- 10 pożytecznych bakterii dla ludzi
- Bifidobacterium animalis
- Co to są probiotyki?
- W jaki sposób „dobre” bakterie stają się „złe”?
- Bibliografia
Niektóre pożyteczne bakterie dla ludzi to między innymi Escherichia coli, E. coli, Bacteroides fragilices, Lactobacillus acidophilus. Bakterie są wszechobecnymi i licznymi mikroskopijnymi organizmami prokariotycznymi. Znajdziemy je w różnych rozmiarach i kształtach.
Jeśli chodzi o ich relacje z ludźmi, mogą one przynieść pozytywne, negatywne lub neutralne konsekwencje, w zależności od gatunku oraz warunków biotycznych i abiotycznych środowiska, w którym się rozwijają.
Źródło: pixabay.com
Ludzie ewoluowali przez miliony lat wraz z mikroorganizmami, które zamieszkują wewnętrzne i zewnętrzne części naszych ciał, co ma ważne konsekwencje.
Wiele gatunków bakterii ma korzystne konsekwencje dla nas, którzy są ich żywicielami. Wśród nich mamy między innymi odporność na zjadliwe bakterie, trawienie składników odżywczych, utrzymanie optymalnego pH, produkcję substancji hamujących, takich jak antybiotyki.
Brak równowagi w ludzkiej biocie drobnoustrojów jest powiązany z wieloma stanami, takimi jak stany zapalne, stwardnienie rozsiane, cukrzyca, alergie, otyłość, astma, a nawet rak i autyzm. Dlatego konieczne jest poznanie „zdrowego” stanu tego biomu, tak różnorodnego i obfitego.
W tym artykule omówimy 10 bakterii, które są korzystne dla ludzi, opisując je i podkreślając ich rolę w naszym samopoczuciu.
10 pożytecznych bakterii dla ludzi
Kiedy słyszymy termin „bakteria”, kojarzenie go z pojęciem negatywnym jest prawie nieuniknione. Często natychmiast kojarzymy bakterie z katastrofalną chorobą.
Nieustannie staramy się, aby nasz organizm i środowisko były „wolne od bakterii” i innych mikroorganizmów za pomocą środków przeciwbakteryjnych i detergentów, aby utrzymać nasze zdrowie w optymalnym stanie.
Jednak ten negatywny obraz bakterii musi zostać zmodyfikowany. Chociaż prawdą jest, że wiele bakterii jest przyczyną wielu patologii, inne przynoszą ogromne korzyści dla naszego zdrowia, ponieważ są niezbędne.
Naukowcy oszacowali udział bakterii w naszym organizmie i odkryli przytłaczającą liczbę: na każdą komórkę przypada około 10 bakterii. Oznacza to, że ilościowo jesteśmy bardziej bakteriami niż ludźmi.
Pod względem masy bakterie stanowią znikomą część. Jednak jeśli chodzi o geny, jako organizm mamy 99% genów bakteryjnych i tylko 1% genów ludzkich. Dlatego bakterie odgrywają bardzo ważną rolę w różnych aspektach naszego życia, w tym w trawieniu, odporności i ochronie przed chorobami.
Ta astronomiczna liczba bakterii utrudnia wybór zaledwie 10 z nich, ale przeanalizujemy najsłynniejszą literaturę naukową:
Escherichia coli
Escherichia coli. Źródło: NIAID, za pośrednictwem Wikimedia Commons
W laboratoriach biologicznych - a także w powszechnej wiedzy - E. coli zajmuje ważne miejsce, będąc najbardziej znanym organizmem na całej planecie. Jest nie tylko przydatny jako model badawczy w biologii molekularnej i genetyce, ale jest również przydatny w naszych ciałach.
Obecność E. coli została powiązana z produkcją witaminy K i witaminy B12, które są bardzo ważnymi wymaganiami dla żywiciela będącego ssakiem. Ponadto zużywa tlen z jelita, utrzymując odpowiednie środowisko dla swoich beztlenowych towarzyszy. Wreszcie, w sposób konkurencyjny wyklucza drobnoustroje chorobotwórcze.
Eubacterium
Rodzaj Eubacterium, podobnie jak E. coli, jest symbiotycznym mieszkańcem naszego przewodu pokarmowego. Przyczynia się do produkcji witaminy K, witaminy B12, kwasu foliowego i biotyny. Ważnymi producentami tych związków witaminowych są również inne rodzaje bakterii.
Bakterioidy
Bacteroides to jedna z największych linii bakterii, które pojawiły się w procesie ewolucji. Gatunki te charakteryzują się tym, że są pałeczkami o metabolizmie beztlenowym, nie tworzą zarodników i reagują negatywnie na barwienie metodą Grama.
Bakterie te zaczynają tworzyć część naszej mikrobioty od bardzo wczesnych etapów naszego życia, ponieważ są przenoszone drogą pochwową podczas porodu, z matki na dziecko.
Występują jako normalni mieszkańcy przewodu pokarmowego. Bacteroides mają zdolność fermentacji węglowodanów, wytwarzając szeroką gamę lotnych kwasów tłuszczowych, które gospodarz może ponownie wchłonąć i wykorzystać jako energię.
