Nghiên cứu Y - Dược Thứ sáu, ngày 24/1/2020

Vi khuẩn là gì và chúng làm gì?

Vi khuẩn là những sinh vật đơn bào, siêu nhỏ tồn tại trong hàng triệu con, trong mọi môi trường, cả bên trong và bên ngoài các sinh vật khác.

Ảnh minh họa
Ảnh minh họa
Một số vi khuẩn có hại, nhưng hầu hết phục vụ một mục đích hữu ích. Chúng hỗ trợ nhiều dạng sống, cả thực vật và động vật, và chúng được sử dụng trong các quy trình công nghiệp và dược phẩm.

Vi khuẩn được cho là sinh vật đầu tiên xuất hiện trên trái đất, khoảng 4 tỷ năm trước. Hóa thạch lâu đời nhất được biết đến là của các sinh vật giống như vi khuẩn.

Vi khuẩn có thể sử dụng hầu hết các hợp chất hữu cơ và một số hợp chất vô cơ làm thực phẩm, và một số có thể tồn tại trong điều kiện khắc nghiệt.

Một mối quan tâm ngày càng tăng đối với chức năng của hệ vi sinh vật đường ruột đang làm sáng tỏ vai trò mới của vi khuẩn đối với sức khỏe con người.

Vi khuẩn là gì?

Vi khuẩn là sinh vật đơn bào.

Vi khuẩn là những sinh vật đơn bào không phải thực vật hay động vật.

Chúng thường có chiều dài vài micromet và tồn tại cùng nhau trong cộng đồng hàng triệu con.

Một gram đất thường chứa khoảng 40 triệu tế bào vi khuẩn. Một mililit nước ngọt thường chứa khoảng một triệu tế bào vi khuẩn.

Trái đất được ước tính chứa ít nhất 5 tỷ vi khuẩn và phần lớn sinh khối của trái đất được cho là tạo thành từ vi khuẩn.

Các loại vi khuẩn

Có nhiều loại vi khuẩn khác nhau. Một cách phân loại chúng là theo hình dạng. Có ba hình dạng cơ bản.

- Hình cầu: Vi khuẩn có hình dạng như một quả bóng được gọi là cocci, và một loại vi khuẩn duy nhất là coccus. Các ví dụ bao gồm nhóm liên cầu khuẩn, chịu trách nhiệm về " viêm họng liên cầu khuẩn ".

- Hình que: Chúng được gọi là trực khuẩn (trực khuẩn đơn). Một số vi khuẩn hình que bị cong. Chúng được gọi là Vibrio. Ví dụ về vi khuẩn hình que bao gồm Bacillus anthracis ( B. anthracis ) hoặc bệnh than .

- Xoắn ốc: Chúng được gọi là tảo xoắn (xoắn ốc số ít). Nếu cuộn dây của chúng rất chặt, chúng được gọi là xoắn khuẩn. Leptospirosis , bệnh Lyme và giang mai là do vi khuẩn có hình dạng này.

Có nhiều biến thể trong mỗi nhóm hình dạng.


Kết cấu

Tế bào vi khuẩn khác với tế bào thực vật và động vật. Vi khuẩn là prokaryote, có nghĩa là chúng không có nhân .

Một tế bào vi khuẩn bao gồm:

Vỏ: Một lớp được tìm thấy ở bên ngoài thành tế bào ở một số vi khuẩn.

Thành tế bào: Một lớp được làm bằng polymer gọi là peptidoglycan. Thành tế bào cho vi khuẩn hình dạng của nó. Nó nằm bên ngoài màng plasma. Thành tế bào dày hơn ở một số vi khuẩn, được gọi là vi khuẩn gram dương.

Màng plasma: Được tìm thấy trong thành tế bào, điều này tạo ra năng lượng và vận chuyển hóa chất. Màng được thấm, có nghĩa là các chất có thể đi qua nó.

Tế bào chất: Một chất gelatin bên trong màng plasma chứa vật liệu di truyền và ribosome.

DNA: Nó chứa tất cả các hướng dẫn di truyền được sử dụng trong sự phát triển và chức năng của vi khuẩn. Nó nằm bên trong tế bào chất.

Ribosome: Đây là nơi protein được tạo ra, hoặc tổng hợp. Ribosome là các hạt phức tạp được tạo thành từ các hạt giàu RNA.

Flagellum: Cái này được sử dụng để di chuyển, để đẩy một số loại vi khuẩn. Có một số vi khuẩn có thể có nhiều hơn một.

Pili: Những phần phụ giống như lông ở bên ngoài tế bào cho phép nó bám vào bề mặt và chuyển vật liệu di truyền sang các tế bào khác. Điều này có thể góp phần vào sự lây lan của bệnh tật ở người.

Vi khuẩn ăn gì để sống

Vi khuẩn ăn theo những cách khác nhau.

Vi khuẩn dị dưỡng, hay dị dưỡng, có được năng lượng của chúng thông qua việc tiêu thụ carbon hữu cơ. Hầu hết hấp thụ vật chất hữu cơ chết, chẳng hạn như phân hủy thịt. Một số vi khuẩn ký sinh này giết chết vật chủ của chúng, trong khi một số khác giúp chúng.

Vi khuẩn tự dưỡng (hoặc chỉ là tự dưỡng) tạo ra thức ăn của riêng chúng, thông qua:

- quang hợp, sử dụng ánh sáng mặt trời, nước và carbon dioxide, hoặc
- tổng hợp hóa học, sử dụng carbon dioxide, nước và các hóa chất như amoniac, nitơ, lưu huỳnh và các chất khác
- Vi khuẩn sử dụng quang hợp được gọi là quang tự động. Một số loại, ví dụ như vi khuẩn lam, tạo ra oxy. Chúng có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra oxy trong bầu khí quyển của trái đất. Những người khác, chẳng hạn như vi khuẩn heliobacteria, không tạo ra oxy.

Những người sử dụng phương pháp tổng hợp hóa học được gọi là chemoautotrophs. Những vi khuẩn này thường được tìm thấy trong các lỗ thông hơi đại dương và trong rễ của cây họ đậu, như cỏ linh lăng, cỏ ba lá, đậu Hà Lan, đậu, đậu lăng và đậu phộng.


Vi khuẩn sống ở đâu?

Vi khuẩn có thể phát triển mạnh ngay cả trong môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như sông băng.

Vi khuẩn có thể được tìm thấy trong đất, nước, thực vật, động vật, chất thải phóng xạ, sâu trong lớp vỏ trái đất, băng Bắc cực và sông băng, và suối nước nóng. Có vi khuẩn trong tầng bình lưu, từ 6 đến 30 dặm lên trong khí quyển, và ở các vùng sâu, xuống 32.800 feet hoặc 10.000 mét sâu.

Aerobes, hay vi khuẩn hiếu khí, chỉ có thể phát triển ở nơi có oxy. Một số loại có thể gây ra vấn đề cho môi trường của con người, chẳng hạn như ăn mòn, bẩn, vấn đề với độ trong của nước và mùi hôi.

Anaerobes, hoặc vi khuẩn kỵ khí, chỉ có thể phát triển ở nơi không có oxy. Ở người, điều này chủ yếu ở đường tiêu hóa. Chúng cũng có thể gây ra khí, hoại thư , uốn ván , ngộ độc và hầu hết các bệnh nhiễm trùng răng.

Anaerobes khoa học, hoặc vi khuẩn kỵ khí tùy tiện, có thể sống có hoặc không có oxy, nhưng họ thích môi trường nơi có oxy. Chúng chủ yếu được tìm thấy trong đất, nước, thảm thực vật và một số hệ thực vật bình thường của người và động vật. Ví dụ bao gồm Salmonella .

Mesophiles, hay vi khuẩn mesophilic, là vi khuẩn chịu trách nhiệm cho hầu hết các bệnh nhiễm trùng ở người. Chúng phát triển mạnh ở nhiệt độ vừa phải, khoảng 37 ° C. Đây là nhiệt độ của cơ thể con người.

Ví dụ bao gồm Listeria monocytogenes , Pesudomonas maltophilia , Thiobacillus novellus , Staphylococcus aureus , Streptococcus pyrogenes , Streptococcus pneumoniae , Escherichia coli và Clostridium kluyveri .

Hệ thực vật đường ruột của con người, hay microbiome ruột, có chứa vi khuẩn mesophilic có lợi, chẳng hạn như Lactobacillus acidophilus .

Vi khuẩn cực đoan (extremophile) , có thể chịu được các điều kiện được coi là quá cực đoan đối với hầu hết các dạng sống.

Thermophiles có thể sống ở nhiệt độ cao, lên tới 75 đến 80 ° C, và hyperthermophile có thể sống ở nhiệt độ lên tới 113 ° C.

Sâu trong đại dương, vi khuẩn sống trong bóng tối hoàn toàn bằng các lỗ thông hơi nhiệt, nơi cả nhiệt độ và áp suất đều cao. Chúng tự chế biến thức ăn bằng cách oxy hóa lưu huỳnh đến từ sâu bên trong trái đất.

Các dạng cực đoan khác bao gồm:

- halophiles, chỉ được tìm thấy trong một môi trường mặn
- axitophiles, một số trong đó sống trong môi trường có tính axit như pH 0
- chất kiềm, sống trong môi trường kiềm đến pH 10,5
- tâm thần, được tìm thấy ở nhiệt độ lạnh, ví dụ, trong sông băng

Cực đoan có thể tồn tại nơi mà không có sinh vật khác.


Sinh sản và biến đổi

Vi khuẩn có thể sinh sản và thay đổi bằng các phương pháp sau:

Phân hạch nhị phân: Một hình thức sinh sản vô tính, trong đó một tế bào tiếp tục phát triển cho đến khi một thành tế bào mới phát triển qua trung tâm, tạo thành hai tế bào. Chúng tách rời nhau, tạo ra hai tế bào có cùng vật liệu di truyền.

Chuyển vật liệu di truyền: Các tế bào có được vật liệu di truyền mới thông qua các quá trình được gọi là liên hợp, biến đổi hoặc tải nạp. Các quá trình này có thể làm cho vi khuẩn mạnh hơn và có khả năng chống lại các mối đe dọa, chẳng hạn như thuốc kháng sinh .

Bào tử: Khi một số loại vi khuẩn ít tài nguyên, chúng có thể hình thành bào tử. Các bào tử giữ vật liệu DNA của sinh vật và chứa các enzyme cần thiết cho sự nảy mầm. Họ rất chịu được áp lực môi trường. Các bào tử có thể vẫn không hoạt động trong nhiều thế kỷ, cho đến khi điều kiện thích hợp xảy ra. Sau đó, chúng có thể kích hoạt lại và trở thành vi khuẩn.

Các bào tử có thể tồn tại qua các giai đoạn căng thẳng môi trường , bao gồm tia cực tím (UV) và bức xạ gamma, hút ẩm, bỏ đói, tiếp xúc với hóa chất và cực đoan của nhiệt độ.
Một số vi khuẩn sản xuất endospores, hoặc bào tử bên trong, trong khi những vi khuẩn khác sản xuất exospores, được phát hành bên ngoài. Chúng được gọi là u nang .

Clostridium là một ví dụ về vi khuẩn hình thành nội nhũ. Có khoảng 100 loài Clostridium , bao gồm Clostridium botulinim ( C. botulinim ) hoặc ngộ độc, chịu trách nhiệm cho một loại ngộ độc thực phẩm có khả năng gây tử vong và Clostridium difficile ( C. Difficile ), gây viêm đại tràng và các vấn đề đường ruột khác.

Vi khuẩn hữu ích

Vi khuẩn thường được coi là xấu, nhưng nhiều loại rất hữu ích. Chúng ta sẽ không tồn tại mà không có chúng. Oxy chúng ta thở có lẽ được tạo ra bởi hoạt động của vi khuẩn.

Sự sống còn của con người

Nhiều vi khuẩn trong cơ thể đóng một vai trò quan trọng trong sự sống còn của con người. Vi khuẩn trong hệ thống tiêu hóa phá vỡ các chất dinh dưỡng, chẳng hạn như đường phức tạp, thành các dạng mà cơ thể có thể sử dụng.

Vi khuẩn không nguy hiểm cũng giúp ngăn ngừa bệnh tật bằng cách chiếm những nơi mà vi khuẩn gây bệnh hoặc gây bệnh muốn gắn vào. Một số vi khuẩn bảo vệ chúng ta khỏi bệnh bằng cách tấn công các mầm bệnh.

Cố định đạm

Vi khuẩn lấy nitơ và giải phóng nó để sử dụng cho cây khi chúng chết. Thực vật cần nitơ trong đất để sống, nhưng chúng không thể tự làm điều này. Để đảm bảo điều này, nhiều hạt giống cây có một thùng chứa vi khuẩn nhỏ được sử dụng khi cây nảy mầm.

Công nghệ thực phẩm

Phô mai liên quan đến vi khuẩn.

Vi khuẩn lactic, như Lactobacillus và Lactococcus cùng với nấm men và nấm mốc, hoặc nấm, được sử dụng để chế biến các thực phẩm như phô mai, nước tương, natto (đậu nành lên men), giấm, sữa chua và dưa chua.

Không chỉ lên men hữu ích để bảo quản thực phẩm, mà một số trong những thực phẩm này có thể mang lại lợi ích cho sức khỏe.

Ví dụ, một số thực phẩm lên men có chứa các loại vi khuẩn tương tự như các loại liên quan đến sức khỏe đường tiêu hóa. Một số quá trình lên men dẫn đến các hợp chất mới, chẳng hạn như axit lactic, dường như có tác dụng chống viêm.

Vi khuẩn trong công nghiệp và nghiên cứu

Vi khuẩn có thể phá vỡ các hợp chất hữu cơ. Điều này rất hữu ích cho các hoạt động như xử lý chất thải và làm sạch dầu tràn và chất thải độc hại.

Các ngành công nghiệp dược phẩm và hóa chất sử dụng vi khuẩn trong sản xuất một số hóa chất.

Vi khuẩn được sử dụng trong sinh học phân tử, sinh hóa và nghiên cứu di truyền, bởi vì chúng có thể phát triển nhanh chóng và tương đối dễ thao tác. Các nhà khoa học sử dụng vi khuẩn để nghiên cứu cách thức hoạt động của gen và enzyme.

Vi khuẩn là cần thiết để làm kháng sinh.

Bacillus thuringiensis (Bt) là một loại vi khuẩn có thể được sử dụng trong nông nghiệp thay vì thuốc trừ sâu. Nó không có hậu quả môi trường không mong muốn liên quan đến sử dụng thuốc trừ sâu.

Vi khuẩn gây hại

Một số loại vi khuẩn có thể gây bệnh ở người, chẳng hạn như dịch tả , bạch hầu, kiết lỵ , bệnh dịch hạch, viêm phổi , lao (TB), thương hàn , và nhiều bệnh khác.

Nếu cơ thể con người tiếp xúc với vi khuẩn mà cơ thể không nhận ra là hữu ích, hệ thống miễn dịch sẽ tấn công chúng. Phản ứng này có thể dẫn đến các triệu chứng sưng và viêm mà chúng ta thấy, ví dụ, trong một vết thương bị nhiễm trùng.

Thuốc kháng sinh

Năm 1900, viêm phổi, lao và tiêu chảy là ba kẻ giết người lớn nhất ở Hoa Kỳ. Kỹ thuật khử trùng và thuốc kháng sinh đã dẫn đến giảm đáng kể tử vong do các bệnh do vi khuẩn.

Tuy nhiên, việc lạm dụng kháng sinh đang khiến nhiễm trùng vi khuẩn khó điều trị hơn. Khi vi khuẩn biến đổi, chúng trở nên kháng thuốc kháng sinh hiện có, khiến nhiễm trùng khó điều trị hơn. Vi khuẩn biến đổi tự nhiên, nhưng việc lạm dụng kháng sinh đang đẩy nhanh quá trình này.

" Ngay cả khi các loại thuốc mới được phát triển, mà không thay đổi hành vi, kháng kháng sinh sẽ vẫn là mối đe dọa lớn."

Tổ chức Y tế Thế giới (WHO)

Vì lý do này, các nhà khoa học và cơ quan y tế đang kêu gọi các bác sĩ không kê đơn thuốc kháng sinh trừ khi cần thiết và mọi người thực hành các cách khác để phòng bệnh, như vệ sinh thực phẩm tốt, rửa tay, tiêm phòng và sử dụng bao cao su.

Hệ vi sinh vật đường ruột

Nghiên cứu gần đây đã dẫn đến một sự khủng khiếp mới và ngày càng lớn về cách cơ thể con người tương tác với vi khuẩn, và đặc biệt là các cộng đồng vi khuẩn sống trong đường ruột, được gọi là hệ vi sinh vật đường ruột hay hệ thực vật đường ruột.

Năm 2009, các nhà nghiên cứu công bố phát hiện này cho thấy phụ nữ với béo phì có nhiều khả năng để có một loại đặc biệt của vi khuẩn, Selenomonas noxia ( S. noxia ) , trong miệng họ.

Vào năm 2015 , các nhà khoa học tại Đại học Bắc Carolina đã phát hiện ra rằng ruột của những người mắc chứng chán ăn có chứa vi khuẩn "rất khác biệt" hoặc các vi khuẩn gây bệnh, so với những người không mắc bệnh này. Họ cho rằng điều này có thể có tác động tâm lý.

Lịch sử

Hơn 2.000 năm trước, một tác giả La Mã, Marcus Terentius Varro, cho rằng bệnh có thể do những động vật nhỏ bé lơ lửng trong không khí. Ông khuyên mọi người nên tránh những nơi đầm lầy trong quá trình xây dựng công trình vì chúng có thể chứa côn trùng quá nhỏ để mắt nhìn vào cơ thể qua miệng và lỗ mũi và gây bệnh.

Vào thế kỷ 17, một nhà khoa học người Hà Lan, Antonie van Leeuwenhoek đã tạo ra một chiếc kính hiển vi thấu kính đơn mà anh ta nhìn thấy cái mà anh ta gọi là động vật, sau này được gọi là vi khuẩn. Ông được coi là nhà vi trùng học đầu tiên.

Vào thế kỷ 19, các nhà hóa học Louis Pasteur và Robert Koch nói rằng các bệnh là do vi trùng gây ra. Điều này được gọi là Lý thuyết mầm.

Vào năm 1910, nhà khoa học Paul Ehrlich đã tuyên bố sự phát triển của loại kháng sinh đầu tiên , Salvarsan. Ông đã dùng nó để chữa bệnh giang mai. Ông cũng là nhà khoa học đầu tiên phát hiện vi khuẩn bằng cách sử dụng vết bẩn.

Năm 2001, Joshua Lederburg đã đặt ra thuật ngữ "microbiome ruột" và các nhà khoa học trên toàn thế giới hiện đang tìm cách mô tả và hiểu chính xác hơn về cấu trúc, loại và cách sử dụng "hệ thực vật đường ruột" hoặc vi khuẩn trong cơ thể con người.

Trong thời gian, công việc này dự kiến ​​sẽ làm sáng tỏ một loạt các điều kiện sức khỏe.

Theo Medical News
- Thuocbietduoc.com.vn cung cấp thông tin về hơn 30.000 loại thuốc theo toa, thuốc không kê đơn. - Các thông tin về thuốc trên Thuocbietduoc.com.vn cho mục đích tham khảo, tra cứu và không dành cho tư vấn y tế, chẩn đoán hoặc điều trị. - Khi dùng thuốc cần tuyệt đối tuân theo theo hướng dẫn của Bác sĩ
- Chúng tôi không chịu trách nhiệm về bất cứ hậu quả nào xảy ra do tự ý dùng thuốc dựa theo các thông tin trên Thuocbietduoc.com.vn
Thông tin Thuốc và Biệt Dược
- Giấy phép ICP số 235/GP-BC.
© Copyright Thuocbietduoc.com.vn
- Contact: VBCmedia, Jsc. - No 34, Louis Metropolis, Hanoi - Email: contact@thuocbietduoc.com.vn