Știință și viață // Ilustrații

Staphylococcus aureus.

Spirilla.

Tripanosomul.

Rotavirusuri.

Rickettsia.

Yersinia.

Leishmania.

Salmonella.

Legionella.

Chiar și acum 3.000 de ani, marele Hipocrate grec a ghicit că bolile contagioase sunt cauzate și purtate de ființe vii. Le-a numit miasme. Dar ochiul uman nu le-a putut distinge. La sfârșitul secolului al XVII-lea, olandezul A. Leeuwenhoek a creat un microscop suficient de puternic și abia atunci a fost posibil să se descrie și să se deseneze o varietate de forme de bacterii - organisme unicelulare, dintre care multe sunt agenții cauzali ai diferitelor boli infecțioase umane. boli. Bacteriile este unul dintre tipurile de microbi („microb” - din grecescul „micros” - mic și „bios” - viață), cu toate acestea, cel mai numeros.

După descoperirea microbilor și studiul rolului lor în viața umană, s-a dovedit că lumea acestor mai mici organisme este foarte diversă și necesită o anumită sistematizare și clasificare. Și astăzi, experții folosesc un sistem conform căruia primul cuvânt din numele unui microorganism înseamnă genul, iar al doilea - numele speciei microbului. Aceste nume (de obicei latine sau grecești) sunt „vorbitoare”. Astfel, numele unor microorganisme reflectă unele dintre cele mai izbitoare trăsături ale structurii lor, în special, forma. Acest grup include în primul rând bacterii.În formă, toate bacteriile sunt împărțite în sferice - coci, în formă de tijă - de fapt bacterii și contorte - spirilla și vibrioni.

bacterii globulare- coci patogeni (din grecescul "coccus" - cereale, boabe), microorganisme care diferă unele de altele prin localizarea celulelor după diviziunea lor.

Cele mai comune dintre ele sunt:

- stafilococi(din grecescul „stafile” - un ciorchine de struguri și „kokkus" - un bob, o boabă), care a primit un astfel de nume datorită formei caracteristice - un ciorchine asemănător cu un ciorchine de struguri. Tipul acestor bacterii are cel mai patogen efect. Staphylococcus aureus(„Staphylococcus aureus”, deoarece formează grupuri de culoare aurie), provocând diverse boli purulente și intoxicații alimentare;

- streptococi(din grecescul „streptos” - un lanț), ale cărui celule după divizare nu diverg, ci formează un lanț. Aceste bacterii sunt agenții cauzatori ai diferitelor boli inflamatorii (amigdalita, bronhopneumonie, otita medie, endocardită și altele).

bacterii în formă de tije sau tije,- acestea sunt microorganisme de formă cilindrică (din grecescul „bacterion” - un băț). De la numele lor a venit numele tuturor acestor microorganisme. Dar acele bacterii care formează spori (un strat protector care protejează împotriva influențelor negative ale mediului) sunt numite bacili(din latinescul „bacillum” - un băț). Tijele care formează spori includ bacilul antrax, o boală teribilă cunoscută încă din cele mai vechi timpuri.

Formele răsucite ale bacteriilor sunt spirale. De exemplu, spirilla(din latinescul „spira” – îndoire) sunt bacterii care au forma unor tije curbate spiralat cu două sau trei bucle. Aceștia sunt microbi inofensivi, cu excepția agentului cauzal al „boalei mușcăturii de șobolan” (Sudoku) la om.

O formă particulară se reflectă și în numele microorganismelor aparținând familiei spirochetă(din latină „spira” – îndoi și „ura” – coamă). De exemplu, membrii familiei leptospira se disting printr-o formă neobișnuită sub forma unui fir subțire cu bucle mici, apropiate, care le face să arate ca o spirală subțire răsucită. Și chiar numele „leptospira” este tradus ca atare - „spirală îngustă” sau „ondulă îngustă” (din grecescul „leptos” - îngust și „spera" - gyrus, bucle).

corinebacterii(agenți cauzali ai difteriei și listeriozei) prezintă la capete îngroșări caracteristice în formă de maciucă, așa cum indică denumirea acestor microorganisme: din lat. „korine” - un buzdugan.

Astăzi toate cunoscute virusuri grupate de asemenea în genuri și familii, inclusiv pe baza structurii lor. Virușii sunt atât de mici încât pentru a-i vedea printr-un microscop, acesta trebuie să fie mult mai puternic decât unul optic convențional. Un microscop electronic mărește de sute de mii de ori. Rotavirusuriși-a primit numele de la cuvântul latin „rota” - o roată, deoarece particulele de virus sub un microscop electronic arată ca niște roți mici cu un manșon gros, spițe scurte și o margine subțire.

Și numele familiei coronavirusuri datorită prezenței vilozităților, care sunt atașate de virion printr-o tulpină îngustă și se extind spre capătul îndepărtat, asemănând cu coroana solară în timpul unei eclipse.

Numele unor microorganisme este asociat cu numele organului pe care îl infectează sau cu boala pe care o provoacă. De exemplu, titlul "meningococi" Este format din două cuvinte grecești: „meningos” - meningele, deoarece acești microbi îl afectează în principal și „coccus” - un bob, care indică faptul că aparțin bacteriilor sferice - coci. Numele este derivat din cuvântul grecesc „pneumon” (plămân). "pneumococi" Aceste bacterii provoacă boli pulmonare. Rinovirusuri- agenți cauzali ai unei rinite contagioase, de unde și denumirea (din grecescul „rinocer” - nas).

Originea numelui unui număr de microorganisme se datorează și celorlalte trăsături caracteristice ale acestora. Deci, o trăsătură distinctivă a vibrioșilor - bacterii sub forma unei tije curbate scurte - capacitatea de a accelera mișcări oscilatorii. Numele lor este derivat din cuvântul francez vibrator- vibrează, vibrează, vibrează. Dintre vibrioni, agentul cauzator al holerei, care se numește „vibrio holeric”, este cel mai faimos.

Bacteriile din gen proteus(Proteus) se referă la așa-numiții microbi care sunt periculoși pentru unii, dar nu pentru alții. În acest sens, au fost numite după zeitatea mării din mitologia greacă antică - Proteus, căruia i s-a atribuit capacitatea de a-și schimba în mod arbitrar aspectul.

Monumentele sunt ridicate marilor oameni de știință. Dar uneori și numele microorganismelor descoperite de ei devin monumente. De exemplu, au fost numite microorganismele care ocupă o poziție intermediară între viruși și bacterii "rickettsia"în onoarea exploratorului american Howard Taylor Ricketts (1871-1910), care a murit de tifos în timp ce studia agentul cauzal al acestei boli.

Agenții cauzali ai dizenteriei au fost studiati amănunțit de omul de știință japonez K. Shiga în 1898, în onoarea sa, au primit ulterior numele lor generic - „shigella”.

Brucella(agenți cauzatori ai brucelozei) poartă numele medicului militar englez D. Bruce, care în 1886 a reușit pentru prima dată să izoleze aceste bacterii.

Bacteriile grupate într-un gen "yersinia", numit după celebrul om de știință elvețian A. Yersin, care a descoperit, în special, agentul cauzator al ciumei - Yersinia pestis.

Pe numele doctorului englez V. Leishman, cele mai simple organisme unicelulare (agenți cauzatori ai leishmaniozei) sunt denumite leishmania, descrisă în detaliu în 1903.

Numele generic este asociat cu numele patologului american D. Salmon "salmonella", o bacterie intestinală în formă de baston care provoacă boli precum salmoneloza și febra tifoidă.

Iar omul de știință german T. Escherich își datorează numele Escherichia- Escherichia coli, prima izolat și descris de el în 1886.

