Полезные и вредные микробы и бактерии

Бактерии появились примерно 3,5-3,9 млрд лет назад, они были первыми живыми организмами на нашей планете. Со временем жизнь развивалась и усложнялась – появлялись новые, каждый раз более сложные формы организмов. Бактерии все это время не стояли в стороне, напротив, они были важнейшей составляющей эволюционного процесса. Именно они первыми выработали новые формы жизнеобеспечения, такие как дыхание, брожение, фотосинтез, катализ… а также нашли эффективные способы сосуществования практически с каждым живым существом. Исключением не стал и человек.

Но бактерии – целый домен организмов, насчитывающий более 10 000 видов. Каждый вид уникален и шел своим эволюционным путем, как следствие выработал свои уникальные формы сосуществования с другими организмами. Одни бактерии пошли на тесное взаимовыгодное сотрудничество с человеком, животными и прочими существами, – их можно назвать полезными. Другие виды научились существовать за счет других, используя энергию и ресурсы организмов-доноров, – их принято считать вредными или патогенными. Третьи пошли еще дальше и стали практически самодостаточными, все необходимое для жизнедеятельности они получают от окружающей среды.

Внутри человека, как и внутри прочих млекопитающих, живет невообразимо большое количество бактерий. В наших телах их в 10 раз больше, чем всех клеток организма вместе взятых. Среди них абсолютное большинство – полезные, но парадокс в том, что их жизнедеятельность, их присутствие внутри нас – это нормальное положение дел, они зависят от нас, мы в свою очередь от них и при этом признаков этого сотрудничества мы никак не ощущаем. Другое дело – вредные, например патогенные бактерии, оказавшись внутри нас их присутствие тут же становится заметным, а последствия их активности могут стать очень серьезными.

Полезные бактерии

Подавляющее большинство из них – это существа, живущие в симбиотических или мутуалистических связях с организмами-донорами (внутри которых живут). Обычно такие бактерии берут на себя часть функций, на которые не способен организм хозяина. Примером могут служить бактерии, живущие в пищеварительном тракте человека и перерабатывающие часть пищи, справиться с которой сам желудок не в состоянии.

Некоторые виды полезных бактерий:

Кишечная палочка (лат. Escherichia coli)

Является неотъемлемой частью флоры кишечника человека и большинства животных. Ее пользу трудно переоценить: расщепляет неусваиваемые моносахариды, способствуя пищеварению; синтезирует витамины группы K; предотвращает развитие патогенных и болезнетворных микроорганизмов в кишечнике.

Макрофотография: колония бактерий Escherichia coli

Молочнокислые бактерии (Lactococcus lactis, Lactobacillus acidophilus и др.)

Представители этого отряда присутствуют в молоке, молочных и ферментированных продуктах, и в то же время являются частью микрофлоры кишечника и ротовой полости. Способны сбраживать углеводы и в частности лактозу и вырабатывать молочную кислоту, которая является основным источником углеводов для человека. Посредством поддержания постоянно кислой среды сдерживают рост неблагоприятных бактерий.

Бифидобактерии

Наиболее значимое влияние бифидобактерии оказывают на грудных детей и млекопитающих, составляя до 90% их кишечной микрофлоры. По средством выработки молочной и уксусных кислот они полностью предотвращают развитие гнилостных и болезнетворных микробов в детском организме. Кроме того бифидобактерии: способствуют перевариванию углеводов; обеспечивают защиту кишечного барьера от проникновения микробов и токсинов во внутреннюю среду организма; синтезируют различные аминокислоты и белки, витамины группы K и B, полезные кислоты; способствуют всасыванию кишечником кальция, железа и витамина D.

Вредные (патогенные) бактерии

К патогенным обычно относят виды, которые паразитируют на других организмах. Но в некоторых случаях вредными для человека могут стать безопасные и даже полезные бактерии, например при ослаблении иммунитета продукты жизнедеятельности обычно невероятно полезной кишечной палочки могут привести к заболеваниям желудочно-кишечного тракта: отравления, диарея и пр.

Некоторые виды патогенных бактерий:

Salmonella typhi

Эта бактерия является возбудителем очень острой кишечной инфекции, брюшного тифа. Salmonella typhi вырабатывает токсины опасные исключительно для людей. При заражении происходит общая интоксикация организма, которая приводит к сильной лихорадке, высыпанию по всему телу, в тяжелых случаях – к поражению лимфатической системы и как следствие к смерти. Ежегодно в мире фиксируется 20 млн случаев заболевания брюшным тифом, 1% случаев приводит к смерти.

