Де ми застосовуємо бактерії і чи може людство обійтися без них? Роль бактерій у житті людини. Корисні бактерії

Мікроорганізми широко використовуються в харчовій промисловості, домашньому господарстві, мікробіологічній промисловості для одержання амінокислот, ферментів, органічних кислот, вітамінів та ін. Наприклад, виноробство, пивоваріння та виробництво дріжджового тіста неможливі без використання дріжджів, широко поширених у природі.

Історія індустріального виробництва дріжджів почалася в Голландії, де в 1870 р. було засновано першу фабрику, яка випускала дріжджі. Основним видом продукції стали пресовані дріжджі вологістю близько 70%, які могли зберігатися лише кілька тижнів. Тривале зберігання було неможливо, оскільки клітини пресованих дріжджів залишалися живими, зберігали свою активність, що й призводило до їхнього автолізу та загибелі. Одним із способів промислового консервування дріжджів стало висушування. У сухих дріжджах при низькій вологості дріжджова клітина знаходиться в анабіотичному стані і може зберігатися тривалий час. Перші сухі дріжджі з'явилися 1945 р. У 1972 р. з'явилося друге покоління сухих дріжджів, звані інстантні дріжджі. З середини 1990-х років з'явилося третє покоління сухих дріжджів: пекарські дріжджі Saccharomyces cerevisiae,які поєднали переваги інстантних дріжджів з висококонцентрованим комплексом спеціалізованих хлібопекарських ферментів в одному продукті. Ці дріжджі дозволяють не лише покращити якість хліба, а й активно протистояти процесу черствіння.

Пекарські дріжджі Saccharomyces cerevisiaeвикористовуються і у виробництві етилового спирту.

Виноробство використовує безліч різних рас дріжджів, щоб отримати унікальну марку вина з тільки властивими йому якостями.

Молочнокислі бактерії беруть участь у приготуванні таких харчових продуктів, як квашена капуста, солоні огірки, мариновані маслини та багато інших маринованих продуктів.

Молочнокислі бактерії перетворюють цукор на молочну кислоту, яка захищає харчові продуктивід гнильних бактерій.

За допомогою молочнокислих бактерій готують величезний асортимент молочнокислих продуктів, сир, сир.

Однак багато мікроорганізмів відіграють негативну роль у житті людини, будучи збудниками хвороб людини, тварин і рослин; вони можуть викликати псування харчових продуктів, руйнування різних матеріалів тощо.

Для протистояння з такими мікроорганізмами були відкриті антибіотики – пеніцилін, стрептоміцин, граміцидин та ін., які є продуктами метаболізму грибів, бактерій та актиноміцетів.

Мікроорганізми дають людині потрібні ферменти. Так, амілазу використовують на підприємствах харчової, текстильної, паперової промисловості. Протеаза викликає розкладання білків у різних матеріалах. На Сході протеазу з грибів застосовували вже кілька століть тому для приготування соєвого соусу. В даний час її використовують при виробництві миючих засобів. При консервуванні фруктових соків застосовують такий фермент, як пектиназ.

Мікроорганізми використовують для очищення стічних вод, переробки відходів харчової промисловості. При анаеробному розкладанні органічної речовини відходів утворюється біогаз.

У останні рокиз'явилися нові провадження. З грибів отримують каротиноїди та стероїди.

Бактерії синтезують багато амінокислот, нуклеотидів та інших реактивів для біохімічних досліджень.

Мікробіологія є наукою, що швидко розвивається, досягнення якої багато в чому пов'язані з розвитком фізики, хімії, біохімії, молекулярної біології та ін.

Для успішного вивчення мікробіології потрібне знання перерахованих наук.

У цьому курсі переважно розглядається мікробіологія харчових продуктів. Багато мікроорганізмів живе на поверхні тіла, в кишечнику людини і тварин, на рослинах, на харчових продуктах і на всіх предметах навколо нас. Мікроорганізми споживають найрізноманітнішу їжу, надзвичайно легко пристосовуються до умов життя, що змінюються: теплу, холоду, нестачі вологи тощо. Вони дуже швидко розмножуються. Без знання мікробіології не можна грамотно та ефективно керувати біотехнологічними процесами, зберегти висока якістьхарчових продуктів на всіх етапах його виробництва та запобігти споживанню продуктів, що містять збудників харчових захворювань та отруєнь.

Слід особливо наголосити, що мікробіологічні дослідження харчових продуктів, не тільки з точки зору технологічних особливостей, але і, що не менш важливо, з точки зору їхньої санітарно-мікробіологічної безпеки, є найскладнішим об'єктом санітарної мікробіології. Це не лише різноманітністю і розмаїттям мікрофлори у продуктах харчування, а й використанням мікроорганізмів у виробництві багатьох із них.

У зв'язку з цим, при мікробіологічному аналізі якості та безпеки продуктів харчування слід розрізняти дві групи мікроорганізмів:

- Специфічна мікрофлора;

- Неспецифічна мікрофлора.

Специфічна– це культурні раси мікроорганізмів, які використовуються для приготування того чи іншого продукту та є обов'язковою ланкою у технології його виробництва.

Така мікрофлора використовується у технології отримання вина, пива, хліба, всіх кисломолочних продуктів.

Неспецифічна– це мікроорганізми, які потрапляють у харчові продукти із довкілля, забруднюючи їх. Серед цієї групи мікроорганізмів розрізняють сапрофітні, патогенні та умовно-патогенні, а також мікроорганізми, що викликають псування продуктів.

