Бактерии

Бактерии очень давно живут на нашей планете — 3,5 млрд лет. Когда они появились, на Земле не было ни людей, ни животных, ни растений, так как температура и газовый состав атмосферы не были пригодны для их эволюции. Бактерии долго без устали меняли среду обитания. Они изобрели все ныне существующие способы жизнеобеспечения: многократное ускорение биохимических реакций (ферментативный катализ), фотосинтез, дыхание, связывание азота и многое другое. И постепенно заселили всю планету. Их находят везде: в почве, скалах, океанах, в вулканах и в антарктических льдах. «Мы все окружены ими и состоим из них», — утверждает Линн Маргулис, одна из авторов теории Геи-Земли. Поэтому есть основания говорить о планетарной паутине бактерий. В этой паутине, в этой единой живой сети бактерии могут обмениваться друг с другом генами. Достижения и наработки одного вида становятся достоянием всех благодаря «прыгающим» генам (транспозонам). Среди таких генов-путешественников есть и ген устойчивости к антибиотикам.

Непрерывный танец обоюдного приспособления

Бактерии многому научились, а теперь помогают нам. Сразу после рождения человека его организм начинают заселять бактерии — через нос, рот, родовые пути. Бактерий в нас живет очень много, их количество сопоставимо с числом клеток в нашем организме. В одном только желудочно-кишечном тракте насчитывают 400 видов бактерий. Каждый вид селится в своей экологической нише, где есть подходящая для него среда обитания и нужная пища. Организм человека (хозяина) помогает бактериям: клетки, выстилающие внутренние полости (эпителий), выделяют вещества, которые привлекают одни бактерии, — аттрактанты и вещества, которые отпугивают другие, — репелленты.

Между бактериями и хозяином устанавливаются отношения сотрудничества, симбиоза. Благодаря этому объединяются их возможности. Например, бактерии сорбируют на своей поверхности фрагменты клеток организма человека. Польза от этого обоюдная: бактерии становятся «своими» и не подвергаются атаке иммунной системы хозяина, но зато, когда в организм человека проникают вирусы, путь им преграждают замаскированные бактерии — они собирают вирусы на своей поверхности, защищая тем самым собственные клетки хозяина.

Еще один пример взаимовыгодного сотрудничества. Бактерии, живущие в толстом кишечнике, питаются тем, что не может усвоить организм человека (непереваренными остатками пищи), и при этом вырабатывают огромное количество тепла. Тепло передается в первую очередь окружающим органам: печени, поджелудочной железе и селезенке — и далее разносится с кровью по всему организму. Не потому ли при голодании человек мерзнет и ему хочется теплее одеться?

Там же, в толстом кишечнике, благодаря жизнедеятельности многих других бактерий, образуются очень нужные человеку вещества: аминокислоты, витамины В12, В3, витамин К, янтарная, молочная кислоты и т.д. Эти вещества служат регуляторами разных процессов, протекающих в организме.

Что изучает эндокринология

Если бактерии такие хорошие, то откуда берутся инфекционные болезни (например, холера, дифтерия, брюшной тиф и т.д.), когда связь между возбудителем и болезнью четко прослежена? На первый взгляд кажется, что для развития заболевания достаточно лишь проникновения возбудителя внутрь. Но тогда как объяснить случай, о котором в январе сообщали в прессе и по радио: в одной из стран Юго-Восточной Азии три брата заболели птичьим гриппом (а это вирусное заболевание), первый болел тяжело и умер, другого с трудом вылечили, а третий был внешне здоров, хотя возбудитель присутствовал в его организме?

Этот пример показывает, что для возникновения болезни нужен не только ее возбудитель, но и благоприятные для него условия (предрасположенность). У каждого человека свои слабые места — у кого-то горло, у кого-то желудочно-кишечный тракт, у кого-то костная ткань и т.д. Раз есть предрасположенность, значит, есть состояние предболезни. В очаге предболезни нарушается баланс между процессами распада и восстановления тканей: распад начинает преобладать.

Своими силами организм справиться с ним не может, и на помощь ему приходят бактерии. Для них продукты распада являются пищей. И чем больше пищи, тем интенсивнее они размножаются. Задача организма — держать этот процесс под контролем и локализовать очаг болезни. Своими ферментами бактерии разрушают распадающиеся ткани до «строительных кирпичиков», необходимых для сборки новых клеток. При повышенной температуре этот процесс идет эффективнее, вот почему температуру до 38°С не рекомендуют снижать лекарствами, если нет для этого каких-либо специальных показаний. По этой же причине болеющий не испытывает чувства голода — у него есть все для восстановления любых структур.

Так что бактерии в очаге заболевания нужны. Сравним болезнь с ремонтом. В нашем доме тоже возникает «предрасположенность к ремонту», то есть ситуация, когда откладывать его дальше уже нельзя. Сам ремонт: пыль при ошкуривании окон, шум отдираемых обоев, потоки грязной воды с потолка — напоминает болезнь (температура, кашель, насморк, головная боль). Бактерии похожи на рабочих, которые приводят дом в порядок. А теперь представим, что мы, не выдержав хаоса, убрали «рабочих» — убрали бактерии из очага болезни с помощью антибиотиков. Пыли и шума стало меньше. Но и жить в таком доме нельзя. В очаге болезни теперь не работают ферменты бактерий, снизилась температура, самочувствие улучшилось… Что недоделанный ремонт, что недолеченный организм — разруха остается и там, и здесь. В этом случае правильнее говорить не о выздоровлении, а о передышке. Раз полное выздоровление не наступило, не удивительно, что болезнь возобновляется: в очаг болезни обязательно придут новые бактерии-рабочие, интенсивность очищения усилится и вновь поднимется температура. Вот откуда «три дня прошло, а я опять заболел».

Когда число бактерий в нашем организме увеличивается, мы болеем. А если оно уменьшается? Хорошо это или плохо? Нам часто кажется, что если мы максимально очистимся от бактерий, то станем более здоровыми. Но нет! Подвижное равновесие важнее, чем крайности. Вот пример, подтверждающий это. Полость рта населена определенной микрофлорой. Она первой встречается с бактериями-пришельцами и вирусами и не пропускает их во внутреннюю среду. Можно взять на анализ слюну и определить количество содержащихся в ней продуктов жизнедеятельности бактерий. Если их достаточно, человек здоров. Если мало, у него появляется склонность к хроническим тонзилитам, отитам, стоматитам и т.д. Лекарства, приготовленные из веществ, производимых бактериями, хорошо лечат заболевания полости рта. То есть, когда мы компенсируем недостающее, болезнь уходит. Употребление антибиотиков в этих случаях эффекта не дает.

Другой пример. Все больше специалистов уверяются в том, что если нет дисбактериоза, то нет и условий для развития инфекционных болезней. И опасно не столько изменение общего количества бактерий, сколько нарушение нормальных равновесных отношений между ними и организмом человека. Если защита хорошо отлажена, через стенку кишечника не проникнут ни посторонние бактерии, ни вирусы, ни вредные вещества. Они сорбируются бактериями, обволакиваются слизью, транзитом проходят все отделы кишечника и покидают наш организм. Если же мы лечимся антибиотиками, бактерии активно мутируют, становятся невосприимчивыми к ним и даже способны использовать их в качестве пищи, а кроме того, выделяют для своей защиты вещества, которые для человека являются токсичными. В итоге взаимовыгодные симбионтные отношения сменяются взаимной агрессией, и для «войны» у каждой стороны есть внушительный арсенал. Почему и как это происходит, во многом еще загадка, разгадать которую пытается эндоэкология — наука об экологии тела человека

Слово «бактерии» почти всеми людьми воспринимается настороженно. Сразу же начинают мерещиться жуткие болезни, грязь. Вспоминается о необходимости часто мыть руки…

Но все ли бактерии вредны, как мы привыкли думать? И вообще, много ли мы знаем об этом огромном микромире – мире бактерий?

Расчёты учёных показывают, что при существующей скорости описания новых видов, все растения и животные на нашей планете будут описаны в течение ближайших 50 лет. А на описание всех микроорганизмов потребуется 10 000 лет!

Сколько же научных открытий таится в остающихся пока не выделенными, не изученными в настоящее время 99,9% имеющихся микроорганизмов?!

В одном грамме лесной почвы число видов бактерий существенно превышает 10 000. Биомасса поверхностного слоя почвы может достигать нескольких тонн на гектар! Оказывается, на квадратном метре почвы и примерно на 2 метра в глубину обитают пять килограммов микроорганизмов!

И это – в обычной почве, что же говорить про плодородный чернозём и компост!

Несмотря на то, что современная наука, можно сказать, только начинает исследование всего многообразия микроорганизмов, изученная их часть уже приносит пользу людям. Полученные в результате несложной селекции полезные бактерии способны значительно облегчить жизнь человеку.

Всем известно, сколько неудобств причиняет обычный дачный туалет: и запах, и мухи, и много других неприятных моментов…

Многие садоводы старшего возраста издавна не видят другого решения этим проблемам, кроме широко известного дезинфектора — хлорки.

А что хорошего в том, чтобы засыпать хлоркой всё вокруг и внутри туалета, а потом терпеть разъедающий глаза едкий запах хлора?

И если бы только это могло решить проблему…

День-два активного использования туалета большим количеством людей сведут к нулю все старания дезинфектора.

Кроме того, хлорка останавливает те слабые процессы разложения нечистот, которые естественным путём протекают в выгребной яме.

А после переноса туалета, на месте бывшей выгребной ямы долго ничего не может расти из-за того, что почва глубоко пропитана и испорчена хлоркой.

Источник: MirZnanii.com

Микробы присутствуют везде и всегда. Деление бактериальных клеток происходит примерно каждые 20 мин., т. е. потомство одной бактериальной клетки через 8 ч может достигнуть 16 млн! В благоприятных условиях бактерии могут быстро размножиться, в неблагоприятных – погибнуть. А теперь представьте себе, какие процессы происходят в нашем организме, когда мы дышим, едим, пьем, принимаем антибиотики, моем руки, путешествуем и контактируем с различными объектами живой природы…

Тем не менее долгое время считалось, что взаимодействие человека с микробами представляет интерес лишь в аспекте предотвращения и лечения инфекционных заболеваний. О масштабе же присутствия микробов и многообразии их деятельности в организме человека просто не задумывались. Это было связано с тем, что традиционная микробиология изучает отдельные виды микробов, которые удается выделить и выращивать вне живого организма, однако рост большинства наших микроскопических «постояльцев» возможен лишь в определенном микроокружении, которое требуется специально воспроизводить.

Ситуация кардинально изменилась с появлением и развитием техники секвенирования ДНК, позволившей проводить так называемые метагеномные иследования, т. е. получать информацию о геномах всех организмов, присутствующих в образце. Таким образом, вместо генома отдельного вида микроорганизма мы можем изучать суммарный геномный материал всего микробного сообщества, выделенного из природных объектов, например, пищеварительного тракта человека.

Подобные исследования, проведенные международными консорциумами ученых США и Европы в рамках проекта «Микробиом», продемонстрировали, что микробы – далеко не случайные гости в нашем теле. Содружество микробов, живущих в организме человека – микробиом, является, по сути, еще одним нашим «органом», пусть и невидимым, но совершенно необходимым для поддержания здоровья. И хотя функции этого органа еще только начинают исследовать, уже сегодня ясно, что они чрезвычайно важны и многообразны.

Беря в руки какой-либо предмет, вдыхая воздух, проглатывая пищу, мы обзаводимся множеством невидимых сожителей, которые способны чрезвычайно быстро размножаться. В человеческом организме содержится 1,0—2,5 кг бактерий, что составляет около 1—2 % массы тела. Эта бактериальная биомасса состоит примерно из ста триллионов клеток, что в несколько раз превышает число собственных клеток организма человека. Геном человека насчитывает около 20 тыс. генов, совокупный бактериальный геном – около 3 млн, т. е. в 300 раз больше! При этом не учитываются еще одни наши микрообитатели – вирусы, число которых намного превышает число бактерий

Микробные сообщества различаются даже у здоровых людей: по их составу, как по отпечаткам пальца, можно идентифицировать конкретного человека. Особенности микробиоты индивидуума определяются его генетическими характеристиками, а также питанием и образом жизни в целом.

Микробиом человека сильно меняется в интервале от рождения до двухлетнего возраста, а затем остается достаточно стабильным. Разные части тела (например, ротовая полость и кожа спины) заселены различными микробными сообществами, поскольку условия «проживания» в них могут значительно отличаться. Поэтому микробиом кожи конкретного человека будет больше схож с соответствующим микробиомом кожи другого человека, чем с микробным сообществом собственного кишечника. Наибольшее разнообразие микроорганизмов отмечено в ротовой полости, наименьшее – в желудке, причем оно начинает вновь возрастать по мере продвижения по пищеварительному тракту. Микробиом кишечника зависит от диеты: например, он значительно различается у вегетарианцев и «мясоедов».

Самая очевидная польза, которую получает человек от своих «сожителей» – помощь в переработке пищи. В этом смысле микробиом кишечника работает как эффективный биореактор: в нем перерабатываются питательные вещества, которые в ином случае не переварятся в организме человека. Микробы секретируют множество полезных метаболитов, в том числе витамины К и группы В, которые через кишечную стенку попадают в кровяное русло.

Так как микробиом может меняться достаточно быстро, он позволяет человеку быстрее адаптироваться к изменениям внешних условий. Это расширяет метаболический потенциал человеческого организма за пределы его генетических возможностей, что, безусловно, определяет многие аспекты физиологии здоровья и болезни. Во многих случаях именно микробиом определяет реакцию организма на внешние воздействия, а также болезни и лекарства.

Доказано, что обитающие в организме человека микроорганизмы эффективно конкурируют с чужеродными патогенными микроорганизмами-агрессорами, препятствуя инфицированию путем конкуренции за питательные вещества, выделения специфических веществ, убивающих бактерии и т. д. Такую защитную роль играют микробиомы ротовой полости, кишечника, кожи и половых органов. Например, оказалось, что специфическая микробиота влагалища у некоторых африканских женщин снижает риск их заражения вирусом иммунодефицита человека.

Кишечная флора оказывает важное влияние на иммунную систему человека: бактерии стимулируют развитие некоторых лимфатических тканей – так называемых пейеровых бляшек в желудочно-кишечном тракте, являющихся важным источником клеток, синтезирующих иммуноглобулин типа А, который обеспечивает защиту практически всех слизистых оболочек органов человека. Доказано, что микроорганизмы помогают организму человека бороться с воспалительными заболеваниями кишечника, а также с аллергическими заболеваниями.

Микробиом кишечника влияет на метаболизм различных лекарств, в том числе широко распространенных, таких как сердечный гликозид дигоксин и анальгетик ацетаминофен. Еще один пример – противоопухолевый препарат иринотекан (СРТ-11), который в норме нейтрализуется в печени. Однако кишечная микрофлора может превращать его снова в токсичное вещество, что приводит к поражению клеток кишечника и тяжелой диарее. Выяснение этого обстоятельства позволило решить проблему: пациентам стали дополнительно давать ингибитор специфического бактериального фермента, в результате чего появилась возможность вводить больным более высокие дозы препарата и добиваться лучших терапевтических результатов.

Отклонения в составе микробиоты могут быть связаны с определенными болезнями, поэтому ее анализ может быть полезен для диагностики. Так, имеются указания на возможную роль микроорганизмов в развитии ревматоидного артрита, астмы, диабета, ожирения, рака, аллергии, сердечно-сосудистых заболеваний. Значительные изменения микробиоты обнаружены и у больных болезнью Крона – хронического воспалительного заболевания пищеварительного тракта неясной этиологии.

Люди, склонные к худобе, а также обладающие избыточным весом, отличаются по составу микробиоты. Введение лабораторным мышам, не имеющим своей микрофлоры, бактерий, выделенных у таких людей, приводило у животных к формированию специфических микробных сообществ, обеспечивающих животным, соответственно, похудание или набор массы тела.

Экспериментально доказано, что нарушения функций микробиома кишечника могут влиять и на функции мозга, вызывать беспокойство, нарушение сна и даже приводить к аутизм-специфическим нарушениям.

В настоящее время комплексные препараты микроорганизмов уже начали применять в клинике, пока лишь для лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта, не поддающихся терапии антибиотиками. Например, только в США ежегодно от тяжелого заболевания, вызванного антибиотикоустойчивыми штаммами широко распространенной бактерии Clostridium difficile, погибает около 14 тыс. человек. В этом случае поразительно эффективным оказывается корректировка бактериальной флоры больных путем введения в кишечник пациентов «фекальных трансплантатов» от здоровых людей. В большинстве случаев такая необычная терапия приводила к немедленному излечению.

Несомненно, в самое ближайшее время нас ждет продолжение фейерверка открытий в области микробиологии, которые позволят еще глубже понять весь спектр взаимодействий микробов с организмом человека и создать новые средства терапии и профилактики заболеваний.

Источник: scfh.ru

Микроорганизмы, живущие в организме здорового человека, — так называемая микробная фауна — подразделяются на два типа: постоянные обитатели и временные. Разумеется, это микробное сообщество может пополняться любым количеством паразитов, избравших тело человека своим домом.

Бактериолог Теодор Роузбери в своем фундаментальном труде “Life on Man” (1969) представляет полный историко-биологический отчет о том, какие бактерии живут в организме обычного человека. Бактериолог говорит, что их количество огромно.

Роузбери называет ошеломляющие цифры. Например, он насчитал 80 различных видов бактерий в одной только ротовой полости и установил, что за день взрослый человек выделяет вместе с экскрементами в общей сложности от 100 млрд. до 100 трлн. бактерий. На основании данных цифр можно предположить, что плотность микроорганизмов в теле человека составляет примерно 10 млрд. на 1 квадратный сантиметр.

Микробы живут на всех поверхностях тела взрослого человека — и на тех, которые подвержены внешним воздействиям (кожа), и на тех, к которым есть доступ извне (весь пищеварительный тракт от ротового отверстия до заднего прохода), а также на глазах, в ушах и дыхательных путях. По оценке Роузбери, в среднем на 1 квадратный сантиметр кожи человека приходится 10 млн. бактерий. Поверхность тела он сравнивает с кишащими народом улицами в канун Нового года, когда все горожане покупают подарки.

Как бы то ни было, количество микробов разное на разных участках поверхности организма человека, составляющей почти 2 квадратных метра. Например, на жирной коже крыльев носа или в потных подмышках число бактерий может быть в 10 раз больше, а на некоторых внутренних поверхностях — на зубах, в горле или пищеварительном тракте — их концентрация возрастает в тысячи раз. Эти внутренние поверхности — наиболее “населенные” участки человеческого организма. Напротив, на тех поверхностях, где поток жидкости уносит бактерии (слезный канал, мочеполовая система), концентрация микроорганизмов значительно ниже. Собственно говоря, в мочевом пузыре и в нижнем отделе легких Роузбери вообще не обнаружил микробной деятельности.

Сколь бы внушительными ни казались нам эти цифры, по оценке Роузбери, все бактерии, живущие на наружных поверхностях организма человека, можно уместить в горошине среднего размера, а те, которые живут внутри организма человека, — в сосуде объемом всего лишь 300 мл.

При вирусных или инфекционных заболеваниях организма названные цифры возрастают, но незначительно. Да, общее количество микроорганизмов, живущих на нас и в нас, велико, но по сравнению с объемом тела человека микробов не так уж много.

Что касается видового состава бактерий, живущих в здоровом организме, здесь оценки разнятся, поскольку относительно регулярно выявляются новые разновидности. Профессор микробиологии Марк Поллен утверждает, что “в одной только ротовой полости обнаружено более 80 видов бактерий, еще столько же — в кишечнике, и очень много бактерий живет у нас на коже. Точно нельзя сказать, но постоянный состав бактериального “населения” организма человека включает свыше 200 видов. Геном человека содержит максимум 100 тыс. генов, а бактериальный геном в среднем — 2 тыс. генов. Таким образом, в бактериях, живущих в организме человека, обнаружено в 4 раза больше генов, чем в геноме самого человека”.

Конечно, в организме человека “селятся” не только бактерии и вирусы. В своих работах “Furtive Fauna” (1992) и “Fearsome Fauna” (1999) Роджер М. Кнутсон описывает многочисленных и разнообразных паразитов, живущих на нас и внутри нас. Это, как правило, микроскопические организмы, некоторые из которых — существа весьма неприятные.

Пожалуй, наиболее типичными представителями этих обитателей организма человека являются вши, способные поражать все участки тела с волосяным покровом от головы до подмышек и паха. Но, кроме зуда, вши не причиняют организму человека никаких неприятностей. Другое дело — клещи. Они могут стать причиной целого ряда тяжелых и экзотических заболеваний, вызываемых самыми разными вирусами. Есть еще чесоточные клещи, от которых страдают миллионы людей по всему миру. Эти паразиты способны внедряться в кожу, вызывая нестерпимый зуд.

К счастью, их близкие родичи железницы, обитающие во всех регионах мира, благополучно довольствуются сухими кожными клетками, не доставляя больших неудобств. И не все телесные паразиты ползают. Если приглядеться, можно найти грибки в волосах и плесень в складках кожи.

В пищеварительном тракте в числе прочих микроорганизмов можно обнаружить простейших, вызывающих амебиаз, а также 20-метровых бычьих цепней и анкилостомид, имеющих склонность проникать в кровоток.

В крови наряду с другими организмами может жить кровяная шистосома, вызывающая кровотечение в мочевом пузыре и оставляющая рубцы на его стенках, в лимфатической системе — 12-сантиметровая вухерия, а в печени — желчелюбивая трематода. Но, пожалуй, опаснее всех поражающая мозг патогенная ниглерия — амеба, миллионами размножающаяся в черепе человека, пока тот не погибает.

http://www.uznaete.ru/ — источник.

Источник: www.liveinternet.ru

Микробы в организме человека

Добавить комментарий

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

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.