Ciência e vida // Ilustrações

Staphylococcus aureus.

Spirilla.

Trypanosoma.

Rotavírus.

Rickettsia.

Yersinia.

Leishmania.

Salmonela.

Legionela.

Mesmo 3.000 anos atrás, o grande grego Hipócrates adivinhou que as doenças contagiosas são causadas e transmitidas por seres vivos. Ele os chamou de miasmas. Mas o olho humano não conseguia distingui-los. No final do século XVII, o holandês A. Leeuwenhoek criou um microscópio suficientemente poderoso, e só então foi possível descrever e desenhar uma variedade de formas de bactérias - organismos unicelulares, muitos dos quais são os agentes causadores de várias infecções humanas doenças. A bactéria é um dos tipos de micróbios (“micróbio” - do grego “micros” - pequeno e “bios” - vida), no entanto, o mais numeroso.

Após a descoberta dos micróbios e o estudo de seu papel na vida humana, descobriu-se que o mundo desses organismos menores é muito diversificado e requer uma certa sistematização e classificação. E hoje, os especialistas usam um sistema segundo o qual a primeira palavra no nome de um microrganismo significa o gênero e a segunda - o nome da espécie do micróbio. Esses nomes (geralmente latinos ou gregos) estão "falando". Assim, o nome de alguns microrganismos reflete algumas das características mais marcantes de sua estrutura, em particular, a forma. Este grupo inclui principalmente bactérias. Na forma, todas as bactérias são divididas em esféricas - cocos, em forma de bastonete - na verdade bactérias e convolutas - spirilla e vibrios.

bactérias globulares- cocos patogênicos (do grego "coccus" - grão, baga), microorganismos que diferem uns dos outros na localização das células após sua divisão.

Os mais comuns deles são:

- estafilococos(do grego "stafile" - um cacho de uvas e "kokkus" - um grão, uma baga), que recebeu esse nome por causa da forma característica - um cacho que se assemelha a um cacho de uvas. O tipo dessas bactérias tem o efeito mais patogênico. estafilococo aureus(“Staphylococcus aureus”, pois forma cachos de cor dourada), causando diversas doenças purulentas e intoxicações alimentares;

- estreptococos(do grego "streptos" - uma cadeia), cujas células após a divisão não divergem, mas formam uma cadeia. Essas bactérias são os agentes causadores de várias doenças inflamatórias (amigdalite, broncopneumonia, otite média, endocardite e outras).

bactérias em forma de bastonete, ou bastonetes,- estes são microorganismos de forma cilíndrica (do grego "bacterion" - uma vara). De seu nome veio o nome de todos esses microorganismos. Mas aquelas bactérias que formam esporos (uma camada protetora que protege contra influências ambientais adversas) são chamadas de bacilos(do latim "bacillum" - uma vara). Os bastonetes formadores de esporos incluem o bacilo do antraz, uma doença terrível conhecida desde os tempos antigos.

As formas torcidas das bactérias são espirais. Por exemplo, spirilla(do latim "spira" - dobrar) são bactérias que têm a forma de hastes curvadas em espiral com dois ou três cachos. Estes são micróbios inofensivos, com exceção do agente causador da "doença da mordida de rato" (Sudoku) em humanos.

Uma forma peculiar também se reflete no nome de microrganismos pertencentes à família espiroqueta(do latim "spira" - dobrar e "odiar" - juba). Por exemplo, membros da família leptospira distinguem-se por uma forma incomum na forma de um fio fino com pequenos cachos espaçados, o que os faz parecer uma fina espiral torcida. E o próprio nome "leptospira" é traduzido como tal - "espiral estreita" ou "curva estreita" (do grego "leptos" - estreito e "spera" - giro, enrolamento).

corinebactéria(agentes causadores de difteria e listeriose) têm espessamentos característicos em forma de clube nas extremidades, como indicado pelo nome desses microrganismos: de lat. "korine" - uma maça.

Hoje tudo conhecido vírus também agrupados em gêneros e famílias, inclusive com base em sua estrutura. Os vírus são tão pequenos que, para vê-los através de um microscópio, deve ser muito mais forte do que um óptico convencional. Um microscópio eletrônico amplia centenas de milhares de vezes. Rotavírus recebeu o nome da palavra latina "rota" - uma roda, já que as partículas de vírus sob um microscópio eletrônico parecem pequenas rodas com uma manga grossa, raios curtos e uma borda fina.

E o nome da família coronavírus devido à presença de vilosidades, que são presas ao vírion através de uma haste estreita e se expandem em direção à extremidade distante, lembrando a coroa solar durante um eclipse.

O nome de alguns microrganismos está associado ao nome do órgão que infectam ou à doença que causam. Por exemplo, título "meningococos"É formado a partir de duas palavras gregas: “meningos” - as meninges, uma vez que esses micróbios a afetam principalmente, e “coccus” - um grão, indicando que pertencem a bactérias esféricas - cocos. O nome é derivado da palavra grega "pneumon" (pulmão). "pneumococos" Essas bactérias causam doenças pulmonares. Rinovírus- agentes causativos de um rhinitis contagioso, daí o nome (do grego "rinocerontes" - nariz).

A origem do nome de vários microrganismos deve-se também às suas outras características mais características. Assim, uma característica distintiva dos vibrios - bactérias na forma de uma haste curta e curva - a capacidade de movimentos oscilatórios rápidos. Seu nome é derivado da palavra francesa vibrador- vibrar, vibrar, vibrar. Entre os vibrios, o agente causador da cólera, que é chamado de "cólera vibrio", é o mais famoso.

Bactérias do gênero proteus(Proteus) referem-se aos chamados micróbios que são perigosos para alguns, mas não para outros. A este respeito, eles foram nomeados após a divindade do mar da mitologia grega antiga - Proteus, que foi creditado com a capacidade de mudar arbitrariamente sua aparência.

Monumentos são erguidos para grandes cientistas. Mas às vezes os nomes dos microrganismos descobertos por eles também se tornam monumentos. Por exemplo, microrganismos que ocupam uma posição intermediária entre vírus e bactérias foram denominados "rickettsia" em homenagem ao explorador americano Howard Taylor Ricketts (1871-1910), que morreu de tifo enquanto estudava o agente causador dessa doença.

Os agentes causadores da disenteria foram minuciosamente estudados pelo cientista japonês K. Shiga em 1898, em sua homenagem posteriormente receberam seu nome genérico - "shigella".

Brucela(agentes causadores da brucelose) têm o nome do médico militar inglês D. Bruce, que em 1886 pela primeira vez conseguiu isolar essas bactérias.

Bactérias agrupadas em um gênero "yersínia", em homenagem ao famoso cientista suíço A. Yersin, que descobriu, em particular, o agente causador da praga - Yersinia pestis.

Pelo nome do médico inglês V. Leishman, os organismos unicelulares mais simples (agentes causadores da leishmaniose) são denominados leishmania, descrito em detalhes em 1903.

O nome genérico está associado ao nome do patologista americano D. Salmon "salmonela", uma bactéria intestinal em forma de bastonete que causa doenças como salmonelose e febre tifóide.

E o cientista alemão T. Escherich deve seu nome Escherichia- Escherichia coli, isolada pela primeira vez e descrita por ele em 1886.