Ступінь забруднення залежить від безлічі факторів, до яких слід віднести правильність заготівлі сировини, її зберігання та переробки, дотримання технологічних та санітарних режимів виробництва продуктів, їх зберігання та транспортування.

Які бувають бактерії: види бактерій, їх класифікація

Бактерії - це крихітні мікроорганізми, які з'явилися багато тисячоліть тому. Побачити мікроби неозброєним оком неможливо, але не слід забувати про їхнє існування. Існує безліч бацил. Їхньою класифікацією, вивченням, різновидами, особливостями будови та фізіології займається наука мікробіологія.

Мікроорганізми по-різному називаються, залежно від свого роду дій та функцій. Під мікроскопом можна спостерігати, як ці дрібні істоти взаємодіють один з одним. Перші мікроорганізми були досить примітивними за формою, але їх значення в жодному разі не можна применшувати. З самого початку бацили розвивалися, створювали колонії, намагалися вижити у мінливих кліматичних умовах. Різні вібріони здатні обмінюватися амінокислотами, щоб у результаті нормально зростати, розвиватися.

Сьогодні важко сказати, скільки на землі є видів цих мікроорганізмів (це число перевищує мільйон), але найвідоміші та їхні назви знайомі практично кожній людині. Не має значення, які бувають і як називаються мікроби, всі вони мають одну перевагу — вони живуть колоніями, так їм набагато легше адаптуватися та виживати.

Спочатку давайте розберемося, які існують мікроорганізми. Найпростіша класифікація – це хороші та погані. Тобто ті, які завдають шкоди людському організму, стають причиною багатьох захворювань і ті, які приносять користь. Далі ми детально поговоримо, які є основні корисні бактерії дамо їх опис.

Можна також класифікувати мікроорганізми відповідно до їхньої форми, характеристики. Напевно, багато хто пам'ятає, що у шкільних підручниках була спеціальна таблиця із зображенням різних мікроорганізмів, а поряд було значення та їхня роль у природі. Є кілька типів бактерій:

коки - невеликі кульки, які нагадують ланцюжок, тому що розташовуються одна за одною;
паличкоподібні;
спірили, спірохети (мають звивисту форму);
вібріони.

Бактерії різних форм

Ми вже згадували, що з класифікацій ділить мікроби на види залежно від своїх форм.

Бактерії палички також мають деякі особливості. Наприклад, є види паличкоподібних із загостреними полюсами, з потовщеними, із закругленими або ж з прямими кінцями. Як правило, паличкоподібні мікроби дуже різні і завжди знаходяться в хаосі, вони не вишиковуються ланцюжком (за винятком стрептобацил), не кріпляться один до одного (крім диплобацил).

До мікроорганізмів кулястих форм мікробіологи відносять стрептококи, стафілококи, диплококи, гонококи. Це можуть бути пари або довгі ланцюжки з кульок.

Вигнуті бацили - це спірили, спірохети. Вони завжди активні, але не суперечать. Спірили безпечні для людей, для тварин. Відрізнити спірили від спірохет можна, якщо звернути увагу на кількість завитків, вони менш звивисті, мають спеціальні джгутики на кінцівках.

Види хвороботворних бактерій

Наприклад, група мікроорганізмів під назвою коки, а більш детально стрептококи та стафілококи стають причиною справжніх гнійних захворювань (фурункульоз, стрептококова ангіна).

Анаероби чудово живуть і розвиваються без кисню, для деяких типів цих мікроорганізмів кисень взагалі стає смертельною. Аеробні мікроби потребують кисню для повноцінного існування.

Археї-це практично безбарвні одноклітинні організми.

Патогенних бактерій слід остерігатися, адже вони викликають інфекції, грамнегативні мікроорганізми вважаються стійкими до антитіл. Багато інформації є про ґрунтові, гнильні мікроорганізми, які бувають шкідливими, корисними.

Загалом спірили не є небезпекою, але деякі види можуть викликати содоку.

Різновиди корисних бактерій

Про те, що бацили бувають корисні та шкідливі, знають навіть школярі. Деякі назви люди знають на слух (стафілокок, стрептокок, чумна паличка). Це шкідливі істоти, які заважають не лише зовнішньому середовищу, а й людині. Є мікроскопічні бацили, які викликають харчові отруєння.

Обов'язково потрібно знати корисну інформаціюпро молочнокислі, харчові, пробіотичні мікроорганізми. Наприклад, пробіотики, тобто хороші організми, часто застосовують у медичних цілях. Ви запитаєте: навіщо? Вони не дозволяють шкідливим бактеріям розмножуватися всередині людини, зміцнюють захисні функціїкишечника, що добре впливають на імунну систему людини.

Біфідобактерії також дуже корисні для кишечника. Молочнокислі вібріони включають близько 25 видів. У людському організмі вони є у величезних кількостях, але не є небезпечними. Навпаки, захищають шлунково-кишковий тракт від гнильних та інших мікробів.

Говорячи про добрих, не можна не згадати і величезний вид стрептоміцетів. Вони відомі тим, хто приймав левоміцетин, еритроміцин та подібні препарати.

Є такі мікроорганізми як азотобактери. Вони багато років живуть у ґрунтах, благотворно впливають на ґрунт, стимулюють зростання рослин, очищають землю від важких металів. Вони незамінні в медицині, сільському господарстві, медицини, харчової промисловості.

