Prospěšné a škodlivé bakterie. Bakterie, jejich rozmanitost. Struktura. Životní činnost

V tomto článku se podíváme na bakterie.

Zvažte všechny bakterie žijící v těle. A my vám řekneme vše o bakteriích.

Vědci říkají, že na Zemi existuje asi 10 tisíc druhů mikrobů. Existuje však názor, že jejich odrůda dosahuje 1 milionu.

Pro svou jednoduchost a nenáročnost existují všude. Díky své malé velikosti proniknou kamkoli, i do té nejmenší skuliny. Mikrobi jsou přizpůsobeni každému prostředí, jsou všude, i když je to vyschlý ostrov, i když je mráz, i když je 70 stupňů, stále neztrácejí vitalitu.

Mikrobi se do lidského těla dostávají z prostředí. A teprve když se ocitnou v pro ně příznivých podmínkách, dají o sobě vědět, ať už pomáhají nebo způsobují, od lehkých kožních chorob až po závažná infekční onemocnění, která vedou k smrti v těle. Bakterie mají různá jména.

Tyto mikroby jsou nejstaršími druhy tvorů žijících na naší planetě. Objevil se přibližně před 3,5 miliardami let. Jsou tak malinké, že je lze vidět pouze pod mikroskopem.

Protože se jedná o první zástupce života na Zemi, jsou docela primitivní. Postupem času se jejich struktura stala složitější, i když některé si zachovaly svou primitivní strukturu. Velké množství mikrobů je průhledných, ale některé mají červený nebo nazelenalý odstín. Málokdo přebírá barvu svého okolí.

Mikrobi jsou prokaryota, a proto mají své samostatné království – Bakterie. Podívejme se, které bakterie jsou neškodné a škodlivé.

Laktobacily (Lactobacillus plantarum)

Laktobacily jsou ochránci vašeho těla před viry. Žili v žaludku od starověku a vykonávali velmi důležité a užitečné funkce. Lactobacillus plantarum chrání trávicí trakt před zbytečnými mikroorganismy, které se mohou usadit v žaludku a zhoršit stav.

Lactobacillus pomáhá zbavit se tíže a nadýmání v žaludku a bojovat s alergiemi způsobenými různými potravinami. Laktobacily také pomáhají odstraňovat škodlivé látky ze střev. Čistí celé tělo od toxinů.

bifidobakterie (lat. Bifidobacterium)

Jedná se o mikroorganismus, který také žije v žaludku. Jsou to prospěšné bakterie. V nepříznivých podmínkách pro existenci Bifidobacterium hynou. Bifidobacterium produkuje kyseliny, jako je mléčná, octová, jantarová a mravenčí.

Bifidobacterium hraje hlavní roli v normalizaci střevních funkcí. Také při jejich dostatečném množství posilují imunitní systém a podporují lepší vstřebávání živin.

Jsou velmi užitečné, protože plní řadu důležitých funkcí, podívejme se na seznam:

Doplňte tělu vitamíny K, B1, B2, B3, B6, B9, bílkoviny a aminokyseliny.
Chrání před výskytem škodlivých mikroorganismů.
Zabraňuje pronikání škodlivých toxinů do střevních stěn.
Urychlit proces trávení. - Pomáhá absorbovat ionty Ca, Fe a vitaminu D.

Dnes existuje mnoho léků obsahujících bifidobakterie. To však neznamená, že při použití pro léčebné účely bude mít příznivý účinek na tělo, protože užitečnost léků nebyla prokázána.

Nepříznivý mikrob Corynebacterium minutissimum

Škodlivé druhy bakterií se mohou objevit na nejnepravděpodobnějších místech, kde byste je nečekali.

Tento druh, Corynebacterium minutissimum, miluje život a rozmnožování na telefonech a tabletech. Způsobují vyrážky po celém těle. Antivirových aplikací pro tablety a telefony existuje spousta, ale nikdy nepřišli na lék na škodlivé Corynebacterium minutissimum.

Měli byste tedy omezit kontakt s telefony a tablety, abyste se nestali alergičtí na Corynebacterium minutissimum. A pamatujte, že po umytí rukou byste si o sebe neměli třít dlaně, protože počet bakterií klesá o 37 %.

Rod bakterií, který zahrnuje více než 550 druhů. Za příznivých podmínek vytvářejí streptomycety nitky podobné houbovému myceliu. Žijí převážně v půdě.

V roce 1940 byly streptomyciny použity při výrobě léků:

fysostigmin. Lék proti bolesti se používá v malých dávkách ke snížení očního tlaku při glaukomu. Ve velkém množství se může stát jedovatým.
takrolimus. Lék přírodního původu. Používá se k léčbě a prevenci při transplantacích ledvin, kostní dřeně, srdce a jater.
allosamidin. Lék zabraňující tvorbě degradace chitinu. Bezpečně se používá při hubení komárů, much a tak dále.

Ale je třeba poznamenat, že ne všechny bakterie tohoto druhu mají příznivý účinek na lidský organismus.

Chránič břicha Helicobacter pylori

Mikroby existující v žaludku. Existuje a množí se v žaludeční sliznici. Helicobacter pylori se v lidském těle objevuje od raného věku a žije po celý život. Pomáhá udržovat stabilní váhu, kontroluje hormony a je zodpovědný za hlad.

Tento zákeřný mikrob může také přispívat ke vzniku vředů a gastritidy. Někteří vědci se domnívají, že Helicobacter pylori je užitečný, ale navzdory řadě existujících teorií se zatím nepodařilo prokázat, proč je užitečný. Ne nadarmo se tomu dá říkat chránič břicha.

Dobrá špatná bakterie Escherichia coli

Bakterie Escherichia coli se také nazývají E. coli. Escherichia coli, která žije v podbřišku. Obývají lidské tělo při narození a žijí s ním po celý jeho život. Velké množství mikrobů tohoto typu je neškodných, ale některé z nich mohou způsobit vážnou otravu těla.

Escherichia coli je běžným faktorem mnoha břišních infekcí. Ale připomíná nám sebe a způsobuje nepohodlí, když se chystá opustit naše tělo v prostředí pro něj příznivějším. A dokonce je to užitečné pro lidi.

Escherichia coli nasycuje tělo vitamínem K, který zase monitoruje zdraví tepen. Escherichia coli může také žít velmi dlouhou dobu ve vodě, půdě a dokonce i v potravinách, jako je mléko.

E. coli po převaření nebo dezinfekci zemře.

Škodlivé bakterie. Staphylococcus aureus (Staphylococcus aureus)

Staphylococcus aureus je původcem hnisavých útvarů na kůži. Často jsou vředy a pupínky způsobeny Staphylococcus aureus, který žije na kůži velkého počtu lidí. Staphylococcus aureus je původcem mnoha infekčních onemocnění.

Pupínky jsou velmi nepříjemné, ale představte si, že zlatý stafylokok pronikající přes kůži do těla může mít vážné následky, zápal plic nebo meningitidu.

