แบคทีเรียเป็นจุลสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่เจริญเติบโตในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย สิ่งมีชีวิตเหล่านี้สามารถอาศัยอยู่ในดินมหาสมุทรและภายในลำไส้ของมนุษย์
ความสัมพันธ์ของมนุษย์กับแบคทีเรียนั้นซับซ้อน บางครั้งแบคทีเรียให้มือเราช่วยด้วยเช่นนมเปรี้ยวในโยเกิร์ตหรือช่วยในการย่อยอาหารของเรา ในกรณีอื่น ๆ แบคทีเรียทำลายล้างทำให้เกิดโรคเช่นโรคปอดบวมและดื้อต่อ methicillin เชื้อ Staphylococcus aureus (MRSA)
โครงสร้าง
แบคทีเรีย (เอกพจน์: แบคทีเรีย) ถูกจัดประเภทเป็นโปรคาริโอตซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่มีโครงสร้างภายในที่เรียบง่ายที่ขาดนิวเคลียสและมี DNA ที่ลอยได้อย่างอิสระในการบิดเป็นเกลียวคล้ายกับมวลที่เรียกว่านิวคลีนหรือแยกกัน ชิ้นส่วนวงกลมที่เรียกว่าพลาสมิด ไรโบโซมเป็นหน่วยกลมในเซลล์แบคทีเรียที่ประกอบโปรตีนจากกรดอะมิโนแต่ละตัวโดยใช้ข้อมูลที่เข้ารหัสในไรโบโซมอลอาร์เอ็นเอ
โดยทั่วไปเซลล์ของแบคทีเรียจะถูกล้อมรอบด้วยแผ่นป้องกันสองชั้น: ผนังเซลล์ด้านนอกและเยื่อหุ้มเซลล์ชั้นใน แบคทีเรียบางชนิดเช่นไมโคพลาสม่าไม่มีผนังเซลล์เลย แบคทีเรียบางตัวอาจมีชั้นที่สามและชั้นนอกสุดเรียกว่าแคปซูล ส่วนขยายที่มีลักษณะคล้ายแส้มักครอบคลุมพื้นผิวของแบคทีเรียส่วนยาวที่เรียกว่า flagella หรือสั้น ๆ เรียกว่า pili ซึ่งช่วยให้แบคทีเรียเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ และยึดติดกับโฮสต์
การจัดหมวดหมู่
เกณฑ์ที่แตกต่างกันเล็กน้อยถูกใช้เพื่อจำแนกแบคทีเรีย สิ่งมีชีวิตสามารถจำแนกได้ตามลักษณะของผนังเซลล์รูปร่างหรือตามความแตกต่างในการแต่งพันธุกรรม
The Gram stain เป็นการทดสอบที่ใช้ในการระบุแบคทีเรียโดยการเรียงตัวของผนังเซลล์ชื่อ Hans Hans Gram ผู้พัฒนาเทคนิคในปี 1884 การทดสอบคราบแบคทีเรีย Gram-positive หรือแบคทีเรียที่ไม่มีเยื่อหุ้มด้านนอก แบคทีเรียแกรมลบไม่เก็บคราบ ตัวอย่างเช่น, Streptococcus pneumoniae (S. pneumoniae) ซึ่งเป็นสาเหตุของโรคปอดบวมเป็นแบคทีเรียแกรมบวก Escherichia coli (อี. โคไล) และ Vibrio choleraeซึ่งเป็นสาเหตุของอหิวาตกโรคเป็นแบคทีเรียแกรมลบ
มีสามรูปพื้นฐานแบคทีเรีย: แบคทีเรียรอบเรียกว่า cocci (เอกพจน์: coccus), รูปทรงกระบอก, รูปทรงแคปซูลที่รู้จักกันเป็น bacilli (เอกพจน์: bacillus); และแบคทีเรียเกลียวซึ่งเรียกว่าสปิลล่า (austly: spirillum) รูปร่างและการกำหนดค่าของแบคทีเรียมักจะปรากฏในชื่อของพวกเขา ตัวอย่างเช่นนมเปรี้ยว แลคโตบาซิลลัส acidophilus เป็นแบคทีเรียและก่อให้เกิดโรคปอดบวม S. pneumoniae เป็นห่วงโซ่ของ Cocci แบคทีเรียบางชนิดมีรูปร่างอื่นเช่นสะกดรอยตามสี่เหลี่ยมหรือดาว
การทำสำเนา
