy na centimetr krychlový, což způsobuje zakalení prostředí. Pro studium bakterií je nutné mít možnost získat jejich čisté kultury, neboli klony, které jsou potomky jediné buňky. To je nutné například pro zjištění, jakým typem bakterií byl pacient infikován a na jaké antibiotikum je tento typ citlivý. Mikrobiologické vzorky, jako jsou výtěry z krku nebo ran, krev, voda nebo jiné materiály, jsou vysoce zředěny a aplikovány na povrch polotuhého média, kde se z jednotlivých buněk vyvinou kulaté kolonie. Tužidlo pro kultivační médium je obvykle agar, polysacharid získaný z určitých mořských řas a nestravitelný pro téměř všechny druhy bakterií. Agarové médium se používá ve formě „hejn“, tzn. šikmé povrchy vytvořené ve zkumavkách stojících pod velkým úhlem, když roztavené kultivační médium tuhne, nebo ve formě tenké vrstvy ve skleněných Petriho miskách - ploché kulaté nádoby, uzavřené víčkem stejného tvaru, ale o něco většího průměru. Obvykle se během jednoho dne bakteriální buňka stihne rozmnožit natolik, že vytvoří kolonii snadno viditelnou pouhým okem. Lze ji přenést do jiného prostředí k dalšímu studiu. Všechna kultivační média musí být před započetím růstu bakterií sterilní a do budoucna by měla být přijata opatření, která zabrání usazování nežádoucích mikroorganismů na nich. Chcete-li zkoumat bakterie pěstované tímto způsobem, zahřejte tenkou drátěnou smyčku v plameni, dotkněte se jí nejprve kolonie nebo nátěru a poté kapky vody nanesené na podložní sklíčko. Po rovnoměrném rozložení odebraného materiálu v této vodě se sklo vysuší a dvakrát až třikrát rychle přejede přes plamen hořáku (strana s bakteriemi by měla směřovat nahoru): v důsledku toho jsou mikroorganismy, aniž by byly poškozeny, pevně připevněné k podkladu. Na povrch přípravku se nakape barvivo, poté se sklenice omyje vodou a znovu vysuší. Nyní můžete vzorek zkoumat pod mikroskopem. Čisté kultury bakterií se identifikují především podle jejich biochemických vlastností, tzn. určit, zda tvoří plyn nebo kyseliny z určitých cukrů, zda jsou schopny trávit bílkoviny (zkapalnit želatinu), zda potřebují k růstu kyslík atd. Kontrolují také, zda nejsou obarveny konkrétními barvivy. Citlivost na určité léky například antibiotika, lze stanovit umístěním malých kotoučků filtračního papíru namočeného v těchto látkách na povrch zamořený bakteriemi. Pokud jakákoli chemická sloučenina zabíjí bakterie, vytvoří se kolem odpovídajícího disku zóna bez bakterií.
Collierova encyklopedie. - Otevřená společnost. 2000 .
Lidské střevo je domovem mikroorganismů, které tvoří celkovou hmotnost až dva kilogramy. Tvoří místní flóru. Poměr je přísně dodržován na principu účelnosti.
Bakteriální obsahy jsou heterogenní co do funkce a významu pro hostitelský organismus: některé bakterie za všech podmínek podporují správnou funkci střev, a proto se nazývají prospěšné. Jiní čekají jen na sebemenší narušení kontroly a oslabení těla, aby se proměnili ve zdroj infekce. Říká se jim oportunistické.
Zavedení cizích bakterií do střev, které mohou způsobit onemocnění, je doprovázeno porušením optimální rovnováhy, i když člověk není nemocný, ale je přenašečem infekce.
Léčba onemocnění léky, zejména antibakteriálními, má škodlivý účinek nejen na původce onemocnění, ale i na prospěšné bakterie. Vzniká problém, jak eliminovat následky terapie. Proto vědci vytvořili velká skupina nové léky, které dodávají živé bakterie do střev.
Jaké bakterie tvoří střevní flóru?
V lidském trávicím traktu žije asi pět tisíc druhů mikroorganismů. Vystupují následující funkce:
- Pomáhají svými enzymy rozkládat látky nacházející se v potravinách, dokud nejsou správně stráveny a absorbovány přes střevní stěnu do krevního řečiště;
- zničit zbytečné zbytky trávení potravin, toxiny, toxické látky, plyny, aby se zabránilo hnilobným procesům;
- produkují speciální enzymy pro tělo, biologicky aktivní látky (biotin), vitamín K a kyselinu listovou, které jsou nezbytné pro život;
- podílet se na syntéze imunitních složek.