Nachází se téměř na celém těle, ale vyskytuje se hlavně v nosních průchodech a axilárních záhybech, ale může se objevit i v hrtanu, hrázi a břiše.

Staphylococcus aureus má zlatý odstín, podle kterého Staphylococcus aureus získal své jméno. Je jednou ze čtyř nejčastějších příčin nemocničních infekcí po operaci.

Pseudomonas aeruginosa (Pseudomonas aeruginosa)

Tento mikrob může existovat a rozmnožovat se ve vodě a půdě. Miluje teplou vodu a bazény. Je jedním z původců hnisavých onemocnění. Své jméno dostaly díky svému modrozelenému odstínu. Pseudomonas aeruginosa žijící v teplé vodě se dostane pod kůži a rozvine se u něj infekce doprovázená svěděním, bolestí a zarudnutím postižených míst.

Tento mikrob může infikovat různé typy orgánů a způsobuje řadu infekčních onemocnění. Infekce Pseudomonas aeruginosa postihuje střeva, srdce a urogenitální orgány. Mikroorganismus je často faktorem při výskytu abscesů a flegmón. Pseudomonas aeruginosa je velmi obtížné se zbavit, protože je odolný vůči antibiotikům.

Mikrobi jsou nejjednodušší živé mikroorganismy existující na Zemi, které se objevily před mnoha miliardami let a jsou přizpůsobeny jakýmkoli podmínkám prostředí. Musíme si ale uvědomit, že bakterie mohou být prospěšné i škodlivé.

Zabývali jsme se tedy typy mikroorganismů a na příkladu jsme se podívali, které prospěšné bakterie tělu pomáhají a které jsou škodlivé a způsobují infekční onemocnění.

Pamatujte, že dodržování pravidel osobní hygieny bude nejlepší prevencí proti infekci škodlivými mikroorganismy.

Lidské tělo je domovem mnoha druhů bakterií, včetně prospěšných, patogenních a oportunních forem. Zvažme rysy vývoje mikrobů, nemoci, které vyvolávají, a způsoby infekce patogeny.

Existuje názor, že počet bakterií v lidském těle převyšuje objem jeho vlastních buněk 10krát. Nedávné studie však tento ukazatel zpochybňují. Podle nových materiálů se pohybuje v rozmezí od 1,5 do 2. Celkem existuje asi 10 tisíc druhů bakterií, které se přizpůsobily životu v různých podmínkách.

Do lidského těla se dostávají z prostředí, kde mohou přetrvávat dlouhou dobu. Patogenní formy jsou původci onemocnění, které se projevují v různé míře intenzity a nebezpečnosti. To se může pohybovat od mírné kožní vyrážky až po závažné infekční projevy, které ohrožují život pacienta.

Bakterie se na Zemi objevily přibližně před 3,5 miliardami let. Jejich struktura se mírně liší od moderních druhů. Všechny bakterie jsou prokaryota, což znamená, že jejich buňky nemají vytvořené jádro. Zvenku jsou obklopeny buněčnou stěnou, která udržuje tvar mikroorganismu. Některé druhy jsou schopny produkovat hlen, který je podobný tobolce a chrání mikroba před vysycháním. Existují formy, které se mohou aktivně pohybovat pomocí speciálních bičíků.

Vnitřní struktura bakterií je poměrně jednoduchá. Buňka obsahuje hlavní inkluze:

cytoplazma, což je 75 % voda a zbývajících 25 % jsou minerály;
granule, které jsou pro tělo zdrojem energie;
mesozomy nezbytné pro buněčné dělení a sporulaci;
nukleoid obsahující genetickou informaci a působící jako jádro;
ribozomy zapojené do syntézy proteinů;
plazmidy.

Tvar bakteriálních buněk může být kulovitý, tyčovitý, svinutý nebo kyjovitý. Mohou být umístěny jednotlivě nebo ve skupinách. V tomto případě jsou izolovány diplokoky (v párech), streptokoky (ve formě řetězců), stafylokoky (ve formě liány) a sarcina (v balení). Některé tyčinkovité bakterie vytvářejí při nepříznivých podmínkách spory. Tyto typy se nazývají bacily.

Všechny mikroorganismy se rozmnožují rozdělením buněk na dvě. Navíc rychlost nárůstu populace může být pouhých 20 minut. Tak vysoká míra reprodukce je pozorována na potravinářských produktech a dalších živných substrátech.

Prospěšné bakterie, které žijí v lidském těle

Mezi hlavní zástupce prospěšné mikroflóry patří:

Bifidobakterie. Žijí především v tlustém střevě, kde se podílejí na aktivaci parietálního trávení. V procesu života tvoří přirozenou biologickou bariéru, která brání pronikání patogenů a toxinů. Kromě toho produkují speciální kyseliny, které potlačují reprodukci patogenních a oportunních forem. Bez účasti bifidobakterií nedochází k syntéze vitamínů B a K, stejně jako k vstřebávání železa a vápníku.
Laktobacily během svých životních procesů tvoří laktázu, která štěpí mléčný cukr. Díky produkci kyseliny mléčné udržují potřebnou úroveň kyselosti ve střevech a také urychlují hojení postižených oblastí gastrointestinálního traktu. Analogicky s bifidobakteriemi stimulují imunitní systém aktivací procesu fagocytózy.

Tyto mikroby střeží trávicí trakt a chrání ho před zbytečnými mikroorganismy, které se mohou usadit v žaludku a zhoršit stav člověka.

Normální lidská mikroflóra musí obsahovat oba typy mikroorganismů. Navíc počet bifidobakterií může být až 95% celé biocenózy těla a laktobacily - pouze 5%. Kromě toho žijí hlavně ve vagíně a ústní dutině.

Bifidobakterie a laktobacily jsou součástí přípravků používaných k normalizaci lidské mikroflóry. Říká se jim probiotika a kromě těchto mikroorganismů obsahují druhy kyseliny propionové, termofilní streptokoky a laktokoky. Kombinované léky jsou často předepsány pro dysbiózu, léčbu antibiotiky, stejně jako jakékoli helmintické zamoření.

Pro udržení optimální hladiny prospěšných bakterií musíte jíst určité potraviny. Měly by sestávat ze složek, které nejsou tráveny v horních střevech, a tím stimulovat množení prospěšných mikrobů. Mezi takové produkty patří syrová zelenina, mléčné výrobky, otruby, obiloviny, bobule, sušené ovoce.

Patogenní formy korynebakterií

Mikroorganismy rodu Corynebacterium patří ke grampozitivním bakteriím tyčinkovitého tvaru těla. Většina zástupců žije v přírodě a nepředstavuje hrozbu pro lidské zdraví. Některé druhy však způsobují vážná onemocnění, která vyžadují nemocniční léčbu.

Corynebacterium diphtheriae jsou mírně zakřivené tyčinky se zesílením na jedné straně buňky. Jejich velikost se pohybuje od 0,1 do 8 mikronů. Jak název napovídá, bakterie je původcem záškrtu. Příznaky onemocnění závisí na umístění patogenu. Může to být dutina ústní, nos, hrtan, průdušnice, průdušky, genitálie, kůže. K otravě lidského těla dochází v důsledku uvolňování speciální látky zvané exotoxin bakteriemi. Jeho hromadění vede ke zvýšené teplotě, horečce, bolestem hlavy, nevolnosti, nepříjemným pocitům v krku a zvětšeným lymfatickým uzlům.