În originea denumirii unor microorganisme, un anumit rol l-au jucat circumstanțele în care au fost descoperite. De exemplu, nume generic "legionella" apărut după un focar în 1976 la Philadelphia printre delegații convenției Legiunii Americane (organizație care unește cetățenii SUA - participanți la războaie internaționale) a unei boli respiratorii severe cauzate de aceste bacterii - au fost transmise prin aparatul de aer condiționat. DAR virusuri coxsackie au fost izolați pentru prima dată de copiii cu poliomielita în 1948 în satul Coxsackie (SUA), de unde și numele.

Structura

Bacteriile sunt organisme vii foarte mici. Ele pot fi văzute doar la un microscop cu mărire foarte mare. Toate bacteriile sunt unicelulare. Structura internă a unei celule bacteriene nu este ca celulele plantelor și animalelor. Nu au nucleu sau plastide. Substanța nucleară și pigmenții sunt prezenți, dar în stare „dispersată”. Forma este variată.

Celula bacteriană este îmbrăcată într-o înveliș special dens - peretele celular, care îndeplinește funcții de protecție și de susținere și, de asemenea, conferă bacteriei o formă permanentă, caracteristică. Peretele celular al unei bacterii seamănă cu învelișul unei celule vegetale. Este permeabil: prin ea, nutrienții trec liber în celulă, iar produsele metabolice ies în mediu. Adesea, un strat protector suplimentar de mucus este produs deasupra peretelui celular în bacterii - o capsulă. Grosimea capsulei poate fi de multe ori mai mare decât diametrul celulei în sine, dar poate fi foarte mică. Capsula nu este o parte obligatorie a celulei, se formează în funcție de condițiile în care intră bacteriile. Împiedică bacteriile să nu se usuce.

Pe suprafața unor bacterii există flageli lungi (unul, doi sau mai mulți) sau vilozități scurte și subțiri. Lungimea flagelului poate fi de multe ori mai mare decât dimensiunea corpului bacteriei. Bacteriile se mișcă cu ajutorul flagelilor și vilozităților.

În interiorul celulei bacteriene se află o citoplasmă densă imobilă. Are o structură stratificată, nu există vacuole, astfel încât diferite proteine ​​(enzime) și nutrienți de rezervă se află în însăși substanța citoplasmei. Celulele bacteriene nu au nucleu. În partea centrală a celulelor lor, este concentrată o substanță care poartă informații ereditare. Bacterii - acid nucleic - ADN. Dar această substanță nu este încadrată în nucleu.

Organizarea internă a unei celule bacteriene este complexă și are propriile sale caracteristici specifice. Citoplasma este separată de peretele celular prin membrana citoplasmatică. În citoplasmă, se disting substanța principală sau matricea, ribozomii și un număr mic de structuri membranare care îndeplinesc o varietate de funcții (analogi ai mitocondriilor, reticulului endoplasmatic, aparatului Golgi). Citoplasma celulelor bacteriene conține adesea granule de diferite forme și dimensiuni. Granulele pot fi compuse din compuși care servesc ca sursă de energie și carbon. Picături de grăsime se găsesc și în celula bacteriană.

Formarea sporilor

Sporii se formează în interiorul celulei bacteriene. În procesul de formare a sporilor, o celulă bacteriană suferă o serie de procese biochimice. Cantitatea de apă liberă din el scade, activitatea enzimatică scade. Acest lucru asigură rezistența sporilor la condițiile de mediu nefavorabile (temperatură ridicată, concentrație mare de sare, uscare etc.). Formarea sporilor este caracteristică doar unui grup mic de bacterii. Sporii nu sunt o etapă esențială în ciclul de viață al bacteriilor. Sporularea începe doar cu lipsa nutrienților sau acumularea de produse metabolice. Bacteriile sub formă de spori pot rămâne latente mult timp. Sporii bacterieni rezistă la fierbere prelungită și la înghețare foarte lungă. Când apar condiții favorabile, disputa germinează și devine viabilă. Sporii bacterieni sunt adaptări pentru supraviețuirea în condiții nefavorabile. Sporii din bacterii servesc pentru a suporta condiții nefavorabile. Ele sunt formate din interiorul conținutului celulei. În acest caz, în jurul sporului se formează o înveliș nouă, mai densă. Sporii pot tolera temperaturi foarte scăzute (până la -273 ° C) și cele foarte ridicate. Sporii nu sunt uciși prin fierberea apei.

Alimente

Multe bacterii au clorofilă și alți pigmenți. Ei efectuează fotosinteza, ca și plantele (cianobacterii, bacterii violete). Alte bacterii obțin energie din substanțe anorganice - sulf, compuși de fier și altele, dar sursa de carbon, ca și în fotosinteză, este dioxidul de carbon.

reproducere

Bacteriile se reproduc prin împărțirea unei celule în două. După ce a atins o anumită dimensiune, bacteria se împarte în două bacterii identice. Apoi fiecare dintre ei începe să se hrănească, crește, se împarte și așa mai departe. După alungirea celulei, se formează treptat un sept transversal, iar apoi celulele fiice diverg; în multe bacterii, în anumite condiții, celulele după diviziune rămân conectate în grupuri caracteristice. În acest caz, în funcție de direcția planului de diviziune și de numărul de diviziuni, apar diferite forme. Reproducerea prin înmugurire are loc în bacterii ca o excepție.

În condiții favorabile, diviziunea celulară în multe bacterii are loc la fiecare 20-30 de minute. Cu o reproducere atât de rapidă, descendenții unei bacterii în 5 zile sunt capabili să formeze o masă care poate umple toate mările și oceanele. Un calcul simplu arată că se pot forma 72 de generații (720.000.000.000.000.000.000 de celule) pe zi. Dacă se traduce în greutate - 4720 de tone. Cu toate acestea, acest lucru nu se întâmplă în natură, deoarece majoritatea bacteriilor mor rapid sub influența razelor solare, uscării, lipsei de hrană, încălzirii la 65-100ºС, ca urmare a luptei dintre specii etc.

Rolul bacteriilor în natură. Distribuție și ecologie

Bacteriile sunt omniprezente: în corpurile de apă, aer, sol. Sunt cei mai puțini dintre ei în aer (dar nu în locuri aglomerate). În apele râurilor pot fi până la 400.000 dintre ele în 1 cm 3, iar în sol - până la 1.000.000.000 în 1 g. Bacteriile au atitudini diferite față de oxigen: pentru unii este necesar, pentru alții este distructiv. Pentru majoritatea bacteriilor, temperaturile între +4 și +40 °C sunt cele mai favorabile. Lumina directă a soarelui ucide multe bacterii.

Apar în număr mare (numărul speciilor lor ajunge la 2500), bacteriile joacă un rol excepțional de important în multe procese naturale. Împreună cu ciupercile și nevertebratele din sol, ele participă la procesele de descompunere a reziduurilor vegetale (frunze, ramuri care cad, etc.) în humus. Activitatea bacteriilor saprofite duce la formarea de săruri minerale, care sunt absorbite de rădăcinile plantelor. Bacteriile nodulare care trăiesc în țesuturile rădăcinilor moliei, precum și unele bacterii care trăiesc liber, au o capacitate remarcabilă de a asimila azotul atmosferic, care este inaccesibil plantelor. Astfel, bacteriile participă la ciclul substanțelor din natură.