Studie prokázaly, že některé bakterie (bifidobakterie) chrání tělo před rakovinou.
Probiotika postupně vytlačují patogenní mikroby, připravují je o výživu a směřují k nim imunitní buňky
Mezi hlavní prospěšné mikroorganismy patří: bifidobakterie (zahrnující 95 % celkové flóry), laktobacily (téměř 5 % hmotnosti), Escherichia. Následující jsou považovány za oportunistické:
- stafylokoky a enterokoky;
- houby rodu Candida;
- klostridie.
Nebezpečnými se stávají, když imunita člověka klesá a acidobazická rovnováha v těle se mění. Příklady škodlivých nebo patogenních mikroorganismů jsou Shigella a Salmonella – původci břišního tyfu a úplavice.
Prospěšné živé bakterie pro střeva se také nazývají probiotika. Začali tedy nazývat speciálně vytvořené náhražky normální střevní flóry. Dalším názvem je eubiotika.
Nyní se účinně používají k léčbě trávicích patologií a důsledků negativních účinků léků.
Druhy probiotik
Přípravky s živými bakteriemi byly postupně zdokonalovány a aktualizovány ve vlastnostech a složení. Ve farmakologii se obvykle dělí na generace. První generace obsahuje léky, obsahující pouze jeden kmen mikroorganismů: Lactobacterin, Bifidumbacterin, Colibacterin.
Druhou generaci tvoří antagonistické léky obsahující neobvyklou flóru, která dokáže odolávat patogenním bakteriím a podporuje trávení: Bactistatin, Sporobactern, Biosporin.
Třetí generace zahrnuje vícesložkové léky. Obsahují několik kmenů bakterií s bioaditivy. Skupina zahrnuje: Linex, Atsilakt, Acipol, Bifiliz, Bifiform. Čtvrtou generaci tvoří pouze preparáty z bifidobakterií: Florin Forte, Bifidumbacterin Forte, Probifor.
Podle bakteriálního složení lze probiotika rozdělit na ta, která obsahují jako hlavní složku:
- bifidobakterie - Bifidumbacterin (forte nebo prášek), Bifiliz, Bifikol, Bifiform, Probifor, Biovestin, Lifepack Probiotika;
- laktobacily - Linex, Lactobacterin, Atsilakt, Acipol, Biobakton, Lebenin, Gastrofarm;
- kolibakterie - Colibacterin, Bioflor, Bifikol;
- enterokoky - Linex, Bifiform, doplňky stravy domácí výroby;
- houby podobné kvasinkám - Biosporin, Bactisporin, Enterol, Baktisubtil, Sporobacterin.
Co byste měli zvážit při nákupu probiotik?
Farmakologické společnosti v Rusku i v zahraničí mohou vyrábět identické analogické léky pod různými názvy. Ty z dovozu jsou samozřejmě mnohem dražší. Studie ukázaly, že lidé žijící v Rusku jsou více přizpůsobeni místním kmenům bakterií.
Stále je lepší koupit si vlastní drogy
Dalším negativem je, že jak se ukázalo, dovážená probiotika obsahují pouze pětinu deklarovaného objemu živých mikroorganismů a dlouhodobě se neusazují ve střevech pacientů. Před nákupem je nutná konzultace s odborníkem. To je způsobeno vážnými komplikacemi při nesprávném užívání léků. Registrovaní pacienti:
- exacerbace cholelitiázy a urolitiázy;
- obezita;
- alergické reakce.
Živé bakterie by se neměly zaměňovat s prebiotiky. Jsou to také léky, ale neobsahují mikroorganismy. Prebiotika obsahují enzymy a vitamíny pro zlepšení trávení a stimulaci růstu prospěšné mikroflóry. Často jsou předepisovány pro zácpu u dětí a dospělých.
Do skupiny patří ty známé praktickým lékařům: laktulóza, kyselina pantotenová, Hilak forte, Lysozyme, inulinové přípravky. Odborníci se domnívají, že pro dosažení maximálních výsledků je nutné kombinovat prebiotika s probiotickými přípravky. K tomuto účelu byly vytvořeny kombinované léky (synbiotika).
Charakteristika probiotik první generace
Preparáty ze skupiny probiotik 1. generace jsou předepisovány malým dětem při zjištění dysbiózy 1. stupně a také při nutnosti prevence, je-li pacientovi předepsána antibiotická kúra.
Primadophilus je analog léků se dvěma typy laktobacilů, mnohem dražší než ostatní, protože se vyrábí v USA
Pediatr volí pro kojence Bifidumbacterin a Lactobacterin (zahrnuje bifidobakterie a laktobacily). Zředí se v teplé převařené vodě a podávají se 30 minut předem kojení. Pro větší děti a dospělé jsou vhodné léky v kapslích a tabletách.