Další druh, Corynebacterium minutissimum, vyvolává rozvoj dermatologických onemocnění. Jedním z nich je erythrasma, které se vyskytuje pouze u dospělých. Objevuje se ve formě vyrážek na povrchu kožních záhybů: inguinálně-scrotal, mezi hýžděmi, někdy v interdigitálních oblastech. Léze vypadají jako hnědé skvrny nezanícené struktury, což může způsobit mírné svědění. Bakterie dobře přežívá na domácích předmětech, včetně telefonů a tabletů.

Korynebakterie jsou také součástí normální mikroflóry lidského tlustého střeva. Nepatogenní formy se aktivně používají v průmyslu k výrobě aminokyselin, enzymů a sýrů. Corynebacterium glutamicum se používá při výrobě kyseliny glutamové, která je známá jako potravinářská přísada E620.

Streptomycety, jejich význam pro člověka

Rod Streptomyces zahrnuje sporotvorné druhy, které žijí primárně v půdě. Tvoří řetězce buněk a svým tvarem připomínají houbové mycelium. V procesu života uvolňují speciální těkavé látky, které dodávají zemi charakteristický vlhký zápach. Nezbytnou podmínkou existence streptomycet je přítomnost molekulárního kyslíku.

Mnohé druhy jsou schopny produkovat cenné léčivé látky patřící do skupiny antibiotik (streptomycin, erythromycin). V dřívějších obdobích se streptomycety používaly k produkci:

Physostigmin, používaný jako lék proti bolesti při vysokém očním tlaku;
Takrolimus, nezbytný k profylaxi při transplantacích ledvin, jater a kostní dřeně;
Allosamidin, který je účinný proti hmyzu a houbám.

Streptomyces bikiniensis je patogenní forma, která vyvolává rozvoj bakteriémie. Při této nemoci se bakterie dostávají do krevního oběhu a mohou se šířit po celém těle.

Helicobacter pylori jako škodlivá bakterie

Helicobacter pylori má spirálovitě tvarovanou buňku o rozměrech až 3 mikrony. Je schopen aktivně se pohybovat i v hustém hlenu pomocí bičíků. Bakterie infikuje různé části žaludku a dvanáctníku a způsobuje helikobakteriózu. Příčinou vředů a gastritidy je velmi často tento typ mikrobů.

Helicobacter se váže na povrch žaludeční sliznice, poškozuje ji a vyvolává rozvoj zánětlivého procesu. Infekce bakterií se projevuje v podobě opakovaných silných bolestí žaludku, které po jídle ustoupí. Pálení žáhy, nevolnost, zvracení, špatná stravitelnost masitých pokrmů jsou také příznaky onemocnění.

Existuje názor, že Helicobacter pylori je součástí normální lidské mikroflóry a patologický stav nastává, když se jeho počet zvyšuje. V lidském žaludku přitom žije asi 50 kmenů této bakterie, z nichž pouze 5 představuje zdravotní riziko. Pokud jsou předepsána antibiotika, jsou zničeny všechny mikroorganismy, včetně neškodných.

Escherichia coli jako zástupce přirozené lidské mikroflóry

Escherichia coli je tyčinkovitá bakterie, která hraje důležitou roli ve fungování gastrointestinálního traktu. Mohou přežívat po dlouhou dobu v prostředí, včetně půdy, vody a výkalů. Mikroorganismy rychle umírají při vaření a vystavení roztokům chlóru. Bakterie se aktivně množí na potravinářských výrobcích, zejména v mléce.

Escherichia coli je schopna absorbovat kyslík ze střevního lumen, čímž chrání prospěšné lakto- a bifidobakterie před zničením. Kromě toho se podílí na tvorbě vitamínů skupiny B, mastných kyselin, ovlivňuje také vstřebávání železa a vápníku střevy. Normálně by obsah bakterií v lidských výkalech neměl být vyšší než 108 CFU/g. Překročení tohoto indikátoru naznačuje vývoj dysbiózy na pozadí zánětlivého procesu v těle.

Patogenní formy mohou způsobit infekční onemocnění gastrointestinálního traktu, doprovázené intoxikací a horečkou. Enteropatogenní kmeny Escherichia coli se vyvíjejí v tenkém střevě novorozenců a způsobují těžké průjmy. U žen, pokud není dodržována intimní hygiena, mohou bakterie vstoupit do genitourinárních orgánů, což vyvolává vývoj bakteriurie.

Nebezpečná bakterie Staphylococcus aureus

Staphylococcus aureus patří k nepohyblivým kulovitým mikrobům rodu Staphylococcus. Buňky mohou být uspořádány jednotlivě, ve dvojicích nebo ve shlucích. Díky obsahu pigmentů skupiny karotenoidů má bakterie zlatavou barvu, která je patrná při mikroskopickém zkoumání. Staphylococcus aureus se vyznačuje zvýšenou tolerancí vůči vysokým teplotám, světlu a chemikáliím.

Mikroorganismus je příčinou výskytu purulentně-zánětlivých ložisek infekce u lidí. Mezi hlavní oblasti lokalizace patogenu patří nosní průchody a axilární oblasti. Případy poškození hrtanu a gastrointestinálního traktu však nejsou neobvyklé. Bakterie je rozšířena v lékařských zařízeních. Asi 30 % pacientů po hospitalizaci jsou nosiči zlatého stafylokoka.

Mezi hlavní příznaky infekce patogenem patří horečka, letargie, nevolnost a nedostatek chuti k jídlu. Při poškození kůže se tvoří drobné puchýřky připomínající popáleniny, které se časem mění v otevřené rány. Když se patogen šíří v dýchacím traktu, může se vyvinout rýma, bolest v krku, faryngitida, pneumonie. Časté a bolestivé močení a bolesti dolní části zad ukazují na lokalizaci stafylokoka v močové trubici.

Pseudomonas aeruginosa jako jeden z patogenních druhů bakterií

Bakterie je pohyblivý bičíkový mikroorganismus, jejím hlavním stanovištěm je půda a voda. Během svého života barví potravní prostředí do modrozelena, odkud pochází jeho název. Je vysoce odolný vůči antibiotikům.

Pseudomonas aeruginosa je nebezpečný pro osoby se sníženou imunitou a zpravidla jde o nozokomiální nákazu. Infekce je možná prostřednictvím předmětů pro domácnost, ručníků a neošetřených lékařských nástrojů. Zvýšená akumulace mikroorganismu je pozorována na povrchu rány a v hloubce hnisavých oblastí kůže.

Infekce Pseudomonas aeruginosa se může vyvinout v:

Orgány ENT a doprovázené otitis, sinusitida;
močové cesty s výskytem uretritidy, cystitidy;
měkké tkáně;
střev, způsobující dysbiózu, enteritidu, kolitidu.