Badania wykazały, że zwierzęta pozbawione bakterii w przewodzie pokarmowym potrzebują o 30% więcej energii, ponieważ nie mają tych mikroorganizmów, które przyczyniają się do wytwarzania przyswajalnych związków.
Stwierdzono również, że kolonizacja przez Bacteroides, takie jak Bacteroides fragilices, ma kluczowe znaczenie dla funkcjonowania układu odpornościowego u ssaków.
Lactobacillus
Lactobacillus acidophilus
Istnieje ponad 80 gatunków należących do tego rodzaju bakterii. Ten rodzaj jest ważnym przedstawicielem typu Firmicutes. W szczególności gatunek L. acidophilus jest mutantem zamieszkującym nasze jelita i pomaga w trawieniu pokarmu.
W wyniku metabolizmu wytwarza kwas mlekowy i nadtlenek wodoru, pomagając w utrzymaniu przewodu pokarmowego w stanie wolnym od patogennych mikroorganizmów.
Ponadto przyczyniają się do trawienia węglowodanów, które nie są strawne (celuloza, peptyny itp.) I są kluczowym źródłem energii w okrężnicy.
Ta bakteria jest obecna w sfermentowanej żywności, takiej jak jogurt, i jest stosowana jako probiotyk. Ten temat zostanie omówiony później. Spożywanie tych organizmów jest szczególnie skuteczne u pacjentów z nietolerancją laktozy, ponieważ pomaga w trawieniu tego węglowodanu.
Ten rodzaj występuje również w błonie śluzowej pochwy, pomagając w utrzymaniu kwaśnego pH. Kwasowość pomaga powstrzymać patogeny, takie jak grzyby Candida.
Staphylococcus
Staphylococcus epidermidis
Mikrobiota skóry w znacznym stopniu przyczynia się do zdrowia gospodarza i pomaga chronić go przed wieloma różnymi potencjalnymi infekcjami. Jednym ze sposobów jest produkcja bakteriocyn, substancji przeciwdrobnoustrojowych syntetyzowanych przez rybosomy bakterii.
Bakteriocyny to stabilne termicznie peptydy, które mogą mieć różne widma zabijania mikroorganizmów.
Brak równowagi w składzie mikrobiologicznym skóry jest związany z rozwojem chorób, takich jak łuszczyca, zapalenie skóry i trądzik.
Bakterie z rodzaju Staphylococcus są dominującymi mieszkańcami skóry. Chociaż niektóre są potencjalnie patogenne, określona grupa jest częścią pożytecznej mikroflory i pomaga w produkcji substancji przeciwdrobnoustrojowych, takich jak gatunki S. gallinarum, S. epidermidis i S. hominis.
Innym przykładem jest S. lugdunensis. Bakteria ta została wyizolowana z jamy nosowej i doprowadziła do odkrycia nowego antybiotyku. Zatem badanie pożytecznych bakterii może prowadzić do rozwoju medycyny.
Paciorkowiec
Bakterie z rodzaju Streptococccus są generalnie związane z chorobami, jednak gatunek S. thermophilus jest pożytecznym drobnoustrojem.
Ta bakteria nie ma zdolności poruszania się, ale fermentacji. Jak sama nazwa wskazuje, jest w stanie wytrzymać wysokie temperatury.
Jeśli chodzi o jego metabolizm, może być tlenowy lub beztlenowy, w zależności od kontekstu. Znajduje się w jelicie cienkim, gdzie zaczyna fermentować. Jego obecność w przewodzie pokarmowym wspomaga trawienie węglowodanów złożonych.
Bifidobacteria
Ten rodzaj bakterii występuje naturalnie w naszym przewodzie pokarmowym. Wydaje się, że ma to znaczenie u niemowląt, częściej występuje u dzieci karmionych piersią.
Przyczynia się do trawienia pożywienia, pomagając w rozkładaniu trudno przyswajalnych związków na małe, łatwo przyswajalne cząsteczki. Dodatkowo zapobiega rozwojowi biegunki i zaparć.
Jednym z produktów ubocznych metabolicznej aktywności Bifidobacteria jest gromadzenie się gazów w jelicie.
Ten rodzaj bakterii wykazał również pozytywny wpływ na regulację układu odpornościowego, modulując ekspresję immunoglobulin IgG.
Bakcyl
Gatunek Bacillus coagulans jest zwykle przyjmowany w różnych suplementach i stwierdzono, że ma pozytywny wpływ na patologie przewodu pokarmowego, takie jak biegunka.
Lactococcus
Ten rodzaj bakterii występuje w odpowiednich ilościach w fermentowanych produktach mlecznych. Są korzystne dla organizmu, ponieważ wydaje się być stosowane w leczeniu alergii i chorób zapalnych.
Faecalibacterium
Jak większość opisanych bakterii, ten rodzaj jest zlokalizowany w przewodzie pokarmowym.
Wydaje się, że redukcja Faecalibacterium prausnitzii jest związana z szeregiem patologii, takich jak choroba jelita grubego. Ponadto bakteria ma właściwości przeciwzapalne.
Bifidobacterium animalis
Bifidobacterium animalis jest pożytecznym szczepem bakterii probiotycznych, które naturalnie zasiedlają przewód pokarmowy człowieka. Uważany jest za probiotyk, ponieważ wywiera korzystny wpływ na ludzi.
Jest niezbędny do dobrego trawienia; Ten mikroorganizm żyje w jelicie grubym, gdzie konkuruje o pokarm.
Światło jelit, żołądek, okrężnica i jelita są kolonizowane przez dominujące mikroorganizmy, które żyją we florze jelitowej; dlatego podczas suplementacji probiotykami konieczne jest przyjęcie odpowiedniej dawki, która pozwoli mu skutecznie konkurować z bakteriami, które mogą powodować chorobę lub infekcję.
Niektóre bakterie probiotyczne kolonizują się wzdłuż ścianek światła, podczas gdy inne, takie jak Bifidobacterium animalis, wywierają swoje probiotyczne działanie podczas przemieszczania się przez układ pokarmowy.
Bifidobacterium animalis wykorzystuje proces fermentacji do przekształcania węglowodanów w związki chemiczne, takie jak kwas mlekowy i nadtlenek wodoru, pozwalając jedynie na dominację probiotyczną w całym obszarze jelit.
Co to są probiotyki?
Nie można mówić o pożytecznych lub „przyjaznych” bakteriach bez wyjaśnienia, czym jest probiotyk, ponieważ jest to termin, który zyskał dużą popularność w ostatnich latach.
Według Światowej Organizacji Zdrowia (lub WHO, od angielskiego akronimu) probiotyki to mikroorganizmy - głównie bakterie - których obecność w odpowiednich ilościach przynosi korzyść gospodarzowi, będąc synonimem powszechnie używanym w odniesieniu do dobrych bakterii.
Chociaż jego użycie gwałtownie wzrosło, jego stosowanie sięga kilku stuleci, kiedy sfermentowane mleko było używane jako domowy środek leczniczy w leczeniu niektórych chorób bakteryjnych. Rzeczywiście zaobserwowano, że jego spożycie przyniosło pacjentowi pozytywny wynik.
Dzisiaj probiotyki to nie tylko produkty mleczne. Występują w różnych postaciach, od kapsułek, tabletek, proszków i innych, które można dodawać do napojów i innych potraw.
Dlaczego probiotyki są dobre? Pomagają one kontrolować potencjalne infekcje, ponieważ „dobre” bakterie konkurują ze „złymi” i ostatecznie je wypierają. Pomagają również przywrócić zdrową mikroflorę gospodarza po zażyciu antybiotyków, które go zabiły.
W jaki sposób „dobre” bakterie stają się „złe”?
Jak widzieliśmy, istnieją różne bakterie, które współistnieją z ludźmi w relacjach wzajemnych lub komensalnych, nie wyrządzając żadnej szkody.
Jednak niektóre z tych drobnoustrojów mają „krewnych”, którzy są znani ze swojej zdolności do wywoływania wyniszczających chorób u ludzi. Wiele razy uważamy, że jeden szczep jest korzystny, a inny niszczący, dlaczego jest to ogromna różnica?
Klasycznym przykładem jest Escherichia coli, normalnie występująca w ludzkich jelitach. Istnieje kilka patogennych szczepów tego mikroorganizmu, które są przyczyną wielu chorób, od zwykłej biegunki po zespoły hemolityczne, które mogą potencjalnie spowodować śmierć pacjenta.
W większości przypadków kluczową różnicą między korzystnym szczepem a innym patogennym lub śmiertelnym jest - co zaskakujące - tylko kilka genów znajdujących się w elementach mobilnych, takich jak plazmidy, transpozony lub fagi, które zostały zintegrowane z genomem.
Bibliografia
- Blount ZD (2015). Niewyczerpany potencjał E. coli. eLife, 4, e05826.
- Cabello, RR (2007). Mikrobiologia człowieka i parazytologia. Podstawy etiologiczne chorób zakaźnych i pasożytniczych. Pan American Medical Ed
- Cullimore, DR (2010). Praktyczny atlas do identyfikacji bakterii. CRC Press.
- Mikrobiota skóry ludzkiej jest bogatym źródłem gronkowców wytwarzających bakteriocynę, które zabijają ludzkie patogeny
- Olivas, E. (2001). Podstawowy podręcznik laboratorium mikrobiologicznego. Program treningu sportowego. UACJ.
- Tortora, GJ, Funke, BR i Case, CL (2007). Wprowadzenie do mikrobiologii. Panamerican Medical Ed.
- Troy, EB i Kasper, DL (2010). Korzystne działanie polisacharydów Bacteroides fragilis na układ odpornościowy. Frontiers in bioscience (wydanie Landmark), 15, 25–34.
- Wexler HM (2007). Bacteroides: dobry, zły i drobiazgowy. Clinical microbiology reviews, 20 (4), 593–621.