Как микроорганизмы воздействуют на человека

Термофильные бактерии очень теплолюбивы. Это следует из их названия. Данные микроорганизмы имеют широкое представительство в природе – в частности, их наличие подтверждено в микрофлоре кишечника человека и животных, в почве и воде.

Также бактерии часто встречаются в компостных кучах, навозе и подстилках для скота. Особенностью отдельных термофилов является способность образовывать споры даже в неблагоприятных условиях. Микроорганизмы отличаются быстрым обменом веществ.

Как микроорганизмы воздействуют на человека

Причины популярности термофильных бактерий

Термофилы очень популярны у исследователей благодаря своей способности проводить ферментативную реакцию при высоких температурах.

При этом, чем выше скорость реакции, тем ниже вероятность заражения посторонними микроорганизмами.

Устойчивость к высоким температурам и, более того, предрасположенность к росту в таких условиях, связана с невосприимчивостью к воздействию других негативных факторов.

В частности, бактерии способны выдерживать атаки детергентов, что делает возможным их использование в моющих средствах. Это одна из множества причин, которые привели к популярности исследований разнообразия микроорганизмов, обладающих термофильными свойствами.

Одним из примеров можно назвать поиск и обнаружение кератиназы Caldoanaerobacter 1004. Организм, который вызывает появление данного фермента, был выделен из горячего источника.

Производимая им кератиназа внеклеточного типа побуждает развитие гидролиза кератинов, которые отличаются устойчивостью к воздействию стандартных протеиназ.

Данный фермент используется в птицеводстве, значительно ускоряя переработку перьев.

Виды термофильных бактерий

Термофильные бактерии различаются по необходимым для проживания и роста условиям, которые зависят от среды – выращиваемые в искусственных условиях лучше ощущают себя в твердых средах с наличием воздуха.

Другие же способны обходиться без кислорода и растут в жидких средах. Форма бактерий, которые могут быть подвижными и неподвижными, зависит от температуры.

С температурой до 40 °C микроорганизмы имеют вид палочковидных бацилл, а при ее повышении приобретают вид нитей.

Изучение термофилов продолжается до сих пор – не все показатели и формы бактерий на данный момент установлены. Более того, не так давно в садовой почве были обнаружены плесневые грибы, которые имеют аналогичные свойства и предпочитают высокие температуры.

Однако, стоить отметить прогресс, который был достигнут за последние годы в плане исследований данной категории микроорганизмов. Так, установлено, что наиболее заметным изменениям,
которые происходят под влиянием высоких температур, подвергаются клеточные белки и липиды, связанные с основными жизненными процессами бактерий.

Как микроорганизмы воздействуют на человека

Разделение термофилов на группы

Если задевать вопрос температуры, бактерии по данному показателю разделяются на несколько подгрупп, различающихся по предпочитаемым температурным показателям:

  • Экстремальные термофилы. Наиболее комфортной температурой для данных микроорганизмов является значение 80 °C. При этом бактерии способны существовать при температуре от 60 до 105 °C.
  • Стенотермофилы. Данные микроорганизмы еще называют факультативными. Демонстрируют рост при температуре от 20 до 40 °C.
  • Эвритермофилы. Они сохраняют предрасположенность к росту при температуре до 70 °C, но не ниже 40 C.
  • Термотолеранты. Минимальная температура, необходимая для роста таких бактерий составляет всего 10 °C, максимальная – 60 °C.

О пользе термофилов

Есть ли от термофильных бактерий польза? Да, и довольно большая. Но здесь все зависит от правильности применения и дозирования. Так, молочнокислые палочки, которые активно используются в пищевой промышленности, являются неотъемлемой частью молочнокислых продуктов и оказывают положительное влияние на человеческий организм.

В частности, они контролируют обменные процессы, помогая стабилизировать деятельность пищеварительного тракта, и обеспечивают лучшую защиту от вредоносных бактерий. Коме того, термофильные бактерии благотворно влияют на иммунитет, успокаивая нервную систему, и подавляют негативное воздействие антибиотиков.

Как микроорганизмы воздействуют на человека

Термофилы в молоке и молочных продуктах

Отдельного упоминания стоят термофильные бактерии в молоке. В ходе исследований специалистами было доказано, что при пастеризации молока происходит заметный прирост количества микроорганизмов. Если судить с гигиенической точки зрения, то подобное недопустимо.

Большая часть микрофлоры молока, которое прошло процедуру пастеризации, образуется медленно растущими колониями. Термофильные микроорганизмы обычно размножаются при температуре 60-63 °C, свойственной так называемой «низкой» пастеризации. При «высокой» их развития практически не происходит.

Однако, несмотря на повышенную температуру при процедуре одного размножения термофилов в молоке оказалось бы недостаточно, если говорить о росте бактериального населения. Видимо, резкий рост связан еще и оборудованием, которое не соответствует стандартам и нормам, а также несоблюдением условий содержания. Это вызывает загрязнение самого молока.

В каких сферах применяют термофильные бактерии?

Помимо использования в пищевой промышленности, в частности, при изготовлении молока и кисломолочной продукции, данные микроорганизмы находят широкое применение в косметологии и фармакологии в качестве основы для пробиотиков и средств по уходу за кожей. Термофильные и мезофильные микроорганизмы, проживающие в почве и компосте, оптимизируют процесс переработки органических веществ.

При отслеживании предельно допустимого уровня концентрации и постоянном наблюдении за производственным процессом можно избежать осложнений, которые вызывают термофильные бактерии. Термофилы и мезофилы, проживающие в почве и компосте также способствуют более быстрому росту саженцев. При этом эффективность работы первых в данном случае заметно выше.

