Πού και σε τι χρησιμεύουν οι μικροοργανισμοί; Πώς να εμποδίσετε τα ωφέλιμα βακτήρια να πεθάνουν

Ο κόσμος γύρω μας χτυπά με μια ποικιλία ειδών των κατοίκων του. Σύμφωνα με την τελευταία απογραφή αυτού του «πληθυσμού» της Γης, 6,6 εκατομμύρια είδη ζουν στη στεριά και άλλα 2,2 εκατομμύρια σερφάρουν στα βάθη των ωκεανών. Κάθε ένα από τα είδη είναι ένας κρίκος σε μια ενιαία αλυσίδα του βιοσυστήματος του πλανήτη μας. Από αυτούς, οι μικρότεροι ζωντανοί οργανισμοί είναι τα βακτήρια. Τι κατάφερε να μάθει η ανθρωπότητα για αυτά τα μικροσκοπικά πλάσματα;

Τι είναι τα βακτήρια και πού ζουν

Βακτήρια - είναι μονοκύτταροι οργανισμοί μικροσκοπικού μεγέθους,μια από τις ποικιλίες μικροβίων.

Η επικράτηση τους στη Γη είναι πραγματικά εκπληκτική. Ζουν στους πάγους της Αρκτικής και στον πυθμένα του ωκεανού, σε ανοιχτό χώρο, σε θερμές πηγές - θερμοπίδακες και στις πιο αλμυρές δεξαμενές.

Το συνολικό βάρος αυτών των «γοητευτικών ψίχουλων» που απασχόλησαν το ανθρώπινο σώμα φτάνει τα 2 κιλά! Αυτό συμβαίνει παρά το γεγονός ότι τα μεγέθη τους σπάνια ξεπερνούν τα 0,5 μικρά. Ένας τεράστιος αριθμός βακτηρίων κατοικεί στο σώμα των ζώων, εκτελώντας διάφορες λειτουργίες εκεί.

Ένα ζωντανό ον και τα βακτήρια στο σώμα του επηρεάζουν το ένα την υγεία και την ευημερία του άλλου.Με την εξαφάνιση ενός είδους ζώων, τα βακτήρια που είναι εγγενή μόνο σε αυτά πεθαίνουν.

Κοιτάζοντας την εμφάνισή τους, δεν μπορεί παρά να εκπλαγεί κανείς με την εφευρετικότητα της φύσης. Αυτά τα «γούρια» μπορεί να είναι σε σχήμα ράβδου, σφαιρικά, σπειροειδή και άλλα σχήματα. Εν τα περισσότερα από αυτά είναι άχρωμα,μόνο σπάνια είδη έχουν πράσινο και μοβ χρώμα. Επιπλέον, κατά τη διάρκεια δισεκατομμυρίων ετών, αλλάζουν μόνο εσωτερικά, ενώ η εμφάνισή τους παραμένει αναλλοίωτη.

Ο ανακάλυψης των βακτηρίων

Ο πρώτος εξερευνητής του μικρόκοσμου ήταν ο Ολλανδός φυσιοδίφης Anthony Van Leeuwenhoek.Το όνομά του έγινε διάσημο χάρη στην ενασχόληση στην οποία αφιέρωσε όλο τον ελεύθερο χρόνο του. Του άρεσε η κατασκευή και πέτυχε εκπληκτική επιτυχία σε αυτό το θέμα. Σε αυτόν ανήκει η τιμή της εφεύρεσης του πρώτου μικροσκοπίου. Στην πραγματικότητα, ήταν ένας μικροσκοπικός φακός με διάμετρο μπιζελιού, ο οποίος έδινε μεγέθυνση 200-300 φορές. Ήταν δυνατή η χρήση του μόνο πιέζοντάς το στο μάτι.

Το 1683, ανακάλυψε και περιέγραψε αργότερα «ζωντανά ζώα» που φαίνονται μέσα από έναν φακό σε μια σταγόνα βρόχινου νερού. Τα επόμενα 50 χρόνια, ασχολήθηκε με τη μελέτη διαφόρων μικροοργανισμών, περιγράφοντας περισσότερα από 200 από τα είδη τους. Έστειλε τις παρατηρήσεις του στην Αγγλία, όπου γκριζομάλληδες επιστήμονες με περούκες πούδρας κουνούσαν το κεφάλι τους έκπληκτοι για τις ανακαλύψεις αυτού του άγνωστου αυτοδιδακτικού. Ήταν χάρη στο ταλέντο και την επιμονή του Leeuwenhoek που γεννήθηκε μια νέα επιστήμη - μικροβιολογία.

Γενικές πληροφορίες για τα βακτήρια

Κατά τους περασμένους αιώνες, οι μικροβιολόγοι έχουν μάθει πολλά για τον κόσμο αυτών των μικροσκοπικών πλασμάτων. Αποδείχθηκε ότι βακτήρια, ο πλανήτης μας οφείλει τη γέννηση πολυκύτταρων μορφών ζωής.Παίζουν σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της κυκλοφορίας των ουσιών στη Γη. Γενιές ανθρώπων αντικαθιστούν η μία την άλλη, τα φυτά πεθαίνουν, τα οικιακά απορρίμματα και τα απαρχαιωμένα κελύφη διαφόρων πλασμάτων συσσωρεύονται - όλα αυτά απορρίπτονται και αποσυντίθενται με τη βοήθεια βακτηρίων στη διαδικασία της αποσύνθεσης. Και οι χημικές ενώσεις που προκύπτουν επιστρέφουν στο περιβάλλον.

Και πώς συνυπάρχουν η ανθρωπότητα και ο κόσμος των βακτηρίων; Ας κάνουμε μια επιφύλαξη ότι υπάρχουν «κακά και καλά» βακτήρια. Τα «κακά» βακτήρια ευθύνονται για την εξάπλωση ενός τεράστιου αριθμού ασθενειών, που κυμαίνονται από πανώλη και χολέρα έως συνηθισμένο κοκκύτη και δυσεντερία. Εισέρχονται στο σώμα μας με αερομεταφερόμενα σταγονίδια, μαζί με τροφή, νερό και μέσω του δέρματος. Αυτοί οι ύπουλοι συνταξιδιώτες μπορούν να ζουν σε διάφορα όργανα και ενώ η ανοσία μας τα αντιμετωπίζει, δεν εκδηλώνονται με κανέναν τρόπο. Η ταχύτητα αναπαραγωγής τους είναι εκπληκτική. Κάθε 20 λεπτά ο αριθμός τους διπλασιάζεται. Αυτό σημαίνει ότι ένα μόνο παθογόνο μικρόβιο, σε 12 ώρες δημιουργεί έναν στρατό πολλών εκατομμυρίωντα ίδια βακτήρια που επιτίθενται στο σώμα.

Υπάρχει ένας άλλος κίνδυνος από τα βακτήρια. Αυτοί προκαλέσει δηλητηρίασηάτομα που καταναλώνουν αλλοιωμένα τρόφιμα - κονσέρβες, λουκάνικα κ.λπ.

Ήττα σε έναν νικηφόρο πόλεμο

Η μεγάλη ανακάλυψη στον αγώνα κατά των παθογόνων βακτηρίων ήταν ανακάλυψη της πενικιλίνης το 1928- το πρώτο αντιβιοτικό στον κόσμο. Αυτή η κατηγορία ουσιών είναι σε θέση να αναστέλλει την ανάπτυξη και την αναπαραγωγή βακτηρίων. Οι πρώτες επιτυχίες στη χρήση αντιβιοτικών ήταν τεράστιες. Ήταν δυνατό να θεραπεύσουμε ασθένειες που προηγουμένως κατέληγαν σε θάνατο. Ωστόσο, τα βακτήρια έχουν δείξει απίστευτη προσαρμοστικότητα και την ικανότητα να μεταλλάσσονται με τέτοιο τρόπο που τα διαθέσιμα αντιβιοτικά ήταν αβοήθητα στην καταπολέμηση ακόμη και των πιο απλών λοιμώξεων. Αυτό η ικανότητα των βακτηρίων να μεταλλάσσονται έχει γίνει πραγματική απειλή για την ανθρώπινη υγείακαι οδήγησε σε ανίατες λοιμώξεις (που προκαλούνται από υπερμικροβίους).

Τα βακτήρια ως σύμμαχοι και φίλοι της ανθρωπότητας

Τώρα ας μιλήσουμε για τα «καλά» βακτήρια. Η εξέλιξη των ζώων και των βακτηρίων συνέβη παράλληλα. Η δομή και οι λειτουργίες των ζωντανών οργανισμών σταδιακά έγιναν πιο περίπλοκες. "Δεν κοιμήθηκα" και βακτήρια. Τα ζώα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, γίνονται το σπίτι τους. Εγκαθίστανται στο στόμα, στο δέρμα, στο στομάχι και σε άλλα όργανα.

Τα περισσότερα από αυτά είναι εξαιρετικά χρήσιμα γιατί βοηθά στην πέψη των τροφών, συμμετέχει στη σύνθεση ορισμένων βιταμινώνκαι μας προστατεύει ακόμη και από τους αντίστοιχους που προκαλούν ασθένειες. Η ακατάλληλη διατροφή, το άγχος και η αλόγιστη χρήση αντιβιοτικών μπορεί να προκαλέσουν διαταραχή της μικροχλωρίδας, η οποία αναγκαστικά επηρεάζει την ευημερία του ατόμου.

Είναι ενδιαφέρον, τα βακτήρια ευαίσθητο στις γευστικές προτιμήσεις των ανθρώπων.

Στους Αμερικανούς που καταναλώνουν παραδοσιακά τρόφιμα με πολλές θερμίδες (φαστ φουντ, χάμπουργκερ), τα βακτήρια είναι σε θέση να αφομοιώσουν τροφές με υψηλή περιεκτικότητα σε λίπος. Και σε ορισμένους Ιάπωνες, τα εντερικά βακτήρια είναι προσαρμοσμένα να αφομοιώνουν τα φύκια.

Ο ρόλος των βακτηρίων στην ανθρώπινη οικονομική δραστηριότητα

Η χρήση των βακτηρίων ξεκίνησε πριν ακόμη η ανθρωπότητα μάθει για την ύπαρξή τους. Από τα αρχαία χρόνια, οι άνθρωποι έφτιαχναν κρασί, ζύμωσαν λαχανικά, γνώριζαν τις συνταγές παρασκευής κεφίρ, πηγμένο γάλα και κουμίς, παρήγαγαν τυρί κότατζ και τυριά.

Πολύ αργότερα, διαπιστώθηκε ότι σε όλες αυτές τις διαδικασίες εμπλέκονται μικροσκοπικοί βοηθοί της φύσης, τα βακτήρια.

Καθώς η γνώση γι' αυτά εμβαθύνθηκε, η εφαρμογή τους διευρύνθηκε. «Εκπαιδεύτηκαν» να καταπολεμούν τα παράσιτα των φυτών και να εμπλουτίζουν το έδαφος με άζωτο, να εμπλουτίζουν τις πράσινες χορτονομές και να καθαρίζουν τα λύματα, στα οποία κυριολεκτικά καταβροχθίζουν διάφορα οργανικά υπολείμματα.

Αντί επιλόγου

Άρα, ο άνθρωπος και οι μικροοργανισμοί είναι αλληλένδετα μέρη ενός ενιαίου φυσικού οικοσυστήματος. Ανάμεσά τους, μαζί με τον ανταγωνισμό στον αγώνα για ζωτικό χώρο, υπάρχει αμοιβαία επωφελής συνεργασία (συμβίωση).

Για να υπερασπιστούμε τους εαυτούς μας ως είδος, πρέπει να προστατεύσουμε το σώμα μας από την εισβολή παθογόνων βακτηρίων και επίσης να είμαστε εξαιρετικά προσεκτικοί στη χρήση αντιβιοτικών.

Ταυτόχρονα, οι μικροβιολόγοι εργάζονται για να επεκτείνουν το εύρος των βακτηρίων. Ένα παράδειγμα είναι το έργο δημιουργίας φωτοευαίσθητων βακτηρίων και η εφαρμογή τους στην παραγωγή βιολογικής κυτταρίνης. Υπό την επίδραση του φωτός, η παραγωγή αρχίζει και όταν απενεργοποιηθεί, η παραγωγή σταματά.

Οι διοργανωτές του έργου είναι βέβαιοι ότι τα όργανα που δημιουργούνται από αυτό το φυσικό βιολογικό υλικό δεν θα απορριφθούν στο σώμα. Η προτεινόμενη τεχνική ανοίγει εκπληκτικές ευκαιρίες στον κόσμο στη δημιουργία ιατρικών εμφυτευμάτων.

Αν αυτό το μήνυμα σας ήταν χρήσιμο, θα χαρώ να σας δω

Άρθρο για τον διαγωνισμό "bio/mol/text":Υπάρχουν φάρμακα που δεν προκαλούν παρενέργειες και επιπλοκές, είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικά και ασφαλή; Πιο κοντά σε αυτά τα ιδανικά χαρακτηριστικά σέρνονταν προβιοτικά σκευάσματα(από ζωντανούς μικροοργανισμούς - ανθρώπινα συμβιώματα) και βακτηριοφάγους(ιοί βακτηρίων). Όταν εισάγονται στο ανθρώπινο σώμα, μπαίνουν σε έναν αγώνα ύπαρξης με παθογόνα μολυσματικών ασθενειών ή, στην περίπτωση των βακτηριοφάγων, τα αποσυνθέτουν από μέσα με αντάρτικο τρόπο. Τα προβιοτικά και οι φάγοι με διαφορετική εξειδίκευση επηρεάζουν τα παθογόνα βακτήρια, όλες οι διεργασίες αναπτύσσονται εντός της μικροβιοκένωσης μιας συγκεκριμένης περιοχής του ανθρώπινου σώματος και στοχεύουν στη διατήρηση του οικοτόπου, με άλλα λόγια, στη διατήρηση της ομοιόστασης. Τα προβιοτικά και οι φάγοι χρησιμοποιούνται συνήθως χωριστά, αλλά η συνδυασμένη χρήση τους μπορεί να είναι πολλά υποσχόμενη.

Σημείωση!

Χορηγός της υποψηφιότητας «Το καλύτερο άρθρο για τους μηχανισμούς γήρανσης και μακροζωίας» είναι το Science for Life Extension Foundation. Χορηγός του Βραβείου Επιλογής Κοινού ήταν η Helicon.

