Znaczenie i życie bakterii

Znaczenie i życie bakterii

Czynniki występowania bakterii i wirusów
- w wodzie- zależy od temperatury zasolenia, zawartości składników odżywczych (tlenu)
- powierzchnia innych organizmów- bakterie chorobotwórcze,
- komensale- organizmy nie wywołujące szkód w organizmie,
- symbionty- organizmy w zamian za udostępnienie miejsca dostarczają gospodarzowi substancji chemicznych.
- w glebie- soprofity- hydrosfera- gleba otaczająca korzenie roślin.
w powietrzu - bakterie nie prowadzą tam aktywnego życia tylko przemieszczają się do dogodnego dla siebie środowiska.


ZNACZENIE BAKTERII
1. W przyrodzie

W przyrodzie są zawsze dodatnie, nawet pasożyty, gdyż niszczą osobniki słabe, powodują naturalną selekcję. Największe pozytywne znaczenie mają te, które powodują obieg pierwiastków w przyrodzie.
- tworzenie i użyźnianie gleby - procesy rakotwórcze
- bakterie saprobionty
- chemosyntetyzujące
- bakterie, które wiążą azot z powietrza, jest to rhizobium, bakterie symbiotyczne ( bulwkowe)
- wolno żyjący tlenowiec azotobacter, też wiąże azot

2. Bakterie Symbiotyczne
Symbioza - współżycie dwóch organizmów oparte na obustronnej korzyści.
a) współżycie bakterii brodawkowych = korzeniowych, z rodzaju Rhizobium, z korzeniami roślin motylkowych
b) współżycie organizmów zwierzęcych z bakteriami. Bakterie zasiedlają przewód pokarmowy, pomagając w tworzeniu głównie celulozy. Witaminy B i K wytwarzają bakterie.

3. W gospodarce człowieka

- rozkład i gnicie materii organicznej martwej - przeciwdziałają gromadzeniu się w środowisku obumarłych roślin i zwierząt a tym samym przyczyniają się do obiegu materii w przyrodzie
- włączają w obieg materii niektóre pierwiastki - C, S, P, N.
- spulchniają glebę
- są wykorzystywane w przemyśle mleczarskim
- do otrzymywania kiszonek [biorą udział w tworzeniu próchnicy -procesy kiszenia (kapusta, ogórków)] -są niezbędnym ogniwem w obiegu materii w przyrodzie
- bakterie symbiotyczne w przewodzie pokarmowym szczególnie dużo ich jest u zwierząt roślinożernych trawią celulozę są źródłem witamin B i K dla gospodarza
- do produkcji witamin B12 oraz antybiotyków
- do produkcji alkoholu octu kwasu mlekowego w przemyśle mlekarskim
- nitryfikacja gleby i fermentacja obornika
- biologiczne oczyszczanie ścieków -symbioza bakterii z niektórymi roślinami uprawnymi -źródło pożywienia -rozkładanie celulozy -produkcja produktów spożywczych (sery, kefiry) -symbioza bakterii z innymi organizmami: bakterie brodawkowe roślin motylkowych -brodawki-tworzą się w wyniku zasiedlenia korzeni przez bakterie, które część- wytworzonych soli azotu oddają roślinie, w zamian uzyskują organiczne produkty fotosyntezy -funkcje chorobotwórcze -zabijanie lub hamowanie rozwoju konkurencyjnych bakterii (ANTYBIOTYK)
- produkcja kwasów organicznych, witamin i aminokwasów

4. Negatywne znaczenie bakterii

- wywołują choroby człowieka, zwierząt i roślin
- powodują gnicie produktów spożywczych pochodzenia roślinnego i zwierzęcego
- powodują niszczenie materiałów przemysłowych
- uwalniają azot od atmosfery
- powodują straty w gosp. człowieka
- przeprowadzanie procesów gnilnych


ROŚLINY: plamistość liści, rak bakteryjny, wiednice, nekrozy, zgnilizny i powstawanie rakowatych
narośli
ZWIERZĘTA: gruźlica, wydzielanie jadów dzielimy na: wydzielane poza komórką egzotoksyny oraz
uwalniana z komórki w czasie jej rozpadu endotoksyny
CZŁOWIEK: gruźlica, kiła, dur brzuszny, dżuma, cholera, gronkowce, bakteryjne zapalenie płuc,
kaklusz, bakteryjne zapalenie opon mózgowych, brucelozy, szkarlatyn, trąd, angina,
zatrucia pokarmowe najgroźniejszym zatruciem jest toksyna produkowana przez
laseczkę tężca oraz zatrucie jadem kiełbasianym wydzielanym przez laseczkę jadu
kiełbasianego.

5. Walka z chorobami bakteryjnymi
- dezynfekcja - niszczenie środkami chemicznymi lub fizycznymi drobnoustrojów chorobotwórczych i ich form przetrwalnikowych
- dezynsekcja - niszczenie środkami fizycznymi, chemicznymi lub biologicznymi owadów, a także innych stawonogów szkodliwych ze względów sanitarnych
- deratyzacja - zwalczanie szkodliwych gryzoni (szczurów, myszy) w pomieszczeniach środkami mechanicznymi (pułapki), chemicznymi (trucizny) i in.
- szczepionka - przygotowana z drobnoustrojów wyizolowanych z organizmu otrzymującego tę szczepionkę; stosuje się ją w celach leczniczych
- surowice - pochodzące od immunizowanych dawców (ludzi i zwierząt), zawierające przeciwciała skierowane przeciwko określonym antygenom; zastosowanie: diagnostyczne, terapeutyczne i zapobiegawcze.

Bakterie przenikają do organizmu człowieka głównie przez układ pokarmowy i oddechowy, tzn. dostają się wraz z pożywieniem, płynem (czerwonka), jak również wraz powietrzem wdychanym do płuc.

Bakterie są najbardziej różnorodnymi i wszędobylskimi mieszkańcami Ziemi. Oprócz "normalnych" środowisk zasiedlają także gorące źródła i inne pozornie niegościnne okolice. Kiedy warunki bytowe stają się nie do zniesienia nawet dla bakterii, niektóre z nich wytwarzają przetrwalniki, które umożliwiają im przetrwanie kryzysowego okresu. W niesprzyjających warunkach, np. przy wysychaniu podłoża, wiele bakterii przechodzi w stan spoczynku. Komórka traci wodę, kurczy się nieco i pozostaje w stanie spoczynku do chwili ponownego nawilgotnienia środowiska. Inne gatunki do przeżycia szczególnie niesprzyjających warunków, skrajnej suszy, wysokiej lub niskiej temperatury, wytwarzają przetrwalniki (spory). W wyniku wytwarzania i kiełkowania przetrwalników ogólna liczba osobników nie zwiększa się. Przy przekształcaniu się w przetrwalnik komórka kurczy się i zaokrągla w obrębie istniejącej ściany komórkowej oraz otacza się nową, grubszą ścianą wewnątrz ściany starej. Kiedy warunki zewnętrzne stają się znowu odpowiednie do wzrostu, przerwalnik absorbuje wodę, rozrywa okrywę zewnętrzną i przekształca się w normalną komórkę bakteryjną. Stwierdzono, iż spory pałeczek wąglika zachowują żywotność i są zdolne do kiełkowania nawet po 30 latach.

Są bakterie, które żyją w symbiozie z innymi organizmami: przykładem są bakterie brodawkowe albo inne bakterie, które zamieszkują ludzkie jelita i tam produkują witaminy potrzebne do prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka. Jak widać, nie wszystkie bakterie są szkodliwe dla człowieka, ale oczywiście istnieją także groźne bakterie chorobotwórcze, które mogą wywoływać takie przykre przypadłości, jak angina, zapalenie oskrzeli i kiła. Niektóre pasożytują w organizmach ludzkich, zwierzęcych i roślinnych (bakterie chorobotwórcze).
Bakterie korzeniowe, bakterie brodawkowe z rodzaju Rhizobium, żyją w symbiozie z roślinami motylkowatymi, dostarczając im związków azotu w zamian za węglowodany. Po zakażeniu wytwarzają w korzeniach brodawkowate narośle (brodawki korzeniowe).
Mają zdolność wiązania azotu cząsteczkowego, dlatego rośliny motylkowe używane są jako zielony nawóz.

