زیست شناسی، علوم پایه ۱۴۳ بازدید

باکتری های مفید نقش مهمی در طبیعت دارند. این پروکاریوت‌ها یکی از تجزیه‌کنندگان مهم در شبکه غذایی و برای چرخه کربن و نیتروژن در طبیعت ضروری هستند. باکتری‌های مفید در فرایند تثبیت، نیتروژن لازم برای فعالیت‌های گیاه را فراهم می‌کنند. همچنین میلیاردها باکتری در بدن انسان برای کمک به هضم غذا، ساختن ویتامین‌ها و خنثی کردن اثر گونه‌های مضر وجود دارد. در این مطلب در مورد انواع باکتری مفید در بدن انسان، انواع و نقش آن‌ها در صنایع غذایی، کشاورزی و تصفیه آب توضیح می‌دهیم.

باکتری های مفید بدن انسان

واژه باکتری اغلب ما را یاد درد و بیماری می‌اندازد. به همین دلیل، ممکن است تعجب کنید اگر بشنوید، در بدن ما باکتری‌هایی وجود دارد که برای سلامت و هومئوستازی بدن ضروری است. این باکتری‌ها بدن را در برابر باکتری‌های پاتوژن محافظت می‌کنند، به تکامل سیستم ایمنی بدن کمک می‌کنند و در سنتز بعضی ویتامین‌های گروه B و گوارش بعضی مواد نقش مهمی دارند.

مطلب پیشنهادی:
باکتری چیست؟ — به زبان ساده
باکتری ها فراوان‌ترین موجودات زنده جهان به شمار می‌آیند. باکتری‌ها تک سلولی‌های پروکاریوتی هستند که هسته و اندامک‌های غشا دار ندارند.

میکروبیوم چیست ؟

«میکروبیوم» (Microbiome) مجموعه میکروب‌ها ازجمله باکتری‌ها، ویروس‌ها و قارچ‌هایی هستند که به طور طبیعی در بدن ما وجود دارند. بعضی از این میکروب‌ها، آسیب ترکیبات محیطی برای بدن را افزایش و بعضی از آن‌ها آسیب را کاهش می‌دهند. میکروبیوم بدن انسان در اولین سال تولد شکل می‌گیرد، اما ممکن است در طول سال‌های بعدی در پاسخ به رژیم غذایی فرد، داروهای مصرفی و میکروب‌های محیط زندگی او، تغییر کند.

باکتری های مفید معده

به دلیل pH اسیدی معده، بیشتر باکتری‌ها در این محیط دوام نمی‌آورند. باکتری‌های اصلی معده شامل گروه‌های زیر است که به هضم غذا در معده کمک می‌کنند.

  • استرپتوکوکوس
  • استافیلوکوکس
  • لاکتوباسیلوس
  • پپتواسترپتوکوکوس

باکتری های مفید روده چه نقشی دارند ؟

روده بیشترین میزان باکتری‌های مفید بدن را در خود جای داده است. بیشتر این باکتری‌ها در دسته باکتری‌های بی‌هوازی قرار می‌گیرند. باکتری‌های مفید روده به هضم بعضی از مواد غذایی و سنتز ویتامین K کمک می‌کنند. ۶۰٪ وزن خشک مدفوع از این باکتری‌ها تشکیل شده است. استرس، مصرف زیاد آنتی‌بیوتیک و انگل‌های سیستم گوارشی ازجمله عواملی هستند که تعادل باکتری‌ها در این اندام را تغییر می‌دهند. انواع مختلفی از این باکتری‌ها در روده وجود دارد.

  • «باکتری‌های لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس» (Lactobacillus Acidophilus): باکتری‌های لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس، باکتری موجود در روده کوچک انسان است و بدن بدون کمک این باکتری ویتامین K نمی‌سازد.
  • «باکتری ای کُلی» (Escherichia Coli | E. coli): بیشتر سویه‌های این باکتری بی‌ضرر و غیربیماری‌زا هستند. این باکتری از دو راه به روده کمک می‌کند.
    • کمک به هضم: تعداد زیادی از این باکتری در کولون روده بزرگ وجود دارد و با ترشح آنزیم به هضم مواد غذایی در روده کمک می‌کند.
    • کمک به سنتز ویتامین: سویه‌های غیربیماری‌زا و مفید باکتری ای کلی در سنتز ویتامین B6، B12 و K نقش دارند.
    • «بیفیدوباکتریا» (Bifidobacteria): باکتری گرم منفی و جزو میکروبیوم طبیعی لوله گوارش، رحم و دهان پستانداران ازجمله انسان است. این باکتری‌ها بیشتر در روده قرار دارند و به هضم کربوهیدرات‌ها کمک می‌کنند.
باکتری مفید معده
تصویر سه‌بعدی باکتری‌های مفید روده