Види мінливості бактерій

За своєю природою мікроби дуже непостійні, вони швидко вмирають, можуть бути спонтанними, індукованими. Ми не вдаватимемося в подробиці про мінливість бактерій, тому що ця інформація більше цікавить, кого цікавить мікробіологія і всі її відгалуження.

Види бактерій для септиків

Жителі приватних будинків розуміють гостру необхідність очищати стічні води, а також вигрібні ями. Сьогодні швидко та якісно очистити стоки можна за допомогою спеціальних бактерій для септиків. Для людини це величезне полегшення, тому що займатися чисткою каналізації - справа не з приємних.

Ми вже прояснили, де застосовується біологічний вид очищення стоків, а тепер поговоримо про саму систему. Бактерії для септиків вирощуються у лабораторіях, вони вбивають неприємний запахстоків, що дезінфікують дренажні колодязі, вигрібні ями, зменшують обсяг стічних вод. Є три види бактерій, які використовуються для септиків:

аеробні;
анаеробні;
живі (біоактиватори).

Найчастіше люди використовують комбіновані методи очищення. Строго слідуйте інструкціям на препараті, стежте, щоб рівень води сприяв нормальному виживанню бактерій. Також не забувайте використовувати каналізацію як мінімум раз на два тижні, щоб бактеріям було чим харчуватися, інакше вони помруть. Не забувайте, що хлор із порошків та рідин для чищення, вбиває бактерії.

Найпопулярнішими є бактерії Лікар Робік, Септифос, Вейст Тріт.

Види бактерій у сечі

За ідеєю бактерій у сечі бути не повинно, але після різних дійта ситуацій, крихітні мікроорганізми поселяються, де їм заманеться: у піхву, у носі, у воді тощо. Якщо бактерії були виявлені під час аналізів, це означає, що людина страждає на хвороби нирок, сечового міхура або сечоводів. Є кілька шляхів, якими мікроорганізми потрапляють у сечу. Перед лікуванням дуже важливо дослідити і точно визначити тип бактерій та спосіб влучення. Визначити це можна при біологічному посіві сечі, коли бактерії поміщають у сприятливе місце існування. Далі перевіряється реакція бактерій різні антибіотики.

Ми бажаємо залишатися завжди здоровими. Слідкуйте за собою, регулярно мийте руки, бережіть свій організм від шкідливих бактерій!

Стаття на конкурс «біо/мол/текст»:Чи існують лікарські засоби, які не викликають побічних ефектів та ускладнень, високоефективні та безпечні? Найближче до цих ідеальним характеристикампідібралися пробіотичні препарати(з живих мікроорганізмів - симбіонтів людини) та бактеріофаги(Віруси бактерій). При введенні в організм людини вони вступають у боротьбу за існування із збудниками інфекційних захворювань або, у разі бактеріофагів, по-партизански розкладають їх зсередини. Пробіотики і фаги з різною специфічністю впливають на патогенні бактерії, всі процеси розвиваються в межах мікробіоценозу певної області людського тіла і спрямовані на збереження довкілля, інакше кажучи, на утримання гомеостазу. Пробіотики та фаги зазвичай застосовують окремо, але перспективним може виявитися їх спільне використання.

Зверніть увагу!

Спонсором номінації «Найкраща стаття про механізми старіння та довголіття» є фонд «Наука за продовження життя». Спонсором призу глядацьких симпатій виступила фірма Helicon.

Спонсори конкурсу: Лабораторія біотехнологічних досліджень 3D Bioprinting Solutions та Студія наукової графіки, анімації та моделювання Visual Science.

Клин клином вибивають.

Народна мудрість

Біотехнологія - медицина

У сучасній медичній практиці використовується велика кількість коштів, які отримують завдяки життєдіяльності мікроорганізмів. Сюди відносяться вітаміни, ферменти, генно-інженерні гормони та інтерферони, замінники крові та, звичайно ж, антибіотики. Власне, навіть медичний спирт – цей універсальний антисептик, народний анальгетик та антидепресант – є продуктом бродильного метаболізму дріжджових грибків. Традиційні та нові високоефективні, різні за структурою та механізмом дії природні та хімічно модифіковані лікарські препарати, у створенні яких брали участь мікроорганізми, застосовуються для лікування різних захворювань.

Коли ліки небезпечніші за хворобу

У практиці застосування лікарських засобів лікаря доводиться зустрічатися з так званими побічними явищами, які можуть розвиватися поряд із основною дією ліків та обмежувати можливості його застосування. Побічні реакції особливо часто виникають у випадках застосування ліків, що мають багатосторонній фармакологічний ефект (згадаймо той же етиловий спирт), тоді як мета лікування досягається завдяки використанню лише деяких сторін фармакодинаміки цих ліків.