Колония бактерий Salmonella typhi

Столбнячная палочка (Clostridium tetani)

Эта бактерия – одна из самых стойких и одновременно самых опасных в мире. Clostridium tetani вырабатывает чрезвычайно токсичный яд, столбнячный экзотоксин, приводящий к практически полному поражению нервной системы. Люди, заболевшие столбняком, испытывают страшнейшие муки: самопроизвольно до предела напрягаются все мышцы тела, происходят мощные судороги. Смертность чрезвычайно высока – в среднем около 50% инфицированных погибают. К счастью, еще в 1890 году была изобретена вакцина от столбняка, ее делают новорожденным во всех развитых странах мира. В слаборазвитых странах от столбняка ежегодно погибает 60 000 человек.

Микобактерии (Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae и др.)

Микобактерии – семейство бактерий, часть из которых являются патогенными. Различные представители этого семейства вызывают такие опасные заболевания как туберкулез, микобактериоз, лепра (проказа) – все они передаются воздушно-капельным путем. Ежегодно микобактерии становятся причиной более 5 млн смертей.

Читайте также: Самые опасные бактерии

Бактерии создали всеобъемлющий невидимый мир. Наше существование полностью зависит от них, их в свою очередь не так сильно зависит от нас. Тем не менее наш и их миры тесно связаны друг с другом, они находятся в равновесии, которое будет сохраняться до тех пор, пока наше сотрудничество будет выгодно обеим сторонам.

«Опасные и полезные бактерии»
Выполнила: ученица 9А класса
ГБОУ гимназия №622
Панченко Анна
Руководитель: учитель биологии
Елисеенко Олеся Сергеевна
Государственное бюджетная общеобразовательное учреждение гимназия №622
Выборгского района Санкт-Петербурга
Санкт-Петербург, 2018

Что такое бактерия и что она из себя представляет?

Бактерии-это мельчайшие прокариотические организмы, имеющие клеточное строение. Величина большинства бактерий колеблется от 0,2 до 1,3 мкм

Полезные бактерии

Полезные бактерии, которые населяют организм человека, называются микробиотой. По численности своей они достаточно обширны .При этом все они регулируют здоровье и нормальную жизнедеятельность каждого индивидуума. Учёные утверждают: без полезных бактерий желудочно-кишечный тракт, кожа, дыхательные пути мгновенно подверглись бы атаке болезнетворных микробов и были бы разрушены.

Азотобактер

Микроорганизмы диаметром 0,001-0,002мм, имеют овальную форму, которая может меняться от сферической до палочкообразной . Представители рода азотобактер живут в слабощелочных и нейтральных почвах. Также они встречаются в пресных водоемах и в солоноватых болотах. Способны пережидать неблагоприятные условия. Бактерии рода Azotobacter полезны тем, что аккумулируют азот из воздуха, превращая его в ионы аммония, которые выводятся в почву и легко усваиваются растениями. Эти микроорганизмы обогащают почву биологически активными веществами, стимулирующими рост растений, способствуют очищению грунта от тяжелых металлов (свинца и ртути).

Эти бактерии полезны человеку в таких областях, как: 
Сельское хозяйство: Их используют для получения биологических азотных удобрений. 
Медицина: Способность представителей рода выделять альгиновую кислоту используется для получения лекарств от желудочно-кишечных заболеваний, зависящих от кислотности. 
Пищевая промышленность: используется в пищевых добавках к кремам, пудингам, мороженому и т.д.

Бифидобактерии

Эти микроорганизмы длиной от 0,002 до 0,005 мм, имеют палочкообразную форму, слегка изогнутую. Основное место их обитания – кишечник. При неблагоприятных условиях быстро погибают. Они полезны для человека благодаря следующим свойствам: 

1)снабжают организм витамином K, тиамином (B1), рибофлавином (B2), никотиновой кислотой (B3), пиридоксином (B6), фолиевой кислотой (B9), аминокислотами и белками; 
2)препятствуют развитию болезнетворных микробов; 
3)защищают организм от попадания токсинов из кишечника; 
4)ускоряют переваривание углеводов; 
5)активируют пристеночное пищеварение; 
6)помогают всасыванию через стенки кишечника ионов кальция, железа, витамина D. 

Молочнокислые

Они имеют преимущественно палочкообразную, реже – шаровидную форму. Их размер сильно варьируется (от 0,0007 до 0,008 мм). Живут они на листьях , плодах растений, в молочных продуктах. В человеческом организме они представлены во всем желудочно-кишечном тракте. Эти микроорганизмы защищают наш кишечник от гнилостных и патогенных микробов. Свою энергию они получают от процесса молочнокислого брожения. Рассмотрим некоторые области применения: 

Пищевая промышленность – производство кефира, сметаны, сыра; квашение овощей и фруктов; приготовление кваса, теста и т.п. 
Сельское хозяйство – брожение силоса замедляет развитие плесени и способствует лучшей сохранности корма для животных. 
Народная медицина – лечение ран и ожогов. Вот почему солнечные ожоги рекомендуется смазывать сметаной. 
Медицина – производство препаратов для восстановления микрофлоры кишечника, женской репродуктивной системы после инфекции; получение антибиотиков; изготовление препаратов для лечения авитаминозов, желудочно-кишечных заболеваний, для улучшения обменных процессов.

Стрептомицеты 
 
Этот род бактерий состоит почти из 550 видов. В благоприятных условиях они образуют нити диаметром 0,0004-1,005 мм, напоминающие грибной мицелий. Живут преимущественно в почве. Если вам приходилось когда-нибудь принимать такие лекарственные средства, как эритромицин, тетрациклин, стрептомицин или левомицетин, то вы уже знаете, чем полезны эти бактерии. Они являются производителями самых разнообразных препаратов, среди которых: 

1)Противогрибковые
2)Антибактериальные
3)Противоопухолевые.
НО!!!Стоит отметить, что не все стрептомицеты одинаково полезны. Некоторые из них вызывают болезнь картофеля (паршу), другие являются причиной различных недугов человека, в том числе заболеваний крови.

Кишечная палочка

Не все виды кишечной палочки являются болезнетворными. Большинство из них наоборот, выполняют защитную функцию. Полезность рода *кишечная палочка* состоит в синтезе коцилина, который активно противостоит основной массе патогенной микрофлоры. 
Данные бактерии полезные для синтеза разных групп витаминов, фолиевой и никотиновой кислоты. Нельзя недооценивать их роль для здоровья. Например, фолиевая кислота необходима для производства красных кровяных телец и поддержания нормального уровня гемоглобина.

Энтерококки 

!!!Этот вид микроорганизмов заселяет кишечник человека сразу после рождения!!!!

Они помогают усваиваться в сахарозе. Обитая в основном в тонком кишечнике, они, как и др. полезные не патогенные бактерии обеспечивают защиту от чрезмерного размножениях вредоносных элементов. В то же время, энтерококки относятся к условно безопасным бактериям. 
Если они начинают превышать допустимые нормы, развиваются различные бактериальные заболевания. Список болезней обширный. Начиная от кишечных инфекций, закачивая менингококковой.

Клубеньковые бактерии 

Представляют собой микроорганизмы, которые относятся к роду Rhizobium (дословно с греч. – “живущие на корнях”). Они внедряются в корневую систему растения и там живут. При этом они не являются паразитами, т. к. не только бактерии, но и сам представитель флоры получает пользу. Такое взаимовыгодное существование организмов называется симбиозом. В данном случае растения дополнительно получают атмосферный азот, который “ловят” микроорганизмы, а сами бактерии – углеводы и минеральные вещества. Бытует мнение, что данные прокариоты поселяются в корнях только представителей семейства бобовых, однако это не так. Существуют и другие растения, корни которых служат местом обитания клубеньковых прокариот – например, ольха, вейник лесной и т. д

Микориза

Это симбиотическое обитание грибов на поверхности корневой системы или в тканях корней высших растений. 
Роль микоризы в жизни растений нельзя переоценить.
1)Микориза снабжает их витаминами, минералами, ферментами и гормонами.
2)Благодаря мицелию корневая система растений увеличивает площадь поглощения полезных элементов, таких как фосфор, калий и тд 3) Растения активнее растут, в период цветения образуют больше соцветий с плодотворными цветками и, соответственно, увеличивается плодоношение.
4) Растения получают иммунитет к стрессам и погодным условиям: засухе, обильным осадкам, резким сменам температур.
5) Грибы, образуя микоризу с корнями растений, выступают защитниками от некоторых болезней последних, таких как, например, фузариоз или фитофтороз.
6) Благодаря своей способности переваривать и расщеплять органические и неорганические соединения гумуса, микориза очищает почву для растений от избытка солей и кислот. (ред.)

Цианобактерии 

Цианобактерии 
Или сине-зелёные водоросли — одни из древнейших растительных организмов.Название свое они получили от присутствия добавочного к хлорофиллу пигмента синего цвета — фикоциана.Клетка покрыта пектиновой оболочкой, часто ослизняющейся. Поэтому клетки часто бывают объединены общим чехлом, слизистой обверткой. Содержимое клетки не расчленено на протоплазму и ядро. Нет и вакуолей. Протопласт, занимает всю полость клетки.
Сине-зеленые водоросли распространены в пресных и реже в морских водах. В большом количестве они развиваются на сырых, болотистых почвах. Лучше развиваются в присутствии органических веществ.
1)Они переводят кальций известняков в растворимые соли. Их деятельность приводит к распадению известняков. 
2)Многие сине-зеленые сожительствуют с другими растительными организмами. Некоторые виды их являются симбионтами в лишайниках. Другие со жительствуют с печеночниками, проникая иногда во внутренние слои их тела; третьи живут в корнях различных саговников и т. д. 

Опасные бактерии

Многие бактерии являются возбудителями, которые вызывают смертельные болезни у своих обладателей. Каждый год из-за этих крошечных живых существ погибают миллионы людей. Определить смертельно опасные бактерии трудно, ведь многие из них кажутся вполне безобидными, если вовремя начать лечение.

Сальмонеллы

Salmonella представляет собой род грамотрицательный бактерий, имеющих форму палочек. На сегодняшний день в рамках двух видов — Salmonella bongori и Samonella enterica— выявлено более 2500 различных серотипов. Является стойкой бактерией, которая может выживать в течение нескольких недель в сухой окружающей среде и нескольких месяцев в воде.
Некоторые виды являются возбудителями брюшного тифа, паратифов и других сальмонеллёзов.
Одна из смертельно опасных форм сальмонеллы — брюшной тиф. В год от этой палочки погибают до 261 тысяч людей (в эндемичных районах). Эта палочка передается через фекалии и загрязнение мочи. Некоторые люди могут быть бессимптомными носителями сальмонеллы. 

Столбнячная палочка

Крупная (3—12 × 0,3—0,6 мкм), подвижная  палочковидная бактерия.
Clostridium tetani является возбудителем столбняка — острого инфекционного заболевания человека и животных, характеризующегося поражением нервной системы
В естественных условиях столбняком болеют лошади и мелкий рогатый скот. Многие животные являются носителями возбудителя столбняка.
Применение в медицине и экспериментальной биологии:
Концентраты из культуральных сред и очищенные токсины столбнячной палочки применяется в экспериментальной биологии для изучения функционирования моторных нейронов.

Бледная трепонема

Бледная трепонема по внешнему виду напоминает штопор. Она имеет 8-14 равной величины завитков. Спиралевидная форма возбудителя сохраняется во всех случаях и при любых условиях. Длина составляет от 5 до 15 мкм, ширина 0,2мкм
T. pallidum является возбудителем сифилиса — венерического заболевания. В этот период происходят необратимые изменения во всем организме: развивается слепота, глухота, паралич, умственные расстройства и галлюцинации. Также известна трансплацентарная передача возбудителя от матери плоду во время беременности с последствиями в виде выкидышей или врожденного сифилиса[

Палочка Коха

Форма — слегка изогнутая или прямая палочка 1—10 мкм диаметром 0,2—0,6 мкм . Палочка Коха-микроорганизм , вызывающий туберкулез.
Патогенный возбудитель попадает в организм преимущественно при сниженном иммунитете воздушно-капельным путем. Первоначально бацилла размножается медленно вне клеток, после чего начинает атаковать макрофаги, проникает в лимфатическую систему, начинает поражать ткани
Размножаются МБТ медленно, путем обычного деления клетки. Одно клеточное деление по времени занимает от 14 до 18 часов. Они могут размножаться как в макрофагах, так и внеклеточно

Аспергилл

Аспергиллы хорошо растут на различных субстратах, образуя плоские пушистые колонии, вначале белого цвета, а затем, в зависимости от вида, они принимают разную окраску
Вид плесневых грибов, который является патогеном для организма человека. Споры аспергилл мы вдыхаем ежедневно, но аспергиллез, как правило, развивается у людей с ослабленным иммунитетом. В группе риска пациенты, которые: страдают астмой и иммунодефицитом, перенесли курс химиотерапии или трансплантацию органов. Аспергилл поражает внутренние органы, вызывая лихорадку, развитие шока, нарушение дыхания, кашель с кровохарканьем.

Клостридии

Возбудители ботулизма имеют форму палочек длиной 3-9 мкм, шириной 0,6-1 мк с закругленными концами, имеет от 4 до 30 жгутиков
Патогенность для животных. К токсину возбудителя ботулизма чувствительны лошади, крупный рогатый и мелкий скот, норки, птицы, которые с испражнениями выделяют во внешнюю среду споры клостридии ботулизма; из экспериментальных животных восприимчивы морские свинки, белые мыши, кошки, кролики, собаки.
Патогенность для человека. Эта бактерия вызывает ботулизм — тяжелое заболевание, поражающее нервную систему человека. Больные ботулизмом погибают, как правило, от паралича дыхательной мускулатуры и последующей гипоксии. Считается, что чайной ложки ботулины достаточно, чтобы уничтожить население США. А 4 кг хватит на истребление всех жителей планеты.

Неглерия Фоулера

Когда условия обитания становятся неблагоприятными, неглерия Фоулера превращается в округлую цисту размером 10-20 мкм, покрытую прочной оболочкой.Этот микроорганизм может существовать довольно длительное время, а при возвращении благоприятных условий вновь вернуться к активному существованию.
Неглерия Фоулера живут в естественных и искусственных пресных водоемах при температуре 25-30 градусов Цельсия и заражают вас, когда вода попадает в нос. Постепенно паразит перемещается в мозг и вызывает смертельный воспалительный ответ примерно через пять дней после воздействия. Результат: мучительная головная боль, лихорадка, судороги, галлюцинации и кома.

Naegleria fowleri представляет собой свободноживущую амебу – одноклеточный эукариотический (то есть содержащий ядро) организм с широкими прозрачными ложноножками

Золотистый стафилококк

Золотистый стафилококк представляет собой бактерию, по внешнему виду напоминающую шарик. Его обнаруживают везде: на коже, в носу, в кишечнике, горле и даже на половых органах
S. aureus может вызывать широкий диапазон заболеваний, начиная с лёгких кожных инфекций: угри, импетиго , фурункул, флегмона, карбункул, стафилококковый ожогоподобный кожный синдром  и абсцесс — до смертельно опасных заболеваний: пневмония, менингит, остеомиелит, эндокардит, инфекционно-токсический шок и сепсис. Диапазон заболеваний простирается от кожных, мягких тканей, респираторных, костных, суставных и эндоваскулярных до раневых инфекций

Шигеллы

Шигеллы имеют вид палочек без жгутиков, с закруглен­ными концами размером 2–3 на 0,5–0,7 мкм
Все виды шигелл могут являться возбудителями инфекционного заболевания — бактериальной дизентерии (называемой также шигеллезом), протекающего с явлениями интоксикации и преимущественным поражением дистального отдела толстой кишки.
Симптомы могут включать диарею, лихорадку, тошноту, рвоту, скопление газов и запор. Стул может содержать кровь, слизь или гной. У детей могут случаться припадки. Симптомы могут проявиться через неделю после заражения, но чаще всего начинаются через 2—4 дня после потребления зараженной пищи

Кишечная палочка

Клетки палочковидные, со слегка закруглёнными концами, размером 0,4—0,8 × 1—3 мкм, объём клетки составляет около 0,6—0,7 мкм. Кишечная палочка может жить на разных субстратах.

Кишечная палочка – вид грамотрицательных палочковидных бактерий, широко распространённых в нижней части кишечника теплокровных животных. Большинство штаммов E. coli являются безвредными, однако серотип O157:H7 может вызывать тяжёлые пищевые отравления у людей.
Заболевание наступает при заражении алиментарным путём. Частые пути передачи могут быть вызваны: низкой гигиеной приготовления пищи, загрязнением продуктов навозом, поливом урожая загрязнённой водой или сточными водами,при выпасе диких свиней на пашнях, употреблением для питья воды, загрязнённой сточными водами.