Бактерии-паразиты и их взаимодействие с окружающим миром

Вся совокупность бактерий, которые живут в организме человека, получила название микробиоты. Здоровая микрофлора кишечника состоит из множества бактерий. Их насчитывается более миллиона.

Главные жители Земли

[Кот Шрёдингера] Да ведь это мы — многоклеточные, такие разнообразные и непохожие друг на друга! А микробы хоть и существуют на миллиарды лет дольше, не слишком отличаются друг от друга, по крайней мере для неспециалиста.

[КС] Всё ровно наоборот: это мы очень скучные и одинаковы, а они очень даже разные! Критерий разнообразия — не ручки-ножки или цвет глаз, а разнообразие генетическое. Ведь всё живое — это просто генетический текст, послание, закодированное в виде последовательностей нуклеотидов ДНК. Оценить разнообразие жизни можно просто сравнив эти тексты. Точно так же можно оценить, например, разнообразие группы восточнославянских языков, сравнив русский, украинский и белорусский и подсчитав, сколько различий они накопили.

Бактерии — микроорганизмы, клетки которых не содержат ядра (прокариоты). Еще прокариотами являются археи, но их куда меньше. На сегодня описано около 10 тысяч видов бактерий, но предполагается, что их свыше миллиона. Впрочем, понятие «вид» у бактерий довольно условное.

Биоинформатика — очень модная наука. Она изучает, как передается и обрабатывается информация в живых клетках и между ними. В узком смысле — математические методы анализа геномов, позволяющие сравнивать их.

Геном — записанная с помощью ДНК наследственная информация, копия которой содержится в каждой клетке организма. Работу генома как организованного целого изучает геномика.

Представьте себе универсальное древо жизни — огромное дерево, на котором каждая веточка — это некий генетический текст, соответствующий какому-либо организму. Это дерево очень большое, и происходим мы из одного корня: вся жизнь возникла на планете единожды. Точнее, вся современная жизнь. Так вот, на этом очень разлапистом, ветвистом дереве все человечки, животные, растения и рептилии — это лишь одна небольшая веточка, а все остальные очень разные ветви — как раз микробы. Они для нас однообразны, потому что мы их не видим. Но с молекулярной точки зрения они составляют 90–95% разнообразия жизни на планете.

[КШ] Как это генетическое разнообразие проявляется в жизни микробов?

[КС] Я недавно готовил конференцию под названием «Экстремофилы», и мы общались с шефом департамента науки в Минобре. Так он сначала думал, что экстремофилы — это люди, которые катаются на горных лыжах вне подготовленных трасс. Экстремофилы — это и правда любители экстремальных условий, но только микробы. Условия жизни на планете очень разнообразны: от вечной мерзлоты до горячих источников, в которых может быть 110–120 градусов, а те из них, что на дне океана, находятся еще и под гигантским давлением. Есть места с безумной концентрацией соли, как Мёртвое море. Или с огромным количеством кислоты. И везде кипит жизнь, но единственные, кто там живет, — те самые микробы-экстремофилы. Происходит это потому, что они обладают удивительной генетической изменчивостью и адаптивностью. И в земле они есть, и в стратосфере. Вся планета, в духе учения Вернадского, живая.

[КШ] Вот тут, вокруг нас, воздух весь ими заполнен?

[КС] Что значит «заполнен»? Вон микроб пролетел, видите? Да, их много: в кубическом метре воздуха микробов примерно столько, сколько людей в Москве. А в кубическом сантиметре снега в Антарктиде от 10 до100 бактериальных клеток. Они могут не жить активно, а просто сидеть, словно пассажиры, и ждать, когда какой-нибудь айсберг отвалится и увезет их в Африку.

Этот лабораторный сосуд был изобретён в 1877 году и назван так в честь изобретателя,немецкого бактериолога Юлиуса Петри, ассистента Роберта Коха

Читайте также:  Вакцина Энджерикс: от чего она, инструкция

Краткая характеристика бифидобактерий и кишечной палочки

Эта разновидность микроорганизмов относится к группе грамположительных. Они являются разветвленными и палочковидными.

Средой обитания этого типа микробов является желудочно-кишечный тракт человека.

Этот вид микрофлоры способен продуцировать помимо молочной кислоты еще и уксусную кислоту.

