Полезные бактерии, которые населяют организм человека, называются микробиотой. По численности своей они достаточно обширны — у одного человека их миллионы. При этом все они регулируют здоровье и нормальную жизнедеятельность каждого индивидуума. Учёные утверждают: без полезных бактерий, или, как их ещё называют, мутуалистов, желудочно-кишечный тракт, кожа, дыхательные пути мгновенно подверглись бы атаке болезнетворных микробов и были бы разрушены.
Каким должен быть баланс микробиоты в организме и как его можно скорректировать, чтобы избежать развития серьёзных заболеваний, АиФ.ru спросил у генерального директора биомедицинского холдинга Сергея Мусиенко .
Работники кишечника
Один из важных отделов расположения полезных бактерий — это кишечник. Недаром считается, что именно здесь закладывается вся иммунная система человека. И если бактериальная среда нарушена, то защитные силы организма существенно снижаются.
Полезные бактерии кишечника создают для болезнетворных микробов буквально невыносимые условия существования — кислую среду. Кроме того, полезные микроорганизмы помогают переваривать растительную пищу, так как бактерии питаются клетками растений, содержащими целлюлозу, а вот ферменты кишечника в одиночку с этим не справляются. Также бактерии кишечника способствуют выработке витаминов В и К, которые обеспечивают обмен веществ в костях и соединительных тканях, а также высвобождают энергию из углеводов и способствуют синтезу антител и регулировке нервной системы.
Чаще всего, говоря о полезных бактериях кишечника, имеют в виду 2 самых популярных вида: бифидо- и лактобактерии. При этом главными их назвать, как многие думают, нельзя — их количество всего 5-15% от общего числа. Однако они очень важны, так как доказано их положительное влияние на остальные бактерии, когда такие бактерии могут являться важными факторами благополучия целого сообщества: если их подкармливать или привносить в организм с помощью кисломолочных продуктов — кефиров или йогуртов, они помогают другим важным бактериям выживать и размножаться. Так, например, очень важно восстановить их популяцию при дисбактериозе или после курса приёма антибиотиков. Иначе защитные силы организма повысить будет проблематично.
Биологический щит
Бактерии, которые населяют кожу и дыхательные пути человека, по сути, стоят на страже и надёжно защищают свою зону ответственности от проникновения болезнетворных организмов. Основными из них являются микрококки, стрептококки и стафилококки.
Микробиом кожи за последние сотни лет претерпел изменения, так как человек перешёл от естественной жизни в контакте с природой к регулярному мытью специальными средствами. Считается, что сейчас кожу человека населяют совсем не те бактерии, которые жили раньше. Организм с помощью иммунной системы может отличать опасных от неопасных. Но, с другой стороны, любой стрептококк может стать патогенным для человека, например, если попадёт в порез или любую другую открытую ранку на коже. Избыток бактерий или их патологическая деятельность на коже и в дыхательных путях могут приводить как к развитию различных заболеваний, так и к появлению неприятного запаха. Сегодня есть разработки на основе бактерий, окисляющих аммоний. Их применение позволяет засеять микробиом кожи совершенно новыми организмами, в результате чего не только пропадает запах (результат метаболизма городской флоры), но и изменяется структура кожи — открываются поры и т. д.
Спасение микромира
Микромир каждого человека меняется довольно быстро. И в этом есть несомненные плюсы, так как число бактерий может обновляться самостоятельно.
Разные бактерии питаются разными веществами — чем разнообразнее пища человека и чем больше она соответствует сезону, тем больший выбор есть у полезных микроорганизмов. Однако, если еда обильно наполнена антибиотиками или консервантами, бактерии не выживают, ведь эти вещества как раз и созданы для того, чтобы уничтожать их. Причём совсем не важно, что большая часть бактерий не патогенная. В результате разнообразие внутреннего мира человека уничтожается. А вслед за этим начинаются и различные болезни — проблемы со стулом, высыпания на коже, нарушение метаболизма, аллергические реакции и т. д.
Но микробиоте можно помочь. Причём уйдёт на лёгкую коррекцию всего несколько дней.
Существует большое количество пробиотиков (с живыми бактериями) и пребиотиков (веществ, поддерживающих бактерии). Но основная проблема в том, что они работают у всех по-разному. Анализ показывает, что их эффективность при дисбактериозе составляет до 70-80%, то есть тот или иной препарат может сработать, а может и нет. И здесь следует внимательно следить за ходом лечения и приёма — если средства действуют, вы сразу же заметите улучшения. В случае, если ситуация остаётся без изменений, стоит поменять программу лечения.
Как вариант, можно пройти специальное тестирование, которое изучает геномы бактерий, определяет их состав и соотношение. Это позволяет быстро и грамотно подобрать необходимый вариант питания и дополнительной терапии, которые позволят восстановить хрупкий баланс. Хотя лёгкие нарушения в балансе бактерий человек не ощущает, они всё равно влияют на здоровье — в этом случае можно отмечать частые болезни, сонливость, аллергические проявления. Каждый житель города в той или иной степени имеет дисбаланс в организме, и если он ничего специально не делает для восстановления, то наверняка с определённого возраста у него возникнут проблемы со здоровьем.
Голодание, разгрузки, больше овощей, каша из натуральных круп по утрам — это только немногие варианты пищевого поведения, которое любят полезные бактерии. Но для каждого человека рацион должен быть индивидуален в соответствии с состоянием его организма и с его образом жизни — только тогда он сможет поддерживать оптимальный баланс и всегда чувствовать себя хорошо.