Χορηγοί διαγωνισμού: 3D Bioprinting Solutions Laboratory for Biotechnology Research and Visual Science Studio for Scientific Graphics, Animation and Modeling.

Η σφήνα είναι νοκ άουτ με σφήνα.

λαϊκή σοφία

Βιοτεχνολογία – ιατρική

Στη σύγχρονη ιατρική πρακτική, χρησιμοποιείται ένας μεγάλος αριθμός κεφαλαίων που λαμβάνονται μέσω της ζωτικής δραστηριότητας των μικροοργανισμών. Αυτά περιλαμβάνουν βιταμίνες, ένζυμα, γενετικά τροποποιημένες ορμόνες και ιντερφερόνες, υποκατάστατα αίματος και, φυσικά, αντιβιοτικά. Στην πραγματικότητα, ακόμη και το ιατρικό αλκοόλ - αυτό το καθολικό αντισηπτικό, λαϊκό αναλγητικό και αντικαταθλιπτικό - είναι προϊόν του ζυμωτικού μεταβολισμού των μυκήτων ζύμης. Παραδοσιακά και νέα εξαιρετικά αποτελεσματικά, διαφορετικά σε δομή και μηχανισμό δράσης, φυσικά και χημικά τροποποιημένα φάρμακα, στη δημιουργία των οποίων συμμετείχαν μικροοργανισμοί, χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία διαφόρων ασθενειών.

Όταν η θεραπεία είναι χειρότερη από την ασθένεια

Στην πρακτική της χρήσης φαρμάκων, ο γιατρός πρέπει να αντιμετωπίσει τις λεγόμενες παρενέργειες που μπορεί να αναπτυχθούν μαζί με την κύρια επίδραση του φαρμάκου και να περιορίσουν τις δυνατότητες χρήσης του. Ανεπιθύμητες ενέργειες εμφανίζονται ιδιαίτερα συχνά σε περιπτώσεις χρήσης φαρμάκων που έχουν πολυμερή φαρμακολογική δράση (θυμηθείτε την ίδια αιθυλική αλκοόλη), ενώ ο στόχος της θεραπείας επιτυγχάνεται με τη χρήση μόνο ορισμένων πτυχών της φαρμακοδυναμικής αυτού του φαρμάκου.

Υπό αυτή την έννοια, τα αντιβιοτικά αξίζουν ιδιαίτερης προσοχής, καθώς είναι τα φάρμακα εκλογής για τη θεραπεία των περισσότερων μολυσματικών ασθενειών και η συνταγογράφηση αντιβιοτικών δεν προηγείται πάντα από τις απαραίτητες μικροβιολογικές μελέτες. Υπάρχουν συχνές περιπτώσεις αλόγιστης χρήσης αντιβιοτικών ευρέος φάσματος, παραβιάσεις φαρμακευτικών σχημάτων από ασθενείς, ακόμη και ανεξέλεγκτη αυτοθεραπεία. Και ακόμη και με σωστή χρήση, η αντιβακτηριακή δράση των αντιβιοτικών επεκτείνεται όχι μόνο στην παθογόνο, αλλά και στη φυσιολογική μικροβιακή χλωρίδα του σώματος. Υπό τη δράση των αντιβιοτικών, πεθαίνουν bifidobacteria, γαλακτοβάκιλλοι, συμβιωτικά στελέχη Escherichia coli και άλλα ευεργετικά μικρόβια. Οι άδειες οικολογικές κόγχες κατοικούνται αμέσως από ευκαιριακά βακτήρια και μύκητες (συνήθως ανθεκτικοί στα αντιβιοτικά), που προηγουμένως υπήρχαν στο δέρμα και σε μη στείρες κοιλότητες του σώματος σε μικρές ποσότητες - η αναπαραγωγή τους περιοριζόταν από τη φυσιολογική μικροχλωρίδα. Η αντιβιοτική θεραπεία, για παράδειγμα, μπορεί να προωθήσει τον μετασχηματισμό ειρηνικών σαπροφυτικών μυκήτων που μοιάζουν με ζυμομύκητες candida albicans(Εικ. 1), που ζουν στους βλεννογόνους της στοματικής κοιλότητας, της τραχείας και των εντέρων, σε ταχέως πολλαπλασιαζόμενους μικροοργανισμούς που προκαλούν μια σειρά από τοπικές και γενικές βλάβες.

Εικόνα 1. Μύκητες που μοιάζουν με ζυμομύκητες candida albicansκαι τις συνέπειες της ενεργού αναπαραγωγής τους. ΕΝΑ - Κύτταρα candida albicansκάτω από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. σι - Εκδηλώσεις καντιντίασης. Φωτογραφίες από το velvet.by και το www.medical-enc.ru.

Άλλες παρενέργειες μπορεί να βασίζονται στα μεμονωμένα χαρακτηριστικά της αλληλεπίδρασης του οργανισμού με το αντιβιοτικό: η δυσανεξία στο φάρμακο μπορεί να είναι αλλεργικής ή ψευδοαλλεργικής φύσης, να είναι αποτέλεσμα ζυμωτικής νόσου ή να εμπίπτει στη μυστηριώδη κατηγορία των ιδιοσυγκρασιών (μέχρι τον μηχανισμό η δυσανεξία διευκρινίζεται).

Προβιοτικά αντί για αντιβιοτικά;

Επί του παρόντος, η ιατρική επιστήμη και οι αρχές υγείας σε όλο τον κόσμο αντιμετωπίζουν ένα υπεύθυνο καθήκον - τη δημιουργία αποτελεσματικών αντιβακτηριακών φαρμάκων που προκαλούν τις λιγότερο έντονες παρενέργειες.

Μία από τις πιθανές λύσεις στο πρόβλημα είναι η ανάπτυξη και η ευρεία φαρμακοθεραπευτική χρήση φαρμάκων που βασίζονται σε ζωντανές καλλιέργειες εκπροσώπων της φυσιολογικής μικροχλωρίδας ( προβιοτικά) για τη διόρθωση ανθρώπινων μικροβιοκενώσεων και για τη θεραπεία παθολογικών καταστάσεων. Η χρήση βακτηριακών σκευασμάτων βασίζεται στην κατανόηση του ρόλου της φυσιολογικής μικροχλωρίδας του σώματος στις διαδικασίες που παρέχουν μη ειδική αντίσταση στις λοιμώξεις, στο σχηματισμό της ανοσολογικής απόκρισης, καθώς και στην καθιέρωση του ανταγωνιστικού ρόλου της φυσιολογικής χλωρίδας και συμμετοχή του στη ρύθμιση των μεταβολικών διεργασιών.

Ο ιδρυτής της θεωρίας των προβιοτικών είναι ο I.I. Mechnikov. Πίστευε ότι η διατήρηση της ανθρώπινης υγείας και η παράταση της νεότητας εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από βακτήρια γαλακτικού οξέος που ζουν στα έντερα, ικανά να καταστέλλουν τις διαδικασίες σήψης και το σχηματισμό τοξικών προϊόντων. Το 1903, ο Mechnikov πρότεινε την πρακτική χρήση ανταγωνιστικών μικροβιακών καλλιεργειών για την καταπολέμηση παθογόνων βακτηρίων.

Σύμφωνα με ορισμένες αναφορές, ο όρος "προβιοτικά" εισήχθη από τον Werner Kollat ​​το 1953 και στη συνέχεια έχει ερμηνευτεί επανειλημμένα και διαφορετικά τόσο από επιστήμονες όσο και από ρυθμιστικούς οργανισμούς. Ο Kollat ​​ονόμασε τα προβιοτικά ουσίες απαραίτητες για την ανάπτυξη ενός υγιούς οργανισμού, ένα είδος «προαγωγών ζωής» - σε αντίθεση με τα αντιβιοτικά. Η Lilly και ο Stilwell, στους οποίους συχνά αποδίδεται η εφεύρεση του όρου, συμφώνησαν επίσης με το τέλος αυτής της δήλωσης, αλλά διευκρίνισαν ότι τα προβιοτικά είναι ουσίες που παράγονται από ορισμένους μικροοργανισμούς που διεγείρουν την ανάπτυξη άλλων. Η συντριπτική πλειονότητα των ορισμών περιστράφηκε γύρω από την υιοθέτηση βιώσιμων μικροβίων για τη ρύθμιση της εντερικής μικροχλωρίδας. Σύμφωνα με τη συναινετική ερμηνεία του συμβουλίου εμπειρογνωμόνων του ΠΟΥ και του FAO, Τα προβιοτικά είναι ζωντανοί μικροοργανισμοί που, όταν λαμβάνονται σε επαρκείς ποσότητες, προσφέρουν οφέλη για την υγεία. Σημαντική συμβολή στην ανάπτυξη της σύγχρονης αντίληψης των προβιοτικών είχε ο διάσημος βιοχημικός, διατροφολόγος ζώων Marcel Vanbelle. Τ.Π. Lyons και R.J. Ο Fallon το 1992 αποκάλεσε την εποχή μας «την επερχόμενη εποχή των προβιοτικών» (και δεν έκαναν λάθος, αν κρίνουμε από την απίστευτη αύξηση των πωλήσεών τους - Εκδ.) .

Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά αντιβακτηριακά φάρμακα, τα προβιοτικά έχουν μια σειρά από πλεονεκτήματα: αβλαβή (ωστόσο, όχι για όλες τις διαγνώσεις και όχι για όλους τους ασθενείς - Εκδ.), η απουσία ανεπιθύμητων ενεργειών, αλλεργιών και αρνητικών επιπτώσεων στη φυσιολογική μικροχλωρίδα. Ταυτόχρονα, οι συγγραφείς μιας σειράς μελετών συνδέουν τη χρήση αυτών των βιολογικών σκευασμάτων με έντονο κλινικό αποτέλεσμα στη θεραπεία (θεραπεία) οξειών εντερικών λοιμώξεων. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό των προβιοτικών, σύμφωνα με ορισμένες αναφορές, είναι η ικανότητά τους να ρυθμίζουν τις ανοσολογικές αποκρίσεις, σε ορισμένες περιπτώσεις να έχουν αντιαλλεργική δράση και να ρυθμίζουν την πέψη.

Επί του παρόντος, ένας αριθμός τέτοιων βακτηριακών παρασκευασμάτων χρησιμοποιούνται ευρέως στην ιατρική. Ορισμένα από αυτά περιέχουν βακτήρια που ζουν συνεχώς στο ανθρώπινο σώμα ("Lactobacterin", "Bifidumbacterin", "Colibacterin", "Bifikol"), άλλα αποτελούνται από μικροοργανισμούς που δεν είναι "κάτοικοι" του ανθρώπινου σώματος, αλλά είναι ικανοί να αποικίσουν τους βλεννογόνους για ορισμένο χρόνο ή τις επιφάνειες του τραύματος, δημιουργώντας πάνω τους ένα προστατευτικό βιοφίλμ (Εικ. 2) και παράγοντας ουσίες που είναι επιβλαβείς για τα παθογόνα βακτήρια. Αυτά τα φάρμακα περιλαμβάνουν, ειδικότερα, Biosporin που βασίζεται σε σαπροφυτικά βακτήρια Bacillus subtilisκαι "A-bacterin", που αποτελείται από ζωντανά κύτταρα του πράσινου αερόκοκκου - Aerococcus viridans .

Ευεργετικό μικρόβιο - αερόκοκκος

Μερικοί αεροκόκκοι (Εικόνα 3) ταξινομούνται ως ευκαιριακά μικρόβια επειδή μπορούν να προκαλέσουν ασθένειες σε ζώα (π.χ. χαφκαιμία στους αστακούς) και σε ανοσοκατεσταλμένους ανθρώπους. Οι αερόκοκκοι βρίσκονται συχνά στον αέρα των νοσοκομείων και σε ιατρικές προμήθειες, απομονωμένοι από ασθενείς με στρεπτοκοκκικές και σταφυλοκοκκικές λοιμώξεις και έχουν επίσης κάποια μορφολογική ομοιότητα με αυτά τα επικίνδυνα βακτήρια.

Εικόνα 3. Κύτταρα και αποικίες αεροκόκκων. ΕΝΑ - Βακτήρια κάτω από ένα συμβατικό μικροσκόπιο φωτός. σι - Βακτήρια κάτω από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Στρογγυλεμένα κελιά είναι ορατά, διατεταγμένα σε ζεύγη και τετράδες. V - Αποικίες αεροκόκκων σε θρεπτικό μέσο με προσθήκη αίματος. Το πράσινο χρώμα γύρω από τις αποικίες είναι αποτέλεσμα μερικής καταστροφής της αιμοσφαιρίνης. Φωτογραφία (α) από τον ιστότοπο codeofconduc.com, (β) και (γ) - έγινε από τους συντάκτες του άρθρου.

Εικόνα 4. Αναστολή ανάπτυξης παθογόνων βακτηρίων από αερόκοκκους.Ζώνες σημαντικής επιβράδυνσης της ανάπτυξης καταγράφηκαν κατά τη διάρκεια της καλλιέργειας vibrios, σταφυλόκοκκων, βακίλλων διφθερίτιδας και πρόνοιας. Pseudomonas aeruginosa ( Pseudomonas aeruginosa) είναι ανθεκτικό στην ανταγωνιστική δράση των αεροκόκκων. Φωτογραφία των συντακτών του άρθρου.

Αλλά το προσωπικό του Τμήματος Μικροβιολογίας της Ιατρικής Ακαδημίας του Dnipropetrovsk κατάφερε να εντοπίσει μεταξύ των αερόκοκκων ένα στέλεχος όχι μόνο αβλαβές για τον άνθρωπο, αλλά και που εμφανίζει έντονη ανταγωνιστική δράση ενάντια σε ένα ευρύ φάσμα παθογόνων μολυσματικών ασθενειών. Έτσι, αναπτύχθηκε και εισήχθη ένα φάρμακο που δεν έχει ανάλογα στην παγκόσμια πρακτική - το προβιοτικό "A-bacterin" για εξωτερική και από του στόματος χρήση, το οποίο δεν είναι κατώτερο στην επίδρασή του στην ανθρώπινη μικροχλωρίδα από τα ακριβά αντιβιοτικά παρασκευάσματα (Εικ. 4).