Colibacterin – obsahuje sušené bakterie E. coli, používané při déletrvající kolitidě u dospělých. Modernější samostatný lék Biobakton obsahuje acidophilus bacillus a je indikován již od novorozeneckého období.
Narine, Narine Forte, Narine v mléčném koncentrátu – obsahuje acidofilní formu laktobacilů. Pochází z Arménie.
Účel a popis probiotik druhé generace
Na rozdíl od první skupiny probiotika druhé generace neobsahují prospěšné živé bakterie, ale zahrnují další mikroorganismy, které dokážou potlačit a zničit patogenní mikroflóru – kvasinkám podobné houby a spory bacilu.
Používá se především k léčbě dětí s mírnou dysbakteriózou a střevními infekcemi. Doba trvání kurzu by neměla být delší než sedm dní, poté přejděte na živé bakterie první skupiny. Baktisubtil (francouzská droga) a Flonivin BS obsahují spory bacilu se širokým spektrem antibakteriálního účinku.
Spory nejsou zničeny uvnitř žaludku kyselina chlorovodíková a enzymy se dostanou do tenkého střeva neporušené
Bactisporin a Sporobactern jsou vyrobeny z Bacillus subtilis, zachovávají si antagonistické vlastnosti vůči patogenním patogenům a odolnost vůči působení antibiotika Rifampicinu.
Enterol obsahuje kvasinkám podobné houby (Saccharomycetes). Pochází z Francie. Používá se při léčbě průjmů spojených s antibiotiky. Aktivní proti klostridiím. Biosporin zahrnuje dva typy saprofytických bakterií.
Vlastnosti probiotik třetí generace
Aktivnější jsou živé bakterie nebo několik jejich kmenů shromážděných v kombinaci. Používá se k léčbě akutních střevních poruch střední závažnosti.
Linex - obsahuje bifidobakterie, laktobacily a enterokoky, vyráběno na Slovensku ve speciálním prášku pro děti (Linex Baby), kapslích, sáčcích. Bifiform je dánská droga, je známo několik odrůd (dětské kapky, žvýkací tablety, komplex). Bifiliz – obsahuje bifidobakterie a lysozym. Dostupné ve formě suspenze (lyofilizát), rektálních čípků.
Lék obsahuje bifidobakterie, enterokoky, laktulózu, vitamíny B 1, B 6
Jak se liší probiotika čtvrté generace?
Při výrobě přípravků s bifidobakteriemi této skupiny byla zohledněna potřeba vytvoření dodatečné ochrany trávicího traktu a zmírnění intoxikace. Produkty se nazývají „sorbované“, protože aktivní bakterie jsou umístěny na částicích aktivní uhlí.
Indikováno pro respirační infekce, onemocnění žaludku a střev, dysbakteriózu. Nejoblíbenější drogy v této skupině. Bifidumbacterin Forte - obsahuje živé bifidobakterie sorbované na aktivním uhlí, dostupné v kapslích a prášcích.
Účinně chrání a obnovuje střevní flóru po respiračních infekcích, akutní gastroenterologické patologii, dysbakterióze. Lék je kontraindikován u lidí s vrozeným deficitem enzymu laktázy nebo rotavirovou infekcí.
Probifor se od Bifidumbacterinu Forte liší počtem bifidobakterií, je 10krát vyšší než předchozí lék. Proto je léčba mnohem účinnější. Předepisuje se pro těžké formy střevní infekce, onemocnění tlustého střeva a dysbakteriózu.
Bylo prokázáno, že účinnost u onemocnění způsobených Shigella je stejná jako účinnost fluorochinolonových antibiotik. Může nahradit kombinaci Enterol a Bifiliz. Florin Forte - obsahuje lakto- a bifidobakteriální složení, sorbované na uhlí. K dispozici ve formě kapslí a prášku.
Užívání synbiotik
Synbiotika jsou zcela novým návrhem v léčbě poruch střevní flóry. Poskytují dvojí účinek: na jedné straně nutně obsahují probiotika, na druhé straně obsahují prebiotika, která vytváří příznivé podmínky pro růst prospěšných bakterií.
Faktem je, že účinek probiotik netrvá dlouho. Po obnovení střevní mikroflóry mohou zemřít, což opět způsobí zhoršení situace. Doprovodná prebiotika vyživují prospěšné bakterie, zajišťují aktivní růst a ochranu.
Mnoho synbiotik je považováno spíše za doplňky stravy než za léčivé látky. Dělat správná volba To může pouze odborník. Nedoporučuje se rozhodovat o léčbě sami. Mezi léky v této řadě patří následující.
Lb17
Mnozí autoři se odvolávají na nejvíce nejlepší drogy k datu. Kombinuje blahodárné účinky 17 druhů živých bakterií s výtažky z řas, hub, zeleniny, léčivé byliny, ovoce, obiloviny (více než 70 složek). Doporučeno pro použití v kurzu, musíte užívat 6 až 10 kapslí denně.
Výroba nezahrnuje sublimaci a sušení, takže životaschopnost všech bakterií je zachována. Droga se získává přirozenou fermentací po dobu tří let. Pracují kmeny bakterií různé oblasti trávení. Vhodné pro osoby s nesnášenlivostí laktózy, bez lepku a želatiny. Dodává se do lékárenského řetězce z Kanady.
Multidophilus plus
Zahrnuje tři kmeny laktobacilů, jeden - bifidobakterie, maltodextrin. Vyrobeno v USA. K dispozici v kapslích pro dospělé. Polský produkt Maxilac obsahuje: oligofruktózu jako prebiotikum a živé kultury prospěšných bakterií jako probiotikum (tři kmeny bifidobakterií, pět kmenů laktobacilů, streptokok). Je indikován při onemocněních trávicího traktu, dýchacího ústrojí a při snížené imunitě.
Předepisuje se dětem od tří let a dospělým, 1 kapsle večer s jídlem.
Která probiotika mají cílové indikace?
S množstvím informací o bakteriálních přípravcích s živými mikroorganismy se někteří lidé řítí do extrémů: buď nevěří v smysluplnost použití, nebo naopak utrácejí peníze za málo použitelné produkty. Užívání probiotik je v konkrétní situaci nutné konzultovat s odborníkem.
Dětem s průjmem při kojení (zejména předčasně narozeným) jsou předepisována tekutá probiotika. Pomáhají také při nepravidelném vyprazdňování, zácpě a opožděném fyzickém vývoji.
Děti v takových situacích jsou zobrazeny:
- bifidumbacterin Forte;
- Linux;
- Acipol;
- laktobakterin;
- biphilis;
- Probifor.
Pokud je průjem dítěte spojen s předchozím respiračním onemocněním, zápalem plic, infekční mononukleózou nebo falešnou krupicí, pak jsou tyto léky předepsány v krátkém kurzu po dobu 5 dnů. U virové hepatitidy trvá léčba týden až měsíc. Alergická dermatitida se léčí v kursech od 7 dnů (Probifor) do tří týdnů. Pacientovi s diabetem se doporučuje absolvovat kúry probiotik různých skupin po dobu 6 týdnů.
Bifidumbacterin Forte a Bifiliz jsou nejvhodnější pro profylaktické použití v sezóně zvýšené nemocnosti.
Co je nejlepší užívat na dysbiózu?
Abyste si byli jisti porušením střevní flóry, je nutné provést test stolice na dysbakteriózu. Lékař musí určit, které konkrétní bakterie tělu chybí a jak závažné jsou poruchy.
Pokud se prokáže deficit laktobacilů, není nutné používat pouze léky. obsahující je. Protože právě bifidobakterie určují nerovnováhu a tvoří zbytek mikroflóry.
Monopreparáty, které obsahují pouze stejný druh bakterií, doporučuje lékař pouze tehdy mírný stupeň porušení
V těžkých případech jsou nutné kombinované přípravky třetí a čtvrté generace. Nejvíce je indikován Probifor (infekční enterokolitida, kolitida). U dětí je vždy nutné volit kombinace léků s lakto- a bifidobakteriemi.
Přípravky obsahující kolibakterie jsou předepisovány velmi opatrně. Při identifikaci vředů ve střevech a žaludku jsou více indikovány akutní gastroenteritida, probiotika s laktobacily.
Obvykle lékař určuje délku léčby na základě generace probiotik:
- I – je vyžadován měsíční kurz.
- II - od 5 do 10 dnů.
- III – IV - až sedm dní.
Pokud není účinnost, odborník změní léčebný režim, přidá antimykotika a antiseptika. Užívání probiotik - moderní přístup k léčbě mnoha nemocí. To je zvláště důležité, aby si to zapamatovali rodiče malých dětí. Je nutné odlišit léky od biologických potravinářských aditiv. Stávající doplňky stravy se střevními bakteriemi může užívat pouze zdravý člověk za účelem prevence.
