Bacteriile sunt microorganisme procariote monocelulare si sunt cele mai vechi forme de viata, raspandite in aer, apa, sol si in organisme. Bacteriile s-au descurcat fara noi miliarde de ani, insa noi n-am rezista nicio zi fara ele.
Bacteriile transforma reziduurile noastre si le fac refolosibile. Ele purifica apa si pastreaza solurile productive. Sintetizeaza vitaminele din digestia noastra, transforma alimentele in zaharuri folositoare si pornesc razboiul impotriva microbilor straini.
Depindem de bacterii pentru a extrage azotul din aer si a-l transforma in nucleotide si aminoacizi utili pentru noi. Si nu numai atat, bacteriile sunt foarte prolifice. Unele pot da nastere unei noi generatii in mai putin de 10 minute. La o asemenea viteza, mutatiile pot fi observate mult mai usor. Cam la un milion de divizari apare un mutant. De obicei, mutatia inseamna ghinion pentru acesta – dar ocazional, noua bacterie este dotata cu cate un avantaj, cum ar fi abilitatea de a evita sau a tine piept atacului antibioticelor.
Bacteriile nu doar ca se inmultesc rapid, mai au o abilitate mai inspaimantatoare. Acestea pot schimba intre ele informatii. Orice bacterie poate prelua fragmente de informatie genetica de la oricare alta. Practic, toate bacteriile inoata intr-o piscina genetica unica. Orice adaptare ce apare intr-o zona a universului bacterian se poate raspandi in orice alta zona. Este ca si cum o fiinta umana s-ar putea duce la o insecta pentru a-i creste aripi sau pentru a merge pe tavan.
Bacteriile sunt foarte diversificate si au preferinte alimentare diferite. Unele bacterii, numite Thiobacillus concretivorans, nu pot supravietui fara concentratii de acid sulfuric suficient de mari pentru a dizolva metalul. Micrococcus radiophilus duce o viata fericita in recipientele cu reziduri din reactoarele nucleare, indopandu-se cu plutoniu si cu tot ce mai gaseste pe acolo.
S-au descoperit ca traiesc in lacuri cu soda caustica, in bazine de apa inghetata sau in vulcani noroiosi, iar unele bacterii par indestructibile. Sub picioarele noastre, in Pamant, traiesc probabil miliarde de tone de bacterii, formand ceea ce se numeste ecosistem microbian litoautotrof subteran. La adancime, microbii isi restrang dimensiunile si devin foarte lenesi. Cele mai active bacterii abia daca se divizeaza o data pe secol. Se pare ca secretul unei vieti lungi este sa nu faci mare lucru. Cand situatia devine neprielnica, bacteriile sunt pregatite sa isi inchida toate sistemele si sa astepte vremuri mai bune.
Bacteriile patogene
Aproximativ o bacterie dintr-o mie este un agent patogen pentru oameni. Organismul cel mai infectios de pe Pamant, o bacterie numita wolbachia, nu afecteaza deloc oamenii – si nicio alta vertebrata – dar daca esti un crevete, un vierme sau o musculita de otet, te poate face sa iti doresti sa nu te fi nascut.
Dar ce satisfactie ar avea bacteriile sa ne faca rau? Pana la urma, o gazda moarta n-are cum sa ofere ospitalitate pe termen lung. Probabil si din acest motiv majoritatea microorganismelor sunt neutre sau chiar benefice.
Microbul obtine unele beneficii daca isi imbolnaveste gazda. Simptomele unei boli ajuta de multe ori la raspandirea acesteia. Vomitatul, stranutul si diareea sunt metode excelente de a parasi o gazda si de a se pozitiona pentru a invada o alta.
Poate cea mai eficienta strategie este sa isi asigure ajutorul unei terte parti mobile, cum ar fi tantarii. Intepatura acestora le trimite direct in fluxul sangvin, unde se pot apuca imediat de treaba, inainte ca mecanismele de aparare ale victimei sa-si dea seama ce le-a lovit. Iata de ce multe boli din grupa A – malaria, febra Dengue, encefalita, incep de la o intepatura de tantar.
Evident ca bacteriile nu sunt capabile de premeditare, nu sunt organisme inteligente. Nu le pasa ca fac rau gazdei dar in acelasi timp majoritatea nu au dezvoltat unelte distructive. Daca ne elimina inainte sa treaca intr-o alta gazda, atunci ar putea sa moara si bacteria. De-a lungul istoriei au fost cazuri de boli care au provocat epidemii terifiante si apoi au disparut la fel de misterios cum au aparut.
Boala engleza a transpiratiei care s-a manifestat brutal intre 1485 si 1552 a omorat zeci de mii de oameni inainte sa se stinga. O eficienta prea mare nu aduce nimic bun pentru niciun organism infectios si bacteriile, in cele din urma, ajung sa dispara. Putem convietui cu acestea fara sa ne omoare, iar daca capatam un mic orgainsm daunator, de cele mai multe ori, sistemul imunitar il va distruge.
Starea de rau atunci cand ne imbolnavim nu este o consecinta a virusurilor, ci o consecinta a ceea ce corpul nostru incearca sa-i faca acestuia. In incercarea de a elibera organismul de agentii patogeni, sistemul imunitar distruge uneori celule sau afecteaza tesuturi vitale, prin urmare, atunci cand nu ne simtim bine, ceea ce simtim nu sunt agentii patogeni, ci raspunsul propriului sistem imunitar.
In lupta impotriva bacteriilor au aparut antibioticele, insa cea mai buna arma a noastra este risipita in ferme. Potrivit unei estimari, 70% dintre antibioticele folosite in lumea dezvoltata sunt date animalelor de ferma, de multe ori odata cu hrana, pentru a incuraja cresterea sau ca precautie contra infectiilor. Aceasta folosire le ofera pe tava bacteriilor conditii ideale pentru a-si dezvolta imunitatea la ele.
In 1952 penicilina era pe deplin eficienta impotriva tuturor tulpinilor de stafilococi. In 1960, presedintele colegiului medicilor din SUA se simtea suficient de increzator incat sa declare ca am eradicat infectiile din Statele Unite, si chiar in timp ce vorbea, cam 90% dintre tulpinile de stafilococi erau pe cale de a-si dezvolta imunitatea la penicilina.
Unele bacterii pot provoca chiar si cancer. In 1983, Barry Marshall, un doctor din Australia, a constatat ca numeroase forme de cancer de stomac si ulcer stomacal sunt provocate de o bacterie numita Helicobacter pylori.
Dar chiar si bacteriile se pot imbolnavi – uneori se pot infecta cu bacteriofagi, un tip de virus. Virusurile nu sunt entitati vii, sunt practic fragmente de acid nucleic. In izolare, este inert si benign. Acestia aduc gripa, variola, turbarea, Ebola sau SIDA.
Cum functioneaza antibioticele?
Antibioticele actioneaza impotriva infectiilor bacteriene insa n-au niciun efect bun impotriva unei infectii virale, cum ar fi raceala, gripa sau gastroenterita. In timp ce toate antibioticele vor ucide sau opri cresterea bacteriilor, nu toate sunt eficiente impotriva aceleiasi bacterii si nu toate lupta cu bacteriile in acelasi mod.
Tipul de antibiotic pe care medicul il perscrie pentru tratarea infectiei depinde de tipul de bacterii care provoaca aceasta infectie. Majoritatea bacteriilor se incadreaza in doua tipuri: Gram-pozitive si Gram-negative. Aceasta clasificare se bazeaza, in principiu, pe tipul de perete celular pe care il are bacteria. Bacteriile Gram-pozitive – cum ar fi Streptococcus – au pereti celulari subtiri, usor permeabili, cu un singur strat. Bacteriile Gram-negative – cum ar fi E. coli – au pereti celulari mai grosi, mai putin penetrabili si sunt dispusi in doua straturi. Pentru ca un antibiotic sa trateze cu succes o infectie bacteriana, trebuie sa fie capabil sa patrunda in peretii celulelor bacteriene.
Antibioticele lucreaza fie interferand cu capacitatea bacteriilor de a-si repara AND-ul deteriorat, oprindu-i capacitatea bacteriei de a se inmulti, sau prin slabirea peretelui celular.
Majoritatea antibioticelor de pe piata sunt eficiente impotriva a numeroase tipuri diferite de bacterii, atat Gram-pozitive cat si Gram-negative.
In loc sa distruga o celula din interior, precum penicilina, unele antibiotice blocheaza capacitatea celulei de a prolifera. Antibioticele macrolide sunt inhibitori ai sintezei proteinelor; de exemplu, eritromicina macrolidica functioneaza prin legarea la molecule specifice, distrugand capacitatea celulei de a forma proteinele de care are nevoie pentru a se inmulti.
Sulfonamidele au fost folosite pentru prima data in lupta impotriva infectiilor in anii 1930. Acestea se leaga la o enzima numita dihidropteroat sintetaza, care blocheaza capacitatea bacteriilor de a sintetiza acidul dihidriofolic. Atunci cand bacteria nu mai poate metaboliza acidul folic, bacteria nu mai poate creste si nu se mai poate multiplica.
Problema antibioticelor
Antibioticele sunt asociate cu unele efecte secundare neplacute; in timp ce sunt facute pentru a ucide bacteriile care cauzeaza infectii, ele pot provoca si probleme cand ucid bacteriile bune ce traiesc in corpul nostru.
Excesul de antibiotice are efecte negative. De exemplu, 68% dintre persoanele cu infectii ale tractului respirator (cum ar fi infectiile sinusurilor) carora li se prescriu antibiotice, doar 20% au nevoie de prescriptii. Daca luam antibiotice atunci cand nu avem nevoie de ele nu numai ca poate provoca efecte secundare, dar poate contribui, de asemenea, la o problema mai mare: bacteriile pot deveni rezistente la antibiotice.
Antibioticele pot sa nu mai functioneze atunci cand bacteriile vin cu diverse modalitati de combatere. Bacteriile isi pot schimba impermeabiliatea membranei sau isi schimba structura complet astfel incat incat antibioticul sa n-o mai recunoasca si sa se lege de ea.
Unele bacterii pot chiar anihila antibioticul realizand blocaje moleculare sau pot produce enzime numite beta-lactamaze care practic dezactiveaza penicilina.
Rezultatul firesc al descoperirii acestor fenomene a fost continua cautare de antibiotice noi, capabile sa inactiveze microorganismele rezistente la antibioticele deja existente. Totusi s-a constatat ca dupa un anumit timp de la introducerea unui nou antibiotic de semi-sinteza, sau a unei noi clase de antibiotice, este posibila aparitia tulpinilor bacteriene rezistente la acestea, tocmai datorita faptului ca rezistenta la antibiotice este un fenomen evolutiv.
Bibliografie:
Despre toate, pe scurt – De la Big Bang la ADN, Bill Bryson, editura Polirom.
http://www.healthychildren.org/English/health-issues/conditions/treatments/pages/How-Do-Antibiotics-Work.aspx
http://www.cdc.gov/drugresistance/threat-report-2013/
Foto: http://nuemedicalsolutions.com/adhesive-tape-potential-source-of-nosocomial-bacteria/
