Бактерії – частина нашого організму

Зміст

  • Формування співдружності
  • Вплив біологічного захисту на патогенних мікробів
  • Життя в умовах симбіозу
  • Мікроби – причина хвороб

Екологію людини можна розглядати без урахування симбіозу з бактеріями, оскільки, опинившись стерильним, людський організм загине в лічені дні. Зараз біологи вже говорять про те, що для просування у вирішенні питань здоров’я нашого організму важливий не тільки геном тих клітин, які безпосередньо є людськими, а і розшифровка генома бактерій, що входять до складу нашого організму. У цього збірного генома навіть є своя назва – метагеном. На тлі вивчення метагенома дослідники отримують відповіді на питання про те, як бактерії потрапляють в організм, як живуть в ньому і яке впливають на стан всього організму.

Формування співдружності
Організм людини буквально населений корисними мікробними спільнотами. Крім факту симбіозу людини з мікробами, цікавий також той факт, що загальна мікрофлора кожної людини унікальна, більше того, унікальними є й окремі її групи.

У різних відділах кишечника, в різних відділах носоглотки, в різних відділах урогенітального тракту успішно співіснують різні за своїм складом і природі мікробні спільноти. Якщо розглядати склад мікрофлори рота, то мікрофлора зуба має склад, що відрізняється від мікрофлори мови, у свою чергу, мікрофлора внутрішній поверхні щік також індивідуальне.

Огляд горла лікарем

Як же формуються ці бактеріальні спільноти, що живуть у симбіозі з нашим організмом, як вони вибудовують взаємовідносини один з одним і з людськими клітинами-еукаріотами?

Корисні бактерії поселяються в людині такими шляхами:

До тих пір, поки дитина перебуває в утробі матері, бактерії до нього не мають доступу, плацента непроникна для мікробів.
Перший контакт новонародженого і мікрофлори відбувається в момент проходження по родових шляхах і при контакті зі шкірою матері.
У ШКТ дитини бактерії потрапляють при годуванні і при інших контактах із зовнішнім світом. Бактерії, що містяться в материнському молоці, стають основою мікрофлори кишечнику дитини. У мережі є багато матеріалів на тему стерильності материнського молока. Судячи зі змісту, в цих матеріалах даються рекомендації про те, як уберегти дитину від попадання патогенів разом з молоком. Проте нормальний материнське молоко містить до 700 видів бактерій і одноклітинних грибів, серед яких переважають лактобактерії та біфідобактерії. Вони і складають основу корисної мікрофлори кишечника дитини.
Ротову порожнину і носоглотку дитини заселяють стафілококи, стрептококи, мікрококи, які також входять до складу материнського молока.
На шкірі дитини мікробне співтовариство формується з мікроорганізмів, які входять до складу мікрофлори шкіри близьких родичів малюка. Ось чому так важливо в перші тижні, поки природний захисний бар’єр новонародженого не знайде міцну основу для активних дій і не почне боротися зі збудниками, захистити дитину від контактів з іншими людьми (крім батьків).
шляхи передачі інфекції

Бактерійні групи, що сформувалися в перші дні життя, можуть докорінно змінюватися тільки в результаті перенесених дитиною або вже дорослою людиною серйозних захворювань і проходження ним курсів хіміотерапії.

Так виглядає закладений природою процес симбіозу з мікробами, в результаті якого у людини поступово з’являються елементи природного захисту. Нехай ця захисна система і є самостійною формою життя, але її ефективність – факт, досі вражає витонченістю того рішення, яке знайшла жива природа, вирішуючи проблему захисту людини.

Вплив біологічного захисту на патогенних мікробів
Студентам-мікробіологам, які тільки починають вивчати, чому і як будуються взаємини між хвороботворної і корисною мікрофлорою людини, пояснюють процес цих відносин на примітивному прикладі.

Різновиди бактерій

Треба уявити собі ринок, на якому торгує кістяк місцевих господарників, і чужинця, який вирішив торгувати своїм товаром на цьому ринку.

Від чого залежатиме успіх підприємства торговця?

