البكتيريا الهوائية. اللاهوائية والأيروبس

ظهرت البكتيريا منذ أكثر من 3.5 مليار سنة وكانت أول الكائنات الحية على كوكبنا. إنه بفضل الهوائية و الأنواع اللاهوائيةأدت البكتيريا إلى نشوء الحياة على الأرض.

تعد اليوم واحدة من أكثر مجموعات الكائنات بدائية النواة (غير النووية) تنوعًا وانتشارًا. سمح التنفس المختلف بتقسيمها إلى الهوائية واللاهوائية ، والتغذية - إلى بدائيات النوى غيرية التغذية وذاتية التغذية.

قسم تصنيف بدائيات النوى

تنوع الأنواع لهذه الأنواع غير النووية هائل: لقد وصف العلم 10000 نوع فقط ، ويفترض أن هناك أكثر من مليون نوع من البكتيريا. تصنيفها معقد للغاية ويتم تنفيذه على أساس العمومية العلامات التاليةوالخصائص:

• المورفولوجية - الشكل ، طريقة الحركة ، القدرة على التبويض ، وغيرها) ؛
• الفسيولوجية - التنفس بالأكسجين (الهوائية) أو البديل الأوكسجين (البكتيريا اللاهوائية) ، وفقًا لطبيعة المنتجات الأيضية ، وغيرها ؛
• البيوكيميائية.
• تشابه الخصائص الجينية.

علي سبيل المثال، التصنيف الصرفيتشغيل مظهر خارجييصنف جميع أنواع البكتيريا على النحو التالي:

• على شكل قضيب
• لف؛
• كروي.

يقسم التصنيف الفسيولوجي فيما يتعلق بالأكسجين جميع بدائيات النوى إلى:

• اللاهوائية - الكائنات الحية الدقيقة التي لا يتطلب تنفسها وجود الأكسجين الحر ؛
• الهوائية - الكائنات الحية الدقيقة التي تحتاج إلى الأكسجين طوال حياتها.

بدائيات النوى اللاهوائية

الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية تتوافق تمامًا مع اسمها - البادئة an- تنفي معنى الكلمة ، الهواء هو الهواء و b-life. اتضح - حياة خالية من الهواء ، كائنات لا يحتاج تنفسها إلى أكسجين حر.

تنقسم الكائنات الحية الدقيقة Anoxic إلى مجموعتين:

• اللاهوائية الاختيارية - قادرة على الوجود في كل من البيئة التي تحتوي على الأكسجين ، وفي غيابها ؛
• تلزم الكائنات الحية الدقيقة - تموت في وجود الأكسجين الحر في البيئة.

يقسم المجموعة الملزمة حسب احتمالية تكوين الأبواغ إلى ما يلي:

• المطثيات البوغية - البكتيريا موجبة الجرام ، ومعظمها متحرك ، وتتميز بعملية التمثيل الغذائي المكثف والتنوع العالي ؛
• اللاهوائية غير المطثية - إيجابية الجرام والتي هي جزء من البكتيريا البشرية.

خصائص كلوستريديا

البكتيريا اللاهوائية المكونة للجراثيم بأعداد كبيرةتوجد في التربة والجهاز الهضمي للحيوانات والبشر. من بينها ، هناك أكثر من 10 أنواع معروفة بأنها سامة للإنسان. تنتج هذه البكتيريا سموم خارجية نشطة للغاية خاصة بكل نوع.

على الرغم من أن نوعًا واحدًا من الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية يمكن أن يكون عاملًا معديًا ، إلا أن التسمم بمختلف الجمعيات الميكروبية يكون أكثر شيوعًا:

• عدة أنواع من البكتيريا الهوائية;
• الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية والهوائية (غالبًا المطثيات والمكورات العنقودية).

من الطبيعي تمامًا في بيئة الأكسجين المألوفة لنا أنه من أجل الحصول على التمارين الهوائية الملزمة ، من الضروري استخدام معدات خاصة ووسائط ميكروبيولوجية. في الواقع ، يتم تقليل زراعة الكائنات الدقيقة التي تحتوي على نقص الأكسجين إلى خلق الظروف التي يتم فيها حظر وصول الهواء إلى الوسائط حيث يتم إجراء زراعة بدائيات النوى تمامًا.

في حالة التحليل الميكروبيولوجي للإلزام اللاهوائي ، تعتبر طرق أخذ العينات وطريقة نقل العينة إلى المختبر مهمة للغاية. نظرًا لأن الكائنات الحية الدقيقة الملزمة ستموت على الفور تحت تأثير الهواء ، يجب تخزين العينة إما في حقنة محكمة الغلق أو في وسائط متخصصة مصممة لهذا النقل.

الكائنات الدقيقة الهوائية

تسمى الهوائية الكائنات الحية الدقيقة التي يتعذر تنفسها بدون أكسجين حر في الهواء ، وتتم زراعتها على سطح وسط المغذيات.

حسب درجة الاعتماد على الأكسجين ، تنقسم جميع التمارين الهوائية إلى:

• تلتزم (airophiles) - قادرة على التطور فقط عند تركيز عالٍ من الأكسجين في الهواء ؛
• الكائنات الحية الدقيقة الهوائية الاختيارية التي تتطور حتى مع انخفاض كمية الأكسجين.

خصائص وميزات الأيروبس

الهوائية والماء والهواء ، وتشارك بنشاط في دورة المواد. يتم تنفس البكتيريا ، وهي عبارة عن أيروب ، عن طريق الأكسدة المباشرة للميثان (CH 4) ، والهيدروجين (H 2) ، والنيتروجين (N 2) ، وكبريتيد الهيدروجين (H 2 S) ، والحديد (Fe).

الكائنات الحية الدقيقة الهوائية المُلزمة المسببة للأمراض للإنسان تشمل عصيات السل ، ومسببات أمراض التولاريميا ، وضمة الكوليرا. كل منهم يحتاج إلى مستويات عالية من الأكسجين للبقاء على قيد الحياة. البكتيريا الهوائية الاختيارية مثل السالمونيلا قادرة على التنفس مع القليل من الأكسجين.