Na origem do nome de alguns microrganismos, um certo papel foi desempenhado pelas circunstâncias em que foram descobertos. Por exemplo, nome genérico "legionela" surgiu após um surto em 1976 na Filadélfia entre os delegados da convenção da Legião Americana (organização que une cidadãos norte-americanos - participantes de guerras internacionais) de uma grave doença respiratória causada por essas bactérias - elas foram transmitidas através do ar condicionado. MAS vírus coxsackie foram isolados pela primeira vez de crianças com poliomielite em 1948 na vila de Coxsackie (EUA), daí o nome.

Estrutura

As bactérias são organismos vivos muito pequenos. Eles só podem ser vistos sob um microscópio de ampliação muito alta. Todas as bactérias são unicelulares. A estrutura interna de uma célula bacteriana não é como as células de plantas e animais. Não possuem núcleo nem plastídios. A substância nuclear e os pigmentos estão presentes, mas em estado "disperso". A forma é variada.

A célula bacteriana é revestida com uma casca densa especial - a parede celular, que desempenha funções de proteção e suporte, e também dá à bactéria uma forma permanente e característica. A parede celular de uma bactéria se assemelha à casca de uma célula vegetal. É permeável: através dele, os nutrientes passam livremente para a célula e os produtos metabólicos saem para o meio ambiente. Muitas vezes, uma camada protetora adicional de muco é produzida no topo da parede celular das bactérias - uma cápsula. A espessura da cápsula pode ser muitas vezes maior que o diâmetro da própria célula, mas pode ser muito pequena. A cápsula não é uma parte obrigatória da célula, ela é formada dependendo das condições em que as bactérias entram. Ele evita que as bactérias sequem.

Na superfície de algumas bactérias existem flagelos longos (um, dois ou muitos) ou vilosidades curtas e finas. O comprimento dos flagelos pode ser muitas vezes maior que o tamanho do corpo da bactéria. As bactérias se movem com a ajuda de flagelos e vilosidades.

Dentro da célula bacteriana há um citoplasma denso e imóvel. Tem uma estrutura em camadas, não há vacúolos, então várias proteínas (enzimas) e nutrientes de reserva estão localizados na própria substância do citoplasma. As células bacterianas não possuem núcleo. Na parte central de suas células, concentra-se uma substância que carrega informações hereditárias. Bactérias - ácido nucleico - DNA. Mas esta substância não está enquadrada no núcleo.

A organização interna de uma célula bacteriana é complexa e possui características próprias. O citoplasma é separado da parede celular pela membrana citoplasmática. No citoplasma, distinguem-se a substância principal, ou matriz, ribossomos e um pequeno número de estruturas de membrana que desempenham uma variedade de funções (análogos de mitocôndria, retículo endoplasmático, aparelho de Golgi). O citoplasma das células bacterianas geralmente contém grânulos de várias formas e tamanhos. Os grânulos podem ser compostos por compostos que servem como fonte de energia e carbono. Gotículas de gordura também são encontradas na célula bacteriana.

Formação de esporos

Os esporos se formam dentro da célula bacteriana. No processo de formação de esporos, uma célula bacteriana passa por uma série de processos bioquímicos. A quantidade de água livre diminui, a atividade enzimática diminui. Isso garante a resistência dos esporos a condições ambientais adversas (alta temperatura, alta concentração de sal, secagem, etc.). A formação de esporos é característica de apenas um pequeno grupo de bactérias. Os esporos não são uma etapa essencial no ciclo de vida das bactérias. A esporulação começa apenas com a falta de nutrientes ou acúmulo de produtos metabólicos. Bactérias na forma de esporos podem permanecer dormentes por muito tempo. Os esporos bacterianos suportam fervura prolongada e congelamento muito longo. Quando ocorrem condições favoráveis, a disputa germina e se viabiliza. Os esporos bacterianos são adaptações para a sobrevivência em condições adversas. Esporos em bactérias servem para suportar condições adversas. Eles são formados a partir do interior do conteúdo da célula. Nesse caso, uma nova casca mais densa é formada ao redor do esporo. Os esporos podem tolerar temperaturas muito baixas (até -273 ° C) e muito altas. Os esporos não são mortos pela água fervente.

Nutrição

Muitas bactérias têm clorofila e outros pigmentos. Eles realizam a fotossíntese, como as plantas (cianobactérias, bactérias roxas). Outras bactérias obtêm energia de substâncias inorgânicas - enxofre, compostos de ferro e outros, mas a fonte de carbono, como na fotossíntese, é o dióxido de carbono.

reprodução

As bactérias se reproduzem dividindo uma célula em duas. Tendo atingido um certo tamanho, a bactéria se divide em duas bactérias idênticas. Então cada um deles começa a se alimentar, cresce, se divide e assim por diante. Após o alongamento da célula, um septo transverso é gradualmente formado e, então, as células filhas divergem; em muitas bactérias, sob certas condições, as células após a divisão permanecem conectadas em grupos característicos. Neste caso, dependendo da direção do plano de divisão e do número de divisões, surgem diferentes formas. A reprodução por brotamento ocorre em bactérias como uma exceção.

Sob condições favoráveis, a divisão celular em muitas bactérias ocorre a cada 20-30 minutos. Com uma reprodução tão rápida, a prole de uma bactéria em 5 dias é capaz de formar uma massa que pode encher todos os mares e oceanos. Um cálculo simples mostra que 72 gerações (720.000.000.000.000.000.000 células) podem ser formadas por dia. Se traduzido em peso - 4720 toneladas. No entanto, isso não acontece na natureza, pois a maioria das bactérias morre rapidamente sob a influência da luz solar, secagem, falta de comida, aquecimento de 65 a 100ºС, como resultado da luta entre espécies, etc.

O papel das bactérias na natureza. Distribuição e ecologia

As bactérias são onipresentes: em corpos d'água, ar, solo. Há o menor deles no ar (mas não em lugares lotados). Nas águas dos rios pode haver até 400.000 deles em 1 cm 3, e no solo - até 1.000.000.000 em 1 G. As bactérias têm atitudes diferentes em relação ao oxigênio: para alguns é necessário, para outros é destrutivo. Para a maioria das bactérias, temperaturas entre +4 e +40 °C são as mais favoráveis. A luz solar direta mata muitas bactérias.

Ocorrendo em grande número (o número de suas espécies chega a 2500), as bactérias desempenham um papel excepcionalmente importante em muitos processos naturais. Juntamente com fungos e invertebrados do solo, eles participam dos processos de decomposição de resíduos vegetais (folhas, galhos, etc.) em húmus. A atividade das bactérias saprófitas leva à formação de sais minerais, que são absorvidos pelas raízes das plantas. As bactérias do nódulo que vivem nos tecidos das raízes das mariposas, bem como algumas bactérias de vida livre, têm uma notável capacidade de assimilar o nitrogênio atmosférico, que é inacessível às plantas. Assim, as bactérias participam do ciclo de substâncias na natureza.

