Bakterite osa looduses ja inimese elus

Bakterid osalevad kõigis Maal toimuvates aineringetes. Nad on olulised surnud organismide ja nende elutegevuse jääkide lagundajad. Suures osas just tänu aeroobsetele bakteritele lagunevad varisenud taimelehed, loomade väljaheited ja surnud organismid. Lagunemise käigus muutuvad orgaanilised ühendid järk-järgult lihtsamateks anorgaanilisteks ühenditeks (süsihappegaasiks, veeks, lämmastiku­ühenditeks). Neid ühendeid saavad teised organismid, peamiselt taimed, uuesti oma elutegevuses kasutada. Lagunemine toimub peamiselt mulla ülemistes kihtides, kus leidub arvukalt baktereid. Järelikult muudab bakterite elutegevus ka mulla viljakamaks. Paljudel bakteritel on võime lagundada väga erinevaid aineid, ka loodusesse sattunud mürke ja mitmesuguseid teisi kemikaale, nad on olulised looduse isepuhastumisel. Bakterid on ka toiduahelate tähtis lüli: neist toituvad nt algloomad.

Hoopis erilisel viisil rikastavad lämmastikuühenditega mulda mügarbakterid. Mügarbakterite nimetus tuleneb sellest, et nad moodustavad taimejuurtel palja silmaga nähtavaid mügaraid. Mügarbakterid elavad sümbioosis liblikõieliste taimede juurtega. Nad seovad õhulämmastikku ning muudavad selle taimedele kättesaadavateks lämmastikuühenditeks. Taimed ise õhulämmastikku kasutada ei saa. See on ka põhjus, miks liblikõieliste põllukultuuride (hernes, uba, ristik jt) kasvatamine rikastab mulda lämmastikuühenditega. Need taimed ise sisaldavad ka rohkelt valke. Osa õhulämmastikku siduvaid baktereid elab ka vabalt mullas. Mügarbakterid saavad taimelt aga eluks vajalikke suhkruid.

Paraku on ka selliseid baktereid, kelle elutegevuse mõjul toiduained riknevad. Selle vältimiseks on inimesed juba iidsetest aegadest kasutanud toiduainete säilitamiseks kuivatamist, külmutamist, soolamist ja suitsutamist. Hiljem lisandus toiduainete säilitamine suhkruga, marineerimine erinevate hapetega, pastöörimine ning steriilimine. Kui toiduaineid töödeldakse kõrgel rõhul ja temperatuuril (kuni 120 °C), on tegu steriilimisega, ning nii saadakse mikroobivaba toode. Steriilitakse ka meditsiinivahendeid (nt süstelahuseid, süstlaid jm). Pastöörimisel kuumutatakse toiduaineid, tavaliselt vedelikke, paarkümmend sekundit temperatuuril 70–90 °C. Toiduainete lühiajaliseks säilitamiseks kasutatakse tihti pastöörimist, sest siis säilivad vitamiinid ning toiduainete omadused (maitse, värvus) muutuvad vähem. Pastöörimisel ei hävi bakterite spoorid, ning see ongi põhjuseks, miks tavaline pastöriseeritud piim teatud aja pärast ka kinnises pakendis rikneb.

Steriilimine

• Temperatuuril kuni 120 °C, kõrgel rõhul.
• Hävivad täielikult bakterirakud ja ka nende spoorid.
• Steriilitud toiduained ei rikne enamasti isegi pikaajalisel säilitamisel.
• Kasutatakse nt liha-, kalakonservide valmistamisel.

Pastöörimine

• Temperatuuril 70–90 °C.
• Hävivad bakterirakud, kuid spoorid säilivad.
• Kasutatakse toiduainete lühiajaliseks säilitamiseks, pikema aja pärast toit rikneb.
• Kasutatakse nt piimatoodete säilitamiseks.

Keskkonna ja inimese vahel toimub pidev bakterite vahetus. Selle tulemusena muutub ka inimkehas elutsevate bakterite hulk ja liigiline koosseis. Vastsündinud lapse organismis on baktereid vähe, kuid juba mõne tunni pärast hakkab nende arvukus suurenema. Baktereid võime leida nahalt, seedekulgla eri osadest, suguelunditest ja mujaltki inimorganismist. Meis elavad bakterid saame tinglikult jagada kolme rühma.

• Kahjutud kaaslejad, kes ei too inimorganismile kasu ega tekita ka kahju. Need kasutavad meie organismi elupaiga ja toiduallikana.
• Vajalikud bakterid. Sellised on näiteks seedekulgla bakterid, kes sünteesivad mõningaid vitamiine ja aitavad lõhustada toitaineid. Oma olemasoluga on need bakterid meile kasulikud ka seetõttu, et nad asustavad elupaiku organismis, kuhu konkurentsi puudumisel võiksid elama asuda mitmesugused tõvestavad mikroobid.
• Tõvestavad bakterid, kes organismi sattudes hakkavad kiiresti paljunema ja põhjustavad mitmesuguseid bakterhaigusi. Haigestumiseks peab selliseid baktereid organismi sattuma piisavas hulgas. Inimkonna ajaloos on korduvalt puhkenud bakterhaiguste (katk, koolera, tüüfus) epideemiaid ja põhjustanud paljude inimeste surma.

Bakterid võivad inimest kahjustada mitmel viisil, osa neist tungib kudedesse ja hävitab rakke (nt tuberkuloosibakter), osa eritab toksiine (nt difteeriabakter). Baktertoksiinid on väga tugeva toimega mürgised ained, mis kahjustavad või surmavad rakke ja teisi organisme. On selliseid baktereid, kelle elutegevuse tulemusel erituvad toksiinid ümbritsevasse keskkonda, ja neid, kellest toksiinid vabanevad alles bakteriraku lagunemisel.