Microflora solului. Numărul de bacterii din sol este extrem de mare - sute de milioane și miliarde de indivizi într-un gram. Sunt mult mai abundente în sol decât în ​​apă și aer. Numărul total de bacterii din sol variază. Numărul de bacterii depinde de tipul de sol, de starea acestora, de adâncimea straturilor. Pe suprafața particulelor de sol, microorganismele sunt situate în microcolonii mici (20-100 de celule fiecare). Adesea se dezvoltă în grosimile cheagurilor de materie organică, pe rădăcinile plantelor vii și pe moarte, în capilare subțiri și în interiorul bulgări. Microflora solului este foarte diversă. Aici se găsesc diferite grupe fiziologice de bacterii: bacterii putrefactive, nitrificante, fixatoare de azot, sulfuroase etc. printre ele se numără aerobe și anaerobe, forme de spori și non-spori. Microflora este unul dintre factorii de formare a solului. Zona de dezvoltare a microorganismelor în sol este zona adiacentă rădăcinilor plantelor vii. Se numește rizosferă, iar totalitatea microorganismelor conținute în ea se numește microfloră rizosferă.

Microflora corpurilor de apă. Apa este un mediu natural în care microorganismele cresc în număr mare. Majoritatea intră în apa din sol. Un factor care determină numărul de bacterii din apă, prezența nutrienților în aceasta. Cele mai curate sunt apele fântânilor și izvoarelor arteziene. Rezervoarele deschise și râurile sunt foarte bogate în bacterii. Cel mai mare număr de bacterii se găsește în straturile de suprafață ale apei, mai aproape de țărm. Odată cu creșterea distanței față de coastă și creșterea adâncimii, numărul bacteriilor scade. Apa pură conține 100-200 de bacterii la 1 ml, în timp ce apa contaminată conține 100-300 de mii sau mai mult. Există multe bacterii în nămolul de jos, în special în stratul de suprafață, unde bacteriile formează o peliculă. Există o mulțime de bacterii cu sulf și fier în acest film, care oxidează hidrogenul sulfurat în acid sulfuric și, prin urmare, împiedică moartea peștilor. Există mai multe forme purtătoare de spori în nămol, în timp ce formele care nu poartă spori predomină în apă. Din punct de vedere al compoziției speciilor, microflora apei este similară cu microflora solului, dar se găsesc și forme specifice. Distrugând diverse deșeuri care au căzut în apă, microorganismele realizează treptat așa-numita purificare biologică a apei.

Microflora aerului. Microflora aerului este mai puțin numeroasă decât microflora solului și a apei. Bacteriile se ridică în aer cu praf, pot rămâne acolo o vreme, apoi se așează la suprafața pământului și mor din lipsă de nutriție sau sub influența razelor ultraviolete. Numărul de microorganisme din aer depinde de zona geografică, teren, anotimp, poluarea cu praf, etc. Fiecare fir de praf este un purtător de microorganisme. Cele mai multe bacterii în aer peste întreprinderile industriale. Aerul din mediul rural este mai curat. Cel mai curat aer este peste păduri, munți, spații înzăpezite. Straturile superioare ale aerului conțin mai puțini germeni. În microflora aerului există multe bacterii pigmentate și purtătoare de spori, care sunt mai rezistente decât altele la razele ultraviolete.

Microflora corpului uman. Corpul unei persoane, chiar și unul complet sănătos, este întotdeauna un purtător de microfloră. Când corpul uman intră în contact cu aerul și solul, o varietate de microorganisme, inclusiv agenți patogeni (bacili tetanici, gangrena gazoasă etc.), se instalează pe îmbrăcăminte și pe piele. Părțile expuse ale corpului uman sunt cel mai frecvent contaminate. E. coli, stafilococii se găsesc pe mâini. Există peste 100 de tipuri de microbi în cavitatea bucală. Gura, cu temperatura, umiditatea, reziduurile sale nutritive, este un mediu excelent pentru dezvoltarea microorganismelor. Stomacul are o reacție acidă, astfel încât cea mai mare parte a microorganismelor din el mor. Pornind de la intestinul subțire, reacția devine alcalină, adică. favorabil microbilor. Microflora din intestinul gros este foarte diversă. Fiecare adult excretă zilnic aproximativ 18 miliarde de bacterii cu excremente, adică. mai mulți indivizi decât oameni de pe glob. Organele interne care nu sunt conectate la mediul extern (creier, inimă, ficat, vezică urinară etc.) sunt de obicei lipsite de microbi. Microbii intră în aceste organe numai în timpul bolii.

Importanța bacteriilor în viața umană

Procesele de fermentare sunt de mare importanță; aceasta este ceea ce se numește în general descompunerea carbohidraților. Deci, ca urmare a fermentației, laptele se transformă în chefir și alte produse; însilozarea furajelor este și fermentație. Fermentarea are loc și în intestinul uman. Fără bacteriile adecvate (cum ar fi E. coli), intestinele nu pot funcționa normal. Putregaiul, util în natură, este extrem de nedorit în viața de zi cu zi (de exemplu, alterarea produselor din carne). Nici fermentația (de exemplu, laptele acrișor) nu este întotdeauna utilă. Pentru ca produsele să nu se deterioreze, acestea sunt sărate, uscate, conservate, păstrate în frigidere. Astfel, activitatea bacteriilor este redusă.

Bacterii patogene

Unde trăiesc bacteriile în corpul uman?

1. Cele mai multe dintre ele locuiesc în intestine, oferind o microfloră armonioasă.
2. Ei trăiesc pe membranele mucoase, inclusiv în cavitatea bucală.
3. Multe microorganisme locuiesc pe piele.

De ce sunt responsabile microorganismele?

1. Ele susțin funcția imunitară. Cu lipsa microbilor benefici, organismul este imediat atacat de cei nocivi.
2. Hranindu-se cu componentele alimentelor vegetale, bacteriile ajuta digestia. Majoritatea alimentelor care ajung în intestinul gros sunt digerate datorită bacteriilor.
3. Beneficiile microorganismelor intestinale - în sinteza vitaminelor B, anticorpilor, absorbția acizilor grași.
4. Microbiota menține echilibrul apă-sare.
5. Bacteriile de pe piele protejează tegumentul de pătrunderea microorganismelor dăunătoare în ele. Același lucru este valabil și pentru populația de membrane mucoase.

Ce se întâmplă dacă eliminați bacteriile din corpul uman? Vitaminele nu vor fi absorbite, hemoglobina va cădea în sânge, bolile de piele, tractul gastro-intestinal, organele respiratorii etc. vor începe să progreseze. Concluzie: funcția principală a bacteriilor din corpul uman este de protecție. Să aruncăm o privire mai atentă la ce tipuri de microorganisme există și cum să le susținem activitatea.

Grupuri majore de bacterii benefice

Bacteriile bune pentru oameni pot fi împărțite în 4 grupuri principale:

• bifidobacterii;
• lactobacili;
• enterococi;
• coli.

Cea mai abundentă microbiotă benefică. Sarcina este de a crea un mediu acid în intestine. În astfel de condiții, microflora patogenă nu poate supraviețui. Bacteriile produc acid lactic și acetat. Astfel, tractul intestinal nu se teme de procesele de fermentație și degradare.

O altă proprietate a bifidobacteriilor este antitumorală. Microorganismele sunt implicate în sinteza vitaminei C - principalul antioxidant din organism. Vitaminele D și grupa B sunt absorbite datorită acestui tip de microbi. Digestia carbohidraților este, de asemenea, accelerată. Bifidobacteriile cresc capacitatea peretilor intestinali de a absorbi substante valoroase, inclusiv ioni de calciu, magneziu si fier.

Lactobacilii trăiesc în tractul digestiv de la gură până la intestinul gros. Acțiunea comună a acestor bacterii și a altor microorganisme controlează reproducerea microflorei patogene. Este mult mai puțin probabil ca agenții patogeni intestinali să infecteze sistemul dacă lactobacilii îl populează în număr suficient.

Sarcina micilor muncitori este să normalizeze activitatea tractului intestinal și să susțină funcția imunitară. Microbiota este utilizată în industria alimentară și medicală: de la chefir sănătos la preparate pentru normalizarea microflorei intestinale.