Это соединение подавляет рост патогенной микрофлоры. Выработка этих соединений способствует контролю уровня рН в желудке и кишечнике.

Такой представитель как бактерия B. Longum обеспечивает разрушение трудноперевариваемых растительных полимеров.

Микроорганизмы B. longum и B. Infantis в процессе своей деятельности вырабатывают соединения предотвращающие развитие диареи, кандидоза и грибковых инфекций у младенцев и детском возрасте.

Благодаря наличию этих полезных свойств эта разновидность микробов часто включается в состав таблеток, реализуемых в аптеках пробиотических лекарств.

Бифидобактерии применяются при производстве разнообразных молочнокислых продуктов таких, например, как йогурты, ряженка и некоторых других. Находясь в желудочно-кишечном тракте, они выполняют роль очистителей среды кишечника от вредной микрофлоры.

В состав микрофлоры желудочно-кишечного тракта входит также кишечная палочка. Она принимает активное участие в процессах переваривания пищи. Помимо этого они участвуют в некоторых процессах обеспечивающих жизнедеятельность клеток организма.

Некоторые разновидности палочки способны вызывать при чрезмерном из развитии отравления. Диарею и почечную недостаточность.

Заключение

Огромное разнообразие бактерий, дрожжей и плесени, а также широкий спектр их активности очень важны для жизни на планете в целом и в особенности для человека. Микроорганизмы в почве и воде ответственны за разложение доступных источников питательных веществ до простейших молекул, которые могут поглощаться растениями. Этим они косвенно оказывают услугу и животному царству, включая человека. Человек, кроме того, получает выгоду от микроорганизмов напрямую. Молочнокислые микроорганизмы могут быть, например, использованы для предохранения корма для скота (силоса) от паразитов. Схожий принцип применяется для приготовления определенной пищи, такой как квашеная капуста, зеленые оливки или огурцы. Микроорганизмы играют первостепенную роль в производстве многих молочных продуктов, таких как йогурт, сыр и масло. Отбор правильных видов микроорганизмов – важный фактор в повышении качества этих продуктов. Микроорганизмы, используемые в производстве молочных продуктов, обычно поставляются компаниями, специализирующимися на получении и распространении микроорганизмов в строго контролируемых гигиенических условиях. Микроорганизмы, используемые в молочной промышленности, называются закваской. Закваска – это, например, смесь молочнокислых микроорганизмов, производящих молочную кислоту путем ферментации лактозы молока. Однако важнее всего то, чтобы качество закваски по прибытии на завод поддерживалось благодаря высоким стандартам гигиены, а в дальнейшем при использовании на всех значимых этапах производственной цепи применялась стерильная техника. В связи с этим необходимо отметить, что молоко может содержать следовые количества антибиотиков, попавших в молоко из организма коров, перенесших мастит; наиболее часто встречающийся антибиотик – пенициллин. Несмотря на нормы, в которых указывается, что молоко коров, которых лечили антибиотиками, не должно использоваться на заводе, вы можете столкнуться с достаточно высоким содержанием антибиотиков в молоке из грузовой цистерны, добавленных в молоко, чтобы остановить или замедлить начало действия микроорганизмов. Рис. демонстрирует влияние даже небольших остаточных количеств пенициллина на наиболее распространенные закваски.

Zoom Рис.

Эффект пенициллина в молоке на кислотообразование

Сырое молоко обычно обсеменено бактериофагами. Поэтому важно, чтобы молоко, используемое для закваски, обычно обезжиренное молоко, было нагрето до температуры 90 °C в течение 30 минут, чтобы инактивировать содержащиеся в нем фаги. На рис. показано, что происходит, если это не сделано или если молоко повторно обсеменяется фагами впоследствии. Время, необходимое одной «неинфицированной» бактерии для воспроизведения четырех новых бактерии, составляет две генерации. В тот же самый период один фагинфицирует одну бактерию, которая высвобождает 150 новых фагов за время одной генерации. Эти фаги инфицируют 150 новых бактерий, ивследующую генерацию высвобождается уже 22 500 новых фагов. Вот почему закваска, инфицированная фагами, внезапно становится непригодной для использования через короткое время.

Читайте также:  Какие прививки нужны взрослым и когда их делать?

