البيئة اللاهوائية. أنواع البكتيريا الهوائية. الفرق بين اللاهوائية والأيروبس

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.

تم استخدام خمس سلالات بكتيرية مرجعية ذات نوع تنفسي محدد ، بالإضافة إلى تسع عزلات بكتيرية من هضم معمل لتخمير الميثان. أظهرت النتائج التي تم الحصول عليها أنه يمكن استخدام كلا المؤشرين لتمييز الأيروبس الصارم عن الممثلين الآخرين للبكتيريا مع تنفس معين. بالإضافة إلى ذلك ، فإن ريسازورين قادر على التفريق بين اللاهوائيات الصارمة من الكائنات الدقيقة والهوائية الأخرى. كقاعدة عامة ، زاد تكوين المفاعل الحيوي المختبري لتخمير الميثان ، ويشتمل جزء الفشل العضوي على البوليمرات ، مثل كل من مرق ببتون اللحم ووسط ثيوجليكولات مع أرطال وكميات من المواد الكيميائية السامة.

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.

علم السكان الميكروبي ، الذي يعتمد على ثقافة الطور السائل على مدار 24 ساعة للبكتيريا تحت الهضم اللاهوائي ، هو نظام بيئي معقد ، بيئة محسنة بالاختزال. تم فحص مقيمين ، يتكونان من مجموعات مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة: الأصباغ الأولية ، والريسازورين والأزرق الميثيلين ، على أنهما متحللان بالماء وحمض وميثانوجين. علاوة على ذلك ، نظرًا لقدرتها على عكس التغييرات في قدرة تنفس الأكسجين ، فإنها تتراوح من اللاهوائية الصارمة إلى الاستهلاك نتيجة للنشاط الأيضي البكتيري. ايروبس.

Bacteroides هي جنس anae سالبة الجرام تلتزم البكتيريا الهوائية. 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.

هناك العديد من الإجراءات في الأدبيات لتعداد وتحديد اللاهوائيات. تم عزل ثلاثة منهم وتربيتهم في الظروف الهوائية، بينما تم عزل استخدام مؤشرات الأكسدة والاختزال للتمييز بين الستة الأخرى واحتوائها في هوائي من جرة لاهوائية. كل هذه العزلات وصفت شكليا بأنها بكتريا. تم الحفاظ على إجراء diphenization للمزارع الهوائية من الثقافات عند 4 درجات مئوية تحت تنفس جرثومي لا هوائي رقيق باستخدام منحدرات أجار بروبتون التالية أو منحدرات ثيوجليكولات الوسطى لكل وسط موجه للسائل يحتوي على الميثيلين الأزرق أو ريسازورين.

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.

تم نقل السلالات شهريا. خلال 24 ساعة. تم تسجيل لون الخلية ونموها بشكل مرئي بواسطة الوسائط. تم تنفيذ جميع الإجراءات في ثلاث نسخ. لزيادة التحمل الجوي اللاهوائي. تقلبات في متوسط ​​اللون اعتمادًا على ما لم يكن مطابقًا لمؤشرات الأكسدة والاختزال. يمكن أن تنخفض من اللون الأزرق إلى الوردي. من المحتمل أن يكون اللون المتوسط ​​مستقلاً عن الاستهلاك الذي تم تحقيقه ، مما يؤدي إلى عمر استقرار جزئي عند استخدام اللقاح يصل إلى 48 ساعة. انخفاض في ريسازورين.

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.

ومع ذلك ، يمكن تعيينهم جميعًا في المجموعة اللاهوائية أو الميكروية. تأثير اللقاح على اللون المتوسط. في حالات التنفس اللاهوائي والمكروي ، ينعكس اللون في نقل الإلكترون. في الخلايا ، كانت العديد من حالات الأكسدة والاختزال لمعلمات الأكسدة والاختزال تفاعلات غير متغيرة مرتبطة بإضافة أو إزالة الهيدروجين وخلال الفترة المدروسة. الحد من ذرات الأكسجين الميثيلين الأزرق وكذلك الإلكترونات. كان الانتعاش الكيميائي الحيوي إلى عديم اللون عن طريق النمو الهوائي مستقرًا خلال 48 ساعة. تم الإبقاء على الإضافة المحتملة لذرات الهيدروجين أو إزالة حالة اختزال ريسازورين فقط لذرات الأكسجين الأولى.

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.