Рост предрасположенности к метановому брожению стал наблюдаться после того, как в ходе исследований удалось определить получение витаминов B12 и H. Являясь удобрением и источником более эффективной переработки органики, вырабатываемый метан используется при обогреве помещений жилого и промышленного типа. Также он активно задействуется на предприятиях химической промышленности.

Как уменьшить вред, который могут наносить термофильные палочки? Если речь идет о предприятиях, помочь в этом сможет постоянный мониторинг оборудования, а также регулярная обработка с использованием бактерицидных препаратов. Подобные мероприятия позволяют контролировать качество изготавливаемой продукции, снижая риск возникновения каких-либо проблем до нуля.

Подробная информация об услуге в разделеЭкспертиза воды

Чем обусловлена устойчивость бактерий к высоким температурам?

На протяжении многих лет в рамках исследований учеными осуществлялись попытки установления причин устойчивости термофильных микроорганизмов к высоким температурам. Речь о значениях от 50 до 90 °C.

Основной причиной является особенность составляющих бактерий, в то числе оболочки, рибосомы и ферментов – по своим характеристикам они заметно отличаются от схожих компонентов мезофильных форм.

При этом термофилы способны замещать недостаточную стабильность клеток за счет синтеза, который в таких случаях осуществляется более быстро – для этого в процессе задействуются наиболее термостабильные ферменты.

О вреде термофилов

Ряд термофилов способен вызвать инфицирование почвы во время добавления органических удобрений и при обогащении земли перепревшей подстилкой, ранее находившейся в коровниках. Вследствие этого наносится серьезный вред грунтовым водам и водоемам.

Отметим, что для термофильных бактерий не характерны патогенные или токсигенные свойства, тем самым они не относятся к категории особо опасных микроорганизмов для человека.

Однако, загрязнение ими молока, продуктов, а также воды и почвы крайне нежелательно и рискует привести к неблагоприятным последствиям.

В связи с этим рекомендуется проводить исследование на содержание термофилов в специализированной лаборатории.

Как убить бактерии?

Чтобы избавиться от термофилов, можно воспользоваться способом, доказавшим свою эффективность – достаточно поместить их в условия с заметным превышением верхнего температурного порога.

Учеными установлен максимальный порог, при котором микробы способны выживать, пусть и теряют умение расти – это 122 °C. Стоит отметить, что обеспечить больший нагрев можно в лабораторных условиях, оснащенных необходимым оборудованием.

Также на жизнедеятельность бактерий пагубным образом влияют температурные колебания.

Какие термофильные бактерии существуют?

Науке известно множество видов термофилов, которые получили широкое распространение в природе.

Благодаря своей теплолюбивости они хорошо чувствуют себя в человеческом организме, а также растениях, почве и воде.

Несмотря на общую предрасположенность, некоторым бактериям требуется воздух для роста, другие могут продолжать свое развитие и без него. В связи с этим термофильные организмы разделяют на аэробные и анаэробные.

Как микроорганизмы воздействуют на человека

Анаэробные, то есть не нуждающиеся в кислороде для роста, могут принадлежать одной из нескольких групп:

  • Маслянокислые. Такие бактерии производят масляную кислоту, питаясь сахаром и пектинами, а также продуцировать кислоты, среди которых уксусная и масляная. Среди полезных свойств можно отметить выработку ацетона и ряда спиртов. Бактерии встречаются как в термофильной, так и в мезофильной форме.
  • Целлюлозные. Проживают в иле рек, а также остатках растений. Микроорганизмы термофильного типа часто используются в сельском хозяйстве при приготовлении компоста. Наиболее активны бактерии при температуре среды 60-65 °C.
  • Метанообразующие. Не образуя споры, вырабатывают витамины и ферменты. Бактерии могут смешиваться вместе с целлюлозными. Для питания им необходимы сточные воды и бытовые отходы, которые образуются как следствие хозяйственной деятельности.
  • Десульфирующие. Встречаются вместе с целлюлозными, сохраняют жизнедеятельность благодаря умению восстанавливать сульфаты. Образуют споры овальной формы.
  • Молочнокислые. Эта группа находится в молоке и может нанести вред человеку при определенной концентрации. За счет способности синтезировать ароматические вещества микроорганизмы придают характерный аромат и вкус сливкам и творогу. Так как они относятся к факультативным термофилам, то могут расти даже при достаточно низких температурах (ниже 50 °C).

Аэробные термофилы также делятся на группы, среди которых нужно выделить две:

  1. Экстремально-термофильные. Бактерии относятся к облигатным и фактически бездвижны. Предельной температурой для их роста считается значение 70 °C. Более высокое меняет структуру палочек, которые обретают форму тонких нитей. Микроорганизмы можно чаще всего встретить в горячих источниках и верхних слоях почвы.
  2. Спорообразующие. Данное название говорит само за себя – микроорганизмы способны образовывать споры и проживают в обработанной почве или водах, подвергавшихся аэрации. Отличаются умением подстраиваться под изменения в окружающей среде.

Об организации и реализации генетических данных бактерий

Изучение ферментов, влияющих на процесс синтеза дочерних молекул ДНК термофилов, пользуется популярностью благодаря наличию как теоретического, так и практического интереса. Он связан с успешным применением ферментов при осуществлении полимеразной цепной реакции – это один из самых чувствительных анализов ДНК.

Ее суть заключается в организации размножения в объеме, которого достаточно для осуществления исследований с применением гель-электрофореза. Исследование проводится в несколько шагов, среди которых разработка способов клонирования с последующей оценкой эффективности действия ферментов.

