Baktérie

Baktérie
Kľúčové pojmy: prokaryotická bunka, bunková stena, aeróbne, anaeróbne, autotrofné, heterotrofné, chemoautotrofné, hľuzkovité, symbiotické baktérie, infekčné choroby, alimentárna nákaza, antibiotiká, rezistencia, cyanobaktérie.
Baktérie tvoria rôznorodú skupinu mikróbov. Obývajú rozličné biotopy, sú
vo vzduchu, vo vode v pôde, na povrchu, aj vo vnútri organizmov. Mnohé žijú v extrémnych podmienkach.

Na rozdiel od vírusov majú bunkovú organizáciu tela. Ich bunka je jednoduchá, označuje sa ako prokaryotická bunka. Takáto bunka nemá pravé jadro, má najčastejšie jednu kruhovú molekulu DNA, ktorá je uložená voľne v cytoplazme. Okrem DNA sú v cytoplazme iba základné bunkové organely a súčasťou niektorých je aj RNA. Bunka je ohraničená od svojho prostredia bunkovými povrchmi:

- cytoplazmatickou membránou
- bunkovou stenou
- slizovým puzdrom

Na pohyb im môžu slúžiť bičíky alebo brvy.

Tvar baktérií:
- guľatý – koky
- streptokoky sú zoskupené do retiazky
- stafylokoky do strapcov
- diplokoky sú zoskupené do dvojíc

- tyčinkovitý – bacily
- tvar prehnutej tyčinky - vibriá
- špirálovitý

- spirily
- spirochéty

- vláknitý - aktinomycéty

 Veľkosť baktérií:
- priemerne 1 až 5 µm (mikrometrov)
- niektoré, najmä vo vode žijúce aj niekoľko desiatok až niekoľko stoviek µm
- najväčšie až 500 µm

Baktérie môžu byť:
- heterotrofné– saprofyty, parazity
- autotrofné- organické zlúčeniny si vyrábajú sami z CO2, podľa toho aký zdroj energie na to používajú môžu byť:
- fotoautotrofné- zdrojom energie je svetlo (sinice)
- chemoautotrofné- zdrojom energie je chemická energia (sírne baktérie, železité baktérie, nitrifikačné baktérie, metánové baktérie)

 Symbioticky žijúce baktérie:
- hľúzkové baktérie – spolunažívajú s rastlinami z čeľade bôbovité, sú schopné viazať atmosférický dusík a premieňať ho na dusíkaté zlúčeniny
- probiotické baktérie– (pro bios = dobré pre život) osídľujúsliznice ústnej dutiny, tráviacej sústavy, dýchacej sústavy, pošvu žien.

Podľa nárokov na kyslík  baktérie môžu byť:
- aeróbne– potrebujú na svoj život kyslík
- anaeróbne– kyslík na svoj život nepotebujú, dokážu žiť v prostredí
bez kyslíka

Optimálna mikroflóra čreva pomáha neutralizovať účinky niektorých rakovinotvorných látok, ktoré vznikajú pri trávení potravín s vysokým obsahom bielkovín. Prirodzeným prostredím probiotík  sú kyslomliečne výrobky – jogurty, zakysanky, netermizovaná bryndza, ktoré obsahujú baktérie mliečneho kvasenia (laktobacily, bifidobaktérie). Účinok probiotík spočíva v znížení pH, pretože kyslejšie prostredie bráni množeniu väčšiny choroboplodných zárodkov. Pomáhajú udržať rovnováhu mikroorganizmov v prostredí a posilňujú imunitný systém v boji s patogénmi. Slúžia na prevenciu a regeneráciu pôvodnej mikroflóry oslabenej napr. dlhodobou liečbou antibiotikami. Probiotiká produkujú vitamíny skupiny B a vitamín K. Uľahčujú vstrebávanie a lepšie využitie nielen vitamínov, ale aj minerálnych látok z potravy.
 
Baktérie študuje bakteriológia. Jej zakladateľmi sú napr. francúzsky biochemik Luis Pasteur a nemecký lekár Róbert Koch. Obaja sú priekopníkmi najmä v oblasti lekárskej mikrobiológie. Pasteur vedecky opísal príčiny takých chorôb ako besnota, antrax (infekčné ochorenie oviec a hovädzieho dobytka, ktoré môže byť zdrojom nákazy aj pre človeka) a cholera. Navrhol účinnú prevenciu – profylaxiu – vyrobil prvé očkovacie látky (vakcíny) a protilátky. Významne prispel aj k rozvoju priemyselnej bakteriológie zavedením pasterizácie (rýchle zahriatie medziproduktov kvasenia na vysokú teplotu).
 
Baktérie sú pôvodcami mnohých ochorení:
- bežných– angína, zápal hrdla, nádcha, zubný kaz
- závažných– zápal pľúc, tetanus, týfus, bakteriálny zápal mozgových blán

Mnohé ochorenia sa už bežne nevyskytujú vďaka očkovaniu a iné sa dajú dobre liečiť vďaka účinným liekom. V minulosti sa vyskytovali v epidémiách a často končili smrteľne také ochorenia ako napr. šarlach, škvrnitý týfus, záškrt. Šarlach sprevádzali horúčky, celková nevoľnosť, bolesť hlavy, prípadne zvracanie. Škvrnitý týfus preriedil Napoleonove vojská v roku 1812  pri výprave do Ruska. Záškrt brzdil tvorbu bielkovín (teda aj protilátok) v bunkách, dusil najmä detských pacientov a spôsoboval ochrnutie nervov i srdca.

Dnes sa často stretávame s tzv. alimentárnymi (potravinovými) nákazami. Zdrojom nákazy sú potraviny, v ktorých sa premnožili patogénne baktérie. Najčastejšou príčinou premnoženia je nedostatočná tepelná úprava potravín, zlá hygiena, znečistená voda. Najčastejšie sú zdrojom nákazy také potraviny ako párky, mäsové konzervy, nepasterizované mliečne výrobky, vajcia a potraviny obsahujúce tepelne neupravené vajcia ako majonézy, zmrzliny, krémy, zákusky. Najviac sú rozšírené alimentárne nákazy spôsobené týmito baktériami:

- Baktérie rodu Salmonella (existuje až 120 typov týchto baktérií) – Salmonelové infekcie sa prejavia do 48 hodín od konzumácie kontaminovanej potraviny. Spravidla týždeň sa prejavujú žalúdočnými problémami, hnačkami a horúčkami. Medzi ťažké formy salmonelózy patrí  týfus.

Najväčšie riziko nákazy predstavuje mleté mäso, mäsové a vaječné výrobky (majonézy, zákusky, krémy), zmrzliny, plody mora, syry, maslo, nepasterizovaná smotana. Kontaminované môžu byť aj potraviny určené na priamu spotrebu, napr. naklíčené semená, nakrájané ovocie, nepasterizované ovocné a zeleninové šťavy.
 
- Listeria monocytogenes– je veľmi odolná a všade rozšírená  (pôda, voda, rastliny, fekálie), pre človeka nebezpečná patogénna baktéria. Napáda bunky imunitného systému, čo sa prejavuje vysokými horúčkami alebo zdurením lymfatických uzlín.

 Listeria môže vyvolať aj zápal mozgových blán, ktorý spôsobuje úmrtnosť až 70% . U tehotných žien môže vyvolať potrat alebo predčasný pôrod. Prevenciou je najmä dodržiavanie tepelnej úpravy a hygieny jedál (jedlo treba zahrievať nad 70 °C a uskladňovať pod 5 °C).

Pôvodca botulinizmu sa môže nachádzať v mäsových konzervách, klobásach apod. Otrava botulotoxínom však nie je častá. Niektoré baktérie (a mikroskopické huby) pomáhajú nohé choroby liečiť látkami, ktoré sami produkujú. Tieto látky, keďže už v nepatrných dávkach a koncentráciách zastavujú rast alebo usmrcujú živých pôvodcov ochorení (patogénne baktérie), sa nazývajú – antibiotiká. Prelom v liečení bakteriálnych ochorení antibiotikami nastal po objave penicilínu Alexandrom Flemingom, Ktorý za svoj objav dostal v roku1945 Nobelovu cenu. Antibiotiká spôsobili prevrat v liečbe bakteriálnych infekcií.

Dnes je dostupných viac ako 200 rozličných antibiotík (napr. penicilín, cefalosporín, erytromycín, streptomycín a desiatky nových odvodených z iných mikrobiálnych kmeňov). Sú neúčinné voči vírusovým (napr. bežnej nádche) a hubovitým (napr. plesňovité ochorenia) infekciám.

Súčasná medicína mení stratégiu boja s infekčnými chorobami. Utlmuje liečbu antibiotikami a zdôrazňuje prevenciu. Významnú úlohu pritom zohrávajú probiotiká a podpora prirodzenej odolnosti človeka voči infekciám. Napriek tomu antibiotiká patria k najčastejšie podávaným liekom. Ich časté predpisovanie už pri bežnej chrípke či nádche, alebo nesprávne užívanie, keď pacient nedoberie predpísanú dávku, vedú k rezistencii (odolnosti) baktérií voči antibiotikám. Antibiotikum nedokáže baktérie usmrtiť. Dôsledkom je, že ochorenia ako tuberkulóza, kvapavka, malária, detské zápaly ucha a ďalšie vážne ochorenia, sú dnes paradoxne ťažšie liečiteľné, ako to bolo pred desaťročiami.

Rezistetné baktérie obsahujú gén pre bielkoviny, ktoré ich chránia pred účinkami antibiotík. Tieto gény vznikajú mutáciou alebo ich baktérie získavajú od iných baktérií. Takéto gény sa nachádzajú v malej molekule DNA, ktorá sa nazýva plazmid. Plazmid sa ľahko šíri z jednej baktérie do druhej. Množstvo ľudských patogénov (choroboplodných zárodkov) získalo postupne gény, ktoré ich chránia pred všetkými v súčasnosti používanými antibiotikami. Takéto multirezistenté druhy sú bežné najmä v nemocniciach, v ktorých sa často aplikujú antibiotiká preventívne. Tie nepriaznivo ovplyvňujú prirodzenú symbiózu človeka s nepatogénnymi, probiotickými baktériami a v procese liečenia ich likvidujú rovnako úspešne ako pôvodcov ochorenia. Výsledkom je znížená odolnosť organizmu voči infekciám a alergénom.

Sinice - cyanobaktérie

Sinice sú fotoautorofné baktérie. Sú najstaršie organizmy na Zemi, ktoré boli schopné fotosyntézy. Ich telo tvorí jednobunková alebo vláknitá stielka. Často vytvárajú slizom pospájané kolónie. V cytoplazme majú okrem kruhovej molekuly DNA aj farbivá, ktoré potrebujú k fotosyntéze:

-  zelený chlorofyl
-  modrý fykocyanín
-  červený fykoerytrín

Sinice sa vyskytujú v najrozmanitejších biotopoch – v sladkých  aj slaných vodách, vlhkej pôde, na mokrom dreve. Sú odolné aj voči vysokým (75°C – 80°C) aj nízkym teplotám (okolo 0°C). V zmenenom fyziologickom stave prežívajú aj pri extrémne nízkych a vysokých teplotách.
Vo vodných biotopoch sú významnou zložkou fytoplanktónu. Pri premnožení sú však škodlivé. Vytvárajú tzv. vodný kvet. Nádrže s vodným kvetom nie sú vhodné na kúpanie. Obsahujú niektoré cyanobaktérie (Mycrocystis, Anabena), ktoré produkujú látky schopné podráždiť kožu. Tieto látky môžu byť toxické aj pre rôzne živočíchy. Niektoré sinice patria pôdnym mikroorganizmom (Nostoc).
 
Zhrnutie
Baktérie sú jednobunkové, prokaryotické organizmy. Majú len základné bunkové organely a genetický materiál (nukleové kyseliny), ktorý zabezpečuje ich život.. Pohybujú sa pomocou bičíkov alebo bŕv. Môžu tvoriť cysty alebo spóry. Majú rozmanitý tvar, typický pre jednotlivé druhy. Sú autotrofné a heterotrofné, aeróbne a anaeróbne. Patogénne baktérie sú pôvodcami infekčných ochorení. Prevenciou je najmä očkovanie. Alimentárne nákazy sú otravy z kontaminovaného jedla, sprevádzané hnačkami, horúčkami a bolesťami žalúdka. Prevenciou je dôkladná tepelná úprava potravín a dodržiavanie hygieny. Bakteriálne ochorenia sa liečia antibiotikami, t. j. výlučkami mikroskopických húb alebo baktérií. Časté a nesprávne užívanie antibiotík môže viesť k vzniku rezistencie na antibiotiká. Náhradou za liečenie antibiotikami môžu byť probiotiká, symbiotické, zdraviu prospešné baktérie, ktoré sú dôležitým prostriedkom prevencie. Cyanobaktérie sú fotosyntetizujúce, rastlinám podobné baktérie. Tvoria fytoplanktón, môžu spôsobovať aj vážne kožné ochorenia a zápaly.