Bakterie spolu s viry jsou původci mnoha nemocí, které nejsou vždy léčitelné. Různorodost druhů a jejich rychlá adaptace na účinky léků činí z mikrobů vážnou hrozbu pro lidské zdraví. Ve většině případů se však lze infekci vyhnout dodržováním dobré osobní hygieny a posílením imunitního systému.

Bakteriální organismus je reprezentován jednou jedinou buňkou. Formy bakterií jsou různé. Struktura bakterií se liší od struktury živočišných a rostlinných buněk.

Buňce chybí jádro, mitochondrie a plastidy. Nosič dědičné informace DNA se nachází ve středu buňky ve složené formě. Mikroorganismy, které nemají skutečné jádro, jsou klasifikovány jako prokaryota. Všechny bakterie jsou prokaryota.

Odhaduje se, že na Zemi existuje přes milion druhů těchto úžasných organismů. K dnešnímu dni bylo popsáno asi 10 tisíc druhů.

Bakteriální buňka má stěnu, cytoplazmatickou membránu, cytoplazmu s inkluzemi a nukleotidem. Z přídavných struktur mají některé buňky bičíky, pili (mechanismus adheze a retence na povrchu) a pouzdro. Za nepříznivých podmínek jsou některé bakteriální buňky schopny tvořit spory. Průměrná velikost bakterií je 0,5-5 mikronů.

Vnější struktura bakterií

Rýže. 1. Stavba bakteriální buňky.

Buněčná stěna

Buněčná stěna bakteriální buňky je její ochranou a podporou. Dává mikroorganismu jeho vlastní specifický tvar.
Buněčná stěna je propustná. Živiny procházejí dovnitř a procházejí jím produkty metabolismu.
Některé druhy bakterií produkují speciální hlen, který připomíná kapsli, která je chrání před vysycháním.
Některé buňky mají bičíky (jeden nebo více) nebo klky, které jim pomáhají se pohybovat.
Bakteriální buňky, které se zdají růžové, když jsou obarveny Gramovým barvivem ( gramnegativní), buněčná stěna je tenčí a vícevrstvá. Uvolňují se enzymy, které pomáhají rozkládat živiny.
Bakterie, které se při barvení podle Grama jeví fialově ( grampozitivní), buněčná stěna je tlustá. Živiny, které se dostanou do buňky, jsou v periplazmatickém prostoru (prostor mezi buněčnou stěnou a cytoplazmatickou membránou) štěpeny hydrolytickými enzymy.
Na povrchu buněčné stěny je řada receptorů. Jsou na ně navázáni buněční zabijáci – fágy, koliciny a chemické sloučeniny.
Nástěnné lipoproteiny u některých typů bakterií jsou antigeny nazývané toxiny.
Při dlouhodobé léčbě antibiotiky a z řady dalších důvodů některé buňky ztrácejí membrány, ale zachovávají si schopnost reprodukce. Získávají zaoblený tvar - tvar L a mohou v lidském těle přetrvávat dlouhou dobu (koky nebo bacily tuberkulózy). Nestabilní L-formy mají schopnost vrátit se do své původní formy (reverze).

Rýže. 2. Fotografie ukazuje strukturu bakteriální stěny gramnegativních bakterií (vlevo) a grampozitivních bakterií (vpravo).

Kapsle

Za nepříznivých podmínek prostředí tvoří bakterie kapsli. Mikrokapsle pevně přilne ke stěně. Je vidět pouze v elektronovém mikroskopu. Makrokapsle je často tvořena patogenními mikroby (pneumokoky). U Klebsiella pneumoniae je makrokapsle vždy nalezena.

Rýže. 3. Na fotce je pneumokok. Šipky označují kapsli (elektronogram ultratenkého řezu).

Skořápka podobná kapsli

Skořápka podobná tobolce je útvar volně spojený s buněčnou stěnou. Díky bakteriálním enzymům je obal podobný tobolce pokryt sacharidy (exopolysacharidy) z vnějšího prostředí, což zajišťuje přilnavost bakterií k různým povrchům, i zcela hladkým.

Například streptokoky se při vstupu do lidského těla mohou přilepit na zuby a srdeční chlopně.

Funkce kapsle jsou různé:

ochrana před agresivními podmínkami prostředí,
zajištění adheze (přilnutí) k lidským buňkám,
Tobolka, která má antigenní vlastnosti, má toxický účinek, když je zavedena do živého organismu.

Rýže. 4. Streptokoky jsou schopné ulpívat na zubní sklovině a spolu s dalšími mikroby způsobují kazy.

Rýže. 5. Na fotografii je poškození mitrální chlopně v důsledku revmatismu. Příčinou jsou streptokoky.

Flagella

Některé bakteriální buňky mají bičíky (jeden nebo více) nebo klky, které jim pomáhají se pohybovat. Bičíky obsahují kontraktilní protein flagellin.
Počet bičíků může být různý – jeden, svazek bičíků, bičíky na různých koncích buňky nebo po celém povrchu.
Pohyb (náhodný nebo rotační) se provádí jako výsledek rotačního pohybu bičíků.
Antigenní vlastnosti bičíků mají toxický účinek při onemocnění.
Bakterie, které nemají bičíky, jsou-li pokryty hlenem, jsou schopny klouzat. Vodní bakterie obsahují 40-60 vakuol naplněných dusíkem.

Poskytují potápění a výstup. V půdě se bakteriální buňka pohybuje půdními kanály.

Rýže. 6. Schéma uchycení a fungování bičíku.

Rýže. 7. Fotografie ukazuje různé typy bičíkových mikrobů.

Rýže. 8. Fotografie ukazuje různé typy bičíkových mikrobů.

Pil

Pili (klky, fimbrie) pokrývají povrch bakteriálních buněk. Villus je šroubovitě stočená tenká dutá nit bílkovinné povahy.
Obecný typ pil poskytují adhezi (přilnutí) k hostitelským buňkám. Jejich počet je obrovský a pohybuje se od několika stovek až po několik tisíc. Od okamžiku připoutání jakýkoliv .
Sex pil usnadňují přenos genetického materiálu od dárce k příjemci. Jejich počet je od 1 do 4 na buňku.

Rýže. 9. Na fotografii je E. coli. Bičíky a pili jsou viditelné. Fotografie byla pořízena pomocí tunelového mikroskopu (STM).

Rýže. 10. Fotografie ukazuje četné pili (fimbrie) koků.

Rýže. 11. Na fotografii je bakteriální buňka s fimbriemi.

Cytoplazmatická membrána

Cytoplazmatická membrána se nachází pod buněčnou stěnou a jedná se o lipoprotein (až 30 % lipidů a až 70 % proteinů).
Různé bakteriální buňky mají různé složení membránových lipidů.
Membránové proteiny plní mnoho funkcí. Funkční proteiny jsou enzymy, díky nimž na cytoplazmatické membráně dochází k syntéze různých jeho složek atd.
Cytoplazmatická membrána se skládá ze 3 vrstev. Dvojitá fosfolipidová vrstva je prostoupena globuliny, které zajišťují transport látek do bakteriální buňky. Pokud je její funkce narušena, buňka odumírá.
Na sporulaci se podílí cytoplazmatická membrána.

