Полезные и неполезные бактерии

Полезные и неполезные бактерии

Полезные и неполезные бактерии
СОДЕРЖАНИЕ

Кто такие бактерии в биологии: определение

  • Бактериями называются живые микроорганизмы, которые не имеют ядра. Они относятся к домену прокариотов, являясь одной из древнейших жизненных форм на планете. Это также одни из наиболее универсальных «жителей» Земли, способные жить в глубинах почвы и водоемах, в кислой и радиоактивной среде. Несмотря на все старания ученых, человечество до сих пор не может выращивать их все лабораторно (это удается только относительно некоторых видов).
  • Длина бактерий составляет считанные микрометры, а форма их может быть самой разнообразной.  Наука, которая занимается изучением бактерий, называется бактериологией. Они являются составляющей микрофлоры человека, принося как пользу, так и вызывая различные заболевания. Используются в различных сферах человеческой деятельности: промышленность, животноводство, биотехнологические процессы и т.д.
  • Слово происходит из латинского языка, в котором в свою очередь было образовано производное название из греческого, и обозначает понятие «палочка» — именно такими были бактерии, впервые обозначенные учеными.
В биологии
В биологии

Бактерии в организме человека

Практически нет среды, не содержащей бактериальную флору. Не является исключением и наш организм. Все органы человека, имеющие контакт с внешней средой, заселены бактериями. Это кожа, слизистые оболочки, органы дыхания, кишечник и т.д. Микрофлора человека начинает формироваться еще в утробе матери в период беременности.

Состав бактерий в организме человека относительно постоянный и саморегулируемый. Если происходит значительное изменение условий, то равновесие кишечника нарушается, что может вызвать различные заболевания.

Микрофлору кишечника принято подразделять на четыре группы:

  1. Облигатная. Это постоянно живущие в кишечнике микробы, которые являются полезными симбионтами. Они помогают пищеварению, обогащают организм человека ферментами и витаминами, выполняют защитную функцию и делают иммунную систему более устойчивой. Членами группы являются бифидо-, лакто- и молочнокислые бактерии, некоторые штаммы кишечной палочки. Количество молочнокислых бактерий особенно велико у новорожденных, но с возрастом оно сокращается.
  2. Факультативная. Это условно вредные микробы. Они не патогенны в обычных условиях, но если иммунитет ослабевает, то могут вызвать различные заболевания. К этой группе относятся некоторые представители стафилококков (Staphylococcus), клостридий (Clostridium), протей (Proteus), энтеробактеров (Enterobacter), клебсиелл (Klebsiella) и дрожжевых грибов, например, вид кандида (Candida).
  3. Транзиторная. Состоит из случайно попавших клеток, не приспособленных к жизни в организме человека.
  4. Патогенная. Это целый ряд болезнетворных бактерий, обычно не живущих в кишечнике. Являются причиной инфекций в организме.

Инфекции, вызываемые болезнетворными бактериями, могут привести к тяжелым осложнениям. Последствия заражения бациллами туберкулеза, брюшного тифа, сибирской язвы настолько серьезны, что делают этих возбудителей наиболее опасными.

Микробы, вызывающие бактериальные инфекции, могут попасть в организм через порезы и мелкие трещины кожи, с пищей, водой или воздушным путем. Можно заразиться при контакте с почвой, где они находятся в виде спор, что делает их невосприимчивыми к внешним факторам. Особенно много болезнетворных микробов в экологически грязных городских почвах, выгребных ямах, больничных мусоросборниках.

Большинство видов бактериальных инфекций определяется во время анализов мочи и кала. В норме допускается содержание в моче незначительного числа бактерий. Его превышение может быть признаком инфекции. Если плохие анализы обнаружены при беременности, то требуется особое внимание, поскольку болезнь может угрожать даже жизни плода.

Если в моче содержатся непатогенные микробы, то это признак дисбаланса микрофлоры кишечника. При беременности происходит гормональная перестройка организма, что делает равновесие бактериальной флоры кишечника очень шатким и нарушает пропорцию видов и количества бактерий и грибов. Снижение иммунитета, что характерно для беременности, может активизировать факультативные микробы – это скажется и на составе мочи. Поэтому на протяжении всей беременности результаты анализов мочи могут сильно отличаться.

Для подтверждения наличия инфекции делают повторный анализ мочи. О факте инфекции говорят в случае стойкого увеличения бактерий в моче. На этапе беременности анализы мочи делают достаточно часто для раннего обнаружения инфекции.

  • Действительно, бактерии являются организмами, причем, относятся они к наиболее древней группе из всех, которые существуют на сегодняшний день. Их строение достаточно примитивно, многие из бактерий и поныне сохраняют признаки, присущие их предкам, в частности, те виды, которые находятся в особых условиях. Это горячая серная или бескислородная среда.

Бактерии принято классифицировать по форме. В зависимости от этого ученые разделили их на три группы:

  1. К шаровидным (коккам) относят похожий на виноградные гроздья стафилококк, действие которого провоцирует пищевые отравления, а также гнойные воспаления. А вот стрептококкам, образующим в результате деления цепочку клеток, свойственно провоцировать воспалительные заболевания.
  2. Похожие формой на обычную палочку бактерии называют палочковидными. Существуют бактерии, образующие своеобразные слои защиты, которые противодействуют влиянию извне – это бациллы.
  3. Бактерии, имеющие извитую форму, относятся к спиралям, и они преимущественно безвредны. К ним относятся спириллы, спирохеты.
  • Кроме того, существуют названия, связанные с той или иной особенностью. Всем известный вибрион отличается быстрыми колебаниями, а протеус, названный по имени греческого бога, способного приобретать тот или иной облик, характерен тем, что в различных организмах действует по-разному.
  • Кроме того, часто бактерии называют именами ученых, открывших их: риккетсии, шигеллы, бруцеллы или, скажем, лямблии с сальмонеллами.