Microflora do solo. O número de bactérias no solo é extremamente alto - centenas de milhões e bilhões de indivíduos em 1 grama. Eles são muito mais abundantes no solo do que na água e no ar. O número total de bactérias nos solos varia. O número de bactérias depende do tipo de solo, sua condição, a profundidade das camadas. Na superfície das partículas do solo, os microrganismos estão localizados em pequenas microcolônias (20-100 células cada). Muitas vezes eles se desenvolvem nas espessuras de coágulos de matéria orgânica, em raízes de plantas vivas e moribundas, em capilares finos e dentro de torrões. A microflora do solo é muito diversificada. Diferentes grupos fisiológicos de bactérias são encontrados aqui: bactérias putrefativas, nitrificantes, fixadoras de nitrogênio, sulfurosas, etc. entre elas estão as aeróbias e anaeróbias, formas esporuladas e não esporuladas. A microflora é um dos fatores de formação do solo. A área de desenvolvimento de microrganismos no solo é a zona adjacente às raízes das plantas vivas. É chamado de rizosfera, e a totalidade dos microrganismos contidos nele é chamada de microflora da rizosfera.

Microflora de corpos d'água. A água é um ambiente natural onde os microrganismos crescem em grande número. A maioria deles entra na água do solo. Um fator que determina o número de bactérias na água, a presença de nutrientes nela. As mais limpas são as águas de poços artesianos e nascentes. Reservatórios abertos e rios são muito ricos em bactérias. O maior número de bactérias é encontrado nas camadas superficiais da água, mais próximas da costa. Com o aumento da distância da costa e o aumento da profundidade, o número de bactérias diminui. A água pura contém 100-200 bactérias por 1 ml, enquanto a água contaminada contém 100-300 mil ou mais. Existem muitas bactérias no lodo de fundo, especialmente na camada superficial, onde as bactérias formam um filme. Há muitas bactérias de enxofre e ferro neste filme, que oxidam o sulfeto de hidrogênio em ácido sulfúrico e, assim, evitam que os peixes morram. Existem mais formas portadoras de esporos no lodo, enquanto as formas não portadoras de esporos predominam na água. Em termos de composição de espécies, a microflora da água é semelhante à microflora do solo, mas também são encontradas formas específicas. Destruindo vários resíduos que caíram na água, os microrganismos realizam gradualmente a chamada purificação biológica da água.

Microflora aérea. A microflora do ar é menos numerosa do que a microflora do solo e da água. As bactérias sobem no ar com poeira, podem ficar lá por um tempo e depois se estabelecer na superfície da terra e morrer por falta de nutrição ou sob a influência dos raios ultravioleta. O número de microorganismos no ar depende da área geográfica, localização, estação do ano, poluição por poeira, etc. Cada partícula de poeira é portadora de microorganismos. A maioria das bactérias no ar sobre as empresas industriais. O ar no campo é mais limpo. O ar mais limpo é sobre florestas, montanhas, espaços nevados. As camadas superiores do ar contêm menos germes. Na microflora do ar existem muitas bactérias pigmentadas e portadoras de esporos que são mais resistentes do que outras aos raios ultravioleta.

Microflora do corpo humano. O corpo de uma pessoa, mesmo completamente saudável, é sempre portador de microflora. Quando o corpo humano entra em contato com o ar e o solo, uma variedade de microrganismos, incluindo patógenos (bacilos do tétano, gangrena gasosa, etc.), se instala na roupa e na pele. As partes expostas do corpo humano são mais frequentemente contaminadas. E. coli, estafilococos são encontrados nas mãos. Existem mais de 100 tipos de micróbios na cavidade oral. A boca, com sua temperatura, umidade, resíduos de nutrientes, é um excelente ambiente para o desenvolvimento de microrganismos. O estômago tem uma reação ácida, então a maior parte dos microrganismos morre. A partir do intestino delgado, a reação torna-se alcalina, ou seja, favorável aos micróbios. A microflora no intestino grosso é muito diversificada. Cada adulto excreta cerca de 18 bilhões de bactérias diariamente com excrementos, ou seja, mais indivíduos do que pessoas no globo. Órgãos internos que não estão conectados ao ambiente externo (cérebro, coração, fígado, bexiga, etc.) geralmente estão livres de micróbios. Os micróbios entram nesses órgãos apenas durante a doença.

A importância das bactérias na vida humana

Os processos de fermentação são de grande importância; isso é o que geralmente é chamado de decomposição de carboidratos. Assim, como resultado da fermentação, o leite se transforma em kefir e outros produtos; a ensilagem da forragem também é fermentação. A fermentação também ocorre no intestino humano. Sem as bactérias apropriadas (como E. coli), os intestinos não podem funcionar normalmente. O apodrecimento, útil na natureza, é altamente indesejável na vida cotidiana (por exemplo, deterioração de produtos de carne). A fermentação (por exemplo, leite azedo) também nem sempre é útil. Para que os produtos não se deteriorem, eles são salgados, secos, enlatados, mantidos em geladeiras. Assim, a atividade das bactérias é reduzida.

Bactéria patogênica

Onde as bactérias vivem no corpo humano?

1. A maioria deles habita os intestinos, proporcionando uma microflora harmoniosa.
2. Eles vivem em membranas mucosas, inclusive na cavidade oral.
3. Muitos microorganismos habitam a pele.

Quais são os microrganismos responsáveis?

1. Eles suportam a função imunológica. Com a falta de micróbios benéficos, o corpo é imediatamente atacado por micróbios nocivos.
2. Ao se alimentar dos componentes dos alimentos vegetais, as bactérias ajudam na digestão. A maioria dos alimentos que chegam ao intestino grosso é digerida graças às bactérias.
3. Benefícios dos microrganismos intestinais - na síntese de vitaminas B, anticorpos, absorção de ácidos graxos.
4. A microbiota mantém o equilíbrio água-sal.
5. As bactérias na pele protegem o tegumento da penetração de microorganismos nocivos neles. O mesmo se aplica à população de membranas mucosas.

O que acontece se você remover bactérias do corpo humano? As vitaminas não serão absorvidas, a hemoglobina cairá no sangue, as doenças da pele, do trato gastrointestinal, dos órgãos respiratórios etc. começarão a progredir. Conclusão: a principal função das bactérias no corpo humano é protetora. Vamos dar uma olhada em quais tipos de microorganismos existem e como apoiar seu trabalho.

Principais grupos de bactérias benéficas

As bactérias boas para humanos podem ser divididas em 4 grupos principais:

• bifidobactérias;
• lactobacilos;
• enterococos;
• coli.

A microbiota benéfica mais abundante. A tarefa é criar um ambiente ácido nos intestinos. Em tais condições, a microflora patogênica não pode sobreviver. As bactérias produzem ácido lático e acetato. Assim, o trato intestinal não tem medo dos processos de fermentação e decomposição.

Outra propriedade das bifidobactérias é antitumoral. Os microrganismos estão envolvidos na síntese da vitamina C - o principal antioxidante do organismo. As vitaminas D e do grupo B são absorvidas graças a este tipo de micróbio. A digestão de carboidratos também é acelerada. As bifidobactérias aumentam a capacidade das paredes intestinais de absorver substâncias valiosas, incluindo íons de cálcio, magnésio e ferro.

Os lactobacilos vivem no trato digestivo da boca ao intestino grosso. A ação conjunta dessas bactérias e outros microrganismos controla a reprodução da microflora patogênica. Patógenos intestinais são muito menos propensos a infectar o sistema se os lactobacilos o habitarem em número suficiente.

A tarefa dos pequenos trabalhadores é normalizar o trabalho do trato intestinal e apoiar a função imunológica. A microbiota é usada nas indústrias alimentícia e médica: do kefir saudável às preparações para a normalização da microflora intestinal.

Os lactobacilos são especialmente valiosos para a saúde das mulheres: o ambiente ácido das membranas mucosas do sistema reprodutivo não permite o desenvolvimento de vaginose bacteriana.