Rýže. 12. Fotografie jasně ukazuje tenkou buněčnou stěnu (CW), cytoplazmatickou membránu (CPM) a nukleotid ve středu (bakterie Neisseria catarrhalis).

Vnitřní struktura bakterií

Rýže. 13. Fotografie ukazuje strukturu bakteriální buňky. Struktura bakteriální buňky se liší od struktury živočišných a rostlinných buněk – buňce chybí jádro, mitochondrie a plastidy.

Cytoplazma

Cytoplazmu tvoří ze 75 % voda, zbylých 25 % tvoří minerální sloučeniny, proteiny, RNA a DNA. Cytoplazma je vždy hustá a nehybná. Obsahuje enzymy, některé pigmenty, cukry, aminokyseliny, zásobu živin, ribozomy, mezozomy, granule a nejrůznější další inkluze. Ve středu buňky je soustředěna látka, která nese dědičnou informaci – nukleoid.

Granule

Granule jsou tvořeny sloučeninami, které jsou zdrojem energie a uhlíku.

Mezosomes

Mezozomy jsou buněčné deriváty. Mají různé tvary – koncentrické membrány, váčky, trubičky, smyčky atd. Mezozomy mají spojení s nukleoidem. Účast na buněčném dělení a sporulaci je jejich hlavním účelem.

Nukleoid

Nukleoid je analogem jádra. Nachází se ve středu buňky. Obsahuje DNA, nositelku dědičné informace ve složené podobě. Nevinutá DNA dosahuje délky 1 mm. Jaderná látka bakteriální buňky nemá membránu, jadérko ani sadu chromozomů a nedělí se mitózou. Před dělením se nukleotid zdvojnásobí. Během dělení se počet nukleotidů zvýší na 4.

Rýže. 14. Fotografie ukazuje řez bakteriální buňkou. Ve střední části je viditelný nukleotid.

Plazmidy

Plazmidy jsou autonomní molekuly stočené do kruhu dvouvláknové DNA. Jejich hmotnost je výrazně menší než hmotnost nukleotidu. Navzdory tomu, že dědičná informace je zakódována v DNA plazmidů, nejsou pro bakteriální buňku životně důležité a nezbytné.

Rýže. 15. Fotografie ukazuje bakteriální plazmid. Fotografie byla pořízena pomocí elektronového mikroskopu.

Ribozomy

Ribozomy bakteriální buňky se účastní syntézy bílkovin z aminokyselin. Ribozomy bakteriálních buněk nejsou spojeny do endoplazmatického retikula, jako u buněk s jádrem. Právě ribozomy se často stávají „cílem“ mnoha antibakteriálních léků.

Inkluze

Inkluze jsou metabolické produkty jaderných a nejaderných buněk. Představují zásobu živin: glykogen, škrob, síra, polyfosfát (valutin) atd. Inkluze často při natírání získávají jiný vzhled, než je barva barviva. Můžete diagnostikovat podle měny.

Tvary bakterií

Při jejich identifikaci (rozpoznávání) má velký význam tvar bakteriální buňky a její velikost. Nejběžnější tvary jsou kulovité, tyčovité a svinuté.

Tabulka 1. Hlavní formy bakterií.

Kulové bakterie

Kulovité bakterie se nazývají koky (z řeckého coccus - obilí). Jsou uspořádány jeden po druhém, dva po dvou (diplokoky), v balíčcích, v řetězech a jako hrozny. Toto umístění závisí na způsobu buněčného dělení. Nejškodlivějšími mikroby jsou stafylokoky a streptokoky.

Rýže. 16. Na fotce jsou mikrokoky. Bakterie jsou kulaté, hladké a mají bílou, žlutou a červenou barvu. V přírodě jsou mikrokoky všudypřítomné. Žijí v různých dutinách lidského těla.

Rýže. 17. Na fotografii jsou bakterie diplokoka - Streptococcus pneumoniae.

Rýže. 18. Na fotografii jsou bakterie Sarcina. Kokoidní bakterie se shlukují do sáčků.

Rýže. 19. Fotografie ukazuje bakterie streptokoky (z řeckého „streptos“ - řetězec).

Seřazené v řetězech. Jsou původci řady nemocí.

Rýže. 20. Na fotografii jsou bakterie „zlaté“ stafylokoky. Uspořádané jako „hrozen hroznů“. Klastry jsou zlaté barvy. Jsou původci řady nemocí.

Tyčinkovité bakterie

Tyčinkovité bakterie, které tvoří spory, se nazývají bacily. Mají válcovitý tvar. Nejvýraznějším zástupcem této skupiny je bacil. Mezi bacily patří mor a hemophilus influenzae. Konce tyčkovitých bakterií mohou být špičaté, zaoblené, odříznuté, rozšířené nebo rozdělené. Tvar samotných tyčinek může být pravidelný nebo nepravidelný. Mohou být uspořádány po jednom, po dvou nebo mohou tvořit řetězy. Některé bacily se nazývají kokobacily, protože mají kulatý tvar. Jejich délka však přesahuje jejich šířku.

Diplobacillus jsou dvojité tyčinky. Antraxové bacily tvoří dlouhá vlákna (řetízky).

Tvorba spor mění tvar bacilů. Ve středu bacilů se v bakteriích kyseliny máselné tvoří spory, které jim dávají vzhled vřetena. U tetanových bacilů - na koncích bacilů, což jim dává vzhled paliček.

Rýže. 21. Fotografie ukazuje tyčinkovitou bakteriální buňku. Jsou viditelné vícečetné bičíky. Fotografie byla pořízena pomocí elektronového mikroskopu. Negativní.

Rýže. 22. Fotografie ukazuje tyčinkovité bakterie tvořící řetězce (bacily antraxu).

Bakterie jsou nejpočetnějšími obyvateli planety Země. Obývali ho v dávných dobách a existují dodnes. Některé druhy se od té doby dokonce změnily jen málo. Bakterie, prospěšné i škodlivé, nás doslova všude obklopují (a pronikají i do jiných organismů). S dosti primitivní jednobuněčnou stavbou jsou pravděpodobně jednou z nejúčinnějších forem živé přírody a jsou řazeny do zvláštní říše.

Rozpětí bezpečnosti

Tyto mikroorganismy, jak se říká, se neutopí ve vodě a nehoří v ohni. Doslova: vydrží teploty do plus 90 stupňů, mrznutí, nedostatek kyslíku, tlak – vysoký i nízký. Dá se říci, že příroda do nich vložila obrovskou míru bezpečnosti.

