Бактерии

Бактерии опасные и полезные, их роль в жизни человека

Бактериальные инфекции считаются одними из самых опасных – с патогенными микроорганизмами человечество борется не одно столетие. Однако далеко не все бактерии однозначные враги для человека. Многие виды жизненно необходимы – они обеспечивают правильное пищеварение и даже помогают иммунитету защищаться от других микроорганизмов. MedAboutMe расскажет, как различать плохие и полезные бактерии, что делать, если они обнаружены в анализе и как правильно лечить вызванные ими болезни.

Бактерии и человек

Считается, что бактерии появились на Земле более 3,5 млрд лет назад. Именно они стали активными участниками в создании подходящих условий для жизни на планете, и все время своего существования принимают активное участие в важных процессах. Например, именно благодаря бактериям происходит распад органических останков животных и растений. Ими же на Земле была создана плодородная почва.

И поскольку бактерии живут буквально везде, человеческий организм не стал исключением. На коже, слизистых, в желудочно-кишечном тракте, носоглотке, урогенитальном тракте обитает множество микроорганизмов, которые по-разному взаимодействуют с человеком.

Роль бактерий для человека

Роль бактерий для человека

В утробе матери плацента защищает плод от проникновения бактерий, население ими организма происходит в первые дни жизни:

  • Первые бактерии ребенок получает, проходя через родовые пути матери.
  • В желудочно-кишечный тракт микроорганизмы попадают при кормлении грудным молоком. Здесь, среди более чем 700 видов, преобладают лакто- и бифидобактерии (польза описана в таблице бактерий в конце статьи).
  • Ротовую полость заселяют стафилококки, стрептококки и другие микробы, которые ребенок тоже получает с пищей и при контакте с предметами.
  • На коже микрофлора формируется из бактерий, которые преобладают у окружающих ребенка людей.

Роль бактерий для человека неоценима, если уже в первые месяцы микрофлора не будет нормально формироваться, ребенок будет отставать в развитии и часто болеть. Ведь без симбиоза с бактериями организм не может функционировать.

Полезные и вредные бактерии

Всем хорошо известно понятие дисбактериоза – состояния, при котором нарушена естественная микрофлора в организме человека. Дисбактериоз является серьезным фактором понижения иммунной защиты, развития различных воспалений, нарушения работы ЖКТ и прочего. Отсутствие полезных бактерий способствует размножению патогенных организмов, причем часто на фоне дисбактериоза развиваются грибковые инфекции.

При этом в окружающей среде обитает множество патогенных микробов, которые способны вызывать тяжелые болезни. Наиболее опасны те виды бактерий, которые в процессе жизнедеятельности способны вырабатывать токсины (экзотоксины). Именно эти вещества считаются сегодня одними из самых сильных ядов. Такие микроорганизмы вызывают опасные инфекции:

  • Ботулизм.
  • Газовую гангрену.
  • Дифтерию.
  • Столбняк.

Кроме этого, болезнь могут спровоцировать и бактерии, которые при нормальных условиях обитают в организме человека, а при ослаблении иммунитета начинают активизироваться. Наиболее популярные возбудители такого рода – стафилококки и стрептококки.

Жизнь бактерий

Бактерии – полноценные живые организмы размером 0,5-5 мкм, которые способны активно размножаться в подходящей среде. Одни из них нуждаются в кислороде, другие – нет. Существуют подвижные и неподвижные виды бактерий.

Клетка бактерии

Большинство бактерий, живущих на Земле, – это одноклеточные организмы. Обязательные составляющие любого микроба:

  • Нуклеоид (подобная ядру область, содержащая ДНК).
  • Рибосомы (осуществляют синтез белков).
  • Цитоплазматическая мембрана (отделяет клетку от внешней среды, поддерживает гомеостаз).

Также некоторые клетки бактерий обладают толстой клеточной стенкой, которая дополнительно защищает их от повреждений. Такие организмы более устойчивы к лекарствам и антигенам, которые вырабатывает иммунная система человека.

Существуют бактерии со жгутиками (мототрихии, лофотрихии, перитрихии), за счет которых микроорганизмы способны передвигаться. Однако учеными зафиксирован и другой характерный именно для микробов тип движения – скольжение бактерий. Причем недавние исследования показывают, что он присущ тем видам, которые ранее считались неподвижными. Например, ученые из Ноттингемского и Шеффилдского университетов доказали, что метициллинрезистентный золотистый стафилококк (один из главных представителей класса супербактерий) способен передвигаться без помощи жгутиков и ворсинок. А это, в свою очередь, существенно влияет на понимание механизмов распространения опасной инфекции.

Формы бактерий

Формы бактерий

Клетки бактерии могут быть таких форм:

  • Круглые (кокки, от др.-греч. κόκκος – «зерно»).
  • Палочковидные (бациллы, клостридии).
  • Извилистые (спирохеты, спириллы, вибрионы).

Многие микроорганизмы способны слипаться в колонии, поэтому чаще ученые и врачи выделяют бактерии не по строению элемента, а по типу соединений:

  • Диплококки – кокки, соединенные парами.
  • Стрептококки – кокки, образующие цепочки.
  • Стафилококки – кокки, образующие гроздья.
  • Стрептобактерии – палочковидные микроорганизмы, соединенные в цепочку.

Размножение бактерий

Подавляющее большинство бактерий размножаются путем деления. Скорость распространения колонии зависит от внешних условий и самого типа микроорганизма. Так, в среднем одна бактерия способна делиться каждые 20 минут – за сутки она образует 72 поколения потомства. За 1-3 суток численность потомков одного микроорганизма может достигнуть нескольких миллионов. При этом размножение бактерий может быть и не таким быстрым. Например, на процесс деления микобактерии туберкулеза уходит 14 часов.

Если бактерии попадают в благоприятную среду и не имеют конкурентов, популяция растет очень быстро. В противном случае ее численность регулируют другие микроорганизмы. Вот почему микрофлора человека является существенным фактором его защиты от различных инфекций.

Споры бактерий

Одной из особенностей бактерий палочковидной формы является их способность к спорообразованию. Эти микроорганизмы называются бациллами, и к ним относят такие патогенные бактерии:

  • Род клостридиум (вызывают газовую гангрену, ботулизм, часто становятся причиной осложнений при родах и после абортов).
  • Род бациллюс (вызывают сибирскую язву, ряд пищевых отравлений).

Споры бактерий – это, по сути, законсервированная клетка микроорганизма, которая способна сохраняться долгое время без повреждений, практически не подвержена различным влияниям. В частности, споры термоустойчивы, не повреждаются под воздействием химикатов. Часто единственно возможное воздействие – это ультрафиолетовые лучи, под которыми высушенные бактерии могут погибнуть.

Споры бактерий образуются в том случае, если микроорганизм попадает в неблагоприятные условия. На ее формирование внутри клетки уходит приблизительно 18-20 часов. В это время бактерия теряет воду, уменьшается в размере, становится легче, а под внешней мембраной образуется плотная оболочка. В таком виде микроорганизм может замирать на сотни лет.

Когда же спора бактерии попадает в подходящие условия, она начинает прорастать в жизнеспособную бактерию. Процесс занимает около 4-6 часов.

Виды бактерий

По влиянию бактерий на человека их можно разделить на три вида:

  • Патогенные.
  • Условно-патогенные.
  • Непатогенные.

Полезные бактерии

Непатогенные бактерии – те, которые никогда не приводят к болезням, даже в том случае если их численность достаточно велика. Среди наиболее известных видов можно выделить молочнокислые бактерии, которые активно используются человеком в пищевой промышленности – для приготовления сыров, кисломолочных продуктов, теста и многого другого.

Еще один важный вид – бифидобактерии, которые являются основой кишечной флоры. У младенцев на грудном вскармливании они составляют до 90% от всех видов, живущих в ЖКТ. Эти бактерии для человека выполняют такие функции:

  • Обеспечивают физиологическую защиту кишечника от проникновения патогенных организмов.
  • Вырабатывают органические кислоты, которые препятствуют размножению болезнетворных микробов.
  • Помогают синтезировать витамины (К, группа В), а также белки.
  • Усиливают всасывание витамина D.

Роль бактерий этого вида переоценить сложно, ведь без них невозможно нормальное пищеварение, а значит, и усвоение питательных веществ.

Условно-патогенные бактерии

В составе здоровой микрофлоры присутствуют бактерии, которые относят к виду условно-патогенных. Эти микроорганизмы могут годами существовать на коже, в носоглотке или кишечнике человека и не вызывать инфекций. Однако при любых благоприятных условиях (ослабление иммунитета, нарушения микрофлоры) их колония вырастает и становится настоящей угрозой.

Классическим примером условно-патогенной бактерии является золотистый стафилококк – микроб, способный вызывать более 100 различных заболеваний, от фурункулов на коже, до смертельного заражения крови (сепсиса). При этом у большинства людей в различных анализах эта бактерия обнаруживается, но болезни все же не вызывает.