На особливу увагу заслуговують у цьому сенсі антибіотики, оскільки вони є препаратами вибору при лікуванні більшості інфекційних захворювань, а призначенню антибіотиків далеко не завжди передує проведення необхідних мікробіологічних досліджень. Непоодинокі випадки нераціонального застосування антибіотиків широкого спектра дії, порушення пацієнтами схем прийому препаратів, а то й зовсім безконтрольного самолікування. І навіть за правильного використання антибактеріальна дія антибіотиків поширюється як на патогенну, а й у нормальну мікробну флору організму. Під дією антибіотиків гинуть біфідобактерії, лактобацили, симбіотичні штами кишкової палички та інші корисні мікроби. Екологічні ніші, що звільнилися, тут же заселяють умовно-патогенні бактерії та грибки (як правило, що володіють резистентністю до антибіотиків), які до цього були присутні на шкірі і в нестерильних порожнинах організму в незначній кількості - їх розмноження стримувалося нормальною мікрофлорою. Антибіотикотерапія, наприклад, може сприяти перетворенню мирних сапрофітних дріжджоподібних грибків Candida albicans(рис. 1), що мешкають на слизових оболонках порожнини рота, трахеї і кишечника, в мікроорганізми, що бурхливо розмножуються, викликають ряд місцевих і загальних уражень.

Рисунок 1. Дріжджоподібні грибки Candida albicansта наслідки їх активного розмноження. а - Клітини Candida albicansпід електронним мікроскопом б - Прояви кандидозу. Малюнки з сайтів velvet.by та www.medical-enc.ru.

В основі інших побічних ефектів можуть лежати індивідуальні особливостівзаємодії організму з антибіотиком: непереносимість препарату може мати алергічну або псевдоалергічну природу, бути наслідком ферментопатій або потрапляти до загадкової категорії ідіосинкразій (до з'ясування механізму непереносимості).

Пробіотики замість антибіотиків?

В даний час перед медичною наукою та органами охорони здоров'я всього світу стоїть відповідальне завдання - створення ефективних антибактеріальних препаратів, що викликають якнайменш виражені побічні реакції.

Одним із можливих вирішень проблеми є розробка та широке фармакотерапевтичне використання препаратів на основі живих культур представників нормальної мікрофлори ( пробіотиків) для корекції мікробіоценозів людини та для лікування патологічних станів. Застосування бактеріальних препаратів ґрунтується на розумінні ролі нормальної мікрофлори організму у процесах, що забезпечують неспецифічну резистентність до інфекцій, у формуванні імунної відповіді, а також на встановленні антагоністичної ролі нормофлори та її участі у регуляції метаболічних процесів.

Основоположником теорії пробіотиків вважають І.І. Мечникова. Він вважав, що збереження здоров'я людини і продовження молодості багато в чому залежить від молочнокислих бактерій, що живуть в кишечнику, здатних пригнічувати процеси гниття і утворення токсичних продуктів. Ще 1903 року Мечников запропонував практичне використаннямікробних культур-антагоністів для боротьби з хвороботворними бактеріями

За деякими даними, термін «пробіотики» було запроваджено Вернером Коллатом у 1953 році, потім його неодноразово і по-різному тлумачили як науковці, так і регулюючі організації. Коллат назвав пробіотиками речовини, необхідні розвитку здорового організму, свого роду «промотори життя» - на противагу антибіотикам. З кінцівкою цього твердження погоджувалися також Ліллі та Стілвелл, яким часто приписують винахід терміна, проте вони уточнювали, що пробіотики є речовинами, що виробляються одними мікроорганізмами і стимулюють зростання інших. Переважна більшість визначень оберталося навколо прийняття життєздатних мікробів з метою модуляції кишкової мікрофлори. Згідно з консенсусним трактуванням експертної ради ВООЗ та ФАО, пробіотики є живими мікроорганізмами, які при прийнятті в достатній кількості приносять користь здоров'ю. Істотний внесок у розвиток сучасної концепції пробіотиків зробив відомий біохімік, фахівець із харчування тварин Марсель Ванбелле. Т.П. Лайонс та Р.Дж. Фелон в 1992 році назвали наш час «наступаючою епохою пробіотиків» (і не помилилися, судячи з неймовірного зростання їх продажів - ред.) .

У порівнянні з традиційними антибактеріальними препаратами пробіотики мають ряд переваг: нешкідливість (проте не при всіх діагнозах і не для всіх пацієнтів - ред.), відсутність побічних реакцій, алергізації та негативного впливу на нормальну мікрофлору. У той же час автори низки досліджень пов'язують прийом цих біопрепаратів з вираженим клінічним ефектом при лікуванні гострих кишкових інфекцій. Важливою особливістюпробіотиків, за деякими даними, є їх здатність модулювати імунні реакції, надавати у ряді випадків протиалергічну дію, регулювати травлення.

Нині у медицині широко використовують низку подібних бактеріальних препаратів. Одні з них містять бактерії, що постійно мешкають в організмі людини («Лактобактерин», «Біфідумбактерин», «Колібактерин», «Біфікол»), інші складаються з мікроорганізмів, які не є «резидентами» людського тіла, але здатних на певний час колонізувати слизові оболонки або ранові поверхні, створюючи ними захисну біоплівку (рис. 2) і виробляючи речовини, згубні для патогенних бактерій. До таких препаратів належать, зокрема, «Біоспорин» на основі сапрофітної бактерії. Bacillus subtilisі «А-бактерин», що складається з живих клітин зеленого аерококо - Aerococcus viridans .

Корисний мікроб - аерокок

Деякі аерококи (рис. 3) відносять до умовно-патогенних мікробів, оскільки вони здатні викликати захворювання у тварин (наприклад, гаффкемію у омарів) і людей з імунодефіцитами. Аерококи часто виявляються в повітрі лікарняних палат і на предметах медичного призначення, виділяються від хворих зі стрептококовими та стафілококовими інфекціями і до того ж мають певну морфологічну схожість із цими небезпечними бактеріями.

Малюнок 3. Клітини та колонії аерококів. а - бактерії під звичайним світловим мікроскопом. б - бактерії під електронним мікроскопом. Видно округлі клітини, розташовані парами і зошитами. в - Колонії аерококів на живильному середовищі з додаванням крові. Зелене фарбування навколо колоній – результат часткового руйнування гемоглобіну. Фото (а) із сайту codeofconduc.com, (б) та (в) – зроблені авторами статті.

Малюнок 4. Пригнічення аерококами зростання патогенних бактерій.Зони значної затримки росту зареєстровані при культивуванні вібріонів, стафілококів, дифтерійної палички, провіденції. Синьогнійна паличка ( Pseudomonas aeruginosa) до антагоністичної дії аерококів стійка. Фото авторів статті.

Але колективу кафедри мікробіології Дніпропетровської медичної академії вдалося виявити серед аерококів штам не просто нешкідливий для людини, а й виявляє виражену антагоністичну активність щодо широкого спектра збудників інфекційних хвороб. Так було розроблено та впроваджено препарат, що не має аналогів у світовій практиці, - пробіотик «А-бактерин» для зовнішнього та перорального застосування, який не поступається своїм впливом на мікрофлору людини дорогим препаратам антибіотичного напрямку (рис. 4).

Антагоністичні властивості аерококів пов'язані з продукцією перекису водню (речовини, що широко застосовується в медицині як антисептик) - стабільною ознакою виробничого штаму А. viridans, з якого готується «А-бактерин» Іншою бактерицидною речовиною, продуктом метаболізму аерококів є супероксидний радикал (рис. 5), утворений цими бактеріями при окисленні молочної кислоти. Причому здатність аерококів окислювати молочну кислоту дуже важлива у разі застосування препарату в стоматології, оскільки однією з причин карієсу є молочна кислота, що утворюється стрептококами.

Малюнок 5. Бактерицидні речовини, що утворюються аерококами:перекис водню (а) та супероксидний радикал (б) . Малюнок із сайту tofeelwell.ru.

У культуральній рідині аерококів було виявлено низькомолекулярний кислотостійкий та термостабільний пептид. вірідоцин, Що володіє широким спектром антагоністичної активності щодо тих мікроорганізмів, які найчастіше викликають госпітальні інфекції та беруть участь у формуванні фізіологічного та патологічного мікробіоценозу кишечника людини. Крім того, А. viridansпродукує в зовнішнє середовищепептид аероцин*, здатний вбивати дріжджоподібні грибки. Використання «А-бактерину» з йодидом калію та етієм ефективно при урогенітальних кандидозах, оскільки забезпечує спрямоване пошкодження мембран кандид. Той самий ефект досягається у разі застосування препарату як засобу профілактики кандидозів, що виникають, наприклад, внаслідок пригнічення імунітету при ВІЛ-інфекції.

* - Поряд з продукцією перекису водню (за рахунок НАД-незалежної лактатдегідрогенази), а в присутності іодиду калію та утворенням гіпойодиду (за рахунок глутатіонпероксидази) з більш вираженою, ніж у пероксиду водню, бактерицидною дією, аерококи мають і неоксид. Вони утворюють низькомолекулярний термостабільний пептид аероцин, що відноситься до класу мікроцинів, активний щодо протеїв, стафілококів, ешерихій та сальмонел. Аероцин був виділений з культуральної рідини методами висолювання, електродіалізу та паперової хроматографії, після чого було встановлено його амінокислотний склад та показано терапевтичну ефективність при експериментальній сальмонельозній інфекції у мишей. Аерококам також властива адгезія до епітеліальних та деяких інших клітин, тобто протидія патогенним бактеріям йде в тому числі на рівні біоплівок та колонізаційної резистентності.

Крім здатності пригнічувати розмноження патогенних бактерій, «А-бактерин» сприяє регенерації пошкодженої тканини, виявляє ад'ювантну дію, стимулює фагоцитоз і може бути рекомендований хворим, сенсибілізованим до антибіотиків та хіміотерапевтичних засобів. Сьогодні «А-бактерин» успішно застосовується для лікування опікових та хірургічних ран, для профілактики та лікування діареї, а також у стоматологічній, урологічній та гінекологічній практиці. Перорально «А-бактерин» використовується для корекції мікрофлори кишечника, профілактики та лікування кишкових інфекцій, корекції окремих біохімічних показників (холестеринового профілю та рівня молочної кислоти) та активації імунітету. Інші пробіотики теж широко застосовуються для лікування та профілактики кишкових інфекцій, особливо у дітей раннього віку, які перебувають на штучному вигодовуванні. Популярні і харчові продукти, що містять живі пробіотичні культури.

Лікувальні віруси

При лікуванні інфекцій важливо створити високу концентрацію антимікробного препарату саме у місці локалізації збудника. Застосовуючи антибіотики у вигляді таблеток або ін'єкцій, досягти цього досить важко. Але у разі фаготерапії достатньо, якщо в інфекційне вогнище доберуться хоча б одиночні бактеріофаги. Виявивши патогенні бактерії та проникнувши в них, фаги починають дуже швидко розмножуватися. З кожним циклом розмноження, що триває близько півгодини, кількість фагів зростає в десятки, або навіть сотні разів. Після руйнування всіх клітин збудника фаги більше не здатні розмножуватися і завдяки своїм дрібним розмірам безперешкодно виводяться з організму разом з іншими продуктами розпаду.

Пробіотики та фаги разом

Бактеріофаги добре зарекомендували себе у профілактиці та лікуванні кишкових інфекцій та гнійно-запальних процесів. Збудники цих захворювань часто набувають стійкості до антибіотиків, але залишаються чутливими до фагів. Останнім часом вчених зацікавила перспектива спільного використання бактеріофагів та пробіотиків. Передбачається, що при призначенні такого комплексного препарату спочатку фаг знищує патогенні бактерії, а потім екологічну нішу, що звільнилася, заселяють корисні мікроорганізми, формуючи стабільний мікробіоценоз з високими захисними властивостями. Такий підхід вже був випробуваний на сільськогосподарських тваринах. Ймовірно, він увійде і до медичної практики.

Можлива і тісніша взаємодія в системі «бактеріофаг + пробіотик». Відомо, що бактерії – представники нормальної мікрофлори людини – здатні адсорбувати на своїй поверхні різні віруси, не дозволяючи їм проникнути в клітини людини. Виявилося, що так само можуть адсорбуватися і бактеріофаги: вони не здатні впровадитися в клітину стійкої до них бактерії, але використовують її як « транспортний засібдля переміщення в організмі людини. Таке явище отримало назву транслокації бактеріофагів.

Внутрішнє середовище організму, його тканини та кров вважаються стерильними. Насправді через мікроскопічні ушкодження слизових оболонок бактерії-симбіонти періодично проникають у кров'яне русло (рис. 7), хоча й швидко там знищуються клітинами імунної системи та бактерицидними речовинами. За наявності інфекційного вогнища бар'єрні властивості оточуючих тканин часто порушені, їхня проникність зростає. Це підвищує ймовірність проникнення туди циркулюючих пробіотичних бактерій разом з фагами , що прикріпилися до них . Зокрема, у людей з інфекціями сечовивідних шляхів, які приймають «А-бактерин» перорально, аерококи виявлялися в сечі, причому їх кількість була стабільно низька, що говорило саме про перенесенняаерококів, а не про їх розмноження в цих органах. Аерококи та найбільш поширені збудники урологічних інфекцій відносяться до абсолютно різним групамбактерій, а отже, чутливі до різних бактеріофагів. Це відкриває цікаві перспективи для створення комплексного препарату, наприклад, на основі А. viridansі фагів, що вражають кишкові бактерії. Такі розробки ведуться на кафедрі мікробіології Дніпропетровської медичної академії, проте вони поки що не вийшли за стадію лабораторного дослідження.

Статтю написано за участю Юргеля Л.Г. та Кременчуцького Г.М.

Від редакції

Редакція «Біомолекули» звертає увагу читачів на те, що автори статей із номінації «Своя робота» діляться важливими та цікавими деталями своїхдосліджень, наводять власний поглядна ситуацію у своїй галузі. Колектив «Біомолекули» не вважає, що питання про доцільність застосування пробіотиків вже вирішене.

Результати досліджень подібних речовин, хоч би якими приголомшливими вони були, повинні підтверджуватись відповідним чином: препарат повинен пройти необхідні фази клінічних випробувань, щоб медична спільнота могла визнати його безпечною та ефективною лікарським засобомі лише після цього рекомендувати пацієнтам. Звичайно, йдеться про випробування за міжнародними нормами, а не так, як це іноді у нас буває - на 12 пацієнтах сільського лазарета, які заявили, що їм ну-просто-жах-як-допомогло. Непоганим орієнтиром для лікарів і пацієнтів було б схвалення будь-яких пробіотичних препаратів, наприклад, американським FDA, але на жаль...

Поки ж пробіотики, що приймаються всередину, слід розглядати не як ліки, а як харчові добавки. Причому заявлені виробником властивості препарату не можна переносити на інші пробіотики: критичні штам(не рід і навіть не вигляд) та кількість колонієутворюючих одиниць. А ще потрібно мати на увазі, що на таку продукцію впливає безліч факторів, пов'язаних із виробництвом, умовами та термінами зберігання, вживанням та травленням.

Найбільші контролюючі харчування та лікування організації світу вважають: поки що мало доказів для твердження, що пробіотики позитивно впливають на здоров'я(Тим більше всіх поголовно, незалежно від вихідного стану цього здоров'я). І не те щоб контролери були переконані в неефективності цих препаратів - просто, як правило, у проведених меддослідженнях вони не вбачають достовірного причинно-наслідкового зв'язку прийому пробіотиків із позитивними змінами. А ще варто пам'ятати про ті дослідження, де якийсь пробіотик виявлявся неефективним або навіть негативно впливав.

Так чи інакше, потенціал у пробіотичного напряму є – як мінімум у профілактиці та лікуванні різних ентеритів (якщо йдеться про пероральний прийом). Просто не все так просто. Не так просто, як хотілося б виробнику, лікарю та пацієнту. Напевно, пробіотики на полицях наших магазинів та аптек просто «народилися трохи недоношеними». Тож чекаємо від учених-розробників та виробників забійних доказів. А авторам статті побажаємо успіхів на цій нелегкій ниві і, звичайно, у пошуку нових цікавих властивостей мікроорганізмів.

Література

Кременчуцький Г.М., Риженко С.А., Волянський О.Ю., Молчанов Р.М., Чуйко В.І. А-бактерин у лікуванні та профілактиці гнійно-запальних процесів. Дніпропетровськ: Пороги, 2000. – 150 с.;
Vanbelle M., Teller E., Focant M. (1990). Probiotics in animal nutrition: a review . Arch. Tierernahr. 40 (7), 543–567;
Риженко С.О., Кременчуцький Г.М., Бредіхіна М.О. (2008). Вплив рідкого пробіотику «А-бактеріну» на мікробіоту кишечника. Медичні перспективи. 2 , 47–50;
Акілов О.А. (2000). Сучасні методи лікування кандидозу. Сайт «Російський Медичний Сервер».;
Edwards J.E. Jr., Bodey G.P., Bowden R.A., Büchner T., de Pauw B.E., Filler S.G. та ін. (1997). Міжнародна конференція для розвитку consensus on the management and prevention of severe candidal infections . Clin. lnfect. Dis. 25 , 43–59;
Antoniskis D., Larsen R.A., Akil B., Rarick M.U., Leedom J.M. (1990). Серонегативні дисеміновані Coccidioidomycosis в пацієнтів з HIV infection. AIDS. 4 , 691–693;
Jones J.L., Fleming P.L., Ciesielski C.A., Hu D.J., Kaplan J.E., Ward J.W. (1995). Coccidioidomycosis серед людей з AIDS в США. J. Infect. Dis. 171 , 961–966;
Степанський Д.А., Риженко С.А., Кременчуцький Г.М., Шарун О.В., Юргель Л.Г., Крушинська Т.Ю., Кошова І.П. (2012). Неоксидні компоненти антагоністичної активності аерококів (НКА). Анналі Мечниковського інституту. 4 , 9–10;
Ардатська М.Д. (2011). Пре-і пробіотики в корекції мікроекологічних порушень кишечника. Фарматека. 12 , 62–68;
Бехтерєва М.К., Іванова В.В. (2014). Місце бактеріофагів у терапії інфекційних захворювань шлунково-кишкового тракту. Педіатрія. 2 , 24–29;
Григор'єва Г.І., Гордєєва І.В., Кульчицька М.А., Анікіна Т.А. (2006). Ефективне застосування біологічних препаратів (пробіотики та бактеріофаги) при лікуванні корів із гострим перебігом ендометриту. Ветеринарна патологія. 1 , 52–56;
Бондаренко В.М. (2013). Механізми транслокації бактеріальної аутофлори у розвитку ендогенної інфекції. Бюлетень оренбурзького наукового центруУРО РАН (електронний журнал). 3 ;
Кременчуцький Г.М., Риженко С.О., Юргель Л.Г. (2008). Явлення транслокації E.coli(Hem +, Str r). Праці XVI Міжнародної конференції «Нові інформаційні технологіїу медицині, біології, фармакології, екології». 250–251;
Кутовий А.Б., Василишин Р.Й., Мешалов В.Д., Кременчуцький Г.М. (2002). Ентерально органу транслокація бактерій та генералізація інфекційного процесу в експерименті. Вісник наукових досліджень. 2 , 121–123;
Шарун О.В., Нікуліна О.О., Кременчуцький Г.М. (2005). Порівняльний аналіз біологічних властивостей аерококів, виділених із різних екологічних ніш організму людини. Медичні перспективи. 3 , 72–78;
Зімін А.А., Васильєва Є.А., Васильєва Є.Л., Фішман К.С., Скобліков Н.Е., Кременчуцький Г.М., Мурашев А.М. (2009). Біобезпека у фаговій та пробіотичній терапії: проблеми та рішення. Вісник нових медичних технологій. 1 , 200–202..

Навколишній світ вражає різноманітністю видів його жителів. За останнім переписом цього «населення» Землі, на суші їх мешкає 6,6 млн. видів та ще 2,2 млн. – борознять океанські глибини. Кожен із видів - ланка в єдиному ланцюжку біосистеми нашої планети. З них найдрібнішими живими організмами є бактерії. Що ж людству вдалося дізнатися про ці крихітні істоти?

Що таке бактерії і де вони мешкають

Бактерії - це одноклітинні організми мікроскопічних розмірів,один з різновидів мікробів.

Їхня поширеність на Землі воістину дивовижна. Вони мешкають у льодах Арктики і на океанському дні, у відкритому космосі, в гарячих джерелах - гейзерах і найсолоніших водоймах.

Загальна вага цих «чарівних крихт», що окупували організм людини, досягає 2 кг! Це при тому, що їх розміри нечасто перевищують 0,5 мкм. Безліч бактерій населяють організм тварин, виконуючи там різноманітні функції.

Жива істота та бактерії в його організмі впливають на здоров'я та благополуччя один одного.При вимиранні якогось виду тварин гинуть і притаманні лише їм бактерії.

Дивлячись на них зовнішній виглядТільки залишається дивуватися винахідливості природи. Ці «чарівники» можуть мати паличкоподібну, сферичну, спіралеподібну та інші форми. При цьому більшість з них безбарвна,лише рідкісні види пофарбовані в зелений та пурпуровий вигляд. Причому протягом мільярдів років вони змінюються лише внутрішньо, які зовнішній вигляд залишається незмінним.

Першовідкривач бактерій

Першим дослідником мікросвіту став голландський натураліст Антоні Ван Левенгук.Його ім'я прославилося завдяки заняттю, якому він віддавав вільний час. Він захоплювався виготовленням і досяг у цій справі дивовижних успіхів. Саме йому належить честь винаходу першого мікроскопа. По суті, це була крихітна лінза діаметром з горошину, що давала збільшення в 200-300 разів. Користуватися нею можна було, тільки притискаючи до ока.

В 1683 він виявив, а пізніше і описав «живих звірків», побачених за допомогою лінзи в краплі дощової води. Протягом наступних 50 років займався дослідженням різних мікроорганізмів, описавши понад 200 їх видів. Свої спостереження він відсилав до Англії, де сивочолові науковці в напудрених перуках тільки хитали головами, дивуючись відкриттям цього безвісного самоучка. Саме завдяки таланту і завзятості Левенгука зародилася нова наука. мікробіологія.

Загальні відомості про бактерії

За минулі століття мікробіологи дізналися про світ цих крихітних істот дуже багато. Виявилося, що саме Бактеріям наша планета зобов'язана зародженню багатоклітинних форм життя.Саме вони відіграють головну роль у підтримці кругообігу речовин Землі. Покоління людей змінюють одне одного, відмирають рослини, накопичуються побутові відходи і віджили оболонки різних істот - все це утилізується і за допомогою бактерій розкладається у процесі гниття. А хімічні сполуки, що при цьому утворюються, повертаються в навколишнє середовище.

А як співіснує людство та світ бактерій? Обмовимося, що існують бактерії «погані та добрі». «Погані» бактерії повинні у поширенні величезної кількостіхвороб, починаючи від чуми та холери до звичайного кашлюку та дизентерії. Попадають вони в наш організм повітряно-краплинним шляхом, разом із їжею, водою та через шкірні покриви. Ці підступні попутники можуть мешкати в різних органах, і поки наш імунітет із ними справляється, вони ніяк себе не проявляють. Вражає швидкість їхнього розмноження. Кожні 20 хвилин їх кількість подвоюється. Це означає, що один єдиний патогенний мікроб, що за 12 годин породжує багатомільйонну арміютаких самих бактерій, які атакують організм.

Існує ще одна небезпека, яку несуть бактерії. Вони викликають отруєннялюдей, які споживають зіпсовані продукти - консерви, ковбасні виробиі т.д.

Поразка у переможній війні

Великим проривом у боротьбі з хвороботворними бактеріями було відкриття 1928 року пеніциліну- Першого у світі антибіотика. Цей клас речовин здатний пригнічувати зростання та розмноження бактерій. Перші успіхи застосування антибіотиків були величезними. Вдавалося виліковувати захворювання, які раніше закінчувалися летальним кінцем. Однак бактерії виявили неймовірну пристосованість і вміння видозмінюватися таким чином, що антибіотики виявлялися безпорадними в боротьбі навіть з найпростішими інфекціями. Ця здатність бактерій до мутації стала справжньою загрозою для здоров'я людейі призвела до появи невиліковних інфекцій (викликаних супербактеріями).

Бактерії, як союзники та друзі людства

Тепер поговоримо про «хороші» бактерії. Еволюція тварин та бактерій відбувалася паралельно. Будова та функції живих організмів поступово ускладнювалися. "Не дрімали" і бактерії. Тварини, включаючи людину, стають їхнім будинком. Вони поселяються у роті, на шкірі, у шлунку та інших органах.

Більшість їх надзвичайно корисна, оскільки допомагає перетравленню їжі, бере участь у синтезі деяких вітамініві навіть оберігає нас від своїх хвороботворних побратимів. Неправильне харчування, стреси та безладний прийом антибіотиків можуть стати причиною порушення мікрофлори, що обов'язково позначається на самопочутті людини.

Цікаво, що бактерії чуйно реагують на смакові уподобання людей.

У американців, які традиційно споживають висококалорійну їжу (фастфуди, гамбургери), бактерії здатні перетравлювати їжу з високим змістомжирів. А в деяких японців кишкові бактерії адаптовані на травлення водоростей.

Роль бактерій у господарській діяльності людини

Використання бактерій почалося ще до того, як людство дізналося про їхнє існування. З давніх-давен люди виготовляли вино, заквашували овочі, знали рецепти приготування кефіру, кисле молоко і кумису, виробляли сир і сири.

Значно пізніше було з'ясовано, що у всіх цих процесах беруть участь крихітні помічники природи - бактерії.

У міру поглиблення знання про них їх застосування розширювалося. Їх «навчили» боротися зі шкідниками рослин та збагачувати ґрунт азотом, силосувати зелені корми та очищати стічні води, в яких вони буквально пожирають різні органічні залишки.

Замість епілогу

Отже, людина та мікроорганізми є взаємозалежними частинами єдиної природної екосистеми. Між ними, поряд із конкуренцією у боротьбі за життєвий простір, існує взаємовигідне співробітництво (симбіоз).

Щоб відстояти себе як вид, ми повинні оберігати свій організм від вторгнення хвороботворних бактерій, а також надзвичайно обережно ставитись до застосування антибіотиків.

Поруч із мікробіологи працюють над розширенням сфери застосування бактерій. Прикладом є проект зі створення світлочутливих бактерій та їх застосування для виробництва біологічної целюлози. Під впливом світла виробництво починається, а за його виключення - виробництво зупиняється.

Організатори проекту впевнені, що органи, створені з цього натурального біологічного матеріалу, не відчуватимуть відторгнення в організмі. Запропонована методика відкриває перед світом дивовижні можливостіу створенні медичних імплантів.

Якщо це повідомлення тобі стало в нагоді, буду рада бачити тебе