Bakterie prospěšné a škodlivé pro lidské tělo

Bakteriím, které hojně obývají naše těla, se zpravidla nevěnuje náležitá pozornost. Jsou totiž tak malé, že se zdá, že nemají žádný podstatný význam. Ti, kteří si to myslí, se do značné míry mýlí. Prospěšné a škodlivé bakterie již dlouho a spolehlivě „kolonizují“ jiné organismy a úspěšně s nimi koexistují. Ano, nelze je vidět bez pomoci optiky, ale mohou našemu tělu ublížit.

Kdo žije ve střevech?

Lékaři říkají, že když sečtete dohromady jen bakterie, které žijí ve střevech a zvážíte je, dostanete něco jako tři kilogramy! Tak obrovskou armádu nelze ignorovat. Řada mikroorganismů se průběžně dostávala do prostředí, ale jen některé druhy zde našly příznivé podmínky pro život a život. A v procesu evoluce dokonce vytvořili trvalou mikroflóru, která je navržena tak, aby vykonávala důležité fyziologické funkce.

"Moudří" sousedé

Bakterie hrály odedávna důležitou roli, i když donedávna o tom lidé neměli ani tušení. Pomáhají svému majiteli s trávením a plní řadu dalších funkcí. Co jsou tito neviditelní sousedé?

Permanentní mikroflóra

99 % populace trvale sídlí ve střevech. Jsou horlivými příznivci a pomocníky člověka.

Esenciální prospěšné bakterie. Názvy: bifidobakterie a bakteroidy. Těch je naprostá většina.
Přidružené prospěšné bakterie. Názvy: Escherichia coli, enterokoky, laktobacily. Jejich počet by měl být 1-9% z celkového počtu.

Musíte také vědět, že za vhodných negativních podmínek mohou všichni tito zástupci střevní flóry (s výjimkou bifidobakterií) způsobit onemocnění.

Co dělají?

Hlavní funkcí těchto bakterií je pomáhat nám v procesu trávení. Bylo poznamenáno, že dysbióza se může objevit u osoby se špatnou výživou. V důsledku toho - stagnace a zácpa a další nepříjemnosti. Když je vyvážená strava normalizována, onemocnění obvykle ustoupí.

Další funkcí těchto bakterií je strážní. Sledují, které bakterie jsou prospěšné. Zajistit, aby „cizí lidé“ nepronikli do jejich komunity. Pokud se například původce úplavice Shigella Sonne pokusí proniknout do střev, zabijí ji. Je však třeba poznamenat, že se to děje pouze v těle relativně zdravého člověka s dobrou imunitou. V opačném případě se výrazně zvyšuje riziko onemocnění.

Nestálá mikroflóra

Přibližně 1 % těla zdravého jedince tvoří tzv. oportunní mikrobi. Patří do nestabilní mikroflóry. Za normálních podmínek plní určité funkce, které člověku neškodí a pracují ku prospěchu. Ale v určitých situacích se mohou projevit jako škůdci. Jde především o stafylokoky a různé druhy plísní.

Dislokace v gastrointestinálním traktu

Ve skutečnosti má celý trávicí trakt heterogenní a nestabilní mikroflóru – prospěšné a škodlivé bakterie. Jícen obsahuje stejné obyvatele jako v dutině ústní. V žaludku je jen několik málo odolných vůči kyselinám: laktobacily, Helicobacter, streptokoky, plísně. Mikroflóra v tenkém střevě je také řídká. Většina bakterií se nachází v tlustém střevě. Člověk je tedy při vyprazdňování schopen denně vyloučit přes 15 bilionů mikroorganismů!

Role bakterií v přírodě

To je také samozřejmě skvělé. Existuje několik globálních funkcí, bez kterých by veškerý život na planetě pravděpodobně dávno přestal existovat. Nejdůležitější je sanitární. Bakterie požírají mrtvé organismy nalezené v přírodě. V podstatě fungují jako jakési stěrače, které zabraňují hromadění usazenin odumřelých buněk. Vědecky se nazývají saprotrofové.

Další důležitou rolí bakterií je účast na světě na souši i na moři. Na planetě Zemi přecházejí všechny látky v biosféře z jednoho organismu do druhého. Bez některých bakterií by tento přechod prostě nebyl možný. Úloha bakterií je neocenitelná například při cirkulaci a reprodukci tak důležitého prvku, jakým je dusík. V půdě jsou určité bakterie, které ze vzdušného dusíku vyrábějí dusíkatá hnojiva pro rostliny (mikroorganismy žijí přímo v jejich kořenech). Tuto symbiózu mezi rostlinami a bakteriemi studuje věda.

Účast v potravinových řetězcích

Jak již bylo zmíněno, bakterie jsou nejpočetnějšími obyvateli biosféry. A podle toho se mohou a měli by se podílet na přirozené povaze zvířat a rostlin. Samozřejmě, že například pro člověka nejsou bakterie hlavní součástí stravy (pokud je nelze použít jako potravinovou přísadu). Existují však organismy, které se živí bakteriemi. Tyto organismy se zase živí jinými živočichy.

Sinice

Ty (zastaralý název pro tyto bakterie, z vědeckého hlediska zásadně nesprávný) jsou schopny produkovat obrovské množství kyslíku jako výsledek fotosyntézy. Kdysi to byli oni, kdo začali sytit naši atmosféru kyslíkem. Sinice v tom úspěšně pokračují dodnes a produkují určitou část kyslíku v moderní atmosféře!

Právě v tuto chvíli, člověče, když čtete tyto řádky, těžíte z práce bakterií. Od kyslíku, který dýcháme, až po živiny, které naše žaludky získávají z potravy, můžeme poděkovat bakteriím za to, že se jim na této planetě daří. V našem těle je asi desetkrát více mikroorganismů, včetně bakterií, než našich vlastních buněk. V podstatě jsme více mikroby než lidé.

Teprve nedávno jsme začali trochu chápat mikroskopické organismy a jejich vliv na naši planetu a zdraví, ale historie ukazuje, že již před staletími naši předkové využívali sílu bakterií ke fermentaci potravin a nápojů (kdo slyšel o chlebu a pivo?).

V 17. století jsme začali studovat bakterie přímo v našem těle v úzkém spojení s námi – v ústech. Zvědavost Antoniho van Leeuwenhoeka vedla k objevu bakterií, když zkoumal plak mezi svými vlastními zuby. Van Leeuwenhoek začal poeticky o bakteriích líčit kolonii bakterií na zubech jako „malou bílou hmotu, jako ztuhlé těsto“. Když van Leeuwenhoek umístil vzorek pod mikroskop, viděl, že se mikroorganismy pohybují. Takže jsou naživu!

Měli byste vědět, že bakterie hrají na Zemi klíčovou roli, protože jsou klíčem k vytvoření dýchatelného vzduchu a biologického bohatství planety, kterou nazýváme domovem.

V tomto článku vám poskytneme přehled těchto drobných, ale velmi vlivných mikroorganismů. Podíváme se na dobré, špatné a vyloženě bizarní způsoby, jakými bakterie utvářejí lidskou a environmentální historii. Nejprve se podívejme, jak se bakterie liší od jiných druhů života.

Základy bakterií

No, pokud jsou bakterie neviditelné pouhým okem, jak o nich můžeme tolik vědět?