Среди других представителей вида условно-патогенных микробов:

  • Стрептококки.
  • Кишечная палочка.
  • Хеликобактер пилори (способна вызывать язвы и гастриты, но у 90% людей живет как часть здоровой микрофлоры).

Избавляться от таких видов бактерий не имеет смысла, поскольку они широко распространены в окружающей среде. Единственным адекватным способом профилактики инфекций является укрепление иммунитета и защита организма от дисбактериоза.

Патогенные бактерии

Патогенные бактерии

Патогенные бактерии ведут себя по-другому – их наличие в организме всегда означает развитие инфекции. Даже небольшая колония способна нанести вред. Большинство из таких микроорганизмов выделяют два типа токсинов:

  • Эндотоксины – яды, образующиеся при разрушении клетки.
  • Экзотоксины – яды, которые бактерия вырабатывает в процессе жизнедеятельности. Наиболее опасные для человека вещества, способные приводить к смертельной интоксикации.

Лечение таких инфекций направлено не только на уничтожение болезнетворных бактерий, но и на снятие отравления, вызванного ими. Причем в случае заражения такими микробами, как столбнячная палочка, именно введение анатоксина является основой терапии.

Среди других известных патогенных бактерий:

  • Сальмонелла.
  • Синегнойная палочка.
  • Гонококк.
  • Бледная трепонема.
  • Шигелла.
  • Туберкулезная палочка (палочка Коха).

Классы бактерий

Сегодня существует множество классификаций бактерий. Ученые разделяют их по типу строения, способности к передвижению и другим особенностям. Однако наиболее важными остаются классификации по Граму и по типу дыхания.

Анаэробные и аэробные бактерии

Среди всего разнообразия бактерий выделяют два крупных класса:

  • Анаэробные – те, которые способны обходиться без кислорода.
  • Аэробные – те, которым для жизнедеятельности нужен кислород.

Особенностью бактерий анаэробного типа является их способность жить в средах, где другие микроорганизмы не выживают. Наиболее опасны в этом плане глубокие загрязненные раны, в которых микробы развиваются стремительно. Характерными признаками роста популяции и жизни бактерий в организме человека являются такие:

  • Прогрессирующий некроз ткани.
  • Подкожные нагноения.
  • Абсцессы.
  • Внутренние поражения.

К анаэробам принадлежат болезнетворные бактерии, вызывающие столбняк, газовую гангрену, токсические поражения ЖКТ. Также анаэробный класс бактерий включает и многие условно-патогенные микробы, которые обитают на коже и в кишечном тракте. Опасными они становятся в том случае, если попадают в открытую рану.

К аэробному классу бактерий, вызывающих болезни относятся:

  • Туберкулезная палочка.
  • Холерный вибрион.
  • Палочка туляремии.

Жизнь бактерий может протекать и при малом количестве кислорода. Такие микробы называются факультативно аэробными, ярким примером группы являются сальмонелла и кокки (стрептококк, стафилококк).

Грамположительные и грамотрицательные бактерии

В 1884 году датский врач Ганс Грам открыл, что разные бактерии по-разному окрашиваются под воздействием метиленового фиолетового. Одни сохраняют цвет после промывания, другие утрачивает его. На основе этого были выделены такие классы бактерий:

  • Грамотрицательные (Грам−) – обесцвечивающиеся.
  • Грамположительные (Грам+) – окрашивающиеся.

Окрашивание анилиновыми красителями – простая технология, которая дает возможность быстро выявлять характеристики мембранной стенки бактерии. У тех микробов, которые не окрашиваются по Граму, она более мощная и прочная, а значит, и бороться с ними сложнее. Грамотрицательные бактерии, прежде всего, более устойчивы к антителам, которые вырабатывает иммунная система человека. К этому классу принадлежат микробы, вызывающие такие болезни:

Класс бактерий Грам+ включает такие микроорганизмы:

  • Стафилококк.
  • Стрептококк.
  • Клостридии (возбудители ботулизма и столбняка).
  • Листерии.
  • Дифтерийная палочка.

Диагностика бактериальных инфекций

Диагностика бактериальных инфекций

Важную роль в лечении бактериальных инфекций играет правильная и своевременная диагностика. Точно определить болезнь можно только после проведения анализа, однако заподозрить ее можно уже по характерным симптомам.

Бактерии и вирусы: особенности бактерий и различия инфекций

Наиболее часто человек сталкивается с остры