باکتری های مفید دهان

با وجود این‌که بعضی از باکتری‌ها سبب ایجاد بیماری‌های لثه و پوسیدگی دندان می‌شوند، بعضی از آن‌ها ازجمله پروبیوتیک‌ها (زیست‌یارها)، به سلامت دهان، خرد شدن مواد غذایی و تازگی نفس کمک می‌کنند. باکتری‌های مفید دهان سه عملکرد اصلی در سلامت دهان دارند.

  • کاهش بوی بد دهان: باکتری‌های مفید، باکتری‌های ایجاد کننده بوی بد دهان را از بین می‌برند.
  • کمک به هضم غذا: هضم غذا از دهان شروع می‌شود و باکتری‌های مفید موجود در غدد بزاقی، به خرد شدن غذا کمک می‌کنند.
  • تثبیت میکروبیوم دهان: میکروبیوم متعادل در دهان، ویژگی‌های ضدالتهابی دارد و کمک می‌کند از باکتری‌های پاتوژن در امان باشیم. باکتری‌های مفید با تحریک ترشح بزاق، باقی‌مانده ذرات غذایی، اسید دهان و باکتری‌های بیماری‌زا را حذف می‌کند.

باکتری های مفید پوست

پوست انسان به طور طبیعی، محل زندگی بسیاری از باکتری‌ها، قارچ‌ها و ویروس‌ها است. در حدود ۱۰۰۰ گونه باکتریایی روی پوست هر انسان زندگی می‌کند که از لحظه تولد با او همراه هستند. بسیاری از این باکتری‌ها در بخش‌های سطحی و تعداد کمی از آن در عمق پوست و کنار فولیکول‌های مو قرار دارند. بیشتر باکتری‌های موجود در پوست انسان در یکی از گروه‌های زیر دسته‌بندی می‌شوند.

  • باکتری‌های گرم مثبت: باکتری‌های گرم مثبت و مفید پوست گونه‌های زیر هستند.
    • «استافیلوکوکوس» (Staphylococcus)
    • «کورینه باکتریوم» (Corynebacterium)
    • «انیدروباکتر» (Enhydrobacter)
    • «میکروکوکوس» (Micrococcus)
    • «کاتیباکتریوم» (Cutibacterium)
    • «ولولنا» (Veillonella)
  • باکتری‌های گرم منفی:‌ باکتری‌های گرم منفی و مفید پوست گونه‌های زیر هستند.
    • «روزوموناس موکوزا» (Roseomonas Mucosa)
    • «سودوموناس» (Pseudomonas)
    • «آسینوباکتر» (Acinetobacter)
باکتری مفید پوست
میکروبیوم پوست

باکتری مفید واژن

میکروبیوم واژن، سیستمی پویا و پیچیده است که در هر عادت ماهیانه و کل عمر زنان تغییر می‌کند. لاکتوباسیلوس بیشترین باکتری موجود در میکروبیوم طبیعی و سالم واژن است که ترکیبات ضدباکتریایی فراوانی تولید می‌کند. کاهش شدید تعداد این باکتری در رواژن اختلال «واژینوسیس باکتریایی» (Bacterial vaginosis | BV) و افرایش تعداد باکتری‌های بی‌هوازی را به دنبال دارد که یک اختلال متداول بین بانوان در سن زایمان به حساب می‌آید.

باکتری های مفید در کشاورزی

میکروب‌های مفید سبب تقویت خاک و افزایش حاصلخیزی خاک می‌شوند. باکتری‌ها یکی از ۵ دسته این میکروب‌ها هستند.

  • باکتری: این باکتری‌ها ترکیبات معدنی را تغییر داده به شکلی تبدیل می‌کنند که گیاه بتواند آن را جذب کند. وجود این باکتری‌ها برای رشد، بقا و فعالیت‌های زیستی گیاه حیاتی است. ریزوبیوم یکی از مهم‌ترین باکتری‌هایی است که همزیست با ریشه گیاه زندگی و نیتروژن لازم برای رشد آن را فراهم می‌کند.
  • «آکتینومیست» (Actinomycetes): مثل سایر میکروب‌ها به دو گونه مفید و مضر تقسیم می‌شوند. گونه‌های مفید این قارچ‌های شبیه به باکتری، آنتی‌بیوتیکی تولید می‌کند که باکتری‌های بیماری‌زای ریشه را از بین می‌برد.
  • قارچ: این موجودات همراه باکتری‌ها به جذب مواد غذایی و آب کمک می‌کنند.
  • آغازیان: آغازیان با بعضی گونه‌های باکتری همزیستی دارند و بعضی دیگر را از بین می‌برند. از بین بردن باکتری‌ها به‌وسیله آغازیان مواد غذایی موجود در خاک را افزایش می‌دهد.
  • نماتدها: نماتدها کرم‌های کوچکی هستند که مثل گروه‌های قبلی به دو دسته مفید و غیر مفید تبدیل می‌شوند. نماتدهای مفید، گونه‌های مضر را می‌خورند و مواد غذایی خاک را افزایش می‌دهند.

باکتری مفید در صنایع غذایی

باکتری‌های لاکتیک‌اسید، مهم‌ترین باکتری‌های مفیدی هستند که در صنایع غذایی از آن‌ها استفاده می‌شود. این باکتری‌ها در خانواده باکتری‌های گرم منفی و بی‌هوازی قرار می‌گیرند و فقط از کربوهیدارت‌ها به عنوان منبع اصلی کربن استفاده می‌کنند. این باکتری‌ها شکل میله‌ای یا کروی دارند و مقاومت آن‌ها نسبت به تغییرات pH زیاد است. اگرچه این باکتری‌ها بیش از ۶۰ شاخه دارند اما سه نوع آن‌ها کاربرد بیشتری در صنایع غذایی دارند.

  • لاکتوباسیلوس
  • لاکتوکوکوس
  • استرپتوکوکوس

از این باکتری‌ها در تولید پنیر خامه‌ای، کره، خمیر ترش، ماست و کفیر استفاده می‌شود. باکتری‌ها لاکتیک‌اسید، انواع مختلفی از کربوهیدرات‌ها را تجزیه می‌کنند و لاکتیک‌اسید محصول نهایی فعالیت آن‌ها است. به علاوه از این باکتری‌های تخمیری در فراوری چای، قهوه، کاکائو، سوسیس و سس سویا بهره برده می‌شود. همچنین، بعضی از گونه‌های این باکتری ترکیبات «باکتریوسین» (Bacteriocins) ترشح می‌کنند که خاصیت ضدباکتریای دارد.

باکتری های مفید آکواریوم

تمام آکواریوم‌ها به یک فیلتر زیستی مناسب برای متعادل نگهداشتن محیط ماهی‌ها نیاز دارند و باکتری‌های مفید یکی از اجزای کلیدی این فیلتر زیستی هستند. «نیتروزوموناس» (Nitrosomonas) و «نیتروباکتر» (Nitrobacter) دو گونه باکتری مفید هستند که وجود آن‌ها برای تجزیه مواد دفعی موجود در آکواریوم ضروری است. این باکتری‌ها در تجزیه مواد زیر نقش دارند:

  • مواد دفعی ماهی‌ها و پولک‌های جدا شده
  • غذای اضافی موجود در آب
  • گیاهان مرده یا فاسد
  • ماهی‌های مرده

تجزیه باقی‌مانده اجساد و ذرات طبیعی، سبب ایجاد آمونیاک در محیط می‌شود. این ماده برای ماهی‌ها بسیار سمی و خطرناک است و باید به‌وسیله باکتری‌های مفید دیگر به نیترات و نیتریت تبدیل شود تا ضرری برای ماهی‌ها ایجاد نکند.

باکتری های مفید در آکواریوم

باکتری‌های مفید در تصفیه آب کدام‌اند‌؟

تصفیه زیستی آب، یکی از روش‌های متداول تصفیه آب در جهان است. در این روش از باکتری‌ها و سایر میکروب‌ها برای تصفیه آب استفاده می‌شود. در این فرایند از باکتری‌های هوازی، غیرهوازی و «دوگونه‌ی‌زی» (Facultative) کمک گرفته می‌شود.