Vědci vyvinuli výkonné mikroskopy k pozorování bakterií – jejichž velikost se pohybuje od jednoho do několika mikronů (miliontin metru) – a zjišťují, jaký mají vztah k jiným formám života, rostlinám, zvířatům, virům a houbám.

Jak možná víte, buňky jsou stavebními kameny života, od tkání našeho těla až po strom, který roste za naším oknem. Lidé, zvířata a rostliny mají buňky s genetickou informací obsažené v membráně zvané jádro. Tyto typy buněk, nazývané eukaryotické buňky, mají specializované organely, z nichž každá má jedinečný úkol pomáhat buněčné funkci.

Bakterie však nemají jádro a jejich genetický materiál (DNA) se volně vznáší uvnitř buňky. Tyto mikroskopické buňky nemají žádné organely a mají jiné metody reprodukce a přenosu genetického materiálu. Bakterie jsou považovány za prokaryotické buňky.

Přežívají bakterie v prostředí s kyslíkem nebo bez něj?

Jejich tvar: tyčinky (bacil), kruhy (koky) nebo spirály (spirillum)

Jsou bakterie gramnegativní nebo grampozitivní, to znamená, že mají vnější ochrannou membránu, která zabraňuje obarvení vnitřku buňky?

Jak se bakterie pohybují a zkoumají své prostředí (mnoho bakterií má bičíky, drobné bičíkovité struktury, které jim umožňují pohybovat se ve svém prostředí)

Mikrobiologie – studium všech typů mikrobů, včetně bakterií, archeí, hub, virů a prvoků – odlišuje bakterie od jejich mikrobiálních příbuzných.

Bakteriím podobná prokaryota, nyní klasifikovaná jako archaea, byla kdysi společně s bakteriemi, ale jak se o nich vědci dozvěděli více, dali bakteriím a archaeám své vlastní kategorie.

Mikrobiální výživa (a miasma)

Stejně jako lidé, zvířata a rostliny potřebují bakterie k přežití potravu.

Některé bakterie – autotrofy – využívají k tvorbě potravy základní zdroje, jako je sluneční světlo, voda a environmentální chemikálie (vzpomeňte si na sinice, které již 2,5 milionu let přeměňují sluneční světlo na kyslík). Ostatní bakterie vědci nazývají heterotrofní, protože získávají energii z existující organické hmoty jako potravy (například z uschlých listů na lesních půdách).

Pravdou je, že co může být chutné bakteriím, bude hnusné nám. Vyvinuly se tak, aby absorbovaly všechny typy produktů, od ropných skvrn a jaderných vedlejších produktů až po lidský odpad a produkty rozkladu.

Ale afinita bakterií ke konkrétnímu zdroji potravy by mohla prospět společnosti. Například odborníci na umění v Itálii se obrátili na bakterie, které dokážou pozřít přebytečné vrstvy soli a lepidla, a snížit tak trvanlivost neocenitelných uměleckých děl. Schopnost bakterií zpracovávat organickou hmotu je také velmi prospěšná pro Zemi, a to jak v půdě, tak ve vodě.

Z každodenní zkušenosti dobře víte, jaký zápach způsobují bakterie, když konzumují obsah vašeho odpadkového koše, tráví zbytky jídla a uvolňují své vlastní plynné vedlejší produkty. To však není vše. Můžete také vinit bakterie, které způsobily ty nepříjemné chvíle, když sami míjíte plyn.

Jedna velká rodina

Bakterie rostou a tvoří kolonie, když dostanou příležitost. Pokud jsou potravní a environmentální podmínky příznivé, rozmnožují se a vytvářejí lepkavé shluky zvané biofilmy, aby přežily na površích od kamenů po zuby vašich úst.

Biofilmy mají svá pro a proti. Na jedné straně jsou vzájemně prospěšné přírodním objektům (mutualismus). Na druhou stranu mohou být vážnou hrozbou. Například lékaři, kteří ošetřují pacienty lékařskými implantáty a zařízeními, mají vážné obavy z biofilmů, protože poskytují prostor pro bakterie. Jakmile jsou biofilmy kolonizovány, mohou produkovat vedlejší produkty, které jsou toxické – a někdy smrtelné – pro člověka.

Stejně jako lidé ve městech, buňky v biofilmu spolu komunikují, vyměňují si informace o jídle a potenciálních nebezpečích. Ale místo toho, aby bakterie telefonovaly sousedům, posílají poznámky pomocí chemikálií.

Bakterie se také nebojí žít samy. Některé druhy si vyvinuly zajímavé způsoby, jak přežít v drsném prostředí. Když už není jídlo a podmínky se stanou nesnesitelnými, bakterie se zachovají vytvořením tvrdého obalu, endospory, která uvede buňku do klidového stavu a uchová genetický materiál bakterie.

Vědci nacházejí bakterie v takových časových kapslích, které byly uloženy 100 a dokonce 250 milionů let. To naznačuje, že bakterie se mohou ukládat po dlouhou dobu.

Nyní, když víme, jaké příležitosti poskytují kolonie bakteriím, pojďme zjistit, jak se tam dostanou – dělením a rozmnožováním.

Rozmnožování bakterií

Jak bakterie vytvářejí kolonie? Stejně jako jiné formy života na Zemi se i bakterie potřebují replikovat, aby přežily. Jiné organismy to dělají pohlavním rozmnožováním, ale ne bakterie. Nejprve si ale proberme, proč je rozmanitost dobrá.

Život prochází přirozeným výběrem nebo selektivní síly určitého prostředí umožňují jednomu typu vzkvétat a množit se více než jinému. Možná si pamatujete, že geny jsou mašinérie, které buňce přikazují, co má dělat, a určují, jakou barvu budou mít vaše vlasy a oči. Geny získáte od svých rodičů. Sexuální rozmnožování má za následek mutace nebo náhodné změny v DNA, což vytváří rozmanitost. Čím větší je genetická rozmanitost, tím větší je šance, že se organismus bude schopen přizpůsobit omezením prostředí.

U bakterií reprodukce nezávisí na setkání se správným mikrobem; jednoduše zkopírují svou vlastní DNA a rozdělí se na dvě identické buňky. K tomuto procesu zvanému binární štěpení dochází, když se jedna bakterie rozdělí na dvě, zkopíruje DNA a předá ji oběma částem rozdělené buňky.

Vzhledem k tomu, že výsledná buňka bude nakonec identická s tou, ze které se zrodila, není tento způsob množení nejlepší pro vytvoření rozmanitého genofondu. Jak bakterie získávají nové geny?

Ukázalo se, že bakterie používají chytrý trik: horizontální přenos genů neboli výměnu genetického materiálu bez rozmnožování. Bakterie k tomu používají několik způsobů. Jedna metoda zahrnuje sběr genetického materiálu z prostředí mimo buňku – od jiných mikrobů a bakterií (prostřednictvím molekul nazývaných plazmidy). Dalším způsobem jsou viry, které využívají bakterie jako domov. Když viry infikují novou bakterii, zanechají genetický materiál předchozí bakterie v nové.