Кто внутри? Новые факты о микрообитателях организма

Свойства и характеристики микроорганизмов интересуют всех. От климатологов (которые разыскали бактерии, способные «одолеть» глобальное потепление) до криминалистов (которые предлагают устанавливать предельно точное время смерти по наличию или отсутствию в организме тех или иных «жильцов»).

Читайте также:  14 февраля - день Св. Валентина

От художников (освоивших технику био-арта — создания предметов искусства из разных микробов) до сотрудников НАСА (исследующих выживаемость бактерий в условиях космоса).

От генных инженеров (которые намерены программировать вирусы для борьбы с раком) до врачей (которые хотели бы лечить недомогания пациента, влияя на уже имеющуюся у него флору).

Мы поговорим сегодня о том, какие возможности для медицины и человека могут появиться в ближайшее время благодаря постоянно расширяющемуся знанию о микромире и микробиоме.

Микробиом (или микробиота) — совокупность патогенных, условно-патогенных и непатогенных микроорганизмов (бактерий, а также архей, грибов и вирусов), населяющих живой организм. По последним данным, каждый житель Земли служит домом для сотни триллионов бактерий (это число больше, чем число клеток организма-хозяина в 3–6 раз) и отдает «постояльцам» 1–3 % от свой массы. Бóльшая часть из них обитает внутри пищеварительного тракта, однако некоторые облюбовали и другие органы и системы (к примеру, недавно учеными был подробно описан микробиом крови).

Микробиом и рост

Хотите, чтобы ребенок вырос большим и сильным? Следите за тем, как поживает его микрофлора. Такой вольный вывод можно сделать из научных работ, опубликованных в авторитетных журналах Cell и Nature.

Ученые рассмотрели состав кишечной микробиоты детей из африканской республики Малави и пришли к заключению, что микробиом детей, отстающих в росте, отличается от микробиома детей нормального роста (имеет характеристики, свойственные микробиому детей более младшего возраста).

Исследователи не объяснили причину взаимосвязи, однако описали проведение весьма интересного эксперимента. Образцы кала исследуемых детей были пересажены лабораторным мышам. В результате молодые мышки, получившие «подарок» от детей с задержкой роста, стали расти медленнее. А те, кому достались кишечные микробы здоровых детей, развивались нормально.

Другая группа ученых смогла дополнить данные этого эксперимента и внести некоторые пояснения.

Биологи из Франции, Чехии и Италии установили, что у мышей с нормальным микробным составом кишечника гормон роста соматотропин повышал уровень инсулиноподобного фактора роста 1(IGF-1), который ответственен за рост мышечной и костной ткани. Тогда как у животных с «недоразвитым» микробиомом синтез IGF-1 нарушался при нормальном уровне соматотропина, и это мешало развитию.

Еще одно исследование пролило свет на то, что именно приводит к «незрелости» микробиома. Ответ оказался достаточно прозаичен: все дело в диете.

Было выяснено, что грудное молоко матерей детей, отстающих в росте, не содержит достаточного количества сиалированных олигосахаридов, которые служат питательной средой для флоры. В качестве доказательства использовался эксперимент на мышах.

Грызунов с пересаженным калом отстающих в росте детей стали кормить олигосахаридами, полученными из пшеницы, и в результате животные стали набирать мышечную массу и увеличивать размеры тела.

Подобные исследования позволяют предположить, что правильно сбалансированная диета молодых мам, а также добавки в рацион младенцев и детей дошкольного возраста смогут решить проблему задержки роста и развития.

Микробиом и вес

Еще одна серия экспериментов показала, что микробиом может иметь связь не только с ростом и развитием юного индивида, но и с его весом уже во взрослом возрасте. Физиологи из Женевского университета обнаружили, что у мышей, проводящих на холоде много времени, меняется состав микрофлоры, что ведет к быстрому и значительному снижению веса. При этом пересадка «замороженного» микробиома животным, не бывавшим на холоде, заставляет последних худеть. Работа, посвященная исследованию, была представлена в научном журнале Cell.

В издании сообщается, что лабораторные мышки жили при комфортной для них температуре и поддерживали стабильную массу тела.

После длительного нахождения на морозе грызуны продемонстрировали понижение температуры тела, падение сахара в крови и повышение чувствительности к инсулину, а их микробиом лишился ряда важных бактерий (например, бактерии Akkermansia muciniphila, играющей роль в усвоении питательных веществ).

Интересен и другой побочный эффект, который был вызван «оскудением» микробиоты.

Поскольку питательные вещества перестали усваиваться, жизнь мышек оказалась в опасности и их организмам пришлось «принимать меры»: у всех подопытных животных началось разрастание кишечника — увеличив площадь ткани, которая способна всасывать полезные вещества, природа взяла свое и не позволила мышкам погибнуть. Чтобы проверить наличие связи между «оскудением» микробиоты и результатами эксперимента, ученые пересадили микробиом «охлажденных» мышек содержащимся в тепле. Это привело к тому, что здоровые мышки быстро начали терять вес.

Чтобы проверить связь отсутствия бактерии Akkermansia muciniphila с разрастанием тканей кишечника, ученые добавили к пересаженному «замороженному» микробиому отдельные колонии этой бактерии. У тех мышек, которые получили такую добавку, разрастания кишечника не произошло, а похудение тем не менее продолжилось.

Авторы исследования полагают, что перед нами одна из технологий, которая в будущем (после дополнительных тестов и апробаций) поможет лечить ожирение у человека.

Лечить ожирение может помочь и другое открытие, также связанное с микробиомом. Сотрудники Университета Руана выяснили, что именно микроорганизмы регулируют то самое чувство насыщения, которое дает нам команду прекратить есть.