Среди наиболее опасных для человека бактерий можно выделить:

  1.  Возбудитель ботулизма, парализующего нервную систему – клостридия ботулина.
  2. Сальмонелла брюшного тифа, который проявляется высокой температурой и сильными болями в животе. Бактерия может, кроме того, не проявляться в симптомах, но человек при этом остается носителем заболевания.
  3. Столбнячной палочке свойственно активное развитие в глубокой ране, способное вызвать столбняк. Эта болезнь, с сильными судорогами, имеет очень высокую смертность.
  4. Все слышали о палочке Коха, ведущей к туберкулезу, являющимся одной из наиболее частых причин смерти человека. Передается при помощи воздушно-капельных путей, обнаруживается при флюорографическом обследовании.
  5. Кишечная палочка бывает просто микрофлорой кишечника, однако несколько ее серотипов приводят к кишечным инфекциям.
  6. Холерный вибрион чаще всего встречается в грязной воде. Холера при отсутствии лечения вполне способна закончиться смертельным исходом.
  7. Стрептококки – очень опасны, поскольку провоцируют менингит, пневмонию и т.п. Стрептококковый токсический шок сопровождается жаром, отеками конечностей и некрозом.
  8. Аспергилл дымящий представляет собой плесневый грибок, опасный для людей, имеющих ослабленный иммунитет, поражающий в первую очередь органы дыхания.
  9. Бледная трепонема провоцирует развитие сифилиса. Сегодня это вполне излечимая на первых стадиях болезнь, но в третичной – чревата необратимыми изменениями в организме и смертью.
  10. Стафилококк золотистый мы уже давно связываем с пневмонией и менингитом, сепсисом. Его опасность в высокой устойчивости к антибиотикам.
Разделение на плохие и хорошие
Разделение на плохие и хорошие

Бактерии, благотворно влияющие на человеческий организм, имеют название микробиота. В человеке их множество – миллионы:

  1. В кишечнике в первую очередь полезное действие оказывают лакто- и бифидобактерии. К ним относят ацидофильную палочку, анаэробную молочно-кислую бактерии. Важно поддерживать их необходимое количество, употребляя кисломолочные продукты.
  2. В коже и дыхательных путях активно действуют микроорганизмы, относящиеся к стафило-, стрепто- и микрококкам. Они помогают в своей среде обитания, но при попадании в рану или, к примеру, при переизбытке приводят к заболеваниям.
  • Бактерии влияют практически на любой аспект жизни природы и человека. Именно они «работают» над кругооборотом веществ, разлагая и видоизменяя органические вещества, способствуя почвообразовательным процессам, очищая водоемы.
  • Негативное влияние на живые организмы оказывают болезнетворные бактерии, описанные выше – они вызывают заболевания не только у людей, но влияют и на животных, и на растения.
  • Бактерии используются в фармакологии, являясь компонентами лекарственных препаратов, в пищевой промышленности, способствуя производству кисломолочных продуктов, заквасок, сыров. Процесс маринования также не обходится без участия бактерий, как и винодельческое ремесло.

Бактерии и человек тысячелетия сосуществуют друг с другом. Они приносят колоссальную пользу человеку. Полезные бактерии составляют 99% всей популяции, которые заселяют организм человека и только 1% из них имеет плохую репутацию. Из-за вреда, который бактерии причиняют человеку, любое упоминание о них вызывает негативные эмоции.

Предлагаем ознакомиться  Флао бактерии

Пока поддерживается микробный баланс (баланс между человеческим организмом и микробами), заболевание не наступает. Сдерживает развитие инфекции в организме иммунитет человека.

Рис. 1. Человеческий организм на 90% состоит из микробных клеток. В нем содержится от 500 до 1000 всевозможных видов бактерий или триллионы этих удивительных жильцов, что составляет до 4-х кг совокупного веса.

Рис. 2. Бактерии, населяющие ротовую полость: Streptococcus mutants (зеленый цвет). Bakteroides gingivalis, вызывает периодонтит (сиреневый цвет). Candida albicus (желтый цвет). Вызывает кандидозы кожных покровов и внутренних органов.

Рис. 3. Грибы из рода кандида (Candida albicans). Они постоянно, начиная с момента рождения, паразитируют на коже и слизистых оболочках, не вызывая заболевания. При снижении иммунитета и неумелом применении антибиотиков широкого спектра действия вызывают микозы, от слабо выраженных до поражений внутренних органов, угрожающих жизни.

Рис. 4. Колонии грибов Malassezia furfur. Паразитируют в самых верхних слоях кожного покрова и в зонах волосяных фолликулов. При определенных условиях они способны вызвать отрубевидный лишай и себорейный дерматит.

Рис. 5. Staphylococcus epidermidis паразитирует на коже любого человека. Поражает почти все органы человеческого организма. Вызывает более 100 заболеваний.

Рис. 6. Treponema denticola. Паразитирует в ротовой полости у здорового человека, ничем не проявляется. При определенных условиях вызывает заболевание десен.

Роль бактерий в природе: фиксация азота

Как подсчитали ученые, в организме человека содержится от 500 до 1000 всевозможных видов бактерий или триллионы этих удивительных жильцов, что составляет до 4-х кг совокупного веса. До 3-х килограмм микробных тел находится только в кишечнике. Остальная их часть находится в мочеполовых путях, на коже и других полостях человеческого тела. Микробы заполняют организм новорожденного уже с первых минут его жизни и окончательно формируют состав кишечной микрофлоры к 10-13 годам.

В кишечнике обитают стрептококки, лактобактерии, бифидобактерии, энтеробактерии, грибы, кишечные вирусы, непатогенные простейшие. Лактобактерии и бифидобактерии составляют 60% кишечной флоры. Состав этой группы всегда постоянный, они самые многочисленные и осуществляющие основные функции.

Бифидобактерии

Значение бактерий этого вида огромно.