В кишечнике человека проживают микроорганизмы, которые составляют общую массу до двух килограмм. Они образуют местную флору. Соотношение строго поддерживается по принципу целесообразности.
Бактериальное содержимое неоднородно по функциям и значимости для организма-хозяина: одни бактерии во всех условиях оказывают поддержку через правильную работу кишечника, поэтому именуются полезными. Другие - только ожидают малейшего срыва в управлении и ослабления организма, чтобы превратиться в источник инфекции. Их называют условно-патогенными.
Внедрение в кишечник бактерий-чужаков, способных вызвать болезнь, сопровождается нарушением оптимального баланса даже если человек не болеет, а является носителем инфекции.
Лечение заболевания медикаментами, особенно антибактериального действия, губительно сказывается не только на возбудителях болезни, но и на полезных бактериях. Возникает проблема, как устранить последствия терапии. Поэтому учеными создана большая группа новых препаратов, поставляющих живые бактерии для кишечника.
Какие бактерии образуют кишечную флору?
В пищеварительном тракте человека обитает около полутысячи видов микроорганизмов. Они выполняют следующие функции:
- помогают своими ферментами расщепить попавшие с продуктами вещества до нормального усвоения, всасывания сквозь кишечную стенку в кровоток;
- производят уничтожение ненужных остатков переваривания пищи, шлаков, токсических веществ, газов, чтобы не допустить процессов гниения;
- вырабатывают для организма специальные ферменты, биологически активные вещества (биотин), витамин К и фолиевую кислоту, которые необходимы для жизнедеятельности;
- участвуют в синтезе компонентов иммунитета.
Исследования показали, что часть бактерий (бифидобактерии) защищают организм от рака.
Пробиотики постепенно вытесняют патогенные микробы, лишая их питания и направляя к ним иммунные клетки
К основным полезным микроорганизмам относятся: бифидобактерии (составляют 95% всей флоры), лактобактерии (по массе почти 5%), эшерихии. Условно-патогенными считаются:
- стафилококки и энтерококки;
- грибы рода Кандида;
- клостридии.
Они становятся опасными при падении иммунитета человека, изменении кислотно-щелочного равновесия в организме. Примером вредных или патогенных микроорганизмов являются шигеллы, сальмонеллы - возбудители брюшного тифа, дизентерии.
Полезные живые бактерии для кишечника еще называются пробиотиками. Так, стали именовать специально созданные заменители нормальной кишечной флоры. Другое название - эубиотики.
Сейчас они эффективно применяются для лечения патологии пищеварения и последствий негативного воздействия лекарственных средств.
Виды пробиотиков
Препараты с живыми бактериями постепенно совершенствовались и обновлялись по свойствам и составу. В фармакологии их принято подразделять на поколения. К первому поколению относятся лекарственные средства, содержащие только один штамм микроорганизмов: Лактобактерин, Бифидумбактерин, Колибактерин.
Второе поколение образуют препараты-антагонисты, содержащие необычную флору, способную противостоять патогенным бактериям и поддержать пищеварение: Бактистатин, Споробактерин, Биоспорин.
В третье поколение входят многокомпонентные лекарства. Они содержат по несколько штаммов бактерий с биодобавками. В группу включены: Линекс, Ацилакт, Аципол, Бифилиз, Бифиформ. Четвертое поколение составляют только препараты из бифидобактерий: Флорин Форте, Бифидумбактерин Форте, Пробифор.
По бактериальному составу пробиотики можно разделить на содержащие как основной компонент:
- бифидобактерии - Бифидумбактерин (форте или порошок), Бифилиз, Бификол, Бифиформ, Пробифор, Биовестин, Лайфпак Пробиотикс;
- лактобактерии - Линекс, Лактобактерин, Ацилакт, Аципол, Биобактон, Лебенин, Гастрофарм;
- колибактерии - Колибактерин, Биофлор, Бификол;
- энтерококки - Линекс, Бифиформ, БАДы отечественного производства;
- дрожжеподобные грибки - Биоспорин, Бактиспорин, Энтерол, Бактисубтил, Споробактерин.
Что нужно учитывать при покупке пробиотиков?
Под разными названиями фармакологическими фирмами в России и за рубежом могут производиться одинаковые препараты-аналоги. Импортные, конечно, гораздо дороже. Проведенные исследования показали, что люди, проживающие в России, более адаптированы к местным штаммам бактерий.
Покупать все-таки лучше свои препараты
Другой негатив - как оказалось, импортные пробиотики содержат всего пятую часть от заявленного объема живых микроорганизмов и не заселяются надолго в кишечнике пациентов. Перед приобретением необходима консультация специалиста. Это вызвано серьезными осложнениями от неправильного использования препаратов. У пациентов зарегистрированы:
- обострение желчекаменной и мочекаменной болезни;
- ожирение;
- аллергические реакции.
Не нужно путать живые бактерии с пребиотиками. Это тоже лекарственные средства, но не содержащие микроорганизмов. В составе пребиотиков имеются ферменты, витамины для улучшения пищеварения, стимуляции роста полезной микрофлоры. Они часто назначаются при запорах детям и взрослым.
В группу входят известные практическим врачам: Лактулоза, пантотеновая кислота, Хилак форте, Лизоцим, препараты из инулина. Специалисты считают, что необходимо сочетать пребиотики с пробиотическими препаратами для достижения максимального результата. Для этого созданы комбинированные препараты (синбиотики).
