Micro organismen

Micro organismen is een verzamelnaam voor alle niet met het blote oog waarneembare plantaardige (bijv. schimmels) en dierlijke organismen (bijv. bacteriën), zwammen en oerdiertjes.

Het eerste leven op aarde was te rangschikken onder de micro organismen en nog steeds spelen deze organismen een rol van nauwelijks te onderkennen betekenis.

Bij alle levensprocessen dus ook bij de mens spelen micro organismen doorlopend een grote rol. De microbiologie houdt zich bezig met de bestudering van de micro organismen en voor zover het organismen betreft die voor ziekten verantwoordelijk zijn, heeft de wetenschap zich toegespitst op specialistische gebieden zoals de bacteriologie (de wetenschap van de bacteriën), de virologie (de wetenschap van de virussen) als onderdeel van de medische wetenschappen. Binnen de microbiologie kent men de takken van wetenschap die zich bezighouden met de bestudering van de levensverrichting van de micro organismen en met het zoeken naar mogelijkheden voor de bestrijding daarvan, vaak ook de leer der antibiotica genoemd. Veelal wordt ook de leer van de natuurlijke afweermechanismen (zie Immunologie) onder de microbiologie gerangschikt.

De micro organismen zijn op aarde alom tegenwoordig. Een theelepel aarde bevat er reeds miljoenen van. Vrijwel de enige niet anders dan onder de microscoop zichtbare zelfstandige levenseenheden die niet tot de micro-organismen behoren zijn de voortplantingscellen van planten en dieren. Sommige voort plantingscellen zijn wel zichtbaar (bijv. vogeleieren) en er zijn ook zgn. macro-organismen die weliswaar klein en vaak verwant aan bepaalde micro-organismen zijn maar toch zichtbaar voor het ongewapende oog (tal van schimmels en zwammen bijvoorbeeld zijn wel zichtbaar).

Micro-organismen als zodanig groeien niet en als er bijvoorbeeld toch over de groei van een bacterie wordt gesproken, dan heeft dat betrekking op het aantal, het toenemen van de kolonie of uitbreiding van een infectiehaard. Met uitzondering van een aantal vormen die voedsel met een mondachtig orgaan opnemen, voeden micro organismen zich gewoonlijk met opgeloste en gasvormige stoffen, die ze via de ‘lichaamswand’ opnemen.

De alles beheersende rol van de micro organismen blijkt o.a. uit de voedselcyclus van de mens. De landbouwgewassen zouden niet tot ontwikkeling komen als de aarde waarin zij staan geplant niet ‘bewoond’ werd door enorme aantallen bodembacteriën en andere micro-organismen. In het bijzonder de stikstof-bindende organismen spelen hierbij een onmisbare rol. De plantenvoeding in de bodem bestaat uit water, koolzuur, nitraten, sulfaten, fosfaten, chloriden van base-vormende metalen zoals calcium, magnesium, kalium, mangaan en ammonia of ammonium. Een aantal van deze stoffen zou schaars worden of geheel gaan ontbreken als er niet voor aanvulling werd gezorgd door de bacteriën, schimmels en andere micro- en macro-organismen. De bereiding van voedsel voor de planten door bodem micro organismen heeft voortdurend plaats onder aanwezigheid van water en zuurstof (lucht).

Doordat bij bodemcultuur bepaalde grondstoffen uitgeput kunnen raken (doordat het natuurlijke proces van afstervende planten door het oogsten van de produkten wordt onderbroken) is bijmesten van de grond noodzakelijk. Ook de toegevoegde meststoffen moeten weer verder bruikbaar worden gemaakt voor de planten door micro organismen. Bij de vertering van plantaardig voedsel maakt de mens grote hoeveelheden energie vrij, die bij de opbouw van de plantecellen daarin werd opgeslagen. In het spijsverteringskanaal, met name de darmen, komen daarbij micro-organismen te hulp om o.a. de moeilijk ‘klein te krijgen’ houtstof (cellulose) verder af te breken en in opneembare stoffen om te zetten. De zgn. darmflora van de mens bestaat uit meer dan 70 soorten bacteriën (zie Darmflora). Hun totale aantal bedraagt vele biljoenen.

Aan de andere kant bestaat de mogelijkheid dat men met het voedsel ongewenste, gevaarlijke en zelfs dodelijke micro organismen naar binnen krijgt. Micro-organismen (vooral bacteriën) spelen ook bij de voedselbereiding een rol. Zonder hen geen azijn, geen yoghurt, bier, wijn, koffie, thee of kaas. Schimmels geven de bijzondere smaak aan de buitenlandse kaassoorten zoals Camembert, Roquefort, Danish Blue enz. Deze schimmels zijn nauw verwant aan de schimmel die het geneesmiddel penicilline levert.

Vele etenswaren vormen echter ook een welkome voedingsbodem voor ongewenste schimmels en bacteriën. Melk bijvoorbeeld wordt snel besmet en bederft dan. De zure melkprodukten, zoals karnemelk, zijn door hun aard reeds ongevaarlijk. Het zuur maakt de groei van de bacteriën onmogelijk (zie Bacteriën). Overige melkprodukten moeten worden gekookt (gesteriliseerd) of ten minste enige tijd verhit (gepasteuriseerd) om schadelijke ziektekiemen te doden. Gepasteuriseerde melkprodukten zijn niet steriel, maar door het pasteurisatieproces zijn de daarin aanwezige kiemen gedood. Verse melk, dus rechtstreeks van de koe, kan in bepaalde gevallen een bron van besmetting zijn. Het is dan echter niet nodig de melk lang door te koken (hetgeen de smaak ongunstig beïnvloedt), maar slechts enige tijd te verwarmen.