Lactobacilii sunt deosebit de valoroși pentru sănătatea femeilor: mediul acid al membranelor mucoase ale sistemului reproducător nu permite dezvoltarea vaginozei bacteriene.

Sfat! Biologii spun că sistemul imunitar începe în intestin. Capacitatea organismului de a rezista bacteriilor dăunătoare depinde de starea tractului. Mentine tractul digestiv normal, iar atunci nu doar absorbtia alimentelor se va imbunatati, dar va creste si apararea organismului.

Enterococi

Habitatul enterococilor este intestinul subțire. Ele blochează reproducerea microorganismelor patogene, ajută la digerarea zaharozei.

Revista Polzateevo a aflat că există un grup intermediar de bacterii - condiționat patogene. Într-o stare, ele sunt benefice și, atunci când orice condiții se schimbă, devin dăunătoare. Acestea includ enterococii. Stafilococii care trăiesc pe piele au, de asemenea, un efect dublu: protejează tegumentul de microbii dăunători, dar ei înșiși sunt capabili să intre în rană și să provoace un proces patologic.

E. coli provoacă adesea asocieri negative, dar numai unele specii din acest grup aduc rău. Majoritatea Escherichia coli au un efect benefic asupra tractului.

Aceste microorganisme sintetizează o serie de vitamine B: acid folic și nicotinic, tiamină, riboflavină. Un efect indirect al unei astfel de sinteze este o îmbunătățire a compoziției sângelui.

Ce bacterii sunt dăunătoare

Bacteriile dăunătoare sunt mai cunoscute decât cele benefice, deoarece reprezintă o amenințare directă. Mulți oameni cunosc pericolele salmonelei, bacilului ciumei și vibrio cholerae.

Cele mai periculoase bacterii pentru oameni:

1. Bacilul tetanos: trăiește pe piele și poate provoca tetanos, spasme musculare și probleme respiratorii.
2. Batul de botulism. Dacă mănânci un produs stricat cu acest agent patogen, poți câștiga o otrăvire mortală. Botulismul se dezvoltă adesea în cârnații și peștele expirați.
3. Staphylococcus aureus poate provoca mai multe afecțiuni în organism deodată, este rezistent la multe antibiotice și se adaptează incredibil de rapid la medicamente, devenind insensibil la acestea.
4. Salmonella este cauza infecțiilor intestinale acute, inclusiv o boală foarte periculoasă - febra tifoidă.

Prevenirea disbacteriozei

Viața într-un mediu urban cu ecologie și nutriție precară crește semnificativ riscul de disbacterioză - un dezechilibru al bacteriilor din corpul uman. Cel mai adesea, intestinele suferă de disbacterioză, mai rar mucoasele. Semne ale lipsei de bacterii benefice: formarea de gaze, balonare, dureri abdominale, scaun deranjat. Dacă începeți boala, se pot dezvolta deficit de vitamine, anemie, miros neplăcut al membranelor mucoase ale sistemului reproducător, scădere în greutate și defecte ale pielii.

Disbacterioza se dezvoltă cu ușurință în condițiile de a lua medicamente antibiotice. Pentru refacerea microbiotei se prescriu probiotice - formulări cu organisme vii și prebiotice - preparate cu substanțe care stimulează dezvoltarea acestora. Băuturile din lapte fermentat care conțin bifidus vii și lactobacili sunt de asemenea considerate utile.

Pe lângă terapie, microbiota benefică răspunde bine zilelor de post, mâncând fructe și legume proaspete și cereale integrale.

Rolul bacteriilor în natură

Regatul bacteriilor este unul dintre cele mai numeroase de pe planetă. Aceste creaturi microscopice aduc beneficii și daune nu numai oamenilor, ci și tuturor celorlalte specii, oferă multe procese în natură. Bacteriile se găsesc în aer și în sol. Azotobacterii sunt locuitori foarte utili ai solului, care sintetizează azotul din aer, transformându-l în ioni de amoniu. În această formă, elementul este ușor absorbit de plante. Aceleași microorganisme curăță solurile de metale grele și le umplu cu substanțe biologic active.

Nu vă fie teamă de bacterii: corpul nostru este atât de aranjat încât nu poate funcționa normal fără acești minusculi muncitori. Dacă numărul lor este normal, atunci funcțiile imunitare, digestive și o serie de alte funcții ale corpului vor fi în regulă.

BACTERII
un grup extins de microorganisme unicelulare caracterizat prin absența unui nucleu celular înconjurat de o membrană. În același timp, materialul genetic al unei bacterii (acid dezoxiribonucleic sau ADN) ocupă un loc destul de definit în celulă - o zonă numită nucleoid. Organismele cu o astfel de structură de celule sunt numite procariote ("pre-nucleare"), spre deosebire de toate celelalte - eucariote ("nuclear adevărat"), al căror ADN este situat în nucleu înconjurat de o înveliș. Bacteriile, considerate cândva plante microscopice, sunt acum clasificate ca un regat separat, Monera, unul dintre cinci din sistemul actual de clasificare, alături de plante, animale, ciuperci și protisti.

dovezi fosile. Bacteriile sunt probabil cel mai vechi grup cunoscut de organisme. Structuri de piatră stratificată - stromatolite - datate în unele cazuri de la începutul Arheozoicului (Arheic), adică. care a apărut acum 3,5 miliarde de ani - rezultatul activității vitale a bacteriilor, de obicei fotosintetice, așa-numitele. Algă verde-albăstruie. Structuri similare (filme bacteriene impregnate cu carbonați) se formează în continuare, în principal în largul coastei Australiei, Bahamas, în Golful California și Persic, dar sunt relativ rare și nu ating dimensiuni mari, deoarece organismele erbivore, precum gasteropodele, hrănește-te cu ele. Astăzi, stromatoliții cresc mai ales acolo unde aceste animale sunt absente din cauza salinității ridicate a apei sau din alte motive, dar înainte de apariția formelor erbivore în cursul evoluției, aceștia puteau atinge dimensiuni enorme, constituind un element esențial al apelor oceanice de mică adâncime. , comparabil cu recifele de corali moderne. În unele roci antice au fost găsite sfere minuscule carbonizate, despre care se crede că sunt, de asemenea, rămășițe de bacterii. Primul nuclear, adică celulele eucariote au evoluat din bacterii cu aproximativ 1,4 miliarde de ani în urmă.
Ecologie. Există multe bacterii în sol, pe fundul lacurilor și oceanelor - peste tot unde se acumulează materia organică. Ei trăiesc la frig, când termometrul este puțin peste zero, și în izvoare fierbinți acide cu temperaturi peste 90 ° C. Unele bacterii tolerează salinitatea foarte mare a mediului; în special, sunt singurele organisme găsite în Marea Moartă. În atmosferă, sunt prezenți în picături de apă, iar abundența lor acolo se corelează de obicei cu praful aerului. Deci, în orașe, apa de ploaie conține mult mai multe bacterii decât în ​​zonele rurale. Sunt puțini dintre ei în aerul rece al zonelor muntoase și al regiunilor polare; cu toate acestea, se găsesc chiar și în stratul inferior al stratosferei, la o altitudine de 8 km. Tubul digestiv al animalelor este dens populat cu bacterii (de obicei inofensive). Experimentele au arătat că nu sunt necesare vieții majorității speciilor, deși pot sintetiza unele vitamine. Cu toate acestea, la rumegătoare (vaci, antilope, oi) și multe termite, acestea sunt implicate în digestia alimentelor din plante. In plus, sistemul imunitar al unui animal crescut in conditii sterile nu se dezvolta normal din cauza lipsei de stimulare de catre bacterii. „Flora” bacteriană normală a intestinului este, de asemenea, importantă pentru suprimarea microorganismelor dăunătoare care intră acolo.