تفاعلات الأكسدة البيولوجيةتشمل 24 ساعة. بعد ذلك ، تمت ملاحظة الانتعاش من إزالة اللون عديم اللون إلى الإلكترون وإزالة اللون الوردي في نهاية المطاف. من ناحية أخرى ، فإن استخدام الميثيلين الأزرق كذلك في توليد الطاقة. يوفر مؤشر الأكسدة والاختزال بعض المزايا. في الحالة الأولى ، لوحظ أن resazurin كان قادرًا على التكيف ، هذه الصبغة متاحة بسهولة ، لأنه أرخص بكثير للتمييز بين مجموعة "اللاهوائية الاختيارية ، الهوائية" من resazurin.

النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام اللاهوائية الزرقاء الميثيلين ، الميكرويروفيل من الهوائي الصارم ، وموثوق بها تمامًا لإجراء اللاهوائية الانكسارية السريعة مقارنة بأزرق الميثيلين. جاذبية الهوائية من اللاهوائية. لا حاجة لنوع الجهاز التنفسي. تتشابه النتائج التي تم الحصول عليها من خلال الوسيطتين لتقييم طابعها اللاهوائي بدقة باستخدام الممارسات الميكروبية الشائعة الاستخدام. وسائل الإعلام ، ريسازورين. ومع ذلك ، مع المكونات التي يمكن أن تؤثر على كل من هذه الأصباغ هي مؤشرات الأكسدة والاختزال ، وفي بيئة مختزلة ، فإن احتمال الأكسدة والاختزال غير مناسب. يغيرون اللون من الأزرق إلى الشفاف.

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.

ومع ذلك ، هناك عدد من الخطوات التي تجعل الإجراء قصيرًا في الوقت المناسب. يوفر هذا الانخفاض في ريسازورين تقديرًا أفضل لنوع الجهاز التنفسي للمحصول. التطبيقية و البيئة الايكولوجيةتربة. يستخدم للهضم اللاهوائي. الملخص - تعتبر عمليات المعالجة اللاهوائية طرقًا راسخة لإزالة المواد العضوية القابلة للتحلل الحيوي بسهولة من مياه الصرف الصحي. ترتبط بعض الصعوبات المرتبطة ببعض مياه الصرف الصحي بالوجود المحتمل للأكسجين المذاب.

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.

الاعتقاد الشائع هو أن اللاهوائية لا تتحمل الأكسجين. لذلك ، من الشائع استخدام تسلسل الخطوات اللاهوائية والهوائية في خزانات منفصلة. المعالجة المحسّنة عن طريق تلميع الطلب على الأكسجين القابل للتحلل الحيوي المتبقي من دفق المفاعل اللاهوائي أو التحلل البيولوجي لملوثات مياه الصرف المتمردة يتطلب عادةً تسلسل البكتيريا اللاهوائية والهوائية. ومع ذلك ، يمكن أيضًا الحصول على النشاط المشترك لكل من البكتيريا في نفس المفاعل.

أظهرت التجارب السابقة على الثقافات النقية أو المختلطة أن اللاهوائيات يمكنها حمل الأكسجين إلى حد ما. تم قياس سمية الأكسجين للميثانوجينات الموجودة في الحمأة اللاهوائية في التجارب على دفعات وكذلك في المفاعلات اللاهوائية. أظهرت النتائج أن الميثانوجينات شديدة المقاومة للأكسجين. في الممارسة العملية ، تم التأكيد على أن الأكسجين المذاب لا يفعل ذلك تأثير ضارعلى كفاءة معالجة المفاعل.

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.

هناك حاجة إلى تقنيات مناسبة منخفضة التكلفة لمعالجة مياه الصرف الصحي. تعطي العمليات اللاهوائية فرص عظيمةلمعالجة مياه الصرف الصحي ، حيث تم تطبيقها بنجاح على عدد من النفايات العضوية. إنها بدائل حالية مناسبة وفعالة من حيث التكلفة تفي بالمتطلبات التالية: بساطة التصميم ؛ استخدام المعدات أو التركيبات غير المستخدمة ؛ انخفاض استهلاك الطاقة وكفاءة عالية في العلاج.

ومع ذلك ، حتى الآن ، تم اعتبار عمليات المعالجة اللاهوائية فقط كطرق راسخة ، في المقام الأول لإزالة المواد العضوية القابلة للتحلل بسهولة من مياه الصرف الصحي. بالإضافة إلى ذلك ، لا تزال هناك بعض القيود التي تزداد سوءًا تطبيق واسعإمكاناتهم. عادةً ما تعمل أنظمة المفاعلات اللاهوائية الحديثة عالية السرعة في بسرعات عاليةالتحميل الهيدروليكي ، مما يؤدي إلى امتصاص كبير للسوائل. قد تحتوي بعض مياه الصرف الصحي على أكسجين مذاب ، مما يعني وجوده خطر محتملارتفاع استهلاك الأكسجين.