الكائنات الحية الدقيقة الهوائية التي تقوم بالتنفس في جو الأكسجين قادرة على التواجد في نطاق واسع جدًا عند ضغط جزئي من 0.1 إلى 20 ضغط جوي.

تزايد الأيروب

إنه يعني استخدام وسط غذائي مناسب. الشروط اللازمةهي أيضًا التحكم الكمي في الغلاف الجوي للأكسجين وخلقه درجات الحرارة المثلى.

يتجلى تنفس ونمو الأيروبس في شكل تعكر في الوسط السائل أو ، في حالة الوسائط الكثيفة ، كتكوين المستعمرات. في المتوسط ​​، يستغرق الأمر حوالي 18 إلى 24 ساعة لتنمو الهوائية في ظل ظروف ثرموستاتية.

الخصائص العامة للأيروبس واللاهوائية

1. كل هذه بدائيات النوى ليس لها نواة واضحة.
2. يتكاثرون إما عن طريق التبرعم أو القسمة.
3. عند إجراء التنفس ، نتيجة لعملية الأكسدة ، تتحلل الكائنات الهوائية واللاهوائية على حد سواء كتل ضخمة من المخلفات العضوية.
4. البكتيريا هي الكائنات الحية الوحيدة التي يربط تنفسها النيتروجين الجزيئي بمركب عضوي.
5. الكائنات الهوائية واللاهوائية قادرة على التنفس في نطاق واسع من درجات الحرارة. يوجد تصنيف يتم بموجبه تقسيم الكائنات أحادية الخلية الخالية من الأسلحة النووية إلى:

• محبة للنفسية - الظروف المعيشية في المنطقة من 0 درجة مئوية ؛
• mesophilic - درجة الحرارة الحيوية من 20 إلى 40 درجة مئوية ؛
• محبة للحرارة - يحدث النمو والتنفس عند 50-75 درجة مئوية.

تحتاج جميع الكائنات الحية على الأرض تقريبًا إلى عملية التنفس. الأكسجين هو أحد أكثر العوامل المؤكسدة شيوعًا في الحيوانات والنباتات والطلائعيات والعديد من البكتيريا. ومع ذلك ، لا يعرف الجميع كيف يختلف جسمنا في التعقيد الهيكلي عن الخلايا الصغيرة للكائنات الحية الدقيقة. السؤال الذي يطرح نفسه: كيف تتنفس البكتيريا؟ هل طريقتهم في الحصول على الطاقة تختلف عن طريقتنا؟

هل تتنفس كل البكتيريا الأكسجين؟

لا يعلم الجميع أن الأكسجين ليس دائمًا مكونًا أساسيًا في سلسلة الجهاز التنفسي. إنه يلعب ، أولاً وقبل كل شيء ، دور متقبل الإلكترون ؛ لذلك ، يتأكسد هذا الغاز جيدًا ويتفاعل مع بروتونات الهيدروجين. ATP هو سبب تنفس جميع الكائنات الحية. ومع ذلك ، فإن العديد من أنواع البكتيريا تعمل بدون أكسجين ، ولا تزال تتلقى مثل هذا المصدر الثمين للطاقة مثل الأدينوزين ثلاثي الفوسفات. كيف تتنفس البكتيريا من هذا النوع؟

تستمر عملية التنفس في أجسامنا على مرحلتين. أولها - اللاهوائي - لا يتطلب وجود الأكسجين في الخلية ، ولا يتطلب سوى مصادر الكربون ومستقبلات بروتون الهيدروجين. المرحلة الثانية - الهوائية - تستمر حصريًا في وجود الأكسجين وتتميز بعدد كبير من التفاعلات التدريجية.

في البكتيريا التي لا تمتص الأكسجين ولا تستخدمه للتنفس ، تحدث فقط المرحلة اللاهوائية. في نهاية ذلك ، تتلقى الكائنات الحية الدقيقة أيضًا ATP ، لكن مقدارها يختلف تمامًا عن الكمية التي نتلقاها بعد المرور بمرحلتين من التنفس في وقت واحد. اتضح أن ليس كل البكتيريا تتنفس الأكسجين.

ATP هو مصدر عالمي للطاقة

من المهم لأي كائن حي أن يحافظ على نشاطه الحيوي. لذلك ، في عملية التطور ، كان من الضروري العثور على مصادر الطاقة التي ، عند استخدامها ، يمكن أن توفر موارد كافية لجميع التفاعلات الضرورية التي تحدث في الخلية. أولاً ، ظهر التخمر في البكتيريا: هذا هو اسم مرحلة تحلل السكر أو المرحلة اللاهوائية للتنفس بدائية النواة. وعندها فقط ، في الكائنات الحية متعددة الخلايا الأكثر تقدمًا ، تطورت التكيفات ، والتي بفضلها ، بمشاركة الأكسجين الجوي ، زادت كفاءة التنفس بشكل ملحوظ. هكذا ظهرت المرحلة الهوائية

كيف تتنفس البكتيريا؟ يُظهر الصف السادس من مقرر علم الأحياء المدرسي أنه من المهم لأي كائن حي أن يتلقى قدرًا معينًا من الطاقة. في عملية التطور ، بدأ تخزينه في جزيئات تم تصنيعها خصيصًا لهذا الغرض ، والتي تسمى أدينوزين ثلاثي الفوسفات.

ATP عبارة عن مادة كبيرة ، أساسها عبارة عن حلقة كربون خماسية ، وهي قاعدة نيتروجينية (أدينوزين). تخرج منه بقايا الفوسفور ، والتي تتشكل بينها روابط عالية الطاقة. عندما يتم تدمير أحدها ، يتم إطلاق حوالي 40 كيلو جول في المتوسط ​​، ويكون جزيء ATP قادرًا على تخزين ثلاث بقايا من الفوسفور كحد أقصى. لذلك ، إذا انكسر ATP إلى ADP (ثنائي فوسفات الأدينوسيد) ، فإن الخلية تتلقى 40 كيلو جول من الطاقة في عملية نزع الفسفرة. على العكس من ذلك ، يحدث التخزين عن طريق فسفرة ADP إلى ATP مع إنفاق الطاقة.