Bakterie se objevily přibližně před 3,5-3,9 miliardami let, byly to první živé organismy na naší planetě. Postupem času se život vyvíjel a stal se složitějším - objevovaly se nové, pokaždé více složité tvary organismy. Bakterie nezůstaly po celou dobu stranou, naopak byly nejdůležitější složkou evolučního procesu. Byli první, kdo vyvinul nové formy podpory života, jako je dýchání, fermentace, fotosyntéza, katalýza... a také našli efektivní způsoby soužití téměř s každým živým tvorem. Člověk nebyl výjimkou.
Ale bakterie jsou celou doménou organismů, čítající více než 10 000 druhů. Každý druh je jedinečný a prošel svou vlastní evoluční cestou a v důsledku toho vyvinul své vlastní jedinečné formy soužití s jinými organismy. Některé bakterie vstoupily do úzké vzájemně prospěšné spolupráce s lidmi, zvířaty a dalšími tvory – lze je nazvat užitečnými. Jiné druhy se naučily existovat na úkor jiných, využívají energii a zdroje dárcovských organismů – obecně jsou považovány za škodlivé nebo patogenní. Jiní šli ještě dál a stávají se prakticky soběstačnými, vše, co k životu potřebují, dostávají z prostředí.
Uvnitř člověka, stejně jako uvnitř jiných savců, žije nepředstavitelně velké množství bakterií. V našem těle je jich 10x více než všech buněk těla dohromady. Mezi nimi je naprostá většina užitečných, ale paradoxem je, že jejich životně důležitá činnost, jejich přítomnost v nás je normální stav věcí, závisí na nás, my zase na nich, a zároveň nejsme cítit jakékoli známky této spolupráce. Jiná věc je škodlivá, například patogenní bakterie, jakmile jsme v nás, jejich přítomnost je okamžitě patrná a důsledky jejich činnosti mohou být velmi vážné.
Prospěšné bakterie
Naprostá většina z nich jsou tvorové, kteří žijí v symbiotických nebo vzájemných vztazích s dárcovskými organismy (v rámci kterých žijí). Typicky takové bakterie přebírají některé funkce, kterých hostitelské tělo není schopno. Příkladem jsou bakterie, které žijí v lidském trávicím traktu a zpracovávají část potravy, se kterou si žaludek sám neví rady.
Některé druhy prospěšných bakterií:
Escherichia coli (lat. Escherichia coli)
Je nedílnou součástí střevní flóry lidí a většiny zvířat. Jeho výhody je těžké přeceňovat: rozkládá nestravitelné monosacharidy, podporuje trávení; syntetizuje vitamíny K; zabraňuje rozvoji patogenních a patogenních mikroorganismů ve střevech.
Makro fotografie: kolonie bakterií Escherichia coli
Bakterie mléčného kvašení (Lactococcus lactis, Lactobacillus acidophilus atd.)
Zástupci tohoto řádu jsou přítomni v mléce, mléčných a fermentovaných výrobcích a zároveň jsou součástí střevní a ústní mikroflóry. Jsou schopny fermentovat sacharidy a zejména laktózu a produkovat kyselinu mléčnou, která je hlavním zdrojem sacharidů pro člověka. Udržováním neustále kyselého prostředí je inhibován růst nepříznivých bakterií.
Bifidobakterie
Na kojence a savce mají nejvýznamnější vliv bifidobakterie, které tvoří až 90 % jejich střevní mikroflóry. Prostřednictvím produkce mléka a kyseliny octové zcela zabraňují rozvoji hnilobných a patogenních mikrobů v těle dítěte. Kromě toho bifidobakterie: podporují trávení sacharidů; poskytují ochranu střevní bariéry před pronikáním mikrobů a toxinů do vnitřního prostředí těla; syntetizuje různé aminokyseliny a bílkoviny, vitamíny K a B, užitečné kyseliny; podporuje střevní vstřebávání vápníku, železa a vitamínu D.
Škodlivé (patogenní) bakterie
Některé druhy patogenních bakterií:
Salmonella typhi
Tato bakterie je původcem velmi akutní střevní infekce, břišního tyfu. Salmonella typhi produkuje toxiny, které jsou škodlivé výhradně pro člověka. Při infekci dochází k celkové intoxikaci organismu, která vede k silné horečce, vyrážce po celém těle, v těžkých případech k poškození lymfatického systému a v důsledku toho ke smrti. Každý rok je celosvětově zaznamenáno 20 milionů případů břišního tyfu, 1 % případů vede k úmrtí.
Kolonie bakterií Salmonella typhi
Tetanus bacillus (Clostridium tetani)
Tato bakterie je jednou z nejvytrvalejších a zároveň nejnebezpečnějších na světě. Clostridium tetani produkuje extrémně toxický jed, tetanový exotoxin, který vede k téměř úplnému poškození nervového systému. Lidé s tetanem pociťují strašlivou bolest: všechny svaly těla se spontánně napínají až na doraz a objevují se silné křeče. Úmrtnost je extrémně vysoká – v průměru zemře asi 50 % nakažených. Naštěstí byla již v roce 1890 vynalezena vakcína proti tetanu, která se podává novorozencům ve všech vyspělých zemích světa. V zaostalých zemích zabije tetanus ročně 60 000 lidí.
Mykobakterie (Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae atd.)
Mykobakterie jsou čeledí bakterií, z nichž některé jsou patogenní. Různí zástupci této rodiny způsobují taková nebezpečná onemocnění, jako je tuberkulóza, mykobakterióza, lepra (lepra) - všechny jsou přenášeny vzdušnými kapkami. Každý rok způsobí mykobakterie více než 5 milionů úmrtí.
Rýže. 1. Lidské tělo se skládá z 90 % z mikrobiálních buněk. Obsahuje 500 až 1000 různých druhů bakterií nebo biliony těchto úžasných obyvatel, což činí až 4 kg celkové hmotnosti.
Rýže. 2. Bakterie obývající dutinu ústní: Streptococcus mutants ( zelená barva). Bakteroides gingivalis, způsobuje parodontitidu ( fialová barva). Candida albicus (žlutá barva). Způsobuje kandidózu kůže a vnitřní orgány.
Rýže. 7. Mycobacterium tuberculosis. Bakterie způsobují nemoci u lidí a zvířat po mnoho tisíciletí. Bacillus tuberkulózy je extrémně odolný vůči vnější prostředí. V 95 % případů se přenáší vzdušnými kapkami. Nejčastěji postihuje plíce.
Rýže. 8. Původcem záškrtu jsou korynebakterie nebo Lefflerův bacil. Nejčastěji se vyvíjí v epitelu slizniční vrstvy mandlí, méně často v hrtanu. Otok hrtanu a zvětšené lymfatické uzliny mohou vést k asfyxii. Toxin patogenu je fixován na membránách buněk srdečního svalu, ledvin, nadledvin a nervových ganglií a ničí je.
Rýže. 9. Původci stafylokokové infekce. Patogenní stafylokoky způsobují rozsáhlé poškození kůže a jejích příloh, poškození mnoha vnitřních orgánů, alimentární toxickou infekci, enteritidu a kolitidu, sepsi a toxický šok.
Rýže. 10. Meningokoky jsou původci meningokokové infekce. Až 80 % případů jsou děti. Infekce se přenáší vzdušnými kapénkami nemocných a zdravých přenašečů bakterií.
Rýže. 11. Bordetella pertussis.
Rýže. 12. Původcem spály je streptococcus pyogenes.
Škodlivé bakterie vodní mikroflóry
Voda je domovem mnoha mikrobů. V 1 cm3 vody napočítáte až 1 milion mikrobiálních těl. Patogenní mikroorganismy vstupují do vody z průmyslových podniků, osad a chovy hospodářských zvířat. Zdrojem se může stát voda obsahující patogenní mikroby úplavice, cholera, břišní tyfus, tularémie, leptospiróza atd. Vibrio cholerae a může zůstat ve vodě poměrně dlouho.
Rýže. 13. Shigella. Patogeny způsobují bacilární úplavici. Shigella ničí epitel sliznice tlustého střeva a způsobuje těžkou ulcerózní kolitidu. Jejich toxiny působí na myokard, nervový a cévní systém.
Rýže. 14. Vibria neničí buňky slizniční vrstvy tenkého střeva, ale nacházejí se na jejich povrchu. Vylučují toxin zvaný choleragen, jehož působení vede k narušení metabolismu voda-sůl, čímž tělo ztrácí až 30 litrů tekutin denně.
Rýže. 15. Salmonella je původcem břišního tyfu a paratyfu. Postiženy jsou epitel a lymfoidní elementy tenkého střeva. Krevním řečištěm se dostávají do kostní dřeně, sleziny a žlučníku, odkud se patogeny opět dostávají do tenkého střeva. V důsledku imunitního zánětu dochází k protržení stěny tenkého střeva a zánětu pobřišnice.
Rýže. 16. Původci tularémie (modré kokobakterie). Ovlivňují dýchací cesty a střeva. Mají schopnost pronikat do lidského těla neporušenou kůží a sliznicemi očí, nosohltanu, hrtanu a střev. Zvláštností onemocnění je poškození lymfatických uzlin (primární bubo).