Характеристика пробиотиков первого поколения
Препараты из группы пробиотиков первого поколения назначаются маленьким детям при выявлении дисбактериоза первой степени, а также при необходимости профилактики, если пациенту назначают курс антибиотиков.
Примадофилус - аналог препаратов с лактобактериями двух видов, гораздо дороже остальных, поскольку производится в США
Педиатр выбирает для грудничков Бифидумбактерин, Лактобактерин (включают бифидо- и лактобактерии). Их разводят в теплой кипяченой воде и дают за 30 минут до грудного кормления. Старшим детям и взрослым подходят препараты в капсулах, таблетках.
Колибактерин - содержит высушенные бактерии кишечной палочки, применяется при затяжном течении колитов у взрослых. Более современный монопрепарат Биобактон содержит ацидофильную палочку, показан начиная с периода новорожденности.
Наринэ, Наринэ Форте, Наринэ в молочном концентрате - содержит ацидофильную форму лактобактерий. Поступает из Армении.
Назначение и описание пробиотиков второго поколения
В отличие от первой группы, пробиотики второго поколения не содержат полезных живых бактерий, но включают другие микроорганизмы, способные подавлять и уничтожать патогенную микрофлору - дрожжеподобные грибы и споры бацилл.
Применяют в основном для терапии детей с легкой формой дисбактериоза и кишечными инфекциями. Продолжительность курса следует соблюдать не более семи дней, затем переходить на живые бактерии первой группы. Бактисубтил (французский препарат) и Флонивин БС содержат споры бациллы с широким спектром антибактериального действия.
Внутри желудка споры не разрушаются соляной кислотой и ферментами, доходят неповрежденными в тонкий кишечник
Бактиспорин и Споробактерин изготовлены из сенной палочки, сохранены антагонистические свойства к патогенным возбудителям, устойчивость к действию антибиотика Рифампицина.
Энтерол содержит дрожжеподобные грибы (сахаромицеты). Поступает из Франции. Применяют в лечении диареи, связанной с антибиотиками. Активен в отношении клостридий. Биоспорин включает бактерии сапрофиты двух видов.
Особенности пробиотиков третьего поколения
Собранные в комбинацию живые бактерии или несколько их штаммов действуют активнее. Применяются для лечения острых кишечных расстройств средней тяжести.
Линекс - содержит бифидобактерии, лактобациллы и энтерококки, выпускается в Словакии в специальном порошке для детей (Линекс Бэби), капсулах, саше. Бифиформ - датский препарат, известно несколько разновидностей (Бэби-капли, жевательные таблетки, комплекс). Бифилиз - содержит бифидобактерии и лизоцим. Выпускается в суспензии (лиофилизат), ректальных свечах.
В составе препарата бифидобактерии, энтерококки, лактулоза, витамины В 1 , В 6
Чем отличаются пробиотики четвертого поколения?
При производстве препаратов с бифидобактериями этой группы учтена необходимость создания дополнительной защиты пищеварительного тракта и снятия интоксикации. Средства называют «сорбированными», потому что действующие бактерии расположены на частицах активированного угля.
Показаны при респираторных инфекциях, заболеваниях желудка и кишечника, дисбактериозе. Наиболее популярные препараты этой группы. Бифидумбактерин Форте - содержит живые бифидобактерии сорбированные на активированном угле, выпускается в капсулах и порошках.
Результативно защищает и восстанавливает кишечную флору после перенесенных респираторных инфекций, при острой гастроэнтерологической патологии, дисбактериозе. Препарат противопоказан людям с врожденной недостаточностью фермента лактазы, при ротавирусной инфекции.
Пробифор - отличается от Бифидумбактерина Форте количеством бифидобактерий, оно в 10 раз превышает предыдущий препарат. Поэтому лечение гораздо эффективнее. Назначается в тяжелых формах кишечной инфекции, при заболеваниях толстого кишечника, дисбактериозе.
Доказано, что эффективность приравнивается при заболеваниях, вызванных шигеллами, к антибиотикам фторхинолонового ряда. Способен заменить комбинацию Энтерола и Бифилиза. Флорин Форте - включает лакто- и бифидобактериальный состав, сорбированный на угле. Выпускается в виде капсул и порошка.
Применение синбиотиков
Синбиотики - совершенно новое предложение в терапии нарушений флоры кишечника. Они предусматривают двойное действие: с одной стороны - обязательно содержат пробиотик, с другой - включают пребиотик, создающий благоприятные условия для разрастания полезных бактерий.
Дело в том, что действие пробиотиков не продолжительно. После восстановления микрофлоры кишечника они могут погибать, чем снова вызывают ухудшение ситуации. Сопутствующие пребиотики питают полезные бактерии, обеспечивают активное разрастание и защиту.
Многие синбиотики относятся к биодобавкам, а не лекарственным веществам. Сделать правильный выбор может только специалист. Самостоятельно принимать решение о лечении не рекомендуется. К препаратам этого ряда относятся следующие.
Lb17
Многими авторами относится к самым лучшим препаратам на сегодняшний день. Он сочетает полезное действие 17 видов живых бактерий с экстрактами водорослей, грибов, овощей, лекарственных трав, фруктов, зерновых культур (более 70 компонентов). Рекомендован для курсового применения, в сутки нужно принимать от 6 до 10 капсул.
Производство не связано с сублимированием и сушкой, поэтому сохранена жизнеспособность всех бактерий. Препарат получают способом естественной ферментации в течение трех лет. Штаммы бактерий работают в разных участках пищеварения. Подходит для людей с непереносимостью лактозы, не содержит глютен и желатин. Поступает в аптечную сеть из Канады.
Мультидофилус плюс
Включает три штамма лактобацилл, один - бифидобактерий, мальтодекстрин. Производится в США. Выпускается в капсулах для взрослых. Польское средство Максилак в своем составе содержит: в качестве пребиотика олигофруктозу, как пробиотик - живые культуры полезных бактерий (три штамма из бифидобактерий, пять - из лактобактерий, стрептококк). Показан при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, дыхательной системы, нарушенном иммунитете.
Назначается детям с трехлетнего возраста и взрослым по 1 капсуле вечером во время еды
Какие пробиотики имеют целевые показания?
При обилии информации о бактериальных препаратах с живыми микроорганизмами некоторые люди кидаются в крайности: или не верят в целесообразность применения, или, наоборот, тратят деньги на малополезные средства. Необходимо проконсультироваться у специалиста о применении пробиотиков в конкретной ситуации.
Детям с поносом в период грудного вскармливания (особенно родившимся недоношенными) назначают жидкие пробиотики. Они также помогают при нерегулярном стуле, запорах, отставании в физическом развитии.
Малышам в таких ситуациях показаны:
- Бифидумбактерин Форте;
- Линекс;
- Аципол;
- Лактобактерин;
- Бифилиз;
- Пробифор.
Если диарея у ребенка связана с перенесенным респираторным заболеванием, пневмонией, инфекционным мононуклеозом, ложным крупом, то эти средства назначаются коротким курсом на 5 дней. При вирусных гепатитах лечение длится от недели до месяца. Аллергические дерматиты лечат курсами от 7 дней (Пробифор) до трех недель. Больному с сахарным диабетом рекомендуется проводить курсы пробиотиков разных групп по 6 недель.
Для приема с профилактической целью больше всего подходят Бифидумбактерин Форте, Бифилиз в сезон повышенной заболеваемости.
Что лучше принимать при дисбактериозе?
Необходимо для уверенности в нарушении кишечной флоры сдать анализ кала на дисбактериоз. Врач должен установить, каких конкретно бактерий не хватает организму, насколько тяжелы нарушения.
При установленном дефиците лактобактерий необязательно применять только препараты. их содержащие. Потому что именно бифидобактерии являются определяющими в дисбалансе и формируют остальную микрофлору.
Монопрепараты, в которых имеются только однотипные бактерии, рекомендуются врачом только при легкой степени нарушений
В тяжелых случаях необходимы комбинированные средства третьего и четвертого поколений. Наиболее показан Пробифор (инфекционные энтероколиты, колиты). Для детей всегда нужно подбирать комбинации препаратов с лакто- и бифидобактериями.
Средства с колибактериями назначают очень осторожно. При выявлении язв в кишечнике и желудке, остром гастроэнтерите более показаны пробиотики с лактобактериями.
Обычно длительность лечения врач определяет по поколению пробиотика:
- I – необходим месячный курс.
- II – от 5 до 10 дней.
- III – IV - до семи дней.
При отсутствии эффективности специалист изменяет схему лечения, добавляет противогрибковые средства, антисептики. Применение пробиотиков - современный подход к лечению многих заболеваний. Особенно важно это помнить родителям маленьких детей. Необходимо отличать лекарственные средства от биологических добавок к пище. Существующие БАДы с кишечными бактериями можно применять только здоровому человеку с целью профилактики.
Микроорганизмы - это группа животных и растений очень малого размера, различить которые можно только при помощи микроскопа. Они могут быть вредными и полезными для человека, участвуют в природном круговороте веществ, процессах разложения органики, распада сложных веществ на более простые, брожении и т. д.
Микроорганизмы относятся к прокариотическим формам жизни, их клетки не имеют ядра, содержат мало органелл и устроены значительно проще, чем ядерные. Но несмотря на всю простоту такие клетки очень жизнеспособны, быстро размножаются и по степени выживаемости стоят выше, чем многоклеточные организмы.
Многие бактерии живут в кишечнике животных и помогают переваривать труднодоступную растительную пищу, вырабатывая необходимые ферменты, а также витамины и незаменимые аминокислоты. Среди полезных бактерий нужно отметить азотфиксирующие бактерии - симбионты бобовых растений. Клубеньковые бактерии вступают в симбиоз с корнями фиксируя азот, который в дальнейшем используется растениями для построения клеточных тканей для роста.
Однако среди микроорганизмов есть многочисленные патогенные штаммы, способные вызывать сильнейшие заболевания и приводить к летальным исходам. Среди таких можно выделить холеру, сибирскую язву, тиф и другие.
Многие виды полезных микроорганизмов применяются в пищевой промышленности. Так производятся кисломолочные продукты - йогурт, кефир и сыр, некоторые используются для засолки и закваски, что предотвращает порчу продуктов. Однако есть и вредные микроорганизмы приводящие к порче продукции. Среди таких выделяют плесень, различные виды грибов. Они изменяют химические и физические показатели продуктов, что в конечном итоге приводит к порче продукции и невозможности ее употребления в пищу.
К основным видам микроорганизмов относят следующие:
- Кокки - микроорганизмы имеющие округлую форму клетки, которые могут отличаться по взаимному расположению друг к другу. В зависимости от данного расположения их разделяют ещё на несколько групп. Например, клетки стрептококка выстраиваются в длинную цепочку шариков, диплококки существуют в форме двух соседствующих клеток, живущих постоянно в паре, стафилококки характеризуются тем, что их клетки в колонии расположены хаотично. При попадании в организм человека они способны вызывать серьезные заболевания. Однако, не все виды кокков являются вредными и могут существовать в симбиозе с организмом, не принося никакого вреда. Если у человека снижается иммунитет, то происходит вспышка размножения микроорганизмов и болезнь начинает прогрессировать.
- Палочковидные бактерии отличаются между собой размером, формой, могут образовывать споры. Бациллами называют бактерии способные к спорообразованию. К ним относятся палочки сибирской язвы и столбняка. Споры — это особые образования в жизни бактерий, предназначенные для переживания неблагоприятных условий. Клетка в данном случае покрывается твердой защитной оболочкой и способна длительное время пребывать в спящем состоянии, ожидая наступления благоприятных условий для развития. Некоторые споры настолько устойчивы, что способны переносить температуру более 120 градусов по Цельсию.
- Клетки заостренными концами, например, фузобактерии. Они являются представителями нормальной микрофлоры дыхательных путей и не представляют опасности для человека, а скорее наоборот помогают нормальному функционированию эпителиальных покровов;
- Клетки с утолщенными концами, по форме напоминают булаву. Явный представитель коринебактерия - возбудителем дифтерии;
- Клеточные формы с закругленными концами. Представитель - кишечная палочка, которая является необходимой для пищеварения в кишечнике;
- Палочковидные клетки с прямыми концами. Такая форма клетки у возбудителя сибирской язвы.
Как правило палочковидные бактерии в пространстве располагается хаотично по отношению друг другу, однако некоторые могут располагаться попарно или в виде цепочки. В первом случае это диплобактерии или диплобацилы, во втором - стрептобактерии или стрептобациллы.
Грамотрицательные и грамположительные бактерии
Более 100 лет назад датский ученый Грамм придумал краситель, который разделил мир бактерий на две группы - грамотрицательные и грамположительные бактерии. Они называются так из-за способности окрашиваться изобретенным красителем. Дело в том, что некоторые клетки покрыты дополнительной липидной оболочкой, препятствующей проникновению веществ в клеточную стенку и поэтому такие клетки не окрашиваются. И наоборот те, которые не имеют дополнительной липидной оболочки хорошо окрашиваются по Грамму, образуя устойчивую связь с клеточной стенкой.
Липидная оболочка грамотрицательных бактерий делает их более устойчивыми к антибиотикам, что является важной особенностью в медицинской диагностике заболеваний и подборе методов лечения. К грамотрицательным относятся хламидии и риккетсии, к грамположительным - стрептококки и стафилококки.
Аэробные и анаэробные бактерии
Наиболее просто устроенные бактерии проживают на больших глубинах под водой. Для их развития и не нужно наличие кислорода, в отличие от тех, которые более организованы и выбрались на сушу. Поэтому в современной науке бактерии разделяют на аэробные и анаэробные, в зависимости от их потребности в кислороде.
Аэробные организмы не могут существовать без кислорода:
- Облигатные аэробы - это такие микробы, которые свободно живут во внешней среде. Например, палочка Коха - возбудитель туберкулеза, довольно устойчива и может сохраняться в воде около 5 месяцев, а в тёплом увлажненным помещении до 7 лет;
- Микроаэрофилы. Таким микроорганизмам достаточно содержание кислорода в окружающей среде около 2%, где они могут нормально размножаться и развиваться. К таким относятся стрептококки - возбудители болезней верхних дыхательных путей.
Анаэробные организмы, для развития которых не нужен кислород:
- Облигатные анаэробы. Например, фузобактерии прекрасно чувствуют себя в среде с нулевым содержанием кислорода;
- Факультативные анаэробы. Могут развиваться без кислорода, например, гонококки или стрептококки;
- Аэротолерантные микроорганизмы. Для их развития не нужен кислород, но они способны жить в кислородосодержащей среде, например, бактерии, вызывающие скисание молока.
Бактерии - это микроорганизмы, которые образуют огромный невидимый мир вокруг и внутри нас. Из-за оказываемых ими пагубных воздействий они пользуются дурной славой, тогда как о благоприятных эффектах, которые они вызывают, говорят редко. В этой статье дается общее описание некоторых плохих и хороших бактерий.
«В течение первой половины геологического времени нашими предками были бактерии. Большинство созданий по-прежнему являются бактериями, и каждый из триллионов наших клеток - это колония бактерий», — Ричард Доукинс.
Бактерии - самые древние живые организмы на Земле - вездесущи. Человеческое тело, воздух, которым мы дышим, поверхности, к которым мы прикасаемся, употребляемая нами пища, растения, окружающие нас, наша среда обитания, и т.д. - все это населено бактериями.
Примерно 99% этих бактерий полезные, тогда как оставшиеся имеют плохую репутацию. В действительности, некоторые бактерии очень важны для надлежащего развития других живых организмов. Они могут существовать либо сами по себе, либо в симбиозе с животными и растениями.
Представленный ниже список вредных и полезных бактерий включают некоторые из наиболее известных благотворных и смертельно опасных бактерий.
Полезные бактерии
Молочнокислые бактерии/палочки Дедерляйна
Характеристика: грамположительные, палочковидные.
Среда обитания: Разновидности молочнокислых бактерий присутствуют в молоке и молочных продуктах, ферментированных продуктах, а также являются частью микрофлоры полости рта, кишечника и влагалища. Наиболее преобладающими видами являются L. acidophilus, L. reuteri, L. plantarum и др.
Польза: Молочнокислые бактерии известные своей способностью использовать лактозу и вырабатывать молочную кислоту как побочный продукт жизнедеятельности. Эта способность ферментировать лактозу делает молочнокислые бактерии важным ингредиентом в приготовлении ферментированных продуктов. Они также являются неотъемлемой частью процесса засаливания, так как молочная кислота может служить в качестве консерванта. Посредством того, что называется ферментацией, осуществляется получение из молока йогурта. Определенные штаммы даже используются для производства йогуртов в промышленных масштабах. У млекопитающих молочнокислые бактерии способствуют расщеплению лактозы во время процесса пищеварения. Возникающая в результате кислая среда предотвращает рост других бактерий в тканях организма. Поэтому молочнокислые бактерии - это важная составляющая пробиотических препаратов.
Бифидобактерии
Характеристика: грамположительные, разветвленные, палочковидные.
Среда обитания: Бифидобактерии присутствуют в желудочно-кишечном тракте человека.
Польза: Как и молочнокислые бактерии, бифидобактерии также вырабатывают молочную кислоту. Кроме того они производят уксусную кислоту. Эта кислота подавляет рост патогенных бактерий, контролируя уровень pH в кишечнике. Бактерия B. longum, разновидность бифидобактерий, способствует разрушению трудноусваиваемых растительных полимеров. Бактерии B. longum и B. infantis помогают предотвращать диарею, кандидоз и даже грибковые инфекции у младенцев и детей. Благодаря этим полезным свойствам, их также нередко включают в продаваемые в аптеках пробиотические препараты.
Кишечная палочка (E. coli)
Характеристика:
Среда обитания: E. coli является частью нормальной микрофлоры толстого и тонкого кишечника.
Польза: E. coli помогает в расщеплении неусвоенных моносахаридов, таким образом, способствуя пищеварению. Эта бактерия вырабатывает витамин K и биотин, которые необходимы для различных клеточных процессов.
Примечание: Определенные штаммы E. coli могут вызывать серьезные токсические эффекты, диарею, анемию и почечную недостаточность.
Стрептомицеты
Характеристика: грамположительные, нитевидные.
Среда обитания: Эти бактерии присутствуют в почве, воде и разлагающихся органических веществах.
Польза: Определенные стрептомицеты (Streptomyces spp.) играют важную роль в экологии почвы, осуществляя разложение органических веществ, присутствующих в ней. По этой причине их изучают в качестве биовосстанавливающего агента. S. aureofaciens, S. rimosus, S. griseus, S. erythraeus и S. venezuelae - это коммерчески важные разновидности, которые используются для производства антибактериальных и противогрибковых соединений.
Микоризы/Клубеньковые бактерии
Характеристика:
Среда обитания: Микоризы присутствуют в почве, существуя в симбиозе с корневыми клубеньками бобовых растений.
Польза: Бактерии Rhizobium etli, Bradyrhizobium spp., Azorhizobium spp. и многие другие разновидности полезны для фиксации атмосферного азота, в том числе аммиака. Данный процесс делает это вещество доступным для растений. Растения не обладают способностью использовать атмосферный азот и зависят от фиксирующих его бактерий, которые присутствуют в почве.
Цианобактерии
Характеристика: грамотрицательные, палочковидные.
Среда обитания: Цианобактерии - это в основном водные бактерии, однако также они встречаются на голых скалах и в почве.
Польза: Цианобактерии, также известные как сине-зеленые водоросли, представляют собой группу бактерий, очень важных для окружающей среды. Они осуществляют фиксацию азота в водной среде. Их способности к кальцификации и декальцификации делают их важными для поддержания баланса в экосистеме кораллового рифа.
Вредные бактерии
Микобактерии
Характеристика: не являются ни грамположительными, ни грамотрицательными (из-за высокого содержания липидов), палочковидные.
Заболевания: Микобактерии - это патогены, имеющие длительное время удвоения. M. tuberculosis и M. leprae, наиболее опасные их разновидности, являются возбудителями туберкулеза и проказы, соответственно. M. ulcerans вызывает появление изъязвленных и неизъязвленных узелков на коже. M. bovis может становиться причиной туберкулеза у скота.
Столбнячная палочка
Характеристика:
Среда обитания: Споры столбнячной палочки встречаются в почве, на коже, и в пищеварительном тракте.
Заболевания: Столбнячная палочка - это возбудитель столбняка. Она попадает в организм через рану, размножается в ней и высвобождает токсины, в частности тетаноспазмин (также известный как спазмогенный токсин) и тетанолизин. Это приводит к мышечным спазмам и дыхательной недостаточности.
Палочка чумы
Характеристика: грамотрицательная, палочковидная.
Среда обитания: Палочка чумы может выживать только в организме хозяина, в частности в организме грызунов (блох) и млекопитающих.
Заболевания: Палочка чумы вызывает бубонную чуму и чумную пневмонию. Кожная инфекция, вызываемая этой бактерией, принимает бубонную форму, характеризующуюся недомоганием, жаром, ознобом и даже судорогами. Инфекция легких, вызываемая возбудителем бубонной чумы, приводит к чумной пневмонии, вызывающей кашель, затрудненное дыхание и жар. Согласно ВОЗ, в мире ежегодно возникает от 1000 до 3000 случаев чумы. Возбудитель чумы признается и изучается как потенциальное биологическое оружие.
Хеликобактер пилори
Характеристика: грамотрицательная, палочковидная.
Среда обитания: Хеликобактер пилори колонизирует слизистую оболочку желудка человека.
Заболевания: Эта бактерия является основной причиной развития гастрита и пептической язвы. Она вырабатывает цитотоксины и аммиак, которые повреждают эпителий желудка, вызывая боль в животе, тошноту, рвоту и вздутие живота. Хеликобактер пилори имеется у половины населения Земли, однако большинство людей остаются асимптоматичными, и гастрит и язвы появляются только у некоторых.
Сибиреязвенная палочка
Характеристика: грамположительная, палочковидная.
Среда обитания: Сибиреязвенная палочка широко распространена в почве.
Заболевания: Результатом инфицирования сибиреязвенной палочкой является смертельное заболевание под названием сибирская язва. Инфицирование происходит в результате вдыхания эндоспор сибиреязвенной палочки. Сибирская язва в основном возникает у овец, коз, крупного рогатого скота и т.д. Однако в редких случаях происходит передача бактерии от домашнего скота человеку. Наиболее распространенными симптомами сибирской язвы является появление язв, жар, головная боль, боль в животе, тошнота, диарея и т.д.
Мы окружены бактериями, некоторые из них вредоносные, другие приносят пользу. И только от нас зависит, насколько эффективно мы сосуществуем с этими крошечными живыми организмами. В наших силах получать выгоду от полезных бактерий, избегая избыточного и нецелесообразного применения антибиотиков, и держаться подальше от вредных бактерий, предпринимая соответствующие профилактические меры, такие как соблюдение правил личной гигиены и прохождение плановых медосмотров.
Видео
Бактерии это самый древний организм на земле, а также самый простой в своем строении. Он состоит всего из одной клетки, которую можно увидеть и изучить только под микроскопом. Характерным признаком бактерий является отсутствие ядра, вот почему бактерии относят к прокариотам.
Некоторые виды образовывают небольшие группы клеток, такие скопления могут быть окружены капсулой (чехлом). Размер, форма и цвет бактерии сильно зависит от окружающей среды.
По форме бактерии различаются на: палочковидные (бациллы), сферические (кокки) и извитые (спириллы). Встречаются и видоизмененные – кубические, С-образные, звездчатые. Их размеры колеблются от 1 до 10мкм. Отдельные виды бактерий могут активно передвигаться при помощи жгутиков. Последние иногда превышают размер самой бактерии в два раза.
Виды форм бактерий
Для движения бактерии используют жгутики, количество которых бывает различное – один, пара, пучок жгутиков. Расположение жгутиков также бывает разным – с одной стороны клетки, по бокам или равномерно распределены по всей плоскости. Также одним из способов передвижения считается скольжение благодаря слизи, которой покрыт прокариот. У большинства внутри цитоплазмы есть вакуоли. Регулировка ёмкости газа в вакуолях помогает им двигаться в жидкости вверх или вниз, а также перемещаться по воздушных каналах почвы.
Ученые открыли более 10 тысяч разновидностей бактерий, но по предположениям научных исследователей в мире существует их более миллиона видов. Общая характеристика бактерий дает возможность определиться с их ролью в биосфере, а также изучить строение, виды и классификацию царства бактерий.
Места обитания
Простота строения и быстрота адаптации к окружающим условиям помогла бактериям распространиться в широком диапазоне нашей планеты. Они существуют везде: вода, почва, воздух, живые организмы – всё это максимально приемлемое место обитания для прокариотов.
Бактерии находили как на южном полюсе, так и в гейзерах. Они есть на океанском дне, а также в верхних слоях воздушной оболочки Земли. Бактерии живут везде, но их количество зависит от благоприятных условий. К примеру, большая численность видов бактерий проживает в открытых водоемах, а также почве.
Особенности строения
Клетка бактерии отличается не только тем, что в ней нет ядра, но и отсутствием митохондрий и пластид. ДНК данного прокариота находится в специальной ядерной зоне и имеет вид замкнутого в кольцо нуклеоида. У бактерии строение клетки состоит из клеточной стенки, капсулы, капсулоподобной оболочки, жгутиков, пили и цитоплазматичной мембраны. Внутреннее строение оформляют цитоплазма, гранулы, мезосомы, рибосомы, плазмиды, включения и нуклеоид.
Клеточная стенка бактерии выполняет функцию обороны и опоры. Вещества могут свободно протекать сквозь неё, благодаря проницаемости. Данная оболочка имеет в своем составе пектин и гемицеллюлозу. Некоторые бактерии выделяют особую слизь, которая может помочь защититься от пересыхания. Слизь формирует капсулу – полисахарид по химическому составу. В такой форме бактерия способна переносить даже очень большие температуры. Также она выполняет и другие функции, к примеру слипание с любыми поверхностями.
На поверхности клетки бактерии находятся тонкие белковые ворсинки – пили. Их может быть большая численность. Пили помогают клетке передавать генетический материал, а также обеспечивают слипание с другими клетками.
Под плоскостью стенки находится трехслойная цитоплазматичная мембрана. Она гарантирует транспорт веществ, а также имеет немалую роль в образовании спор.
Цитоплазма бактерий на 75 процентов произведена из воды. Состав цитоплазмы:
- Рыбосомы;
- мезосомы;
- аминокислоты;
- ферменты;
- пигменты;
- сахар;
- гранулы и включения;
- нуклеоид.
Обмен веществ у прокариотов возможен, как с участием кислорода, так и без его него. Большая их часть питаются уже готовыми питательными веществами органического происхождения. Очень мало видов способны сами синтезировать органические вещества из неорганических. Это сине-зеленые бактерии и цианобактерии, которые отыграли немалую роль в формировании атмосферы и насыщении её кислородом.
Размножение
В условиях, благоприятных для размножения, оно осуществляется почкованием или вегетативно. Бесполое размножение происходит в такой последовательности:
- Клетка бактерии достигает максимального объема и содержит необходимый запас питательных веществ.
- Клетка удлиняется, посередине появляется перегородка.
- Внутри клетки происходит дележ нуклеотида.
- ДНК основная и отделенная расходятся.
- Клетка делится пополам.
- Остаточное формирование дочерних клеток.
При таком способе размножения нету обмена генетической информацией, поэтому все дочерние клетки будут точной копией материнской.
Процесс размножения бактерий в неблагоприятных условиях более интересен. О способности полового размножения бактерий ученые узнали сравнительно недавно – в 1946 году. У бактерий нет разделения на женские и половые клетки. Но ДНК у них встречается разнополое. Две такие клетки при приближении друг к другу образовывают канал для передачи ДНК, происходит обмен участками – рекомбинация. Процесс довольно длительный, результатом которого являются две совершенно новые особи.
Большинство бактерий очень сложно увидеть под микроскопом, так как они не имеют своей окраски. Немногие разновидности имеют пурпурный или зеленый окрас, благодаря содержанию в них бактериохлорофилла и бактериопурпурина. Хотя если рассматривать некоторые колонии бактерий, становится ясно, что они выделяют окрашиваемые вещества в среду обитания и приобретают яркую окраску. Для того, чтобы подробней изучать прокариотов, их окрашивают.
Классификация
Классификация бактерий может быть основана на таких показателях, как:
- Форма
- способ передвижения;
- способ получения энергии;
- продукты жизнедеятельности;
- степень опасности.
Бактерии симбионты живут в содружестве с иными организмами.
Бактерии сапрофиты проживают на уже отмерших организмах, продуктах и органических отходах. Они способствуют процессам гниения и брожения.
Гниение очищает природу от трупов и других отходов органического происхождения. Без процесса гниения не было бы круговорота веществ в природе. Так в чем же состоит роль бактерий в круговороте веществ?
Бактерии гниения - это помощник в процессе расщепления белковых соединений, а также жиров и других соединений, содержащих в себе азот. Проведя сложную химическую реакцию, они разрывают связи между молекулами органических организмов и захватывают молекулы белка, аминокислот. Расщепляясь, молекулы высвобождают аммиак, сероводород и другие вредные вещества. Они ядовиты и могут вызывать отравление у людей и животных.
Бактерии гниения быстро размножаются в благоприятных для них условиях. Так как это не только полезные бактерии, но и вредные, то чтобы не допустить преждевременного гниения у продуктов, люди научились их обрабатывать: сушить, мариновать, солить, коптить. Все эти способы обработки убивают бактерии и не дают им размножаться.
Бактерии брожения при помощи ферментов способны расщеплять углеводы. Эту способность люди заметили еще в древние времена и используют такие бактерии для изготовления молочнокислых продуктов, уксусов, а также других продуктов питания до сих пор.
Бактерии, трудясь в совокупности с другими организмами, делают очень важную химическую работу. Очень важно знать какие есть виды бактерий и какую пользу или вред приносят для природы.
Значение в природе и для человека
Выше уже отмечалось большое значение многих видов бактерий (при процессах гниения и различных типах брожения), т.е. выполнение санитарной роли на Земле.
Бактерии также играют огромную роль в круговороте углерода, кислорода, водорода, азота, фосфора, серы, кальция и других элементов. Многие виды бактерий способствуют активной фиксации атмосферного азота и переводят его в органическую форму, способствуя повышению плодородия почв. Особо важное значение имеют те бактерии, которые разлагают целлюлозу, являющиеся основным источником углерода для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов.
Сульфатредуцирующие бактерии участвуют в образовании нефти и сероводорода в лечебных грязях, почвах и морях. Так, насыщенный сероводородом слой воды в Черном море является результатом жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий. Деятельность этих бактерий в почвах приводит к образованию соды и содового засоления почвы. Сульфатредуцирующие бактерии переводят питательные вещества в почвах рисовых плантаций в такую форму, которая становится доступной для корней этой культуры. Эти бактерии могут вызывать коррозию металлических подземных и подводных сооружений.
Благодаря жизнедеятельности бактерий почва освобождается от многих продуктов и вредных организмов и насыщается ценными питательными веществами. Бактерицидные препараты успешно используются для борьбы с многими видами насекомых-вредителей (кукурузным мотыльком и др.).
Многие виды бактерий используются в различных отраслях промышленности для получения ацетона, этилового и бутилового спиртов, уксусной кислоты, ферментов, гормонов, витаминов, антибиотиков, белково-витаминных препаратов и т.д.
Без бактерий невозможны процессы при дублении кожи, сушке листьев табака, выработке шелка, каучука, обработке какао, кофе, мочении конопли, льна и других лубоволокнистых растений, квашении капусты, очистке сточных вод, выщелачивании металлов и т.д.