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.

من المعروف أن الأكسجين مركب يُحتمل أن يكون سامًا أثناء العلاج اللاهوائي ، خاصةً لمركبات الميثانوجين ، التي تعتبر بشكل عام كائنات لاهوائية صارمة. لذلك ، قد يحدث عدم استقرار المفاعل وانخفاض الإنتاجية. قد يفسر هذا سبب استخدام العمليات اللاهوائية والهوائية في المعالجة البيولوجيةغالبًا ما تستخدم مياه الصرف الصحي في خزانات منفصلة في سلسلة لإزالة الملوثات. ومن الأمثلة المعروفة على ذلك الجراحة الهوائية بعد الجراحة ، والتي تُستخدم عادةً لتلميع ما تبقى من طلب الأكسجين الكيميائي الحيوي من النفايات السائلة لمعالجة المياه العادمة اللاهوائية.

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.

هناك حاجة إلى أمثلة أخرى للعمليات اللاهوائية الهوائية المتسلسلة لمعالجة الهيدروكربونات المتعددة الكلور والهالوجينات العضوية الممتزّة في مياه الصرف الصحي المبيّضة. يتم أيضًا تمعدن الملوثات العطرية السامة ، وكذلك التحلل البيولوجي المعزز للفينولات المتعددة الهيدروكسيل والكلور ، والأمينات النيترو أروماتية والعطرية ، من خلال تسلسل مراحل المعالجة اللاهوائية والهوائية.

ومع ذلك ، يمكن أيضًا الحصول على النشاط المشترك لكل من البكتيريا اللاهوائية والهوائية في مفاعل حيوي واحد. لقد ثبت أن الاتحادات اللاهوائية تعيش في الزراعة المزروعة بالبكتيريا الهوائية في منظمات كيميائية محدودة الأكسجين. بالإضافة إلى ذلك ، فإن بعض سلالات الميثانوجينات قادرة على تحمل التعرض لفترات طويلة مستويات عاليةالأكسجين. من الناحية العملية ، نادرًا ما تم الإبلاغ عن انهيار المفاعل عند تعرض التساقط الميثاني للهواء لفترات قصيرة من الزمن.

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.

قد يكون هذا بسبب الامتصاص السريع للأكسجين بواسطة البكتيريا الهوائية والاختيارية ، مما يؤدي إلى ميكرون لاهوائي داخل الرواسب. وبالتالي ، ستتم حماية الميثانوجينات الموجودة داخل الحمأة من ملامستها للأكسجين. تُظهر هذه الأمثلة أنه يمكن استكشاف العمليات اللاهوائية والهوائية الأفضل بشكل أكبر وأن التعايش بين الثقافات المشتركة في نفس المفاعل الحيوي يفتح إمكانيات جديدة التقنيات البيئية. الغرض من هذه المقالة هو تقديم تأثير الأكسجين على الحمأة اللاهوائية ، وخاصة تحمل الميثانوجين ، وكذلك على المفاعلات اللاهوائية عالية السرعة وإمكانيات الزراعة المشتركة اللاهوائية والهوائية لمعالجة مياه الصرف الصحي.

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.

منذ إنشاء المفاعلات اللاهوائية عالية السرعة والفعالة ، عدد كبير منمنشآت كاملة الحجم. يمكن تفسير تطور العمليات اللاهوائية وتطبيقها الناجح في المعالجة المباشرة لمياه الصرف الصحي هذه بشكل أساسي من خلال الاحتفاظ العالي بالكتلة الحيوية النشطة ، والتي تعد واحدة من أهم الخصائصتطوير أنظمة عالية السرعة. في هذه الأنظمة ، يعتبر الالتصاق البكتيري المؤدي إلى الأغشية الحيوية الآلية الرئيسية التي تضمن الاحتفاظ العالي بالكتلة الحيوية الكثيفة والنشطة.

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 النقلمن الضروري في أقرب وقت ممكن في حاوية خاصة أو كيس بلاستيكي به ظروف لاهوائية ، حيث يمكن حتى للتفاعل قصير المدى مع الأكسجين 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 الحية 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 لتنمية 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- يضمن النظام كيميائياً ثبات خليط الغازات المقبول 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 الأجار. 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 Pasteur التي تستخدم لمرة واحدة ، يتم نقل المادة إلى أنابيب ضيقة (Vignal Tubes) مع أجار سكر اللحم الببتون ، وتغمس 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 ثقافة 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 الاختبار التي توضع فيها 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 عن 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.