Польза и вред бактерий для человеческого организма

БОРЬБА С БАКТЕРИЯМИ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Бактерии приносят не только пользу; борьба с их массовым размножением, например в пищевых продуктах или в водных системах целлюлозно-бумажных предприятий, превратилась в целое направление деятельности.

Пища портится под действием бактерий, грибов и собственных вызывающих автолиз («самопереваривание») ферментов, если не инактивировать их нагреванием или другими способами. Поскольку главная причина порчи все-таки бактерии, разработка систем эффективного хранения продовольствия требует знания пределов выносливости этих микроорганизмов.

Одна из наиболее распространенных технологий – пастеризация молока, убивающая бактерии, которые вызывают, например, туберкулез и бруцеллез. Молоко выдерживают при 61–63° С в течение 30 мин или при 72–73° С всего 15 с. Это не ухудшает вкуса продукта, но инактивирует болезнетворные бактерии. Пастеризовать можно также вино, пиво и фруктовые соки.

Давно известна польза хранения пищевых продуктов на холоде. Низкие температуры не убивают бактерий, но не дают им расти и размножаться. Правда, при замораживании, например, до –25° С численность бактерий через несколько месяцев снижается, однако большое количество этих микроорганизмов все же выживает. При температуре чуть ниже нуля бактерии продолжают размножаться, но очень медленно. Их жизнеспособные культуры можно хранить почти бесконечно долго после лиофилизации (замораживания – высушивания) в среде, содержащей белок, например в сыворотке крови.

К другим известным методам хранения пищевых продуктов относятся высушивание (вяление и копчение), добавка больших количеств соли или сахара, что физиологически эквивалентно обезвоживанию, и маринование, т.е. помещение в концентрированный раствор кислоты. При кислотности среды, соответствующей pH 4 и ниже, жизнедеятельность бактерий обычно сильно тормозится или прекращается.

Химиотерапия и антибиотики.

Поначалу для борьбы с бактериями применялось очень мало лекарств (химиотерапевтических препаратов). Трудность заключалась в том, что, хотя эти препараты легко убивают микробов, зачастую такое лечение вредно для самого больного. К счастью биохимическое сходство человека и микробов, как теперь известно, все же неполное. Например, антибиотики группы пенициллина, синтезируемые определенными грибами и используемые ими для борьбы с бактериями-конкурентами, нарушают образование бактериальной клеточной стенки. Поскольку у клеток человека такой стенки нет, эти вещества губительны только для бактерий, хотя иногда они и вызывают у нас аллергическую реакцию. Кроме того, рибосомы прокариот, несколько отличные от наших (эукариотических), специфически инактивируются антибиотиками типа стрептомицина и хлоромицетина. Далее, некоторые бактерии должны сами обеспечивать себя одним из витаминов – фолиевой кислотой, а ее синтез в их клетках подавляют синтетические сульфамидные препараты. Сами мы получаем этот витамин с пищей, поэтому при таком лечении не страдаем. Сейчас против почти всех бактериальных патогенов существуют природные или синтетические лекарственные средства.

Прогноз и осложнения

Пациенты с бактериемией, которых лечат антибиотиками и за которыми наблюдают, имеют хорошие результаты. Но редко бактериемия может вызывать эндокардит, остеомиелит, пневмонию, целлюлит (инфекция), менингит, сепсис и полиорганную дисфункцию с последующей смертью.

За последние четыре десятилетия доступность и вакцинация привели к снижению уровня смертности среди людей всех возрастов. До эры вакцинации уровень смертности от бактериемии составлял более 20%. Сегодня наибольшую озабоченность вызывает развитие устойчивости к антибиотикам, которая в настоящее время распространена в отношении большинства организмов.

Рост и размножение

Для точной идентификации и промышленного производства необходимы чистые культуры бактерий – популяция, выращенная из единичной клетки в лабораторных условиях. А для этого нужно знать их биологические свойства – в каких условиях и каким образом растут и размножаются микроорганизмы. Рост – это увеличение клеточной массы и всех ее структур, а размножение – увеличение количества клеток в колонии.

Более сложный метод – генетическая рекомбинация, напоминающая половое размножение. Суть метода в том, что часть ДНК попадает в клетку извне (при контакте бактерий между собой, с помощью бактериофагов или в результате поглощения генетического материала погибших клеток). В результате такой метод дает две генетически измененных клетки, несущих информацию от обоих «родителей». Свойства измененной клетки могут значительно отличаться от ее предшественниц. Такой метод размножения позволяет бактериям приспосабливаться к изменившимся условиям, возможно, именно он послужил основой возникновения разумной жизни на планете.

Кроме того, рекомбинантный метод размножения облегчает генетические исследования. Бактерии меняются в очень короткие сроки и при этом сохраняют наследственность. Это дает возможность проследить за несколькими поколениями клетки и оценить положительные и отрицательные изменения в ее структуре, поведении, свойствах.

Функции полезных бактерий

Роль бактерий для организма человека неоценима, учитывая, что его микрофлору населяет 39 триллионов этих микроорганизмов, а само тело состоит из 30 триллионов клеток. Впервые ребенок знакомится с ними, проходя по родовым путям, заглатывая микроорганизмы ртом и собирая их на поверхности своей кожи. Так формируется первичный иммунитет, во многом определяющий состояние здоровья на долгие годы.

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.

Микрофлора кишечника

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.

Микрофлора влагалища

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. Устойчивость микрофлоры влагалища обеспечивает кислая среда – рН 3,8-4,5. При снижении этого показателя начинают активно размножаться патогенные и условно-патогенные микроорганизмы.

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.

Вредные и полезные микробы

Итак, ребята, мы с вами знаем теперь, что в теле человека примерно сто триллионов клеток, но лишь одна десятая часть из них — это человеческие клетки, из которых состоит наш сложный организм. Все оставшиеся клетки — это микробы. Микробы живут не только вокруг нас, они населяют нашу кожу, живут в носу и горле, в животе ( живот правильно называть — кишечник). Микробы почти в 100 раз меньше, чем человеческая клетка, но они очень важны и влияют на нашу жизнь. Микробы бывают вредные — те, которые вызывают недомогания, болезни, различные расстройства. А бывают микробы — полезные! « Как?» — удивитесь вы, — « неужели, микробы могут приносить пользу?» Конечно! Давайте познакомимся с некоторыми полезными микробами, ведь они настоящие друзья человека!

Лактобактерии

Лактобактерии — это микробы, населяющие всю нашу пищеварительную систему, в том числе и ротовую полость. Лактобактерии помогают нашему пищеварению работать без перебоев — « как часы», предотвращая кишечные расстройства и застои. Лактобактерии вырабатывают полезные витамины и вещества, помогающие нашему организму получать пользу от еды. Лактобактерии стоят на страже нашего организма от вредных микробов, и смело бросаются на борьбу с этими вредителями, уничтожая их. Лактобактерии повышают защитные силы нашего организма, делая его стойким к заболеваниям. Лактобактерии наш организм получает из кисломолочных продуктов ( кефира и йогурта), а еще из квашеной капусты.

Бифидобактерии

Бифидобактерии — это микробы, очень похожие на лактобактерии, но в отличие от последних, бифидобактерии живут и работают на пользу человека в его кишечнике. Еще одно особенное свойство бифидобактерий — они препятствуют возникновению у человека аллергии.

Кишечная палочка

Эта бактерия живет в кишечнике у каждого человека. Если человек здоров, то и кишечная палочка внутри него живет счастливо и приносит пользу организму хозяина. Одной из важнейших функций кишечной палочки является синтез витамина K, который необходим для нормального свертывания крови. Витамин К, также, необходим для правильного формирования костей и их быстрого восстановления при повреждениях. Витамин К регулирует различные процессы в организме и защищает организм от вредных микробов, и даже нейтрализует некоторые ядовитые вещества, которые могут попасть в наш организм.

Отличительные особенности

Бактерии и вирусы — возбудители инфекционных заболеваний, имеющие много различий.

1. Вирусы способны размножаться только в организме человека. Бактерии свободно делятся в любых благоприятных условиях. Они представляют собой полноценный живой организм, которому необходимо питание для развития и самовоспроизведения.
2. Бактерии крупнее вирусов. Их видно под световым микроскопом, а самые крупные – невооруженным глазом. Вирусы удалось обнаружить только после изобретения электронного микроскопа.
3. Механизм действия вирусов и бактерий тоже отличается. Первые вызывают явления интоксикации — лихорадку, слабость, миалгию и артралгию, а вторые — признаки локального гнойного воспаления – налет на языке, пробки в миндалинах, скопление казеозных масс в лакунах.
4. Инфекционные заболевания отличаются не только клинической симптоматикой, но и результатами лабораторных анализов.

Как отличить вирусную инфекцию от бактериальной? Эти патологии необходимо дифференцировать, поскольку для их лечения требуются абсолютно разные препараты.

Признаки, позволяющие различить болезни, вызванные бактериями и вирусами:

• Длительность течения — симптомы вирусной патологии проходят за неделю, а бактериальной сохраняются порой больше месяца.

зеленые сопли: признак бактериальной инфекции

Вирусы вызывают выработку бесцветного и жидкого секрета. Бактерии стимулируют синтез мутной желтоватой или зеленоватой густой слизи с прожилками крови и гнойными сгустками.

Температура тела при бактериальных заболеваниях повышается постепенно и редко достигает фебрильных значений. Вирусы вызывают резкий подъем температуры до 39-40 градусов, которая постепенно снижается.
Бактериальные патологии развиваются медленно и формируют в определенной зоне очаг поражения, который можно обнаружить во время диагностического обследования. Микроорганизмы поражают конкретные органы и системы. Общее ухудшение состояния возникает только в запущенных случаях. Вирусная инфекция проявляется сразу и ярко, поражая весь организм без четкой локализации процесса.
Инкубационный период бакинфекции длится 1-2 недели, а вирусного заболевания — несколько часов, максимум — сутки. Продромальный период вирусной инфекции ярко выражен и продолжается сутки, у бактериальной он проходит незаметно.
Лабораторные признаки вирусов: лейкопения, лимфоцитоз, моноцитоз, бактерий – нейтрофилез.
С помощью микробиологического исследования биоматериала от больного можно обнаружить только возбудителя бактериальной инфекции. Для выявления вирусов необходимы особые лабораторные условия. Их культивируют в куриных эмбрионах, культуре клеток, организме лабораторных животных.
Бактериальные инфекции вылечить можно только антибиотиками. При ОРВИ они не помогут. Здесь необходимы противовирусные препараты и иммуномодуляторы.

Сенсорные функции и поведение.

Многие бактерии обладают химическими рецепторами, которые регистрируют изменения кислотности среды и концентрацию различных веществ, например сахаров, аминокислот, кислорода и диоксида углерода. Для каждого вещества существует свой тип таких «вкусовых» рецепторов, и утрата какого-то из них в результате мутации приводит к частичной «вкусовой слепоте». Многие подвижные бактерии реагируют также на колебания температуры, а фотосинтезирующие виды – на изменения освещенности. Некоторые бактерии воспринимают направление силовых линий магнитного поля, в том числе магнитного поля Земли, с помощью присутствующих в их клетках частичек магнетита (магнитного железняка – Fe₃O₄). В воде бактерии используют эту свою способность для того, чтобы плыть вдоль силовых линий в поисках благоприятной среды.

Условные рефлексы у бактерий неизвестны, но определенного рода примитивная память у них есть. Плавая, они сравнивают воспринимаемую интенсивность стимула с ее прежним значением, т.е. определяют, стала она больше или меньше, и, исходя из этого, сохраняют направление движения или изменяют его.

Самые полезные продукты для микрофлоры кишечника

Диета должна включать определенные продукты для микрофлоры кишечника. К ним относятся:

Кисломолочная продукция: в этих продуктах содержатся бифидо- и лактобактерии, которые составляют основу здорового кишечника

При выборе йогурта или кефира следует обратить внимание на термическую обработку. Живые микроорганизмы гибнут при стерилизации, пастеризации и других способах продлить срок годности продукта

Также следует обращать внимание на указание количества и видов бактерий в продукте. В идеале там должны присутствовать бифидо- и лактобактерии

Кисломолочные продукты относят к пробиотикам – веществам, содержащим живые бактерии. Пробиотики следует употреблять через несколько часов после приема антибиотиков. Оптимальная доза составляет 200 мл в сутки.

1. Ацидофильные напитки: это молочные продукты, в которые добавили ацидофильные бактерии. Эти микроорганизмы более устойчивы к воздействию желудочного и кишечного сока. Они достигают кишечника в большем количестве, чем обычные кисломолочные продукты. Ацидофильное молоко имеет приятный сладковатый вкус, небольшую жирность. Ацидофильные бактерии помогают организму синтезировать витамины и создают благоприятную среду для размножения других полезных микробов в толстом отделе.
2. Пребиотики: эти продукты, в отличие от пробиотиков, являются пищей для полезных бактерий. Это помогает восстановить собственную флору без вмешательства извне. Такие продукты считаются более полезными и действенными. Сюда относят овощи и фрукты, богатые клетчаткой и пектином: груши, яблоки, сливы, капуста, кукуруза, чеснок, лук, фасоль, крупы. Растительные компоненты набухают в кишечнике и создают объем, а также являются источником питания для полезных представителей кишечной флоры. Для улучшения пищеварения следует запекать овощи и фрукты, и добавлять растительные масла.
3. Чайный гриб: целебные свойства этого питательного напитка известны уже в течение тысячелетия. Продукт пришел к нам из Китая. Чайный гриб особенным образом ферментирует сладкий чай с образованием полезного напитка. Он оказывает бактерицидное действие на вредных представителей флоры кишечника и стимулирует рост полезных симбиотиков. Следует иметь в виду, что полученный квас может повышать уровень алкоголя в крови, поскольку содержит незначительное количество спирта вследствие брожения.
4. Цельнозерновые продукты: мука, макароны, каши из неочищенных круп грубого помола оказывают целебное действие на биоценоз. Такая обработка понижает гликемический индекс продуктов, делает их пригодными для питания полезных бактерий. Цельнозерновые крупы показаны больным с диабетом, метаболическими нарушениями в качестве источника клетчатки, витаминов и макроэлементов, а также для борьбы с нарушениями микрофлоры.
5. Белковые продукты: нежирное мясо, птица, белок соевых и бобовых благотворно влияют на кишечную флору. Белковые соединения выполняют строительную функцию. Они необходимы для восстановления эпителия в кишечнике, нормальной перистальтики. Мясо должно сочетаться с углеводами для лучшего усвоения и расщепления. Доля белковых продуктов должна составлять не более 15-20 %, чтобы не вызвать брожения и гниения в кишечнике.
6. Растительные масла: оливковое, льняное, тыквенное и другие масла являются ценным источником полиненасыщенных жирных кислот. Эти соединения необходимы организму для синтеза клеточных оболочек, производства гормонов, усвоения витаминов. Растительные масла стимулируют перистальтику кишечника и препятствуют развитию запоров.
7. Авокадо: является ценным источником хорошо усваиваемой клетчатки и оказывает нормализующее действие на микробный состав в кишечнике.
8. Морепродукты: способствуют поступлению питательных жирных кислот, витаминов, уменьшают число вредных бактерий в кишечнике и увеличивают число полезных бактерий.
9. Овсяная каша: обладает обволакивающим действием и уменьшает токсическое действие газов и других вредных продуктов обмена. Овсянка показана при проблемах с желудком, кишечником. Она создает необходимое количество клетчатки в организме и способствует очищению кишечника.
10. Брокколи: один из самых полезных видов капусты. Брокколи угнетает размножение патогенных микробов в кишечнике и налаживает моторику в нижних отделах. Также продукт является ценным источником антиоксидантов, которые защищают кишечник от повреждений.

Немного науки

До изобретения микроскопа люди даже не подозревали о существовании мельчайших живых организмов. Поэтому они не могли понять той опасности, которую несут бактерии и вирусы. Лекари того времени не утруждали себя даже мытьем рук перед проведением хирургических операций. Пациенты частенько выживали не благодаря, а вопреки лечению.

Получив в свое распоряжение современнейшее по тем временам оборудование – микроскоп, голландский ученый Антони ван Левенгук первым рассмотрел микробы. Сотню лет спустя француз Луи Пастер обнаружил связь микроорганизмов с распространением инфекционных заболеваний и порчей пищевых продуктов. Он же разработал процесс обработки молока без кипячения для уничтожения живых микробов. Все молочные продукты в наших магазинах обязательно подвергаются пастеризации.

Способы защиты от соляной кислоты

Прежде чем попасть в кишечник, бактерии должны выжить в желудке. Высокая кислотность желудочного сока способна растворять даже металлы. С одной стороны, это обезвреживает многие патогенные микробы и защищает организм от инфекций. С другой стороны, препятствует заселению полезной микрофлоры.

В результате некоторые виды микроорганизмов вообще не достигают кишечника, другие способны достигнуть цели в 20%-40% случаев. У детей до года соляная кислота вырабатывается хуже, поэтому эффективность пробиотикотерапии выше.

Рассмотрим, как правильно «организовать» доставку в организм лакто- и бифидобактерий.

Употребление кисломолочной продукции, богатой пробиотическими штаммами, отлично справляется с данной задачей. Вокруг полезных бактерий происходит закисление и денатурация белка казеина, который защищает пробиотики от повреждающего действия желудочного сока. В результате сохраняется активность микробов, они начинают действовать уже с уровня желудка.

Следующим способом защиты является инкапсулирование полезных бактерий. Пробиотик в виде кишечнорастворимой капсулы безопасно проходит через желудок. Лекарственное действие в данном случае проявляется на уровне кишечника.

Пробиотик в виде суспензии не эффективен ввиду инактивации полезных бактерий желудочным соком.

Строение.

По особенностям морфологии выделяют следующие группы бактерий: кокки (более или менее сферические), бациллы (палочки или цилиндры с закругленными концами), спириллы (жесткие спирали) и спирохеты (тонкие и гибкие волосовидные формы). Некоторые авторы склонны объединять две последние группы в одну – спириллы.

Прокариоты отличаются от эукариот главным образом отсутствием оформленного ядра и наличием в типичном случае всего одной хромосомы – очень длинной кольцевой молекулы ДНК, прикрепленной в одной точке к клеточной мембране. У прокариот нет и окруженных мембранами внутриклеточных органелл, называемых митохондриями и хлоропластами. У эукариот митохондрии вырабатывают энергию в процессе дыхания, а в хлоропластах идет фотосинтез (см. также КЛЕТКА). У прокариот вся клетка целиком (и в первую очередь – клеточная мембрана) берет на себя функцию митохондрии, а у фотосинтезирующих форм – заодно и хлоропласта. Как и у эукариот, внутри бактерии находятся мелкие нуклеопротеиновые структуры – рибосомы, необходимые для синтеза белка, но они не связаны с какими-либо мембранами. За очень немногими исключениями, бактерии не способны синтезировать стеролы – важные компоненты мембран эукариотической клетки.

Снаружи от клеточной мембраны большинство бактерий одето клеточной стенкой, несколько напоминающей целлюлозную стенку растительных клеток, но состоящей из других полимеров (в их состав входят не только углеводы, но и аминокислоты и специфические для бактерий вещества). Эта оболочка не дает бактериальной клетке лопнуть, когда в нее за счет осмоса поступает вода. Поверх клеточной стенки часто находится защитная слизистая капсула. Многие бактерии снабжены жгутиками, с помощью которых они активно плавают. Жгутики бактерий устроены проще и несколько иначе, чем аналогичные структуры эукариот.

Можно ли пить молоко?

Споры вокруг целесообразности потребления молока учеными ведутся уже много лет. Лучшие умы человечества разобщились на противников и защитников этого продукта, но к единому мнению так и не пришли.

Человеческий организм с самого рождения запрограммирован на потребление молока. Это основной продукт питания для деток первого года жизни. Но со временем в организме происходят изменения, и он теряет способность переваривать многие компоненты молока.

Если побаловать себя очень хочется, то придется учесть, что молоко является самостоятельным блюдом. Привычное с детства лакомство, молоко со сладкой булочкой или свежим хлебом, к сожалению, взрослым недоступно. Попадая в кислую среду желудка, молоко моментально створаживается, обволакивает стенки и не позволяет остальной пище перевариваться в течение 2 часов. Это провоцирует гниение, образование газов и токсинов, а впоследствии проблемы в работе кишечника и длительное лечение.

Стакан молока можно выпить либо за час до еды, либо через 2 часа после нее. Но лучше заменить его кисломолочными продуктами, и тогда все встанет на свои места.