Všetko o baktériách: Podstata, klasifikácia a druhy

Baktérie sú mikroskopické jednobunkové organizmy, ktoré nemajú jadro a patria do ríše Prokaryota. Hoci sú také malé, že sa ich milióny zmestia na špičku ihly, ich význam pre život na Zemi je obrovský.

Existujú už viac ako 3,5 miliardy rokov a sú skutočnými majstrami prežitia – dokážu žiť v ľadoch Antarktídy, v horúcich prameňoch, v ľudskom tele či na dne oceánu.

Na rozdiel od buniek rastlín a živočíchov bunky baktérií nemajú membránou ohraničené jadro – ich genetický materiál sa nachádza voľne v cytoplazme.

Napriek svojej jednoduchej štruktúre majú pozoruhodnú schopnosť adaptácie, rýchlo sa rozmnožujú a vymieňajú si gény, čo ich robí mimoriadne odolnými voči zmenám prostredia.

Aj keď sa často spájajú s chorobami, väčšina baktérií nie je škodlivá – práve naopak. Zúčastňujú sa na životne dôležitých procesoch, ako je rozklad organickej hmoty, fixácia dusíka v pôde, tvorba vitamínov v našich črevách a dokonca fermentácia potravín, ako sú jogurt a syr.

Baktérie nie sú len „mikróby“, ktorým sa treba vyhýbať. Sú neviditeľní architekti života. Čím viac ich spoznávame a skúmame, tým lepšie chápeme, aký zložitý a prepojený je svet okolo nás. A s rozvojom vedy ľudstvo objavuje čoraz viac spôsobov, ako tieto malé organizmy využiť v prospech ľudstva.

Aj keď sa na prvý pohľad všetky baktérie javia ako jednoduché „bodky pod mikroskopom“, v skutočnosti ide o mimoriadne rozmanité a zložité bytosti.

Aby ich vedci mohli lepšie pochopiť a skúmať, klasifikujú ich podľa rôznych kritérií týkajúcich sa ich štruktúry, metabolizmu a správania.

Základné spôsoby klasifikácie baktérií zahŕňajú:

• Tvar bunky: Baktérie môžu byť guľaté (koky), tyčinkovité (bacily), špirálovité (špirily), zakrivené (vibrióny) a iné.

• Gramovo farbenie: V závislosti od zloženia ich bunkovej steny sa baktérie delia na gram-pozitívne baktérie a gram-negatívne, čo je dôležité pre liečbu bakteriálnych infekcií.

• Vzťah ku kyslíku: Niektoré baktérie milujú kyslík (aeróbne), iné ho neznesú (anaeróbne) a ďalšie sa prispôsobia obom podmienkam (fakultatívne anaeróby).

• Spôsob výživy a metabolizmu: Tu rozlišujeme autotrofné (sami si vytvárajú potravu fotosyntézou alebo chemosyntézou) a heterotrofné baktérie (získavajú živiny z prostredia).

• Genetické informácie a evolučná príbuznosť: Pomocou sekvenovania DNA sa určujú fylogenetické vzťahy medzi rôznymi druhmi a rodmi baktérií.

Klasifikácia baktérií nie je len vedecká formalita. Pomáha lekárom, ekológom a biotechnológom pochopiť, ako rôzne baktérie fungujú, aké úlohy plnia a ako sa dajú využiť alebo kontrolovať.

Pre čitateľov so záujmom o hlbšie poznanie predstavíme podrobnejšiu klasifikáciu a uvedieme dôležitých zástupcov každej hlavnej skupiny.

Rozdelenie podľa taxonómie

Baktérie sa klasifikujú do taxonomických skupín, pričom každá skupina zahŕňa zástupcov s jedinečnými funkciami a biologickým významom.

Proteobaktérie (Alfa, Beta, Gama, Delta, Epsilon)

• Alfa – Rhizobium spp. – táto baktéria fixuje dusík v koreňoch rastlín

• Beta – Neisseria gonorrhoeae – spôsobuje kvapavku

• Gama – Escherichia coli– súčasť črevnej mikroflóry, ale aj patogén

• Delta – Bdellovibrio bacteriovorus – parazituje na iných baktériách

• Epsilon – Helicobacter pylori – kolonizuje žalúdočnú sliznicu a je spojená s vývojom gastritídy, vredov

Chlamýdie

• Chlamydia trachomatis – spôsobuje chlamýdiu, pohlavne prenosnú infekciu

Spiróchéty

• Treponema pallidum – spôsobuje syfilis

• Borrelia burgdorferi– spôsobuje lymskú boreliózu

Cyanobaktérie

• Anabaena spp. – vykonáva fotosyntézu a má schopnosť fixovať dusík

• Microcystis spp. – môže produkovať toxíny vo vodných nádržiach

Firmikuty (gram-pozitívne)

• Clostridium botulinum– silný neurotoxín, botulizmus

• Lactobacillus spp.– probiotikum, podporuje mliečnokvasnú fermentáciu

Aktinobaktérie

• Mycobacterium tuberculosis– spôsobuje tuberkulózu

• Streptomyces spp. – produkuje antibiotiká (streptomycín a iné)

Bakteroidy

• Bacteroides fragilis – udržiava rovnováhu črevnej mikroflóry, dôležitý pri rozklade polysacharidov

Planktomycéty

• Gemmata obscuriglobus – má membránou oddelený priestor podobný jadru, čo je pre baktérie nezvyčajné

Podľa metabolizmu

Klasifikácia baktérií podľa metabolizmu odhaľuje, ako rôzne druhy získavajú energiu a aké podmienky potrebujú na rast.

Aeróbne

• Pseudomonas aeruginosa – nemocničný patogén, odolný voči antibiotikám

• Mycobacterium tuberculosis– obligátne aeróbny
  

Anaeróbne

• Clostridium tetani– spôsobuje tetanus, žije v anaeróbnom prostredí

• Clostridium difficile– môže spôsobiť ťažkú hnačku, najmä po antibiotickej liečbe

Fakultatívne anaeróby

• Escherichia coli – môže rásť s kyslíkom aj bez neho

• Staphylococcus aureus – spôsobuje kožné infekcie, odoláva mnohým podmienkam

Hemolitotrofy / Fototrofy / Heterotrofy

• Hemolitotrofy – Nitrosomonas spp. – oxiduje amoniak na dusitany

• Fototrofy – Cyanobacteria (Anabaena) – využívajú svetlo na získanie energie

• Heterotrofy – Lactobacillus spp. – využíva organické látky

Podľa vplyvu na človeka

Baktérie interagujú s ľudským organizmom rôznymi spôsobmi – niektoré podporujú zdravie, iné spôsobujú choroby a ďalšie s nami jednoducho spolunažívajú bez priameho vplyvu.

Užitočné baktérie

• Lactobacillus acidophilus– probiotikum, zlepšuje črevnú a vaginálnu mikroflóru

• Bifidobacterium spp. – udržiava rovnováhu v črevách

Patogénne baktérie

• Streptococcus pyogenes – spôsobuje angínu, šarlach

• Yersinia pestis – spôsobuje mor

Komenzály (neškodia ani neprospievajú)

• Staphylococcus epidermidis – súčasť normálnej mikroflóry kože a slizníc človeka, zvyčajne neškodný

• Bacteroides spp. – žije v črevách, pri rovnováhe neškodí

Bakteriálne infekcie sú spôsobené patogénnymi baktériami, ktoré prenikajú do organizmu, množia sa a spôsobujú zápal, uvoľňujú toxíny alebo poškodzujú tkanivá. Môžu zasiahnuť takmer každý systém v tele. 

Tu je stručná klasifikácia, ktorá vám poskytne jasnú predstavu o podstate bakteriálnych infekcií a ochoreniach, ktoré môžu spôsobiť.

1. Podľa lokalizácie (orgány a systémy)

• Dýchací systém– zápal pľúc (Streptococcus pneumoniae), tuberkulóza (Mycobacterium tuberculosis)

• Tráviaci systém – salmonelóza, dyzentéria, cholera

• Urogenitálny systém – zápal močového mechúra (E. coli), kvapavka (Neisseria gonorrhoeae), chlamýdie

• Koža a mäkké tkanivá – vredy, erysipel, plynová gangréna

• Nervový systém– meningitída (Neisseria meningitidis, Listeria monocytogenes)

2. Podľa mechanizmu poškodenia

• Produkcia toxínov – botulizmus, tetanus, záškrt

• Invazívnosť a deštrukcia tkanív – tuberkulóza, syfilis

• Imunologické komplikácie– reumatická horúčka po streptokokovej infekcii

3. Podľa spôsobu prenosu

• Kontaktne – pohlavne, kožou (kvapavka, syfilis)

• Potravinovo/vodne – salmonela, cholera

• Vzduchom (aerosólovo)– tuberkulóza, čierny kašeľ

• Prostredníctvom prenášačov (vektorov) – mor (blchy), lymská borelióza (kliešte)

4. Podľa závažnosti a priebehu

• Akútne – dyzentéria, angína

• Chronické – tuberkulóza, lepra

• Oportunistické patogény – Pseudomonas aeruginosa, Clostridium difficile pri imunosupresii alebo antibiotickej liečbe

Pochopenie typov bakteriálnych ochorení a infekcií a ich klasifikácia je kľúčové pre včasnú diagnostiku a správnu liečbu. Prijatie preventívnych opatrenía správna hygiena sú zásadné pre obmedzenie šírenia týchto ochorení.

Sú všetky baktérie škodlivé?

Nie, väčšina baktérií je v skutočnosti prospešná – či už pre človeka alebo pre životné prostredie, určitým spôsobom.

Čo sú to baktérie?

Mikroskopické organizmy, ktoré nemajú jadro, a ich organely sa voľne pohybujú v cytoplazme, oddelené od vonkajšieho prostredia bunkovou stenou.

Môžu baktérie spôsobiť vážne infekcie u ľudí?

Áno, niektoré z najzávažnejších infekcií sú spôsobené baktériami a ak sa neliečia včas, môžu mať fatálne následky.

Zdroje:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK8406/

https://microbenotes.com/classification-of-bacteria/