Οι ανταγωνιστικές ιδιότητες των αεροκόκκων συνδέονται με την παραγωγή υπεροξειδίου του υδρογόνου (μια ουσία που χρησιμοποιείται ευρέως στην ιατρική ως αντισηπτικό) - ένα σταθερό χαρακτηριστικό του στελέχους παραγωγής Α. viridans, από το οποίο παρασκευάζεται το «A-bacterin». Μια άλλη βακτηριοκτόνος ουσία, ένα μεταβολικό προϊόν των αερόκοκκων, είναι η ρίζα υπεροξειδίου (Εικ. 5), η οποία σχηματίζεται από αυτά τα βακτήρια κατά την οξείδωση του γαλακτικού οξέος. Επιπλέον, η ικανότητα των αερόκοκκων να οξειδώνουν το γαλακτικό οξύ είναι πολύ σημαντική στην περίπτωση χρήσης του φαρμάκου στην οδοντιατρική, καθώς μία από τις αιτίες της τερηδόνας είναι το γαλακτικό οξύ που σχηματίζεται από τους στρεπτόκοκκους.

Εικόνα 5. Βακτηριοκτόνες ουσίες που παράγονται από αερόκοκκους:υπεροξείδιο του υδρογόνου (ΕΝΑ) και ρίζα υπεροξειδίου (σι) . Φιγούρα από το tofeelwell.ru.

Στο υγρό καλλιέργειας αερόκοκκων βρέθηκε ένα πεπτίδιο μικρού μοριακού βάρους ανθεκτικό στα οξέα και θερμοσταθερό βιριδοκίνη, η οποία έχει ένα ευρύ φάσμα ανταγωνιστικής δράσης έναντι εκείνων των μικροοργανισμών που προκαλούν συχνότερα νοσοκομειακές λοιμώξεις και εμπλέκονται στο σχηματισμό φυσιολογικής και παθολογικής μικροβιοκένωσης του ανθρώπινου εντέρου. Εκτός, Α. viridansπαράγει ένα πεπτίδιο στο εξωτερικό περιβάλλον αεροκίνη* ικανό να σκοτώνει μύκητες που μοιάζουν με μαγιά. Η χρήση του "A-bacterin" με ιωδιούχο κάλιο και αιθόνιο είναι αποτελεσματική στην ουρογεννητική καντιντίαση, καθώς παρέχει στοχευμένη βλάβη στις μεμβράνες candida. Το ίδιο αποτέλεσμα επιτυγχάνεται όταν το φάρμακο χρησιμοποιείται ως μέσο πρόληψης της καντιντίασης, η οποία εμφανίζεται, για παράδειγμα, ως αποτέλεσμα ανοσοκαταστολής στη μόλυνση από τον ιό HIV.

* - Μαζί με την παραγωγή υπεροξειδίου του υδρογόνου (λόγω της γαλακτικής αφυδρογονάσης ανεξάρτητης NAD), και παρουσία ιωδιούχου καλίου και σχηματισμός υποιωδιδίου (λόγω της υπεροξειδάσης γλουταθειόνης) με πιο έντονη βακτηριοκτόνο δράση από αυτή του υπεροξειδίου του υδρογόνου, αερόκοκκοι έχουν επίσης μη οξείδια ανταγωνιστικής δράσης. Σχηματίζουν ένα θερμοσταθερό πεπτίδιο αεροκίνη χαμηλού μοριακού βάρους, που ανήκει στην κατηγορία των μικροκινών, δραστικό κατά του Πρωτέα, του σταφυλόκοκκου, της Escherichia και της σαλμονέλας. Η αεροκίνη απομονώθηκε από το υγρό της καλλιέργειας με αλάτισμα, ηλεκτροδιάλυση και χρωματογραφία χαρτιού, μετά την οποία προσδιορίστηκε η σύστασή της στα αμινοξέα και φάνηκε η θεραπευτική αποτελεσματικότητα σε πειραματική μόλυνση από σαλμονέλα σε ποντικούς. Οι αεροκόκκοι χαρακτηρίζονται επίσης από προσκόλληση στα επιθηλιακά και ορισμένα άλλα κύτταρα, δηλαδή, εμφανίζεται αντίσταση σε παθογόνα βακτήρια, συμπεριλαμβανομένου του επιπέδου βιοφίλμ και αντίστασης αποικισμού.

Εκτός από την ικανότητα καταστολής της αναπαραγωγής παθογόνων βακτηρίων, το "A-bacterin" προάγει την αναγέννηση κατεστραμμένου ιστού, επιδεικνύει επικουρική δράση, διεγείρει τη φαγοκυττάρωση και μπορεί να συνιστάται σε ασθενείς που είναι ευαισθητοποιημένοι σε αντιβιοτικά και χημειοθεραπευτικούς παράγοντες. Σήμερα, το "A-bacterin" χρησιμοποιείται με επιτυχία για τη θεραπεία εγκαυμάτων και χειρουργικών τραυμάτων, για την πρόληψη και θεραπεία της διάρροιας, καθώς και στην οδοντιατρική, ουρολογική και γυναικολογική πρακτική. Από το στόμα, το "A-bacterin" χρησιμοποιείται για τη διόρθωση της εντερικής μικροχλωρίδας, την πρόληψη και θεραπεία εντερικών λοιμώξεων, τη διόρθωση επιμέρους βιοχημικών παραμέτρων (προφίλ χοληστερόλης και επίπεδο γαλακτικού οξέος) και την ενεργοποίηση του ανοσοποιητικού συστήματος. Άλλα προβιοτικά χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως για τη θεραπεία και την πρόληψη εντερικών λοιμώξεων, ειδικά σε βρέφη που τρέφονται με γάλα. Τα τρόφιμα που περιέχουν ζωντανές καλλιέργειες προβιοτικών είναι επίσης δημοφιλή.

Θεραπεία ιών

Στη θεραπεία των λοιμώξεων, είναι σημαντικό να δημιουργηθεί υψηλή συγκέντρωση του αντιμικροβιακού φαρμάκου ακριβώς στη θέση του παθογόνου. Χρησιμοποιώντας αντιβιοτικά με τη μορφή δισκίων ή ενέσεων, αυτό είναι αρκετά δύσκολο να επιτευχθεί. Αλλά στην περίπτωση της θεραπείας με φάγο, αρκεί εάν τουλάχιστον μεμονωμένοι βακτηριοφάγοι φτάσουν στη μολυσματική εστία. Έχοντας βρει παθογόνα βακτήρια και διείσδυσαν σε αυτά, οι φάγοι αρχίζουν να πολλαπλασιάζονται πολύ γρήγορα. Με κάθε κύκλο αναπαραγωγής, που διαρκεί περίπου μισή ώρα, ο αριθμός των φάγων αυξάνεται κατά δεκάδες ή και εκατοντάδες φορές. Μετά την καταστροφή όλων των παθογόνων κυττάρων, οι φάγοι δεν είναι πλέον σε θέση να πολλαπλασιαστούν και, λόγω του μικρού τους μεγέθους, απεκκρίνονται ελεύθερα από το σώμα μαζί με άλλα προϊόντα αποσύνθεσης.

Προβιοτικά και φάγοι μαζί

Οι βακτηριοφάγοι έχουν αποδειχθεί στην πρόληψη και θεραπεία εντερικών λοιμώξεων και πυωδών-φλεγμονωδών διεργασιών. Οι αιτιολογικοί παράγοντες αυτών των ασθενειών συχνά αποκτούν αντοχή στα αντιβιοτικά, αλλά παραμένουν επιρρεπείς στους φάγους. Πρόσφατα, οι επιστήμονες ενδιαφέρθηκαν για την προοπτική της κοινής χρήσης βακτηριοφάγων και προβιοτικών. Υποτίθεται ότι όταν συνταγογραφείται ένα τέτοιο σύνθετο παρασκεύασμα, ο φάγος καταστρέφει πρώτα παθογόνα βακτήρια και στη συνέχεια η κενή οικολογική θέση κατοικείται από ωφέλιμους μικροοργανισμούς, σχηματίζοντας μια σταθερή μικροβιοκένωση με υψηλές προστατευτικές ιδιότητες. Αυτή η προσέγγιση έχει ήδη δοκιμαστεί σε ζώα φάρμας. Μάλλον θα μπει και στην ιατρική.

Είναι επίσης δυνατή μια στενότερη αλληλεπίδραση στο σύστημα «βακτηριοφάγος + προβιοτικό». Είναι γνωστό ότι τα βακτήρια - εκπρόσωποι της φυσιολογικής ανθρώπινης μικροχλωρίδας - είναι σε θέση να προσροφήσουν διάφορους ιούς στην επιφάνειά τους, εμποδίζοντάς τους να διεισδύσουν στα ανθρώπινα κύτταρα. Αποδείχθηκε ότι οι βακτηριοφάγοι μπορούν να προσροφηθούν με τον ίδιο τρόπο: δεν είναι σε θέση να διεισδύσουν στο κύτταρο ενός βακτηρίου που είναι ανθεκτικό σε αυτούς, αλλά το χρησιμοποιούν ως «όχημα» για κίνηση στο ανθρώπινο σώμα. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται μετατοπίσεις βακτηριοφάγων.

Το εσωτερικό περιβάλλον του σώματος, οι ιστοί και το αίμα του θεωρούνται στείρα. Στην πραγματικότητα, μέσω μικροσκοπικής βλάβης στους βλεννογόνους, τα συμβιωτικά βακτήρια διεισδύουν περιοδικά στην κυκλοφορία του αίματος (Εικ. 7), αν και καταστρέφονται γρήγορα εκεί από κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος και βακτηριοκτόνες ουσίες. Με την παρουσία μιας μολυσματικής εστίας, οι ιδιότητες φραγμού των γύρω ιστών συχνά επηρεάζονται, η διαπερατότητά τους αυξάνεται. Αυτό αυξάνει την πιθανότητα διείσδυσης των κυκλοφορούντων προβιοτικών βακτηρίων μαζί με τους φάγους που συνδέονται με αυτά. Ειδικότερα, σε άτομα με ουρολοιμώξεις που λαμβάνουν A-bacterin από το στόμα, βρέθηκαν αερόκοκκοι στα ούρα και ο αριθμός τους ήταν σταθερά χαμηλός, γεγονός που έδειχνε ακριβώς ΜΕΤΑΦΟΡΑαερόκοκκους, και όχι για την αναπαραγωγή τους σε αυτά τα όργανα. Οι αεροκόκκοι και τα πιο κοινά παθογόνα των ουρολογικών λοιμώξεων ανήκουν σε εντελώς διαφορετικές ομάδες βακτηρίων, πράγμα που σημαίνει ότι είναι ευαίσθητα σε διαφορετικούς βακτηριοφάγους. Αυτό ανοίγει ενδιαφέρουσες προοπτικές για τη δημιουργία ενός σύνθετου φαρμάκου, για παράδειγμα, με βάση Α. viridansκαι φάγους που επιτίθενται στα εντερικά βακτήρια. Τέτοιες εξελίξεις πραγματοποιούνται στο Τμήμα Μικροβιολογίας της Ιατρικής Ακαδημίας του Dnepropetrovsk, αλλά δεν έχουν ακόμη ξεπεράσει το στάδιο της εργαστηριακής έρευνας.

Το άρθρο γράφτηκε με τη συμμετοχή του Yurgel L.G. και Kremenchuksky G.N.

Σύνταξης

Οι συντάκτες του "Biomolecule" εφιστούν την προσοχή των αναγνωστών στο γεγονός ότι οι συγγραφείς άρθρων από την υποψηφιότητα "Δική του δουλειά" μοιράζονται σημαντικές και ενδιαφέρουσες λεπτομέρειες δικα τουςέρευνα, επικεφαλής δική του άποψηγια την κατάσταση στον κλάδο τους. Η ομάδα του Biomolecule δεν πιστεύει ότι το ζήτημα της σκοπιμότητας χρήσης προβιοτικών έχει ήδη επιλυθεί.

Τα αποτελέσματα της έρευνας σε τέτοιες ουσίες, ανεξάρτητα από το πόσο εκπληκτικά είναι, πρέπει να επιβεβαιωθούν αναλόγως: το φάρμακο πρέπει να περάσει τις απαραίτητες φάσεις κλινικών δοκιμών, ώστε η ιατρική κοινότητα να το αναγνωρίσει ως ασφαλές και αποτελεσματικό. φάρμακο, και μόνο τότε συνιστάται στους ασθενείς. Φυσικά, μιλάμε για εξετάσεις σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα, και όχι με τον τρόπο που συμβαίνει μερικές φορές με εμάς - σε 12 ασθενείς ενός αγροτικού ιατρείου, οι οποίοι είπαν ότι, λοιπόν, απλά-τρομερό-πως-βοήθησαν. Μια καλή οδηγία για τους γιατρούς και τους ασθενείς θα ήταν η έγκριση οποιωνδήποτε προβιοτικών σκευασμάτων, για παράδειγμα, από τον FDA των ΗΠΑ, αλλά δυστυχώς...

Στο μεταξύ, τα προβιοτικά από το στόμα θα πρέπει να θεωρούνται όχι ως φάρμακα, αλλά ως συμπληρώματα διατροφής. Επιπλέον, οι ιδιότητες του φαρμάκου που δηλώνονται από τον κατασκευαστή δεν μπορούν να μεταφερθούν σε άλλα προβιοτικά: είναι κρίσιμες ένταση(όχι γένος ή καν είδος) και αριθμός μονάδων που σχηματίζουν αποικίες. Και πρέπει επίσης να έχετε κατά νου ότι τέτοια προϊόντα επηρεάζονται από πολλούς παράγοντες που σχετίζονται με την παραγωγή, τις συνθήκες και τη διάρκεια ζωής, την κατανάλωση και την πέψη.