Adendo! Os biólogos dizem que o sistema imunológico começa no intestino. A capacidade do corpo de resistir a bactérias nocivas depende da condição do trato. Mantenha o trato digestivo normal e não apenas a absorção de alimentos melhorará, mas as defesas do corpo também aumentarão.

Enterococos

O habitat dos enterococos é o intestino delgado. Eles bloqueiam a reprodução de microrganismos patogênicos, ajudam a digerir a sacarose.

A revista Polzateevo descobriu que existe um grupo intermediário de bactérias - condicionalmente patogênicas. Em um estado, eles são benéficos e, quando quaisquer condições mudam, tornam-se prejudiciais. Estes incluem enterococos. Os estafilococos que vivem na pele também têm um efeito duplo: protegem o tegumento de micróbios nocivos, mas eles próprios são capazes de entrar na ferida e causar um processo patológico.

E. coli muitas vezes causa associações negativas, mas apenas algumas espécies deste grupo trazem danos. A maioria das Escherichia coli tem um efeito benéfico no trato.

Esses microrganismos sintetizam várias vitaminas do complexo B: ácido fólico e nicotínico, tiamina, riboflavina. Um efeito indireto de tal síntese é uma melhora na composição do sangue.

Quais bactérias são prejudiciais

As bactérias nocivas são mais conhecidas do que as benéficas, pois representam uma ameaça direta. Muitas pessoas conhecem os perigos da salmonela, do bacilo da peste e do vibrio cholerae.

As bactérias mais perigosas para os seres humanos:

1. Bacilo do tétano: Vive na pele e pode causar tétano, espasmos musculares e problemas respiratórios.
2. Vara de botulismo. Se você comer um produto estragado com esse patógeno, poderá ganhar um envenenamento mortal. O botulismo geralmente se desenvolve em salsichas e peixes vencidos.
3. O Staphylococcus aureus pode causar várias doenças no corpo ao mesmo tempo, é resistente a muitos antibióticos e se adapta incrivelmente rápido às drogas, tornando-se insensível a elas.
4. A salmonela é a causa de infecções intestinais agudas, incluindo uma doença muito perigosa - febre tifóide.

Prevenção da disbacteriose

Viver em um ambiente urbano com má ecologia e nutrição aumenta significativamente o risco de disbacteriose - um desequilíbrio de bactérias no corpo humano. Na maioria das vezes, os intestinos sofrem de disbacteriose, menos frequentemente as membranas mucosas. Sinais de falta de bactérias benéficas: formação de gases, inchaço, dor abdominal, fezes irritadas. Se você iniciar a doença, pode ocorrer deficiência de vitaminas, anemia, cheiro desagradável das membranas mucosas do sistema reprodutivo, perda de peso e defeitos na pele.

A disbacteriose se desenvolve facilmente em condições de uso de antibióticos. Para restaurar a microbiota, são prescritos probióticos - formulações com organismos vivos e prebióticos - preparações com substâncias que estimulam seu desenvolvimento. Bebidas lácteas fermentadas contendo bifidus e lactobacilos vivos também são consideradas úteis.

Além da terapia, a microbiota benéfica responde bem aos dias de jejum, comendo frutas e vegetais frescos e grãos integrais.

O papel das bactérias na natureza

O reino das bactérias é um dos mais numerosos do planeta. Essas criaturas microscópicas trazem benefícios e malefícios não só aos humanos, mas também a todas as outras espécies, propiciam diversos processos na natureza. As bactérias são encontradas no ar e no solo. Azotobacter são habitantes muito úteis do solo, que sintetizam nitrogênio do ar, transformando-o em íons de amônio. Nesta forma, o elemento é facilmente absorvido pelas plantas. Os mesmos microrganismos limpam os solos de metais pesados ​​e os preenchem com substâncias biologicamente ativas.

Não tenha medo de bactérias: nosso corpo está tão organizado que não pode funcionar normalmente sem esses minúsculos trabalhadores. Se o número deles for normal, as funções imunológicas, digestivas e várias outras do corpo estarão em ordem.

BACTÉRIAS
um extenso grupo de microrganismos unicelulares caracterizados pela ausência de um núcleo celular circundado por uma membrana. Ao mesmo tempo, o material genético de uma bactéria (ácido desoxirribonucleico ou DNA) ocupa um lugar bem definido na célula - uma zona chamada nucleóide. Organismos com tal estrutura celular são chamados de procariontes ("pré-nucleares"), em contraste com todos os outros - eucariotos ("verdadeiro nuclear"), cujo DNA está localizado no núcleo cercado por uma concha. As bactérias, antes consideradas plantas microscópicas, agora são classificadas como um reino separado, Monera, um dos cinco no sistema de classificação atual, junto com plantas, animais, fungos e protistas.

evidência fóssil. As bactérias são provavelmente o grupo de organismos mais antigo conhecido. Estruturas de pedra em camadas - estromatólitos - datadas em alguns casos do início do Arqueozóico (Arqueano), ou seja, que surgiu há 3,5 bilhões de anos - resultado da atividade vital das bactérias, geralmente fotossintéticas, as chamadas. algas verde-azuladas. Estruturas semelhantes (filmes bacterianos impregnados de carbonatos) ainda se formam, principalmente na costa da Austrália, Bahamas, na Califórnia e no Golfo Pérsico, mas são relativamente raras e não atingem grandes tamanhos, pois organismos herbívoros, como gastrópodes, alimente-se deles. Hoje, os estromatólitos crescem principalmente onde esses animais estão ausentes devido à alta salinidade da água ou por outros motivos, mas antes do aparecimento de formas herbívoras no curso da evolução, eles poderiam atingir tamanhos enormes, constituindo um elemento essencial das águas rasas oceânicas , comparável aos recifes de coral modernos. Pequenas esferas carbonizadas foram encontradas em algumas rochas antigas, que também se acredita serem restos de bactérias. O primeiro nuclear, ou seja, eucarióticas, as células evoluíram de bactérias há cerca de 1,4 bilhão de anos.
Ecologia. Existem muitas bactérias no solo, no fundo de lagos e oceanos - em todos os lugares onde a matéria orgânica se acumula. Vivem no frio, quando o termômetro está um pouco acima de zero, e em fontes termais ácidas com temperaturas acima de 90°C. Algumas bactérias toleram salinidade muito alta do ambiente; em particular, são os únicos organismos encontrados no Mar Morto. Na atmosfera, eles estão presentes em gotículas de água, e sua abundância geralmente se correlaciona com a poeira do ar. Assim, nas cidades, a água da chuva contém muito mais bactérias do que nas áreas rurais. Existem poucos deles no ar frio das terras altas e regiões polares; no entanto, eles são encontrados mesmo na camada inferior da estratosfera a uma altitude de 8 km. O trato digestivo dos animais é densamente povoado por bactérias (geralmente inofensivas). Experimentos mostraram que eles não são necessários para a vida da maioria das espécies, embora possam sintetizar algumas vitaminas. No entanto, em ruminantes (vacas, antílopes, ovelhas) e muitos cupins, eles estão envolvidos na digestão de alimentos vegetais. Além disso, o sistema imunológico de um animal criado em condições estéreis não se desenvolve normalmente devido à falta de estimulação por bactérias. A "flora" bacteriana normal do intestino também é importante para a supressão de microorganismos nocivos que ali entram.