يعطي التحلل الجلدي الخلية البكتيرية 2 جزيئات من الأدينوزين ثلاثي الفوسفات ، عندما يمكن للمرحلة الهوائية من التنفس ، عند الانتهاء ، تزويد الخلية على الفور بـ 36 جزيء من هذه المادة. لذلك فإن السؤال "كيف تتنفس البكتيريا؟" يمكن إعطاء الإجابة على النحو التالي: عملية التنفس للعديد من بدائيات النوى هي تكوين ATP دون وجود الأكسجين واستهلاكه.

كيف تتنفس البكتيريا؟ أنواع التنفس

فيما يتعلق بالأكسجين ، تنقسم جميع بدائيات النوى إلى عدة مجموعات. فيما بينها:

1. تلزم اللاهوائية.
2. اللاهوائية الاختيارية.
3. نموذج تعهد.

تتكون المجموعة الأولى فقط من تلك البكتيريا التي لا تستطيع العيش في ظروف الوصول إلى الأكسجين. O2 سام بالنسبة لهم ويؤدي إلى موت الخلايا. أمثلة على هذه البكتيريا هي بدائيات النوى التكافلية البحتة التي تعيش داخل كائن حي آخر في غياب الأكسجين.

كيف تتنفس بكتيريا المجموعة الثالثة؟ تختلف بدائيات النوى هذه من حيث أنها لا تستطيع العيش إلا في ظروف تهوية جيدة. إذا لم يكن هناك ما يكفي من الأكسجين في الهواء ، فإن هذه الخلايا تموت بسرعة ، لأن O2 ضروري للتنفس.

كيف يختلف التخمر عن تنفس الأكسجين؟

التخمير في البكتيريا هو نفس عملية تحلل السكر أنواع مختلفةبدائيات النوى يمكن أن تعطي منتجات مختلفةتفاعلات. على سبيل المثال ، يؤدي إلى تكوين منتج ثانوي لحمض اللبنيك ، والتخمير الكحولي - الإيثانول وثاني أكسيد الكربون ، وحمض الزبد - الزبد (البوتانيك) ، إلخ.

تنفس الأكسجين عبارة عن سلسلة كاملة من العمليات التي تبدأ بمرحلة تحلل السكر مع التكوين وتنتهي بإطلاق ثاني أكسيد الكربون ، و H2O والطاقة. تحدث التفاعلات الأخيرة في وجود الأكسجين.

كيف تتنفس البكتيريا؟ علم الأحياء (الصف 6) من المقرر الدراسي لعلم الأحياء الدقيقة

في المدرسة ، تلقينا فقط أبسط المعرفة حول كيفية حدوث عملية تنفس بدائيات النوى. لا تحتوي هذه الكائنات الحية الدقيقة على ميتوكوندريا ، ومع ذلك ، هناك ميزوسومات - نتوءات من الغشاء السيتوبلازمي في الخلية. لكن هذه الهياكل لا تلعب الدور الرئيسي في التنفس البكتيري.

نظرًا لأن التخمير هو نوع من تحلل السكر ، فإنه يحدث في سيتوبلازم بدائيات النوى. هناك أيضًا العديد من الإنزيمات اللازمة لتنفيذ سلسلة التفاعلات بأكملها. جميع البكتيريا ، دون استثناء ، تشكل أولاً جزيئين من حمض البيروفيك ، كما هو الحال في البشر. وعندها فقط تتحول إلى منتجات ثانوية أخرى ، والتي تعتمد على نوع التخمير.

خاتمة

عالم بدائيات النوى ، على الرغم من البساطة الواضحة للتنظيم الخلوي ، مليء بلحظات معقدة وأحيانًا يتعذر تفسيرها. الآن هناك إجابة لكيفية تنفس البكتيريا ، لأنها ليست كلها بحاجة إلى الأكسجين. على العكس من ذلك ، فإن الأغلبية تكيفت مع استخدام آخر أقل طريقة عمليةالحصول على الطاقة - التخمير.

البكتيريا الهوائية هي كائنات دقيقة تحتاج إلى أكسجين مجاني لحياة طبيعية. على عكس كل اللاهوائيات ، فإنهم يشاركون أيضًا في عملية توليد الطاقة التي يحتاجونها للتكاثر. هذه البكتيريا ليس لها نواة واضحة. تتكاثر عن طريق التبرعم أو الانشطار ، وعندما تتأكسد ، تشكل منتجات سامة مختلفة لاختزال غير كامل.

لا يعرف الكثير من الناس أن البكتيريا الهوائية ( بكلمات بسيطةالهوائية هي كائنات حية يمكنها العيش في التربة والهواء والماء. يشاركون بنشاط في تداول المواد ولديهم العديد من الإنزيمات الخاصة التي تضمن تحللها (على سبيل المثال ، الكاتلاز ، ديسموتاز الفائق ، وغيرها). يتم تنفس هذه البكتيريا عن طريق الأكسدة المباشرة للميثان والهيدروجين والنيتروجين وكبريتيد الهيدروجين والحديد. إنها قادرة على الوجود في نطاق واسع عند ضغط جزئي من 0.1 إلى 20 ضغط جوي.

إن زراعة البكتيريا الهوائية سالبة الجرام والبكتيريا الموجبة للجرام لا تعني فقط استخدام وسط غذائي مناسب لها ، ولكن أيضًا التحكم الكمي في الغلاف الجوي للأكسجين والحفاظ على درجات الحرارة المثلى. لكل كائن حي دقيق من هذه المجموعة ، يوجد حد أدنى وحد أقصى من تركيز الأكسجين في البيئة المحيطة به ، وهو أمر ضروري للتكاثر والتطور الطبيعي. لذلك ، يؤدي كل من الانخفاض والزيادة في محتوى الأكسجين إلى ما بعد الحد "الأقصى" إلى إنهاء النشاط الحيوي لمثل هذه الميكروبات. تموت جميع البكتيريا الهوائية بتركيز أكسجين يتراوح من 40 إلى 50٪.