Было бы неправильным идеализировать роль микроорганизмов и не упомянутьтот факт, что некоторые из них – патогенные микроорганизмы – являются злейшими врагами человечества. В связи с использованием антибиотиков угроза человечеству становится все более и более серьезной. Некоторые патогены в настоящее время резистентны ко всем существующим антибиотикам. Необходимо напомнить, что без многих полезных микроорганизмов жизнь для человека и многих других живых существ была бы невозможна. В большинстве стран правительства издали законы,требующие пастеризации промышленно произведенного молока для широкого потребления. Обычное сочетание времени/температуры для пастеризации – 72 °C в течение 15–20 с. При этом уничтожаются все патогены. Чтобы избежать повторного обсеменения, необходимо прежде всего строго соблюдать правила гигиены. 

Zoom Рис.

Рост бактерий в закваске и фагов, влияние на инфицированную культуру закваски.

Функции полезных бактерий

Роль бактерий для организма человека неоценима, учитывая, что его микрофлору населяет 39 триллионов этих микроорганизмов, а само тело состоит из 30 триллионов клеток. Впервые ребенок знакомится с ними, проходя по родовым путям, заглатывая микроорганизмы ртом и собирая их на поверхности своей кожи. Так формируется первичный иммунитет, во многом определяющий состояние здоровья на долгие годы.

Что делают полезные бактерии для организма еще? Они обеспечивают функционирование органов пищеварения, предотвращают гнилостные процессы в кишечнике, помогают в заживлении ран и регенерации кожи. Полезные бактерии стоят на страже инфекций, не давая чужеродным агентам проникнуть в организм. Вот почему врачи советуют соблюдать баланс между чрезмерной личной гигиеной и антисанитарией. Не стоит добиваться стерильности в доме и идеальной чистоты. Организму нужны бактерии, ведь они закаляют иммунитет.

Функции полезных бактерий

Микрофлора кишечника

Населяющие желудочно-кишечный тракт микроорганизмы представлены двумя основными группами:

  1. Анаэробами – бифидобактериями, энтерококками, клостридиями, бактероидами и эубактериями.
  2. Аэробами. Эти полезные бактерии для кишечника включают в себя стрептококки, энтеробактерии, лактобактерии, стафилококки и грибы.

По оценкам специалистов в кишечнике обитает около 500 видов различных микроорганизмов, подавляющее большинство которых представлено анаэробами. Бифидо- и лактобактерии проявляют активность в отношении патогенов, регулируя качество и количество микрофлоры. Кишечные сапрофиты, содержащие в себе большую концентрацию ферментов, подвержены более активному размножению, поэтому отвечают за утилизацию питательных веществ и кислорода. Они же выделяют разнообразные вещества с бактерицидным, бактериостатическим и антибиотикоподобным эффектом.

Функции полезных бактерий

Микрофлора во рту

Полезные бактерии в организме человека есть не только в кишечнике. Если говорить о микробном «пейзаже» полости рта, то здесь наблюдается самое разнообразное количество всевозможных микроорганизмов – как хороших, так и условно-патогенных. Они тоже пребывают в симбиозе друг с другом, но при определенных внешних и внутренних обстоятельствах полезные бактерии во рту, которые представлены в основном лактобактериями, перестают сдерживать рост болезнетворных оппонентов и препятствовать развитию многих заболеваний – кариеса, воспаления десен, стоматита.

Доказано, что питание человека, его определенные пищевые привычки могут как улучшить, так и ухудшить состояние полости рта. Так, злоупотребление алкоголем, сладостями особенно на фоне плохой гигиены может привести к росту патогенной микрофлоры и развитию патологий, делающих человека частым пациентом стоматологической клиники. Поэтому нужно:

  1. Избирательно подходить к выбору продуктов питания.
  2. Постараться отказаться от вредных привычек.
  3. Соблюдать гигиену.
Функции полезных бактерий

Микрофлора влагалища

Вагинальный биоценоз в основном представлен лактобактериями, которые еще называют «палочками Додерлейна». Помимо них влагалищная микрофлора включает в свой состав более 300 микроорганизмов – грамположительных и грамотрицательных анаэробных палочек, энтеробактерий, грамположительных и грамотрицательных кокков. Устойчивость микрофлоры влагалища обеспечивает кислая среда – рН 3,8-4,5

. При снижении этого показателя начинают активно размножаться патогенные и условно-патогенные микроорганизмы.