ESTRUTURA E VIDA DAS BACTÉRIAS

As bactérias são muito menores do que as células de plantas e animais multicelulares. Sua espessura é geralmente de 0,5 a 2,0 mícrons e seu comprimento é de 1,0 a 8,0 mícrons. Algumas formas dificilmente podem ser vistas com a resolução de microscópios de luz padrão (cerca de 0,3 µm), mas também existem espécies conhecidas com comprimento superior a 10 µm e largura que também ultrapassa esses limites, e um número de bactérias muito finas pode exceder 50 µm de comprimento. Na superfície correspondente ao ponto colocado com um lápis, um quarto de milhão de representantes deste reino caberá em tamanho médio.
Estrutura. De acordo com as peculiaridades da morfologia, distinguem-se os seguintes grupos de bactérias: cocos (mais ou menos esféricos), bacilos (bastões ou cilindros com extremidades arredondadas), espirilos (espirais rígidos) e espiroquetas (formas semelhantes a cabelos finos e flexíveis). Alguns autores tendem a combinar os dois últimos grupos em um - spirilla. Os procariontes diferem dos eucariontes principalmente pela ausência de um núcleo bem formado e pela presença, em um caso típico, de apenas um cromossomo - uma molécula de DNA circular muito longa ligada em um ponto à membrana celular. Os procariontes também não possuem organelas intracelulares ligadas à membrana chamadas mitocôndrias e cloroplastos. Nos eucariotos, as mitocôndrias produzem energia durante a respiração e a fotossíntese ocorre nos cloroplastos (veja também CÉLULA). Nos procariontes, toda a célula (e em primeiro lugar, a membrana celular) assume a função das mitocôndrias e, nas formas fotossintéticas, ao mesmo tempo, o cloroplasto. Como os eucariotos, dentro da bactéria existem pequenas estruturas nucleoproteicas - ribossomos necessários para a síntese de proteínas, mas não estão associados a nenhuma membrana. Com poucas exceções, as bactérias são incapazes de sintetizar esteróis, componentes essenciais das membranas das células eucarióticas. Fora da membrana celular, a maioria das bactérias é revestida por uma parede celular, que lembra um pouco a parede de celulose das células vegetais, mas consiste em outros polímeros (incluem não apenas carboidratos, mas também aminoácidos e substâncias específicas para bactérias). Essa concha impede que a célula bacteriana estoure quando a água entra nela devido à osmose. No topo da parede celular há frequentemente uma cápsula mucosa protetora. Muitas bactérias estão equipadas com flagelos, com os quais nadam ativamente. Os flagelos bacterianos são mais simples e um pouco diferentes das estruturas eucarióticas semelhantes.

CÉLULA BACTERIANA "TÍPICA" e suas principais estruturas.

Funções sensoriais e comportamento. Muitas bactérias possuem receptores químicos que detectam alterações na acidez do ambiente e na concentração de diversas substâncias, como açúcares, aminoácidos, oxigênio e dióxido de carbono. Cada substância tem seu próprio tipo de receptores de "gosto", e a perda de um deles como resultado da mutação leva à "cegueira do paladar" parcial. Muitas bactérias móveis também respondem a flutuações de temperatura e espécies fotossintéticas a mudanças na luz. Algumas bactérias percebem a direção das linhas do campo magnético, incluindo o campo magnético da Terra, com a ajuda de partículas de magnetita (minério de ferro magnético - Fe3O4) presentes em suas células. Na água, as bactérias usam essa capacidade de nadar ao longo das linhas de força em busca de um ambiente favorável. Os reflexos condicionados nas bactérias são desconhecidos, mas eles têm um certo tipo de memória primitiva. Enquanto nadam, eles comparam a intensidade percebida do estímulo com seu valor anterior, ou seja, determinar se ficou maior ou menor e, com base nisso, manter a direção do movimento ou alterá-la.
Reprodução e genética. As bactérias se reproduzem assexuadamente: o DNA em sua célula é replicado (duplicado), a célula se divide em duas e cada célula filha recebe uma cópia do DNA dos pais. O DNA bacteriano também pode ser transferido entre células que não se dividem. Ao mesmo tempo, sua fusão (como nos eucariotos) não ocorre, o número de indivíduos não aumenta e, geralmente, apenas uma pequena parte do genoma (o conjunto completo de genes) é transferida para outra célula, em contraste com o processo sexual "real", no qual o descendente recebe um conjunto completo de genes de cada pai. Essa transferência de DNA pode ser realizada de três maneiras. Durante a transformação, a bactéria absorve DNA "nu" do ambiente, que chegou lá durante a destruição de outras bactérias ou deliberadamente "escorregou" pelo experimentador. O processo é chamado de transformação, porque nos estágios iniciais de seu estudo, a principal atenção foi dada à transformação (transformação) dessa forma de organismos inofensivos em virulentos. Fragmentos de DNA também podem ser transferidos de bactérias para bactérias por vírus especiais - bacteriófagos. Isso é chamado de transdução. Há também um processo que se assemelha à fertilização e é chamado de conjugação: as bactérias são conectadas umas às outras por excrescências tubulares temporárias (fímbrias copulatórias), através das quais o DNA passa da célula "masculina" para a "fêmea". Às vezes, as bactérias contêm cromossomos extras muito pequenos - plasmídeos, que também podem ser transferidos de indivíduo para indivíduo. Se ao mesmo tempo os plasmídeos contêm genes que causam resistência aos antibióticos, eles falam de resistência infecciosa. É importante do ponto de vista médico, porque pode se espalhar entre diferentes espécies e até gêneros de bactérias, fazendo com que toda a flora bacteriana, digamos os intestinos, se torne resistente à ação de certos medicamentos.