Эксперименты на модельных животных показали, что популяции кишечной палочки, получив необходимое количество питательных веществ с пищей, уже 20 минут начинают синтезировать белки, которые воздействуют на нейроны головного мозга, связанные с аппетитом и насыщением. Ученым удалось выделить «сигнальные» белки и воссоздать их. После введения их в организм мышей, было замечено стойкое подавление аппетита животных.

Микробиом и мозг

То, что микробиом связан с нашим питанием и с тем, что влечет за собой недо- или переедание, в общем-то, не очень и новость. Куда неожиданней то, что ученые доказали связь микрофлоры с мозгом.

(Связь при этом, похоже, является двусторонней: как мозг может давать команды иммунной системе и регулировать тем самым число «пассажиров», так и они могут выделять вещества, влияющие на нервные клетки.)

Почему мы едим вредные продукты

Одно из исследований в этой области, проведенное на мышах и опубликованное в журнале Biological Psychiatry, показало, что изменение микробиома животных влияет на уровень их тревожности, память и поведение.

Исследуемые мыши принимали пищу с богатым содержанием жиров — это привело к тому, что микробиота их изменилась, а затем изменилось и поведение. Когда измененная микробиота была пересажена партии мышек, не задействованных в эксперименте ранее, те показали схожее изменение поведения — стали более нервными.

Другое исследование, одно из наиболее известных на данный момент, было проведено Ирландским национальным университетом Корк и Университетом Макмастера.

Ученые помещали мышей в высокие цилиндрические сосуды, заполненные водой, и замеряли время, в течение которого грызуны сохраняют надежду на спасение — ни коснуться лапами дна, ни выплыть и покинуть аквариум они не сумеют. В среднем мыши приходили в отчаяние через 6 минут.

Затем ученые несколько недель кормили группу мышей бактерией Lactobacillus rhamnosus, которую обычно используют для ферментации йогурта. Эксперимент показал, что мыши, потреблявшие эту бактерию, не сдавались намного дольше.

Кроме того, они были более расслаблены. Вероятно, все дело в том, что Lactobacillus rhamnosus выделяет огромное количество гамма-аминомасляной кислоты, которая тормозит прохождение информации по нейронам и тем самым «успокаивает».

Несколько других научных групп посвятили пару десятилетий изучению связи бактерий и аутизма.

Известно, что три четверти лиц, имеющих это расстройство, также страдают от проблем с ЖКТ: аллергий, чувствительности к глютену, несварения. Чтобы разобраться, есть ли тут связь, ученые проанализировали микробиом больных аутизмом и здоровых людей. Выяснилось, что микробиом аутистов беден на бактерию вида Bacteroides fragilis.

В целях более полного понимания вопроса сотрудники Калифорнийского технологического института провели следующий эксперимент на животных. Лабораторным мышам с признаками заболеваний аутического спектра была введена B.

fragilis. В результате микробиом мышей изменился, как изменилось и их поведение: уменьшилась тревожность, склонность к повторению однотипных действий, наладилась коммуникация с сородичами.

То есть симптомы заболевания стерлись.

Почему это произошло, однако, так пока и неясно. Одно из предложенных учеными объяснений — бактериальный метаболит 4-этилфенилсульфат.

В крови мышей с аутизмом его концентрация превышала нормальную более чем в 40 раз, а когда здоровые мыши получали инъекцию этого вещества, у них начинали проявляться аутичные черты.

Не исключено, что введение в микробиом новых видов бактерий как-то влияет на выделение вещества «старожилами», однако это пока не доказано.

Микробиом и рак

Микробы живут внутри живых организмов на протяжении миллионов лет, и им, как никому более, должно быть выгодно выживание как конкретного индивида, так и популяции в целом. Пока живет организм, он кормит, поит и обогревает своих жильцов, а пока у организма поблизости есть друзья и товарищи, жильцы могут съехать в другую «квартирку», не потеряв в комфорте. Поэтому микробы научились влиять на один из ключевых механизмов защиты любого животного — иммунитет.

Одной из наиболее сложных задач, с которой сталкивается эта система иммунного ответа, является борьба с опухолями: коварные новообразования способны блокировать защитные клетки (лимфоциты) и прерывать их работу. Как оказалось, без микрофлоры дела обстояли бы гораздо хуже.

Недавно ученые выяснили, что некоторые бифидобактерии способны стимулировать активность антигенпредставляющих клеток, которые привлекают внимание B- и Т-лимфоцитов к «агенту», которого нужно убрать. Исследованию этого вопроса было посвящено около 10 лет, результаты его были представлены в журнале Science.

Ученые из Чикагского университета экспериментально показали, что потребление лабораторными мышами бифидобактерий в большом количестве улучшало их иммунный ответ на опухоли. У 35 % проверяемых животных активность Т-лимфоцитов была выше, чем у контрольной группы, что влияло на рост опухоли (замедляло или временно приостанавливало его).

Другое исследование, опубликованное в журнале Science, смотрит на проблему с иной стороны.

Специалисты из Института Густава Русси после серии работ с химиотерапевтическими препаратами вывели, что влияние препарата на микрофлору пациента очень важно.

Чем бóльшие изменения в микробиоме вызывает лекарство, тем менее оно эффективно. Национальный институт рака эту информацию продублировал, представив собственное исследование со схожими результатами.

Читайте также:  Возможные причины постоянной жажды

Заключение

Написанное выше — лишь немногая часть из того, что известно сейчас и над чем работают ученые всего мира. В самое ближайшее время нас ждет еще большее число открытий, экспериментов и идей, требующих проверки.

