Bacteriën — nuttig of schadelijk?

Door Ontwaakt!-correspondent in Frankrijk

WAAR wij ons ook bevinden, overal zijn we omgeven door ontelbare organismen die onzichtbaar zijn voor het menselijk oog. Vele daarvan kunnen als echte vrienden worden beschouwd, andere als dodelijke vijanden. Over wie of wat hebben we het? Over bacteriën, gisten en andere levensvormen die worden aangeduid met de term „micro-organismen”, aangezien ze slechts onder een krachtige microscoop zichtbaar zijn.

Bacteriën treft men overal aan — in de lucht, in het water, in de grond en in levende wezens. Ze kunnen bijna alle stoffen op het oppervlak van de aarde veranderen. Ja, hun vermogen chemische veranderingen aan te brengen, maakt de meest inventieve scheikundige groen van afgunst en machteloosheid.

In dit verband verklaarde J. M. Wood, hoogleraar in de biochemie, in het Franse wetenschappelijke tijdschrift La Recherche van september 1976: „Het is algemeen bekend dat micro-organismen gemakkelijker en doeltreffender organische verbindingen weten te vormen dan onze beste scheikundigen in de industrie.” Voorts merkte hij nog op dat bacteriën chemische reacties teweeg kunnen brengen die „in strijd zijn met lang gevestigde regels van de organische chemie”. Hoe frustrerend voor de scheikundigen!

Bent u niet nieuwsgierig naar wat meer bijzonderheden over het leven van bacteriën? Laten we ze eens wat nader bekijken, hun levenswijze onder de loep nemen, nagaan waardoor ze sterven, en tevens vaststellen wat hun nut is voor de mens, en ook welke problemen ze soms veroorzaken.

Een gevarieerd dieet

In principe kan men stellen dat voor elk levend organisme voedsel een dubbele functie vervult. Het verschaft stoffen die noodzakelijk zijn voor de groei of vernieuwing van de cellen en levert energie. Ook bacteriën hebben, zo klein als ze zijn, behoefte aan voeding en produceren afvalstoffen. Hun menu loopt wijd uiteen.

Sommige leiden een echt „ascetisch” bestaan en zijn tevreden met eenvoudige kost: koolzuur en stikstof uit de lucht. Andere zijn moeilijker te behagen en kunnen het niet stellen zonder koolhydraten, ammoniak of nog ingewikkelder stikstofverbindingen, zoals aminozuren. Weer andere, nog veeleisender exemplaren, hebben zelfs vitaminen nodig.

Zowel mens als dier verkrijgen hun energie uit de verbranding van voedingsprodukten als suikers en vetten. De ademhaling verschaft de noodzakelijke zuurstof om deze „brandstoffen” in het lichaam te oxyderen. Zo zijn er ook veel bacteriën, de zogenaamde „aërobe” bacteriën, die voor dat doel zuurstof uit de lucht betrekken. De energie die ze aldus verkrijgen, komt als warmte vrij of wordt opgeslagen in kleine moleculen (zoals ATP of adenosinetrifosfaat). Zulke verbindingen dienen op hun beurt weer als bron van energie voor de vele chemische reacties die in de bacteriecellen plaatsvinden. Wist u dat het een van deze aërobe bacteriën is (Acetobacter aceti) die wijn in azijn omzet?

Andere bacteriën gebruiken geen zuurstof als verbrandingsmiddel, maar benutten daarvoor diverse anorganische verbindingen. Sommige gebruiken bijvoorbeeld nitraten en sulfaten voor dit doel, die ze daarbij omzetten in nitrieten, stikstof of zwavelwaterstof, een gas dat gemakkelijk herkenbaar is aan zijn bedorven geur, gelijkend op die van rotte eieren. Deze bacteriën, die in omgevingen leven waar geen zuurstof aanwezig is, worden „anaërobe” bacteriën genoemd. Een deel van de micro-organismen die men in de menselijke darmen aantreft, behoort hiertoe.