METABOLISMO

Em parte devido ao pequeno tamanho das bactérias, a intensidade de seu metabolismo é muito maior do que a dos eucariotos. Sob as condições mais favoráveis, algumas bactérias podem dobrar sua massa total e abundância aproximadamente a cada 20 minutos. Isso se deve ao fato de que vários de seus sistemas enzimáticos mais importantes funcionam a uma velocidade muito alta. Assim, um coelho precisa de alguns minutos para sintetizar uma molécula de proteína e bactérias - segundos. No entanto, no ambiente natural, por exemplo, no solo, a maioria das bactérias está "em uma dieta de fome", portanto, se suas células se dividem, não a cada 20 minutos, mas a cada poucos dias.
Nutrição. As bactérias são autótrofas e heterótrofas. Autotróficos ("auto-alimentação") não precisam de substâncias produzidas por outros organismos. Eles usam o dióxido de carbono (CO2) como a principal ou única fonte de carbono. Incluindo CO2 e outras substâncias inorgânicas, em particular amônia (NH3), nitratos (NO-3) e vários compostos de enxofre, em reações químicas complexas, eles sintetizam todos os produtos bioquímicos de que necessitam. Os heterotróficos ("alimentam-se de outros") usam como principal fonte de carbono (algumas espécies também precisam de CO2) substâncias orgânicas (contendo carbono) sintetizadas por outros organismos, em particular açúcares. Oxidados, esses compostos fornecem energia e moléculas necessárias para o crescimento e atividade vital das células. Nesse sentido, as bactérias heterotróficas, que incluem a grande maioria dos procariontes, são semelhantes aos humanos.
principais fontes de energia. Se para a formação (síntese) de componentes celulares for utilizada principalmente energia luminosa (fótons), então o processo é chamado de fotossíntese, e as espécies capazes disso são chamadas de fototróficos. As bactérias fototróficas são divididas em fotoheterotróficas e fotoautotróficas, dependendo de quais compostos - orgânicos ou inorgânicos - servem como sua principal fonte de carbono. As cianobactérias fotoautotróficas (algas verde-azuladas), como as plantas verdes, decompõem as moléculas de água (H2O) usando a energia da luz. Isso libera oxigênio livre (1/2O2) e produz hidrogênio (2H+), que pode ser dito para converter dióxido de carbono (CO2) em carboidratos. Nas bactérias sulfurosas verdes e roxas, a energia da luz não é usada para quebrar a água, mas outras moléculas inorgânicas, como o sulfeto de hidrogênio (H2S). Como resultado, o hidrogênio também é produzido, reduzindo o dióxido de carbono, mas o oxigênio não é liberado. Essa fotossíntese é chamada de anoxigênica. Bactérias fotoheterotróficas, como as bactérias roxas não sulfurosas, usam a energia da luz para produzir hidrogênio a partir de substâncias orgânicas, em particular isopropanol, mas o H2 gasoso também pode servir como fonte. Se a principal fonte de energia na célula é a oxidação de produtos químicos, as bactérias são chamadas de quimioheterotróficos ou quimioautotróficos, dependendo de quais moléculas servem como principal fonte de carbono - orgânico ou inorgânico. No primeiro, os orgânicos fornecem energia e carbono. Os quimioautotróficos obtêm energia da oxidação de substâncias inorgânicas, como hidrogênio (para água: 2H4 + O2 a 2H2O), ferro (Fe2+ a Fe3+) ou enxofre (2S + 3O2 + 2H2O a 2SO42- + 4H+) e carbono a partir de CO2. Esses organismos também são chamados de quimiolitotróficos, enfatizando assim que eles "se alimentam" de rochas.
Respiração. A respiração celular é o processo de liberação de energia química armazenada em moléculas de "alimento" para seu uso posterior em reações vitais. A respiração pode ser aeróbica e anaeróbica. No primeiro caso, precisa de oxigênio. É necessário para o trabalho do chamado. sistema de transporte de elétrons: os elétrons se movem de uma molécula para outra (energia é liberada) e, eventualmente, se ligam ao oxigênio junto com os íons de hidrogênio - a água é formada. Os organismos anaeróbicos não precisam de oxigênio e, para algumas espécies desse grupo, é até venenoso. Os elétrons liberados durante a respiração são ligados a outros aceptores inorgânicos, como nitrato, sulfato ou carbonato, ou (em uma das formas dessa respiração - fermentação) a uma determinada molécula orgânica, em particular à glicose. Veja também METABOLISMO.

CLASSIFICAÇÃO

Na maioria dos organismos, uma espécie é considerada um grupo de indivíduos reprodutivamente isolado. Em sentido amplo, isso significa que representantes de uma determinada espécie podem produzir descendentes férteis, acasalando apenas com sua própria espécie, mas não com indivíduos de outras espécies. Assim, os genes de uma determinada espécie, via de regra, não ultrapassam seus limites. No entanto, nas bactérias, os genes podem ser trocados entre indivíduos não apenas de espécies diferentes, mas também de gêneros diferentes, de modo que não está totalmente claro se é legítimo aplicar aqui os conceitos usuais de origem evolutiva e parentesco. Em conexão com esta e outras dificuldades, ainda não existe uma classificação geralmente aceita de bactérias. Abaixo está uma de suas variantes amplamente utilizadas.
O REINO DE MONERA

Filo Gracilicutes (bactérias Gram-negativas de paredes finas)

Classe Scotobacteria (formas não fotossintéticas, por exemplo, mixobactérias) Classe Anoxifotobactérias (formas fotossintéticas que liberam oxigênio, por exemplo, bactérias sulfurosas roxas) Classe Oxifotobactérias (formas fotossintéticas que liberam oxigênio, por exemplo, cianobactérias)

Filo Firmicutes (bactérias Gram-positivas de paredes espessas)

Classe Firmibacteria (formas de células duras, como clostrídios)
Classe Talobactérias (formas ramificadas, por exemplo, actinomicetos)

Filo Tenericutes (bactérias Gram-negativas sem parede celular)

Classe Mollicutes (formas de células moles, por exemplo, micoplasmas)

Tipo Mendosicutes (bactérias com parede celular defeituosa)

Classe Archaebacteria (formas antigas, por exemplo, formadores de metano)

Domínios. Estudos bioquímicos recentes mostraram que todos os procariontes são claramente divididos em duas categorias: um pequeno grupo de arqueobactérias (Arqueobactérias - "bactérias antigas") e todo o resto, chamado de eubactérias (Eubactérias - "bactérias verdadeiras"). Acredita-se que as arqueobactérias sejam mais primitivas que as eubactérias e mais próximas do ancestral comum de procariontes e eucariotos. Eles diferem de outras bactérias de várias maneiras significativas, incluindo a composição das moléculas de RNA ribossômico (pRNA) envolvidas na síntese de proteínas, a estrutura química dos lipídios (substâncias semelhantes a gordura) e a presença de algumas outras substâncias na parede celular. do polímero proteína-carboidrato mureína. No sistema de classificação acima, as arqueobactérias são consideradas apenas um dos tipos do mesmo reino que inclui todas as eubactérias. No entanto, de acordo com alguns biólogos, as diferenças entre arqueobactérias e eubactérias são tão profundas que é mais correto considerar as arqueobactérias em Monera como um sub-reino separado. Recentemente, surgiu uma proposta ainda mais radical. A análise molecular revelou diferenças tão significativas na estrutura dos genes entre esses dois grupos de procariontes que alguns consideram sua presença dentro do mesmo reino de organismos ilógico. Nesse sentido, foi proposta a criação de uma categoria taxonômica (taxon) de uma classificação ainda mais alta, chamando-a de domínio, e a divisão de todos os seres vivos em três domínios - Eucarya (eucariotos), Archaea (arqueobactérias) e Bacteria (atual eubactérias ).