Rýže. 17. Leptospira. Ovlivňují lidskou kapilární síť, často játra, ledviny a svaly. Onemocnění se nazývá infekční žloutenka.
Škodlivé bakterie půdní mikroflóry
V půdě žijí miliardy „špatných“ bakterií. V 30centimetrové tloušťce 1 hektaru půdy se nachází až 30 tun bakterií. Díky silné sadě enzymů se podílejí na štěpení bílkovin na aminokyseliny, čímž se aktivně podílejí na procesech rozkladu. Tyto bakterie však přinášejí lidem spoustu problémů. Díky aktivitě těchto mikrobů se potraviny velmi rychle kazí. Člověk se naučil chránit jídlo dlouhodobé skladování sterilizací, solením, uzením a zmrazením. Některé druhy těchto bakterií mohou zkazit i solené a mražené potraviny. vnikají do půdy od nemocných zvířat a lidí. Některé druhy bakterií a hub zůstávají v půdě desítky let. Tomu napomáhá schopnost těchto mikroorganismů tvořit spory, které je chrání před nepříznivými podmínkami prostředí po mnoho let. Způsobují nejnebezpečnější nemoci - antrax, botulismus a tetanus.
Rýže. 18. Původce antraxu. Zůstává v půdě ve stavu podobném výtrusům po celá desetiletí. Zvláště nebezpečná nemoc. Jeho druhé jméno je maligní karbunkl. Prognóza onemocnění je nepříznivá.
Rýže. 19. Původce botulismu produkuje silný toxin. 1 mikrogram tohoto jedu zabije člověka. Botulotoxin ovlivňuje nervový systém, okulomotorické nervy, až po paralýzu a hlavové nervy. Úmrtnost na botulismus dosahuje 60 %.
Rýže. 20. Původci plynové gangrény se velmi rychle množí v měkkých tkání tělo bez přístupu vzduchu, což způsobuje vážné poškození. Ve sporovitém stavu přetrvává ve vnějším prostředí dlouhou dobu.
Rýže. 21. Hnilobné bakterie.
Rýže. 22. Poškození potravinářských výrobků hnilobnými bakteriemi.
Škodlivé bakterie, které poškozují dřevo
Řada bakterií a plísní intenzivně rozkládá vlákninu a hraje důležitou hygienickou roli. Jsou mezi nimi však bakterie, které způsobují vážná onemocnění zvířat. Plísně ničí dřevo. Houby na barvení dřeva malovat dřevo v různých barvách. Domácí houba vede dřevo do shnilého stavu. V důsledku životně důležité činnosti této houby jsou dřevěné budovy zničeny. Činnost těchto hub způsobuje velké škody při ničení budov hospodářských zvířat.
Rýže. 23. Fotografie ukazuje, jak domácí houba zničila dřevěné trámy podlahy.
Rýže. 24. Rozmazlená vzhled polena (modrá skvrnitost) napadená houbou zbarvující dřevo.
Rýže. 25. Brownie Houba Merulius Lacrimans. a – vatové mycelium; b – mladá plodnice; c – stará plodnice; d – staré mycelium, provazce a hniloba dřeva.
Škodlivé bakterie v potravinách
Produkty kontaminované nebezpečnými bakteriemi se stávají zdrojem střevních onemocnění: břišní tyfus, salmonelóza, cholera, úplavice atd. Toxiny, které se uvolňují stafylokoky a bacily botulismu způsobit toxické infekce. Mohou být ovlivněny sýry a všechny mléčné výrobky bakterie kyseliny máselné, které způsobují fermentaci kyseliny máselné, což má za následek vznik produktů zápach a barvu. Ocetové tyčinky způsobit octové kvašení, které vede ke kyselému vínu a pivu. Bakterie a mikrokoky, které způsobují hnilobu obsahují proteolytické enzymy, které štěpí bílkoviny, což dodává produktům zapáchající zápach a hořkou chuť. Výrobky se v důsledku poškození pokrývají plísní plísňové houby.
Rýže. 26. Chléb postižený plísní.
Rýže. 27. Sýr napadený plísní a hnilobnými bakteriemi.
Rýže. 28. „Divoké droždí“ Pichia pastoris. Fotografie byla pořízena s 600násobným zvětšením. Nejhorší škůdce piva. Nachází se všude v přírodě.