  • Благодаря им вырабатываются ацетат и молочная кислота. Закисляя среду обитания, они подавляют рост патогенных бактерий, вызывающих гниение и брожение.
  • Благодаря бифидобактериям снижается риск развития аллергии к пищевым продуктам у малышей.
  • Они обеспечивают антиоксидантный и противоопухолевый эффект.
  • Бифидобактерии принимают участие в синтезе витамина С.
  • Бифидо- и лактобактерии принимают участие в процессах по усвоению витамина Д, кальция и железа.

Рис. 1. На фото бифидобактерии. Компьютерная визуализация.

Кишечная палочка

Значение бактерий этого вида для человека большое.

  • Особое значение уделяется представителю этого рода Escherichia coli M17. Она способна вырабатывать вещество коцилин, которое угнетает рост целого ряда болезнетворных микробов.
  • При участии кишечной палочки синтезируются витамины К, группы В (В1, В2, В5, В6, В7, В9 и В12), фолиевая и никотиновая кислоты.

Рис. 2. На фото кишечная палочка (трехмерное компьютерное изображение).

  • При участии бифидо-, лакто-, и энтеробактерий синтезируются витамины К, С, группы В (В1, В2, В5, В6, В7, В9 и В12), фолиевая и никотиновая кислоты.
  • Благодаря микрофлоре кишечника расщепляются непереваренные компоненты пищи из верхних отделов кишечника – крахмал, целлюлоза, белковые и жировые фракции.
  • Кишечная микрофлора поддерживает водно-солевой обмен и ионный гомеостаз.
  • Благодаря секреции особых веществ микрофлора кишечника подавляет рост патогенных бактерий, вызывающих гниение и брожение.
  • Бифидо-, лакто-, и энтеробактерии принимает участие в детоксикации веществ, попадающих извне и образующихся внутри самого организма.
  • Кишечная микрофлора играет большую роль в восстановлении местного иммунитета. Благодаря ей увеличивается количество лимфоцитов, активность фагоцитов и выработка иммуноглобулина А.
  • Благодаря кишечной микрофлоре стимулируется развитие лимфоидного аппарата.
  • Повышается устойчивость эпителия кишечника к канцерогенам.
  • Микрофлора защищают слизистую стенку кишечника и обеспечивает энергией кишечный эпителий.
  • Они регулируют перистальтику кишечника.
  • Кишечная флора приобретает навыки по захвату и выводу вирусов из организма хозяина, с которым долгие годы она находилась в симбиозе.
  • Велико значение бактерий в поддержке теплового баланса организма. Кишечная микрофлора питается за счет веществ, непереваренных ферментативной системой, которые поступают из верхних отделов желудочно-кишечного тракта. В результате сложных биохимических реакций вырабатывается огромное количество тепловой энергии. Тепло с током крови разносится по всему организму и поступает во все внутренние органы. Вот почему при голодании человек всегда мерзнет.
  • Кишечная микрофлора регулирует обратное всасывание компонентов желчных кислот (холестерина), гормонов и др.

Рис. 3. На фото полезные бактерии — лактобактерии (трехмерное компьютерное изображение).

Полезные и неполезные бактерии

Аммонифицирующие микробы (вызывающие гниение) с помощью ряда имеющихся у них ферментов способны разлагать останки погибших животных и растений. При разложении белков выделяются азот и аммиак.

Уробактерии разлагают мочевину, которую человек и все животные планеты выделяют ежесуточно. Ее количество огромно и достигает 50 млн. тонн в год.

Определенный вид бактерий участвует в окислении аммиака. Этот процесс называется нитрофикацией.

Денитрифицирующие микробы возвращают молекулярный кислород из почвы в атмосферу.

Рис. 4. На фото полезные бактерии — аммонифицирующие микробы. Они подвергают останки погибших животных и растений разложению.

Значение бактерий в жизнедеятельности человека, животных, растений, грибов и бактерий огромно. Как известно, для нормального их существования необходим азот. Но усваивать азот в газообразном состоянии бактерии не могут. Оказывается, связывать азот и образовывать аммиак умеют сине-зеленые водоросли (Цианобактерии), свободноживущие азотофиксаторы и особые клубеньковые бактерии. Все эти полезные бактерии производят до 90% связанного азота и вовлекают до 180 млн. т. азота в азотный фонд почвы.

Клубеньковые бактерии прекрасно сожительствуют с бобовыми растениями и облепихой.

Такие растения, как люцерна, горох, люпин и другие бобовые имеют на своих корнях так называемые «квартиры» для клубеньковых бактерий. Эти растения высаживаются на истощенные почвы для обогащения их азотом.

Рис. 5. На фото клубеньковые бактерии на поверхности корневого волоска бобового растения.

Рис. 6. Фото корня бобового растения.

Рис. 7. На фото полезные бактерии — цианобактерии.

Углерод является важнейшим клеточным веществом животного и растительного мира, а так же мира растений. Он составляет 50% сухого остатка вещества клетки.

Много углерода содержится в клетчатке, которой питаются животные. В их желудке клетчатка под действием микробов разлагается и далее, в виде навоза, попадает наружу.

Разлагают клетчатку целлюлозные бактерии. В результате их работы почва обогащается гумусом, что значительно повышает ее плодородие, а углекислота возвращается в атмосферу.

Рис. 8. Зеленым цветом окрашены внутриклеточные симбионты, желтым – масса перерабатываемой древесины.

В белках и липидах содержится большое количество фосфора, минерализация которого осуществляется Вас. megatherium (из рода гнилостных бактерий).

Железобактерии участвуют в процессах минерализации органических соединений, содержащих железо. В результате их деятельности в болотах и озерах образуется большое количество железной руды и железомарганцевых отложений.

Серобактерии живут в воде и почве. Их много в навозе. Они участвуют в процессе минерализации серосодержащих веществ органического происхождения. В процессе разложения органических серосодержащих веществ выделяется газ сероводород, который крайне ядовит для окружающей среды, в том числе для всего живого. Серобактерии в результате своей жизнедеятельности превращают этот газ в неактивное безвредное соединение.