Bepaalde bacteriën gedragen zich nog weer anders. In hun geval speelt een organisch molecuul een zelfde rol als die van zuurstof. Het proces dat hierbij plaatsvindt, wordt gisting genoemd.

Deze indeling van bacteriën is niet absoluut, want ofschoon er soorten zijn die slechts één van de besproken methoden gebruiken om aan energie te komen, zijn er ook vele die zichzelf aan hun omgeving aanpassen en zich de ene keer aëroob (zuurstof-gebruikend) en de andere keer anaëroob (van zuurstof onafhankelijk) gedragen.

In alle voorgaande voorbeelden wordt er energie gewonnen uit veranderingen in chemische verbindingen die in de atmosfeer of in de omgeving van de bacterie voorhanden zijn. Maar dit is niet altijd het geval. Er zijn ook bacteriën die men in een bepaald opzicht met planten kan vergelijken omdat ze door middel van fotosynthese hun energie van de zon betrekken. Ze beschikken over pigmenten die zonne-energie omzetten in chemische energie.

Afval — gevaarlijk of nuttig?

Tijdens hun groei produceren bacteriën stoffen die vaak als bijprodukten of afval van hun stofwisseling beschouwd kunnen worden. Hieronder komen voor de mens bijzonder giftige stoffen voor. Hebt u wel eens van tetanus gehoord? Deze ziekte wordt veroorzaakt door een bacterie, die met straatvuil, aarde of andere ongerechtigheden een wond kan binnendringen en dan gif voortbrengt, dat zich door het hele lichaam verspreidt en daarbij de zenuwen aantast. De gevolgen zijn bijna altijd dodelijk.

Een andere bacterie (Clostridium botulinum) die uitermate goed bestand is tegen hitte, wordt soms aangetroffen in niet goed gesteriliseerde blikgroenten, vleesconserven, en dergelijke. In het spijsverteringskanaal scheidt het een bijzonder krachtig werkend gif af, dat ten slotte het zenuwstelsel aantast en verlamming veroorzaakt. Dit vergif, het krachtigste dat bekend is, is twee miljoen maal werkzamer dan arsenicum. Alleen al het proeven van besmet voedsel kan dodelijk zijn. De stof is zo giftig dat geleerden 100 gram voldoende schatten om al het menselijk leven van de aardbodem weg te vagen!

Nu zult u ook begrijpen waarom u bij het wecken van levensmiddelen zo zorgvuldig te werk moet gaan. Gooi dan ook zonder aarzelen alle potten weg die niet voldoende verhit of gesteriliseerd zijn. Pas tevens op voor elk blik dat bol staat of weckflessen waarvan het deksel los is (Clostridium botulinum is namelijk een anaërobe gasvormer), en ook voor elk blik waarvan de inhoud verkeerd ruikt wanneer u het hebt opengemaakt!

Gelukkig zijn niet alle bacteriën zo gevaarlijk. Onder de bacteriën die door gisting in hun energie voorzien, zijn er vele die voor de mens nuttige afvalstoffen produceren. Wist u bijvoorbeeld dat de karakteristieke geur van boter te danken is aan de oxydatie van acetylmetylcarbinol, een bacterieel bijprodukt dat wordt omgezet in aangenaam ruikende biacetyl?

Tot de vele andere goede dingen die God voor de mensheid heeft verschaft, behoort „wijn, die het hart van de sterfelijke mens verheugt” (Ps. 104:15). In bescheiden mate genuttigd, is wijn een aangename en gezonde drank. Wel, wist u dat de alcohol in wijn wordt geproduceerd door een gist genaamd Saccharomyces cerivisiae? Hoewel dit geen bacterie, maar een gist of ééncellige schimmel is, is de erbij betrokken stofwisseling hetzelfde. Voor dit micro-organisme is de alcohol een bijprodukt die ontstaat bij het afbreken van de suikers die zich in het druivesap bevinden.

Zo zorgen ook twee melkzuurbacteriën (Streptococcus thermophilus en Lactobacillus bulgaricus) voor de produktie van yoghurt, een gegist melkprodukt dat in Bulgarije is ontstaan en hoofdzakelijk in Europa en Noord-Amerika wordt gegeten.

Hetzelfde geldt met betrekking tot kaas. Melkzuur, een bijprodukt van de vertering van suikers, verzuurt de melk en geeft het begin aan de stremming. Andere micro-organismen, vaak bacteriën of schimmels, produceren een heel scala van afvalstoffen die de vele bestaande kaasvariëteiten hun aparte geur en smaak verlenen.

Buitengewoon overvloedig

In het algemeen gesproken vermenigvuldigen bacteriën zich door deling of splijting. Wanneer een bacterie voldoende groot is, deelt hij zich in tweeën en er ontstaan twee nieuwe bacteriën, volkomen identiek aan de oudercel. Deze gaan zich op hun beurt weer delen en zo zet het proces zich voort. De deling vindt plaats met vaste tussenpozen, waarvan de duur sterk van soort tot soort varieert en ook afhankelijk is van de omgevingsomstandigheden. Onder ideale omstandigheden zal bijvoorbeeld een zeebacterie met de naam Pseudomonas natriegens om de tien minuten tot splijting overgaan, terwijl de tuberkelbacterie (Mycobacterium tuberculosis), de veroorzaker van tbc, slechts om de 27 uur deelt.

Om te illustreren hoe snel de vermenigvuldiging in haar werk kan gaan en welke gevolgen dat kan hebben, willen we eens beschouwen wat er zou gebeuren als één enkele bacterie in een omgeving verkeert met goede omstandigheden wat temperatuur, vochtigheid en voedselaanbod betreft, een bacterie die zich elke 20 minuten deelt, zoals het geval is met vele bacteriën in het menselijk darmkanaal. Hebt u er enig idee van hoeveel bacteriën er zouden zijn als de deling zich onafgebroken 24 uur zou kunnen voortzetten? Niet minder dan 47 × 10²⁰, ofte wel een 47 gevolgd door 20 nullen! En hoewel één bacterie maar ongeveer een half miljardste deel van een milligram weegt, zou dat aantal bacteriën bij elkaar 2300 ton wegen. Verbazingwekkend! Lage temperaturen remmen bijna alle bacteriegroei.

Het is dan ook geen wonder dat kant-en-klare voedingsmiddelen, zuivelprodukten en sauzen zo snel met bacteriën overgroeid kunnen zijn en ongeschikt voor consumptie kunnen worden indien ze niet op een koude plaats worden weggeborgen! Deze produkten zijn rijk aan voedingsstoffen en vormen daarom een uitstekende voedingsbodem voor bacteriegroei. Slechts één bacterie is voldoende om het gehele produkt te besmetten. Hoe krachtig en nauwkeurig was de illustratie van Paulus, dat ’een weinig zuurdeeg de gehele massa doet gisten’! — Gal. 5:9.

Wanneer voedingsstoffen ontbreken, de temperatuur ongunstig is en de afvalstoffen of bijprodukten van bacteriegroei niet worden verwijderd, voltrekt de deling zich steeds langzamer en komt uiteindelijk tot stilstand. De zwakste bacteriën sterven, terwijl de andere wachten op betere omstandigheden. Sommige, die goed zijn toegerust om barre omstandigheden te overleven, vormen „sporen”, die krachtig bestand zijn tegen hitte, droogte, zonlicht en ontsmettingsmiddelen. Sporen kunnen jarenlang levensvatbaar blijven; sommige blijven dat zelfs wanneer ze acht uur lang in kokend water hebben verbleven (de botulisme-spore bijvoorbeeld). Zodra de levensomstandigheden weer gunstig zijn, ontkiemt de spore en ontwikkelt zich tot een bacterie die volkomen gelijkt op de oorspronkelijke, waarna ook de deling weer een aanvang neemt.

Kwetsbaarheid

Nu we hebben beschouwd hoe bacteriën leven en zich vermenigvuldigen, willen we ook gaan bekijken wat de oorzaak is van hun sterfte.

Micro-organismen zijn gevoelig voor vele chemische stoffen. Deze stoffen hebben, naar men zegt, een „bacteriostatische” werking wanneer ze de groei van bacteriën remmen, en een „bactericide” werking wanneer ze bacteriën doden.

De zon met haar ultraviolette stralen is ongetwijfeld de oudste bacteriedoder, en ook één van de beste. Ultraviolette stralen brengen mutaties teweeg in bacteriën, dat wil zeggen in hun genen of erfelijkheidsmateriaal, wat in de meeste gevallen dodelijk blijkt.

In het algemeen zijn bacteriën niet in staat zich in sterk geconcentreerde oplossingen van stoffen als suiker en zout te ontwikkelen. Onder zulke omstandigheden treedt het vocht in de micro-organismen door de celwand naar buiten, als het ware in een poging de oplossing buiten te verdunnen (osmose). Het gevolg is dat de bacterie zijn vocht verliest en ophoudt met groeien of zelfs sterft. Dat is hetgeen er gebeurt wanneer vlees of vis wordt gezouten. Ook de aanwezigheid van grote hoeveelheden suiker in vruchtengelei of jam draagt bij tot de conservering van deze produkten.

Hitte is de dodelijke vijand van bacteriën. Een temperatuur van 50 tot 60 graden Celsius, een half uur lang, is voldoende om de meeste bacteriën te neutraliseren, maar de exemplaren die sporen kunnen vormen, vereisen hardere maatregelen. Zulke kiemen worden pas gedood wanneer ze twintig minuten in een autoclaaf verblijven, een speciale ketel waarin onder zeer hoge druk hete stoom wordt geproduceerd. De kleding van een chirurg en andere operatiematerialen worden daarin gesteriliseerd.

Bacteriën zijn tevens gevoelig voor vele chemische stoffen. Kennis hiervan kan op diverse manieren worden toegepast, bij de voedselconservering bijvoorbeeld. De oudste en meest bekende chemische conserveringsmiddelen zijn ongetwijfeld alcohol en azijn. In recentere tijd heeft de chemische industrie een grote verscheidenheid van andere produkten geschapen die ook op bacteriën of schimmels werken en hun groei remmen. Enkele van deze chemische stoffen lijken onschadelijk, maar helaas is van vele de uitwerking op langere termijn niet bekend.

Ook antiseptische middelen zijn chemische produkten die schadelijk zijn voor bacteriën. Ze zijn nuttig voor het desinfecteren van de huid, de kleding of kamers. Huisvrouwen voeren bewust of onbewust een strijd met de bacteriën wanneer ze keukenontsmettingsmiddelen, bleekwater, jodium, carbol of waterstofperoxyde gebruiken.

En natuurlijk mogen we bij deze opsomming de antibiotica niet vergeten, krachtige vijanden van bacteriën, die bij juist gebruik bijzonder nuttig blijken voor het bestrijden van infectieziekten.

Meer goed dan kwaad

Deze korte studie van het leven en de dood van bacteriën laat duidelijk zien dat hoewel deze micro-organismen zich soms kunnen ontpoppen als onze dodelijke vijanden, zij zich veel vaker doen kennen als waardevolle bondgenoten. Het is eenvoudig een kwestie van ze onder controle houden. Ja, bacteriën vertegenwoordigen een bijna onzichtbare maar belangrijke wereld op zich. Ze dragen bij tot de instandhouding van onmisbare natuurlijke kringlopen. Het leven en de dood van bacteriën is van uitermate groot belang voor het evenwicht in het plante- en dierenleven op aarde. Deze onzichtbaar kleine levensvormen getuigen daarom op overtuigende wijze van de wijsheid van de Schepper van alle grote en kleine dingen.