Tõvestavad bakterid võivad inimorganismi sattuda kas sissehingatava õhuga (tuberkuloosi tekitaja), toidu ja joogiga (düsenteeria tekitaja), läbi vigastatud naha (teetanuse tekitaja) või läbi vigastatud limaskestade otsesel kokkupuutel haigega (süüfilise tekitaja). Osa bakterhaigusi levib ka siirutajate vahendusel, näiteks kirbud siirutavad katku. Süüfilist tekitav bakter kandub emalt lootele.

Organismi loomulikud kaitsesüsteemid takistavad kahjulike bakterite sissetungimist ja hävitavad neid. Vigastamata nahk ja limaskestad on bakteritele läbimatud. Normaalse naha pind on nõrgalt happeline ja selle mõjul hävib enamik tõvestavaid baktereid kiiresti. Suur osa toidus ja joogis leiduvatest bakteritest hukkub seedeelundites: sülje kaitseensüümide, mao tugevalt happelise keskkonna ning maksast erituva sapi mõjul. Sissehingatavas õhus leiduvaid baktereid seob hingamisteede lima. Verre sattunud baktereid hävitavad nii antikehad kui ka õgirakud.

Kõige lihtsam viis vähendada nakkushaigustesse haigestumise ohtu on käte pesemine vee ja seebiga. See küll ei tapa haigustekitajaid, kuid vähendab nende hulka nahal. Toidu säilitamine külmkapis pidurdab bakterite arengut ning toit säilib kauem värskena. Toidu kuumtöötlemine, nt keetmine, aga tapab selles olevad bakterid.

Paljude bakterhaiguste vältimiseks kasutatakse vaktsineerimist. Vaktsiine valmistatakse kas nõrgestatud või surmatud bakteritest, näiteks tuberkuloosi- ja läkaköhavastased vaktsiinid. Kasutatakse ka selliseid vaktsiine, mis sisaldavad bakterite toksiine, näiteks difteeria- ja teetanuse- (ehk kangestuskramptõve-) vastased vaktsiinid. Väljakujunenud bakterhaiguste raviks kasutavad arstid antibiootikume. Antibiootikumid on ained, mis pidurdavad bakterite elutegevust või surmavad neid. Antibiootikumid toimivad tavaliselt väikestes kogustes ja nende mõju on spetsiifiline, st konkreetne antibiootikum mõjub vaid teatud bakteritele.

Uute antibiootikumide kasutuselevõtt on vajalik, sest üha rohkem tõvestavaid baktereid on muutunud vastupidavaks olemasolevate antibiootikumide toimele. Selle põhjuseks on antibiootikumide massiline ja sageli ka kontrollimatu kasutamine nii põllumajandus­loomade kui ka inimeste raviks. Antibiootikumiravi peab määrama arst, ise ravimine või juba alustatud ravikuuri katkestamine on ohtlik, sest see soodustab tõvestavatel bakteritel vastupidavuse kujunemist ravimitele. Niisugustest bakteritest on juba palju raskem lahti saada.

Bakterite kasutusvaldkond on väga lai. Kõige varem hakati baktereid kasutama toiduainete valmistamiseks. Piimhappebakterite abil valmistatakse jogurtit, hapukoort, hapupiima jt hapendatud piimatooteid. Piimhappebaktereid kasutatakse ka kurkide, kapsaste jt aiasaaduste hapendamisel. Äädikhappebakterite abil valmib mikrobioloogiliselt toodetav äädikas (nt veiniäädikas). Nad muudavad käärinud mahlas või veinis leiduva alkoholi äädikaks. Oma roll on bakteritel ka lihatööstuses, kus bakterkultuure kasutatakse salaamivorsti valmistamisel. Ka kõigile teada-tuntud kohvi- ja kakaopuu seemneid kääritatakse algselt bakterite abil.

Keskkonnahoid

Bakterite liigilise koosseisu ja arvukuse põhjal hinnatakse keskkonna­seisundit, nt tõvestavate bakterite sisaldust veekogudes. Suvel võetakse ujumiseks ettenähtud veekogudest regulaarselt proove ja määratakse nendes soolekepikese bakteri arvukus. Kui neid on üle normi, siis on vesi väljaheidetega reostunud ning ujuda ei tohi. Bakterite kiire ainevahetuse ja võime tõttu lagundada väga mitmesuguseid ühendeid saab neid kasutada reovee puhastamisel ja loodusreostuse (nt naftareostuse) likvideerimisel.

Toiduainetööstus

Piimhappebaktereid kasutatakse nt hapendatud piimatoodete valmistamiseks ja köögiviljade hapendamiseks.

Ravimitööstus

Bakterite abil toodetakse mitmesuguseid ravimeid, vitamiine ja vaktsiine.

Sõjandus

Tõvestavatest bakteritest valmistatakse bakterioloogilist relva.

Energeetika

Põllumajanduslike taimsete tootmisjääkide kääritamisel valmistatakse alkoholi, mida lisatakse bensiinile. Bakterite elutegevuse tulemusena moodustunud biogaasi (metaani) kasutatakse kütteks. See tekib nt prügimägedel orgaaniliste ainete lagunemisel bakterite toimel.

Põllumajandus

Bakterjuuretisega valmistatakse silo, bakteritest tehakse taimede kasvu soodustavaid väetisi bakteritega tõrjutakse taimekahjureid.