Τα βακτήρια ή βακτηρίδια είναι πολύ διαδεδομένα -υπάρχουν εκατομμύρια είδη – και υπάρχουν παντού, από τους πόλους μέχρι της ερήμους. Στον άνθρωπο αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος της φυσιολογικής μικροβιακής χλωρίδας του εντέρου.
H λέξη βακτήριο προέρχεται από το «βακτηρία» που σημαίνει ραβδί. Το «βα» υπονοεί τον βασιλιά και το «κτάομαι» σημαίνει κατέχω. Αρχικά η λέξη ήταν συνώνυμη με το σκήπτρο. Όταν το 1928 τα βακτήρια ονομάστηκαν έτσι, πιστευόταν ότι όλα έχουν σχήμα σαν ραβδί αλλά αργότερα ανακαλύφθηκε ότι έχουν και σφαιρικό ή σπειροειδές σχήμα.
Οι περισσότεροι από εμάς έχουμε τα βακτήρια στο μυαλό μας σαν εχθρούς. Είναι αλήθεια ότι το 75% των λοιμώξεων στον άνθρωπο έχει αιτία τα βακτήρια. Αλλά από τα βακτήρια που είναι γνωστά, μόνο 1 στα χίλια πιστεύεται ότι προκαλεί λοίμωξη στον άνθρωπο. Ορισμένα είναι χρήσιμα για την καλή υγεία μας.
Τα βακτήρια είναι οργανισμοί που αποτελούνται από ένα μόνο κύτταρο (σπάνια πολυκύτταρα) μεγέθους 0,5-5 μικρόμετρα (εκατομμυριοστό του μέτρου) με ένα χαρακτηριστικό σκληρό περίβλημα (κυτταρικό τοίχωμα) που τους κάνει ανθεκτικούς στις επιδράσεις του περιβάλλοντος.
Λόγω του μικρού μεγέθους τους δεν φαίνονται με γυμνό μάτι. Υπολογίζεται ότι αν τοποθετηθούν 1.000 βακτήρια το ένα δίπλα στο άλλο, θα έχουν το μέγεθος τελείας. Τα περισσότερα βακτήρια είναι ορατά με το απλό φωτεινό μικροσκόπιο. Με βάση το σχήμα τους διακρίνονται σε δύο μεγάλες ομάδες, τα βακτηρίδια που μοιάζουν με μπαστούνια (βακτηρίες) και είναι ευθύγραμμα, καμπυλοειδή ή σπειροειδή, και τους κόκκους, που μοιάζουν με μικρές σφαίρες.
Αφού τα βακτήρια είναι κύτταρα, έχουν:
- κυτταρόπλασμα, το οποίο περιέχει τον πυρήνα και τα ριβοσώματα. Ο πυρήνας δεν περιβάλλεται από πυρηνική μεμβράνη και σε αντίθεση με τους μύκητες, τα πρωτόζωα και τα κύτταρα των σκωλήκων, των φυτών και των ζώων, αποτελείται, με ελάχιστες εξαιρέσεις, από ένα μόνο μόριο DNA.
- κυτταρική μεμβράνη,
- κυτταρικό τοίχωμα το οποίο στην έξω επιφάνεια του μπορεί να έχει έλυτρο (κάψα),
- βλεφαρίδες ή μαστίγια (για την κίνηση),
- ινίδια (για προσκόλληση σε άλλα κύτταρα)
Η κυτταρική μεμβράνη έχει τις ίδιες λειτουργίες όπως αυτή των ευκαρυωτικών κυττάρων αλλά διαφέρει σε δύο σημεία: δεν περιέχει στερόλες και παράγει ενέργεια όπως τα μιτοχόνδρια των ευκαρυωτικών κυττάρων.
Τα ριβοσώματα αποτελούνται από RNA και σ’ αυτά γίνεται η κατασκευή των πρωτεϊνών του κυττάρου. Είναι πολύ περισσότερα από αυτά που υπάρχουν στα ευκαρυωτικά κύτταρα.
Τα βακτήρια έχουν κυτταρικό τοίχωμα, όπως οι μύκητες και τα φυτικά κύτταρα. Βρίσκεται αμέσως μετά την κυτταρική μεμβράνη και χρησιμεύει για τη ζωή τους προστατεύοντας τα από εξωτερικούς βλαπτικούς παράγοντες. Αν το κυτταρικό τοίχωμα αφαιρεθεί, τα βακτήρια καταστρέφονται. Το τοίχωμα αποτελείται από πολύπλοκους πολυσακχαρίτες και πρωτεΐνες. Αυτές οι ουσίες δεν είναι ίδιες σε όλα τα βακτήρια.
Ορισμένα μπορεί να παραμένουν ακίνητα ενώ άλλα σε ορισμένα στάδια της εξέλιξής τους βγάζουν μαστίγια με τα οποία πλέουν γρήγορα μέσα στο νερό. Τα μαστίγια αυτά είτε είναι μεμονωμένα στο άκρο του βακτηρίου, οπότε τα βακτήρια αυτά ονομάζονται μονότριχα, είτε καλύπτουν όλη την επιφάνειά τους οπότε και καλούνται περίτριχα.
Υπάρχουν δύο τύποι βακτηριακού τοιχώματος, οι οποίοι διακρίνονται στην πράξη με μια ειδική σύνθετη χρώση, την χρώση κατά Gram. Ανάλογα με τη συμπεριφορά των βακτηρίων στη χρώση κατά Gram, ταξινομούνται αυτά σε Gram-θετικά (χρωματίζονται μωβ-μπλέ) και Gram-αρνητικά (χρωματίζονται κόκκινα ή φούξια). Η διάκριση αυτή έχει μεγάλη κλινική σημασία και σχετίζεται άμεσα με την ευαισθησία των βακτηρίων στα αντιβιοτικά και καθορίζεται έως ένα βαθμό και η ενδεδειγμένη θεραπεία. Την τεχνική επινόησε ο Δανός βακτηριολόγος Χανς Κρίστιαν Γιόαχιμ Γκραμ.
Εκτός από το κυτταρικό τοίχωμα μερικά βακτήρια διαθέτουν και ένα εξωτερικό περίβλημα από πολυσακχαρίτες και πρωτεΐνες, το έλυτρο ή κάψα, που τους δίνει ιδιαίτερες ικανότητες να αντιστέκονται στο ανοσοποιητικό σύστημα του ανθρώπου και να προκαλούν ασθένεια.
Μερικά βακτήρια (βάκιλλοι και κλωστηρίδια) όταν βρεθούν σε δύσκολες συνθήκες, για τον πολλαπλασιασμό τους σχηματίζουν σπόρους. Οι σπόροι είναι πολύ ανθεκτικοί στη ξηρασία, στη θερμότητα και στην υπεριώδη ακτινοβολία, γι’ αυτό βρίσκονται σε αφθονία στο περιβάλλον. Τυπικά παραδείγματα είναι ο βάκιλλος του άνθρακα και το κλωστηρίδιο του τετάνου.
Τα βακτήρια πολλαπλασιάζονται με διχοτόμηση. Συνήθως πολλαπλασιάζονται σε τεχνητά θρεπτικά υλικά που περιέχουν όλες τις θρεπτικές ουσίες και τα απαραίτητα άλατα και ιχνοστοιχεία. Ορισμένα όμως βακτήρια πολλαπλασιάζονται μόνο μέσα στα κύτταρα (υποχρεωτικά ενδοκυττάρια), ενώ άλλα πολλαπλασιάζονται μέσα και έξω από τα κύτταρα (δυνητικά ενδοκυττάρια).
Για να ζήσουν τα βακτήρια χρειάζονται θρεπτικές ουσίες, άλατα, και βιταμίνες. Τα αυτότροφα βακτήρια παίρνουν κατευθείαν ενέργεια από την ηλιακή ακτινοβολία, όπως είναι τα φωτοσυνθετικά βακτήρια ή από ανόργανες ουσίες. Όταν χρησιμοποιούν έτοιμες οργανικές ουσίες από το περιβάλλον για να παράγουν ενέργεια ονομάζονται χημειοετερότροφα. Τέτοια είναι τα περισσότερα παθογόνα μικρόβια για τον άνθρωπο και τα ζώα καθώς και τα βακτήρια που αποτελούν μέρος της φυσιολογικής χλωρίδας.
Τα αναερόβια επιβιώνουν και πολλαπλασιάζονται μόνο όταν δεν υπάρχει οξυγόνο, ενώ άλλα πολλαπλασιάζονται και επιβιώνουν αερόβια και αναερόβια και χαρακτηρίζονται σαν δυνητικά αναερόβια. Κάποια άλλα είδη βακτηρίων μπορούν να αναπτυχθούν μόνο σε περιβάλλον με μειωμένη συγκέντρωση οξυγόνου (περίπου στη μισή της ατμόσφαιρας).
Αυτά που αποτελούν την φυσιολογική χλωρίδα καθώς και τα παθογόνα βακτήρια για τον άνθρωπο πολλαπλασιάζονται σε θερμοκρασίες 35~37 βαθμούς Κελσίου και ονομάζονται μεσόφιλα. Τα βακτήρια που επιβιώνουν και πολλαπλασιάζονται σε περιβάλλον που επικρατούν πολικές θερμοκρασίες ονομάζονται ψυχρόφιλα. Ορισμένα μεσόφιλα βακτήρια μπορούν και πολλαπλασιάζονται και σε θερμοκρασίες λίγο πάνω από τους μηδέν βαθμούς Κελσίου. Υπάρχουν και αυτά που επικρατούν σε υψηλές θερμοκρασίες. Πέραν των 70 βαθμών Κελσίου πεθαίνουν ή καθίστανται ανενεργά ενώ σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες παρατηρείται μια μορφή χειμερίας νάρκης.
Στα βακτήρια περιλαμβάνονται και ειδικές ομάδες μικροβίων, που παρουσιάζουν ιδιαιτερότητες τόσο όσον αφορά την δομή και λειτουργία του κυττάρου τους, όσο και τη σημασία τους για τον άνθρωπο. Αυτά είναι:
- Χλαμύδια: μεγέθους 0,2-0,7 μικρομέτρων, που μοιάζουν με τα βακτήρια, αλλά για να πολλαπλασιαστούν χρειάζεται να περάσουν μέσα στα κύτταρα τα οποία συνήθως καταστρέφουν.
- Μυκοπλάσματα: μεγέθους 0,15-0,3 μικρομέτρων, που ανήκουν στα βακτήρια αλλά δεν έχουν κυτταρικό τοίχωμα και ως εκ τούτου είναι αρκετά ευαίσθητοι στις εξωτερικές περιβαλλοντικές επιδράσεις.
- Ρικέτσιες: μεγέθους 0,2-0,7 μικρομέτρων, που έχουν την ίδια δομή με τα βακτήρια, αλλά για να πολλαπλασιαστούν χρειάζεται όπως και τα χλαμύδια να περάσουν μέσα σε κύτταρα ανθρώπου ή ζώων, τα οποία συνήθως καταστρέφουν.