Від того, наскільки впливовішою сильно і численне співтовариство місцевих торговців;
І від того, чи буде у цього чужака підтримка в особі інших чужинців. Один чужак не зможе перемогти в боротьбі з спільнотою, а от якщо боротьба зав’яжеться між двома спільнотами – підсумок не так очевидний.
Якість нашої біологічного захисту залежить від того, скільки корисних бактерій задіяно в захисному симбіозі, і від того, скільки чужорідних патогенів вирішило цей бар’єр подолати.

Симбіоз людини і бактерій в нашому складному організмі не обмежується тільки захисною функцією. Мікроби в ШКТ можуть не тільки боротися зі шкідниками, а й здатні синтезувати для людини ряд вітамінів, які з їжі можуть надходити тільки в дуже малих кількостях.
Бактерії в організмі людини

Бактерії в ШКТ допомагають людині перетравлювати їжу рослинного походження. Ферменти, що виробляються самим організмом людини, целюлозу (основу клітинної стінки рослин) розібрати на молекули не можуть.

Життя в умовах симбіозу
Загальна вага бактерій, що живуть у симбіозі з однією людиною, становить близько 2 кілограмів. У цей показник ваги входять і мікроби ШКТ, і мікроби, що живуть на шкірі (наймасовіші мікробні спільноти). Вага однієї бактерії становить одну мільярдну грама. Якщо вивести кількість мікробів з загальної ваги співтовариства і ваги його одного представника, то вийде, що людина живе в симбіозі з трильйонами бактерій.

Ця симбиотическая мікрофлора не надто різноманітна. Незважаючи на індивідуальні риси мікробного співтовариства, що населяє різні ділянки організму, ці спільноти сформовані здебільшого з:

стафілококів;
стрептококів;
кишкових паличок;
микрококков;
ентерококів;
лактобактерій;
біфідобактерій;
коринебактерій;
протеуса.
Класифікація за спроможністю заподіювати шкоду людині

Серед перерахованих видів є як аеробні, так і анаеробні мікроорганізми, у них різні обміни речовин, але розмножуються вони здебільшого однаково.

Особливості кожної групи бактерій перерахованих видів можна визначити, якщо виділити їх окремих представників і ідентифікувати. Відрізнятися вони будуть по перевагах в раціоні. Такі відмінності пояснюються тим, що для виживання в різних умовах одним і тим же бактеріям необхідно синтезувати різні білки. Проста природа бактерії дозволяє в лічені дні пристосовуватися до специфіки умов.

Важко сперечатися з тим, що бактерії, що живуть на шкірі обличчя, і бактерії, що живуть на шкірі живота, знаходяться в різних умовах. А при тих мікроскопічних розмірах, які характерні для мікробів, така різниця є глобальною.

Інтенсивність розмноження бактерій здебільшого залежить від наявності поживних речовин. При сприятливих умов одна бактеріальна клітина ділиться раз в 20 хвилин. За цей 20-хвилинний період яка клітина проходить кілька форм. Ці форми пов’язані з формуванням перетяжки, в результаті якої одна клітина ділиться на дві і до кінця 20-ї хвилини кількість бактерій подвоюється. Однак якби всі бактерії через 20 хвилин подвоювалися, їх біомаса давно б вийшла за більш-менш стабільні 2 кілограми.

Розподіл бактеріальної клітини

Є механізми, які контролюють 20-хвилинне розмноження кожної бактерії. І цей механізм пов’язаний з кількістю їжі. Тільки маючи необмежений доступ до живильних речовин, бактерії розмножуються кожні 20 хвилин. Але це ідеальна ситуація, а в реальних умовах їжі не так вже й багато.

Цикл розмноження бактеріального спільноти на графіку матиме S-подібну форму, яку можна розділити на чотири фази. Від того, в якій фазі знаходиться все співтовариство, і залежить, скільки бактерій можуть собі дозволити ділитися до кінця 20-хвилини після чергового поділу.

Звикання до зовнішнього середовища.
Швидке поглинання поживних речовин.
Нестачі поживних речовин і уповільнення всіх внутрішньоклітинних процесів.
Якщо харчування так і не надійде, бактерії займуться канібалізмом.
Наступні 20 хвилин можна буде відраховувати з того моменту, як бактерії отримають необхідне харчування.

Таким чином всі бактеріальне співтовариство саме регулює свою кількість і людині можна не боятися, що в наступні 20 хвилин кількість бактерій, що живуть з ним в симбіозі, подвоїться, а до кінця 20-го години загальна вага бактерій перевищить загальний вагу людини.

Збільшені бактерії (комп’ютерна модель)

Поза організмом життя бактерій також визначається наявністю харчування. Якщо поза організмом є доступ до органічних сахарам, бактерія може прожити дуже довго. Такі бактерії, як кишкова паличка, поза організмом можуть існувати тижнями. Якщо поза організмом на неї не буде сильного впливу ультрафіолету, кишкова паличка може прожити до 2 місяців. Лактобактерії та біфідобактерії поза організмом без харчування живуть близько доби.

Мікроби – причина хвороб
Світ бактерій надає людині величезну послугу, але він же, мир бактерій, діє на нас і руйнівно: є джерелом величезної кількості хвороб.

Позбутися цієї загрози людина так і не зміг, хоча і намагається всю свою історію протистояти природі.

Антибіотики в чому поліпшили становище людства, але вивести методику безпечного і високоефективного протистояння мікробам, а також остаточного позбавлення від бактеріальних інфекцій поки не вдалося.

антибіотики проти бактерій

Основні причини невдач:

Неможливість запобігти потраплянню чужорідних мікробів в організм людини (ті ж овочі та фрукти неможливо досконально очистити від умовно-патогенної мікрофлори).
Відсутність можливості боротися тільки з чужорідної патогенною мікрофлорою, не заподіюючи при цьому шкода корисною.
Висока приспосабливаемость бактерій до швидко мінливих умов навколишнього середовища.
У таких умовах однією з найбільш ефективних тактик є зміцнення власної корисної мікрофлори, щоб чужорідні патогенні агенти не мали ніякої можливості закріпитися на здорових тканинах.
Але навіть ця тактика не завжди спрацьовує. Яскравим прикладом служить хвороботворне вплив на організм людини мікроба хелікобактер пілорі.

Хелікобактер живе в слизовій шлунка та дванадцятипалої кишки. Хелікобактер є причиною виразок, гастритів і навіть ракових пухлин. Потрапляє в шлунок хелікобактер через ротову порожнину.

Хелікобактер пілорі в шлунку

Дуже довго хелікобактер не признавався науковим співтовариством як одна з головних загроз здоров’ю ШКТ. Вважалося, що в кислому середовищі шлунка не можуть виживати ні бактерії, ні віруси, ні гриби.

Відносна ясність настала після експерименту американського вченого Баррі Маршалла, який в 1994 році випив вміст чашки Петрі зі штамом бактерії, і через короткий час у вченого діагностували гастрит.

Особливість хелікобактеру в тому, що їм заражені 2/3 населення Землі. При цьому тільки в 10% випадків хелікобактер розвиває свою патогенну діяльність. Вивести хелікобактеру можна, тільки використовуючи антибіотики. Однак немає ніякої гарантії, що після курсу лікування хелікобактер не повернеться знову.

Хвороби, що викликаються хелікобактер пілорі

Ще одним біологічним агентом, що представляє серйозну небезпеку для людини, є віруси. Віруси потрапляють в організм людини з їжею, з водою, з повітрям, з іншими бактеріями.

Як відомо, віруси – внутрішньоклітинні мешканці. Вірус – частина молекули ДНК або РНК, яка прагне вбудуватися в ДНК живої клітини. Після того як вірус отримав можливість вбудуватися, вся ДНК починає працювати не на складання білків, необхідних клітині, а на штампування нових і нових вірусів.

Коли число нових вірусів перевищує обсяг клітини, клітинна мембрана розривається, і отримали свободу віруси шукають можливість вбудовуватися в ДНК здорових клітин.

Віруси в крові

Єдиний ефективний спосіб боротися з вірусами – зміцнення власного імунітету. Власні імунні системи повинні швидко ідентифікувати клітини-носії вірусу і вбити інфіковані клітини, щоб вірус не встиг поширитися.

ПОДІЛИТИСЯ: