Польза и вред бактерий гниения

Смрад выгребных ям и свалок, гниющие органические останки – все это вызывает у людей стойкое чувство отвращения. Но, когда первая реакция проходит, и включается здравый смысл, приходит понимание, что это обязательный процесс жизни. За любым гниением можно увидеть зарождающуюся новую жизнь. Это вечный круговорот веществ в природе. И как ни разнообразны живые организмы на планете, удивительно, что единственные из них, которые отвечают за разложение – это бактерии гниения.

Что разлагается

Процессы разложения – это весь спектр реакций, в результате которых сложные вещества разлагаются до простых и более стойких. Процессом гниения (аммонификацией) называют разложение до простых молекул органических веществ, содержащих азот и серу. Сходный процесс – брожение – это разложение безазотистых органических веществ – сахаров или углеводов. И тот и другой процессы осуществляют микроорганизмы. Выяснение механизма данных процессов началось с опытов Луи Пастера (1822-1895). Если же посмотреть на бактерии гниения исключительно с химической точки зрения, то мы увидим, что причинами этих процессов является нестойкость органических соединений и микроорганизмы выступают лишь как возбудители химических реакций. Но и белок, и кровь, и животные под воздействием бактерий подвергаются разным типам гниения, то главенствующая роль именно микроорганизмов неоспорима.

Изучение предмета продолжается

Гниение имеет огромное значение как в экономии природы, так и в человеческой деятельности: от технических производств до развития болезней. Прикладная бактериология родилась всего порядка 50 лет назад, трудности изучения и сегодня громадны. Но перспективы огромны:

• Гниение и брожение активно используется в различных производствах – разделение растительных веществ, растительных волокон и стебля, зерен от мякоти и многое другое. Изучение процессов и микроорганизмов сулит новые технологии.
• Удаление органики необходимо при придании прочности растительным материалам (бумаги, древесины, ткани). И новые технологии этих производств уже в пути.
• Бактерии незаменимы в технологиях генной инженерии и производстве биологических лекарств. а их способности захватывать и выводить болезнетворные организмы сулит прорыв в медицине.

  

Кто же они – эти деструкторы?

Бактерии – это целое царство одноклеточных прокариотических (не имеющих ядра) организмов, которое начитывает порядка 10 тысяч видов. Но это нам известных, а вообще предполагается существование более миллиона видов. Они появились на планете задолго до нас (3-4 миллиона лет назад), были первыми ее обитателями и во многом именно благодаря им Земля стала пригодной для развития других форм жизни. Впервые в собственноручно деланный микроскоп «анималькули» увидел в 1676 году голландский натуралист Антони ван Левенгук. Только в 1828 году они получили свое название благодаря работам Христиана Эренберга. Развитие увеличительной техники позволило Луи Пастеру в 1850 году описать физиологию и метаболизм бактерий гниения и брожения, в том числе болезнетворных. Именно Пастер, изобретатель вакцины против сибирской язвы и бешенства, читается основателем бактериологии – науки о бактериях. Второй выдающийся бактериолог – немецкий врач Роберт Кох (1843-1910), открывший холерный вибрион и туберкулезную палочку.

Такие простые и такие сложные

По форме бактерии могут быть шаровидные (кокки), прямые палочки (бациллы), выгнутые (вибрионы), спиральные (спириллы). Они могут объединяться – диплококки (два кокка), стрептококки (цепочка кокков), стафилококки (гроздь кокков). Клеточная стенка из муреина (полисахарида в соединении аминокислотами) придает форму организму и защищает содержимое клетки. Мембрана клетки из фосфолипидов может впячиваться и одержит комплексы органов движения (жгутиков). В клетках нет ядра, а в цитоплазме находятся рибосомы и кольцевая ДНК (плазмид). Органелл нет, а функции митохондрий, хлоропластов выполняют мезосомы – выпячивания мембраны. У некоторых имеются вакуоли: газовые выполняют функцию перемещения в толще воды, а в запасающих находятся гликоген или крахмал, жиры, полифосфаты.

Как они питаются

По типу питания бактерии бывают автотрофные (сами синтезируют органические вещества) и гетеротрофные (потребляют готовые органические вещества). Автотрофы могут быть фотосинтетиками (зеленые и пурпурные) и хемосинтетиками (нитрифицирующие, серобактерии, железобактерии). Гетеротрофы бывают сапротрофами (используют продукты жизнедеятельности, отмершие останки животных и растений) и симбионты (используют органику живых организмов). Гниение и брожение осуществляют сапротрофные бактерии. Для осуществления обмена веществ одним бактериям необходим кислород (аэробы), а другим он не нужен (анаэробы).

Армии нашей не счесть

Бактерии обитают везде. Буквально. В каждой капле воды, в каждой луже, на камнях, в воздухе и почве. Перечислим лишь некоторые группы:

• Почвообразующие бактерии гниения – среда обитания почва, именно они обеспечивают круговорот веществ и без них планета покрылась бы трупами.
• Азотфикирующие бактерии – усваивают азот из воздуха, симбионты бобовых растений.
• Молочнокислые – предпочитают в пищу молочные продукты.
• Группа бактерий кишечных палочек – живут в нашем кишечнике и помогают в расщеплении углеводов.
• Болезнетворные – это все бактерии-возбудители заболеваний.
• Метанобактерии – бактерии, которые сделали для нас тот самый метан, на котором вы подогреете борщ.

  

Оптимальные условия

Для гниения необходимы определенные условия, и именно лишение бактерий этих условий лежит в основе нашей кулинарии (стерилизация, пастеризация, консервирование и так далее). Для интенсивного процесса гниения необходимо:

• Наличие самих бактерий.
• Внешние условия – влажная среда, температура +30-40 °С.

Варианты возможны различные. Но вода является неотъемлемым атрибутом гидролиза органических веществ. А ферменты работают только в определенном температурном режиме.

Главные аммонификаторы

Бактерии гниения, живущие в почве земли, это самая распространенная группа прокариот. Они играют важную роль в круговороте азота и возвращают в почву минеральные вещества (минерализуют) так необходимые растениям для процессов фотосинтеза. Форма бактерий, их отношение к наличию кислорода и способы питания разнообразны. Основные представители данной группы это спорообразующие клостридии, бациллы и неспорообразующие энтеробактерии.

Этапы разложения органики

Стадии разложения органических веществ бактериями гниения с химической точки зрения довольно сложны. В целом этот процесс осуществляется следующим образом:

• Метаболизм бактерий (ферментативная составляющая) основан на их возможности разорвать связи в молекулах азотсодержащих органических соединений. В процессе своего питания они захватывают белки и аминокислоты.
• В конечном итоге при воздействии ферментов-протеаз, в процессе гидролиза они разлагают их до простых неорганических веществ.
• Продукты. Полученные в результате этих химических реакций идут на постройку собственного организма и используются для накопления энергии в виде аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ).

  

Сенная палочка

Самая изученная бактерия – Bacillus subtilis, очень эффективный аммонификатор. Лучше нее изучена только кишечная палочка (Escherichia coli), наш кишечный симбионт. Сенная палочка – это аэробная бактерия гниения. На ее поверхности находятся ферменты-катализаторы протеазы, выработанные бактерией и используемые для получения жизненной энергии. Протеазы вступают в реакции гидролиза с белками внешней среды и разрушают его пептидные вязи с высвобождением начала крупных цепочек аминокислот, а потом все более мелких. Все, что ей необходимо, поступает в клетку, а что не нужно, отдается. И остаются токсичные вещества – сероводород и аммиак. Именно из-за этих газов места обитания сенных палочек так неприятно пахнут.

Наши соседи

В нашем кишечнике живет примерно 50 триллионов различных микроорганизмов, это где-то два килограмма. А это в 1,5 раза больше, чем общее количество клеток всего организма человека. И кто здесь хозяин, а кто симбионт? Это, конечно, шутка. Но среди этого многообразия соседей есть и бактерии гниения. Польза и вред для организма от них зависит от их количества и патогенности. В нашей ротовой полоти обитает до сорока тысяч бактерий. Кислую среду нашего желудка могут выдержать лактобациллы, некоторые стрептококки и сарцины. В двенадцатиперстную кишку выделяется сок поджелудочной железы с агрессивными пищеварительными ферментами (липазы и амилазы) и делают ее почти полностью стерильной.

В тонком и толстом кишечнике среда щелочная, тут сосредоточена вся масса микрофлоры. Именно тут бактерии помогают нам усваивать витамины (бифидобактерии), синтезировать витамины (К и В) и подавлять патогенную флору (кишечная палочка), расщеплять крахмал и целлюлозу, белки и жиры (аммонифицирующие бактерии) и это далеко не весь список полезных функций наших соседей. С калом каждый человек выделяет порядка 18 миллиардов бактерий, а это больше, чем людей на всей планете. Но те же бактерии могут при определенных условиях вызвать болезни. Именно поэтому многие из них считаются условно патогенными.

Значение бактерий гниения

Первые живые организмы этой планеты, самые эффективные в части занятия всех существующих на планете Земля экологических ниш – бактерии. Они минерализуют почву, делая ее плодородной. Возвращают в круговорот неорганические вещества. Утилизируют трупы и продукты жизнедеятельности всех живых организмов планеты. Обеспечивают человечество природными ресурсами. Делают нашу жизнь легче и помогают в усвоении пищевых компонентов. Этот список можно продолжать еще долго. Конечно, негативное значение гнилостных бактерий также велико. Но природа знала, что делала и наша задача на этой планете не нарушить то хрупкое равновесие, к которому пришел за эти почти четыре миллиона лет мир вокруг нас.

О том, что микробы могут быть злейшими врагами человека, причиной многих болезней, знают все. А вот о том, что среди микробов есть и друзья, подлинные стражи нашего здоровья, многие почему-то забывают. И порой расплачиваются за это длительным изнуряющим недугом — дисбактериозом.

Роль бактерий, живущих в кишечнике

Несметное множество микробов, в том числе и весьма полезных, обитает в организме человека. Особенно многочисленно и разнообразно микробное «население» (микрофлора) кишечника.

Важнейшие постоянные обитатели кишечника — молочнокислые бактерии и кишечная палочка — выполняют очень полезную и большую работу.

• Помогают переваривать пищу — вырабатывают пищеварительные ферменты, которые расщепляют белки, углеводы и некоторые другие вещества.
• Держат «под пятой», не дают активизироваться микробам, вызывающим нежелательные процессы гниения.
• Снабжают организм витаминами собственного производства, в частности группы В и витамином К2, необходимым для синтеза протромбина.
• И что поистине неоценимо — защищают человека от многих инфекционных заболеваний, активно препятствуя размножению их возбудителей, попавших в кишечник с пищей или водой.

Откуда берутся Бактерии в организме?

Микробы заселяют кишечник человека уже через несколько часов после его рождения. У детей, вскармливаемых материнской грудью, микрофлору составляет преимущественно одна разновидность молочнокислых бактерий — бифидобактерии. Другие обязательные представители микробного заселения, в том числе кишечная палочка, пока присутствуют в незначительных количествах.

Именно бифидобактерии, вырабатывающие молочную и уксусную кислоты, создают кислую среду, которая губительно действует на болезнетворных микробов, например, на возбудителей дизентерии, сальмонеллеза. Поэтому дети, питающиеся грудным молоком, более устойчивы к кишечным инфекциям, чем малыши, находящиеся на искусственном вскармливании.

По мере введения прикорма и расширения рациона ребенка микробный пейзаж его кишечника становится более разнообразным и пестрым, в частности, увеличивается число ацидофильных (другая разновидность молочнокислых бактерий) и кишечных палочек, и они начинают несколько теснить бифидобактерии.

После того, как дети перестают получать грудное молоко и целиком переходят на обычные продукты питания, соотношение между различными представителями микробной флоры становится таким же, какое бывает у взрослых. Кишечная, ацидофильная палочки и бифидобактерии становятся равноправными партнерами.

А если ребенок с первых дней жизни находится на искусственном вскармливании. Такая микрофлора формируется сразу.

Дисбактериоз как выглядит

Причины изменения микрофлоры

У здорового человека состав микробной флоры кишечника в основном постоянен. Соотношение между различными ее представителями может незначительно колебаться лишь в зависимости от режима питания, времени года, условий труда и быта.

Однако микробная флора весьма чувствительна к неблагоприятным воздействиям. Под их влиянием нарушается веками сложившееся биологическое равновесие и происходят резкие сдвиги: основных обитателей кишечника вытесняют активизировавшиеся гнилостные микробы, стафилококки, болезнетворные грибы рода Кандида.

Причем полезные микробы не только оказываются в меньшинстве, но и теряют свои ценные свойства, а порой даже приобретают вредные. В результате возникает болезненное состояние — дисбактериоз, для которого характерно расстройство деятельности кишечника, сопровождающееся чаще всего болью в животе, жидким стулом, скоплением газов.

Дисбактериоз может развиться вследствие острых инфекционных заболеваний и прежде всего кишечных — дизентерии, брюшного тифа, пищевых токсикоинфекций, например, сальмонеллеза.

Причем дисбактериоз вызывают не только сами возбудители болезни. Размножению и активизации вредных представителей микрофлоры способствует и возникающее в этих случаях воспаление слизистой оболочки кишечника. А развившийся дисбактериоз, в свою очередь, поддерживает воспалительный процесс.

Именно поэтому некоторые заболевания, в частности дизентерия, сальмонеллез, могут принять затяжной, хронический характер.

Чем опасны антибиотики

Когда появились антибиотики, можно было ожидать, что проблема дисбактериоза будет решена. Однако этого не произошло. Наоборот, он стал возникать чаще, причем даже у тех людей, которые не болели кишечными инфекциями и принимали антибиотики по другому поводу.

Дело в том, что эти препараты, как выяснилось, не только убивают болезнетворных микробов, но и губительно действуют на нормальную микрофлору кишечника. Кишечная палочка, например, лишается подвижности, утрачивает способность вырабатывать пищеварительные ферменты, а это как раз и влечет за собой расстройства функции кишечника. Кроме того, кишечная палочка приобретает свойство разрушать красные кровяные клетки (эритроциты) и вырабатывать токсические вещества, отравляющие организм.

Не менее чувствительны к воздействию лекарств и молочнокислые бактерии. Уменьшение их численности, а тем более полное отсутствие также неблагоприятно отражается на деятельности кишечника.

Когда антибиотики применяют рационально, побочное действие удается свести к минимуму. Но подлинным бедствием становится самолечение этими мощными препаратами.

Некоторые матери, например, однажды убедившись в эффективности антибиотиков, пытаются с их помощью побороть начавшийся у ребенка понос. Как только расстройство прекращается, лечение обрывают; стоит ребенку вновь почувствовать себя плохо, и мать немедленно ищет в своей аптечке очередную таблетку.

Даже если в антибиотике действительно была необходимость, такое беспорядочное лечение не дает результата, не уничтожает до конца болезнетворных микробов. А по микробам полезным наносится удар, который раз за разом становится все более чувствительным.

Измененная микрофлора перестает выполнять роль барьера, и слизистая оболочка кишечника становится беззащитной перед различными болезнетворными микробами. Поэтому люди, страдающие дисбактериозом, более подвержены острым кишечным инфекциям, которые нередко принимают затяжной, хронический характер.

У многих людей, перенесших, например, дизентерию, долгое время бывает нарушена работа кишечника, хотя возбудителей заболевания не обнаруживают.

Можно ли вылечить дисбактериоз кишечника?

Поддерживаемые дисбактериозом расстройства обычно очень упорны. Их часто не удается устранить ни медикаментами, ни диетой. Для этого есть лишь одно средство: восстановить нормальную микрофлору кишечника, снова заселить его «законными» обитателями.

Еще в конце 19 века великий отечественный ученый И. И. Мечников рекомендовал употреблять молоко, заквашенное молочнокислыми бактериями, которые подавляют рост гнилостных бактерий. Он надеялся, что таким образом удастся добиться оздоровления организма и даже продления жизни.

Идея Мечникова об использовании антагонизма между микробами натолкнула на мысль о создании специальных препаратов, способных восстанавливать нарушенное равновесие микрофлоры. История их создания представляет собой одну из увлекательных страниц микробиологии. Ведь не так просто «приручить» микробов, облечь их в удобную для хранения и применения форму.

В последние годы в нашей стране и за рубежом выпускаются эффективные биологические препараты из живых микробов, входящих в состав нормальной микробной флоры кишечника человека. Некоторые из этих препаратов содержат по два-три вида полезных микробов. С их помощью удается добиться нормализации микробной флоры кишечника.

Лечение проктолог назначает в зависимости от результатов бактериологического исследования. Длительность применения биологических препаратов определяется выраженностью дисбактериоза.

Функция кишечника улучшается обычно раньше, чем полностью восстанавливается кишечная флора. Однако это улучшение может быть нестойким — полное выздоровление наступает только после того, как восстановится нормальное соотношение между отдельными представителями микробов, обитающих в кишечнике.

Профилактика дисбактериоза — это и профилактика кишечных инфекций, и правильное вскармливание детей, и прежде всего категорический отказ от самолечения антибиотиками и другими медикаментами.

Поделиться ссылкой: