Służba Zdrowia - strona główna
SZ nr 42–50/2013
z 13 czerwca 2013 r.

Stuknij na okładkę, aby przejść do spisu treści tego wydania


>>> Wyszukiwarka leków refundowanych


Ziemia - planeta bakterii

Tomasz Kobosz

Bakteriom zawdzięczamy nasze istnienie. Bez nich nie przeżylibyśmy na ziemi ani jednego dnia. Z genetycznego punktu widzenia bakterie stanowią superorganizm – niewidoczny, rozproszony i niezwyciężony.



W maju br. świat naukowy obiegła wiadomość o odkryciu w lodach kanadyjskiej Arktyki nowego gatunku bakterii, które żyją, rosną i rozmnażają się w temperaturze do -25° C. Zbadanie ich budowy i fizjologii z pewnością przyniesie nauce wiele korzyści. Nie są to jednak jedyne znane nam mikroorganizmy obdarzone niezwykłymi właściwościami.

Rzadko zdajemy sobie sprawę z tego, jak wiele zawdzięczamy bakteriom. Właściwie to zawdzięczamy im wszystko – z samym naszym istnieniem włącznie.

Przez pierwsze 2–3 miliardy lat istnienia na Ziemi życia jedynymi jego formami były bakterie. Gwałtowny rozwój jednej z ich grup – cyjanobakterii – spowodował pojawienie się w atmosferze tlenu (który wydzielały jako produkt uboczny rozkładu cząsteczek wody), zmniejszenie ilości dwutlenku węgla oraz wzrost stężenia azotu, który był uwalniany przez bakterie z wszechobecnego wówczas amoniaku. Musiały upłynąć niemal 2 miliardy lat (czyli ok. 40 proc. historii Ziemi), zanim – dzięki niestrudzonym cyjanobakteriom – stężenie tlenu w atmosferze osiągnęło poziom zbliżony do obecnego. Dopiero wtedy mogły zacząć powstawać bardziej zaawansowane formy życia.

W środowisku, w którym żyjemy, bakterie są obecne wszędzie, w ilościach trudnych do wyobrażenia. Na każdym centymetrze kwadratowym ludzkiej skóry żyje ich kilka milionów. Żywią się one płatkami łuszczącego się naskórka, „popijając” je wszelkimi wydzielinami naszego ciała.

Jeszcze więcej bakterii zamieszkuje wnętrze naszego cała. Najwięcej, oczywiście, jest ich w przewodzie pokarmowym – ok. 100 bilionów, zaliczających się do ponad 400 gatunków. Łączna liczba bakterii mieszkających na i w człowieku jest 10-krotnie większa od liczby komórek tworzących ludzkie ciało.

Bez cienia przesady można powiedzieć, że bez baterii nie przetrwalibyśmy nawet jednego dnia. Wystarczy wspomnieć, że to one przekształcają nasze odpady z powrotem w użyteczne substancje. Czyszczą wodę, którą pijemy, i nawożą ziemię, którą uprawiamy. Syntetyzują witaminy w naszych jelitach i przekształcają to, co jemy, w cukry i polisacharydy. W końcu – pomagają nam w obronie przeciwko obcym patogenom, które nieustannie wnikają do naszych organizmów.

W idealnych warunkach bakteria jest (w pewnym sensie) organizmem obdarzonym nieśmiertelnością. Zamiast zestarzeć się i umrzeć – rośnie i dzieli się na dwie nowe komórki potomne. Tempo rozmnażania się bakterii jest bardzo różne. Najszybsze potrafią dzielić się co ok. 9 minut.

Laureat Nagrody Nobla, Christian de Duve, zauważył, że mając odpowiedni zapas pożywienia, pojedyncza komórka bakterii mogłaby wygenerować 280 bilionów osobników w ciągu jednego dnia. W tym czasie ludzka komórka potrafi się podzielić mniej więcej raz. W ciągu dwóch dób z jednej bakterii mogłaby powstać (na szczęście tylko teoretycznie) liczba nowych osobników znacznie przewyższająca liczbę atomów we wszechświecie.

Rozmnażanie się przez prosty podział nie oznacza jednak, że bakterie są całkowicie pozbawione uroków życia płciowego, choć nie ma ono bezpośredniego związku z reprodukcją. Chodzi tu o proces wymiany materiału genetycznego, zwany koniugacją.

W jej przebiegu jedna z bakterii („dawca”) wytwarza rurkowate cytoplazmatyczne wyrostki (tzw. pilusy), umożliwiające przekazanie fragmentu cytoplazmy wraz z materiałem genetycznym „biorcy”.

Na nasze nieszczęście transfer genowy odgrywa fundamentalną rolę w wytwarzaniu oporności na antybiotyki. Umożliwia bowiem jednej bakterii uodpornianie innych, z czasem nawet całej populacji. Co więcej – komórka bakteryjna jest w stanie wzbogacić swój materiał genetyczny nawet bez udziału „partnera”. Może po prostu pobrać fragmenty DNA wprost z otoczenia (proces ten nosi nazwę transformacji).

Wybitna, niestety od 2 lat nieżyjąca, amerykańska biolog, Lynn Margulis (twórczyni rewolucyjnej teorii o bakteryjnym pochodzeniu mitochondriów i chloroplastów), tłumaczyła znaczenie transformacji oraz koniugacji w następujący sposób:

„Wszystkie bakterie pływają w jednym, wspólnym genetycznym basenie (…) Każda adaptacyjna zmiana, która zdarzy się w jakimś określonym miejscu bakteryjnego wszechświata, może się szybko przenieść gdzie indziej. W naszej skali odpowiadałoby to sytuacji, w której człowiek mógłby podejść do owada po genetyczne instrukcje, niezbędne do wykształcenia skrzydeł lub spacerowania po suficie. W rezultacie oznacza to, że z genetycznego punktu widzenia bakterie stanowią jeden superorganizm – niewidoczny, rozproszony, lecz niezwyciężony”.

Ludzie dostrzegli istnienie bakterii pod koniec XVII wieku. Pierwszy zaobserwował je w 1686 r. Antonie van Leeuwenhoek – holenderski przedsiębiorca zajmujący się handlem suknem. Skonstruowany przez niego w 1677 r. mikroskop miał służyć do oceny jakości tkanin. Leeuwenhoek przekonał się jednak, że istnieje wiele znacznie ciekawszych obiektów do obserwacji w dużym powiększeniu. Rysunki, które wykonał i przesłał do Angielskiego Towarzystwa Królewskiego, uważa się za pierwsze dokumenty świadczące o narodzinach mikrobiologii.

Samą nazwę „bakterie” wprowadzono dopiero 200 lat później. Uczynił to w 1838 r. niemiecki lekarz i przyrodnik Christian Gottfried Ehrenberg.

Nauka musiała jednak przejść jeszcze długą i trudną drogę od odkrycia bakterii i nadania im nazwy do udowodnienia, że mogą być one odpowiedzialne za choroby. Pomijając wcześniejsze doświadczenia przeprowadzone na jedwabnikach przez Agostino Bassiego, pierwszych dowodów na istnienie związku między mikroorganizmami a zakażeniami dostarczył węgierski ginekolog Ignaz Semmelweis, uważany dziś za ojca antyseptyki.

W wiedeńskim szpitalu, w którym pracował Semmelweis, były dwa oddziały położnicze. W pierwszym śmiertelność kobiet w wyniku gorączki połogowej była dramatycznie wyższa niż w drugim, jednak nikt nie widział dlaczego. W 1847 r. najlepszy przyjaciel Semmelweisa, także lekarz, podczas przeprowadzania sekcji zwłok zranił się skalpelem i – po kilku dniach wysokiej gorączki – zmarł na skutek zakażenia.

Semmelweis doszedł do wniosku, że przyczyna śmiertelności matek w połogu może być ta sama. Wiedział bowiem, że tylko w pierwszym z dwóch oddziałów położniczych kobiety badane są przez studentów i lekarzy, którzy wcześniej tego samego dnia wykonują sekcje zwłok. Mogą więc przynosić na rękach (których myciem raczej nie zaprzątali sobie głowy) zarazki z sali sekcyjnej.

Mimo nieprzychylności przełożonego (prof. Johanna Kleina), Semmelweis przekonał swoich kolegów, studentów i pozostały personel, do mycia rąk przed wykonywaniem badań i zabiegów, a także do odkażania ich za pomocą roztworu podchlorynu wapnia. W efekcie śmiertelność z powodu gorączki połogowej spadła w oddziale z 18,3 do 1,2 proc.

Niestety, ówczesnym autorytetom medycznym (z prof. Kleinem na czele) nie spodobały się opracowane przez Semmelweisa metody odkażania rąk, a jeszcze bardziej jego stwierdzenie, że przenosicielami gorączki połogowej kobiet są lekarze i studenci medycyny.

„Niewykluczone, że są one (zalecenia dotyczące odkażania rąk) oparte na jakichś pożytecznych założeniach, ale poprawne ich wykonanie jest związane z takimi trudnościami, że bardzo problematyczne korzyści nie usprawiedliwiają ich stosowania” – stwierdził publicznie prof. Dubois, przewodniczący Wielkiego Kongresu Ginekologii w Paryżu.

W 1865 r., tj. 17 lat po wynalezieniu metody odkażania rąk, Semmelweis nie wytrzymał ciągłej fali ataków środowiska medycznego. Popadł w stan ciężkiego załamania nerwowego, trafił do szpitala psychiatrycznego, gdzie po 2 tygodniach zmarł. Bezpośrednią przyczyną śmierci było – o ironio – zakażenie rany, której doznał podczas wykonywania swojej ostatniej sekcji zwłok.

Prace innych XIX-wiecznych uczonych dostarczyły jednak niezbitych dowodów na słuszność zakaźnej teorii chorób.

Brytyjski lekarz John Snow (pionier stosowania znieczulenia) udowodnił w 1854 r., że źródłem zachorowań na cholerę w Londynie nie są bliżej nieokreślone „miazmaty”, ale drobnoustroje, które zanieczyściły konkretne ujęcie wody pitnej w dzielnicy Soho.

Wielkim zwolennikiem teorii zakaźnej chorób był, jak wiadomo, jeden z ojców mikrobiologii lekarskiej – Ludwik Pasteur. Jednak ostatecznych dowodów na jej słuszność dostarczył Robert Koch, odkrywca bakterii wywołujących gruźlicę, wąglika i cholerę. Wprawdzie jego badania nad gruźlicą nie zakończyły się wynalezieniem lekarstwa na nią (do czego dążył), ale za całokształt swojej pracy nad tym schorzeniem Koch został w 1905 r. uhonorowany Nagrodą Nobla.



TWARDZIELE MIKROŚWIATA

PLANOCOCCUS HALOCRYOPHILUS – drobnoustrój odkryty niedawno w arktycznym lodzie przez naukowców z NASA, testujących tam sprzęt przeznaczony do wykonywania odwiertów i pobierania próbek na Marsie. Bakteria ta rośnie i rozmnaża się w temperaturze do -25° C, przy stężeniu soli 5-krotnie wyższym niż w oceanach.

GEOGEMMA BAROSSII (szczep 121) – jednokomórkowy mikroorganizm zaliczany do archeonów, znaleziony w kominie hydrotermalnym w północno-wschodnim Pacyfiku, na głębokości ok. 2400 m. Potrafi rosnąć i rozmnażać się w temperaturze 121° C, która jest stosowana do sterylizacji w autoklawach.

DESULFORUDIS AUDAXVIATOR – bakteria odkryta w próbkach wody wydobytych z głębokości 3,3 km w kopalni złota Mponeng w Afryce Południowej. Potrzebną do życia energię czerpie ze związków chemicznych powstających podczas rozpadu atomów radioaktywnego uranu. Do budowy swoich komórek potrafi wykorzystywać nieorganiczny węgiel.

THIOBACILLUS CONCRETIVORANS – najlepiej czuje się w środowisku kwasu siarkowego o stężaniu rozpuszczającym metale.

DEINOCOCCUS RADIODURANS – najbardziej odporny na promieniowanie jonizujące organizm znany nauce. Dzięki niezwykle wydajnym mechanizmom naprawy DNA, bez problemu wytrzymuje dawki do 5000 Gy (śmiertelna dawka dla człowieka to 10 Gy). Świetnie znosi też wysokie temperatury i ekspozycję na trucizny.

CHRYSEOBACTERIUM GREENLANDENSIS – gatunek ultramikrobakterii, odkryty w 2009 r. w grenlandzkim lodzie na głębokości 3 tysięcy metrów. Znalezione tam egzemplarze przeżyły (w formie przetrwalnikowej) ponad 120 tysięcy lat.


Bibliografia:
• Bryson B.: Krótka historia prawie wszystkiego. Wydawnictwo Zysk i S-ka, 2009.
• Salyers A., Whitt D.: Mikrobiologia. Różnorodność, chorobotwórczość i środowisko. PWN, 2005.
• Kunicki-Goldfinger W.: Życie bakterii. PWN, 1998.
• Smith A.: Ciało. Warszawa: PZWL, 1976.




Najpopularniejsze artykuły

Astronomiczne rachunki za leczenie w USA

Co roku w USA ponad pół miliona rodzin ogłasza bankructwo z powodu horrendalnie wysokich rachunków za leczenie. Bo np. samo dostarczenie chorego do szpitala może kosztować nawet pół miliona dolarów! Prezentujemy absurdalnie wysokie rachunki, jakie dostają Amerykanie. I to mimo ustawy, która rok temu miała zlikwidować zjawisko szokująco wysokich faktur.

Wołanie o profilaktykę

Z dr. n. med. Krzysztofem Walczewskim, ordynatorem oddziału psychiatrii w Szpitalu Klinicznym im. dr. Józefa Babińskiego SP ZOZ w Krakowie i autorem programu profilaktyki depresji w woj. małopolskim „Wyprzedzić smutek” rozmawia Katarzyna Cichosz.

Rozmawiajmy o bezpieczeństwie lekowym

Nie milkną komentarze po opublikowaniu projektu nowelizacji ustawy refundacyjnej. W różnych aspektach i różnym tonie wypowiadało się na jego temat wiele środowisk. Ostatnio głos zabrały organizacje branżowe, zrzeszające podmioty branży farmaceutycznej.

Rzeczpospolita bezzębna

Polski trzylatek statystycznie ma aż trzy zepsute zęby. Sześciolatki mają próchnicę częściej niż ich rówieśnicy w Ugandzie i Wietnamie. Na fotelu dentystycznym ani razu w swoim życiu nie usiadł co dziesiąty siedmiolatek. Statystyki dotyczące starszych napawają grozą: 92 proc. nastolatków i 99 proc. dorosłych ma próchnicę. Przeciętny Polak idzie do dentysty wtedy, gdy nie jest w stanie wytrzymać bólu i jest mu już wszystko jedno, gdzie trafi.

Kongres Zdrowia Publicznego 2022

W jakiej sytuacji po bez mała trzech latach pandemii znajduje się system ochrony zdrowia w Polsce? Co ze zdrowiem publicznym, poddanym przeciążeniom pandemii COVID-19 oraz skutków wojny w Ukrainie? Czy możliwe jest funkcjonowanie i zarządzanie wrażliwym dobrem, którym jest zdrowie i życie, w warunkach permanentnego kryzysu? Te, i nie tylko te, pytania mocno wybrzmiewały podczas IX Kongresu Zdrowia Publicznego (8–9 grudnia, Warszawa).

Reforma systemu psychiatrii zbacza z wyznaczonego kursu

Rozmowa z Markiem Balickim, byłym pełnomocnikiem ministra zdrowia ds. reformy psychiatrii dorosłych i byłym kierownikiem biura ds. pilotażu Narodowego Programu Ochrony Zdrowia Psychicznego na lata 2017–2022, ministrem zdrowia w latach 2003 oraz 2004–2005.

Ciemna strona eteru

Zabrania się sprzedaży eteru etylowego i jego mieszanin – stwierdzał artykuł 3 uchwalonej przez sejm ustawy z dnia 22 czerwca 1923 r. w przedmiocie substancji i przetworów odurzających. Nie bez kozery, gdyż, jak podawały statystyki, aż 80 proc. uczniów szkół narkotyzowało się eterem. Nauczyciele bili na alarm – używanie przez dzieci i młodzież eteru prowadzi do ich otępienia. Lekarze wołali – eteromania to zguba dla organizmu, prowadzi do degradacji umysłowej, zaburzeń neurologicznych, uszkodzenia wątroby. Księża z ambon przestrzegali – eteryzowanie się nie tylko niszczy ciało, ale i duszę, prowadząc do uzależnienia.

50 lat krakowskiej kardiochirurgii dziecięcej

Krakowska kardiochirurgia dziecięca w Uniwersyteckim Szpitalu Dziecięcym w Krakowie-Prokocimiu zajmuje się leczeniem wrodzonych wad serca u dzieci i młodzieży z całej Polski, a także z zagranicy. Ma na swoim koncie wiele sukcesów. W 2010 r. Klinika została uznana za najlepszą w plebiscycie ośrodków kardiochirurgii dziecięcej i otrzymała dyplom i nagrodę tygodnika „Newsweek” za zajęcie I miejsca w Polsce. W 2013 r. Klinikę Kardiochirurgii Dziecięcej w Krakowie wyróżniono pierwszą lokatą dla najlepszego ośrodka medycznego w kraju i „Złotym Skalpelem” przyznawanym przez redakcję „Pulsu Medycyny”. Powtórnie „Złoty Skalpel” przyznano jej w 2016 r. W tym roku obchodzi jubileusz 50-lecia.

Leki, patenty i przymusowe licencje

W nowych przepisach przygotowanych przez Komisję Europejską zaproponowano wydłużenie monopolu lekom, które odpowiedzą na najpilniejsze potrzeby zdrowotne. Ma to zachęcić firmy farmaceutyczne do ich produkcji. Jednocześnie Komisja proponuje wprowadzenie przymusowego udzielenia licencji innej firmie na produkcję chronionego leku, jeśli posiadacz patentu nie będzie w stanie dostarczyć go w odpowiedniej ilości w sytuacjach kryzysowych.

Problem nie zawsze rozumiany

Z Ewą Jędrys, prezes Fundacji Pomocy Chorym Psychicznie im. Tomasza Deca w Krakowie rozmawia Katarzyna Cichosz.

Minister bez żadnego trybu

Adam Niedzielski „jedynką” na poznańskiej liście PiS? Pod koniec 2022 roku minister zdrowia zadeklarował, że przygotowuje się do startu w jesiennych wyborach parlamentarnych. Powód? Poselski mandat i obecność w sejmie przekładają się, zdaniem Niedzielskiego, na większą skuteczność w przeprowadzaniu kluczowych decyzji. Skoro już o skuteczności mowa…

Różne oblicza zakrzepicy

Choroba zakrzepowo-zatorowa, potocznie nazywana zakrzepicą to bardzo demokratyczne schorzenie. Nie omija nikogo. Z jej powodu cierpią politycy, sportowcy, aktorzy, prawnicy. Przyjmuje się, że zakrzepica jest trzecią najbardziej rozpowszechnioną chorobą układu krążenia.

Wczesny hormonozależny rak piersi – szanse rosną

Wczesny hormonozależny rak piersi u ponad 30% pacjentów daje wznowę nawet po bardzo wielu latach. Na szczęście w kwietniu 2022 roku pojawiły się nowe leki, a więc i nowe możliwości leczenia tego typu nowotworu. Leki te ograniczają ryzyko nawrotu choroby.

Pokonać strach przed stratą dziecka

Z Katarzyną Wolską, naszą redakcyjną koleżanką i mamą małej Tosi, rozmawia Martyna Tomczyk.

Leczenie wspomagające w przewlekłym zapaleniu prostaty

Terapia przewlekłego zapalenia stercza zarówno postaci bakteryjnej, jak i niebakteryjnej to duże wyzwanie. Wynika to między innymi ze słabej penetracji antybiotyków do gruczołu krokowego, ale także z faktu utrzymywania się objawów, mimo skutecznego leczenia przeciwbakteryjnego.

Czym są diagnozy pielęgniarskie?

Rozmowa z dr hab. n. o zdr., mgr piel. Aleksandrą Gaworską-Krzemińską, dyrektorem Instytutu Pielęgniarstwa i Położnictwa, prodziekan Wydziału Nauk o Zdrowiu Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego, konsultantem wojewódzkim w dziedzinie pielęgniarstwa.




bot