Škodlivé bakterie, které rozkládají tuky ve stravě
Mikroby kyseliny máselné jsou všude. 25 jejich druhů způsobuje fermentaci kyseliny máselné. Životní činnost bakterie trávící tuky vede ke žluknutí oleje. Pod jejich vlivem semena sóji a slunečnice žluknou. Fermentace kyselinou máselnou, která je způsobena těmito mikroby, kazí siláž a hospodářská zvířata ji špatně žerou. A mokré obilí a seno, infikované mikroby kyseliny máselné, se samovolně zahřívá. Vlhkost obsažená v máslo, je dobré prostředí pro chov hnilobné bakterie a kvasinkové houby. Z tohoto důvodu se olej kazí nejen venku, ale i uvnitř. Pokud je olej skladován po dlouhou dobu, pak se může usadit na jeho povrchu. plísňové houby.
Rýže. 29. Kaviárový olej ovlivněný bakteriemi štěpícími tuk.
Škodlivé bakterie ovlivňující vejce a vaječné výrobky
Bakterie a plísně pronikají do vajíček přes póry vnějšího obalu a jeho poškození. Nejčastěji jsou vejce infikována bakteriemi salmonely a plísněmi, vaječným práškem - salmonely a .
Rýže. 30. Zkažená vejce.
Škodlivé bakterie v konzervách
pro lidi jsou toxiny botulinum bacillus a perfringens bacillus. Jejich spory vykazují vysokou tepelnou odolnost, což umožňuje mikrobům zůstat životaschopné po pasterizaci konzervovaných potravin. Když jsou uvnitř nádoby, bez přístupu kyslíku, začnou se množit. Tím se uvolňuje oxid uhličitý a vodík, což způsobuje bobtnání nádoby. Požití takového produktu způsobuje těžkou potravinovou toxikózu, která se vyznačuje extrémně těžkým průběhem a často končí smrtí pacienta. Masové a zeleninové konzervy jsou úžasné bakterie kyseliny octové, V důsledku toho obsah konzervy zkysne. Vývoj nezpůsobuje nadýmání konzervovaných potravin, protože stafylokok neprodukuje plyny.
Rýže. 31. Masové konzervy napadené bakteriemi octového kvašení, v důsledku čehož obsah konzerv zkysne.
Rýže. 32. Nabobtnalé konzervy mohou obsahovat bacily botulinum a perfringens. Sklenice je nafouknutá oxidem uhličitým, který uvolňují bakterie při rozmnožování.
Škodlivé bakterie v obilných výrobcích a chlebu
Ergot a další plísně, které infikují obilí, jsou pro člověka nejnebezpečnější. Toxiny těchto hub jsou tepelně stabilní a pečením se nezničí. Toxikózy způsobené používáním takových produktů jsou závažné. Muka, zasažená bakterie mléčného kvašení, má nepříjemnou chuť a specifický zápach, hrudkovitého vzhledu. Již upečený chléb je ovlivněn Bacillus subtilis(Bac. subtilis) nebo "gravitující nemoc." Bacily vylučují enzymy, které rozkládají chlebový škrob, což se projevuje jednak zápachem, který není pro chléb charakteristický, a poté lepkavostí a viskózností střídky chleba. Plíseň zelená, bílá a capitate ovlivňuje již upečený chléb. Šíří se vzduchem.
Rýže. 33. Na fotce je námel fialový. Nízké dávky námelu způsobují silná bolest, duševní poruchy a agresivní chování. Vysoké dávky námelu způsobují bolestivou smrt. Jeho působení je spojeno se svalovou kontrakcí pod vlivem houbových alkaloidů.
Rýže. 34. Plísňové mycelium.
Rýže. 35. Spory zelených, bílých a capitate plísní mohou padat ze vzduchu na již upečený chléb a infikovat jej.
Škodlivé bakterie, které ovlivňují ovoce, zeleninu a bobule
Ovoce, zelenina a bobule se vysévají půdní bakterie, plísňové houby a kvasinky, které způsobují střevní infekce. Mykotoxin patulin, který se vylučuje houby rodu Penicillium, může způsobit rakovinu u lidí. Yersinia enterocolitica způsobuje onemocnění yersiniózu nebo pseudotuberkulózu, která postihuje kůži, gastrointestinální trakt a další orgány a systémy.
Rýže. 36. Poškození bobulí plísňovými houbami.
Rýže. 37. Kožní léze způsobené yersiniózou.
Škodlivé bakterie pronikají do lidského těla potravou, vzduchem, ranami a sliznicemi. Závažnost onemocnění způsobených patogenními mikroby závisí na jedech, které produkují, a na jimi produkovaných toxinech. hromadná smrt. V průběhu tisíců let získaly mnoho adaptací, které jim umožňují proniknout do tkání živého organismu a zůstat v nich a odolávat imunitě.
Studovat škodlivé účinky mikroorganismů na organismus a vyvíjet preventivní opatření je úkolem člověka!