أنواع البكتيريا الهوائية

حسب درجة الاعتماد على الأكسجين الحر ، تنقسم جميع البكتيريا الهوائية إلى الأنواع التالية:

1. نموذج تعهد- هذه هي أيروبونات "غير مشروطة" أو "صارمة" يمكن أن تتطور فقط عندما يكون هناك تركيز عالٍ من الأكسجين في الهواء ، لأنها تتلقى الطاقة من تفاعلات مؤكسدةبمشاركته. وتشمل هذه:

2. التمارين الهوائية الاختيارية- الكائنات الحية الدقيقة التي تتطور حتى عند وجود كمية قليلة جدًا من الأكسجين. ينتمي إلى هذه المجموعة.

البكتيريا موجودة في كل مكان في عالمنا. إنهم موجودون في كل مكان وفي كل مكان ، وعدد أصنافهم مذهل بكل بساطة.

اعتمادًا على الحاجة إلى وجود الأكسجين في وسط المغذيات لتنفيذ النشاط الحيوي ، يتم تصنيف الكائنات الحية الدقيقة إلى الأنواع التالية.

• تلتزم البكتيريا الهوائية ، التي يتم جمعها في الجزء العلوي من وسط المغذيات ، وتحتوي النباتات على أكبر قدر من الأكسجين.
• تلتزم البكتيريا اللاهوائية ، الموجودة في الجزء السفلي من البيئة ، قدر الإمكان من الأكسجين.
• تعيش البكتيريا الاختيارية بشكل أساسي في الجزء العلوي ، ولكن يمكن توزيعها في جميع أنحاء البيئة ، لأنها لا تعتمد على الأكسجين.
• تفضل الكائنات الدقيقة تركيزًا منخفضًا من الأكسجين ، على الرغم من أنها تتجمع في الجزء العلوي من البيئة.
• اللاهوائية اللاهوائية موزعة بالتساوي في وسط المغذيات ، غير حساسة لوجود أو عدم وجود الأكسجين.

مفهوم البكتيريا اللاهوائية وتصنيفها

ظهر مصطلح "اللاهوائيات" عام 1861 ، بفضل أعمال لويس باستير.

البكتيريا اللاهوائية هي كائنات دقيقة تتطور بغض النظر عن وجود الأكسجين في وسط المغذيات. يحصلون على الطاقة عن طريق الفسفرة الركيزة. هناك أنواع هوائية اختيارية وإلزامية ، بالإضافة إلى أنواع أخرى.

أهم اللاهوائيات هي البكتيريا

أهم التمارين الهوائية هي البكتيريا. عن خمسين في المائة من جميع عمليات التهابات قيحية، العوامل المسببة التي يمكن أن تكون البكتيريا اللاهوائية ، هي البكتيريا.

Bacteroides هي جنس من البكتيريا اللاهوائية سالبة الجرام. هذه قضبان ذات تلوين ثنائي القطب ، لا يتجاوز حجمها 0.5-1.5 × 15 ميكرون. أنها تنتج السموم والإنزيمات التي يمكن أن تسبب الفوعة. تمتلك البكتيريا المختلفة مقاومة مختلفة للمضادات الحيوية: فهناك مقاومة للمضادات الحيوية وعرضة لها.

إنتاج الطاقة في الأنسجة البشرية

زادت بعض أنسجة الكائنات الحية من المقاومة لمحتوى الأكسجين المنخفض. في ظل الظروف القياسية ، يحدث تخليق ثلاثي فوسفات الأدينوزين هوائيًا ، ولكن عند ارتفاعه النشاط البدنيوفي التفاعلات الالتهابية ، تأتي الآلية اللاهوائية في المقدمة.

ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP)إنه حمض يلعب دورًا مهمًا في إنتاج الطاقة في الجسم. هناك عدة خيارات لتركيب هذه المادة: واحد هوائي وثلاثة لا هوائية.

تتضمن الآليات اللاهوائية لتخليق ATP ما يلي:

• إعادة الفسفرة بين فوسفات الكرياتين و ADP ؛
• تفاعل تحويل الفسفرة لجزيئي ADP ؛
• الانهيار اللاهوائي لجلوكوز الدم أو مخازن الجليكوجين.

زراعة الكائنات اللاهوائية

يوجد طرق خاصةلزراعة اللاهوائية. وهي تتكون من استبدال الهواء بمخاليط غازية في منظمات حرارة محكمة الغلق.

هناك طريقة أخرى تتمثل في زراعة الكائنات الحية الدقيقة في وسط مغذي تضاف إليه المواد المختزلة.

وسائط الثقافة للكائنات اللاهوائية

هناك وسائط المغذيات المشتركة و وسائط المغذيات التشخيصية التفاضلية. تشمل الأنواع الشائعة وسيط Wilson-Blair ووسيط Kitt-Tarozzi. للتشخيص التفاضلي - وسط هيس ، وسط رسيل ، وسط إندو ، وسط بلوسكيرف وأجار البزموت-كبريتيت.

أساس وسيط ويلسون-بلير هو أجار أجار مع إضافة الجلوكوز وكبريتيت الصوديوم وثاني كلوريد الحديد. تتشكل المستعمرات السوداء من اللاهوائية بشكل رئيسي في عمق عمود أجار.

يستخدم وسيط Ressel (Russell) في دراسة الخصائص الكيميائية الحيوية للبكتيريا مثل Shigella و Salmonella. يحتوي أيضًا على أجار أجار والجلوكوز.

الأربعاء بلوسكيرفيمنع نمو العديد من الكائنات الحية الدقيقة ، لذلك يتم استخدامه لأغراض التشخيص التفريقي. في مثل هذه البيئة ، تتطور بشكل جيد مسببات أمراض حمى التيفود والدوسنتاريا والبكتيريا المسببة للأمراض الأخرى.

الغرض الرئيسي من أجار البزموت كبريتات هو عزل السالمونيلا في شكل نقي. تعتمد هذه البيئة على قدرة السالمونيلا على إنتاج كبريتيد الهيدروجين. هذه الوسيلة تشبه وسيط ويلسون بلير في التقنية المستخدمة.