В планах — разработка технологии, позволяющей детализировать микробиом каждого конкретного человека и создание терапии, индивидуально подобранной для пациента. Кроме того, уже есть идея использовать микробиом как средство идентификации личности, не менее точное, чем отпечаток пальца или, например, скан сетчатки глаза.

  • Пока же все эксперименты проводятся на мышах, которые далеко не люди, а значит, пытаться примерить выводы исследований на себя — бежать лечить рак йогуртом или долго стоять на холоде, пытаясь заморозить пару-тройку миллионов микробов, чтобы потерять вес, — однозначно не стоит.
  • Анна Кирикова
  • Фото thinkstockphotos.com, фотоколлаж Алины Траут

Микроб, открой «личико»!

Микробы. Что мы знаем о них? Их наличие в организме — это хорошо или плохо?

«Как вы яхту назовёте, так она и поплывёт»: о том, почему микроорганизмы названы так, а не иначе

Нам свойственно называть всё, что попадается на глаза — а иначе как мы смогли бы передавать информацию? Жители особого мира, увидеть которых можно не иначе как в микроскоп, тоже получили свои имена — часто очень выразительные, но всегда на что-то опирающиеся. Вот вам некоторые примеры.

Если говорить о бактериях, то среди них есть напоминающие по форме шар (кокки), палочки. Некоторые имеют извитость (спириллы и вибрионы).

Золотистый стафилококк

— Стафилококки. Вы ведь знаете, как выглядит гроздь винограда? (по-гречески «стафиле»). Эти микроорганизмы формируют напоминающее её скопление. Наиболее грозный представитель — золотистый стафилококк (от латинского Staphylococcus aureus).

— Стрептококки (от греческого «стрептос» — цепочка). Поделившись, их клетки не расходятся, а формируют цепочку.

Одно из проявлений сибирской язвы

— Палочковидные бактерии (иначе — палочки), по форме напоминают цилиндр (от греческого «бактерион» — палочка). От их имени и пошло название всех таких микроорганизмов.

Бактерии, образующие споры, именуют бациллами (от латинского «бациллюм» — палочка). Один из примеров — бацилла сибирской язвы (входит в группу особо опасных инфекций).

— Спириллы (от латинского «спира» — изгиб) имеют форму спирально изогнутых палочек с 2-3 завитками. Из патогенных для нас можно выделить возбудителя «болезни укуса крыс».

— У коринебактерий на кончиках есть булавовидные утолщения (латинское «корине» — булава).

Принципы наименования могут быть и иными. В частности, некоторые из микробов называются по атакуемому ими органу. Один из примеров — менингококки (от греческих «менингос» — мозговая оболочка, поскольку именно её главным образом поражают эти патогены, и «коккус» — зерно, указывает на принадлежность их к коккам).

«Если менингит вызван менингококком, может отмечаться появление яркой, красной или красно-фиолетовой сыпи». Цитата из материала «Атака по голове. Как уберечься от летнего менингита?»

Риновирусы вызывают заразный насморк, с этим связано и название (от греческого «ринос» — нос).

Некоторые микробы были названы по имени первооткрывателей. Так, например, риккетсии (находятся между вирусами и бактериями) получили название по имени американского исследователя Риккетса. Он погиб от сыпного тифа, когда изучал вызывающий эту болезнь патоген.

Бруцеллы (вызывают бруцеллёз) обязаны своим наименованием английскому военному доктору Д. Брюсу, впервые сумевшему во второй половине XIX века выделить их.

Подобных примеров классификации микроорганизмов можно привести множество. Характерное строение или свойства, поражаемый орган или вызываемый недуг, определённая местность — среди факторов, способствовавших появлению названий известных сегодня микроорганизмов.

У 70-килограммового человека примерно на 30 трлн клеток организма приходится

около 40 трлн бактерий

Не только опасные

В организме человека, как в доме, живёт множество микроорганизмов — бактерий, грибков, простейших, вирусов. И не только вредных, но и полезных. Сказать точно, сколько микробов в нас содержится — затруднительно. Даже если говорить лишь о бактериях: у 70-килограммового индивида на общую численность клеток организма примерно в 30 трлн приходится приблизительно 40 трлн этих микроорганизмов.

«У каждого микроорганизма имеется свое место в этой иерархии, своя «ниша». Нарушение состава и соотношения этих микроорганизмов и называют дисбактериозом». Цитата из материала «Что такое дисбактериоз у детей и как его лечить?»

Ранее считалось, что их в организме во много (в 10) раз больше, чем собственных клеток. Эти данные были получены в первой половине 70-х годов прошлого века, а пару лет назад группа учёных пересмотрела и уточнила их.

Живут микроорганизмы большей частью в кишечнике, но обнаруживаются и в других местах (например, на слизистых оболочках, коже). Но есть ли организму от них какая-то польза?

Как выяснили учёные — да. Данные о значении микробов настолько обширны, что привести их в рамках отдельной статьи вряд ли возможно. Перечислим некоторые.

«Труженики», обитающие в кишечнике, участвуют в пищеварении, помогая расщеплять ряд тяжело перевариваемых веществ (например, крахмал, пищевые волокна и т.д.). Благодаря им легче всасывается магний, кальций, железо. Они образуют витамин К и ряд витаминов группы В.

Интересна связь микробов и ожирения. Исследователи пересаживали микроорганизмы от толстых мышей худым и наоборот, чтобы посмотреть, будет ли соответственно меняться масса их тела. Как оказалось, микробы действительно оказывают влияние и на вес, и на вероятность развития диабета второго типа, нередко сопутствующего излишнему весу.

Результат оказался воспроизводимым, когда мышам подсаживали человеческие микроорганизмы. Бактерии от тучных лиц стимулировали у грызунов набор массы, даже когда последние питались своей обычной пищей.

Когда же «толстячкам» давали бактерии от худых лиц, набор веса у мышей прекращался. Однако при этом «бактерии нормальной массы тела» не могли прижиться в кишечнике «толстячков», если те ели нездоровую пищу с малым количество клетчатки и чрезмерным — жиров.

Иными словами, от питания во многом зависит то, какие бактерии будут «лидировать».

Жирные кислоты с короткими цепями (например, пропионовая, масляная), образующиеся при расщеплении бактериями растительной клетчатки, оказывают положительное влияние на обмен глюкозы. Специальный бактериальный белок участвует в управлении образованием желчных кислот в печени.

Особые взаимоотношения у кишечных бактерий с системой иммунитета. Среди прочего, для её правильной работы важно разнообразие нормальных микроорганизмов: если оно мало, то, например, у детей возможно появление ряда аутоиммунных патологий. Т.е.

если клетки системы иммунитета знакомы с небольшим числом разновидностей бактерий, хуже ориентируются в «своих» и «чужих», то они способны внезапно атаковать нужный микроб или безвредную молекулу из пищи.

Может формироваться предрасположенность к аллергии, астме, диабету 1 типа.

Подробнее узнать о сахарном диабете можно здесь

Пример плодотворного сотрудничества кишечных бактерий и иммунитета — борьба со злокачественными новообразованиями. Как экспериментальные, так и клинические наблюдения свидетельствуют о том, что микроорганизмы помогают «армии» нашего организма атаковать опухолевые клетки в полную мощь, и что без них или при их ослаблении действенность противораковых средств будет ощутимо ниже.

Состояние микрофлоры важно и для работы нервной системы. Экспериментально было показано, что кишечные бактерии образуют различные нейроактивные вещества (в т.ч. ацетилхолин и серотонин); способны воздействовать на мозг также и посредством некоторых белков.

Некоторые сдвиги в микробном репертуаре организма сопровождают депрессию

и повышенную тревожность

Есть исследование, в котором с помощью бактерии Bacteroides fragilis у мышей устранили ряд проявлений аутизма. Некоторые сдвиги в микробном репертуаре сопровождают депрессию и повышенную тревожность, что можно поправить благодаря тем или иным «микрожителям».

Значительное число подобных работ проводится на животной модели, но в последнее время в них всё чаще участвуют люди. Так, например, было показано, что при применении пробиотиков ослабевает послеродовая депрессия.

  • Хотя исследований на людях ещё не так много и делать надёжные заключения пока рано, увеличивается количество данных о том, что микромир может влиять на эмоции и на устойчивость к стрессовым воздействиям.
  • Редакция рекомендует:
  • Вирусы и бактерии – в чём принципиальное отличие?
  • Иммунитет под контролем! Создаём крепкий тыл ребёнку

Мы хотим дышать! Как помочь детям и взрослым с бронхиальной астмой?

Правила здорового питания. Что нужно есть, чтобы здороветь?

Жизнь микроорганизмов в природных условиях обычно протекает совместно с другими живыми существами — микробами, растениями, животными. Взаимоотношения между этими организмами носят весьма разнообразный характер и существенно сказываются на их развитии.

Основными типами взаимоотношений являются симбиоз, метабиоз, паразитизм, антагонизм.

Симбиоз — это взаимоотношения, устанавливающиеся при совместном обитании в одной и той же среде двух или более видов микробов, при которых они не мешают друг другу в развитии, или когда такое совместное обитание является даже необходимым для них.

Примером могут служить отношения при одновременном нахождении на пищевых продуктах анаэробных и аэробных микробов. Поглощая кислород, аэробы создают благоприятные условия для развития анаэробов.

В этой связи понятно, почему иногда продукты, хранящиеся в обычных условиях, подвергаются анаэробной порче и становятся даже ядовитыми (ботулизм).

Взаимополезные отношения устанавливаются между дрожжами и молочно-кислыми бактериями в опаре и тесте при производстве хлеба, в молоке при производстве кефира, кумыса.

Молочная кислота необходима для дрожжей, а дрожжи обеспечивают молочно-кислых бактерий ростовыми веществами. Симбиотические взаимоотношения устанавливаются между клубеньковыми бактериями и бобовыми растениями.

Используя готовые органические вещества растений, клубеньковые бактерии взамен снабжают их азотистыми веществами, синтезируемыми из азота воздуха.

Метабиоз — форма сожительства, близкая к симбиозу. При метабиотических взаимоотношениях один вид микроорганизмов в процессе жизнедеятельности создает благоприятные условия для другого.

Так, многие сапрофиты в процессе питания способны превращать белки в пептоны, полипептиды и аминокислоты. Другие же микробы, неспособные использовать белки, хорошо усваивают эти вещества.

Первые создают продукты питания для вторых, продукты жизнедеятельности вторых могут служить пищей для третьих и т. д.

Отношения метабиоза способствуют быстрой порче квашеных и соленых овощей, кисломолочных продуктов, если они хранятся открытыми. Молочнокислые бактерии продуцируют молочную кислоту, ее потребляют плесневые грибы и подготавливают таким образом субстрат для гнилостных бактерий.

Дрожжи, продуцируя, спирт при развитии в средах, содержащих сахар, например во фруктовых соках, подготавливают условия для уксусно-кислых бактерий, вслед за которыми этот субстрат могут использовать плесневые грибы, превращая уксусную кислоту в углекислый газ и воду. Метабиозом объясняется быстрая минерализация всех органических веществ, попадающих в почву. Принцип метабиоза лежит в основе всего круговорота веществ в природе.

Читайте также:  Проект нового антитабачного закона

Паразитизм — форма взаимоотношений, когда один из организмов развивается за счет другого. Примером паразитизма могут служить взаимоотношения между бактериофагами и бактериями. Бактериофаги, питаясь веществами живых бактерий, разрушают их.

Антагонизм — это такие взаимоотношения, при которых совместно обитающие виды микроорганизмов оказывают угнетающее действие друг на друга.

Механизм подавления сожительствующих микробов бывает различным: быстрое потребление питательных веществ или кислорода из субстрата одним из видов; выделение в субстрат кислот и других продуктов обмена, затрудняющих развитие прочих микроорганизмов или делающих его совершенно невозможным.

На использовании антагонизма между молочнокислыми и гнилостными микробами основаны квашение овощей, сквашивание молока. И. И. Мечников предложил использовать молочно-кислые бактерии для борьбы с гнилостными бактериями, обитающими в кишечнике человека и постоянно отравляющими его продуктами своей жизнедеятельности.

В природных средах обитания и различных субстратах тот или иной тип взаимоотношений между микроорганизмами устанавливается не изолированно от других типов, а во взаимосвязи с ними, образуя сложные системы влияний и зависимостей. 

Конкурентоспособность в антагонистических взаимоотношениях у некоторых микроорганизмов находится в тесной зависимости от их способности продуцировать и выделять в среду обитания особые вещества, сильно угнетающие другие виды — антибиотики («анти» — против, «биос» — жизнь).

Этих веществ известно довольно много. Те из них, которые оказались практически безвредными для человека, но очень бактерицидными (убивающими бактерий), широко применяются в медицине, в животноводстве, как лечебные и стимулирующие средства.

Некоторые из них обладают не бактерицидным, а бактериостатическим действием (останавливают развитие бактерий). Характерным свойством антибиотиков является их избирательность, заключающаяся в том, что каждый из них действует только на определенную группу микроорганизмов.

Имеются и такие, спектр действий которых достаточно широк.

У многих микроорганизмов при длительном многократном воздействии на них небольших доз антибиотиков вырабатывается устойчивость к препаратам. Антибиотики — вещества малостойкие, активность их снижается под действием нагреваний, Кислот, света и других факторов.

Пенициллин — антибактерийное вещество, выделяемое плесневыми грибами из группы пеницилловых. Наиболее чувствительны к пенициллину стрептококки, стафилококки и пневмококки. Палочковидные формы более устойчивы. Устойчивость к пенициллину некоторых бактерий объясняется тем, что они продуцируют фермент пенициллиназу, разрушающий этот антибиотик.

Стрептомицин вырабатывается актиномицетами. Обладает свойством подавлять рост многих микроорганизмов. Применяется при лечении острой формы бруцеллеза, кишечных заболеваний и др.

Грамицидин вырабатывается почвенной бациллой бревис. Действует на стафилококков, стрептококков, пневмококков, возбудителей газовой гангрены, дизентерии, брюшного тифа, а также на сибиреязвенную бациллу.

Биомицин продуцируется актиномицетами. Подавляет рост многих бактерий.

К числу антибиотиков, вырабатываемых микроорганизмами, относятся также тетрациклин (группа близких по свойствам веществ) и другие соединения.

Антибиотические вещества используются в основном в лечебных целях.

Широкого применения для подавления микробиологических процессов в пищевых продуктах они не получили, так как спектр действия каждого из них сравнительно узок, а микрофлора, обсеменяющая пищевые товары, очень разнообразна.

Кроме того, широкое применение их в практике хранения очень быстро могло бы привести к потере ими лекарственного значения в связи с неизбежным появлением устойчивых к ним разновидностей микробов.

Лабораторные исследования ряда антибиотических веществ, тем не менее, показали, что в будущем, с расширением числа изученных антибиотиков, некоторые могут быть применены для обработки пищевых товаров.

В промышленных масштабах уже применялась обработка биомицином рыбы южных районов рыболовства.

Установлена пригодность пенициллина, низина, хлортетрациклина для борьбы с микробами — вредителями дрожжевого производства.

Вещества, близкие по характеру действия к антибиотикам, способны продуцироваться и высшими организмами — животными и растительными. Такие вещества, открытые в 1928 г. советским исследователем Б. П. Токиным, были названы фитонцидами.

Фитонциды выделяют растения, они обладают губительным действием на бактерии, грибы. Особенно большой бактерицидностью обладают фитонциды лука, чеснока, алоэ, крапивы, листьев черемухи, можжевельника.

Фитонциды, полученные из лука в виде кристаллического порошка в разведении 1:40 000, моментально убивают дифтерийные бактерии. На действии фитонцидов основано лечение ран травами.

Фитонциды являются веществами летучими и оказывают влияние на микрофлору на расстоянии.

Фитонциды характеризуются менее выраженной специфичностью действия по сравнению с антибиотиками микробного происхождения. По химическим свойствам они представляют собой вещества, относящиеся к различным группам.

Удалось точно установить химическую природу некоторых фитонцидов. Из чеснока, например, выделен аллицин — маслянистая жидкость, растворимая в спирте. Он не обладает запахом чеснока, который появляется лишь при расщеплении аллицина соответствующим ферментом. Из лишайника «испанский мох» выделена и идентифицирована усниновая кислота, угнетающая рост туберкулезных бактерий.

Фитонциды удлиняют срок хранения пищевых продуктов.

Из веществ животного происхождения, обладающих свойствами антибиотиков, известны лизоцим и эритрит.

Лизоцим — белок со щелочными свойствами, обнаружен во многих веществах и продуктах животного происхождения — в молоке, белке куриного яйца. Находится он также в слюне, слезах, сыворотке крови, рыбьей икре, лейкоцитах.

Лизоцим губителен для многих бактерий. Вызывает одновременно и растворение микробных клеток. Опыты по обработке икры осетровых рыб лизоцимом для повышения ее устойчивости к микробной порче дали положительные результаты.

Эритрин получен из красных кровяных шариков крови животных. Обладает бактериостатическими свойствами по отношению к возбудителю дифтерии стафилококкам, стрептококкам.

Опасные для человека микробы

Микроорганизмы, они же микробы, – это настолько крошечные живые существа, что увидеть их невооруженным взглядом без использования увеличительной техники невозможно.

Они есть везде, где можно найти воду: высоко в горах, на глубине десятков тысяч километров в водоемах, в земной коре и так далее. Микробы очень живучие, они приспосабливаются к таким условиям обитания, которые для других организмов являются смертельными, например, выживают при экстремально низких температурах (ниже –100°C).

К микробам относятся шаровидные, палочковидные и извитые бактерии, однако вирусы и прионы обычно стоят особняком.

Разные микроорганизмы выполняют разные функции: одни помогают разлагать органические отходы, обеспечивают защиту кожных покровов человека, вырабатывают витамины, регулируют гормональный фон, подавляют размножение патогенных микроорганизмов и отвечают еще за огромное количество важных процессов. Другие микробы, напротив, загрязняют воду, влияют на концентрацию токсинов в продуктах питания, являются переносчиками болезней.

Вредоносные микроорганизмы способны заражать людей смертельными инфекциями. Еще сто лет назад, когда были открыты антибиотики, человечество всерьез считало, что скоро полностью победит все инфекционные заболевания. Однако бактерии мутировали и приспособились к воздействию лекарств.

Благодаря способности обмениваться генетической информацией, уже сегодня существует ряд микроорганизмов, полностью устойчивых к антибактериальной терапии. Масло в огонь подливает и повсеместное использование антибиотиков: мало того, что их назначают даже в самых безобидных случаях, лекарствами еще бесконтрольно кормят скот, идущий на убой, а значит и в пищу человека.

Самые опасные микробы

Болезни, вызываемые самыми опасными бактериями, чаще всего можно вылечить, если они обнаружены на ранней стадии. А вот в запущенных случаях обычно все заканчивается летальным исходом.

Список смертоносных микроорганизмов выглядит так:

И хотя вакцина от него уже давно изобретена, поражение нервной системы тех, кто опоздал с лечением, может стать смертельным. Несмотря на современные терапевтические методы, в среднем каждый четвертый заболевший умирает.

Работа иммунной системы человека до сих пор не изучена на 100%, поэтому непонятно, почему одни люди могут даже не знать, что являются носителями брюшного тифа (одна из самых опасных форм сальмонеллы), а жизнь других, заразившихся через фекалии или мочу, практически сразу обрывается.

Микроб вызывает бактериальный менингит – серьезное заболевание, затрагивающее оболочки спинного и головного мозга. Может вызвать такие осложнения, как: инфаркт, тромбоз артерий и вен, отек мозга, глухота, септический шок, мозговая грыжа и так далее. Если вовремя не начать лечение, вероятность летального исхода составит 50%.

Бесплатная консультация по вопросам обучения

Наши консультанты всегда готовы рассказать о всех деталях!

Смерть вследствие заражения этими микроорганизмами наступает редко, однако они способны поражать сразу множество органов: кожные покровы, желудочно-кишечный тракт, слизистые оболочки, дыхательные органы. Также бактерии могут вызвать токсический шок, который проявляется в одновременном повышении температуры тела, снижении артериального давления, головной боли и учащенном сердцебиении.

Заболевание, передающееся воздушно-капельным путем, в неактивной форме имеет около одной третьей части населения Земли. Хорошие новости в том, что при своевременном обращении в больницу, оно эффективно лечится.

Один из штаммов бактерии вырабатывает токсин, влекущий за собой понос и сильные колики. Без должной терапии дальше происходит поражение ЦНС, крови и почек, что может привести к летальному исходу.

Передается через укус зараженной блохи или воздушно-капельным путем от уже инфицированного человека. Поражает лимфатическую систему, заставляя лимфатические узлы увеличиваться, а затем разрываться. Если инфекцию не лечить, организм умрет за неделю от заражения крови.

Какой самый опасный микроб в мире?

Сложно точно определить, какой микроорганизм является самым вредоносным в мире. Однако обязательно нужно упомянуть стрептококк группы А.

 К группе А относятся очень опасные бактерии, которые, попадая в организм, разрушают эритроциты, поэтому вызывают серьезные осложнения. 

 При хорошем иммунитете микроорганизмы погибают самостоятельно, без внешнего воздействия. Но если иммунная система ослаблена, стрептококк вызывает различные инфекционные нарушения: от воспаления горла до некротического фасциита (треть из всех зараженных “болезнью, поедающей плоть” умирают вне зависимости от лечения). Особенно страшно, когда эта бактерия попадает в открытую рану.

Опасные микробы

Паразит, называемый малярийным плазмодием, вызывает у человека малярию, которая забирает около двух миллионов жизней ежегодно. Наиболее подвержены заражению этой бактерией жители стран третьего мира.

Переносчиками инфекции являются самки комара рода анофелес (малярийные комары). Попадая в организм человека, плазмодий поражает печень, затем проникает в кровоток, заражая эритроциты, что влечет за собой анемию и сбои в работе многих органов. Без должного лечения наступает кома и смерть.

Бесплатная консультация по вопросам обучения

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector