Бактериемия

Состояние организма человека или животного, при котором в его крови обнаруживаются бактерии. (Нередко этим же термином обозначается циркуляция в крови грибов, простейших и даже вирусов, хотя для последних существует специальный термин — виремия.)

Предполагается, что при бактериемии размножения бактерий не происходит, а кровь сохраняет свои бактерицидные свойства. Вследствие разрушения бактериальных клеток высвобождаются эндотоксины, что приводит к развитию интоксикации организма.

В острый период инфекционной болезни картина меняется:

  • Кровь теряет бактерицидные свойства.
  • В ней происходит активное размножение бактерий — это состояние называется сепсис.
  • Формируются вторичные очаги инфекции.

В зависимости от пути проникновения инфекции различают раневой, ожоговый, легочный и другие виды сепсиса.

Бактерии

Тривиальное название преимущественно одноклеточных микроорганизмов с прокариотным (доядерным) типом строения клетки.

Под собственно бактериями (эубактерии) подразумевают:

  • Одноклеточные формы или организмы, объединённые в организованные группы.
  • Палочки, кокки, нитчатые формы.
  • Неподвижные или имеющие жгутики.

Их противопоставляют археям, которые, хотя и имеют сходный прокариотный тип строения клетки, а также похожую морфологию и физиологию, существенно отличаются по молекулярно-биологическим признакам.

Классификация

В силу сложности определения у прокариот признаков, необходимых для построения естественной (филогенетической) классификации, долгое время использовались искусственные системы.

В 9-м издании «Определителя бактерий Берджи» все прокариоты были разбиты на 35 групп, не имевших формального таксономического статуса. Распределение основывалось на легко определяемых признаках:

В том же руководстве на основе различий в строении клеточной стенки была предложена схема деления царства Prokaryotae на высшие таксоны (отделы, классы):

  1. Отдел Gracilicutes: грамотрицательные бактерии, имеющие клеточную стенку.
  2. Отдел Firmicutes: грамположительные бактерии, имеющие клеточную стенку.
  3. Отдел Tenericutes: бактерии, у которых клеточная стенка отсутствует (включает один класс Mollicutes — микоплазмы).
  4. Отдел архебактерий (ныне выделены в самостоятельный домен Археи).

Классификация бактерий внутри этих групп традиционно основывалась на их физиологических и биохимических свойствах и носила прагматический характер.

Современный контекст

Современная классификация бактерий и архей строится прежде всего на данных молекулярной филогенетики, в частности на анализе последовательностей генов рибосомальной РНК (16S рРНК). Это позволило перейти от искусственных систем к естественной, отражающей эволюционное родство. Археи окончательно признаны самостоятельным доменом жизни наряду с Бактериями и Эукариотами. Систематика постоянно уточняется с появлением новых геномных данных и методов метагеномики, открывающих огромное разнообразие ещё не культивируемых микроорганизмов.

Морфология и физиология

Морфология бактерий определяется их малыми размерами (обычно около 1 мкм) и отсутствием мембран, разделяющих клетку на внутренние компартменты (органеллы).

  • Мелкие бактерии (около 0,2 мкм) — часто паразиты.
  • Крупные формы (более 10 мкм), например, некоторые цианобактерии, могут иметь развитый внутриклеточный мембранный аппарат и различные включения.

Физиологическое разнообразие бактерий превосходит таковое у всех остальных групп организмов.

  • По источнику энергии: они могут быть хемотрофами (используют органические или неорганические соединения) или фототрофами (используют солнечный свет).
  • По типу метаболизма: бактерии разлагают практически все природные соединения не только в реакциях с участием кислорода, но и в анаэробных условиях — путём брожений или используя в качестве конечного акцептора электронов (водорода) нитрат, сульфат, серу или CO₂.

Экологическая роль

Бактерии играют фундаментальную роль в биосфере:

Бактерии — космополиты; одни и те же виды можно обнаружить на разных континентах. Они приспособились к экстремальным условиям, дав начало термофильным, психрофильным, галофильным и другим специализированным группам.

Генетика и эволюция

Свойства бактерий определяются их геномом, который передаётся дочерним клеткам при преимущественно бесполом (бинарном) делении. Однако у бактерий существуют разнообразные механизмы горизонтального переноса генов (однонаправленная передача части генетического материала):

Масштабы и значение этого процесса для бактериальной эволюции чрезвычайно велики, так как он позволяет быстро приобретать новые адаптивные признаки, например, устойчивость к антибиотикам.

Эволюционная история: остатки прокариот обнаружены в породах возрастом более 3,5 млрд лет. Около 2 млрд лет назад бактерии уже сформировали биосферу, сходную с современной, и установили ключевые биогеохимические циклы, например, цикл серы с участием сульфатов.

Практическое значение

Бактерии являются классическими объектами для исследований в генетике, биохимии, биофизике, космической биологии. Они широко используются в современной биотехнологии для:

См. также: археи, прокариоты.