Рис. 9. Несмотря на кажущуюся безжизненность, в реке Рио Тинто жизнь всё-таки есть. Это различные, окисляющие железо, бактерии и множество других их видов, которые можно встретить только в этом месте.

Рис. 10. Зелёные серобактерии в колонне Виноградского.

В биологии

Бактерии, принимающие активное участие в минерализации органических соединений, считаются чистильщиками (санитарами) планеты Земля. С их помощью органические вещества погибших растений и животных превращаются в перегной, который почвенные микроорганизмы превращают в минеральные соли, так необходимые для построения корневой, стеблевой и листовой систем растений.

Рис. 11. Минерализация органических веществ, поступающих в водоем, происходит в результате биохимического окисления.

Клетки растительных организмов связываются друг с другом (цементируются) специальным веществом, которое называется пектин. Некоторые виды маслянокислых бактерий обладают способностью сбраживать это вещество, которое при нагревании превращая в студенистую массу (пектис). Эта особенность используется при замачивании растений, содержащих много волокон (лен, конопля).

Рис. 12. Существует несколько способов получения тресты. Самым распространённым является биологический способ, при котором связь волокнистой части с окружающими тканями разрушается под влиянием микроорганизмов. Процесс брожения пектиновых веществ лубяных растений называется мочкой, а вымоченная солома — трестой.

Бактерии, очищающие воду, стабилизируют уровень ее кислотности. С их помощью сокращаются донные отложения, улучшается здоровье рыб и растений, живущих в воде.

Предлагаем ознакомиться  Почему рассол помогает от похмелья и нужно ли его пить?

Недавно группой ученых из разных стран были обнаружены бактерии, которые разрушают детергенты, входящие в состав синтетических моющих средств и некоторые лекарственные препараты.

Рис. 13. Широко применяется деятельность ксенобактерий для очистки почв и водоемов, загрязненных нефтепродуктами.

Рис. 14. Пластиковые купола, очищающие воду. В них содержатся гетеротрофные бактерии, питаюшиеся углеродосодержащими материалами, и автотрофные бактерии, питаюшиеся аммиак- и азотсодержащие материалами. Система трубок поддерживает их жизнеобеспечение.

Маслянокислые микробы находятся повсюду. Насчитывается более 25-и видов этих микробов. Они принимают участие в процессе разложения белков, жиров и углеводов.

Маслянокислое брожение вызывают анаэробные спорообразующие бактерии, относящиеся к роду клостридиум. Они способны сбраживать различные сахара, спирты, органические кислоты, крахмал, клетчатку.

Рис. 16. На фото маслянокислые микроорганизмы (компьютерная визуализация).

Множество видов животного мира питается растениями, основу которых составляет клетчатка. Переваривать клетчатку (целлюлозу) животным помогают особые микробы, местом пребывания которых являются определенные отделы желудочно-кишечного тракта.

Способность уксусных палочек окислять этиловый спирт до уксусной кислоты используется сегодня для получения уксуса, применяемого в пищевых целях и при заготовке кормов для животных — силосовании (консервировании).

Рис. 27. Процесс силосования кормов. Силос — сочный корм, обладающий высокой кормовой ценностью.

Они помогают бороться со многими инфекционными и вирусными заболеваниями. Чаще всего антибиотики продуцируют актиномицеты, реже – немицеллярные бактерии. Пенициллин, полученный из плесневых грибов, разрушает клеточную оболочку бактерий. Стрептомицеты продуцируют стрептомицин, который инактивирует рибосомы микробных клеток.

Сенные палочки или Bacillus subtilis закисляют среду обитания. Они угнетают рост гнилостных и условно патогенных микроорганизмов за счет образования целого ряда веществ антимикробной направленности. Сенная палочка продуцирует ферменты, разрушающие вещества, которые образуются в результате гнилостного распада тканей. Они участвуют в синтезе аминокислот, витаминов и иммуноактивных соединений.

Рис. 13. Шигеллы. Возбудители вызывают бактериальную дизентерию. Шигеллы разрушают эпителий слизистой оболочки толстой кишки, вызывая тяжелый язвенный колит. Их токсины поражают миокард, нервную и сосудистую системы.

Рис. 14. Холерный вибрион. Вибрионы не разрушают клетки слизистого слоя тонкого кишечника, а находится на их поверхности. Выделяют токсин холероген, действие которого приводит к нарушению водно-солевого обмены в связи с чем организм теряет до 30 литров жидкости в сутки.

Рис. 15. Сальмонеллы — возбудители брюшного тифа и паратифов. Поражают эпителий и лимфоидные элементы тонкой кишки. С током крови попадают в костный мозг, селезенку и желчный пузырь, из которого вновь возбудители попадают в тонкий кишечник. В результате иммунного воспаления стенка тонкого кишечника разрывается и возникает перитонит.

Рис. 16. Возбудители туляремии (коккобактерии голубого цвета). Поражают респираторный отдел и кишечник. Обладают особенностью проникать в организм человека через целостные кожные покровы и слизистые глаз, носоглотки, гортани и кишечника. Особенность заболевания – поражение лимфоузлов (первичный бубон).

Рис. 17. Лептоспиры. Поражают капиллярную сеть человека, часто печень, почки и мышцы. Заболевание называют инфекционной желтухой.

Кто обнаружил бактерии?

  • Первооткрывателем бактерий можно считать голландского ученого Антони ван Левенгука, который первым смог обнаружить их под микроскопом и описать. Это произошло во второй половине 17-го века.
  • Еще половину столетие спустя немецкий ученый Христиан Эренберг дал название этим существам, которое мы используем и поныне – бактерии. Оно заменило первое наименование, введенное Левенгуком – анималькули.
  • В середине 19-го века французский микробиолог Луи Пастер не просто обнаружил отдельные свойства, присущие бактериям, но и начал изучать их физиологию и метаболизм бактерий.
  • Его продолжателем в этом деле стал немецкий коллега Роберт Кох, чьи труды по исследованию возбудителей туберкулеза увенчались нобелевским лауреатством.
Обнаружил особые свойства
Обнаружил особые свойства

Какие бывают полезные бактерии?

Кишечная палочка

Рис. 7. Микобактерии туберкулеза. Бактерии много тысячелетий вызывают заболевания у человека и животных. Туберкулезная палочка крайне устойчива во внешней среде. В 95% случаев передается воздушно-капельным путем. Чаще поражает легкие.

Рис. 8. Возбудитель дифтерии – коринебактерии или палочки Леффлера. Чаще развивается в эпителии слизистого слоя миндалин, реже гортани. Отек гортани и увеличенные лимфоузлы могут привести к асфиксии. Токсин возбудителя фиксируется на мембранах клеток сердечной мышцы, почек, надпочечников и нервных ганглиях и разрушает их.

Рис. 9. Возбудители стафилококковой инфекции. Патогенные стафилококки вызывают обширные поражения кожи и ее придатков, поражения многих внутренних органов, пищевую токсикоинфекцию, энтериты и колиты, сепсис и токсический шок.

Рис. 10. Менингококки – возбудители менингококковой инфекции. До 80% заболевших составляют дети. Инфекция передается воздушно-капельным путем от больных и здоровых носителей бактерий.

Рис. 11. Бордетеллы коклюша.

Рис. 12. Возбудители скарлатины стрептококки pyogenes.

Болезнетворные бактерии попадают в почву от больных животных и человека. Некоторые виды бактерий и грибов пребывают в почве десятилетия. Этому способствует особенность этих микроорганизмов образовывать споры, которые долгие годы защищают их от неблагоприятных условий внешней среды. Они вызывают самые грозные заболевания – сибирскую язву, ботулизм, газовую гангрену и столбняк.

Рис. 18. Возбудитель сибирской язвы. Десятилетия пребывает в почве в спорообразном состоянии. Особо опасная болезнь. Ее второе название – злокачественный карбункул. Прогноз заболевания неблагоприятный.

Рис. 19. Возбудитель ботулизма выделяет сильнейший токсин. 1 мкг этого яда убивает человека. Ботулотоксин поражает нервную систему, глазодвигательные нервы, вплоть до паралича и черепно-мозговые нервы. Смертность от ботулизма достигает 60%.

Рис. 20. Возбудители газовой гангрены очень быстро размножаются в мягких тканях организма без доступа воздуха, вызывая тяжелые поражения. В спорообразном состоянии сохраняется во внешней среде длительное время.

Рис. 21. Гнилостные бактерии.

Рис. 22. Поражение гнилостными бактериями продуктов питания.

Рис. 23. На фото видно, как домовой гриб разрушил деревянные балки перекрытия.

Рис. 24. Испорченный внешний вид бревен (синева), пораженных деревоокрашивающим грибом.

Рис. 25. Домовой гриб Merulius Lacrimans. а – ватообразная грибница; б – молодое плодовое тело; в – старое плодовое тело; г – старая грибница, шнуры и гниль древесины.

Рис. 26. Хлеб пораженный плесенью.

Рис. 27. Сыp пораженный плесенью и гнилостными бактериями.

Рис. 28. «Дикие дрожжи» Pichia pastoris. Фотография сделана с 600-кратным увеличением. Злостный вредитель пива. Повсеместно встречается в природе.

Рис. 29. Икорное масло, пораженное жирорасщепляющими бактериями.

Рис. 30. Испорченные яйца.

Рис. 31. Мясные консервы, пораженные уксуснокислыми бактериями в результате чего содержимое консерв закисает.

Рис. 32. Во вздутых консервах могут находиться ботулиновые палочеки и палочки перфрингенс. Вздувает банку углекислый газ, который выделяют бактерии при размножении.

Рис. 33. На фото cпорынья пурпурная. Низкие дозы спорыньи вызывают сильные боли, умственные расстройства и агрессивное поведение. Высокие дозы спорыньи вызывают мучительную смерть. Ее действие связано с сокращением мышц под воздействием алкалоидов гриба.

Рис. 34. Грибница плесени.

Рис. 35. Споры зеленой, белой и головчатой плесени могут попасть из воздуха на уже испеченный хлеб и поразить его.

Рис. 36. Поражение ягод плесневыми грибами.

Рис. 37. Поражение кожи при иерсиниозе.

Вредные бактерии проникают в организм человека с продуктами питания, через воздух, раны и слизистые оболочки. Тяжесть заболеваний, вызванных болезнетворными микробами, зависит от ядов, которые они вырабатывают и токсинов, возникающих при их массовой гибели. В течение тысячелетий они приобрели множество приспособлений, позволяющих им проникать и удерживаться в тканях живого организма и противостоять иммунитету.

Изучить вредное влияние микроорганизмов на организм и разработать профилактические мероприятия – вот задача человека!

Предлагаем ознакомиться  Полезные насекомые для человека

Опасные и полезные бактерии начинают враждовать из-за стресса, переохлаждения, неправильного питания и других провоцирующих факторов, в том числе и различных инфекций, всевозможных болезней. Нередко приходится прибегать к кардинальным мерам, чтобы восстановить пошатнувшийся баланс и навести порядок в организме, восстановив его естественные функции.

  • помогают усваиваться сахарозе;
  • участвуют в дыхании;
  • задействованы в продуцировании гормонов и клеток-киллеров.

Вот уже не одну тысячу лет люди используют некоторые виды полезных бактерий для приготовления продуктов питания. Это молочнокислые бактерии, плесневелые грибки и дрожжи. Способность этих микроорганизмов разлагать органические соединения стало основанием для применения их в системах по очистке вод, грунта и атмосферы, а также переработке отходов.