Výměna genetického materiálu dává bakteriím flexibilitu, aby se přizpůsobily, a přizpůsobí se, pokud cítí stresující změny v prostředí, jako je nedostatek potravy nebo chemické změny.

Pochopení toho, jak se bakterie adaptují, je nesmírně důležité pro boj s nimi a pro vytváření antibiotik pro medicínu. Bakterie si mohou vyměňovat genetický materiál tak často, že někdy léčba, která dříve fungovala, již nefunguje.

Žádné vysoké hory, žádné velké hloubky

Pokud se zeptáte na otázku „kde jsou bakterie?“, je jednodušší se zeptat „kde nejsou žádné bakterie?“

Bakterie se nacházejí téměř všude na Zemi. Je nemožné si představit počet bakterií na planetě v jednom okamžiku, ale některé odhady uvádějí jejich počet (bakterie a archaea dohromady) na 5 obilionů - číslo s 27 nulami.

Klasifikace bakteriálních druhů je ze zřejmých důvodů extrémně obtížná. Oficiálně identifikovaných druhů je nyní přibližně 30 000, ale znalostní základna neustále roste a objevují se názory, že jsme jen špičkou ledovce všech druhů bakterií.

Pravdou je, že bakterie existují již velmi dlouho. Vytvořili některé z nejstarších fosilií, které se datují 3,5 miliardy let. Vědecké výzkumy naznačují, že sinice začaly vytvářet kyslík přibližně před 2,3-2,5 miliardami let ve světových oceánech a saturovaly zemskou atmosféru kyslíkem, který dýcháme dodnes.

Bakterie mohou přežívat ve vzduchu, vodě, půdě, ledu, horku, na rostlinách, ve střevech, na kůži – všude.

Některé bakterie jsou extrémofily, což znamená, že mohou odolat extrémním podmínkám, které jsou buď velmi horké nebo studené, nebo jim chybí živiny a chemikálie, které si obvykle spojujeme se životem. Vědci takové bakterie našli v Mariánském příkopu, nejhlubším místě na Zemi na dně Tichého oceánu, poblíž hydrotermálních průduchů ve vodě a ledu. Existují také bakterie, které mají rády vysoké teploty, například ty, které barví opalizující bazén v Yellowstonském národním parku.

Špatné (pro nás)

I když bakterie významně přispívají k lidskému a planetárnímu zdraví, mají také stinnou stránku. Některé bakterie mohou být patogenní, což znamená, že způsobují onemocnění a nemoci.

V průběhu lidské historie měly určité bakterie (pochopitelně) špatný rap, což vyvolalo paniku a hysterii. Vezměte si například mor. Bakterie, která způsobuje mor, Yersinia pestis, nejenže zabila více než 100 milionů lidí, ale mohla přispět ke kolapsu Římské říše. Před příchodem antibiotik, léků, které pomáhají bojovat s bakteriálními infekcemi, bylo velmi obtížné je zastavit.

I dnes nás tyto patogenní bakterie vážně děsí. Díky rozvoji rezistence vůči antibiotikům pro nás vždy představují nebezpečí bakterie způsobující antrax, zápal plic, meningitidu, choleru, salmonelózu, angínu a další nemoci, které nám stále zůstávají nablízku.

To platí zejména pro Staphylococcus aureus, bakterii zodpovědnou za stafylokokové infekce. Tento „superbug“ způsobuje na klinikách četné problémy, protože pacienti se touto infekcí velmi často nakazí při implantaci lékařských implantátů a katétrů.

Již jsme mluvili o přirozeném výběru a o tom, jak některé bakterie produkují různé geny, které jim pomáhají vyrovnat se s podmínkami prostředí. Pokud máte infekci a některé bakterie ve vašem těle se liší od ostatních, antibiotika mohou ovlivnit většinu bakteriální populace. Ale ty bakterie, které přežijí, si vyvinou rezistenci vůči léku a zůstanou a čekají na další šanci. Proto lékaři doporučují dokončit kurz antibiotik až do konce a obecně je používat co nejméně, pouze jako poslední možnost.

Biologické zbraně jsou dalším děsivým aspektem tohoto rozhovoru. Bakterie mohou být v některých případech použity jako zbraň, jeden čas byl použit zejména antrax. Bakteriemi navíc netrpí jen lidé. Samostatný druh, Halomonas titanicae, projevil chuť na potopený zaoceánský parník Titanic, který požíral kov historické lodi.

Bakterie samozřejmě mohou způsobit víc než jen škody.

Heroické bakterie

Pojďme prozkoumat dobrou stránku bakterií. Koneckonců, tito mikrobi nám dali chutné potraviny, jako je sýr, pivo, zákvas a další fermentované prvky. Zlepšují také lidské zdraví a používají se v lékařství.

Jednotlivé bakterie mohou děkovat za utváření lidské evoluce. Věda shromažďuje stále více údajů o mikroflóře - mikroorganismech, které žijí v našem těle, zejména v trávicím systému a střevech. Výzkum ukazuje, že bakterie, nové genetické materiály a rozmanitost, kterou přinášejí do našeho těla, umožňují lidem přizpůsobit se novým zdrojům potravy, které dosud nebyly využívány.

Podívejme se na to takto: tím, že vystýlají povrch vašeho žaludku a střev, bakterie „pracují“ za vás. Když jíte, bakterie a další mikrobi vám pomáhají rozkládat a extrahovat živiny z jídla, zejména sacharidy. Čím rozmanitější bakterie konzumujeme, tím větší rozmanitost získá naše tělo.

Přestože naše znalosti o našich vlastních mikrobech jsou velmi omezené, existuje důvod se domnívat, že nepřítomnost určitých mikrobů a bakterií v těle může být spojena s lidským zdravím, metabolismem a náchylností k alergenům. Předběžné studie na myších ukázaly, že metabolická onemocnění, jako je obezita, jsou spojena s rozmanitou a zdravou mikroflórou, spíše než s naší převládající mentalitou „kalorie dovnitř, kalorie ven“.

V současné době se aktivně zkoumá možnost zavlečení určitých mikrobů a bakterií do lidského těla, které mohou poskytovat určité výhody, ale v době psaní tohoto článku ještě nebyla stanovena obecná doporučení pro jejich použití.

Kromě toho sehrály bakterie důležitou roli ve vývoji vědeckého myšlení a humánní medicíny. Bakterie hrály vedoucí roli ve vývoji Kochových postulátů z roku 1884, což vedlo k obecnému pochopení, že onemocnění je způsobeno specifickým typem mikroba.

Vědci studující bakterie náhodou objevili penicilin, antibiotikum, které zachránilo mnoho životů. V souvislosti s tím byl také poměrně nedávno objeven snadný způsob úpravy genomu organismů, který by mohl způsobit revoluci v medicíně.

Ve skutečnosti teprve začínáme chápat, jak těžit ze společného soužití s těmito malými kamarády. Navíc není jasné, kdo je skutečným vlastníkem Země: lidé nebo mikrobi.