Οι μεγαλύτεροι οργανισμοί διατροφής και υγείας στον κόσμο λένε: δεν υπάρχουν ακόμη αρκετά στοιχεία που να δηλώνουν ότι τα προβιοτικά έχουν θετική επίδραση στην υγεία(ειδικά όλοι ανεξαιρέτως, ανεξάρτητα από την αρχική κατάσταση αυτής ακριβώς της υγείας). Και δεν είναι ότι οι ελεγκτές ήταν πεπεισμένοι για την αναποτελεσματικότητα αυτών των φαρμάκων - απλώς, κατά κανόνα, στις διενεργηθείσες ιατρικές μελέτες, δεν βλέπουν μια αξιόπιστη αιτιώδη σχέση μεταξύ της πρόσληψης προβιοτικών και των θετικών αλλαγών. Και αξίζει επίσης να θυμηθούμε εκείνες τις μελέτες όπου κάποιο είδος προβιοτικού αποδείχθηκε αναποτελεσματικό ή ακόμη και είχε αρνητικό αποτέλεσμα.

Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, η προβιοτική κατεύθυνση έχει δυνατότητες - τουλάχιστον στην πρόληψη και θεραπεία διαφόρων εντερίτιδας (αν μιλάμε για λήψη από το στόμα). Δεν είναι τόσο απλό. Δεν είναι τόσο εύκολο όσο θα ήθελε ο κατασκευαστής, ο γιατρός και ο ασθενής. Πιθανώς, τα προβιοτικά στα ράφια των καταστημάτων και των φαρμακείων μας απλά «γεννήθηκαν λίγο πρόωρα». Τι περιμένουμε λοιπόν από τους επιστήμονες, τους προγραμματιστές και τους κατασκευαστές δολοφονικών στοιχείων. Και ευχόμαστε στους συντάκτες του άρθρου επιτυχία σε αυτό το δύσκολο πεδίο και, φυσικά, στην αναζήτηση νέων ενδιαφέρουσες ιδιότητες μικροοργανισμών.

Βιβλιογραφία

1. Kremenchutsky G.N., Ryzhenko S.A., Volyansky A.Yu., Molchanov R.N., Chuiko V.I. Α-βακτηρίδιο στη θεραπεία και πρόληψη των πυωδών-φλεγμονωδών διεργασιών. Dnepropetrovsk: Thresholds, 2000. - 150 p.;
2. Vanbelle Μ., Teller Ε., Focant Μ. (1990). Προβιοτικά στη διατροφή των ζώων: μια ανασκόπηση. Αψίδα. Tierernahr. 40 (7), 543–567;
3. Rizhenko S.A., Kremenchutskiy G.M., Bredikhina M.O. (2008). Έγχυση ενός σπάνιου προβιοτικού "A-bacterin" στο εντερικό μικροβίωμα. Ιατρικές προοπτικές. 2 , 47–50;
4. Akilov O.A. (2000). Σύγχρονες μέθοδοι θεραπείας της καντιντίασης. Ιστότοπος "Ρωσικός Ιατρικός Διακομιστής".;
5. Edwards J.E. Jr., Bodey G.P., Bowden R.A., Büchner T., de Pauw B.E., Filler S.G. et al. (1997). Διεθνές συνέδριο για την ανάπτυξη συναίνεσης σχετικά με τη διαχείριση και την πρόληψη σοβαρών λοιμώξεων από καντινίτιδα. Clin. μολύνει. Dis. 25 , 43–59;
6. Antoniskis D., Larsen R.A., Akil B., Rarick M.U., Leedom J.M. (1990). Οροαρνητική διάχυτη κοκκιδιοειδομυκητίαση σε ασθενείς με λοίμωξη HIV. AIDS. 4 , 691–693;
7. Jones J.L., Fleming P.L., Ciesielski C.A., Hu D.J., Kaplan J.E., Ward J.W. (1995). Κοκκιδιοειδομυκητίαση μεταξύ ατόμων με AIDS στις Ηνωμένες Πολιτείες. J. Infect. Dis. 171 , 961–966;
8. Stepansky D.A., Ryzhenko S.A., Kremenchuksky G.N., Sharun O.V., Yurgel L.G., Krushinskaya T.Yu., Koshevaya I.P. (2012). Μη-οξείδια συστατικά της ανταγωνιστικής δράσης των αεροκόκκων (NCA). Ανάλυση του Ινστιτούτου Mechnikov. 4 , 9–10;
9. Ardatskaya M.D. (2011). Προ- και προβιοτικά στη διόρθωση μικροοικολογικών διαταραχών του εντέρου. Pharmateka. 12 , 62–68;
10. Bekhtereva M.K., Ivanova V.V. (2014). Η θέση των βακτηριοφάγων στη θεραπεία μολυσματικών ασθενειών του γαστρεντερικού σωλήνα. Παιδιατρική. 2 , 24–29;
11. Grigoryeva G.I., Gordeeva I.V., Kulchitskaya M.A., Anikina T.A. (2006). Αποτελεσματική χρήση βιολογικών σκευασμάτων (προβιοτικών και βακτηριοφάγων) στη θεραπεία αγελάδων με οξεία ενδομητρίτιδα. Κτηνιατρική παθολογία. 1 , 52–56;
12. Bondarenko V.M. (2013). Μηχανισμοί μετατόπισης βακτηριακής αυτοχλωρίδας στην ανάπτυξη ενδογενούς μόλυνσης. Δελτίο του Επιστημονικού Κέντρου του Όρενμπουργκ του Παραρτήματος Ουραλίων της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών (ηλεκτρονικό περιοδικό). 3 ;
13. Kremenchukskiy G.N., Ryzhenko S.A., Yurgel L.G. (2008). Το φαινόμενο της μετατόπισης E.coli(Hem + , Str r) . Πρακτικά XVI Διεθνούς Συνεδρίου «Νέες Τεχνολογίες Πληροφορικής στην Ιατρική, Βιολογία, Φαρμακολογία, Οικολογία». 250–251;
14. Kutoviy A.B., Vasilishin R.J., Meshalov V.D., Kremenchutsky G.N. (2002). Μετατόπιση εντερικού οργάνου βακτηρίων και γενίκευση της μολυσματικής διαδικασίας στο πείραμα. Δελτίο επιστημονικών επιτευγμάτων. 2 , 121–123;
15. Sharun A.V., Nikulina O.O., Kremenchukskiy G.M. (2005). Μια σχετική ανάλυση των βιολογικών δυνάμεων των αερόκοκκων, βλέποντας από διαφορετικές οικολογικές θέσεις στο ανθρώπινο σώμα. Ιατρικές προοπτικές. 3 , 72–78;
16. Zimin A.A., Vasilyeva E.A., Vasilyeva E.L., Fishman K.S., Skoblikov N.E., Kremenchutsky G.N., Murashev A.N. (2009). Βιοασφάλεια στη θεραπεία με φάγους και προβιοτικά: προβλήματα και λύσεις. Δελτίο νέων ιατρικών τεχνολογιών. 1 , 200–202..

Πρακτική χρήση βακτηρίων στην παραγωγή τροφίμων

Μεταξύ των βακτηρίων, τα βακτήρια γαλακτικού οξέος του γένους Lactobacillus, Streptococcusστην παραγωγή γαλακτοκομικών προϊόντων. Οι κόκκοι έχουν στρογγυλό, ωοειδές σχήμα με διάμετρο 0,5-1,5 μικρά, διατεταγμένα σε ζεύγη ή αλυσίδες διαφορετικού μήκους. Τα μεγέθη των βακτηρίων σε σχήμα ράβδου ή συνδυασμένα σε αλυσίδες.

Στρεπτόκοκκος γαλακτικού οξέος Streptococcus lactisέχει κύτταρα συνδεδεμένα σε ζευγάρια ή κοντές αλυσίδες, πήζει το γάλα μετά από 10-12 ώρες, μερικές φυλές σχηματίζουν το αντιβιοτικό νισίνη.

C 6 H 12 O 6 → 2CH 3 CHOHCOOH

Κρεμώδης στρεπτόκοκκος S. cremorisσχηματίζει μακριές αλυσίδες από σφαιρικά κύτταρα, ένας ανενεργός παράγοντας σχηματισμού οξέος, χρησιμοποιείται στη ζύμωση κρέμας για την παραγωγή ξινή κρέμα.

οξεόφιλος βάκιλος lactobacillus acidophilusσχηματίζει μακριές αλυσίδες κυττάρων σε σχήμα ράβδου· κατά τη ζύμωση, συσσωρεύει έως και 2,2% γαλακτικό οξύ και αντιβιοτικές ουσίες που είναι δραστικές έναντι παθογόνων εντερικών ασθενειών. Με βάση αυτά παρασκευάζονται ιατρικά βιολογικά σκευάσματα για την πρόληψη και θεραπεία γαστρεντερικών παθήσεων σε ζώα εκτροφής.

Στικ γαλακτικού οξέος L. plantatumέχουν κύτταρα συνδεδεμένα σε ζεύγη ή σε αλυσίδες. Αιτιακοί παράγοντες ζύμωσης κατά τη ζύμωση λαχανικών και ενσίρωση ζωοτροφών. L. brevisζυμώστε τα σάκχαρα κατά τη διάρκεια του ξινολάχανου, αγγουριών, σχηματίζοντας οξέα, αιθανόλη, CO 2.

Μη σποριώδεις, μη κινητές, ράβδοι gram+ του γένους Προπιονοβακτήριοοικογένειες Propionibacteriaceae- αιτιολογικοί παράγοντες της ζύμωσης του προπιονικού οξέος, προκαλούν τη μετατροπή του σακχάρου ή του γαλακτικού οξέος και των αλάτων του σε προπιονικό και οξικό οξύ.

3C 6 H 12 O 6 → 4CH 3 CH 2 COOH + 2CH 3 COOH + 2CO 2 + 2H 2 O

Η ζύμωση με προπιονικό οξύ αποτελεί τη βάση της ωρίμανσης των τυριών πυτιάς. Μερικοί τύποι βακτηρίων προπιονικού οξέος χρησιμοποιούνται για την παραγωγή βιταμίνης Β 12 .

βακτήρια της οικογένειας που σχηματίζουν σπόρους Bacilloceaeείδος Clostridiumείναι αιτιολογικοί παράγοντες της βουτυρικής ζύμωσης, μετατρέποντας τα σάκχαρα σε βουτυρικό οξύ

C 6 H 12 O 6 → CH 3 (CH 2) COOH + 2CO 2 + 2H 2

Βουτυρικό οξύ

ενδιαιτήματα- έδαφος, αποθέσεις λάσπης δεξαμενών, συσσωρεύσεις οργανικών υπολειμμάτων σε αποσύνθεση, προϊόντα διατροφής.

Αυτά τα m/o χρησιμοποιούνται για την παραγωγή βουτυρικού οξέος, το οποίο έχει δυσάρεστη οσμή, σε αντίθεση με τους εστέρες του:

Μεθυλαιθέρας - μυρωδιά μήλου.

Αιθύλιο - αχλάδι;

Αμυλ - ανανάς.

Χρησιμοποιούνται ως αρωματικά.

Τα βακτήρια βουτυρικού οξέος μπορούν να προκαλέσουν αλλοίωση των πρώτων υλών και των προϊόντων των τροφίμων: διόγκωση τυριών, τάγγιση γάλακτος, βουτύρου, βομβαρδισμός κονσερβοποιημένων τροφίμων, θάνατο πατάτας και λαχανικών. Το προκύπτον βουτυρικό οξύ δίνει μια έντονη ταγγισμένη γεύση, μια έντονη δυσάρεστη οσμή.

Βακτήρια οξικού οξέος - Οι μη σπορώδεις ράβδοι Gram με πολικά μαστίγια, ανήκουν στο γένος Gluconobacter (Acetomonas); σχηματίζουν οξικό οξύ από αιθανόλη

CH 3 CH 2 OH + O 2 → CH 3 COOH + H 2 O

Ράβδοι του είδους Acetobacter- περιτριχώδες, ικανό να οξειδώνει το οξικό οξύ σε CO 2 και H 2 O.

Τα βακτήρια του οξικού οξέος χαρακτηρίζονται από μεταβλητότητα στο σχήμα· υπό δυσμενείς συνθήκες, παίρνουν τη μορφή παχύρρευστων μακριών νημάτων, μερικές φορές διογκωμένων. Τα βακτήρια του οξικού οξέος είναι ευρέως κατανεμημένα στην επιφάνεια των φυτών, στους καρπούς τους και στα τουρσί.

Η διαδικασία της οξείδωσης της αιθανόλης σε οξικό οξύ αποτελεί τη βάση της παραγωγής ξιδιού. Η αυθόρμητη ανάπτυξη βακτηρίων οξικού οξέος στο κρασί, τη μπύρα, το kvass οδηγεί στη φθορά τους - ξίνισμα, θολότητα. Αυτά τα βακτήρια στην επιφάνεια των υγρών σχηματίζουν ξηρά ζαρωμένα φιλμ, νησίδες ή έναν δακτύλιο κοντά στα τοιχώματα του αγγείου.

Κοινός τύπος βλάβης σήψη είναι η διαδικασία βαθιάς αποσύνθεσης πρωτεϊνικών ουσιών από μικροοργανισμούς.Οι πιο ενεργοί αιτιολογικοί παράγοντες των διεργασιών σήψης είναι τα βακτήρια.

Μπαστούνι σανού και πατάταςBacillus subtilis - αερόβιο γραμμάριο + βάκιλος που σχηματίζει σπόρους. Σπόρια ανθεκτικά στη θερμότητα οβάλ. Τα κύτταρα είναι ευαίσθητα στο όξινο περιβάλλον και στην αυξημένη περιεκτικότητα σε NaCl.

Βακτήρια του γένουςΨευδομόνος - αερόβιες κινητές ράβδοι με πολικά μαστίγια, δεν σχηματίζουν σπόρια, γραμμ. Μερικά είδη συνθέτουν χρωστικές ουσίες, ονομάζονται φθορίζουσες ψευδομονάδες, υπάρχουν και ανθεκτικές στο κρύο, προκαλούν αλλοίωση των πρωτεϊνικών προϊόντων στα ψυγεία. Αιτιογόνοι παράγοντες βακτηριώσεων καλλιεργούμενων φυτών.

Ράβδοι σχηματισμού σπορίων του γένους Clostridiumαποσυνθέτουν πρωτεΐνες με το σχηματισμό μεγάλης ποσότητας αερίου NH 3, H 2 S, οξέων, ιδιαίτερα επικίνδυνων για τα κονσερβοποιημένα τρόφιμα. Η σοβαρή τροφική δηλητηρίαση προκαλείται από την τοξίνη των μεγάλων κινητών ραβδιών gram+. Clostridium botulinum. Τα σπόρια δίνουν την όψη ρακέτας. Η εξωτοξίνη αυτών των βακτηρίων επηρεάζει το κεντρικό νευρικό και το καρδιαγγειακό σύστημα (σημεία - διαταραχή όρασης, ομιλία, παράλυση, αναπνευστική ανεπάρκεια).