ECOLOGIA

As duas funções ecológicas mais importantes das bactérias são a fixação de nitrogênio e a mineralização de resíduos orgânicos.
Fixação de nitrogênio. A ligação do nitrogênio molecular (N2) para formar amônia (NH3) é chamada de fixação de nitrogênio, e a oxidação deste último a nitrito (NO-2) e nitrato (NO-3) é chamada de nitrificação. Esses são processos vitais para a biosfera, pois as plantas precisam de nitrogênio, mas só podem assimilar suas formas ligadas. Atualmente, aproximadamente 90% (cerca de 90 milhões de toneladas) da quantidade anual desse nitrogênio "fixo" é fornecido por bactérias. O restante é produzido por plantas químicas ou ocorre durante descargas de raios. Nitrogênio no ar, que é aprox. 80% da atmosfera, associada principalmente ao gênero gram-negativo Rhizobium (Rhizobium) e cianobactérias. As espécies de Rhizobium simbiose com aproximadamente 14.000 espécies de plantas leguminosas (família Leguminosae), que incluem, por exemplo, trevo, alfafa, soja e ervilha. Essas bactérias vivem no chamado. nódulos - inchaços que se formam nas raízes em sua presença. As bactérias recebem matéria orgânica (nutrição) da planta e, em troca, fornecem nitrogênio ligado ao hospedeiro. Por um ano, até 225 kg de nitrogênio por hectare são fixados dessa maneira. As plantas não leguminosas, como o amieiro, também entram em simbiose com outras bactérias fixadoras de nitrogênio. As cianobactérias fotossintetizam como plantas verdes, liberando oxigênio. Muitos deles também são capazes de fixar nitrogênio atmosférico, que é então absorvido pelas plantas e, eventualmente, pelos animais. Esses procariontes servem como uma importante fonte de nitrogênio fixado no solo em geral e nos arrozais no leste em particular, além de seu principal fornecedor para os ecossistemas oceânicos.
Mineralização. Este é o nome dado à decomposição de resíduos orgânicos em dióxido de carbono (CO2), água (H2O) e sais minerais. Do ponto de vista químico, este processo é equivalente à combustão, por isso requer uma grande quantidade de oxigênio. A camada superior do solo contém de 100.000 a 1 bilhão de bactérias por 1 g, ou seja, cerca de 2 toneladas por hectare. Normalmente, todos os resíduos orgânicos, uma vez no solo, são rapidamente oxidados por bactérias e fungos. Mais resistente à decomposição é uma substância orgânica acastanhada chamada ácido húmico, que é formada principalmente a partir da lignina contida na madeira. Acumula-se no solo e melhora as suas propriedades.

BACTÉRIAS E INDÚSTRIA

Considerando a variedade de reações químicas catalisadas por bactérias, não surpreende que sejam amplamente utilizadas na produção, em alguns casos desde a antiguidade. Os procariontes compartilham a glória de tais ajudantes humanos microscópicos com fungos, principalmente leveduras, que fornecem a maioria dos processos de fermentação alcoólica, por exemplo, na fabricação de vinho e cerveja. Agora que se tornou possível introduzir genes úteis em bactérias, levando-as a sintetizar substâncias valiosas, como a insulina, o uso industrial desses laboratórios vivos recebeu um novo impulso poderoso. Veja também ENGENHARIA GENÉTICA.
Indústria alimentícia. Atualmente, as bactérias são utilizadas por esta indústria principalmente para a produção de queijo, outros produtos lácteos fermentados e vinagre. As principais reações químicas aqui são a formação de ácidos. Assim, na produção de vinagre, bactérias do gênero Acetobacter oxidam o álcool etílico contido na sidra ou outros líquidos em ácido acético. Processos semelhantes ocorrem durante o chucrute: bactérias anaeróbicas fermentam o açúcar contido nas folhas desta planta em ácido lático, bem como ácido acético e vários álcoois.
Lixiviação de minérios. As bactérias são usadas para lixiviar minérios pobres, ou seja, transferindo deles para uma solução de sais de metais valiosos, principalmente cobre (Cu) e urânio (U). Um exemplo é o processamento da calcopirita, ou pirita de cobre (CuFeS2). As pilhas deste minério são regadas periodicamente com água contendo bactérias quimiolitotróficas do gênero Thiobacillus. No decorrer de sua atividade vital, oxidam o enxofre (S), formando sulfatos solúveis de cobre e ferro: CuFeS2 + 4O2 em CuSO4 + FeSO4. Essas tecnologias simplificam muito a produção de metais valiosos a partir de minérios; em princípio, são equivalentes aos processos que ocorrem na natureza durante o intemperismo das rochas.
Reciclagem de lixo. As bactérias também servem para converter resíduos, como esgoto, em produtos menos perigosos ou até mesmo úteis. A água residual é um dos problemas agudos da humanidade moderna. Sua mineralização completa requer grandes quantidades de oxigênio, e em reservatórios comuns, onde é costume despejar esses resíduos, não é mais suficiente "neutralizá-los". A solução está na aeração adicional das águas residuais em piscinas especiais (aerotanques): como resultado, as bactérias mineralizadoras têm oxigênio suficiente para decompor completamente a matéria orgânica e a água potável se torna um dos produtos finais do processo nos casos mais favoráveis. O precipitado insolúvel remanescente ao longo do caminho pode ser submetido à fermentação anaeróbica. Para que essas estações de tratamento de água ocupem o mínimo de espaço e dinheiro possível, é necessário um bom conhecimento de bacteriologia.
Outros usos. Outras áreas importantes de aplicação industrial de bactérias incluem, por exemplo, lóbulo de linho, i.e. separação de suas fibras de fiação de outras partes da planta, bem como a produção de antibióticos, em particular estreptomicina (bactérias do gênero Streptomyces).

CONTROLE DE BACTÉRIAS NA INDÚSTRIA

As bactérias não são apenas benéficas; a luta contra sua reprodução em massa, por exemplo, em produtos alimentícios ou nos sistemas hídricos das fábricas de celulose e papel, tornou-se toda uma área de atividade. A comida é estragada por bactérias, fungos e suas próprias enzimas de autólise ("autodigestão"), a menos que sejam inativadas pelo calor ou outros meios. Como as bactérias são a principal causa de deterioração, projetar sistemas eficientes de armazenamento de alimentos requer o conhecimento dos limites de tolerância desses microrganismos. Uma das tecnologias mais comuns é a pasteurização do leite, que mata as bactérias que causam, por exemplo, tuberculose e brucelose. O leite é mantido a 61-63°C por 30 minutos ou a 72-73°C por apenas 15 segundos. Isso não prejudica o sabor do produto, mas inativa as bactérias patogênicas. Vinho, cerveja e sucos de frutas também podem ser pasteurizados. Os benefícios de armazenar alimentos no frio são conhecidos há muito tempo. As baixas temperaturas não matam as bactérias, mas não permitem que elas cresçam e se multipliquem. É verdade que, ao congelar, por exemplo, a -25 ° C, o número de bactérias diminui após alguns meses, mas um grande número desses microrganismos ainda sobrevive. Em temperaturas abaixo de zero, as bactérias continuam a se multiplicar, mas muito lentamente. Suas culturas viáveis ​​podem ser armazenadas quase indefinidamente após a liofilização (congelamento - secagem) em um meio contendo proteína, como soro sanguíneo. Outros métodos de conservação de alimentos bem conhecidos incluem secagem (secagem e defumação), adição de grandes quantidades de sal ou açúcar, que é fisiologicamente equivalente à desidratação, e decapagem, ou seja, colocado em uma solução ácida concentrada. Com uma acidez do meio correspondente a pH 4 e abaixo, a atividade vital das bactérias é geralmente muito inibida ou interrompida.