Conserven (in blik of glas) kunnen in vele gevallen, voornamelijk vlees en groenteconserven, sporen van de bacterie Clostridium botulinum bevatten. Het gif dat deze bacterie produceert is echter slecht bestand tegen verhitting, waardoor zich in de praktijk betrekkelijk weinig vergiftigingsgevallen voordoen. Het verwarmen (opwarmen) van conserven heeft een gunstige invloed op het ongevaarlijk maken van de bacterie. Het onverwarmd verwerken van conserven in koude slaatjes heeft vooral in Amerika vele vergiftigingen tot gevolg gehad.

Huishoudelijk gebruik van eendeëieren kan een andere bron van gevaar zijn, omdat deze eieren veelal met paratyfusbacillen besmet zijn. Langdurig koken (10 tot 15 minuten) is noodzakelijk om eventuele besmetting te voorkomen.

Hoewel de weerstand van volwassenen tegen allerlei schadelijke bacteriën vrij groot is, zijn zuigelingen er zeer gevoelig voor. Vooral in de zomermaanden, als de bacteriën in ongekoelde flessen melk zich snel ontwikkelen, bestaat er een vergroot gevaar voor (melk)vergiftiging.

Bij de stofwisseling van micro-organismen, bacteriën, schimmels, gisten enz., ontstaan allerlei bijprodukten. Van deze bijprodukten is een aantal zeer schadelijk voor mens en dier, terwijl andere daarentegen zeer nuttig of althans bruikbaar zijn. Vele van de afgescheiden bijprodukten maken andere micro-organismen het leven onmogelijk en zijn niet alleen voor de soort in kwestie een natuurlijke afweer, maar ook voor de mens die van dit proces (antibiosis) profijt trekt door de stoffen als afweermiddel tegen ziektekiemen te gebruiken (zie Antibiotica, Geneesmiddelen).

De micro-organismen die schimmels genoemd worden en waarvan een 30000 soorten bekend zijn komen vrijwel overal in de natuur voor. Schimmels hebben een enorme verscheidenheid als groep in hun stofwisseling en beïnvloeden talloze scheikundige omzettingen in de levende natuur. Ze spelen daarom een zeer belangrijke rol niet alleen in de verschillende scheikundige kringlopen in de natuur, maar ook bij vele processen van uitgesproken economische betekenis. Vele belangrijke onderzoekingen en ontdekkingen op het terrein van de scheikunde, microbiologie en leer van de levensverrichtingen (fysiologie) houden verband met de studie van microscopisch kleine schimmels.

De aandacht van de wetenschap werd speciaal op de schimmels gevestigd door de ontdekking en praktische toepassing van het ‘penicilline’. De studie van de scheikundige opbouw, de natuurlijke vorming en de invloed op andere levende organismen, in het bijzonder micro-organismen, van de verschillende soorten penicilline zijn een beginpunt geweest voor een nieuwe tak van wetenschap, de studie van de antibiotica. Deze tak van wetenschap opende nieuwe wegen voor de microbiologie, scheikunde, fysiologie, geneeskunde, veeartsenijkunde, plantenziektekunde enz. Hiermee werd de uitspraak van de Rus Met sjnikov bevestigd, dat talrijke soorten natuurlijke micro-organismen een zegen voor de mensheid kunnen inhouden, in het bijzonder in het gevecht tegen de ziekteverwekkende organismen.

De meeste schimmels leven evenals andere micro-organismen in de grond. Een enkele gram grond met ca. 3% organisch materiaal bevat 40 meter aan schimmeldraden. Schimmels kunnen in de grond voorkomen tot een gewicht van bijna 2000 kilogram per ha. Beneden een diepte van 1 meter komen vrijwel geen schimmels meer voor. De schimmelgeslachten Penicillium, Fusarium, Trichoderma, Mucor en Aspergillus komen het meest in de grond voor. De belangrijkste werking van de door de schimmels geproduceerde antibiotica is hun giftige werking op ziektekiemen die de mens en bepaalde dieren belagen, terwijl deze zelf een aanzienlijk geringere gevoeligheid hebben dan de ziektekiemen.

Gisting (fermentatie) is een proces dat bijvoorbeeld reeds aan de Oude Egyptenaren bekend was. Zij lieten vruchtesappen gisten om alcoholhoudende dranken te verkrijgen. In 1861 vond Pasteur dat het gistingsproces verloopt buiten de aanwezigheid van zuurstof (anaëroob). Glucose wordt tijdens het gistingsproces omgezet in alcohol (zoals in 1810 door Gay Lussac was aangetoond). Een belangrijke stap was de ontdekking van de gebroeders Buchners, in 1897, dat een gistextract waaruit alle gistcellen zijn gefilterd even goed in staat is gisting te bewerkstelligen. Zij toonden aan dat de omzetting van glucose in alcohol (ethanol) wordt bevorderd door een stof in het extract, het ferment of enzym (zie Enzymen).