Функции полезных бактерий

Вот почему так важны полезные бактерии для влагалища. Если их концентрация начнет снижаться, разовьется бактериальный вагиноз – инфекционное заболевание, проявляющее себя болями во время полового акта, зудом, нарушением мочеиспускания, появлением выделений с неприятным запахом. Поэтому нужно знать, что провоцирует развитие недуга и стараться этого избегать.

Читайте также:  Вакциноассоциированный полиомиелит статистика

Роль бактерий в природе

Царство бактерий — одно из самых многочисленных на планете. Эти микроскопические существа приносят пользу и вред не только человеку, но и всем другим видами, обеспечивают множество процессов в природе. Бактерии находятся в воздухе и в почве. Азотобактер — очень полезные обитатели почвы, которые синтезируют азот из воздуха, превращая его в ионы аммония. В таком виде элемент легко усваивается растениями. Эти же микроорганизмы очищают почвы от тяжёлых металлов и наполняют их биологически активными веществами.

Не стоит бояться бактерий: наше тело так устроено, что не может нормально функционировать без этих крошечных работяг. Если их количество в норме, то иммунная, пищеварительная и ряд других функций организма будут в порядке.

Как обнаружить бактериальные болезни

Общие симптомы

После завершения инкубационного периода появляются симптомы бактериальной инфекции. В зависимости от типа возбудителя признаки могут различаться. Но есть и общие симптомы того, что произошло заражение. Больной человек испытывает:

  • слабость
  • разбитость во всем теле
  • боль в мышцах
  • головную боль
  • озноб и лихорадочное состояние
  • повышенную температуру тела
  • апатию
  • тошноту
  • общее ухудшение самочувствия

Все эти признаки бактериальной инфекции достаточно неприятны и тяжело переносятся. Чтобы облегчить свое состояние можно принять обезболивающее и жаропонижающее средство, но это не является лечением. Лучше как можно скорее идти в медицинское учреждение.

Что нужно учитывать при покупке пробиотиков?

Под разными названиями фармакологическими фирмами в России и за рубежом могут производиться одинаковые препараты-аналоги. Импортные, конечно, гораздо дороже. Проведенные исследования показали, что люди, проживающие в России, более адаптированы к местным штаммам бактерий.

Другой негатив — как оказалось, импортные пробиотики содержат всего пятую часть от заявленного объема живых микроорганизмов и не заселяются надолго в кишечнике пациентов. Перед приобретением необходима консультация специалиста. Это вызвано серьезными осложнениями от неправильного использования препаратов. У пациентов зарегистрированы:

  • обострение желчекаменной и мочекаменной болезни;
  • ожирение;
  • аллергические реакции.

Не нужно путать живые бактерии с пребиотиками. Это тоже лекарственные средства, но не содержащие микроорганизмов. В составе пребиотиков имеются ферменты, витамины для улучшения пищеварения, стимуляции роста полезной микрофлоры. Они часто назначаются при запорах детям и взрослым.

В группу входят известные практическим врачам: Лактулоза, пантотеновая кислота, Хилак форте, Лизоцим, препараты из инулина. Специалисты считают, что необходимо сочетать пребиотики с пробиотическими препаратами для достижения максимального результата. Для этого созданы комбинированные препараты (синбиотики).

Методы борьбы с бактериями

❖ Методы борьбы с гнилостными бактериями:■ высушивание плодов, грибов, мяса, рыбы, зерна;■ охлаждение и замораживание продуктов;■ маринование продуктов в уксусной кислоте;■ создание высокой концентрации сахара (например, при изготовлении варенья), что вызывает плазмолиз в клетках бактерий и нарушает их жизнедеятельность;■ консервирование (засолка).

■ дезинфекция (обеззараживание) — уничтожение болезнетворных микроорганизмов специальными химическими веществами (хлорной известью, хлорамином, раствором йода, этиловым спиртом и др.);

■ пастеризация — уничтожение бактерий в пищевых продуктах нагреванием до температуры 65-70 °С в течение 15-30 мин;

■ стерилизация — уничтожение бактерий с помощью ультрафиолетового излучения, химикатов или кипячения в автоклавах при температуре 120-130 °С и повышенном давлении;

■ соблюдение гигиены;

■ профилактические прививки.