Есть немало микроорганизмов, без которых жизнь людей была бы невозможна. Бактерии, наиболее полезные для человека – это:

  1. Кишечная палочка. Большая часть ее штаммов абсолютно безвредна и даже крайне необходима для нормальной работы этого органа пищеварения, хотя есть серотип, который вызывает тяжелые пищевые отравления. Кишечная палочка синтезирует витамин К и предотвращает развитие патогенной микрофлоры.
  2. Молочнокислые бактерии. Тем, кто интересуется, как называются полезные бактерии, стоит ответить, что к ним относят молочнокислый лактококк, болгарскую палочку, различные виды пневмококков. Они используются для ферментации овощей и молочной продукции.
  3. Дрожжи. Объединяют около 1500 видов – аскомицетов и базидиомицетов. Особое значение имеют такие полезные бактерии, как пекарские или пивные дрожжи, используемые в качестве иммуномодулирующих добавок к пище, витаминов и др. Некоторые виды могут быть условными патогенами, например, всем известные грибы Кандида.
  4. Плесневые грибы. В основном это аско- и зигомицеты, которые помогают производить кислоты и сахаристые вещества, спиртные напитки, сыр и лекарства.

Что делают полезные бактерии для организма еще? Они обеспечивают функционирование органов пищеварения, предотвращают гнилостные процессы в кишечнике, помогают в заживлении ран и регенерации кожи. Полезные бактерии стоят на страже инфекций, не давая чужеродным агентам проникнуть в организм. Вот почему врачи советуют соблюдать баланс между чрезмерной личной гигиеной и антисанитарией. Не стоит добиваться стерильности в доме и идеальной чистоты. Организму нужны бактерии, ведь они закаляют иммунитет.

Населяющие желудочно-кишечный тракт микроорганизмы представлены двумя основными группами:

  1. Анаэробами – бифидобактериями, энтерококками, клостридиями, бактероидами и эубактериями.
  2. Аэробами. Эти полезные бактерии для кишечника включают в себя стрептококки, энтеробактерии, лактобактерии, стафилококки и грибы.

По оценкам специалистов в кишечнике обитает около 500 видов различных микроорганизмов, подавляющее большинство которых представлено анаэробами. Бифидо- и лактобактерии проявляют активность в отношении патогенов, регулируя качество и количество микрофлоры. Кишечные сапрофиты, содержащие в себе большую концентрацию ферментов, подвержены более активному размножению, поэтому отвечают за утилизацию питательных веществ и кислорода. Они же выделяют разнообразные вещества с бактерицидным, бактериостатическим и антибиотикоподобным эффектом.

Микрофлора во рту

Полезные бактерии в организме человека есть не только в кишечнике. Если говорить о микробном «пейзаже» полости рта, то здесь наблюдается самое разнообразное количество всевозможных микроорганизмов – как хороших, так и условно-патогенных. Они тоже пребывают в симбиозе друг с другом, но при определенных внешних и внутренних обстоятельствах полезные бактерии во рту, которые представлены в основном лактобактериями, перестают сдерживать рост болезнетворных оппонентов и препятствовать развитию многих заболеваний – кариеса, воспаления десен, стоматита.

Доказано, что питание человека, его определенные пищевые привычки могут как улучшить, так и ухудшить состояние полости рта. Так, злоупотребление алкоголем, сладостями особенно на фоне плохой гигиены может привести к росту патогенной микрофлоры и развитию патологий, делающих человека частым пациентом стоматологической клиники. Поэтому нужно:

  1. Избирательно подходить к выбору продуктов питания.
  2. Постараться отказаться от вредных привычек.
  3. Соблюдать гигиену.

Вагинальный биоценоз в основном представлен лактобактериями, которые еще называют «палочками Додерлейна». Помимо них влагалищная микрофлора включает в свой состав более 300 микроорганизмов – грамположительных и грамотрицательных анаэробных палочек, энтеробактерий, грамположительных и грамотрицательных кокков.

Вот почему так важны полезные бактерии для влагалища. Если их концентрация начнет снижаться, разовьется бактериальный вагиноз – инфекционное заболевание, проявляющее себя болями во время полового акта, зудом, нарушением мочеиспускания, появлением выделений с неприятным запахом. Поэтому нужно знать, что провоцирует развитие недуга и стараться этого избегать.

  1. Вовремя лечить возникающие инфекции.
  2. Правильно питаться.
  3. Отказаться от вредных привычек.
  4. Большое значение имеет личная, но не чрезмерная гигиена.

Желающим знать, как заселить кишечник полезными бактериями, будут интересны такие лекарственные средства:

  1. Линекс. Включает в свой состав живые лиофилизированные молочнокислые бактерии, которые входят в состав естественной микрофлоры кишечника. Принимают участие в производстве витаминов К, С, группы В, повышая устойчивость организма к неблагоприятным факторам окружающей среды.
  2. Аципол. Этот препарат состоит из активных ацидофильных лактобацилл и инактивированных кефирных грибков. Лекарство нормализует состав микрофлоры кишечника и повышает иммунитет.
  3. Бак-Сет. Это мульти-пробиотик, содержащий 14 штаммов живых бактерий, способных нормализовать пищеварение при нарушении баланса между полезными и вредными микроорганизмами. Показан в составе антибактериальной терапии, рекомендован при аллергии и запорах. Вот такие это полезные бактерии для кишечника, препараты которых можно найти в свободной продаже.
  1. Ученые из Университета Британской Колумбии обнаружили, что бактерии можно использовать для получения универсальной группы крови, которую можно переливать всем без исключения. Еще совсем недавно врачи были вынуждены учитывать группу крови пациента, нуждающегося в доноре, а благодаря особым ферментам и кишечным бактериям получилось удалить специфические для крови антигены, определяющие несовместимость различных групп.
  2. Недавно ученые обнаружили еще один интересный факт: есть на свете микроорганизмы, которые обеспечивают формирование золотых самородков и месторождений золота.
  • Как показывает практика – практически в любых, от клокочущих гейзеров, внутри которых температурные условия те же, что и в кипящем чайнике – до 100 С°. Нефть, кислота – эта среда также не пугает бактерии, и они могут существовать в тех условиях, где не выживет более совершенный организм.
  • Есть предположение, что космос также заселен некоторыми видами бактерий, и эта гипотеза стала основанием для одной из версий, поясняющей происхождение жизни на Земле.

Численность бактерий на планете Земля

  • Подсчитано, что на Земле свыше 1,4 млн. бактерий. В ходе подсчета этой цифры ученым пришлось прибегнуть к построению филогенетических деревьев, с применением математики и анализом определенных разновидностей РНК. Это дало возможность отследить изменение видов и эволюцию бактерий.
  • Выяснилось, что некоторые бактерии исчезают в процессе эволюции, их общее число постоянно возрастает, и сегодня, если взять за точку отсчета общую биомассу на Земле, бактерии уступают только растениям.

Формы бактерий, внешний вид: примеры

  • Как уже говорилось, бактерии могут быть сферическими. Их представляют кокки. Микро – это клетки, которые расположены отдельно; дипло – парами, стафило — гроздьями, стрепто – цепочкой; а также сарцина (пакеты от 8 клеток). Их размер – до 1 мкм.
  • Палочковидным бактериям характерна прямая форма, они имеют до 8 мкм в длину и до 2 мкм – в толщину.  Форма может быть неправильной, вплоть до ветвящейся, какую имеют, к примеру, актиномицет. Если палочка немного изогнутой формы – ее называют вибрионом.
  • Также можно назвать риккетсию,  хламидию, которая вне пределов клетки является сферической, микоплазмы, у которых отсутствует клеточная стенка и т.д.
  • Бактерии извитых форм напоминают спираль, как, например, спирилла, похожая на штопор. А вот хеликобактер похож своими изгибами на крылья чайки в полете. Также близка к этому виду бактерий спирохета, имеющая спиралевидную форму и обладающая подвижностью. Лептоспира же – с частыми завитками, которые напоминают закрученную веревку.

Из чего состоят бактерии?

  • Клеточная стенка бактерии содержит полисахариды, белки, липиды. В основном же стенка состоит из многослойного пептидогликана.  Также стенка содержит наружную мембрану, которая своей трехслойной структурой похожа на цитоплазматическую (внутреннюю) мембрану. Обе мембраны состоят преимущественно из липидов.
  • Наружная мембрана изнутри состоит из фосфолипидов, наружный слой – это  липополисахариды. Пространство между мембранами заполнено ферментами. Внутренняя мембрана имеет три слоя, ее структура – это фосфолипиды в два слоя и интегральные белки.
Состав
Состав
  • Цитоплазму составляют белки, рибонуклеиновые кислоты, рибосомы. Также наличествуют запасные питательные вещества: гликоген, волютин, полисахариды.
  • Аналогом ядра можно назвать нуклеоид, находящийся в центре и представляющий собой закольцованную двунитевую ДНК. У нуклеоида отсутствует ядерная оболочка и ядрышко. Не представлены и гистоны.
  • В составе бактерий также можно наблюдать слизистую структуру с четкими границами, которую называют капсулой. В ее составе полисахариды, полипептиды.
  • Жгутик – это тонкая нить, длиннее самой клетки (до 15 мкм), начинающаяся с внутренней мембраны. Жгутики достигают в толщину всего 20 нм и имеют диски, с помощью которых крепятся к стенке.
  • И, наконец, неблагоприятные условия для бактерии могут провоцировать образование спор в бактериальной клетке, которые способны не только длительное время сохраняться, но и прорастать.

Использование бактерий в производстве моющих средств

Способность тионовых сероокисляющих бактерий используется для обогащения медных и урановых руд.

Рис. 15. На фото полезные бактерии — Тиобациллы и Acidithiobacillus ferrooxidans (электронная микрофотография). Они способны извлекать ионы меди для выщелачивания отходов, которые образуются при флотационном обогащении сульфидных руд.

Полезные и неполезные бактерии

Роль бактерий в жизни человека огромна. Широко применяются в пищевой промышленности молочнокислые бактерии:

  • при производстве простокваши, сыров, сметаны и кефира;
  • при сквашивании капусты и засолке огурцов, принимают участие в мочении яблок и мариновании овощей;
  • они придают особый аромат винам;
  • вырабатывают молочную кислоту, сквашивающую молоко. Это свойство используется для производства простокваши и сметаны;
  • при приготовлении сыров и йогуртов в промышленных масштабах;
  • в процессе засаливания молочная кислота служит консервантом.

К молочнокислым бактериям относятся молочные стрептококки, сливочные стрептококки, палочки болгарская, ацидофильная, зерновая термофильная и огуречная. Бактерии рода стрептококков и лактобацилл придают продуктам более густую консистенцию. В результате их жизнедеятельности улучшается качество сыров. Именно они придают сыру определенный сырный аромат.

Рис. 18. На фото полезные бактерии — лактобактерии (розовый цвет), болгарская палочка и термофильный стрептококк.

Рис. 19. На фото полезные бактерии — кефирный (тибетский или молочный) гриб и молочнокислые палочки перед непосредственным внесением в молоко.

Рис. 20. Кисломолочная продукция.

Рис. 21. Термофильные стрептококки (Streptococcus thermophilus) применяются при приготовлении сыра моцарелла.

Рис. 22. Вариантов плесневого пенициллина множество. Бархатистая корочка, зеленоватые прожилки, неповторимый вкус и лекарственно-аммиачный аромат сыров уникален. Грибной вкус сыров зависит от места и длительности созревания.

Рис. 23. Бифилиз – биопрепарат для приема внутрь, содержащий массу живых бифидобактерий и лизоцим.

В пищевой промышленности используются преимущественно вид дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Они осуществляют спиртовое брожение, из-за чего широко применяются в хлебопекарном деле. Спирт при выпечке испаряется, а пузырьки углекислого газа формируют хлебный мякиш.

Дрожжи содержат до 65% белка, 10% которого составляют незаменимые аминокислоты, что позволяет их широко использовать в процессе обогащения пищи для человека белками и корма для животных. Кроме того дрожжи содержат много жиров и витаминов.

С 1910 года дрожжи стали добавлять в колбасы. Дрожжи вида Saccharomyces cerevisiae применяются для производства вин, пива и кваса.

Рис. 24. Чайный гриб – это дружеский симбиоз уксусной палочки и дрожжевых грибков. Он появился в наших краях еще в прошлом веке.

Рис. 25. Дрожжи сухие и мокрые широко используются в хлебопекарной промышленности.

Рис. 26. Вид клеток дрожжей Saccharomyces cerevisiae под микроскопом и Saccharomyces cerevisiae — «настоящие» винные дрожжи.

Рис. 30. Изучение жизнедеятельности микробов позволяет ученым применять некоторые их свойства для блага человека.

Роль бактерий в природе

Значение бактерий в жизни человека огромно. Полезные бактерии являются постоянными спутниками человека много тысячелетий. Задача человечества — не нарушить это тонкое равновесие, которое сложилось между микроорганизмами, живущими внутри нас и в окружающей среде. Роль бактерий в жизни человека огромна.

Микробы и то, что они делают, широко используются человеком. Молочнокислые бактерии применяются при изготовлении сыров, квашении капусты, ферментации овощей при засолке, получении силоса. С их помощью делают кефир, йогурт, сметану и другие молочнокислые продукты. Уксуснокислые бактерии используются для получения уксуса, витамина С.

Рассмотрим использование микробов на примере производства шампанского. В зависимости от содержания сахара (г/дм3) различают следующие сорта напитка:

  • 80-85 – сладкое шампанское;
  • 60-65 – полусладкий сорт;
  • 40-45 – полусухое шампанское;
  • 20-25 – сухое шампанское;
  • не более 15 – полностью сухое шампанское (брют).

Из легко отжатого виноградного сока делают сухое вино. Неизменные участники процесса – молочнокислые и уксуснокислые бактерии. Затем, смешивая вина, подбирают букет будущего шампанского. Далее добавляют стимулятор брожения, составной частью которого являются дрожжевые грибы и молочнокислые бактерии.

Через длительное время грибы образуют осадок. Для лучшего насыщения выдержка шампанского продолжается. После созревания остаток удаляется. Шампанское готово.

Автор Пятирублева Юлия

Работаю врачом ветеринарной медицины. Увлекаюсь бальными танцами, спортом и йогой. В приоритет ставлю личностное развитие и освоение духовных практик. Любимые темы: ветеринария, биология, строительство, ремонт, путешествия. Табу: юриспруденция, политика, IT-технологии и компьютерные игры.

Как делятся, размножаются бактерии: схема

  • Способ размножения бактерий присущ всем одноклеточным организмам – это деление. Оно дает существование двум дочерним клеткам, которые в свою очередь повторяют этот процесс, тем самым каждый раз удваивая количество.
  • Существует также процесс, при котором образовываются споры. Это происходит при наличии неблагоприятных условий, когда цитоплазма способна образовать, покинув материнскую оболочку, новую, которая является более плотной. Такая клетка называется спорой. Если она попадает в благоприятную среду, то возможно ее прорастание и образование полноценной бактерии.
Размножение
Размножение

Время размножения бактерий

  • Как и любое явление, деление бактерии подчиняется законам термодинамики, по которым время размножения связано с количеством выделяемой наружу теплоты и составляет около шестой части выделяемой теплоты.
  • Проще говоря, создание для бактерии идеальных условий может заставить бактерию делиться практически каждые полчаса. Если бы это было возможно, в течение суток дочерние клетки одной бактерии достигли бы массы в почти 2 тыс. тонн, а за 5 дней заселили бы все водное пространство планеты.
  • Известно, что в качестве опыта использовалась морская псевдомонада, помещенная в оптимальные условия: ее популяция удваивалась практически через 10 минут.

Значение бактерий в животноводстве

полезные и вредные бактерии

Жизнедеятельность животных сопровождается выделением огромного количества навоза. Из него некоторые микроорганизмы могут производить метан («болотный газ»), который используется, как топливо и сырье в органическом синтезе.

Рис. 17. Газ метан как топливо для автомобилей.

Микробы в почве

Огромное количество микробов, живущих в почве и на поверхности, делают ее наиболее заселенной из всех сред обитания. Бактериальная среда плодородной почвы очень разнообразна. Здесь живет много полезных бактерий, обогащающих почву азотом, железом, сульфатами и т.д. Есть уксусно-, масляно- и молочнокислые микробы, синтезирующие кислоты и участвующие в процессах брожения вместе с дрожжевыми грибами.

На многих дачных участках хозяева делают выгребные ямы. Они сами по себе являются источником инфекций и неприятного запаха, а при нарушении технологии могут стать причиной бактериального заражения почвы.

Особенную опасность несут выгребные ямы без дна. Любые осадки приводят к тому, что содержимое не успевает впитываться в почву и перерабатываться бактериями. Происходит резкий рост патогенной флоры. Она из выгребной ямы попадает в почву и воздух. Это делает риск заражения более вероятным. Герметичные выгребные ямы при несвоевременной очистке могут переполняться. Результат тот же. Кроме того, неплотно прилегающая крышка приводит к заражению воздуха.

На примере аквариума можно рассмотреть бактериальную флору закрытого водоема. Полезные водные микробы вступают в симбиотические отношения с рыбами, уничтожают мертвые водоросли, отходы жизнедеятельности рыб и остатки корма, очищают воду аквариума и т.д. Так, нитрозомонады (Nitrosomonas) и нитробактеры (Nitrobacter) последовательно превращают появляющийся в аквариуме метан в нитраты, обогащая грунт и воду азотом. Патогенные микробы приводят к болезни рыб и к угрозе их жизни.

Для профилактики необходимо своевременно чистить аквариум с заменой воды. Как это правильно делать, можно посмотреть на видео.

Комментировать
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector