Лекарство от вирусов и болезнетворных бактерий – здоровый иммунитет. Болезнетворные бактерии в организме человека и методы борьбы

Особенности . Для того, чтобы патогенный микроорганизм вызвал болезнь, он должен обладать вирулентностью, то есть способностью преодолевать сопротивляемость организма и проявлять токсическое воздействие. В основе болезнетворности большинства бактерий лежит их способность образовывать ядовитые вещества - токсины. К бактерий, обладающих самая способность выделять яды, относят возбудителей столбняка, дифтерии, ботулизма, гангрены, чумы и др. Яда бактерий являются сильнейшими из известных химических и биологических ядов. Примером является яд ботулин, которая образуется бактериями из рода клостридиум. Это сильнейший яд из всех известных на сегодняшний день - 1 г достаточно, чтобы отравить 14 млн человек. Очень часто причиной ботулизма являются грибы, мясо, овощи, консервированные в домашних условиях. Накопление яда происходит в процессе их длительного хранения при определенном температурном режиме без доступа кислорода. Но этот яд и возбудители обезвреживаются в условиях доступа к ним кислорода и кипячения в течение 15 мин, поэтому свежеприготовленные продукты не могут вызвать заболевание.

Способы передачи. Различают следующие пути проникновения бактерий в организм: 1) контактно-бытовой путь, когда заболевание передается непосредственно или через предметы, окружающие больного; 2) воздушно-капельный путь, когда возбудители передаются через капельки слюны, попадающих в воздух при чихании, кашле (например, туберкулез, коклюш) 3) передача через воду (возбудители холеры) 4) алиментарный путь- через зараженные пищевые продукты (через немытые овощи передаются возбудители дизентерии) 5) трансмиссивный путь - через укусы кровососущих членистоногих - комаров, клещей, блох (вши переносят возбудителя сыпного тифа) 6) через почву (например, столбняк). Болезнетворные бактерии размножаются очень

быстро. Если в человеческий организм попадет одна бактериальная клетка и найдет благоприятные условия для разделения, то уже через 12 часов таких клеток может оказаться несколько миллиардов. Споры болезнетворных бактерий могут переносить неблагоприятные условия очень длительное время. Например, споры сибирской язвы могут сохранять в почве свою способность к заражению десятки лет. Болезнетворные бактерии, как и другие микроорганизмы, могут жить в бескислородной среде (анаэробные бактерии) и в среде, содержащей кислород (бактерии).

Разнообразие и распространение. У человека бактерии вызывают такие заболевания, как столбняк, брюшной тиф, сифилис, холера, пищевые отравления, проказа, чума, туберкулез, дифтерия, дизентерия и другие, у животных - сибирской язвой, бруцеллезом, мастит, сальмонеллез и др. Известно более 300 видов бактерий, которые способны вызвать такие заболевания у растений, как черная пятнистость помидоров, мягкая гниль лука, побурение плодов абрикосов и др.

Наличие болезнетворных бактерий в воздухе, воде или почве зависит от многих причин (от времени года, геграфичнои зоны, характера растительности, загрязнения пылью и т.д.). Больше различных бактерий в закрытых помещениях. Многие виды бактерий встречаются у человека и животных на их покровах, в пищеварительной и дыхательной системах. Особенно большое количество болезнетворных микробов бывает на коже человека, если он не соблюдает правила гигиены. Есть среди болезнетворных бактерий и такие, которые помогают человеку в борьбе с вредителями. Так, некоторые виды бацилл вызывают заболевания у личинок насекомых. Поскольку для позвоночных животных и человека эти бактерии являются безопасными, их применяют для защиты лесов, садов, виноградников, огородов от личинок колорадского жука, сибирского шелкопряда, капустного бабочки и др.

Итак, самыми общими особенностями болезнетворных бактерий является способность образовывать ядовитые вещества, использование различных способов проникновения в организм, быстрое размножение, длительное перенесению неблагоприятных условий и тому подобное.

Бактерии вызывают тиф, холеру, дифтерию, столбняк, туберкулёз, ангину, менингит, сап, сибирскую язву, бруцеллёз и другие болезни. Одними из этих болезней человек может заразиться при общении с больным через мельчайшие капельки слюны при разговоре, кашле и чихании, другими - при употреблении пищи или воды, в которую попали болезнетворные бактерии.

Антисанитарные условия, грязь, большая скученность людей, несоблюдение правил личной гигиены создают благоприятные условия для быстрого размножения и распространения болезнетворных бактерий. Это может вызвать эпидемию, т.е. массовое заболевание людей.

Туберкулёзная палочка в лёгких

При заражении туберкулёзной палочкой человек заболевает туберкулёзом : в лёгких, почках, костях и некоторых других органах развиваются мелкие бугорки, склонные к распаду. Туберкулёз - болезнь, которая может длиться годами.

Чуму - одну из самых тяжелых болезней - вызывают чумные палочки. Если заболевает очень много людей, вспыхивает эпидемия. Опустошительные эпидемии чумы в древности были самым страшным бедствием. Например, в VI в. чума проникла с Востока в Центральную Европу. Свирепствуя там, болезнь истребляла в крупных городах тысячи человек в день. История человеческого общества знает немало эпидемий, подобных этой эпидемии чумы.

В районах, где скот болеет бруцеллезом, возбудители этой болезни попадают в организм человека вместе с сырым молоком и человек может заболеть. Заразные болезни передаются также через мельчайшие капельки слюны при разговоре, кашле и чихании больного.

В те времена, когда люди еще ничего не знали о бактериях , возникновение эпидемий чумы, тифа, холеры объясняли «наказанием божьим» за грехи. Распространению болезнетворных бактерий в старое время благоприятствовали разные религиозные обряды (крещение, причастие, целование креста и икон), которые происходили в антисанитарных условиях.

В настоящее время проводятся специальные мероприятия для предупреждения и сокращения числа заразных заболеваний. В детских садах, школах, на предприятиях делают предохранительные прививки. Остановлен строгий врачебный контроль за источниками воды и пищевыми продуктами. На водопроводных станциях воду очищают в специальных отстойниках, пропускают ее через фильтр, хлорируют.

Бактерия сибирской язвы

Больные получают лекарства, которые убивают болезнетворных бактерий. Для уничтожения бактерий в помещении, где находится заразный больной, проводят дезинфекцию, то есть опрыскивание или окуривание химическими веществами, вызывающими гибель бактерий.

Условно-патогенные (не всегда опасные) микробы

Совокупность микроорганизмов, обитающих в желудочно-кишечном тракте, ротовой полости, мочеполовом тракте и на коже человека, называют микрофлорой. В эту совокупность наряду с полезными входят и вредные (патогенные) бактерии. Приносимые вред или польза зависят от количества болезнетворных микробов в организме человека.

Например, кишечная палочка – неотъемлемая часть микрофлоры, но при наличии благоприятных условий она активно размножается, выделяя токсины, которые отравляют организм. Результатом становятся воспалительные процессы в кишечнике, почках, мочевом пузыре и прочие неприятности.

«Двуличные» клетки, ведущие себя подобным образом, называют условно-патогенными. К этой категории относятся и стрептококки, составляющие почти половину обитателей ротовой полости. Теплый и влажный «климат», наличие больших запасов пищи играют на руку опасным микробам. Они расселяются по всей длине желудочно-кишечного тракта, дыхательных путях, но самое большое количество стрептококков живет на поверхности кожи. Результатами их действия становятся:

гнойничковые заболевания (фурункулы, абсцессы);
ангины;
бронхиты;
ревматизм;
в ослабленном организме возможен даже токсический шок.

Нападение стрептококков на клетки организма не остается без внимания иммунной системы. Но здесь кроется еще одна опасность – стрептококковая инфекция вызывает аутоиммунный ответ, т. е. иммунитет воспринимает собственные ткани как чужеродные и начинает с ними бороться. Следствием могут стать серьезные болезни сердца, суставов, почек.

Болезнетворные бактерии семейства стрептококков несут ответственность за:

пневмонии, сепсисы, менингит у новорожденных;
сепсис, мастит, менингит у рожениц;
перитонит;
кариес (стрептококк ферментирует молочную кислоту, разъедающую зубную эмаль).

Однако не только грибки и стрептококки постоянно обитают в ротовой полости. Их соседи не менее опасны:

пневмококки (бронхиты, пневмонии, плевриты, болезни среднего уха, синуситы);
бактерии гингивалис (основная причина периодонтита);
трепонемы дентикола (пародонтоз).

Эти бактерии влияют на зубы и здоровье человека. Предупредить подобный прецедент можно всего лишь своевременной чисткой зубов и мытьем рук. Лечить запущенные болезни будет значительно труднее.

Условно-патогенные микробы, живущие на коже

В норме на коже здорового человека присутствует огромное количество полезных и опасных одноклеточных и разнообразных грибков. Эти микроорганизмы любят «тропические» условия. Теплая и влажная среда в складках кожи плюс множество ороговевших клеток для питания – идеальные условия существования кожных бактерий. Кстати, именно эти крохотные существа отвечают за все неприятные запахи нашего тела. При крепкой иммунной системе и соблюдении личной гигиены эти грибки и микробы не опасны для здоровья человека. Мыло, вода, здоровая пища – и многих проблем можно избежать.

На коже постоянно обитают следующие болезнетворные бактерии:

Стрептококки. Снижают иммунитет, способствуя возникновению серьезных инфекционных заболеваний. Вызывают хронический тонзиллит, рожистое воспаление, тяжелые отравления токсинами.
Стафилококки. При сниженном иммунитете вызывают поражения кожи – ячмени, фурункулы, нарывы, карбункулы. При попадании в кровь могут спровоцировать проблемы костей, суставов, сердца, дыхательных путей, мозга, мочевыводящей системы. В желудочно-кишечном тракте распространение стафилококков провоцирует энтериты и колиты.

Смертельно опасные бактерии

Помимо условно-патогенных, существуют действительно опасные болезнетворные бактерии, не входящие в нормальную микрофлору человека. К ним относятся возбудители тифа, холеры, дифтерии, столбняка, туберкулеза, сибирской язвы и т. д. Достаточно очень небольшого количества опасных микроорганизмов для того, чтобы человек заболел.

Самыми сильными считают токсины, выделяемые столбнячной и дифтерийной палочками, стрептококками и стафилококками. Эти болезнетворные бактерии выделяют яд в процессе жизнедеятельности, но существуют и другие варианты. Туберкулезная палочка, возбудители холеры и сибирской язвы, пневмококки умудряются отравлять нам существование и после своей смерти – разлагаясь, они выделяют сильнейшие токсины.

Их размеры - от 0,1 до 30 мкм.

Микробы чрезвычайно распространены. Они живут в почве, воздухе, воде, в снегах и даже горячих источниках, на теле животных, а также внутри живых организмов, в том числе в организме человека.

Основные виды бактерий

Распределение бактерий на виды идет с учетом нескольких критериев, среди которых чаще всего принимают во внимание форму микроорганизмов и их пространственное размещение. Так, по форме делятся на:

Коки - микро-, дипло-, стрепто-, стафилококки, а также сарцины;

Палочковидные - монобактерии, диплобактерии и стрептобактерии;

Извитые виды - вибрионы и спирохеты.

Также включает состояние бактериальной стенки:

1. грамположительные бактерии с тонкой клеточной стенкой - миксобактерии, фотосинтезирующие формы микроорганизмов, которые выделяют кислород (цианобактерии);

2. грамположительные бактерии с толстой (клостридии и актиномицеты);

3. у которых нет клеточной стенки (микоплазмы);

4. бактерии, которые имеют неполноценную клеточную стенку - в данную группу микроорганизмов входят древние формы, способные образовывать метан.

Рассмотрим наиболее распространенные болезнетворные бактерии, которые поражают человека.

Вибрион Коха - вызывает холеру. Заражение данными микроорганизмами происходит через воду, пищу, грязные руки и предметы, зараженные вибрионами. Источником распространения болезни являются больные и носители, в которых холера не развивается, но которые распространяют патогенные микробы среди других людей;

Бацилла Зонне и Флекснера - обусловливает развитие дизентерии, распространяется среди населения такими же путями, что и предыдущий микроорганизм;

Бацилла Коха - является возбудителем туберкулеза. Передается другим людям от больных через воздух и капли, выделяемые из при кашле зараженных людей;

Бацилла клостридиум тетанус - становится причиной тяжелого заболевания - столбняка. Заражение происходит при контакте с загрязненным клостридиями грунтом, а также при передаче патогенных микроорганизмов от больного животного или человека;

Иерсиния пестис - возбудитель чумы, обусловливает не только бубонную форму заболевания, но и тяжелые поражения легких;

Микобактерия лепры - обусловливает развитие лепры, которая в народе еще носит название проказы и характеризуется поражением кожи и слизистых, периферической нервной системы;

Коринебактерии дифтерии - микроорганизмы, которые вызывают дифтерию - тяжелую патологию, которая характеризуется поражением слизистых оболочек ротоглотки с образованием фиброзных пленок, интоксикацией, поражением сердца, нервной системы и почек;

Бледная трепонема - является возбудителем сифилиса, который является венерической патологией и обусловливает поражение кожи, слизистых, внутренних органов, костей, а также нервной системы;

Геликобактер пилори - микроорганизм, который обусловливает развитие язвенной болезни.

Болезнетворные бактерии способны вызвать много других тяжелых заболеваний с поражением различных органов, которые требуют соответствующего лечения. c

Болезнетворные бактерии способны вызывать системный воспалительный ответ организма, тяжелые пневмонии, менингиты и даже сепсис с развитием шокового состояния, что приводит к смерти, поэтому важно предупреждать попадание патогенной флоры в организм. С этой целью применяют различные методы антисептики и дезинфекции.

Бактерии — самая древняя группа организмов из ныне существующих на Земле. Первые бактерии появились, вероятно, более 3,5 млрд лет назад и на протяжении почти миллиарда лет были единственными живыми существами на нашей планете. Поскольку это были первые представители живой природы, их тело имело примитивное строение.

Со временем их строение усложнилось, но и поныне бактерии считаются наиболее примитивными одноклеточными организмами. Интересно, что некоторые бактерии и сейчас ещё сохранили примитивные черты своих древних предков. Это наблюдается у бактерий, обитающих в горячих серных источниках и бескислородных илах на дне водоёмов.

Большинство бактерий бесцветно. Только немногие окрашены в пурпурный или в зелёный цвет. Но колонии многих бактерий имеют яркую окраску, которая обусловливается выделением окрашенного вещества в окружающую среду или пигментированием клеток.

Первооткрывателем мира бактерий был Антоний Левенгук — голландский естествоиспытатель 17 века, впервые создавший совершенную лупу-микроскоп, увеличивающую предметы в 160-270 раз.

Бактерии относят к прокариотам и выделяют в отдельное царство — Бактерии.

Форма тела

Бактерии — многочисленные и разнообразные организмы. Они различаются по форме.

Название бактерии	Форма бактерии	Изображение бактерии
Кокки		Шарообразная
Бацилла		Палочковидная
Вибрион		Изогнутая в виде запятой
Спирилла		Спиралевидная
Стрептококки		Цепочка из кокков
Стафилококки		Грозди кокков
Диплококки		Две круглые бактерии, заключённые в одной слизистой капсуле

Способы передвижения

Среди бактерий есть подвижные и неподвижные формы. Подвижные передвигаются за счёт волнообразных сокращений или при помощи жгутиков (скрученные винтообразные нити), которые состоят из особого белка флагеллина. Жгутиков может быть один или несколько. Располагаются они у одних бактерий на одном конце клетки, у других — на двух или по всей поверхности.

Но движение присуще и многим иным бактериям, у которых жгутики отсутствуют. Так, бактерии, покрытые снаружи слизью, способны к скользящему движению.

У некоторых лишённых жгутиков водных и почвенных бактерий в цитоплазме имеются газовые вакуоли. В клетке может быть 40-60 вакуолей. Каждая из них заполнена газом (предположительно — азотом). Регулируя количество газа в вакуолях, водные бактерии могут погружаться в толщу воды или подниматься на её поверхность, а почвенные бактерии — передвигаться в капиллярах почвы.

Место обитания

В силу простоты организации и неприхотливости бактерии широко распространены в природе. Бактерии обнаружены везде: в капле даже самой чистой родниковой воды, в крупинках почвы, в воздухе, на скалах, в полярных снегах, песках пустынь, на дне океана, в добытой с огромной глубины нефти и даже в воде горячих источников с температурой около 80ºС. Обитают они на растениях, плодах, у различных животных и у человека в кишечнике, ротовой полости, на конечностях, на поверхности тела.

Бактерии — самые мелкие и самые многочисленные живые существа. Благодаря малым размерам они легко проникают в любые трещины, щели, поры. Очень выносливы и приспособлены к различным условиям существования. Переносят высушивание, сильные холода, нагревание до 90ºС, не теряя при этом жизнеспособность.

Практически нет места на Земле, где не встречались бы бактерии, но в разных количествах. Условия жизни бактерий разнообразны. Одним из них необходим кислород воздуха, другие в нём не нуждаются и способны жить в бескислородной среде.

В воздухе: бактерии поднимаются в верхние слои атмосферы до 30 км. и больше.

Особенно много их в почве. В 1 г. почвы могут содержаться сотни миллионов бактерий.

В воде: в поверхностных слоях воды открытых водоёмов. Полезные водные бактерии минерализуют органические остатки.

В живых организмах: болезнетворные бактерии попадают в организм из внешней среды, но лишь в благоприятных условиях вызываю заболевания. Симбиотические живут в органах пищеварения, помогая расщеплять и усваивать пищу, синтезируют витамины.

Внешнее строение

Клетка бактерии одета особой плотной оболочкой — клеточной стенкой, которая выполняет защитную и опорную функции, а также придаёт бактерии постоянную, характерную для неё форму. Клеточная стенка бактерии напоминает оболочку растительной клетки. Она проницаема: через неё питательные вещества свободно проходят в клетку, а продукты обмена веществ выходят в окружающую среду. Часто поверх клеточной стенки у бактерий вырабатывается дополнительный защитный слой слизи — капсула. Толщина капсулы может во много раз превышать диаметр самой клетки, но может быть и очень небольшой. Капсула — не обязательная часть клетки, она образуется в зависимости от условий, в которые попадают бактерии. Она предохраняет бактерию от высыхания.

На поверхности некоторых бактерий имеются длинные жгутики (один, два или много) или короткие тонкие ворсинки. Длина жгутиков может во много раз превышать разметы тела бактерии. С помощью жгутиков и ворсинок бактерии передвигаются.

Внутреннее строение

Внутри клетки бактерии находится густая неподвижная цитоплазма. Она имеет слоистое строение, вакуолей нет, поэтому различные белки (ферменты) и запасные питательные вещества размещаются в самом веществе цитоплазмы. Клетки бактерий не имеют ядра. В центральной части их клетки сконцентрировано вещество, несущее наследственную информации. Бактерии, — нуклеиновая кислота — ДНК. Но это вещество не оформлено в ядро.

Внутренняя организация бактериальной клетки сложна и имеет свои специфические особенности. Цитоплазма отделяется от клеточной стенки цитоплазматической мембраной. В цитоплазме различают основное вещество, или матрикс, рибосомы и небольшое количество мембранных структур, выполняющих самые различные функции (аналоги митохондрий, эндоплазматической сети, аппарата Гольджи). В цитоплазме клеток бактерий часто содержатся гранулы различной формы и размеров. Гранулы могут состоять из соединений, которые служат источником энергии и углерода. В бактериальной клетке встречаются и капельки жира.

В центральной части клетки локализовано ядерное вещество — ДНК, не отграниченная от цитоплазмы мембраной. Это аналог ядра — нуклеоид. Нуклеоид не обладает мембраной, ядрышком и набором хромосом.

Способы питания

У бактерий наблюдаются разные способы питания. Среди них есть автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы — организмы, способные самостоятельно образовывать органические вещества для своего питания.

Растения нуждаются в азоте, но сами усваивают азот воздуха не могут. Некоторые бактерии соединяют содержащиеся в воздухе молекулы азота с другими молекулами, в результате чего получаются вещества, доступные для растений.

Эти бактерии поселяются в клетках молодых корней, что приводит к образованию на корнях утолщений, называемых клубеньками. Такие клубеньки образуются на корнях растений семейства бобовых и некоторых других растений.

Корни дают бактериям углеводы, а бактерии корням — такие содержащие азот вещества, которые могут быть усвоены растением. Их сожительство взаимовыгодно.

Корни растений выделяют много органических веществ (сахара, аминокислоты и другие), которыми питаются бактерии. Поэтому в слое почвы, окружающем корни, поселяется особенно много бактерий. Эти бактерии превращают отмершие остатки растений в доступные для растения вещества. Этот слой почвы называют ризосферой.

Существует несколько гипотез о проникновении клубеньковых бактерий в ткани корня:

через повреждения эпидермальной и коровой ткани;
через корневые волоски;
только через молодую клеточную оболочку;
благодаря бактериям-спутникам, продуцирующим пектинолитические ферменты;
благодаря стимуляции синтеза В-индолилуксусной кислоты из триптофана, всегда имеющегося в корневых выделениях растений.

Процесс внедрения клубеньковых бактерий в ткань корня состоит из двух фаз:

инфицирование корневых волосков;
процесс образования клубеньков.

В большинстве случаев внедрившаяся клетка, активно размножается, образует так называемые инфекционные нити и уже в виде таких нитей перемещается в ткани растения. Клубеньковые бактерии, вышедшие из инфекционной нити, продолжают размножаться в ткани хозяина.

Наполняющиеся быстро размножающимися клетками клубеньковых бактерий растительные клетки начинают усиленно делиться. Связь молодого клубенька с корнем бобового растения осуществляется благодаря сосудисто-волокнистым пучкам. В период функционирования клубеньки обычно плотные. К моменту проявления оптимальной активности клубеньки приобретают розовую окраску (благодаря пигменту легоглобину). Фиксировать азот способны лишь те бактерии, которые содержат легоглобин.

Бактерии клубеньков создают десятки и сотни килограммов азотных удобрений на гектаре почвы.

Обмен веществ

Бактерии отличаются друг от друга обменом веществ. У одних он идёт при участии кислорода, у других — без его участия.

Большинство бактерий питается готовыми органическими веществами. Лишь некоторые из них (сине-зелёные, или цианобактерии), способны создавать органические вещества из неорганических. Они сыграли важную роль в накоплении кислорода в атмосфере Земли.

Бактерии впитывают вещества извне, разрывают их молекулы на части, из этих частей собирают свою оболочку и пополняют своё содержимое (так они растут), а ненужные молекулы выбрасывают наружу. Оболочка и мембрана бактерии позволяет ей впитывать только нужные вещества.

Если бы оболочка и мембрана бактерии были полностью непроницаемыми, в клетку не попали бы никакие вещества. Если бы они были проницаемыми для всех веществ, содержимое клетки перемешалось бы со средой — раствором, в которой обитает бактерия. Для выживания бактерии необходима оболочка, которая нужные вещества пропускает, а ненужные — нет.

Бактерия поглощает находящиеся близ неё питательные вещества. Что происходит потом? Если она может самостоятельно передвигаться (двигая жгутик или выталкивая назад слизь), то она перемещается, пока не найдёт необходимые вещества.

Если она двигаться не может, то ждёт, пока диффузия (способность молекул одного вещества проникать в гущу молекул другого вещества) не принесёт к ней необходимые молекулы.

Бактерии в совокупности с другими группами микроорганизмов выполняют огромную химическую работу. Превращая различные соединения, они получают необходимую для их жизнедеятельности энергию и питательные вещества. Процессы обмена веществ, способы добывания энергии и потребности в материалах для построения веществ своего тела у бактерий разнообразны.

Другие бактерии все потребности в углероде, необходимом для синтеза органических веществ тела, удовлетворяют за счёт неорганических соединений. Они называются автотрофами. Автотрофные бактерии способны синтезировать органические вещества из неорганических. Среди них различают:

Хемосинтез

Использование лучистой энергии — важнейший, но не единственный путь создания органического вещества из углекислого газа и воды. Известны бактерии, которые в качестве источника энергии для такого синтеза используют не солнечный свет, а энергию химических связей, происходящих в клетках организмов при окислении некоторых неорганических соединений — сероводорода, серы, аммиака, водорода, азотной кислоты, закисных соединений железа и марганца. Образованное с использованием этой химической энергии органическое вещество они используют для построения клеток своего тела. Поэтому такой процесс называют хемосинтезом.

Важнейшую группу хемосинтезирующих микроорганизмов составляют нитрифицирующие бактерии. Эти бактерии живут в почве и осуществляют окисление аммиака, образовавшегося при гниении органических остатков, до азотной кислоты. Последняя, реагирует с минеральными соединениями почвы, превращаются в соли азотной кислоты. Этот процесс проходит в две фазы.

Железобактерии превращают закисное железо в окисное. Образованная гидроокись железа оседает и образует так называемую болотную железную руду.

Некоторые микроорганизмы существуют за счёт окисления молекулярного водорода, обеспечивая тем самым автотрофный способ питания.

Характерной особенностью водородных бактерий является способность переключаться на гетеротрофный образ жизни при обеспечении их органическими соединениями и отсутствии водорода.

Таким образом, хемоавтотрофы являются типичными автотрофами, так как самостоятельно синтезируют из неорганических веществ необходимые органические соединения, а не берут их в готовом виде от других организмов, как гетеротрофы. От фототрофных растений хемоавтотрофные бактерии отличаются полной независимостью от света как источника энергии.

Бактериальный фотосинтез

Некоторые пигментосодержащие серобактерии (пурпурные, зелёные), содержащие специфические пигменты — бактериохлорофиллы, способны поглощать солнечную энергию, с помощью которой сероводород в их организмах расщепляется и отдаёт атомы водорода для восстановления соответствующих соединений. Этот процесс имеет много общего с фотосинтезом и отличается только тем, что у пурпурных и зелёных бактерий донором водорода является сероводород (изредка — карбоновые кислоты), а у зелёных растений — вода. У тех и других отщепление и перенесение водорода осуществляется благодаря энергии поглощённых солнечных лучей.

Такой бактериальный фотосинтез, который происходит без выделения кислорода, называется фоторедукцией. Фоторедукция углекислого газа связана с перенесением водорода не от воды, а от сероводорода:

6СО 2 +12Н 2 S+hv → С6Н 12 О 6 +12S=6Н 2 О

Биологическое значение хемосинтеза и бактериального фотосинтеза в масштабах планеты относительно невелико. Только хемосинтезирующие бактерии играют существенную роль в процессе круговорота серы в природе. Поглощаясь зелёными растениями в форме солей серной кислоты, сера восстанавливается и входит в состав белковых молекул. Далее при разрушении отмерших растительных и животных остатков гнилостными бактериями сера выделяется в виде сероводорода, который окисляется серобактериями до свободной серы (или серной кислоты), образующий в почве доступные для растения сульфиты. Хемо- и фотоавтотрофные бактерии имеют существенное значение в круговороте азота и серы.

Спорообразование

Внутри бактериальной клетки образуются споры. В процессе спорообразования бактериальная клетка претерпевает ряд биохимических процессов. В ней уменьшается количество свободной воды, снижается ферментативная активность. Это обеспечивает устойчивость спор к неблагоприятным условиям внешней среды (высокой температуре, высокой концентрации солей, высушиванию и др.). Спорообразование свойственно только небольшой группе бактерий.

Споры — не обязательная стадия жизненного цикла бактерий. Спорообразование начинается лишь при недостатке питательных веществ или накоплении продуктов обмена. Бактерии в виде спор могут длительное время находиться в состоянии покоя. Споры бактерий выдерживают продолжительное кипячение и очень длительное проммораживание. При наступлении благоприятных условий спора прорастает и становится жизнеспособной. Спора бактерий — это приспособление к выживанию в неблагоприятных условиях.

Размножение

Размножаются бактерии делением одной клетки на две. Достигнув определённого размера, бактерия делится на две одинаковые бактерии. Затем каждая из них начинает питаться, растёт, делится и так далее.

После удлинения клетки постепенно образуется поперечная перегородка, а затем дочерние клетки расходятся; у многих бактерий в определённых условиях клетки после деления остаются связанными в характерные группы. При этом в зависимости от направления плоскости деления и числа делений возникают разные формы. Размножение почкованием встречается у бактерий как исключение.

При благоприятных условиях деление клеток у многих бактерий происходит через каждые 20-30 минут. При таком быстром размножении потомство одной бактерии за 5 суток способно образовать массу, которой можно заполнить все моря и океаны. Простой подсчёт показывает, что за сутки может образоваться 72 поколения (720 000 000 000 000 000 000 клеток). Если перевести в вес — 4720 тонн. Однако в природе этого не происходит, так как большинство бактерий быстро погибают под действием солнечного света, при высушивании, недостатке пищи, нагревании до 65-100ºС, в результате борьбы между видами и т.д.

Бактерия (1), поглотившая достаточно пищи, увеличивается в размерах (2) и начинает готовиться к размножению (делению клетки). Её ДНК (у бактерии молекула ДНК замкнута в кольцо) удваивается (бактерия производит копию этой молекулы). Обе молекулы ДНК (3,4) оказываются, прикреплены к стенке бактерии и при удлинении бактерии расходятся в стороны (5,6). Сначала делится нуклеотид, затем цитоплазма.

После расхождения двух молекул ДНК на бактерии появляется перетяжка, которая постепенно разделяет тело бактерии на две части, в каждой из которых есть молекула ДНК (7).

Бывает (у сенной палочки), две бактерии слипаются, и между ними образуется перемычка (1,2).

По перемычке ДНК из одной бактерии переправляется в другую (3). Оказавшись в одной бактерии, молекулы ДНК сплетаются, слипаются в некоторых местах (4), после чего обмениваются участками (5).

Роль бактерий в природе

Круговорот

Бактерии — важнейшее звено общего круговорота веществ в природе. Растения создают сложные органические вещества из углекислого газа, воды и минеральных солей почвы. Эти вещества возвращаются в почву с отмершими грибами, растениями и трупами животных. Бактерии разлагают сложные вещества на простые, которые снова используют растения.

Бактерии разрушают сложные органические вещества отмерших растений и трупов животных, выделения живых организмов и разные отбросы. Питаясь этими органическими веществами, сапрофитные бактерии гниения превращают их в перегной. Это своеобразные санитары нашей планеты. Таким образом, бактерии активно участвуют в круговороте веществ в природе.

Почвообразование

Поскольку бактерии распространены практически повсеместно и встречаются в огромном количестве, они во многом определяют различные процессы, происходящие в природе. Осенью опадают листья деревьев и кустарников, отмирают надземные побеги трав, опадают старые ветки, время от времени падают стволы старых деревьев. Всё это постепенно превращается в перегной. В 1 см 3 . поверхностного слоя лесной почвы содержатся сотни миллионов сапрофитных почвенных бактерий нескольких видов. Эти бактерии превращают перегной в различные минеральные вещества, которые могут быть поглощены из почвы корнями растений.

Некоторые почвенные бактерии способны поглощать азот из воздуха, используя его в процессах жизнедеятельности. Эти азотофиксирующие бактерии живут самостоятельно или поселяются в корнях бобовых растений. Проникнув в корни бобовых, эти бактерии вызывают разрастание клеток корней и образование на них клубеньков.

Эти бактерии выделяют азотные соединения, которые используют растения. От растений бактерии получают углеводы и минеральные соли. Таким образом, между бобовым растением и клубеньковыми бактериями существует тесная связь, полезная как одному, так и другому организму. Это явление носит название симбиоза.

Благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями бобовые растения обогащают почву азотом, способствуя повышению урожая.

Распространение в природе

Микроорганизмы распространены повсеместно. Исключение составляют лишь кратеры действующих вулканов и небольшие площадки в эпицентрах взорванных атомных бомб. Ни низкие температуры Антарктики, ни кипящие струи гейзеров, ни насыщенные растворы солей в соляных бассейнах, ни сильная инсоляция горных вершин, ни жёсткое облучение атомных реакторов не мешают существованию и развитию микрофлоры. Все живые существа постоянно взаимодействуют с микроорганизмами, являясь часто не только их хранилищами, но и распространителями. Микроорганизмы — аборигены нашей планеты, активно осваивающие самые невероятные природные субстраты.

Микрофлора почвы

Количество бактерий в почве чрезвычайно велико — сотни миллионов и миллиардов особей в 1 грамме. В почве их значительно больше, чем в воде и воздухе. Общее количество бактерий в почвах меняется. Количество бактерий зависит от типа почв, их состояния, глубины расположения слоёв.

На поверхности почвенных частиц микроорганизмы располагаются небольшими микроколониями (по 20-100 клеток в каждой). Часто они развиваются в толщах сгустков органического вещества, на живых и отмирающих корнях растений, в тонких капиллярах и внутри комочков.

Микрофлора почвы очень разнообразна. Здесь встречаются разные физиологические группы бактерий: бактерии гниения, нитрифицирующие, азотфиксирующие, серобактерии и др. среди них есть аэробы и анаэробы, споровые и не споровые формы. Микрофлора — один из факторов образования почв.

Областью развития микроорганизмов в почве является зона, примыкающая к корням живых растений. Её называют ризосферой, а совокупность микроорганизмов, содержащихся в ней, — ризосферной микрофлорой.

Микрофлора водоёмов

Вода — природная среда, где в большом количестве развиваются микроорганизмы. Основная масса их попадает в воду из почвы. Фактор, определяющий количество бактерий в воде, наличие в ней питательных веществ. Наиболее чистыми являются воды артезианских скважин и родниковые. Очень богаты бактериями открытые водоёмы, реки. Наибольшее количество бактерий находится в поверхностных слоях воды, ближе к берегу. При удалении от берега и увеличении глубины количество бактерий уменьшается.

Чистая вода содержит 100-200 бактерий в 1 мл., а загрязнённая — 100-300 тыс. и более. Много бактерий в донном иле, особенно в поверхностном слое, где бактерии образуют плёнку. В этой плёнке много серо- и железобактерий, которые окисляют сероводород до серной кислоты и тем самым предотвращают замор рыбы. В иле больше спороносных форм, в то время как в воде преобладают неспороносные.

По видовому составу микрофлора воды сходна с микрофлорой почвы, но встречаются и специфические формы. Разрушая различные отбросы, попавшие в воду, микроорганизмы постепенно осуществляют так называемое биологическое очищение воды.

Микрофлора воздуха

Микрофлора воздуха менее многочисленна, чем микрофлора почвы и воды. Бактерии поднимаются в воздух с пылью, некоторое время могут находиться там, а затем оседают на поверхность земли и гибнут от недостатка питания или под действием ультрафиолетовых лучей. Количество микроорганизмов в воздухе зависит от географической зоны, местности, времени года, загрязнённостью пылью и др. каждая пылинка является носителем микроорганизмов. Больше всего бактерий в воздухе над промышленными предприятиями. Воздух сельской местности чище. Наиболее чистый воздух над лесами, горами, снежными пространствами. Верхние слои воздуха содержат меньше микробов. В микрофлоре воздуха много пигментированных и спороносных бактерий, которые более устойчивы, чем другие, к ультрафиолетовым лучам.

Микрофлора организма человека

Тело человека, даже полностью здорового, всегда является носителем микрофлоры. При соприкосновении тела человека с воздухом и почвой на одежде и коже оседают разнообразные микроорганизмы, в том числе и патогенные (палочки столбняка, газовой гангрены и др.). Наиболее часто загрязняются открытые части человеческого тела. На руках обнаруживают кишечные палочки, стафилококки. В ротовой полости насчитывают свыше 100 видов микробов. Рот с его температурой, влажностью, питательными остатками — прекрасная среда для развития микроорганизмов.

Желудок имеет кислую реакцию, поэтому основная масса микроорганизмов в нём гибнет. Начиная с тонкого кишечника реакция становится щелочной, т.е. благоприятной для микробов. В толстых кишках микрофлора очень разнообразна. Каждый взрослый человек выделяет ежедневно с экскрементами около 18 млрд. бактерий, т.е. больше особей, чем людей на земном шаре.

Внутренние органы, не соединяющиеся с внешней средой (мозг, сердце, печень, мочевой пузырь и др.), обычно свободны от микробов. В эти органы микробы попадают только во время болезни.

Бактерии в круговороте веществ

Микроорганизмы вообще и бактерии в частности играют большую роль в биологически важных круговоротах веществ на Земле, осуществляя химические превращения, совершенно недоступные ни растениям, ни животным. Различные этапы круговорота элементов осуществляются организмами разного типа. Существование каждой отдельной группы организмов зависит от химического превращения элементов, осуществляемого другими группами.

Круговорот азота

Циклическое превращение азотистых соединений играет первостепенную роль в снабжении необходимыми формами азота различных по пищевым потребностям организмов биосферы. Свыше 90% общей фиксации азота обусловлено метаболической активностью определённых бактерий.

Круговорот углерода

Биологическое превращение органического углерода в углекислый газ, сопровождающееся восстановлением молекулярного кислорода, требует совместной метаболической активности разнообразных микроорганизмов. Многие аэробные бактерии осуществляют полное окисление органических веществ. В аэробных условиях органические соединения первоначально расщепляются путём сбраживания, а органические конечные продукты брожения окисляются далее в результате анаэробного дыхания, если имеются неорганические акцепторы водорода (нитрат, сульфат или СО 2).

Круговорот серы

Для живых организмов сера доступна в основном в форме растворимых сульфатов или восстановленных органических соединений серы.

Круговорот железа

В некоторых водоёмах с пресной водой содержатся в высоких концентрациях восстановленные соли железа. В таких местах развивается специфическая бактериальная микрофлора — железобактерии, окисляющие восстановленное железо. Они участвуют в образовании болотных железных руд и водных источников, богатых солями железа.

Бактерии являются самыми древними организмами, появившимися около 3,5 млрд. лет назад в архее. Около 2,5 млрд. лет они доминировали на Земле, формируя биосферу, участвовали в образовании кислородной атмосферы.

Бактерии являются одними из наиболее просто устроенных живых организмов (кроме вирусов). Полагают, что они - первые организмы, появившиеся на Земле.

Патогенные бактерии – это бактерии, которые могут вызвать инфекцию. Большинство бактерий безвредны или даже полезны, однако некоторые из них являются патогенными. Одним из бактериальных заболеваний с высоким бременем болезни является туберкулез, вызванный бактерией Mycobacterium tuberculosis, которая убивает около 2 миллионов человек в год, в основном, в странах Африки к югу от Сахары. Патогенные бактерии способствуют развитию других глобально значимых заболеваний, таких как пневмония, которые могут быть вызваны бактериями, такими как Streptococcus и Pseudomonas, а также болезней пищевого происхождения, которые могут быть вызваны бактериями, такими как Shigella, Campylobacter и Salmonella. Патогенные бактерии также вызывают инфекции, такие как столбняк, брюшной тиф, дифтерия, сифилис и проказа. Патогенные бактерии также являются причиной высоких показателей младенческой смертности в развивающихся странах. Постулаты Коха являются стандартом, устанавливающим отношения между причинным микробом и болезнью.

Болезни

Каждый вид бактерий проявляет определенный эффект и вызывает симптомы у зараженных людей. Некоторые из зараженных патогенными бактериями людей, или даже большинство из них, не имеют симптомов. Люди с ослабленным иммунитетом более восприимчивы к болезнетворным бактериям.

Патогенная восприимчивость

Некоторые патогенные бактерии при определенных условиях вызывают заболевания, например, попадая в кожу через разрез, во время сексуальной активности или при ослабленной иммунной функции. Бактерии Streptococcus и Staphylococcus являются частью нормальной микрофлоры кожи и, как правило, присутствуют в здоровой коже или в носоглоточной области. Тем не менее, эти виды потенциально могут инициировать инфекции кожи. Они также способны вызывать сепсис, пневмонию и менингит. Эти инфекции могут стать весьма серьезными и спровоцировать системный воспалительный ответ, приводя к серьезной вазодилатации, шоку и смерти. Другие бактерии являются оппортунистическими патогенами и вызывают болезнь в основном у людей, страдающих от иммуносупрессии или муковисцидоза. Примеры этих оппортунистических патогенов включают синегнойную палочку, Burkholderia cenocepacia и Mycobacterium avium.

Инфекции в конкретной ткани

Бактериальные патогены часто вызывают инфекции в определенных областях тела. Другие патогены универсальны. Бактериальный вагиноз вызывается бактериями, которые изменяют вагинальную микрофлору, вызывая чрезмерно быстрый рост бактерий, которые вытесняют виды лактобактерий, поддерживающих здоровую вагинальную микробную популяцию. Другие небактериальные вагинальные инфекции включают: дрожжевую инфекцию (кандидоз) и трихомонады (трихомоноз). Бактериальный менингит – это бактериальное воспаление мозговых оболочек, то есть, защитных мембран, покрывающих головной и спинной мозг. Бактериальная пневмония является бактериальной инфекцией легких. Инфекции мочевыводящих путей преимущественно вызываются бактериями. Симптомы включают императивные и частые позывы к мочеиспусканию, боль во время мочеиспускания и мутную мочу. Основным возбудителем является кишечная палочка. Моча, как правило, стерильна, но содержит множество солей, а также продуктов выделения. Бактерии могут подниматься в мочевой пузырь или почки, вызывает цистит и нефрит. Бактериальный гастроэнтерит вызывается болезнетворными кишечными бактериями. Эти патогенные виды, как правило, отличаются от обычно безвредных бактерий нормальной кишечной флоры. Но другие штаммы того же вида могут быть патогенными. Различить их иногда бывает затруднительно, как в случае с Escherichia. Бактериальные инфекции кожи включают в себя:

Механизмы

Питательные вещества

Железо – это вещество, необходимое для человека, а также для роста большинства бактерий. Для получения свободного железа, некоторые болезнетворные микроорганизмы выделяют белки, называемые сидерофоры, которые выводят железо из транспортных белков путем еще более плотного связывания с железом. После образования комплекса железо-сидерофор, он захватывается рецепторами сидерофора на поверхности бактерий, а затем железо вводится в бактерии.

Прямой ущерб

После того, как патогенные микроорганизмы прикрепляются к клеткам хозяина, они могут вызвать прямой ущерб, поскольку патогены используют клетки хозяина для получения питательных веществ и производства продуктов жизнедеятельности. Поскольку возбудители размножаются и делятся внутри клеток-хозяев, клетки обычно разрушаются и высвобождаются межклеточные бактерии. Некоторые бактерии, такие как E.coli, Shigella, Salmonella и Neisseria gonorrhoeae, могут индуцировать поглощение их эпителиальными клетками хозяина в процессе, напоминающем фагоцитоз. Возбудители могут затем разрушить клетки-хозяева, по мере того как они проходят через них и вытесняться из клеток-хозяев в ходе процесса обратного фагоцитоза, что позволяет им входить в другие клетки-хозяева. Некоторые бактерии также могут проникать в клетки-хозяева путем выделения ферментов и при помощи их собственной моторики; такое проникновение само по себе может привести к повреждению клетки-хозяина.

Производство токсинов

Токсины – это ядовитые вещества, которые вырабатываются определенными микроорганизмами и часто являются основным фактором, способствующим патогенным свойствам микроорганизмов. Эндотоксины – это липидные участки липополисахаридов, которые являются частью внешней мембраны клеточных стенок грамотрицательных бактерий. Эндотоксины высвобождаются, когда бактерии лизируют, именно поэтому после лечения антибиотиками симптомы могут сначала ухудшиться, поскольку бактерии погибают, и выпускают свои эндотоксины. Экзотоксины – это белки, продуцируемые внутри патогенных бактерий, как часть их роста и метаболизма, наиболее распространены в грамположительных бактериях. Экзотоксины высвобождаются, когда бактерии погибают и распадается клеточная стенка. Экзотоксины оказывают весьма специфичное воздействие на ткани организма и его работу, уничтожая отдельные части клетки-хозяина или ингибируя определенные метаболические функции. Экзотоксины являются одними из наиболее опасных из известных веществ. Только 1 мг ботулинического экзотоксина достаточно, чтобы убить один миллион морских свинок. Заболевания, вызванные таким образом, часто бывают вызваны незначительным количеством экзотоксинов, а не самих бактерий.

Лечение

Бактериальные инфекции можно лечить с помощью антибиотиков, которые классифицируются как бактерицидные, если они убивают бактерии, или бактериостатические, если они только предотвращают рост бактерий. Существует множество типов антибиотиков и каждый класс ингибирует процесс, патоген которого отличается от патогена в хозяине. Так, например, антибиотики хлорамфеникол и тетрациклин подавляют бактериальную рибосому, но не структурно иную эукариотическую рибосому, поэтому они обладают избирательной токсичностью. Антибиотики используются как в лечении болезней человека, так и в интенсивном сельском хозяйстве, чтобы способствовать росту животных. Оба применения могут способствовать быстрому развитию устойчивости к антибиотикам в популяциях бактерий. Фаготерапия также может быть использована для лечения некоторых бактериальных инфекций. Инфекции можно предотвратить с помощью антисептических мер, таких как стерилизация кожи перед использованием иглы шприца и правильный уход за катетерами. Хирургические и стоматологические инструменты также стерилизуют для предотвращения заражения бактериями. Дезинфицирующие средства, такие как отбеливатели, используются для уничтожения бактерий или других патогенных микроорганизмов на поверхности, чтобы предотвратить загрязнение и еще больше снизить риск инфекции. Бактерии в пище погибают при приготовлении пищи до температур выше 73 ° C (163 ° F).

Список самых известных патогенных бактерий

	2015/03/16 20:30	Наталья
	2016/07/08 18:25
	2014/11/26 10:17
	2016/07/30 12:58
	2015/06/19 12:07	Наталья
	2015/07/06 16:56	Наталья
	2016/05/29 13:48
	2016/07/02 14:32
	2017/05/23 13:11
	2016/07/31 21:47
	2016/08/17 12:34
	2017/02/18 21:18
	2016/08/03 14:08