STRUCTURA SI VIATA BACTERIILOR

Bacteriile sunt mult mai mici decât celulele plantelor și animalelor pluricelulare. Grosimea lor este de obicei de 0,5-2,0 microni, iar lungimea lor este de 1,0-8,0 microni. Unele forme abia dacă pot fi văzute cu rezoluția microscoapelor cu lumină standard (aproximativ 0,3 µm), dar sunt cunoscute și specii cu o lungime mai mare de 10 µm și o lățime care depășește, de asemenea, aceste limite, precum și un număr de bacterii foarte subțiri. poate depăși 50 µm lungime. Un sfert de milion de reprezentanți de talie medie ai acestui regat vor încăpea pe suprafața corespunzătoare punctului fixat cu creionul.
Structura. După particularitățile morfologiei, se disting următoarele grupe de bacterii: coci (mai mult sau mai puțin sferici), bacili (tije sau cilindri cu capete rotunjite), spirilla (spirale rigide) și spirochete (forme subțiri și flexibile asemănătoare părului). Unii autori tind să combine ultimele două grupuri într-unul singur - spirilla. Procariotele diferă de eucariote în principal prin absența unui nucleu bine format și prin prezența, într-un caz tipic, a unui singur cromozom - o moleculă circulară de ADN foarte lungă atașată într-un punct de membrana celulară. Procariotele nu au, de asemenea, organele intracelulare legate de membrană numite mitocondrii și cloroplaste. La eucariote, mitocondriile produc energie în timpul respirației, iar fotosinteza are loc în cloroplaste (vezi și CELULA). La procariote, întreaga celulă (și în primul rând membrana celulară) preia funcția mitocondriilor, iar în formele fotosintetice, în același timp, cloroplastul. La fel ca eucariotele, în interiorul bacteriei se află mici structuri nucleoproteice - ribozomi necesari sintezei proteinelor, dar nu sunt asociați cu nicio membrană. Cu foarte puține excepții, bacteriile nu sunt capabile să sintetizeze steroli, componente esențiale ale membranelor celulare eucariote. În afara membranei celulare, majoritatea bacteriilor sunt căptușite cu un perete celular, care amintește oarecum de peretele de celuloză al celulelor vegetale, dar constând din alți polimeri (aceștia includ nu numai carbohidrați, ci și aminoacizi și substanțe specifice bacteriilor). Acest înveliș previne spargerea celulei bacteriene atunci când apa intră în ea din cauza osmozei. Pe partea de sus a peretelui celular este adesea o capsulă protectoare a mucoasei. Multe bacterii sunt echipate cu flageli, cu care înoată activ. Flagelii bacterieni sunt mai simpli și oarecum diferiți decât structurile eucariote similare.

CELULA BACTERIANĂ „TIPICĂ”.și structurile sale principale.

Funcții senzoriale și comportament. Multe bacterii au receptori chimici care detectează modificări ale acidității mediului și ale concentrației diferitelor substanțe, precum zaharuri, aminoacizi, oxigen și dioxid de carbon. Fiecare substanță are propriul său tip de astfel de receptori „gustului”, iar pierderea unuia dintre ei ca urmare a mutației duce la „orbirea gustului” parțială. Multe bacterii mobile răspund, de asemenea, la fluctuațiile de temperatură, iar speciile fotosintetice la schimbările de lumină. Unele bacterii percep direcția liniilor câmpului magnetic, inclusiv câmpul magnetic al Pământului, cu ajutorul particulelor de magnetit (minereu magnetic de fier - Fe3O4) prezente în celulele lor. În apă, bacteriile folosesc această capacitate de a înota de-a lungul liniilor de forță în căutarea unui mediu favorabil. Reflexele condiționate ale bacteriilor sunt necunoscute, dar au un anumit tip de memorie primitivă. În timpul înotului, ei compară intensitatea percepută a stimulului cu valoarea sa anterioară, de exemplu. stabiliți dacă a devenit mai mare sau mai mic și, pe baza acesteia, mențineți direcția de mișcare sau schimbați-o.
Reproducere și genetică. Bacteriile se reproduc asexuat: ADN-ul din celula lor este replicat (dublat), celula se împarte în două, iar fiecare celulă fiică primește o copie a ADN-ului părintelui. ADN-ul bacterian poate fi, de asemenea, transferat între celulele care nu se divizează. În același timp, fuziunea lor (ca la eucariote) nu are loc, numărul de indivizi nu crește și, de obicei, doar o mică parte a genomului (setul complet de gene) este transferată într-o altă celulă, spre deosebire de celulă. proces sexual „real”, în care descendentul primește un set complet de gene de la fiecare părinte. Un astfel de transfer de ADN poate fi efectuat în trei moduri. În timpul transformării, bacteria absoarbe ADN-ul „gol” din mediu, care a ajuns acolo în timpul distrugerii altor bacterii sau „alunecat” în mod deliberat de către experimentator. Procesul se numește transformare, deoarece în primele etape ale studiului său, atenția principală a fost acordată transformării (transformarii) în acest mod a organismelor inofensive în cele virulente. Fragmente de ADN pot fi, de asemenea, transferate de la bacterii la bacterii de către viruși speciali - bacteriofagi. Aceasta se numește transducție. Există și un proces care seamănă cu fertilizarea și se numește conjugare: bacteriile sunt legate între ele prin excrescențe tubulare temporare (fimbria copulatoare), prin care ADN-ul trece de la celula „masculă” la cea „feminină”. Uneori, bacteriile conțin cromozomi în plus foarte mici - plasmide, care pot fi, de asemenea, transferați de la individ la individ. Dacă în același timp plasmidele conțin gene care provoacă rezistență la antibiotice, ele vorbesc de rezistență infecțioasă. Este important din punct de vedere medical, deoarece se poate răspândi între diferite specii și chiar genuri de bacterii, în urma cărora întreaga floră bacteriană, să zicem intestinele, devine rezistentă la acțiunea anumitor medicamente.