  • باکتری‌های هوازی: این باکتری با استفاده از اکسیژن آزاد موجود در آب، آلودگی‌های موجود در آن را از بین می‌برد و از انرژی آزاد شده از این فرایند برای رشد و تکثیر استفاده می‌کند. برای کارایی بهتر این باکتری بهتر است به آب، اکسیژن اضافه شود.
  • باکتری‌های بی‌هوازی: نقش اصلی این باکتری در تصفیه آب، از بین بردن لجن‌ها و تولید گاز متان از آن‌ها است و به برداشت فسفر آب نیز کمک می‌کنند. به همین دلیل در تصفیه آب، از این باکتری‌ها بیشتر از انواع هوازی کمک گرفته می‌شود. فعالیت بهینه این باکتری‌ها نیاز به اضافه شدن اکسیژن به محیط ندارد.
  • باکتری‌های دوگونه‌زی: این باکتری‌ها بر اساس شرایط محیطی، دو نوع متابولیسم هوازی‌ و بی‌هوازی دارند. با این وجود ترجیح می‌دهند بیشتر در شرایط بی‌هوازی باشند.
باکتری های مفید در تصفیه آب

پروبیوتیک چیست ؟

این ایده که بعضی گونه‌های باکتری در افزایش سلامت بدن انسان نقش دارند از قرن ۲۰، مورد توجه قرار گرفت که زیست‌شناس برنده جایزه نوبل اظهار کرد که خوردن باکتری‌های مشابه با بدن برای سلامتی مفید است. در سال‌های اخیر بسیاری از شرکت‌های مواد غذایی، محصولاتی با نام محصولات «پروبیوتیک‌ها» (Probiotics) تولید می‌کنند که شامل باکتری‌های مفید مشابه با بدن است. پروبیوتیک‌ها در واقع میکروب‌های مفیدی هستند که به سلامت بدن کمک می‌کنند. در این محصولات یکی از باکتری‌های زیر وجود دارد.

  • لاکتوباسیلوس: لاکتوباسیلوس‌ها باکتری‌های طبیعی در سیستم گوارش، مجاری ادراری و سیستم تناسلی هستند که بیشتر در لبنیات از آن‌ها استفاده می‌شود.
  • بیفیدوباکتریا: باکتری‌های طبیعی لوله گوارش انسان هستند و علائم سندرم روده تحریک پذیر را کاهش می‌دهند.
  • «استرپتوکوکوس ترموفیلوس» (Streptococcus thermophilus): این باکتری‌ها آنزیم لاکتاز تولید می‌کنند. این آنزیم قند موجود در شیر و سایر محصولات لبنی را می‌شکند.
  • «ساکارومیسز بولاردی» (Saccharomyces Boulardii): ساکارومیسز در اصل مخمر است اما جزو پروبیوتیک‌ها حساب می‌شود. این قارچ از اسهال و دیگر مشکلات گوارشی جلوگیری می‌کند.

به هم خوردن تعادل میکروب‌های مفید در بدن انسان

«اختلال زیستی» (Dysbiosis) یا به هم خوردن تعادل میکروب‌های مفید بدن، بیشتر زمانی اتفاق می‌افتد که تعادل باکتری‌های موجود در لوله گوارش مختل می‌شود. در بیشتر مواقع بدن می‌تواند این اختلال را بر طرف کند و نیاز به درمان وجود ندارد. این اختلال در اثر عوامل زیر ایجاد می‌شود.

  • افزایش دریافت پروتئین از رژیم غذایی
  • مصرف تصادفی مواد شیمیایی ازجمله سموم دفع آفت روی میوه‌ها
  • مصرف الکل
  • مصرف زیاد آنتی‌بیوتیک
  • افزایش تعداد باکتری‌های حفره دهان به دلیل رعایت نکردن موارد بهداشتی
  • ضعیف شدن سیستم ایمنی بدن به دلیل افزایش اضطراب و استرس

جمع‌بندی

باکتری‌ها تنها عامل ایجاد بیماری برای حیوانات و گیاهان نیستند. میلیون‌ها باکتری در بدن هر انسان وجود دارد که به گوارش مواد غذایی و محافظت بدن در برابر عوامل بیماری‌زا کمک می‌کنند. همچنین با نبود باکتری‌ها چرخه تبدیل مواد معدنی به مواد آلی انجام نمیگرفت و گیاهان مواد غذایی کافی برای رشد نداشتند. علاوه بر اگر باکتر‌های تجزیه‌کننده در طبیعت وجود نداشتند، لاشه گیاهان و جانوران مرده جایی برای زندگی موجودات زنده باقی نمی‌گذاشت.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

بر اساس رای ۱۲ نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟
شما قبلا رای داده‌اید!
اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.

مرضیه پیمان فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد نانوفناوری پزشکی است. در زمینه ترجمه متون تخصصی و کاربردهای نانو‌ساختارها در پزشکی فعالیت می‌کند. در حال حاضر در زمینه تولید‌ محتوای زیست‌شناسی با فرادرس همکاری می‌کند.