Τα νιτροποιητικά, απονιτροποιητικά και αζωτοδεσμευτικά βακτήρια έχουν μεγάλη σημασία στο σχηματισμό του εδάφους. Βασικά, αυτά είναι κύτταρα που δεν σχηματίζουν σπόρια. Καλλιεργούνται σε τεχνητές συνθήκες και εφαρμόζονται με τη μορφή παρασκευασμάτων λιπασμάτων.

Τα βακτήρια χρησιμοποιούνται στην παραγωγή υδρολυτικών ενζύμων, αμινοξέων για την παραγωγή τροφίμων.

Μεταξύ των βακτηρίων, είναι ιδιαίτερα απαραίτητο να επισημανθούν οι αιτιολογικοί παράγοντες των τροφικών λοιμώξεων και των τροφικών δηλητηριάσεων.. Οι λοιμώξεις των τροφίμων προκαλούνται από παθογόνα βακτήρια που υπάρχουν στα τρόφιμα και το νερό. Εντερικές λοιμώξεις - χολέρα - ιοσωμάτιο χολέρας;

Τα βακτήρια είναι η αρχαιότερη ομάδα οργανισμών που υπάρχουν σήμερα στη Γη. Τα πρώτα βακτήρια εμφανίστηκαν πιθανώς πριν από περισσότερα από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια και για σχεδόν ένα δισεκατομμύριο χρόνια ήταν τα μόνα ζωντανά πλάσματα στον πλανήτη μας. Δεδομένου ότι αυτοί ήταν οι πρώτοι εκπρόσωποι της άγριας ζωής, το σώμα τους είχε μια πρωτόγονη δομή.

Με τον καιρό, η δομή τους έγινε πιο περίπλοκη, αλλά ακόμη και σήμερα τα βακτήρια θεωρούνται οι πιο πρωτόγονοι μονοκύτταροι οργανισμοί. Είναι ενδιαφέρον ότι ορισμένα βακτήρια διατηρούν ακόμη τα πρωτόγονα χαρακτηριστικά των αρχαίων προγόνων τους. Αυτό παρατηρείται σε βακτήρια που ζουν σε θερμές πηγές θείου και ανοξικές λάσπες στον πυθμένα των δεξαμενών.

Τα περισσότερα βακτήρια είναι άχρωμα. Μόνο μερικά έχουν μοβ ή πράσινο χρώμα. Όμως οι αποικίες πολλών βακτηρίων έχουν έντονο χρώμα, το οποίο οφείλεται στην απελευθέρωση μιας έγχρωμης ουσίας στο περιβάλλον ή στη μελάγχρωση των κυττάρων.

Ο ανακαλυπτής του κόσμου των βακτηρίων ήταν ο Anthony Leeuwenhoek, ένας Ολλανδός φυσιοδίφης του 17ου αιώνα, ο οποίος δημιούργησε για πρώτη φορά ένα τέλειο μικροσκόπιο μεγεθυντικού φακού που μεγεθύνει αντικείμενα 160-270 φορές.

Τα βακτήρια ταξινομούνται ως προκαρυωτικά και χωρίζονται σε ένα ξεχωριστό βασίλειο - Βακτήρια.

το σχήμα του σώματος

Τα βακτήρια είναι πολυάριθμοι και διαφορετικοί οργανισμοί. Διαφέρουν ως προς τη μορφή.

όνομα βακτηρίου	Σχήμα βακτηρίων	Εικόνα βακτηρίων
κόκκοι		σφαιρικός
Βακίλλος		σε σχήμα ράβδου
Vibrio		καμπύλο κόμμα
Spirillum		Σπειροειδής
στρεπτόκοκκους		Αλυσίδα από κόκκους
Σταφυλόκοκκοι		Συστάδες κόκκων
διπλόκοκκοι		Δύο στρογγυλά βακτήρια περικλείονται σε μια γλοιώδη κάψουλα

Τρόποι μεταφοράς

Μεταξύ των βακτηρίων υπάρχουν κινητές και ακίνητες μορφές. Τα κινητά κινούνται μέσω συστολών που μοιάζουν με κύμα ή με τη βοήθεια μαστιγίων (στριμμένα ελικοειδή νήματα), τα οποία αποτελούνται από μια ειδική πρωτεΐνη μαστιγών. Μπορεί να υπάρχουν ένα ή περισσότερα μαστίγια. Εντοπίζονται σε ορισμένα βακτήρια στο ένα άκρο του κυττάρου, σε άλλα - σε δύο ή σε ολόκληρη την επιφάνεια.

Αλλά η κίνηση είναι επίσης εγγενής σε πολλά άλλα βακτήρια που δεν έχουν μαστίγια. Έτσι, τα βακτήρια που καλύπτονται με βλέννα στο εξωτερικό είναι ικανά να ολισθαίνουν.

Μερικά βακτήρια του νερού και του εδάφους χωρίς μαστίγια έχουν κενοτόπια αερίου στο κυτταρόπλασμα. Μπορεί να υπάρχουν 40-60 κενοτόπια σε ένα κύτταρο. Κάθε ένα από αυτά είναι γεμάτο με αέριο (πιθανώς άζωτο). Ρυθμίζοντας την ποσότητα αερίου στα κενοτόπια, τα υδρόβια βακτήρια μπορούν να βυθιστούν στη στήλη του νερού ή να ανέβουν στην επιφάνειά του, ενώ τα βακτήρια του εδάφους μπορούν να κινηθούν στα τριχοειδή του εδάφους.

Βιότοπο

Λόγω της απλότητας της οργάνωσης και του ανεπιτήδευτου, τα βακτήρια είναι ευρέως διαδεδομένα στη φύση. Τα βακτήρια βρίσκονται παντού: σε μια σταγόνα ακόμα και του πιο καθαρού νερού πηγής, σε κόκκους εδάφους, στον αέρα, σε βράχους, σε πολικά χιόνια, άμμο της ερήμου, στον πυθμένα του ωκεανού, σε λάδι που εξάγεται από μεγάλα βάθη, ακόμη και σε θερμές πηγές νερό με θερμοκρασία περίπου 80ºС. Ζουν σε φυτά, φρούτα, σε διάφορα ζώα και στον άνθρωπο στα έντερα, στο στόμα, στα άκρα και στην επιφάνεια του σώματος.

Τα βακτήρια είναι τα μικρότερα και πολυάριθμα ζωντανά όντα. Λόγω του μικρού τους μεγέθους διεισδύουν εύκολα σε τυχόν ρωγμές, ρωγμές, πόρους. Πολύ ανθεκτικό και προσαρμοσμένο σε διάφορες συνθήκες ύπαρξης. Ανέχονται το στέγνωμα, το υπερβολικό κρύο, τη θέρμανση έως τους 90ºС, χωρίς να χάνουν τη βιωσιμότητα.

Πρακτικά δεν υπάρχει μέρος στη Γη όπου δεν θα βρίσκονταν βακτήρια, αλλά σε διαφορετικές ποσότητες. Οι συνθήκες διαβίωσης των βακτηρίων ποικίλλουν. Μερικοί από αυτούς χρειάζονται οξυγόνο αέρα, άλλοι δεν το χρειάζονται και είναι σε θέση να ζουν σε περιβάλλον χωρίς οξυγόνο.

Στον αέρα: βακτήρια ανεβαίνουν στην ανώτερη ατμόσφαιρα έως και 30 km. κι αλλα.

Ειδικά πολλά από αυτά στο έδαφος. Ένα γραμμάριο χώματος μπορεί να περιέχει εκατοντάδες εκατομμύρια βακτήρια.

Στο νερό: στα επιφανειακά νερά στρώματα ανοιχτών δεξαμενών. Τα ωφέλιμα υδρόβια βακτήρια ανοργανοποιούν τα οργανικά υπολείμματα.

Σε ζωντανούς οργανισμούς: παθογόνα βακτήρια εισέρχονται στο σώμα από το εξωτερικό περιβάλλον, αλλά μόνο υπό ευνοϊκές συνθήκες προκαλούν ασθένεια. Η συμβιωτική ζει στα πεπτικά όργανα, βοηθώντας στη διάσπαση και την αφομοίωση των τροφίμων, στη σύνθεση βιταμινών.

Εξωτερική δομή

Το βακτηριακό κύτταρο είναι ντυμένο με ένα ειδικό πυκνό κέλυφος - το κυτταρικό τοίχωμα, το οποίο εκτελεί προστατευτικές και υποστηρικτικές λειτουργίες και επίσης δίνει στο βακτήριο ένα μόνιμο, χαρακτηριστικό σχήμα. Το κυτταρικό τοίχωμα ενός βακτηρίου μοιάζει με το κέλυφος ενός φυτικού κυττάρου. Είναι διαπερατό: μέσω αυτού, τα θρεπτικά συστατικά περνούν ελεύθερα στο κύτταρο και τα μεταβολικά προϊόντα βγαίνουν στο περιβάλλον. Τα βακτήρια συχνά αναπτύσσουν ένα πρόσθετο προστατευτικό στρώμα βλέννας, μια κάψουλα, πάνω από το κυτταρικό τοίχωμα. Το πάχος της κάψουλας μπορεί να είναι πολλές φορές μεγαλύτερο από τη διάμετρο της ίδιας της κυψέλης, αλλά μπορεί να είναι πολύ μικρό. Η κάψουλα δεν είναι υποχρεωτικό μέρος του κυττάρου, σχηματίζεται ανάλογα με τις συνθήκες στις οποίες εισέρχονται τα βακτήρια. Αποτρέπει την ξήρανση των βακτηρίων.

Στην επιφάνεια ορισμένων βακτηρίων υπάρχουν μακριά μαστίγια (ένα, δύο ή πολλά) ή κοντές λεπτές λάχνες. Το μήκος των μαστιγίων μπορεί να είναι πολλές φορές μεγαλύτερο από το μέγεθος του σώματος του βακτηρίου. Τα βακτήρια κινούνται με τη βοήθεια μαστιγίων και λαχνών.

Εσωτερική δομή

Μέσα στο βακτηριακό κύτταρο υπάρχει ένα πυκνό ακίνητο κυτταρόπλασμα. Έχει δομή σε στρώματα, δεν υπάρχουν κενοτόπια, επομένως διάφορες πρωτεΐνες (ένζυμα) και αποθεματικά θρεπτικά συστατικά βρίσκονται στην ίδια την ουσία του κυτταροπλάσματος. Τα βακτηριακά κύτταρα δεν έχουν πυρήνα. Στο κεντρικό τμήμα των κυττάρων τους συγκεντρώνεται μια ουσία που μεταφέρει κληρονομικές πληροφορίες. Βακτήρια, - νουκλεϊκό οξύ - DNA. Αλλά αυτή η ουσία δεν πλαισιώνεται στον πυρήνα.

Η εσωτερική οργάνωση ενός βακτηριακού κυττάρου είναι πολύπλοκη και έχει τα δικά της ιδιαίτερα χαρακτηριστικά. Το κυτταρόπλασμα διαχωρίζεται από το κυτταρικό τοίχωμα με την κυτταροπλασματική μεμβράνη. Στο κυτταρόπλασμα, διακρίνεται η κύρια ουσία ή μήτρα, τα ριβοσώματα και ένας μικρός αριθμός μεμβρανικών δομών που εκτελούν ποικίλες λειτουργίες (ανάλογα μιτοχονδρίων, ενδοπλασματικό δίκτυο, συσκευή Golgi). Το κυτταρόπλασμα των βακτηριακών κυττάρων περιέχει συχνά κόκκους διαφόρων σχημάτων και μεγεθών. Οι κόκκοι μπορεί να αποτελούνται από ενώσεις που χρησιμεύουν ως πηγή ενέργειας και άνθρακα. Σταγονίδια λίπους βρίσκονται επίσης στο βακτηριακό κύτταρο.

Στο κεντρικό τμήμα του κυττάρου, η πυρηνική ουσία, το DNA, εντοπίζεται, δεν διαχωρίζεται από το κυτταρόπλασμα με μεμβράνη. Αυτό είναι ένα ανάλογο του πυρήνα - το νουκλεοειδές. Το νουκλεοειδές δεν έχει μεμβράνη, πυρήνα και σύνολο χρωμοσωμάτων.

Μέθοδοι διατροφής

Τα βακτήρια έχουν διαφορετικούς τρόπους διατροφής. Μεταξύ αυτών είναι τα αυτότροφα και τα ετερότροφα. Τα αυτότροφα είναι οργανισμοί που μπορούν να σχηματίσουν ανεξάρτητα οργανικές ουσίες για τη διατροφή τους.

Τα φυτά χρειάζονται άζωτο, αλλά τα ίδια δεν μπορούν να απορροφήσουν άζωτο από τον αέρα. Ορισμένα βακτήρια συνδυάζουν μόρια αζώτου στον αέρα με άλλα μόρια, με αποτέλεσμα ουσίες που είναι διαθέσιμες στα φυτά.

Αυτά τα βακτήρια εγκαθίστανται στα κύτταρα των νεαρών ριζών, γεγονός που οδηγεί στο σχηματισμό πάχυνσης στις ρίζες, που ονομάζονται οζίδια. Τέτοιοι όζοι σχηματίζονται στις ρίζες των φυτών της οικογένειας των ψυχανθών και ορισμένων άλλων φυτών.

Οι ρίζες παρέχουν στα βακτήρια υδατάνθρακες και τα βακτήρια δίνουν στις ρίζες ουσίες που περιέχουν άζωτο που μπορούν να προσληφθούν από το φυτό. Η σχέση τους είναι αμοιβαία επωφελής.

Οι ρίζες των φυτών εκκρίνουν πολλές οργανικές ουσίες (σάκχαρα, αμινοξέα και άλλες) με τις οποίες τρέφονται τα βακτήρια. Ως εκ τούτου, ειδικά πολλά βακτήρια εγκαθίστανται στο στρώμα του εδάφους που περιβάλλει τις ρίζες. Αυτά τα βακτήρια μετατρέπουν τα νεκρά φυτικά υπολείμματα σε ουσίες διαθέσιμες στο φυτό. Αυτό το στρώμα εδάφους ονομάζεται ριζόσφαιρα.

Υπάρχουν διάφορες υποθέσεις σχετικά με τη διείσδυση βακτηρίων όζων στους ιστούς της ρίζας:

• μέσω βλάβης στον επιδερμικό και φλοιώδη ιστό.
• μέσα από τις τρίχες της ρίζας?
• μόνο μέσω της νεαρής κυτταρικής μεμβράνης.
• λόγω των βακτηρίων συντροφιάς που παράγουν πηκτινολυτικά ένζυμα.
• λόγω της διέγερσης της σύνθεσης του Β-ινδολεοξικού οξέος από την τρυπτοφάνη, που υπάρχει πάντα στις ριζικές εκκρίσεις των φυτών.

Η διαδικασία εισαγωγής βακτηρίων όζων στον ιστό της ρίζας αποτελείται από δύο φάσεις:

• μόλυνση των τριχών της ρίζας?
• διαδικασία σχηματισμού οζιδίων.

Στις περισσότερες περιπτώσεις, το εισβάλλον κύτταρο πολλαπλασιάζεται ενεργά, σχηματίζει τα λεγόμενα νήματα μόλυνσης και ήδη με τη μορφή τέτοιων νημάτων μετακινείται στους φυτικούς ιστούς. Οζώδη βακτήρια που έχουν αναδυθεί από το νήμα μόλυνσης συνεχίζουν να πολλαπλασιάζονται στον ιστό του ξενιστή.

Γεμάτα με ταχέως πολλαπλασιαζόμενα κύτταρα όζων βακτηρίων, τα φυτικά κύτταρα αρχίζουν να διαιρούνται εντατικά. Η σύνδεση ενός νεαρού όζου με τη ρίζα ενός ψυχανθώδους φυτού πραγματοποιείται χάρη σε αγγειο-ινώδεις δέσμες. Κατά την περίοδο της λειτουργίας, τα οζίδια είναι συνήθως πυκνά. Μέχρι τη στιγμή της εκδήλωσης της βέλτιστης δραστηριότητας, τα οζίδια αποκτούν ροζ χρώμα (λόγω της χρωστικής της λεγοσφαιρίνης). Μόνο εκείνα τα βακτήρια που περιέχουν λεγοσφαιρίνη είναι ικανά να δεσμεύουν το άζωτο.

Τα βακτήρια των όζων δημιουργούν δεκάδες και εκατοντάδες κιλά αζωτούχων λιπασμάτων ανά εκτάριο εδάφους.

Μεταβολισμός

Τα βακτήρια διαφέρουν μεταξύ τους στο μεταβολισμό. Για κάποιους, πηγαίνει με τη συμμετοχή του οξυγόνου, για άλλους - χωρίς τη συμμετοχή του.

Τα περισσότερα βακτήρια τρέφονται με έτοιμες οργανικές ουσίες. Μόνο μερικά από αυτά (γαλαζοπράσινα, ή κυανοβακτήρια) είναι σε θέση να δημιουργήσουν οργανικές ουσίες από ανόργανες. Έπαιξαν σημαντικό ρόλο στη συσσώρευση οξυγόνου στην ατμόσφαιρα της Γης.

Τα βακτήρια απορροφούν ουσίες από το εξωτερικό, σκίζουν τα μόριά τους, συναρμολογούν το κέλυφός τους από αυτά τα μέρη και αναπληρώνουν το περιεχόμενό τους (έτσι μεγαλώνουν) και πετούν τα περιττά μόρια έξω. Το κέλυφος και η μεμβράνη του βακτηρίου του επιτρέπουν να απορροφά μόνο τις σωστές ουσίες.

Εάν το κέλυφος και η μεμβράνη του βακτηρίου ήταν εντελώς αδιαπέραστα, δεν θα εισέρχονταν καμία ουσία στο κύτταρο. Εάν ήταν διαπερατά από όλες τις ουσίες, το περιεχόμενο του κυττάρου θα αναμειγνυόταν με το μέσο - το διάλυμα στο οποίο ζει το βακτήριο. Για την επιβίωση των βακτηρίων, χρειάζεται ένα κέλυφος που επιτρέπει να περάσουν οι απαραίτητες ουσίες, αλλά όχι αυτές που δεν χρειάζονται.

Το βακτήριο απορροφά τα θρεπτικά συστατικά που βρίσκονται κοντά του. Τι συμβαίνει μετά? Εάν μπορεί να κινηθεί ανεξάρτητα (με κίνηση του μαστιγίου ή σπρώχνοντας τη βλέννα προς τα πίσω), τότε κινείται μέχρι να βρει τις απαραίτητες ουσίες.

Εάν δεν μπορεί να κινηθεί, τότε περιμένει έως ότου η διάχυση (η ικανότητα των μορίων μιας ουσίας να διεισδύουν στο πάχος των μορίων μιας άλλης ουσίας) φέρει τα απαραίτητα μόρια σε αυτό.

Τα βακτήρια, μαζί με άλλες ομάδες μικροοργανισμών, επιτελούν τεράστια χημική δουλειά. Μετασχηματίζοντας διάφορες ενώσεις, λαμβάνουν την ενέργεια και τα θρεπτικά συστατικά που είναι απαραίτητα για τη ζωτική τους δραστηριότητα. Οι μεταβολικές διεργασίες, οι τρόποι απόκτησης ενέργειας και η ανάγκη για υλικά για την κατασκευή των ουσιών του σώματός τους στα βακτήρια είναι ποικίλες.

Άλλα βακτήρια ικανοποιούν όλες τις ανάγκες σε άνθρακα που είναι απαραίτητες για τη σύνθεση οργανικών ουσιών του σώματος σε βάρος ανόργανων ενώσεων. Ονομάζονται αυτότροφοι. Τα αυτοτροφικά βακτήρια είναι σε θέση να συνθέσουν οργανικές ουσίες από ανόργανες. Ανάμεσά τους διακρίνονται:

Χημειοσύνθεση

Η χρήση της ακτινοβολούμενης ενέργειας είναι ο πιο σημαντικός, αλλά όχι ο μόνος τρόπος δημιουργίας οργανικής ύλης από διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Είναι γνωστά βακτήρια που δεν χρησιμοποιούν το ηλιακό φως ως πηγή ενέργειας για μια τέτοια σύνθεση, αλλά την ενέργεια των χημικών δεσμών που εμφανίζονται στα κύτταρα των οργανισμών κατά την οξείδωση ορισμένων ανόργανων ενώσεων - υδρόθειο, θείο, αμμωνία, υδρογόνο, νιτρικό οξύ, σιδηρούχα ενώσεις σίδηρο και μαγγάνιο. Χρησιμοποιούν την οργανική ύλη που σχηματίζεται χρησιμοποιώντας αυτή τη χημική ενέργεια για να χτίσουν τα κύτταρα του σώματός τους. Επομένως, αυτή η διαδικασία ονομάζεται χημειοσύνθεση.

Η πιο σημαντική ομάδα χημειοσυνθετικών μικροοργανισμών είναι τα νιτροποιητικά βακτήρια. Αυτά τα βακτήρια ζουν στο έδαφος και πραγματοποιούν την οξείδωση της αμμωνίας, που σχηματίζεται κατά τη διάσπαση των οργανικών υπολειμμάτων, σε νιτρικό οξύ. Το τελευταίο, αντιδρά με ορυκτές ενώσεις του εδάφους, μετατρέπεται σε άλατα νιτρικού οξέος. Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα σε δύο φάσεις.

Τα βακτήρια του σιδήρου μετατρέπουν το σίδηρο σε οξείδιο. Το σχηματιζόμενο υδροξείδιο του σιδήρου καθιζάνει και σχηματίζει το λεγόμενο βάλτο σιδηρομετάλλευμα.

Ορισμένοι μικροοργανισμοί υπάρχουν λόγω της οξείδωσης του μοριακού υδρογόνου, παρέχοντας έτσι έναν αυτότροφο τρόπο διατροφής.

Χαρακτηριστικό γνώρισμα των βακτηρίων υδρογόνου είναι η ικανότητα μετάβασης σε έναν ετερότροφο τρόπο ζωής όταν παρέχονται με οργανικές ενώσεις και απουσία υδρογόνου.

Έτσι, τα χημειοαυτοτροφικά είναι τυπικά αυτότροφα, αφού συνθέτουν ανεξάρτητα τις απαραίτητες οργανικές ενώσεις από ανόργανες ουσίες και δεν τις παίρνουν έτοιμες από άλλους οργανισμούς, όπως οι ετερότροφοι. Τα χημειοαυτοτροφικά βακτήρια διαφέρουν από τα φωτοτροφικά φυτά ως προς την πλήρη ανεξαρτησία τους από το φως ως πηγή ενέργειας.

βακτηριακή φωτοσύνθεση

Μερικά βακτήρια θείου που περιέχουν χρωστική ουσία (μωβ, πράσινο), που περιέχουν συγκεκριμένες χρωστικές ουσίες - βακτηριοχλωροφύλλες, είναι σε θέση να απορροφούν την ηλιακή ενέργεια, με τη βοήθεια της οποίας το υδρόθειο διασπάται στους οργανισμούς τους και δίνει άτομα υδρογόνου για την αποκατάσταση των αντίστοιχων ενώσεων. Αυτή η διαδικασία έχει πολλά κοινά με τη φωτοσύνθεση και διαφέρει μόνο στο ότι στα μωβ και πράσινα βακτήρια το υδρόθειο (ενίοτε καρβοξυλικά οξέα) είναι ο δότης του υδρογόνου και στα πράσινα φυτά είναι το νερό. Σε αυτά και σε άλλα, η διάσπαση και η μεταφορά του υδρογόνου πραγματοποιείται λόγω της ενέργειας των απορροφούμενων ηλιακών ακτίνων.

Μια τέτοια βακτηριακή φωτοσύνθεση, η οποία συμβαίνει χωρίς την απελευθέρωση οξυγόνου, ονομάζεται φωτοαναγωγή. Η φωτοαναγωγή του διοξειδίου του άνθρακα σχετίζεται με τη μεταφορά υδρογόνου όχι από νερό, αλλά από υδρόθειο:

6CO 2 + 12H 2 S + hv → C6H 12 O 6 + 12S \u003d 6H 2 O

Η βιολογική σημασία της χημειοσύνθεσης και της βακτηριακής φωτοσύνθεσης σε πλανητική κλίμακα είναι σχετικά μικρή. Μόνο τα χημειοσυνθετικά βακτήρια παίζουν σημαντικό ρόλο στον κύκλο του θείου στη φύση. Απορροφούμενο από τα πράσινα φυτά με τη μορφή αλάτων θειικού οξέος, το θείο αποκαθίσταται και γίνεται μέρος των πρωτεϊνικών μορίων. Επιπλέον, κατά την καταστροφή νεκρών φυτικών και ζωικών υπολειμμάτων από σήψη βακτήρια, θείο απελευθερώνεται με τη μορφή υδρόθειου, το οποίο οξειδώνεται από βακτήρια θείου σε ελεύθερο θείο (ή θειικό οξύ), το οποίο σχηματίζει θειώδη διαθέσιμα για τα φυτά στο έδαφος. Τα χημειο- και φωτοαυτοτροφικά βακτήρια είναι απαραίτητα στον κύκλο του αζώτου και του θείου.

σπορίωση

Σπόροι σχηματίζονται μέσα στο βακτηριακό κύτταρο. Κατά τη διαδικασία σχηματισμού σπορίων, ένα βακτηριακό κύτταρο υφίσταται μια σειρά βιοχημικών διεργασιών. Η ποσότητα του ελεύθερου νερού σε αυτό μειώνεται, η ενζυματική δραστηριότητα μειώνεται. Αυτό εξασφαλίζει την αντοχή των σπορίων σε δυσμενείς περιβαλλοντικές συνθήκες (υψηλή θερμοκρασία, υψηλή συγκέντρωση αλατιού, ξήρανση κ.λπ.). Ο σχηματισμός σπορίων είναι χαρακτηριστικός μόνο μιας μικρής ομάδας βακτηρίων.

Τα σπόρια δεν αποτελούν ουσιαστικό στάδιο στον κύκλο ζωής των βακτηρίων. Η δημιουργία σπορίων ξεκινά μόνο με την έλλειψη θρεπτικών συστατικών ή τη συσσώρευση μεταβολικών προϊόντων. Τα βακτήρια με τη μορφή σπορίων μπορούν να παραμείνουν αδρανείς για μεγάλο χρονικό διάστημα. Τα βακτηριακά σπόρια αντέχουν τον παρατεταμένο βρασμό και την πολύ μεγάλη κατάψυξη. Όταν προκύψουν ευνοϊκές συνθήκες, η διαμάχη φυτρώνει και γίνεται βιώσιμη. Τα βακτηριακά σπόρια είναι προσαρμογές για επιβίωση σε αντίξοες συνθήκες.

αναπαραγωγή

Τα βακτήρια αναπαράγονται διαιρώντας ένα κύτταρο σε δύο. Έχοντας φτάσει σε ένα ορισμένο μέγεθος, το βακτήριο χωρίζεται σε δύο πανομοιότυπα βακτήρια. Στη συνέχεια, το καθένα από αυτά αρχίζει να τρέφεται, να μεγαλώνει, να διαιρείται και ούτω καθεξής.

Μετά την επιμήκυνση του κυττάρου, σχηματίζεται σταδιακά ένα εγκάρσιο διάφραγμα και στη συνέχεια τα θυγατρικά κύτταρα αποκλίνουν. Σε πολλά βακτήρια, υπό ορισμένες συνθήκες, τα κύτταρα μετά τη διαίρεση παραμένουν συνδεδεμένα σε χαρακτηριστικές ομάδες. Σε αυτή την περίπτωση, ανάλογα με την κατεύθυνση του επιπέδου διαίρεσης και τον αριθμό των διαιρέσεων, προκύπτουν διαφορετικές μορφές. Η αναπαραγωγή με εκβλάστηση συμβαίνει σε βακτήρια ως εξαίρεση.