الالتهابات اللاهوائية

يمكن أن تسبب معظم البكتيريا اللاهوائية التي تعيش في جسم الإنسان أو الحيوان عدوى مختلفة. كقاعدة عامة ، تحدث العدوى خلال فترة ضعف المناعة أو انتهاك البكتيريا العامة للجسم. هناك أيضًا احتمال دخول مسببات الأمراض بيئة خارجيةخاصة في أواخر الخريف والشتاء.

عادة ما ترتبط العدوى التي تسببها البكتيريا اللاهوائية بنباتات الأغشية المخاطية للإنسان ، أي بالموائل الرئيسية للكائنات اللاهوائية. عادة ، هذه الالتهابات مشغلات متعددة في وقت واحد(حتى 10).

يكاد يكون من المستحيل تحديد العدد الدقيق للأمراض التي تسببها اللاهوائية بسبب صعوبة جمع المواد للتحليل ونقل العينات وزراعة البكتيريا نفسها. في أغلب الأحيان ، يوجد هذا النوع من البكتيريا في الأمراض المزمنة.

تصيب الالتهابات اللاهوائية الناس من جميع الأعمار. في نفس الوقت ، الأطفال لديهم مستوى أمراض معديةأعلى.

يمكن أن تسبب البكتيريا اللاهوائية أمراضًا مختلفة داخل الجمجمة (التهاب السحايا والخراجات وغيرها). التوزيع ، كقاعدة عامة ، يحدث مع مجرى الدم. في الأمراض المزمنة ، يمكن أن تسبب اللاهوائية أمراضًا في الرأس والرقبة: التهاب الأذن الوسطى ، التهاب العقد اللمفية ، خراجات. هذه البكتيريا خطيرة الجهاز الهضمي، و سهل. مع وجود أمراض مختلفة في الجهاز البولي التناسلي للأنثى ، هناك أيضًا خطر الإصابة بالعدوى اللاهوائية. امراض عديدةالمفاصل والجلد قد يكون بسبب تطور البكتيريا اللاهوائية.

أسباب الالتهابات اللاهوائية وأعراضها

تحدث العدوى بسبب جميع العمليات التي تدخل خلالها البكتيريا اللاهوائية النشطة إلى الأنسجة. أيضًا ، يمكن أن يؤدي تطور العدوى إلى ضعف في إمداد الدم ونخر الأنسجة (إصابات مختلفة ، وأورام ، وذمة ، وأمراض الأوعية الدموية). التهابات الفم ، عضات الحيوانات ، أمراض الرئة ، الأمراض الالتهابيةأعضاء الحوض والعديد من الأمراض الأخرى يمكن أن تسببها اللاهوائية.

في الكائنات الحية المختلفة ، تتطور العدوى بطرق مختلفة. يتأثر هذا بنوع العامل الممرض وحالة صحة الإنسان. بسبب الصعوبات المرتبطة بتشخيص الالتهابات اللاهوائية ، غالبًا ما يعتمد الاستنتاج على الافتراضات. تختلف في بعض ملامح العدوى التي تسببها اللاهوائية غير المطثية.

العلامات الأولى لعدوى الأنسجة مع الأيروبس هي التقيح والتهاب الوريد الخثاري وتكوين الغاز. بعض الأورام والأورام (الأمعاء والرحم وغيرها) مصحوبة أيضًا بتطور الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية. قد تسبب الالتهابات اللاهوائية رائحة كريهةومع ذلك ، فإن غيابه لا يستبعد اللاهوائية كعامل مسبب للعدوى.

ميزات الحصول على العينات ونقلها

الدراسة الأولى في تعريف الالتهابات التي تسببها اللاهوائية هي الفحص العيني. متنوع الآفات الجلديةهي من المضاعفات الشائعة. أيضا ، فإن الدليل على النشاط الحيوي للبكتيريا سيكون وجود الغاز في الأنسجة المصابة.

لإجراء البحوث المخبرية وإنشاء تشخيص دقيق ، من الضروري أولاً وقبل كل شيء بكفاءة الحصول على عينة من المادةمن المنطقة المصابة. لهذا الاستخدام معدات خاصة، بسبب النباتات الطبيعية التي لا تدخل العينات. أفضل طريقةهو شفط بإبرة مستقيمة. لا ينصح بالحصول على المواد المخبرية عن طريق اللطاخات ، ولكنه ممكن.

تشمل العينات غير المناسبة لمزيد من التحليل ما يلي:

• البلغم الناتج عن إفراز الذات ؛
• العينات التي تم الحصول عليها أثناء تنظير القصبات.
• مسحات من أقبية المهبل.
• بول مع التبول الحر
• البراز.

للبحث يمكن استخدام:

• دم؛
• السائل الجنبي؛
• نضح عبر القصبة.
• الحصول على القيح من تجويف الخراج.
• السائل النخاعي؛
• ثقوب الرئة.

عينات النقلإنه ضروري في أقرب وقت ممكن في حاوية خاصة أو كيس بلاستيكي به ظروف لاهوائية ، لأن التفاعل قصير المدى مع الأكسجين يمكن أن يتسبب في موت البكتيريا. يتم نقل العينات السائلة في أنبوب اختبار أو في محاقن. المسحات مع العينات يتم نقلها في أنابيب الاختبار مع نشبعأو بيئات معدة مسبقًا.

في حالة تشخيص عدوى لاهوائية لتلقي العلاج المناسب ، من الضروري اتباع المبادئ التالية:

• يجب تحييد السموم التي تنتجها اللاهوائية ؛
• يجب تغيير موائل البكتيريا ؛
• يجب توطين انتشار اللاهوائية.

للامتثال لهذه المبادئ تستخدم المضادات الحيوية في العلاج، التي تؤثر على كل من الكائنات اللاهوائية والكائنات الهوائية ، حيث غالبًا ما تختلط الفلورا في الالتهابات اللاهوائية. في نفس الوقت ، التعيينات الأدوية، يجب على الطبيب تقييم التركيب النوعي والكمي للنباتات الدقيقة. العوامل النشطة ضد مسببات الأمراض اللاهوائية تشمل: البنسلين ، السيفالوسبورينات ، الشامفينيكول ، الفلوروكينولو ، الميترانيدازول ، الكاربابينيمات وغيرها. بعض الأدوية لها تأثير محدود.

للسيطرة على موائل البكتيريا ، في معظم الحالات ، يتم استخدام التدخل الجراحي ، والذي يتم التعبير عنه في علاج الأنسجة المصابة ، وتصريف الخراجات ، وضمان الدورة الدموية الطبيعية. لا ينبغي تجاهل الأساليب الجراحية بسبب خطر حدوث مضاعفات تهدد الحياة.

تستخدم في بعض الأحيان العلاجات المساعدةوأيضا بسبب الصعوبات المرتبطة التعريف الدقيقعامل معدي ، يتم استخدام العلاج التجريبي.

مع تطور الالتهابات اللاهوائية في تجويف الفم ، يوصى أيضًا بإضافة أكبر عدد ممكن من الفواكه والخضروات الطازجة إلى النظام الغذائي. الأكثر فائدة هو التفاح والبرتقال. يخضع القيد إلى أطعمة اللحوم والوجبات السريعة.

الكائنات اللاهوائية

يتم تحديد البكتيريا الهوائية واللاهوائية مبدئيًا في وسط مغذي سائل بواسطة تدرج تركيز O 2:
1. الهوائية تلتزمالبكتيريا (التي تتطلب الأكسجين) في المقام الأولتجمع في الجزء العلوي من الأنبوب لامتصاص الحد الأقصى للمبلغالأكسجين. (استثناء: المتفطرات - نمو غشاء على السطح بسبب غشاء الشمع الدهني.)
2. الالتزام اللاهوائيتتجمع البكتيريا في القاع لتجنب الأكسجين (أو عدم النمو).
3. اختياريتتجمع البكتيريا بشكل رئيسي في الجزء العلوي (وهو أكثر فائدة من تحلل السكر) ، ولكن يمكن العثور عليها في جميع أنحاء الوسط ، لأنها لا تعتمد على O 2.
4. الكائنات الدقيقةيتم جمعها في الجزء العلوي من الأنبوب ، ولكن الأمثل هو تركيز منخفض من الأكسجين.
5. أيروتولرانتلا تتفاعل اللاهوائية لتركيزات الأكسجين ويتم توزيعها بالتساوي في جميع أنحاء أنبوب الاختبار.

اللاهوائية- الكائنات الحية التي تتلقى الطاقة في حالة عدم وصول الأكسجين عن طريق الفسفرة الركيزة ، يمكن أكسدة المنتجات النهائية للأكسدة غير الكاملة للركيزة للحصول على أكثرالطاقة في شكل ATP في وجود مستقبل البروتون النهائي بواسطة الكائنات الحية التي تؤدي الفسفرة المؤكسدة.

اللاهوائية هي مجموعة واسعة من الكائنات الحية ، على المستويين الجزئي والكلي:

• الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية- مجموعة كبيرة من بدائيات النوى وبعض الأوليات.
• الكائنات الحية الدقيقة - الفطريات والطحالب والنباتات وبعض الحيوانات (فئة المنخربات ، ومعظم الديدان الطفيلية (فئة حظ ، الديدان الشريطية ، الديدان المستديرة (على سبيل المثال ، الأسكاريس)).

بالإضافة إلى ذلك ، تلعب أكسدة الجلوكوز اللاهوائية دورًا مهمًا في عمل العضلات المخططة للحيوانات والبشر (خاصة في حالة نقص الأكسجة في الأنسجة).

تصنيف اللاهوائية

حسب التصنيف المعمول به في علم الأحياء الدقيقة ، هناك:

• اللاهوائية الاختيارية
• Capneistic اللاهوائية و microaerophiles
• اللاهوائية الهوائية
• اللاهوائية صارمة بشكل معتدل
• تلزم اللاهوائية

إذا كان الكائن الحي قادرًا على التحول من مسار استقلابي إلى آخر (على سبيل المثال ، من التنفس اللاهوائي إلى التنفس الهوائي والعكس بالعكس) ، فيشار إليه بشكل مشروط باسم اللاهوائية الاختيارية .

حتى عام 1991 ، تميزت فئة في علم الأحياء الدقيقة اللاهوائية capneistic، التي تتطلب تركيزًا منخفضًا من الأكسجين وزيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون (نوع البروسيلا البقري - إجهاض)

يعيش الكائن اللاهوائي الصارم بشكل معتدل في بيئة بها جزيء O 2 ولكنه لا يتكاثر. الميكرويروفيليون قادرون على البقاء والتكاثر في بيئة ذات ضغط جزئي منخفض من O 2.

إذا كان الكائن الحي غير قادر على "التحول" من التنفس اللاهوائي إلى التنفس الهوائي ، ولكنه لا يموت في وجود الأكسجين الجزيئي ، فإنه ينتمي إلى المجموعة اللاهوائية الهوائية. على سبيل المثال ، حمض اللاكتيك والعديد من بكتيريا الزبد

تلزماللاهوائية في وجود الأكسجين الجزيئي O 2 تموت - على سبيل المثال ، ممثلو جنس البكتيريا والعتائق: باكتيرويدس, المغزلية, بوتريفيبريو, الميثانوبكتيريوم). تعيش هذه اللاهوائية باستمرار في بيئة خالية من الأكسجين. تشمل اللاهوائيات الملزمة بعض البكتيريا ، والخمائر ، والسوط ، والهدب.

سمية الأكسجين وأشكاله للكائنات اللاهوائية

تعتبر البيئة الغنية بالأكسجين عدوانية تجاه أشكال الحياة العضوية. هذا يرجع إلى تكوين أنواع الأكسجين التفاعلية في عملية الحياة أو تحت تأثير أشكال مختلفة إشعاعات أيونية، أكثر سمية بكثير من الأكسجين الجزيئي O 2. العامل الذي يحدد جدوى الكائن الحي في بيئة الأكسجين هو وجود نظام مضاد للأكسدة وظيفي قادر على القضاء على: أنيون فوق أكسيد (O 2 -) ، بيروكسيد الهيدروجين (H 2 O 2) ، أكسجين واحد (O.) ، و أيضا الأكسجين الجزيئي (O 2) من البيئة الداخليةالكائن الحي. في أغلب الأحيان ، يتم توفير هذه الحماية بواسطة إنزيم واحد أو أكثر:

• أنيون فائق الأكسيد الذي يزيل الأكسيد الفائق (O 2 -) بدون فوائد للطاقة للجسم
• الكاتلاز ، والتخلص من بيروكسيد الهيدروجين (H 2 O 2) دون فوائد الطاقة للجسم
• السيتوكروم- إنزيم مسؤول عن نقل الإلكترونات من NAD H إلى O 2. توفر هذه العملية فائدة كبيرة للطاقة للجسم.

غالبًا ما تحتوي الكائنات الهوائية على ثلاثة سيتوكرومات ، اللاهوائية الاختيارية - واحد أو اثنان ، لا تحتوي اللاهوائية الملزمة على سيتوكرومات.

يمكن أن تؤثر الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية بشكل فعال على البيئة ، مما يخلق إمكانية مناسبة للأكسدة والاختزال في البيئة (مثل Cl.perfringens). بعض مزارع البذور للكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية ، قبل البدء في التكاثر ، تخفض الرقم الهيدروجيني 2 0 من القيمة إلى ، وتحمي نفسها بحاجز اختزالي ، بينما ينتج البعض الآخر - المتسامح الهوائي - بيروكسيد الهيدروجين أثناء نشاطها الحيوي ، مما يؤدي إلى زيادة الرقم الهيدروجيني 2 0.

في الوقت نفسه ، يعتبر تحلل الجلوكوز مميزًا فقط للأجسام اللاهوائية ، والتي ، اعتمادًا على نواتج التفاعل النهائية ، تنقسم إلى عدة أنواع من التخمير:

• تخمير حمض اللاكتيك اكتوباكيللوس ,العقدية , Bifidobacteriumوكذلك بعض أنسجة الحيوانات متعددة الخلايا والبشر.
• التخمير الكحولي - الفطريات السكرية ، المبيضات (كائنات المملكة الفطرية)
• حمض الفورميك - عائلة من البكتيريا المعوية
• زبدي - بعض أنواع المطثيات
• حمض البروبيونيك - البكتيريا البروبيونية (على سبيل المثال ، حب الشباب بروبيونيباكتيريوم)
• التخمير مع إطلاق الهيدروجين الجزيئي - بعض أنواع المطثيات ، تخمر Stickland
• تخمير الميثان - على سبيل المثال ، الميثانوبكتيريوم

نتيجة لانهيار الجلوكوز ، يتم استهلاك جزيئين ، ويتم تصنيع 4 جزيئات من ATP. وبالتالي ، فإن إجمالي إنتاج ATP هو 2 جزيء ATP وجزيئين NAD · H 2. تستخدم الخلية البيروفات التي تم الحصول عليها أثناء التفاعل بطرق مختلفة ، اعتمادًا على نوع التخمير الذي تتبعه.

عداء التخمير والانحلال

في عملية التطور ، تم تشكيل وتوحيد العداء البيولوجي للنباتات الدقيقة المخمرة والمتعفنة:

يصاحب تكسير الكربوهيدرات بواسطة الكائنات الدقيقة انخفاض كبير في البيئة ، بينما يترافق انهيار البروتينات والأحماض الأمينية مع زيادة (قلونة). تكيف كل من الكائنات الحية مع رد فعل معين من البيئة يلعب الدور الأساسيفي الطبيعة وحياة الإنسان ، على سبيل المثال ، بسبب عمليات التخمير ، يتم منع تعفن السيلاج والخضروات المخمرة ومنتجات الألبان.

زراعة الكائنات اللاهوائية

عزل الثقافة اللاهوائية النقية تخطيطيًا

إن زراعة الكائنات اللاهوائية هي في الأساس مهمة علم الأحياء الدقيقة.

لزراعة اللاهوائية ، يتم استخدام طرق خاصة ، وجوهرها هو إزالة الهواء أو استبداله بخليط غازي متخصص (أو غازات خاملة) في منظمات حرارة محكمة الغلق. - anaerostats .

هناك طريقة أخرى لنمو الكائنات اللاهوائية (غالبًا الكائنات الحية الدقيقة) على وسط المغذيات وهي إضافة المواد المختزلة (الجلوكوز ، حمض فورميك الصوديوم ، إلخ) ، مما يقلل من إمكانية الأكسدة والاختزال.

وسائط النمو الشائعة للكائنات اللاهوائية

ل بيئة مشتركة ويلسون - بليرالقاعدة أجار أجار مع إضافة الجلوكوز وكبريتيت الصوديوم وكلوريد الحديدوز. تشكل المطثيات مستعمرات سوداء على هذا الوسط عن طريق اختزال الكبريتيت إلى أنيون الكبريتيد ، والذي يتحد مع كاتيونات الحديد (II) لإعطاء ملح أسود. كقاعدة عامة ، تظهر تشكيلات المستعمرات السوداء في عمق عمود أجار على هذا الوسط.

الأربعاء كيتا - تاروزييتكون من مرق اللحم الببتون ، 0.5٪ جلوكوز وقطع من الكبد أو لحم مفروملامتصاص الأكسجين من البيئة. قبل البذر ، يتم تسخين الوسط في حمام مائي مغلي لمدة 20-30 دقيقة لإزالة الهواء من الوسط. بعد البذر ، يُملأ الوسط الغذائي على الفور بطبقة من زيت البارافين أو البارافين لعزله عن وصول الأكسجين.

طرق الثقافة العامة للكائنات اللاهوائية

جاسباك- يوفر النظام الثبات كيميائيا خليط الغازمقبول لنمو معظم الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية. في وعاء مغلق ، يتفاعل الماء مع بوروهيدريد الصوديوم وأقراص بيكربونات الصوديوم لتكوين الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون. يتفاعل الهيدروجين بعد ذلك مع الأكسجين الموجود في خليط الغاز على محفز البلاديوم لتكوين الماء ، والذي يتفاعل بالفعل مع التحلل المائي للبوروهيدريد.