Do najważniejszych grup ekologiczno-fizjologicznych należą bakterie glebowe (wytwarzające m.in. próchnicę glebową) i bakterie korzeniowe. Ze względu na wykorzystywane źródło energii wyróżnia się m.in. bakterie: siarkowe (uzyskujące energię, potrzebną do asymilacji dwutlenku węgla, podczas utleniania siarki i jej związków), metanowe (rozkładające związki organiczne z wytworzeniem metanu), wodorowe (utleniające wodór cząsteczkowy), żelazowe (utleniające związki żelazawe do żelazowych), purpurowe siarkowe (samożywne, zawierające bakteriochlorofil, które w czasie fotosyntezy redukują dwutlenek węgla, utleniając siarkowodór) i purpurowe bezsiarkowe (na świetle, przy braku tlenu, samożywne, w czasie fotosyntezy redukujące dwutlenek węgla przez utlenianie znajdujących się w środowisku alkoholi lub wodoru).

Niedawno odkryte miniaturowe bakterie mogą być przyczyną powstawania kamieni nerkowych, twierdzą fińscy naukowcy. Badacze ci odkryli, że niezwykle małe drobnoustroje, zwane nanobakteriami, budują wokół swych komórek ściany złożone ze związków mineralnych, podobnych do tych, które są składnikiem kamieni nerkowych. Według nich komórki nanobakterii mogą stanowić zarodki krystalizacji, wokół których odkładają się dalsze warstwy mineralne, co prowadzi do powstawania grudek będących przyczyną choroby. Zespół kierowany przez Olavi Kajandera, odkrywcę miniaturowych bakterii, wykrył obecność tych drobnoustrojów we wszystkich 30 przebadanych próbkach kamieni nerkowych. Co prawda, wyniki te nie są dowodem, że nanobakterie są przyczyną kamicy nerkowej, ale silnie wspierają tę hipotezę.

Probiotyki to żywe, drobnoustrojowe dodatki do żywności, korzystne wpływające na zdrowie gospodarza poprzez poprawę jego naturalnej flory. Probiotyki mogą czasami zastąpić antybiotyki. Szczególnie podkreśla się ich wybiórcze działanie bakteriobójcze, bez obawy przedawkowania i niepożądanych efektów ubocznych. „Dobre bakterie" zwalczają zakażenia powodowane przez "złe bakterie". Gdy dziś oglądamy reklamy telewizyjne, także odnosimy wrażenie, że przed naszymi oczami kryją się dwa zupełnie odmienne światy. Świat przerażających i wszechobecnych bakterii chorobotwórczych kolonizujących nasze łazienki i kuchnie. Bakterii, których nie można usunąć z talerzy zwykłym płynem do mycia naczyń, a zatem trzeba kupić ten antybakteryjny. Dla równowagi istnieje jednak drugi świat. Świat "dobrych" bakterii zawartych w jogurtach. Tych bakterii dla zdrowia należy zjeść jak najwięcej. Zużycie antybakteryjnych płynów do naczyń, jak i spożycie jogurtów rosną w Polsce lawinowo. Lęk przed bakteriami chorobotwórczymi łatwo zrozumieć.

CUDA W SZKLANCE MLEKA
Sprawcami cudu, dzięki któremu mleko zamienia się w znane od przeszło 3 tys. lat jogurty i kefiry, są bakterie kwasu mlekowego. Należą do nich drobnoustroje zaliczane do kilku rodzajów o wdzięcznych łacińskich nazwach Lactobacillus, Leuconostoc, Lactococcus, Pediococcus i niektóre gatunki z rodzaju Streptococcus. Podobne właściwości mają również inne bakterie, np. znane z reklam jogurtów, niezdolne do życia w obecności tlenu, mikroby z rodzaju Bifidobacterium. Bakterie kwasu mlekowego zasiedlają różne środowiska, m.in. wchodzą w skład naturalnej flory przewodu pokarmowego, skóry, a także narządów rodnych. Niezbędną do życia energię, którą my uzyskujemy w procesie oddychania, zdobywają w procesie fermentacji, czyli beztlenowego rozkładu cukrów. W trakcie fermentacji powstają charakterystyczne związki, takie jak kwas mlekowy i cała gama innych, np. etanol, kwas octowy, mrówkowy i bursztynowy, a także

NIE TYLKO JOGURT
Bakterie kwasu mlekowego wykorzystuje się jednak nie tylko do fermentacji napojów mlecznych. Nawet na naszym rynku można już znaleźć niefermentowane napoje mleczne z dodatkiem tych bakterii, acidofilne mleka i maślanki czy niedawno wprowadzone na rynek soki owocowe z dodatkiem dobroczynnych drobnoustrojów. Ponadto znane od wieków kwaszone warzywa (kapusta, ogórki) i niektóre wędliny (salami) są również efektem działania bakterii z rodzaju Lactobacillus. Salami, paradoksalnie, właśnie dzięki bakteriom, które konserwują je poprzez zakwaszenie, jest jednym z niewielu produktów mięsnych, chronionych przed wzrostem większości bakterii. Od niedawna w sprzedaży znajdują się również soki owocowe z dużą zawartością bakterii.

Najpopularniejszym obok jogurtu fermentowanym napojem mlecznym jest w Europie z pewnością kefir. Wymyślili go nasi przodkowie, gdy jeszcze zamieszkiwali Kaukaz. Należy on do tych napojów mlecznych, które, tak jak np. kumys, są efektem fermentacji mlekowo-alkoholowej. Proces ten przeprowadzają tzw. kultury kefirowe, przypominające swym kształtem kwiatki kalafiora, złożone z kilkunastu gatunków bakterii mlekowych i czterech gatunków drożdży oraz ściętej przez nie kazeiny mleka i będących ich produktem cukrowych substancji śluzowych. To jeden z przykładów systemów unieruchomionych komórek drobnoustrojów taka mała, ale dochodząca czasami do 7 cm średnicy, społeczność mikrobów obdarzająca nas smakiem, zapachem i konsystencją kefiru.

Probiotyki są stosowane także w hodowli zwierząt gospodarskich. Na zachodzie Europy, poza tradycyjną kiszonką, wzbogaca się paszę zwierząt o szczepy bakteryjne pochodzące z ich flory jelitowej i spełniające wszystkie wymagania, które stawiamy probiotykom. Pragniemy w ten sposób poprawić tucz m.in. bydła, trzody chlewnej i drobiu. Znane są również dodatki probiotyczne dla koni wyścigowych, które są odpowiedzią na zapotrzebowanie hodowców, szczególnie zainteresowanych poprawieniem w sposób niefarmakologiczny zdrowia (i wydolności) swoich championów.

Bakterie kwasu mlekowego zwiększają wchłanianie składników odżywczych przez nasze jelita i łagodzą objawy nietolerancji laktozy, czyli cukru mlekowego. Obniżają poziom cholesterolu w surowicy, dotyczy to szczególnie "złego" cholesterolu, tzw. LDL. Zmniejszają aktywność enzymów związanych z powstawaniem nowotworów i pobudzają układ odpornościowy, przez co mogą zmniejszać prawdopodobieństwo wystąpienia zakażeń i nowotworów. Poprawiają perystaltykę jelit. Co zaś najważniejsze, stwarzają środowisko nieprzyjazne bakteriom chorobotwórczym, z którymi również konkurują nieustannie o pokarm i przestrzeń życiową, chociażby blokując miejsca, do których bakterie mogą się zakotwiczyć na nabłonkach jelitowych. Dobroczynne bakterie chorobotwórcze mogą inaktywować również niektóre toksyny produkowane przez drobnoustroje patogenne.
A wszystko to pomaga przeciwdziałać takim dolegliwościom, jak biegunki i zapalenia pochwy. Może pomóc również walczyć z inną zmorą współczesności, a mianowicie wrzodami żołądka.

Bakterie z rodzaju Enterococcus, do niedawna traktowane jako probiotyki i do dziś stosowane w serowarstwie, coraz częściej wywołują śmiertelne zakażenia szpitalne. Jest to spowodowane nabyciem przez te drobnoustroje oporności na wankomycynę, ostatni antybiotyk skuteczny w ich zwalczaniu. Leczenie zakażeń wywołanych przez szczepy oporne na ten lek jest bardzo trudne.

Wiek XX był wiekiem odkrycia antybiotyków. Może się jednak okazać, że w następnym stuleciu większość z nich stanie się bezużyteczna, a terapia zakażeń znajdzie się na powrót w "erze przedantybiotykowej".

Odpowiedzią na to pytanie może okazać się inżynieria genetyczna, która jak kopciuszek oddzieli groch od soczewicy i pozbawi bakterie kwasu mlekowego groźnych dla naszego zdrowia genów oporności na antybiotyki. Będzie to jednak "żywność modyfikowana genetycznie", która, chyba niesłusznie, również wzbudza w społeczeństwach wiele kontrowersji.

Próchnica zębów, choroba społeczna występująca u prawie 100% ludzkiej populacji. Polega na niszczeniu szkliwa i zębiny przez bakterie. W powstawaniu próchnicy zębów główną rolę odgrywają bakterie chorobotwórcze (zwłaszcza paciorkowce), zaburzenia wewnątrzwydzielnicze i awitaminozy. Tworzeniu się próchnicy zębów sprzyja spożywanie słodyczy.

Jakie powodują choroby?
Jedną z groźniejszych chorób wywoływanych przez drobnoustroje jest wirusowe zapalenie wątroby typu "A", zwane potocznie "żółtaczką". Jest to powszechnie znana choroba tzw. "brudnych rąk", a jej przebieg i następstwa nierzadko kończą się śmiercią chorego. Tej groźnej choroby można łatwo się ustrzec. Częste mycie rąk, zwłaszcza przed jedzeniem i po wizycie w toalecie, obowiązkowe mycie warzyw i owoców przed jedzeniem skutecznie zmniejsza ryzyko zakażenia.

Częstą chorobą wynikającą z niezachowania należytej higieny jest czerwonka. Pałeczki czerwonki przyczyniają się do zakażenia przewodu pokarmowego, którego skutkiem jest silne odwodnienie organizmu. Pałeczki czerwonki mogą być obecne na produktach żywnościowych, wielu przedmiotach codziennego użytku takich jak klamki czy kosz na śmieci oraz w miejscach publicznych ( autobus, toaleta ). Główną przyczyną ich szerzenia się są złe warunki sanitarne oraz nieprzestrzeganie podstawowych zasad higieny. Z tej racji czerwonka jest powszechnie znana jako "choroba brudnych rąk". Najskuteczniejszą metodą walki z nią jest regularne mycie rąk oraz zachowanie najbliższego otoczenia w czystości.

Salmonellą można się zarazić jedząc niewłaściwie przygotowane jedzenie. Podczas przyrządzania mięsa, zarówno drobiu jak i innych gatunków, trzeba zachować należytą higienę.

Bakterie E.coli powodują groźne infekcje przewodu pokarmowego oraz dróg moczowych. Do zakażenia dochodzi głównie przez spożycie surowego skażonego mięsa oraz nie przygotowanie mleka. Może rozwijać się na wszelkich przedmiotach służacych do przygotowania i podawania posiłków. Przestrzeganie podstawowych zasad higieny oraz stosowanie detergentów w znacznym stopniu zapobiega rozwojowi tej niebezpiecznej bakterii.