METABOLISM

Parțial datorită dimensiunii mici a bacteriilor, intensitatea metabolismului lor este mult mai mare decât cea a eucariotelor. În cele mai favorabile condiții, unele bacterii își pot dubla masa și abundența totală aproximativ la fiecare 20 de minute. Acest lucru se datorează faptului că unele dintre cele mai importante sisteme enzimatice ale acestora funcționează la o viteză foarte mare. Deci, un iepure are nevoie de câteva minute pentru a sintetiza o moleculă de proteină, iar bacteriile - secunde. Cu toate acestea, în mediul natural, de exemplu, în sol, majoritatea bacteriilor sunt „la dietă de foame”, așa că dacă celulele lor se divid, atunci nu la fiecare 20 de minute, ci la câteva zile.
Alimente. Bacteriile sunt autotrofe și heterotrofe. Autotrofii („auto-hrănire”) nu au nevoie de substanțe produse de alte organisme. Ei folosesc dioxid de carbon (CO2) ca principală sau unică sursă de carbon. Inclusiv CO2 și alte substanțe anorganice, în special amoniacul (NH3), nitrații (NO-3) și diferiți compuși ai sulfului, în reacții chimice complexe, ei sintetizează toți produsele biochimice de care au nevoie. Heterotrofii („se hrănesc cu alții”) folosesc ca sursă principală de carbon (unele specii au nevoie și de CO2) substanțe organice (conținând carbon) sintetizate de alte organisme, în special zaharuri. Oxidați, acești compuși furnizează energie și molecule necesare creșterii și activității vitale a celulelor. În acest sens, bacteriile heterotrofe, care includ marea majoritate a procariotelor, sunt asemănătoare oamenilor.
surse principale de energie. Dacă pentru formarea (sinteza) componentelor celulare se folosește în principal energia luminoasă (fotoni), atunci procesul se numește fotosinteză, iar speciile capabile de aceasta se numesc fototrofe. Bacteriile fototrofe sunt împărțite în fotoheterotrofe și fotoautotrofe, în funcție de ce compuși – organici sau anorganici – servesc ca sursă principală de carbon. Cianobacteriile fotoautotrofe (algele albastre-verzi), precum plantele verzi, descompun moleculele de apă (H2O) folosind energia luminii. Aceasta eliberează oxigen liber (1/2O2) și produce hidrogen (2H+), despre care se poate spune că transformă dioxidul de carbon (CO2) în carbohidrați. În bacteriile cu sulf verde și violet, energia luminoasă nu este folosită pentru a descompune apa, ci alte molecule anorganice, cum ar fi hidrogenul sulfurat (H2S). Ca urmare, se produce și hidrogen, reducând dioxidul de carbon, dar oxigenul nu este eliberat. O astfel de fotosinteză se numește anoxigenă. Bacteriile fotoheterotrofe, cum ar fi bacteriile violete fără sulf, folosesc energia luminoasă pentru a produce hidrogen din substanțe organice, în special izopropanol, dar H2 gazos poate servi și ca sursă. Dacă principala sursă de energie din celulă este oxidarea substanțelor chimice, bacteriile sunt numite chimioheterotrofe sau chemoautotrofe, în funcție de care molecule servesc ca sursă principală de carbon - organic sau anorganic. În primul, substanțele organice furnizează atât energie, cât și carbon. Chemoautotrofei obțin energie din oxidarea substanțelor anorganice, precum hidrogenul (la apă: 2H4 + O2 la 2H2O), fierul (Fe2+ la Fe3+) sau sulful (2S + 3O2 + 2H2O la 2SO42- + 4H+) și carbonul din CO2. Aceste organisme sunt numite și chemolitotrofe, subliniind astfel că se „hrănesc” cu roci.
Suflare. Respirația celulară este procesul de eliberare a energiei chimice stocate în moleculele „alimentului” pentru utilizarea ulterioară a acesteia în reacții vitale. Respirația poate fi aerobă și anaerobă. În primul caz, are nevoie de oxigen. Este necesar pentru munca așa-zisului. sistem de transport de electroni: electronii se deplasează de la o moleculă la alta (se eliberează energie) și în cele din urmă se atașează de oxigen împreună cu ionii de hidrogen - se formează apa. Organismele anaerobe nu au nevoie de oxigen, iar pentru unele specii din acest grup este chiar otrăvitoare. Electronii eliberați în timpul respirației sunt atașați de alți acceptori anorganici, cum ar fi nitrat, sulfat sau carbonat, sau (într-una dintre formele unei astfel de respirații - fermentație) la o anumită moleculă organică, în special la glucoză. Vezi și METABOLISM.

CLASIFICARE

În majoritatea organismelor, o specie este considerată a fi un grup de indivizi izolat din punct de vedere reproductiv. Într-un sens larg, aceasta înseamnă că reprezentanții unei anumite specii pot produce descendenți fertili, împerechendu-se numai cu propriul lor soi, dar nu și cu indivizii altor specii. Astfel, genele unei anumite specii, de regulă, nu depășesc limitele acesteia. Cu toate acestea, în bacterii, genele pot fi schimbate între indivizi nu numai de specii diferite, ci și de genuri diferite, așa că nu este în întregime clar dacă este legitim să se aplice aici conceptele uzuale de origine evolutivă și rudenie. În legătură cu aceasta și alte dificultăți, nu există încă o clasificare general acceptată a bacteriilor. Mai jos este una dintre variantele sale utilizate pe scară largă.
REGATUL MONEREI

Phylum Gracilicutes (bacterii Gram-negative cu pereți subțiri)

Clasa Scotobacterii (forme nefotosintetice, de exemplu mixobacterii) Clasa Anoxifotobacterie (forme fotosintetice cu eliberare de oxigen, de exemplu bacterii cu sulf violet) Clasa Oxifotobacterii (forme fotosintetice cu eliberare de oxigen, de exemplu cianobacteriile)

Phylum Firmicutes (bacterii Gram pozitive cu pereți groși)

Clasa Firmibacteria (forme cu celule dure, cum ar fi clostridiile)
Clasa Talobacterii (forme ramificate, de exemplu actinomicete)

Filul Tenericutes (bacteriile gram-negative fără perete celular)

Clasa Mollicutes (forme de celule moi, de exemplu micoplasme)

Tip Mendosicutes (bacterii cu perete celular defect)

Clasa Archaebacterii (forme antice, de exemplu, formatori de metan)

Domenii. Studii biochimice recente au arătat că toate procariotele sunt clar împărțite în două categorii: un grup mic de arhebacterii (Archaebacteria - „bacterii antice”) și toate celelalte, numite eubacterii (Eubacteria - „bacteriile adevărate”). Se crede că arheobacterii sunt mai primitive decât eubacterii și mai aproape de strămoșul comun al procariotelor și eucariotelor. Ele diferă de alte bacterii în mai multe moduri semnificative, inclusiv compoziția moleculelor de ARN ribozomal (pRNA) implicate în sinteza proteinelor, structura chimică a lipidelor (substanțe asemănătoare grăsimilor) și prezența altor substanțe în peretele celular. a polimerului protein-carbohidrat mureina. În sistemul de clasificare de mai sus, arhebacteriile sunt considerate a fi doar unul dintre tipurile aceluiași regn care include toate eubacteriile. Cu toate acestea, potrivit unor biologi, diferențele dintre arhebacterii și eubacterii sunt atât de profunde încât este mai corect să considerăm arheobacterii din Monera ca un sub-regn separat. Recent, a apărut o propunere și mai radicală. Analiza moleculară a relevat diferențe atât de semnificative în structura genelor între aceste două grupuri de procariote, încât unii consideră prezența lor în același regn de organisme ca fiind ilogică. În acest sens, s-a propus crearea unei categorii taxonomice (taxon) de rang și mai înalt, numind-o domeniu, și împărțirea tuturor viețuitoarelor în trei domenii - Eucarya (eucariote), Archaea (arhebacterii) și Bacteria (eubacterii actuale). ).

ECOLOGIE

Cele mai importante două funcții ecologice ale bacteriilor sunt fixarea azotului și mineralizarea reziduurilor organice.
Fixarea azotului. Legarea azotului molecular (N2) pentru a forma amoniac (NH3) se numește fixare a azotului, iar oxidarea acestuia din urmă la nitriți (NO-2) și nitrat (NO-3) se numește nitrificare. Acestea sunt procese vitale pentru biosferă, deoarece plantele au nevoie de azot, dar nu pot decât să-și asimileze formele legate. În prezent, aproximativ 90% (aproximativ 90 de milioane de tone) din cantitatea anuală de astfel de azot „fix” este furnizată de bacterii. Restul este produs de uzine chimice sau are loc în timpul descărcărilor fulgerelor. Azotul din aer, care este de cca. 80% din atmosferă, asociată în principal cu genul gram-negativ Rhizobium (Rhizobium) și cianobacteriile. Speciile Rhizobium simbioză cu aproximativ 14.000 de specii de plante leguminoase (familia Leguminosae), care includ, de exemplu, trifoi, lucernă, soia și mazăre. Aceste bacterii trăiesc în așa-numita. noduli - umflaturi care se formeaza pe radacini in prezenta lor. Bacteriile primesc materie organică (nutriție) de la plantă și, în schimb, furnizează gazdei cu azot legat. Timp de un an, se fixează astfel până la 225 kg de azot la hectar. Plantele non-leguminoase, cum ar fi arinul, intră, de asemenea, în simbioză cu alte bacterii fixatoare de azot. Cianobacteriile fotosintetizează ca plantele verzi, eliberând oxigen. Multe dintre ele sunt, de asemenea, capabile să fixeze azotul atmosferic, care este apoi preluat de plante și în cele din urmă de animale. Aceste procariote servesc ca o sursă importantă de azot fix în sol în general și în câmpurile de orez din Est în special, precum și principalul furnizor pentru ecosistemele oceanice.
Mineralizare. Acesta este numele dat descompunerii reziduurilor organice în dioxid de carbon (CO2), apă (H2O) și săruri minerale. Din punct de vedere chimic, acest proces este echivalent cu arderea, deci necesită o cantitate mare de oxigen. Stratul superior de sol conține de la 100.000 la 1 miliard de bacterii per 1 g, adică. aproximativ 2 tone la hectar. De obicei, toate reziduurile organice, odata ajunse in pamant, sunt oxidate rapid de bacterii si ciuperci. Mai rezistentă la descompunere este o substanță organică maronie numită acid humic, care se formează în principal din lignina conținută în lemn. Se acumulează în sol și își îmbunătățește proprietățile.

