Grypa, ospa wietrzna, gruźlica, salmonelloza — za każdą z tych chorób stoi drobnoustrój, którego nie zobaczysz gołym okiem. Jedne wywołują wirusy, inne bakterie, a różnica między nimi jest ogromna: bakteria to organizm, wirus — nie. Poznaj budowę jednych i drugich, ich czynności życiowe, znaczenie bakterii oraz choroby, które powodują.
Dlaczego drobnoustroje rozprzestrzeniają się tak szybko?
Wiele chorób zakaźnych człowieka wywołują bakterie i wirusy. Są one tak małe, że bez trudu przemieszczają się w powietrzu na kropelkach wody albo unoszą razem z kurzem. Właśnie dzięki niewielkim rozmiarom potrafią błyskawicznie rozprzestrzeniać się z jednego organizmu na kolejne.
Czym są wirusy — i dlaczego to nie organizmy?
Wirusy to niezwykle małe cząstki zakaźne, które potrafią wnikać do komórek organizmów i wywoływać ich choroby. Atakują rośliny i zwierzęta, a nawet bakterie — wirusa atakującego bakterie nazywamy bakteriofagiem (w skrócie fagiem); jego materiałem genetycznym jest DNA, a w budowie wyróżnia się główkę z kapsydu i ogonek, którym przyczepia się do bakterii. Mimo to wirusów nie zaliczamy do organizmów, a to z dwóch powodów:
- nie mają budowy komórkowej — cały wirus to kwas nukleinowy (DNA albo RNA) zamknięty w białkowej otoczce zwanej kapsydem;
- nie wykazują czynności życiowych charakterystycznych dla organizmów — między innymi nie odżywiają się, nie oddychają i nie rozmnażają się.
Wirusy są przy tym tak drobne, że na przykład wirusa grypy możemy obejrzeć wyłącznie pod mikroskopem elektronowym. Chorują na nie także rośliny: pstrość kwiatów tulipana to choroba wirusowa, którą przenoszą mszyce.
Namnażanie, a nie rozmnażanie
Wirusy nie rozmnażają się, ale mogą zwiększać swoją liczbę, czyli się namnażać. Dochodzi do tego jedynie we wnętrzu żywych komórek organizmów. Powód jest prosty: wirus nie potrafi samodzielnie wytwarzać składników, z których jest zbudowany — robi to za niego komórka gospodarza. W jednej komórce mogą w ten sposób powstać tysiące wirusów, które następnie atakują kolejne komórki.
Bakterie — jak zbudowana jest ich komórka
Bakterie są organizmami jednokomórkowymi, które nie mają jądra komórkowego. Zamiast niego zawierają jedynie nić DNA zanurzoną w cytozolu. Komórki bakterii są otoczone ścianą komórkową.
Gdzie żyją bakterie i jakie mają kształty
Bakterie można spotkać niemal wszędzie — na lądzie, w powietrzu i w wodzie. Część z nich żyje na powierzchni innych organizmów lub w ich wnętrzu. Niektóre wytrzymują skrajnie trudne warunki, na przykład gorące źródła, w których temperatura wody przekracza 100°C (takie źródła znajdują się m.in. w Parku Narodowym Yellowstone w Ameryce Północnej).
Ze względu na kształt komórki bakterie dzielimy na trzy grupy, a formy kuliste dodatkowo tworzą charakterystyczne skupiska:
| Kształt komórki | Na co zwrócić uwagę |
|---|---|
| Kuliste | mogą tworzyć skupiska: dwoinki (po dwie), paciorkowce (łańcuszki) i gronkowce (nieregularne grona) |
| Podłużne | komórki wydłużone, przypominające pałeczki |
| Spiralne | komórki skręcone na kształt sprężynki |
Czynności życiowe bakterii
| Czynność | Jak przebiega u bakterii |
|---|---|
| Odżywianie | Większość bakterii jest cudzożywna. Niektóre z nich to pasożyty — pobierają pokarm z ciał innych organizmów i wywołują ich choroby (u człowieka m.in. anginę, tężec i boreliozę). Inne bakterie cudzożywne żyją w ścisłych związkach z innymi organizmami, jak te zasiedlające korzenie łubinu; nie są pasożytami, bo taki związek jest korzystny dla obu stron. Część bakterii zdobywa substancje odżywcze, rozkładając szczątki organizmów w glebie albo na dnie zbiorników wodnych. Nieliczne bakterie są samożywne, przy czym niektóre z nich przeprowadzają fotosyntezę. |
| Oddychanie | Niektóre bakterie oddychają wyłącznie tlenowo, inne wyłącznie bez udziału tlenu. Istnieją też takie, które oddychają na oba sposoby — zależnie od tego, czy w środowisku jest tlen. |
| Rozmnażanie | Zachodzi bezpłciowo, przez podział komórki: komórka bakterii dzieli się na dwie komórki potomne. W sprzyjających warunkach podział może następować nawet co 20 minut. |
Bakterie przyjazne człowiekowi
W jelicie grubym człowieka żyją cudzożywne bakterie — pałeczki okrężnicy. Odżywiają się pokarmem znajdującym się w jelicie, a energię uzyskują dzięki fermentacji. Ich obecność jest dla nas korzystna, ponieważ wytwarzają one niektóre niezbędne człowiekowi witaminy z grupy B i K.
Znaczenie bakterii w przyrodzie
- Rozkładają szczątki organizmów — zapobiegają ich gromadzeniu się i uczestniczą w tworzeniu gleby.
- Te, które żyją w ścisłych związkach z roślinami i zwierzętami, umożliwiają im przetrwanie w środowisku. Przykład: w brodawkach na korzeniach łubinu mieszkają bakterie wchłaniające azot z powietrza; część związków azotu przekazują roślinie w zamian za substancje odżywcze.
- Ważne są także bakterie pasożytnicze, ponieważ powodują choroby roślin i zwierząt.
Znaczenie bakterii dla człowieka
Część bakterii jest dla nas pożyteczna i wykorzystujemy je między innymi do:
- produkcji serów, kefirów, jogurtów oraz kiszonych warzyw, na przykład kapusty i ogórków;
- rozkładu zanieczyszczeń w oczyszczalniach ścieków;
- wytwarzania niektórych leków, na przykład antybiotyków.
Istnieją też bakterie, których działanie jest szkodliwe: wywołują procesy gnilne pogarszające jakość żywności albo powodują groźne choroby.
Jak wirusy i bakterie dostają się do organizmu
Drobnoustroje chorobotwórcze wnikają do organizmu z wdychanym powietrzem, ze zjadanym pokarmem i wypijaną wodą, przez uszkodzoną skórę, przez kontakt z krwią oraz przez kontakty płciowe.
| Droga zakażenia | Na czym polega |
|---|---|
| Kropelkowa | drobnoustroje są przenoszone podczas kaszlu i kichania, np. w kropelkach śliny |
| Pokarmowa | drobnoustroje są przenoszone w wodzie oraz w pokarmach |
| Płciowa | drobnoustroje są przenoszone podczas kontaktów płciowych |
| Przez krew | drobnoustroje trafiają do krwi przez uszkodzoną skórę |
Choroby wirusowe
Wymienione niżej choroby przenoszą się drogą kropelkową: wirusy dostają się do organizmu z wdychanym powietrzem, a przenoszone są w kropelkach śliny, które wydostają się z organizmu chorego podczas kaszlu.
| Choroba | Objawy |
|---|---|
| Grypa | gorączka, bóle głowy, mięśni i stawów, dreszcze, suchy kaszel i katar |
| Ospa wietrzna | gorączka oraz wysypka w postaci czerwonych grudek, które po kilku dniach zasychają |
| Odra | gorączka, wysypka, ból gardła, duszności i kaszel |
| Różyczka | gorączka oraz czerwone plamki na ciele; niekiedy różyczka przebiega bezobjawowo |
| Świnka | gorączka oraz bolesne powiększenie ślinianek przyusznych |
| COVID-19 | gorączka, kaszel, osłabienie, często utrata węchu i smaku; przebieg bywa bardzo różny, od bezobjawowego po ciężki |
Jak zapobiegać? Wykonywać szczepienia ochronne, unikać kontaktu z chorymi oraz przestrzegać zasad higieny (np. często myć ręce).
AIDS to choroba przenoszona drogą płciową i przez krew. Jej przyczyną jest wirus ludzkiego niedoboru odporności (HIV). Do zakażenia dochodzi przez kontakt z zakażoną krwią lub podczas kontaktów płciowych z osobami zakażonymi; dziecko może zakazić się od matki podczas ciąży, porodu lub karmienia piersią. Objawem jest spadek odporności organizmu — do śmierci może wtedy doprowadzić każdy kontakt z drobnoustrojami chorobotwórczymi, a pierwsze objawy AIDS mogą wystąpić dopiero po latach. Zapobieganie polega na unikaniu kontaktu z zakażoną krwią (np. stosowanie jednorazowych igieł i rękawiczek) oraz unikaniu kontaktów płciowych z osobami zakażonymi.
Choroby wirusowe przenoszone inaczej niż kropelkowo
Nie każdy wirus wędruje w kropelkach śliny. Poniższe choroby wymagają zupełnie innej profilaktyki, bo inaczej dostają się do organizmu.
| Choroba | Jak dochodzi do zakażenia | Jak zapobiegać |
|---|---|---|
| Wścieklizna | przez ślinę zakażonego zwierzęcia, najczęściej wskutek ugryzienia | szczepienia zwierząt domowych i dzikich; po ugryzieniu konieczna szybka pomoc lekarska — podanie szczepionki po kontakcie z wirusem |
| Polio (choroba Heinego-Medina) | drogą pokarmową — wirus trafia do organizmu z zanieczyszczoną wodą lub żywnością | szczepienia ochronne; higiena rąk i czystość wody. Dzięki szczepieniom choroba w Polsce nie występuje |
| Ebola | przez bezpośredni kontakt z krwią lub innymi płynami ustrojowymi chorego człowieka albo zwierzęcia | izolacja chorych, środki ochrony osobistej dla personelu medycznego; ogniska tej choroby występują głównie w Afryce |
Zwróć uwagę na wzorzec: droga zakażenia decyduje o tym, jak się bronić. Przy chorobach kropelkowych działają szczepienia i unikanie kontaktu z chorym, przy pokarmowych — czysta woda i mycie rąk, a przy przenoszonych przez krew i płyny ustrojowe — bariera mechaniczna, czyli rękawiczki i jednorazowy sprzęt.
Choroby bakteryjne
| Choroba (droga zakażenia) | Jak można się zarazić | Objawy | Zapobieganie |
|---|---|---|---|
| Borelioza (przez krew) | bakterie dostają się do organizmu w wyniku ugryzienia przez zakażonego nimi kleszcza | rumień na skórze, gorączka, ból głowy, osłabienie, objawy ze strony układu nerwowego | unikać kontaktu z kleszczami: nosić odpowiednią odzież, stosować preparaty odstraszające |
| Tężec (przez krew) | bakterie dostają się do organizmu przez ranę zabrudzoną glebą | zaburzenia czucia, bóle głowy, wzmożone napięcie mięśni i drgawki | wykonywać szczepienia ochronne; osobom nieszczepionym podaje się surowicę |
| Salmonelloza (droga pokarmowa) | bakterie są przenoszone wraz z pokarmem, np. zawierającym surowe jaja | gorączka, silne bóle brzucha, biegunka, nudności i wymioty | przestrzegać zasad higieny, właściwie przygotowywać i przechowywać żywność |
| Gruźlica (droga kropelkowa) | bakterie dostają się do organizmu wraz z wdychanym powietrzem | kaszel, gorączka, ból w klatce piersiowej, spadek masy ciała | wykonywać okresowe prześwietlenia płuc i szczepienia ochronne |
Obserwacja: jak samodzielnie zrobić jogurt
Przygotuj: litr mleka 3,2%, pół szklanki jogurtu naturalnego z żywymi kulturami bakterii, termometr kuchenny, garnek, łyżkę i kilka słoików z nakrętkami. Podgrzewanie mleka wykonaj pod opieką dorosłej osoby.
- Podgrzej mleko w garnku do temperatury około 45°C — sprawdź ją termometrem.
- Dodaj do niego pół szklanki jogurtu naturalnego i dokładnie wymieszaj.
- Przelej mieszaninę do słoików, zakręć je, owiń każdy grubym ręcznikiem i pozostaw w ciepłym miejscu (np. przy kaloryferze) na 10 godzin.
Wynik i wyjaśnienie: zmieniają się gęstość i smak mieszaniny. Jogurt zawierał żywe bakterie, które w ciepłym mleku zaczęły się intensywnie rozmnażać — mleko było ciepłe i bogate w substancje stanowiące dla nich źródło pokarmu. Energię potrzebną do rozmnażania bakterie uzyskiwały z fermentacji, a powstające podczas niej związki zmieniły gęstość i smak mieszaniny.
- Wirusy nie należą do organizmów, ponieważ nie mają budowy komórkowej ani nie wykonują żadnych czynności życiowych.
- Wirus to kwas nukleinowy w otoczce z białek; namnaża się wyłącznie wewnątrz żywej komórki gospodarza, która wytwarza jego składniki.
- Bakterie to organizmy jednokomórkowe i bezjądrowe (nić DNA w cytozolu, ściana komórkowa). Zasiedlają wszystkie środowiska.
- Bakterie uzyskują energię dzięki oddychaniu tlenowemu lub fermentacji, odżywiają się najczęściej cudzożywnie, rozmnażają się przez podział komórki.
- Bakterie rozkładają szczątki i uczestniczą w tworzeniu gleby, a człowiek wykorzystuje je do produkcji nabiału, kiszonek, w oczyszczalniach ścieków i przy wytwarzaniu antybiotyków.
- Choroby wirusowe: grypa, ospa wietrzna, różyczka, świnka, odra (kropelkowo) i AIDS (płciowo i przez krew). Choroby bakteryjne: gruźlica, borelioza, tężec, salmonelloza.