تم اقتراح هذه الطريقة من قبل Brewer and Olgaer في عام 1965. قدم المطورون كيسًا لتوليد الهيدروجين يمكن التخلص منه ، والذي تمت ترقيته لاحقًا إلى أكياس لتوليد ثاني أكسيد الكربون تحتوي على محفز داخلي.

طريقة زيسلرتستخدم لعزل الثقافات النقية من اللاهوائية المكونة للجراثيم. للقيام بذلك ، قم بتلقيح وسط Kitt-Tarozzi ، وقم بتسخينه لمدة 20 دقيقة عند 80 درجة مئوية (لتدمير الشكل الخضري) ، واملأ الوسط بزيت الفازلين واحتضنه لمدة 24 ساعة في منظم حرارة. ثم يتم إجراء البذر على أجار السكر في الدم للحصول على ثقافات نقية. بعد زراعة لمدة 24 ساعة ، تتم دراسة المستعمرات ذات الأهمية - تتم ثقافتها الفرعية على وسط Kitt-Tarozzi (مع التحكم اللاحق في نقاء الثقافة المعزولة).

طريقة فورتنر

طريقة فورتنر- يتم التطعيم على طبق بتري بطبقة سميكة من الوسط ، مقسمة إلى نصفين بواسطة أخدود ضيق مقطوع في أجار. نصفها مزروع ببكتيريا هوائية ، والنصف الآخر يتم تلقيحه بالبكتيريا اللاهوائية. تمتلئ حواف الكوب بالبارافين وتحضن في ترموستات. في البداية ، لوحظ نمو البكتيريا الهوائية ، ثم (بعد امتصاص الأكسجين) ، يتوقف نمو البكتيريا الهوائية فجأة ويبدأ نمو البكتيريا اللاهوائية.

طريقة واينبرغتستخدم للحصول على ثقافات نقية من اللاهوائية الملزمة. يتم نقل الثقافات المزروعة على وسط Kitta-Tarozzi إلى مرق السكر. بعد ذلك ، باستخدام ماصة باستور التي تستخدم لمرة واحدة ، يتم نقل المادة إلى أنابيب ضيقة (أنابيب Vignal) مع أجار ببتون السكر واللحوم ، وغمر الماصة في قاع الأنبوب. يتم تبريد الأنابيب الملقحة بسرعة ، مما يجعل من الممكن إصلاح المادة البكتيرية في سمك الآجار المتصلب. يتم تحضين الأنابيب في منظم حرارة ، ثم يتم دراسة المستعمرات المزروعة. عندما يتم العثور على مستعمرة ذات أهمية ، يتم إجراء قطع في مكانها ، ويتم أخذ المادة بسرعة وتلقيحها على وسط Kitta-Tarozzi (مع التحكم اللاحق في نقاء الثقافة المعزولة).

طريقة بيرتس

طريقة بيرتس- يتم إدخال مزرعة البكتيريا في أجار السكر المذاب والمبرد ويتم سكبه تحت زجاج يوضع على أعواد من الفلين (أو أجزاء من أعواد الثقاب) في طبق بتري. هذه الطريقة هي الأقل موثوقية على الإطلاق ، لكنها سهلة الاستخدام للغاية.

التفاضلية - وسائط التغذية التشخيصية

• البيئات الجيزا("صف متنوع")
• الأربعاء رسيل(راسل)
• الأربعاء بلوسكيريفاأو baktoagar "Zh"
• آجار كبريتيت البزموت

همسة ميديا: إلى 1٪ ماء ببتون ، أضف محلول 0.5٪ من كربوهيدرات معين (جلوكوز ، لاكتوز ، مالتوز ، مانيتول ، سكروز ، إلخ) ومؤشر أندريدي الحمضي ، صب في أنابيب اختبار حيث يتم وضع عوامة لاحتجاز الغازات المنتجات التي تشكلت أثناء تحلل الهيدروكربونات.

ريسيل الأربعاءيستخدم (راسل) لدراسة الخصائص الكيميائية الحيوية للبكتيريا المعوية (الشيغيلة ، السالمونيلا). يحتوي على المغذيات أجار أجار ، لاكتوز ، جلوكوز ومؤشر (أزرق بروموثيمول). لون الوسط أخضر عشبي. تحضر عادة في أنابيب 5 مل ذات سطح مائل. يتم البذر عن طريق الحقن في عمق العمود والسكتة الدماغية على طول السطح المائل.

الأربعاء بلوسكيرف(Bactoagar Zh) هو وسيط تشخيصي وانتقائي تفاضلي ، لأنه يمنع نمو العديد من الكائنات الحية الدقيقة ويعزز نمو البكتيريا المسببة للأمراض (العوامل المسببة للتيفوئيد ، نظير التيفوئيد ، الزحار). تشكل البكتيريا سالبة اللاكتوز مستعمرات عديمة اللون على هذا الوسط ، بينما تشكل البكتيريا موجبة اللاكتوز مستعمرات حمراء. متوسط ​​يحتوي على أجار ، لاكتوز ، أخضر لامع ، أملاح الصفراء ، أملاح معدنية ، مؤشر (أحمر محايد).

آجار كبريتيت البزموتوهي مصممة لعزل السالمونيلا في شكلها النقي من المواد المصابة. يحتوي على الهضم ، الجلوكوز ، عوامل نمو السالمونيلا ، الأخضر اللامع والأجار. تعتمد الخصائص التفاضلية للوسط على قدرة السالمونيلا على إنتاج كبريتيد الهيدروجين ، وعلى مقاومتها لوجود الكبريتيد والأخضر اللامع وسيترات البزموت. تم تمييز المستعمرات باللون الأسود لكبريتيد البزموت (التقنية مشابهة للوسيط ويلسون - بلير).

استقلاب الكائنات اللاهوائية

استقلاب الكائنات اللاهوائية له عدة مجموعات فرعية متميزة.