Κάτω από ευνοϊκές συνθήκες, η κυτταρική διαίρεση σε πολλά βακτήρια συμβαίνει κάθε 20-30 λεπτά. Με τόσο γρήγορη αναπαραγωγή, οι απόγονοι ενός βακτηρίου σε 5 ημέρες είναι σε θέση να σχηματίσουν μια μάζα που μπορεί να γεμίσει όλες τις θάλασσες και τους ωκεανούς. Ένας απλός υπολογισμός δείχνει ότι μπορούν να σχηματιστούν 72 γενιές (720.000.000.000.000.000.000 κύτταρα) την ημέρα. Εάν μεταφραστεί σε βάρος - 4720 τόνοι. Ωστόσο, αυτό δεν συμβαίνει στη φύση, καθώς τα περισσότερα βακτήρια πεθαίνουν γρήγορα υπό την επίδραση του ηλιακού φωτός, της ξήρανσης, της έλλειψης τροφής, της θέρμανσης στους 65-100ºС, ως αποτέλεσμα της πάλης μεταξύ των ειδών κ.λπ.

Το βακτήριο (1), έχοντας απορροφήσει αρκετή τροφή, αυξάνεται σε μέγεθος (2) και αρχίζει να προετοιμάζεται για αναπαραγωγή (κυτταρική διαίρεση). Το DNA του (σε ένα βακτήριο, το μόριο DNA είναι κλειστό σε έναν δακτύλιο) διπλασιάζεται (το βακτήριο παράγει ένα αντίγραφο αυτού του μορίου). Και τα δύο μόρια DNA (3.4) φαίνεται να είναι προσκολλημένα στο βακτηριακό τοίχωμα και, όταν επιμηκυνθούν, τα βακτήρια αποκλίνουν στα πλάγια (5.6). Πρώτα, το νουκλεοτίδιο διαιρείται και μετά το κυτταρόπλασμα.

Μετά την απόκλιση δύο μορίων DNA στα βακτήρια, εμφανίζεται μια συστολή, η οποία σταδιακά χωρίζει το σώμα του βακτηρίου σε δύο μέρη, καθένα από τα οποία περιέχει ένα μόριο DNA (7).

Συμβαίνει (στον βάκιλο σανού), δύο βακτήρια κολλάνε μεταξύ τους και σχηματίζεται μια γέφυρα μεταξύ τους (1,2).

Το DNA μεταφέρεται από το ένα βακτήριο στο άλλο μέσω του βραχυκυκλωτήρα (3). Μόλις σε ένα βακτήριο, τα μόρια του DNA συμπλέκονται, κολλάνε μεταξύ τους σε ορισμένα σημεία (4), μετά από τα οποία ανταλλάσσουν τμήματα (5).

Ο ρόλος των βακτηρίων στη φύση

Κυκλοφορία

Τα βακτήρια είναι ο σημαντικότερος κρίκος στη γενική κυκλοφορία των ουσιών στη φύση. Τα φυτά δημιουργούν πολύπλοκες οργανικές ουσίες από διοξείδιο του άνθρακα, νερό και μεταλλικά άλατα του εδάφους. Αυτές οι ουσίες επιστρέφουν στο έδαφος με νεκρούς μύκητες, φυτά και πτώματα ζώων. Τα βακτήρια αποσυνθέτουν πολύπλοκες ουσίες σε απλές, οι οποίες επαναχρησιμοποιούνται από τα φυτά.

Τα βακτήρια καταστρέφουν τη σύνθετη οργανική ύλη νεκρών φυτών και πτωμάτων ζώων, εκκρίσεις ζωντανών οργανισμών και διάφορα απόβλητα. Τρέφονται με αυτές τις οργανικές ουσίες, τα σαπροφυτικά βακτήρια αποσύνθεσης τα μετατρέπουν σε χούμο. Αυτοί είναι το είδος των τακτοποιών του πλανήτη μας. Έτσι, τα βακτήρια συμμετέχουν ενεργά στον κύκλο των ουσιών στη φύση.

σχηματισμός εδάφους

Δεδομένου ότι τα βακτήρια είναι κατανεμημένα σχεδόν παντού και βρίσκονται σε τεράστιους αριθμούς, καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό τις διάφορες διεργασίες που συμβαίνουν στη φύση. Το φθινόπωρο πέφτουν τα φύλλα των δέντρων και των θάμνων, οι βλαστοί του χόρτου πεθαίνουν, τα παλιά κλαδιά πέφτουν και από καιρό σε καιρό πέφτουν οι κορμοί των γηραιών δέντρων. Όλα αυτά σταδιακά μετατρέπονται σε χούμο. Σε 1 cm 3. Το επιφανειακό στρώμα του δασικού εδάφους περιέχει εκατοντάδες εκατομμύρια σαπροφυτικά βακτήρια του εδάφους πολλών ειδών. Αυτά τα βακτήρια μετατρέπουν το χούμο σε διάφορα μέταλλα που μπορούν να απορροφηθούν από το έδαφος από τις ρίζες των φυτών.

Ορισμένα βακτήρια του εδάφους είναι σε θέση να απορροφούν άζωτο από τον αέρα, χρησιμοποιώντας το σε διαδικασίες ζωής. Αυτά τα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο ζουν μόνα τους ή κατοικούν στις ρίζες των ψυχανθών φυτών. Έχοντας διεισδύσει στις ρίζες των οσπρίων, αυτά τα βακτήρια προκαλούν την ανάπτυξη των ριζικών κυττάρων και το σχηματισμό οζιδίων σε αυτά.

Αυτά τα βακτήρια απελευθερώνουν ενώσεις αζώτου που χρησιμοποιούν τα φυτά. Τα βακτήρια λαμβάνουν υδατάνθρακες και μεταλλικά άλατα από τα φυτά. Έτσι, υπάρχει στενή σχέση μεταξύ του οσπρίου και των βακτηρίων των οζιδίων, η οποία είναι χρήσιμη τόσο για τον ένα όσο και για τον άλλο οργανισμό. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται συμβίωση.

Χάρη στη συμβίωση τους με τα οζώδη βακτήρια, τα όσπρια εμπλουτίζουν το έδαφος με άζωτο, συμβάλλοντας στην αύξηση των αποδόσεων.

Κατανομή στη φύση

Οι μικροοργανισμοί είναι πανταχού παρόντες. Οι μόνες εξαιρέσεις είναι οι κρατήρες ενεργών ηφαιστείων και οι μικρές περιοχές στα επίκεντρα των πυροδοτούμενων ατομικών βομβών. Ούτε οι χαμηλές θερμοκρασίες της Ανταρκτικής, ούτε οι πίδακες βρασμού των θερμοπίδακες, ούτε τα κορεσμένα διαλύματα αλατιού σε δεξαμενές αλατιού, ούτε η ισχυρή ηλιοφάνεια των βουνοκορφών, ούτε η σκληρή ακτινοβολία των πυρηνικών αντιδραστήρων παρεμβαίνουν στην ύπαρξη και την ανάπτυξη της μικροχλωρίδας. Όλα τα έμβια όντα αλληλεπιδρούν διαρκώς με τους μικροοργανισμούς, αποτελώντας συχνά όχι μόνο τις αποθήκες τους, αλλά και τους διανομείς τους. Οι μικροοργανισμοί είναι οι ιθαγενείς του πλανήτη μας, αναπτύσσοντας ενεργά τα πιο απίστευτα φυσικά υποστρώματα.

Μικροχλωρίδα του εδάφους

Ο αριθμός των βακτηρίων στο έδαφος είναι εξαιρετικά μεγάλος - εκατοντάδες εκατομμύρια και δισεκατομμύρια άτομα σε 1 γραμμάριο. Είναι πολύ πιο άφθονα στο έδαφος παρά στο νερό και τον αέρα. Ο συνολικός αριθμός των βακτηρίων στα εδάφη ποικίλλει. Ο αριθμός των βακτηρίων εξαρτάται από τον τύπο του εδάφους, την κατάστασή τους, το βάθος των στρωμάτων.

Στην επιφάνεια των σωματιδίων του εδάφους, οι μικροοργανισμοί βρίσκονται σε μικρές μικροαποικίες (20-100 κύτταρα η καθεμία). Συχνά αναπτύσσονται σε πάχη θρόμβων οργανικής ύλης, σε ζωντανές και ετοιμοθάνατες ρίζες φυτών, σε λεπτά τριχοειδή αγγεία και εσωτερικά σβώλους.

Η μικροχλωρίδα του εδάφους είναι πολύ διαφορετική. Εδώ βρίσκονται διάφορες φυσιολογικές ομάδες βακτηρίων: σήψη, νιτροποιητικά, αζωτοδεσμευτικά, θειούχα βακτήρια κ.λπ. Ανάμεσά τους υπάρχουν αερόβια και αναερόβια, μορφές σπορίων και μη σπορίων. Η μικροχλωρίδα είναι ένας από τους παράγοντες σχηματισμού του εδάφους.

Η περιοχή ανάπτυξης των μικροοργανισμών στο έδαφος είναι η ζώνη δίπλα στις ρίζες των ζωντανών φυτών. Ονομάζεται ριζόσφαιρα και το σύνολο των μικροοργανισμών που περιέχονται σε αυτό ονομάζεται μικροχλωρίδα της ριζόσφαιρας.

Μικροχλωρίδα δεξαμενών

Το νερό είναι ένα φυσικό περιβάλλον όπου οι μικροοργανισμοί αναπτύσσονται σε μεγάλους αριθμούς. Τα περισσότερα από αυτά εισέρχονται στο νερό από το έδαφος. Ένας παράγοντας που καθορίζει τον αριθμό των βακτηρίων στο νερό, την παρουσία θρεπτικών ουσιών σε αυτό. Τα πιο καθαρά είναι τα νερά των αρτεσιανών πηγαδιών και πηγών. Οι ανοιχτές δεξαμενές και τα ποτάμια είναι πολύ πλούσια σε βακτήρια. Ο μεγαλύτερος αριθμός βακτηρίων βρίσκεται στα επιφανειακά στρώματα του νερού, πιο κοντά στην ακτή. Με την αύξηση της απόστασης από την ακτή και το αυξανόμενο βάθος, ο αριθμός των βακτηρίων μειώνεται.

Το καθαρό νερό περιέχει 100-200 βακτήρια ανά 1 ml, ενώ το μολυσμένο νερό περιέχει 100-300 χιλιάδες ή περισσότερα. Υπάρχουν πολλά βακτήρια στην λάσπη του πυθμένα, ειδικά στο επιφανειακό στρώμα, όπου τα βακτήρια σχηματίζουν ένα φιλμ. Υπάρχουν πολλά βακτήρια θείου και σιδήρου σε αυτό το φιλμ, τα οποία οξειδώνουν το υδρόθειο σε θειικό οξύ και έτσι εμποδίζουν τα ψάρια να πεθάνουν. Στη λάσπη υπάρχουν περισσότερες σποριοφόροι μορφές, ενώ στο νερό κυριαρχούν οι μη σποριοφόροι μορφές.

Όσον αφορά τη σύσταση των ειδών, η μικροχλωρίδα του νερού είναι παρόμοια με τη μικροχλωρίδα του εδάφους, αλλά εντοπίζονται και συγκεκριμένες μορφές. Καταστρέφοντας διάφορα απόβλητα που έχουν πέσει στο νερό, οι μικροοργανισμοί πραγματοποιούν σταδιακά τον λεγόμενο βιολογικό καθαρισμό του νερού.

Μικροχλωρίδα αέρα

Η μικροχλωρίδα του αέρα είναι λιγότερο πολυάριθμη από τη μικροχλωρίδα του εδάφους και του νερού. Τα βακτήρια αναδύονται στον αέρα με τη σκόνη, μπορούν να παραμείνουν εκεί για λίγο και στη συνέχεια να εγκατασταθούν στην επιφάνεια της γης και να πεθάνουν από έλλειψη διατροφής ή υπό την επίδραση των υπεριωδών ακτίνων. Ο αριθμός των μικροοργανισμών στον αέρα εξαρτάται από τη γεωγραφική περιοχή, το έδαφος, την εποχή, τη ρύπανση από σκόνη κ.λπ. Κάθε κηλίδα σκόνης είναι φορέας μικροοργανισμών. Τα περισσότερα βακτήρια στον αέρα πάνω από τις βιομηχανικές επιχειρήσεις. Ο αέρας στην ύπαιθρο είναι πιο καθαρός. Ο πιο καθαρός αέρας είναι πάνω από δάση, βουνά, χιονισμένους χώρους. Τα ανώτερα στρώματα του αέρα περιέχουν λιγότερα μικρόβια. Στη μικροχλωρίδα του αέρα υπάρχουν πολλά βακτήρια με χρώμα και σπόρια που είναι πιο ανθεκτικά από άλλα στις υπεριώδεις ακτίνες.

Μικροχλωρίδα του ανθρώπινου σώματος

Το σώμα ενός ατόμου, ακόμη και ενός απολύτως υγιούς, είναι πάντα φορέας μικροχλωρίδας. Όταν το ανθρώπινο σώμα έρχεται σε επαφή με τον αέρα και το έδαφος, μια ποικιλία μικροοργανισμών, συμπεριλαμβανομένων των παθογόνων (βάκιλλοι τετάνου, αέρια γάγγραινα κ.λπ.), εγκαθίστανται στα ρούχα και το δέρμα. Τα εκτεθειμένα μέρη του ανθρώπινου σώματος είναι πιο συχνά μολυσμένα. E. coli, σταφυλόκοκκοι βρίσκονται στα χέρια. Υπάρχουν πάνω από 100 είδη μικροβίων στη στοματική κοιλότητα. Το στόμα, με τη θερμοκρασία, την υγρασία, τα υπολείμματα θρεπτικών ουσιών, αποτελεί εξαιρετικό περιβάλλον για την ανάπτυξη μικροοργανισμών.

Το στομάχι έχει μια όξινη αντίδραση, έτσι το μεγαλύτερο μέρος των μικροοργανισμών σε αυτό πεθαίνει. Ξεκινώντας από το λεπτό έντερο, η αντίδραση γίνεται αλκαλική, δηλ. ευνοϊκό για τα μικρόβια. Η μικροχλωρίδα στο παχύ έντερο είναι πολύ διαφορετική. Κάθε ενήλικας εκκρίνει περίπου 18 δισεκατομμύρια βακτήρια καθημερινά με τα περιττώματα, δηλ. περισσότερα άτομα παρά άτομα στον κόσμο.

Τα εσωτερικά όργανα που δεν συνδέονται με το εξωτερικό περιβάλλον (εγκέφαλος, καρδιά, συκώτι, κύστη κ.λπ.) είναι συνήθως απαλλαγμένα από μικρόβια. Τα μικρόβια εισέρχονται σε αυτά τα όργανα μόνο κατά τη διάρκεια ασθένειας.

Βακτήρια στην ποδηλασία

Οι μικροοργανισμοί γενικά και τα βακτήρια ειδικότερα διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στους βιολογικά σημαντικούς κύκλους ουσιών στη Γη, πραγματοποιώντας χημικούς μετασχηματισμούς που είναι εντελώς απρόσιτοι ούτε για τα φυτά ούτε για τα ζώα. Διάφορα στάδια του κύκλου των στοιχείων πραγματοποιούνται από οργανισμούς διαφορετικών τύπων. Η ύπαρξη κάθε ξεχωριστής ομάδας οργανισμών εξαρτάται από τον χημικό μετασχηματισμό στοιχείων που πραγματοποιείται από άλλες ομάδες.

κύκλος αζώτου

Ο κυκλικός μετασχηματισμός των αζωτούχων ενώσεων παίζει πρωταρχικό ρόλο στην παροχή των απαραίτητων μορφών αζώτου σε διάφορους οργανισμούς της βιόσφαιρας όσον αφορά τις διατροφικές ανάγκες. Πάνω από το 90% της συνολικής δέσμευσης αζώτου οφείλεται στη μεταβολική δραστηριότητα ορισμένων βακτηρίων.

Ο κύκλος του άνθρακα

Η βιολογική μετατροπή του οργανικού άνθρακα σε διοξείδιο του άνθρακα, που συνοδεύεται από τη μείωση του μοριακού οξυγόνου, απαιτεί την κοινή μεταβολική δραστηριότητα διαφόρων μικροοργανισμών. Πολλά αερόβια βακτήρια πραγματοποιούν την πλήρη οξείδωση των οργανικών ουσιών. Υπό αερόβιες συνθήκες, οι οργανικές ενώσεις αρχικά διασπώνται με ζύμωση και τα τελικά προϊόντα της οργανικής ζύμωσης οξειδώνονται περαιτέρω με αναερόβια αναπνοή εάν υπάρχουν ανόργανοι δέκτες υδρογόνου (νιτρικά, θειικά ή CO2).

Κύκλος θείου

Για τους ζωντανούς οργανισμούς, το θείο διατίθεται κυρίως με τη μορφή διαλυτών θειικών αλάτων ή ανηγμένων οργανικών ενώσεων θείου.

Ο κύκλος του σιδήρου

Ορισμένες δεξαμενές γλυκού νερού περιέχουν υψηλές συγκεντρώσεις ανηγμένων αλάτων σιδήρου. Σε τέτοια μέρη, αναπτύσσεται μια συγκεκριμένη βακτηριακή μικροχλωρίδα - βακτήρια σιδήρου, τα οποία οξειδώνουν τον ανηγμένο σίδηρο. Συμμετέχουν στο σχηματισμό μεταλλευμάτων σιδήρου ελών και πηγών νερού πλούσιων σε άλατα σιδήρου.

Τα βακτήρια είναι οι αρχαιότεροι οργανισμοί, που εμφανίστηκαν πριν από περίπου 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια στην Αρχαία. Για περίπου 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια, κυριάρχησαν στη Γη, σχηματίζοντας τη βιόσφαιρα και συμμετείχαν στο σχηματισμό μιας ατμόσφαιρας οξυγόνου.

Τα βακτήρια είναι ένας από τους πιο απλά διατεταγμένους ζωντανούς οργανισμούς (εκτός από ιούς). Πιστεύεται ότι είναι οι πρώτοι οργανισμοί που εμφανίστηκαν στη Γη.

Όλοι γνωρίζουν ότι τα βακτήρια είναι οι αρχαιότεροι κάτοικοι του πλανήτη Γη. Εμφανίστηκαν, σύμφωνα με επιστημονικά δεδομένα, πριν από τρία έως τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια. Και για πολύ καιρό ήταν οι μόνοι και πλήρεις ιδιοκτήτες της Γης. Μπορούμε να πούμε ότι όλα ξεκίνησαν από τα βακτήρια. Σε γενικές γραμμές, η γενεαλογία όλων είναι από αυτούς. Ο ρόλος λοιπόν των βακτηρίων στην ανθρώπινη ζωή και τη φύση (ο σχηματισμός της) είναι πολύ σημαντικός.

Ωδή στα βακτήρια

Η δομή τους είναι πολύ πρωτόγονη - ως επί το πλείστον είναι μονοκύτταροι οργανισμοί, οι οποίοι, προφανώς, έχουν αλλάξει ελάχιστα σε τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα. Είναι ανεπιτήδευτα και μπορούν να επιβιώσουν σε ακραίες συνθήκες για άλλους οργανισμούς (θέρμανση έως και 90 βαθμούς, πάγωμα, σπάνια ατμόσφαιρα, βαθύτερος ωκεανός). Ζουν παντού - στο νερό, στο έδαφος, στο υπόγειο, στον αέρα, μέσα σε άλλους ζωντανούς οργανισμούς. Και σε ένα γραμμάριο χώματος, για παράδειγμα, μπορούν να βρεθούν εκατοντάδες εκατομμύρια βακτήρια. Πραγματικά σχεδόν ιδανικά πλάσματα που υπάρχουν δίπλα μας. Ο ρόλος των βακτηρίων στη ζωή και τη φύση του ανθρώπου είναι μεγάλος.

Δημιουργοί οξυγόνου

Γνωρίζατε ότι, πιθανότατα, χωρίς την ύπαρξη αυτών των μικρών οργανισμών, απλά θα πνιγόμασταν; Επειδή αυτά (κυρίως τα κυανοβακτήρια, ικανά να απελευθερώνουν οξυγόνο ως αποτέλεσμα της φωτοσύνθεσης), λόγω της αφθονίας τους, παράγουν τεράστια ποσότητα οξυγόνου που εισέρχεται στην ατμόσφαιρα. Αυτό γίνεται ιδιαίτερα σημαντικό σε σχέση με την αποψίλωση των δασών στρατηγικής σημασίας για ολόκληρη τη Γη. Και μερικά άλλα βακτήρια απελευθερώνουν διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο είναι απαραίτητο για την αναπνοή των φυτών. Όμως ο ρόλος των βακτηρίων στην ανθρώπινη ζωή και τη φύση δεν περιορίζεται σε αυτό. Υπάρχουν αρκετές ακόμη «δραστηριότητες» για τις οποίες μπορούν να χορηγηθούν βακτήρια με ασφάλεια

εντολοδόχοι

Στη φύση, μία από τις λειτουργίες των βακτηρίων είναι η υγιεινή. Τρώνε νεκρά κύτταρα και οργανισμούς, αξιοποιώντας τα περιττά. Αποδεικνύεται ότι τα βακτήρια για όλα τα έμβια όντα στον πλανήτη λειτουργούν ως ένα είδος θυρωρού. Στην επιστήμη, αυτό το φαινόμενο ονομάζεται σαπροτροφία.

Κυκλοφορία ουσιών

Και ένας άλλος σημαντικός ρόλος είναι η συμμετοχή σε πλανητική κλίμακα. Στη φύση, όλες οι ουσίες περνούν από οργανισμό σε οργανισμό. Άλλοτε βρίσκονται στην ατμόσφαιρα, άλλοτε στο έδαφος, διατηρώντας έναν κύκλο μεγάλης κλίμακας. Χωρίς βακτήρια, αυτά τα συστατικά θα μπορούσαν να συγκεντρωθούν κάπου σε ένα μέρος και οι μεγάλοι κύκλοι θα διακόπηκαν. Αυτό συμβαίνει, για παράδειγμα, με μια ουσία όπως το άζωτο.

Προϊόντα γαλακτικού οξέος

Το γάλα είναι ένα προϊόν γνωστό στους ανθρώπους εδώ και πολύ καιρό. Όμως η μακροχρόνια αποθήκευσή του κατέστη δυνατή μόλις πρόσφατα με την εφεύρεση μεθόδων διατήρησης και ψύξης. Και από την αρχή της κτηνοτροφίας, ο άνθρωπος χρησιμοποίησε εν αγνοία του βακτήρια για να ζυμώσει το γάλα και να παράγει ζυμωμένα γαλακτοκομικά προϊόντα με μεγαλύτερη διάρκεια ζωής από το ίδιο το γάλα. Έτσι, για παράδειγμα, το ξηρό κεφίρ θα μπορούσε να αποθηκευτεί για μήνες και να χρησιμοποιηθεί ως πλούσιο γεύμα κατά τη διάρκεια μακρών μεταβάσεων σε περιοχές της ερήμου. Από αυτή την άποψη, ο ρόλος των βακτηρίων στη ζωή του ανθρώπου είναι ανεκτίμητος. Άλλωστε, αν «προσφέρεται» σε αυτούς τους οργανισμούς γάλα, θα μπορούν να παράγουν πολλά νόστιμα και αναντικατάστατα προϊόντα διατροφής από αυτό. Μεταξύ αυτών: γιαούρτι, πηγμένο γάλα, ζυμωμένο ψημένο γάλα, κρέμα γάλακτος, τυρί cottage, τυρί. Το κεφίρ, φυσικά, παρασκευάζεται κυρίως από μύκητες, αλλά δεν μπορεί να κάνει χωρίς τη συμμετοχή βακτηρίων.

Μεγάλοι σεφ

Όμως, ο ρόλος των βακτηρίων που σχηματίζουν τροφή στην ανθρώπινη ζωή δεν περιορίζεται στα γαλακτοκομικά προϊόντα που έχουν υποστεί ζύμωση. Υπάρχουν πολλά πιο γνωστά σε εμάς προϊόντα που παράγονται με τη βοήθεια αυτών των οργανισμών. Πρόκειται για ξινολάχανο, αγγουράκια τουρσί (βαρέλι), τουρσιά που αγαπούν πολλοί και άλλα προϊόντα.

Οι καλύτεροι γείτονες στον κόσμο

Τα βακτήρια είναι το πολυπληθέστερο βασίλειο των ζωικών οργανισμών στη φύση. Ζουν παντού - γύρω μας, πάνω μας, ακόμα και - μέσα μας! Και είναι πολύ χρήσιμοι «γείτονες» για έναν άνθρωπο. Έτσι, για παράδειγμα, τα bifidobacteria ενισχύουν το ανοσοποιητικό μας, αυξάνουν την αντίσταση του οργανισμού σε πολλές ασθένειες, βοηθούν στην πέψη και κάνουν πολλά άλλα απαραίτητα. Έτσι, ο ρόλος των βακτηρίων στη ζωή του ανθρώπου ως καλών «γείτονες» είναι εξίσου ανεκτίμητος.

Παραγωγή των απαραίτητων ουσιών

Οι επιστήμονες μπόρεσαν να δουλέψουν με βακτήρια με τέτοιο τρόπο που ως αποτέλεσμα άρχισαν να εκκρίνουν ουσίες που είναι απαραίτητες για τον άνθρωπο. Συχνά αυτές οι ουσίες είναι φάρμακα. Μεγάλος λοιπόν είναι και ο θεραπευτικός ρόλος των βακτηρίων στη ζωή του ανθρώπου. Μερικά σύγχρονα φάρμακα παρασκευάζονται από αυτούς ή με βάση τη δράση τους.

Ο ρόλος των βακτηρίων στη βιομηχανία

Τα βακτήρια είναι σπουδαίοι βιοχημικοί! Αυτό το ακίνητο χρησιμοποιείται ευρέως στη σύγχρονη βιομηχανία. Έτσι, για παράδειγμα, τις τελευταίες δεκαετίες, η παραγωγή βιοαερίου σε ορισμένες χώρες έχει λάβει σοβαρές διαστάσεις.

Αρνητικός και θετικός ρόλος των βακτηρίων

Αλλά αυτοί οι μικροσκοπικοί μονοκύτταροι οργανισμοί μπορούν όχι μόνο να είναι βοηθοί ενός ατόμου και να συνυπάρχουν μαζί του σε πλήρη αρμονία και ειρήνη. Ο μεγαλύτερος κίνδυνος που διατρέχουν είναι ο μολυσματικός.Εγκαθιστώντας μέσα μας, δηλητηριάζοντας τους ιστούς του σώματός μας, είναι σίγουρα επιβλαβείς, μερικές φορές θανατηφόροι για τον άνθρωπο. Μεταξύ των πιο διάσημων επικίνδυνων ασθενειών που προκαλούνται από βακτήρια είναι η πανώλη, η χολέρα. Λιγότερο επικίνδυνα είναι η στηθάγχη και η πνευμονία, για παράδειγμα. Έτσι, ορισμένα βακτήρια μπορούν να αποτελέσουν σημαντικό κίνδυνο για τον άνθρωπο εάν είναι παθογόνα. Επομένως, επιστήμονες και γιατροί όλων των εποχών και των λαών προσπαθούν να «κρατήσουν υπό έλεγχο» αυτούς τους επιβλαβείς μικροοργανισμούς.

Αλλαγή τροφίμων από βακτήρια

Αν το κρέας είναι σάπιο και η σούπα είναι ξινή, σίγουρα αυτό είναι το «χειροποίητο» των βακτηρίων! Ξεκινούν εκεί και ουσιαστικά «τρώνε» αυτά τα προϊόντα πριν από εμάς. Μετά από αυτό, για ένα άτομο, αυτά τα πιάτα δεν αντιπροσωπεύουν πλέον θρεπτική αξία. Μένει μόνο να πετάξουμε!

Αποτελέσματα

Όταν απαντάτε στο ερώτημα τι ρόλο παίζουν τα βακτήρια στην ανθρώπινη ζωή, μπορούν να διακριθούν τόσο θετικά όσο και αρνητικά σημεία. Ωστόσο, είναι προφανές ότι οι θετικές ιδιότητες των βακτηρίων είναι πολύ μεγαλύτερες από τις αρνητικές. Όλα έχουν να κάνουν με τον εύλογο έλεγχο του ανθρώπου πάνω σε αυτό το πολυάριθμο βασίλειο.