BACTÉRIAS E DOENÇAS

ESTUDO DE BACTÉRIAS

Muitas bactérias são fáceis de crescer no chamado. meio de cultura, que pode incluir caldo de carne, proteína parcialmente digerida, sais, dextrose, sangue total, seu soro e outros componentes. A concentração de bactérias em tais condições geralmente atinge cerca de um bilhão por centímetro cúbico, como resultado do qual o ambiente fica nublado. Para estudar as bactérias, é necessário obter suas culturas puras, ou clones, que são descendentes de uma única célula. Isso é necessário, por exemplo, para determinar qual tipo de bactéria infectou o paciente e a qual antibiótico esse tipo é sensível. Amostras microbiológicas, como zaragatoas retiradas da garganta ou feridas, amostras de sangue, água ou outros materiais, são altamente diluídas e aplicadas à superfície de um meio semi-sólido: colônias arredondadas se desenvolvem a partir de células individuais nele. O agente endurecedor do meio de cultura geralmente é o ágar, um polissacarídeo obtido de certas algas marinhas e quase indigesto por qualquer tipo de bactéria. Os meios de ágar são usados ​​na forma de "espetos", ou seja. superfícies inclinadas formadas em tubos de ensaio que ficam em grande ângulo quando o meio de cultura fundido se solidifica, ou na forma de camadas finas em placas de Petri de vidro - vasos redondos planos fechados com uma tampa do mesmo formato, mas um pouco maior em diâmetro. Normalmente, em um dia, a célula bacteriana tem tempo de se multiplicar tanto que forma uma colônia facilmente visível a olho nu. Ele pode ser transferido para outro ambiente para um estudo mais aprofundado. Todos os meios de cultura devem ser estéreis antes do cultivo bacteriano e, então, deve-se tomar cuidado para evitar a instalação de microrganismos indesejáveis ​​neles. Para examinar as bactérias cultivadas dessa forma, uma fina alça de arame é calcinada em uma chama, primeiro tocando-a com uma colônia ou esfregaço e depois com uma gota de água depositada em uma lâmina de vidro. Distribuindo uniformemente o material retirado nesta água, o vidro é seco e passado rapidamente sobre a chama do queimador duas ou três vezes (o lado com as bactérias deve ser virado): como resultado, os microrganismos, sem serem danificados, ficam firmemente aderidos ao substrato. Um corante é pingado na superfície da preparação, depois o vidro é lavado em água e seco novamente. A amostra agora pode ser vista sob um microscópio. Culturas puras de bactérias são identificadas principalmente por suas características bioquímicas, ou seja, determinar se eles formam gás ou ácidos a partir de certos açúcares, se são capazes de digerir proteínas (liquefazer gelatina), se precisam de oxigênio para crescer, etc. Eles também verificam se estão manchados com corantes específicos. A sensibilidade a certas drogas, como antibióticos, pode ser determinada colocando-se pequenos discos de papel filtro embebidos com essas substâncias em uma superfície inoculada com bactérias. Se qualquer composto químico matar bactérias, uma zona livre deles é formada ao redor do disco correspondente.

Enciclopédia Collier. - Sociedade aberta. 2000 .

As bactérias são os menores e mais antigos microrganismos invisíveis a olho nu. Somente sob um microscópio pode-se ver sua estrutura, aparência e interação entre si. Os primeiros microrganismos tinham uma estrutura primitiva, desenvolveram, sofreram mutações, criaram colônias, adaptadas a um ambiente em mudança. trocam aminoácidos entre si, que são necessários para o crescimento e desenvolvimento.

Tipos de bactérias

Nos livros didáticos de biologia escolar existem imagens de diferentes tipos de bactérias que diferem em forma:

1. Os cocos são organismos esféricos que diferem no arranjo mútuo. Sob um microscópio, é perceptível que os estreptococos representam uma cadeia de bolas, os diplococos vivem em pares, os estafilococos são aglomerados de forma arbitrária. Vários cocos causam vários processos inflamatórios quando entram no corpo humano (gonococo, estafilococo, estreptococo). Nem todos os cocos que vivem no corpo humano são patogênicos. Espécies condicionalmente patogênicas participam da formação da defesa do organismo contra influências externas e são seguras se o equilíbrio da flora for observado.
2. Os bastonetes diferem em forma, tamanho e capacidade de formação de esporos. As espécies formadoras de esporos são chamadas de bacilos. Os bacilos incluem: bacilo do tétano, bacilo do antraz. Os esporos são formações dentro de um microrganismo. Os esporos são insensíveis ao tratamento químico, sua resistência às influências externas é a chave para a preservação da espécie. Sabe-se que os esporos são destruídos em alta temperatura (acima de 120ºС).

Formas de micróbios em forma de bastonete:

• com pólos pontiagudos, como no Fusobacterium, que faz parte da microflora normal do trato respiratório superior;
• com pólos espessados, semelhantes a uma maça, como em Corynebacterium - o agente causador da difteria;
• com pontas arredondadas, como na Escherichia coli, que é necessária para o processo de digestão;
• com pontas retas, como antraz.

Gram(+) e Gram(-)

O microbiologista dinamarquês Hans Gram realizou um experimento há mais de 100 anos, após o qual todas as bactérias começaram a ser classificadas como gram-positivas e gram-negativas. Organismos Gram-positivos criam uma ligação estável de longo prazo com a substância de coloração, que é reforçada pela exposição ao iodo. Gram-negativos, pelo contrário, não são suscetíveis ao corante, sua casca é firmemente protegida.

Os micróbios gram-negativos incluem clamídia, rickettsia, gram-positivos - estafilococos, estreptococos, corinebactérias.

Hoje na medicina, o teste para bactérias gram (+) e gram (-) é amplamente utilizado. é um dos métodos para estudar as membranas mucosas para determinar a composição da microflora.

Aeróbica e anaeróbica

Como as bactérias vivem

Os biólogos definem as bactérias em um reino separado, elas são diferentes de outros seres vivos. É um organismo unicelular sem núcleo interno. Sua forma pode ser em forma de bola, cone, bastão, espiral. Os procariontes usam flagelos para se mover.

O biofilme é uma cidade de microrganismos, passa por várias fases de formação:

• A adesão ou sorção é a ligação de um microrganismo a uma superfície. Como regra, os filmes são formados na interface entre dois meios: líquido e ar, líquido e líquido. A etapa inicial é reversível e a formação do filme pode ser evitada.
• Fixação - As bactérias secretam polímeros, garantindo sua forte fixação, formando uma matriz para resistência e proteção.
• Maturação - os micróbios se fundem, trocam nutrientes, desenvolvem microcolônias.
• Estágio de crescimento - há um acúmulo de bactérias, sua fusão, deslocamento. O número de microrganismos é de 5 a 35%, o restante do espaço é ocupado pela matriz extracelular.
• Dispersão - Os microrganismos se desprendem periodicamente do filme, que aderem a outras superfícies e formam um biofilme.

Os processos que ocorrem em um biofilme são diferentes do que acontece com um micróbio que não é parte integrante da colônia. As colônias são estáveis, os micróbios organizam um único sistema de reações comportamentais, determinando a interação dos membros dentro da matriz e fora do filme. As mucosas humanas são habitadas por um grande número de microrganismos que produzem um gel para proteção e garantem a estabilidade do funcionamento dos órgãos. Um exemplo é o revestimento do estômago. Sabe-se que o Helicobacter pylori, considerado o causador da úlcera gástrica, está presente em mais de 80% dos examinados, mas nem todos desenvolvem úlcera péptica. Supõe-se que o Helicobacter pylori, sendo membros da colônia, esteja envolvido na digestão. Sua capacidade de causar danos se manifesta somente depois que certas condições são criadas.

A interação de bactérias em biofilmes ainda é pouco compreendida. Mas já hoje, alguns micróbios tornaram-se assistentes humanos na realização de trabalhos de restauração, aumentando a resistência dos revestimentos. Na Europa, os fabricantes de desinfetantes oferecem o tratamento de superfícies com soluções bacterianas contendo microrganismos seguros que impedem o desenvolvimento da flora patogênica. As bactérias são usadas para criar compostos poliméricos e, no futuro, também gerarão eletricidade.