แบคทีเรียส่วนใหญ่คูณด้วยกระบวนการที่เรียกว่าฟิชชันแบบไบนารีตามวิทยาลัยเกษตรและวิทยาศาสตร์สิ่งมีชีวิตของมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ ในกระบวนการนี้เซลล์แบคทีเรียเดี่ยวที่เรียกว่า "ผู้ปกครอง" จะทำสำเนาของ DNA และขยายใหญ่ขึ้นโดยการเพิ่มเนื้อหาของเซลล์เป็นสองเท่า จากนั้นเซลล์ก็แยกออกจากกันผลักวัสดุที่ซ้ำกันออกและสร้างเซลล์ "ลูกสาว" ที่เหมือนกันสองเซลล์
แบคทีเรียบางสายพันธุ์เช่นไซยาโนแบคทีเรียและ Firmicutes ทำซ้ำผ่านทางรุ่น ในกรณีนี้เซลล์ลูกสาวเติบโตเป็นหน่อของผู้ปกครอง มันเริ่มต้นเป็น nub ขนาดเล็กเติบโตขึ้นจนกว่ามันจะมีขนาดเท่ากันกับ parent และแยกออก
DNA ที่พบในพ่อแม่และลูกหลังจากที่ฟิชชันแบบไบนารีหรือรุ่นเดียวกัน ดังนั้นเซลล์แบคทีเรียแนะนำการเปลี่ยนแปลงในสารพันธุกรรมของพวกเขาโดยการรวมดีเอ็นเอเพิ่มเติมมักจะมาจากสภาพแวดล้อมของพวกเขาเข้าไปในจีโนมของพวกเขา สิ่งนี้เรียกว่าการถ่ายโอนยีนแนวนอน ความผันแปรทางพันธุกรรมที่เกิดขึ้นทำให้มั่นใจได้ว่าแบคทีเรียสามารถปรับตัวและอยู่รอดได้เมื่อสภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลง
การถ่ายโอนยีนแนวนอนมีสามวิธี: การเปลี่ยนแปลงการถ่ายทอดและการผันคำกริยา
การเปลี่ยนแปลงเป็นกระบวนการที่พบได้บ่อยที่สุดในการถ่ายโอนยีนแนวนอนและเกิดขึ้นเมื่อมีการแลกเปลี่ยนเศษดีเอ็นเอสั้น ๆ ระหว่างผู้บริจาคและผู้รับ การถ่ายโอนซึ่งโดยทั่วไปจะเกิดขึ้นเฉพาะระหว่างแบคทีเรียที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดต้องมีผู้บริจาคและผู้รับในการถ่ายโอน DNA โดยการแบ่งปันรับผิวเซลล์ การผันคำกริยาต้องอาศัยการสัมผัสทางกายภาพระหว่างผนังเซลล์ของแบคทีเรีย การถ่ายโอน DNA จากเซลล์ผู้บริจาคไปยังผู้รับ โดยการผันคำกริยาเซลล์แบคทีเรียสามารถถ่ายโอน DNA ไปยังเซลล์ยูคาริโอต (สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์) การผันช่วยในการแพร่กระจายของยีนต้านทานยาปฏิชีวนะ
แบคทีเรียในสุขภาพและโรคของมนุษย์
แบคทีเรียสามารถเป็นประโยชน์เช่นเดียวกับเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ Commensal หรือแบคทีเรีย "เป็นมิตร" แบ่งปันพื้นที่และทรัพยากรภายในร่างกายของเราและมีแนวโน้มที่จะเป็นประโยชน์ มีจุลินทรีย์เซลล์มากกว่าเซลล์มนุษย์ในร่างกายของเราประมาณ 10 เท่า จำนวนจุลินทรีย์สายพันธุ์สูงที่สุดที่พบในลำไส้ตามบทความจุลชีววิทยาของ David A. Relman 2012 ในธรรมชาติ
ลำไส้ของมนุษย์เป็นสถานที่ที่สะดวกสบายสำหรับแบคทีเรียที่มีสารอาหารมากมายสำหรับการดำรงชีวิตของพวกเขา ในบทความรีวิวปี 2014 ตีพิมพ์ในวารสารอเมริกันของระบบทางเดินอาหารผู้เขียนกล่าวถึงแบคทีเรียในลำไส้และจุลินทรีย์อื่น ๆ เช่นสายพันธุ์ที่มีประโยชน์ของ E.coli และ เชื่อแป็คที่เรียรูปทรงกลมช่วยในการย่อยอาหารป้องกันการล่าอาณานิคมโดยเชื้อโรคที่เป็นอันตรายและช่วยในการพัฒนาระบบภูมิคุ้มกัน นอกจากนี้การหยุดชะงักของแบคทีเรียในลำไส้ได้ถูกเชื่อมโยงกับโรคบางชนิด ตัวอย่างเช่นผู้ป่วยที่เป็นโรคของ Crohn มีการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่เพิ่มขึ้นต่อแบคทีเรียในลำไส้ตามการทบทวนในปี 2003 ตีพิมพ์ในวารสาร The Lancet
แบคทีเรียอื่น ๆ อาจทำให้เกิดการติดเชื้อ แบคทีเรียจำนวนมาก - ตั้งแต่กลุ่ม A เชื่อแป็คที่เรียรูปทรงกลม, Clostridium perfringens (C. perfringens), อี. โคไล และ เอส aureus อาจทำให้เกิดการติดเชื้อของเนื้อเยื่ออ่อนที่หายาก แต่รุนแรงที่เรียกว่า necrotizing fasciitis (บางครั้งเรียกว่าแบคทีเรียกินเนื้อ) ตามศูนย์ควบคุมและป้องกันโรค (CDC) การติดเชื้อนี้มีผลต่อเนื้อเยื่อรอบกล้ามเนื้อเส้นประสาทไขมันและหลอดเลือด; มันสามารถรักษาได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อถูกจับเร็ว
ความต้านทานยาปฏิชีวนะ
ยาปฏิชีวนะมักใช้รักษาโรคติดเชื้อแบคทีเรีย อย่างไรก็ตามในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาการใช้ยาปฏิชีวนะอย่างไม่เหมาะสมและไม่จำเป็นนั้นทำให้เกิดการแพร่กระจายของเชื้อแบคทีเรียดื้อยาปฏิชีวนะหลายสายพันธุ์
ในกรณีของการดื้อยาปฏิชีวนะแบคทีเรียที่ติดเชื้อจะไม่ไวต่อยาปฏิชีวนะที่มีประสิทธิภาพก่อนหน้านี้อีกต่อไป จากข้อมูลของ CDC ประชาชนอย่างน้อย 2 ล้านคนในสหรัฐอเมริกาติดเชื้อแบคทีเรียดื้อยาปฏิชีวนะทุกปีทำให้มีผู้เสียชีวิตอย่างน้อย 23,000 คน
ดร. คริสโตเฟอร์คริชแพทย์โรคติดเชื้อและนักระบาดวิทยาโรงพยาบาลที่มหาวิทยาลัยวิสคอนซินและโรงพยาบาลทหารผ่านศึกเมดิสันกล่าวว่าการติดเชื้อใด ๆ ที่คุณคิดว่าตอนนี้เกี่ยวข้องกับการดื้อยาบางระดับ “ มีการติดเชื้อน้อยมากที่ตอนนี้เราปฏิบัติต่อการติดเชื้อที่เกิดจากเชื้อแบคทีเรียดื้อยาไม่ใช่ปัญหาทางคลินิก”
ตัวอย่างเช่น MRSA เป็นหนึ่งในสายพันธุ์แบคทีเรียที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะที่มีชื่อเสียง มันต่อต้าน methicillin และยาปฏิชีวนะอื่น ๆ ที่ใช้ในการรักษา Staphylococcus การติดเชื้อซึ่งได้มาส่วนใหญ่ผ่านการสัมผัสทางผิวหนัง การติดเชื้อ MRSA เกิดขึ้นในสถานพยาบาลเช่นโรงพยาบาลและสถานพยาบาลซึ่งอาจนำไปสู่การติดเชื้อปอดอักเสบหรือกระแสเลือด MRSA ยังแพร่กระจายในชุมชนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ที่มีผิวสัมผัสจำนวนมากสัมผัสทางกายภาพอื่น ๆ และการใช้อุปกรณ์ที่ใช้ร่วมกัน - ตัวอย่างเช่นในหมู่นักกีฬาในร้านสักและในสถานรับเลี้ยงเด็กและโรงเรียน MRSA ที่ชุมชนได้รับส่วนใหญ่มักทำให้เกิดการติดเชื้อที่ผิวหนังอย่างรุนแรง
แง่มุมที่สำคัญของการต่อต้านความต้านทานยาปฏิชีวนะคือต้องระวังเกี่ยวกับการใช้งานของพวกเขา “ มันสำคัญมากที่เราจะต้องใช้ยาปฏิชีวนะอย่างชาญฉลาด” คริชบอกกับ LiveScience "คุณต้องการใช้ยาปฏิชีวนะเฉพาะเมื่อคุณมีการติดเชื้อแบคทีเรียที่ชัดเจน"
บทความนี้ได้รับการปรับปรุงเมื่อวันที่ 25 เมษายน 2019 โดย Live Science Contributor Rachel Ross