BACTERII ȘI INDUSTRIE

Având în vedere varietatea reacțiilor chimice catalizate de bacterii, nu este de mirare că acestea sunt utilizate pe scară largă în producție, în unele cazuri încă din cele mai vechi timpuri. Procariotele împărtășesc gloria unor astfel de ajutoare umane microscopice cu ciupercile, în primul rând drojdia, care asigură majoritatea proceselor de fermentație alcoolică, de exemplu, în fabricarea vinului și a berii. Acum că a devenit posibilă introducerea genelor utile în bacterii, determinându-le să sintetizeze substanțe valoroase, precum insulina, utilizarea industrială a acestor laboratoare vii a primit un nou impuls puternic. Vezi și INGINERIA GENETICĂ.
Industria alimentară.În prezent, bacteriile sunt folosite de această industrie în principal pentru producția de brânzeturi, alte produse lactate fermentate și oțet. Principalele reacții chimice aici sunt formarea acizilor. Astfel, atunci când produc oțet, bacteriile din genul Acetobacter oxidează alcoolul etilic conținut în cidru sau alte lichide la acid acetic. Procese similare apar în timpul varzei murate: bacteriile anaerobe fermentează zahărul conținut în frunzele acestei plante până la acid lactic, precum și acid acetic și diverși alcooli.
Leşierea minereurilor. Bacteriile sunt folosite pentru a leși minereurile sărace, de exemplu. transferul din ele într-o soluție de săruri de metale valoroase, în primul rând cupru (Cu) și uraniu (U). Un exemplu este prelucrarea calcopiritei sau piritelor de cupru (CuFeS2). Mulțile din acest minereu sunt udate periodic cu apă care conține bacterii chemolitotrofe din genul Thiobacillus. În cursul activității lor de viață, ei oxidează sulful (S), formând sulfați solubili de cupru și fier: CuFeS2 + 4O2 la CuSO4 + FeSO4. Astfel de tehnologii simplifică foarte mult producția de metale valoroase din minereuri; în principiu, ele sunt echivalente cu procesele care au loc în natură în timpul intemperiilor rocilor.
Reciclarea deșeurilor. Bacteriile servesc și la transformarea deșeurilor, cum ar fi canalizarea, în produse mai puțin periculoase sau chiar utile. Apa uzată este una dintre problemele acute ale omenirii moderne. Mineralizarea lor completă necesită cantități uriașe de oxigen, iar în rezervoarele obișnuite, unde se obișnuiește să se arunce aceste deșeuri, nu mai este suficient să le „neutralizeze”. Soluția constă în aerarea suplimentară a apelor uzate în bazine speciale (aerotancuri): ca urmare, bacteriile mineralizante au suficient oxigen pentru a descompune complet materia organică, iar apa potabilă devine unul dintre produsele finale ale procesului în cazurile cele mai favorabile. Precipitatul insolubil rămas pe parcurs poate fi supus fermentației anaerobe. Pentru ca astfel de stații de tratare a apei să ocupe cât mai puțin spațiu și bani, este necesară o bună cunoaștere a bacteriologiei.
Alte utilizări. Alte domenii importante de aplicare industrială a bacteriilor includ, de exemplu, lobul de in, de exemplu. separarea fibrelor sale de filare de alte părți ale plantei, precum și producția de antibiotice, în special streptomicina (bacteriile din genul Streptomyces).

CONTROLUL BACTERIILOR ÎN INDUSTRIE

Bacteriile nu sunt numai benefice; lupta împotriva reproducerii lor în masă, de exemplu, în produsele alimentare sau în sistemele de apă ale fabricilor de celuloză și hârtie, a devenit un întreg domeniu de activitate. Alimentele sunt stricate de bacterii, ciuperci și propriile enzime de autoliză („autodigestie”), cu excepția cazului în care sunt inactivate prin căldură sau prin alte mijloace. Întrucât principala cauză a deteriorării sunt încă bacteriile, dezvoltarea unor sisteme eficiente de depozitare a alimentelor necesită cunoașterea limitelor de toleranță ale acestor microorganisme. Una dintre cele mai comune tehnologii este pasteurizarea laptelui, care ucide bacteriile care cauzează, de exemplu, tuberculoza și bruceloza. Laptele se ține la 61-63°C timp de 30 de minute sau la 72-73°C doar 15 secunde. Acest lucru nu afectează gustul produsului, dar inactivează bacteriile patogene. De asemenea, vinul, berea și sucurile de fructe pot fi pasteurizate. Beneficiile depozitării alimentelor la rece sunt cunoscute de mult. Temperaturile scăzute nu ucid bacteriile, dar nu le permit să crească și să se înmulțească. Adevărat, la congelare, de exemplu, până la -25 ° C, numărul de bacterii scade după câteva luni, dar un număr mare dintre aceste microorganisme supraviețuiesc în continuare. La temperaturi sub zero, bacteriile continuă să se înmulțească, dar foarte lent. Culturile lor viabile pot fi păstrate aproape la nesfârșit după liofilizare (congelare - uscare) într-un mediu care conține proteine, cum ar fi serul de sânge. Alte metode binecunoscute de conservare a alimentelor includ uscarea (uscarea și afumarea), adăugarea de cantități mari de sare sau zahăr, care este echivalent fiziologic cu deshidratarea și murarea, de exemplu. plasat într-o soluție acidă concentrată. Cu o aciditate a mediului corespunzătoare pH-ului 4 și mai jos, activitatea vitală a bacteriilor este de obicei foarte inhibată sau oprită.

BACTERII ȘI BOLI

STUDIUL BACTERIILOR

Multe bacterii sunt ușor de crescut în așa-numitele. mediu de cultură, care poate include bulion de carne, proteine ​​parțial digerate, săruri, dextroză, sânge integral, serul acestuia și alte componente. Concentrația bacteriilor în astfel de condiții ajunge de obicei la aproximativ un miliard pe centimetru cub, drept urmare mediul devine tulbure. Pentru a studia bacteriile, este necesar să se poată obține culturile lor pure, sau clone, care sunt descendenții unei singure celule. Acest lucru este necesar, de exemplu, pentru a determina ce tip de bacterie a infectat pacientul și la ce antibiotic este sensibil acest tip. Probele microbiologice, cum ar fi tampoanele prelevate din gât sau răni, mostre de sânge, apă sau alte materiale, sunt puternic diluate și aplicate pe suprafața unui mediu semi-solid: colonii rotunjite se dezvoltă din celulele individuale de pe acesta. Agentul de întărire al mediului de cultură este de obicei agar, o polizaharidă obținută din anumite alge marine și aproape indigerabilă de orice tip de bacterie. Mediile de agar sunt folosite sub formă de „frigărui”, adică. suprafețe înclinate formate în eprubete care stau la un unghi mare când mediul de cultură topit se solidifică, sau sub formă de straturi subțiri în vase Petri de sticlă - vase rotunde plate închise cu un capac de aceeași formă, dar puțin mai mare ca diametru. De obicei, într-o zi, celula bacteriană are timp să se înmulțească atât de mult încât formează o colonie care este ușor vizibilă cu ochiul liber. Poate fi transferat într-un alt mediu pentru studii ulterioare. Toate mediile de cultură trebuie să fie sterile înainte ca bacteriile să fie crescute, iar ulterior trebuie luate măsuri pentru a preveni depunerea microorganismelor nedorite pe acestea. Pentru a examina bacteriile crescute în acest fel, se calcinează pe o flacără o buclă de sârmă subțire, atingând-o mai întâi cu o colonie sau frotiu, apoi cu o picătură de apă depusă pe o lamă de sticlă. Distribuind uniform materialul luat în această apă, paharul se usucă și se trece rapid peste flacăra arzătorului de două sau trei ori (partea cu bacterii trebuie răsturnată în sus): ca urmare, microorganismele, fără a fi deteriorate, sunt ferm atașate. la substrat. Pe suprafața preparatului se picura un colorant, apoi paharul se spală în apă și se usucă din nou. Eșantionul poate fi acum vizualizat la microscop. Culturile pure de bacterii sunt identificate în principal după caracteristicile lor biochimice, adică. stabiliți dacă formează gaz sau acizi din anumite zaharuri, dacă sunt capabili să digere proteine ​​(lichefia gelatina), dacă au nevoie de oxigen pentru creștere etc. De asemenea, verifică dacă sunt colorate cu coloranți specifici. Sensibilitatea la anumite medicamente, precum antibioticele, poate fi determinată prin plasarea unor discuri mici de hârtie de filtru îmbibate cu aceste substanțe pe o suprafață inoculată cu bacterii. Dacă orice compus chimic ucide bacteriile, se formează o zonă liberă de ele în jurul discului corespunzător.

Enciclopedia Collier. - Societate deschisă. 2000 .

Bacteriile sunt cele mai mici, cele mai vechi microorganisme invizibile cu ochiul liber. Numai la microscop se poate vedea structura, aspectul și interacțiunea lor unul cu celălalt. Primele microorganisme au avut o structură primitivă, s-au dezvoltat, au mutat, au creat colonii, adaptate unui mediu în schimbare. schimbă aminoacizi între ele, care sunt necesari pentru creștere și dezvoltare.

Tipuri de bacterii

În manualele școlare de biologie există imagini cu diferite tipuri de bacterii care diferă ca formă:

1. Cocii sunt organisme sferice care diferă în aranjarea reciprocă. La microscop, se observă că streptococii reprezintă un lanț de bile, diplococii trăiesc în perechi, stafilococii sunt grupuri de formă arbitrară. O serie de coci provoacă diferite procese inflamatorii atunci când intră în corpul uman (gonococ, stafilococ, streptococ). Nu toți cocii care trăiesc în corpul uman sunt patogeni. Speciile patogene condiționat participă la formarea apărării organismului împotriva influențelor externe și sunt sigure dacă se respectă echilibrul florei.
2. În formă de tijă diferă ca formă, dimensiune și capacitatea de a forma spori. Speciile care formează spori se numesc bacili. Bacilii includ: bacil tetanos, bacil antrax. Sporii sunt formațiuni din interiorul unui microorganism. Sporii sunt insensibili la tratamentul chimic, rezistența lor la influențele externe este cheia conservării speciei. Se știe că sporii sunt distruși la temperatură ridicată (peste 120ºС).

Forme de microbi în formă de tijă:

• cu poli ascuțiți, ca în Fusobacterium, care face parte din microflora normală a tractului respirator superior;
• cu poli îngroșați, asemănător unui buzdugan, ca în Corynebacterium - agentul cauzator al difteriei;
• cu capete rotunjite, cum ar fi Escherichia coli, care este necesar pentru procesul de digestie;
• cu capete drepte, ca antraxul.

Gram(+) și Gram(-)

Microbiologul danez Hans Gram a efectuat un experiment în urmă cu mai bine de 100 de ani, după care toate bacteriile au început să fie clasificate ca gram-pozitive și gram-negative. Organismele gram-pozitive creează o legătură stabilă pe termen lung cu substanța colorantă, care este îmbunătățită prin expunerea la iod. Gram-negative, dimpotrivă, nu sunt sensibile la colorant, coaja lor este ferm protejată.

Microbii gram-negativi includ chlamydia, rickettsia, gram-pozitivii - stafilococi, streptococi, corinebacterii.

Astăzi, în medicină, testul pentru bacteriile gram (+) și gram (-) este utilizat pe scară largă. este una dintre metodele de studiu a membranelor mucoase pentru a determina compoziția microflorei.

Aerobe și anaerobe

Cum trăiesc bacteriile

Biologii definesc bacteriile într-un regn separat, ele sunt diferite de celelalte viețuitoare. Este un organism unicelular fără nucleu în interior. Forma lor poate fi sub formă de minge, con, băț, spirală. Procariotele folosesc flageli pentru a se mișca.

Biofilmul este un oraș al microorganismelor, trece prin mai multe etape de formare:

• Adeziunea sau sorbția este atașarea unui microorganism la o suprafață. De regulă, peliculele se formează la interfața dintre două medii: lichid și aer, lichid și lichid. Etapa inițială este reversibilă și formarea peliculei poate fi prevenită.
• Fixare - Bacteriile secretă polimeri, asigurând fixarea lor puternică, formează o matrice pentru rezistență și protecție.
• Maturare - microbii se unesc, fac schimb de nutrienți, dezvoltă microcolonii.
• Etapa de creștere - există o acumulare de bacterii, fuziunea lor, deplasarea. Numărul de microorganisme este de la 5 la 35%, restul spațiului este ocupat de matricea extracelulară.
• Dispersie - Microorganismele se desprind periodic de pe film, care se ataseaza de alte suprafete si formeaza un biofilm.

Procesele care au loc într-un biofilm sunt diferite de ceea ce se întâmplă cu un microbi care nu este o parte integrantă a coloniei. Coloniile sunt stabile, microbii organizează un sistem unificat de reacții comportamentale, determinând interacțiunea membrilor din interiorul matricei și din exteriorul filmului. Membranele mucoase umane sunt locuite de un număr mare de microorganisme care produc un gel pentru protecție și asigură stabilitatea funcționării organelor. Un exemplu este căptușeala stomacului. Se știe că Helicobacter pylori, care este considerat cauza ulcerului gastric, este prezent la peste 80% dintre persoanele examinate, dar nu toată lumea dezvoltă ulcer peptic. Se presupune că Helicobacter pylori, fiind membri ai coloniei, este implicat în digestie. Capacitatea lor de a provoca rău se manifestă numai după ce sunt create anumite condiții.

Interacțiunea bacteriilor în biofilme este încă puțin înțeleasă. Dar deja astăzi, unii microbi au devenit asistenți umani în efectuarea lucrărilor de restaurare, crescând rezistența acoperirilor. În Europa, producătorii de dezinfectanți oferă tratarea suprafețelor cu soluții bacteriene care conțin microorganisme sigure care împiedică dezvoltarea florei patogene. Bacteriile sunt folosite pentru a crea compuși polimerici, iar în viitor vor genera și energie electrică.