Aeróbne baktérie. anaeróby a aeróby

Baktérie sa objavili pred viac ako 3,5 miliardami rokov a boli prvými živými organizmami na našej planéte. Je to vďaka aeróbnemu a anaeróbne druhy baktérie dali vzniknúť životu na Zemi.

Dnes sú jednou z druhovo najrozmanitejších a najrozšírenejších skupín prokaryotických (nejadrových) organizmov. Rozdielne dýchanie ich umožnilo rozdeliť na aeróbne a anaeróbne a výživu - na heterotrofné a autotrofné prokaryoty.

Klasifikačné delenie prokaryotov

Druhová diverzita týchto nejadrových je obrovská: veda opísala len 10 000 druhov a existuje vraj viac ako milión druhov baktérií. Ich klasifikácia je mimoriadne zložitá a vykonáva sa na základe všeobecnosti nasledujúce znaky a vlastnosti:

• morfologické - forma, spôsob pohybu, schopnosť sporulácie a iné);
• fyziologické - dýchanie s kyslíkom (aeróbne) alebo anoxický variant (anaeróbne baktérie), podľa povahy metabolických produktov a iné;
• biochemické;
• podobnosť genetických vlastností.

Napríklad, morfologická klasifikácia na vzhľad klasifikuje všetky baktérie ako:

• tyčovitý;
• navíjanie;
• guľovitý.

Fyziologická klasifikácia vo vzťahu ku kyslíku rozdeľuje všetky prokaryoty na:

• anaeróbne - mikroorganizmy, ktorých dýchanie nevyžaduje prítomnosť voľného kyslíka;
• aeróbne – mikroorganizmy, ktoré pre svoj život potrebujú kyslík.

Anaeróbne prokaryoty

Anaeróbne mikroorganizmy plne zodpovedajú ich názvu – predpona an-popiera význam slova, aero je vzduch a b-life. Ukazuje sa - život bez vzduchu, organizmy, ktorých dýchanie nepotrebuje voľný kyslík.

Anoxické mikroorganizmy sú rozdelené do dvoch skupín:

• fakultatívne anaeróbne - schopné existovať v prostredí obsahujúcom kyslík aj v jeho neprítomnosti;
• obligátne mikroorganizmy – umierajúce v prítomnosti voľného kyslíka v prostredí.

Rozdeľuje povinnú skupinu podľa možnosti sporulácie na:

• spórotvorné klostrídie - grampozitívne baktérie, z ktorých väčšina je pohyblivá, vyznačujúca sa intenzívnym metabolizmom a vysokou variabilitou;
• neklostridiové anaeróby – grampozitívne a ktoré sú súčasťou ľudskej mikroflóry.

Vlastnosti klostrídií

Spóry tvoriace anaeróbne baktérie vo veľkom počte nachádzajúce sa v pôde a v gastrointestinálnom trakte zvierat a ľudí. Medzi nimi je známych viac ako 10 druhov, ktoré sú pre človeka toxické. Tieto baktérie produkujú vysoko aktívne exotoxíny špecifické pre každý druh.

Hoci jeden typ anaeróbnych mikroorganizmov môže byť infekčným agensom, typickejšia je intoxikácia rôznymi mikrobiálnymi asociáciami:

• niekoľkých druhov aeróbne baktérie;
• anaeróbne a aeróbne mikroorganizmy (najčastejšie klostrídie a stafylokoky).

V nám známom kyslíkovom prostredí je celkom prirodzené, že na získanie obligátnych aeróbov je potrebné použiť špeciálne vybavenie a mikrobiologické médiá. V skutočnosti sa kultivácia anoxických mikroorganizmov redukuje na vytvorenie podmienok, pri ktorých je úplne zablokovaný prístup vzduchu do médií, kde sa kultivácia prokaryotov vykonáva.

V prípade mikrobiologického rozboru na obligátne anaeróby sú mimoriadne dôležité spôsoby odberu vzoriek a spôsob dopravy vzorky do laboratória. Keďže obligátne mikroorganizmy vplyvom vzduchu okamžite odumrú, vzorka sa musí skladovať buď v zapečatenej injekčnej striekačke alebo v špecializovaných médiách určených na takýto transport.

Aerofilné mikroorganizmy

Aeróby sa nazývajú mikroorganizmy, ktorých dýchanie je nemožné bez voľného kyslíka vo vzduchu a ich kultivácia prebieha na povrchu živných pôd.

Podľa stupňa závislosti od kyslíka sa všetky aeróby delia na:

• obligátne (aerofily) - schopné sa vyvinúť iba pri vysokej koncentrácii kyslíka vo vzduchu;
• fakultatívne aeróbne mikroorganizmy, ktoré sa vyvíjajú aj pri zníženom množstve kyslíka.

Vlastnosti a vlastnosti aeróbov

Aeróbne, voda a vzduch, a sú aktívne zapojené do kolobehu látok. Dýchanie baktérií, ktoré sú aeróbne, sa uskutočňuje priamou oxidáciou metánu (CH 4), vodíka (H 2), dusíka (N 2), sírovodíka (H 2 S), železa (Fe).

Obligátne aeróbne mikroorganizmy, ktoré sú patogénne pre ľudí, zahŕňajú tuberkulózny bacil, patogény tularémie a vibrio cholerae. Všetky z nich vyžadujú vysoké hladiny kyslíka na prežitie. Fakultatívne aeróbne baktérie, ako je salmonela, sú schopné dýchať s veľmi malým množstvom kyslíka.

Aeróbne mikroorganizmy, ktoré vykonávajú svoje dýchanie v kyslíkovej atmosfére, sú schopné existovať vo veľmi širokom rozsahu pri parciálnom tlaku 0,1 až 20 atm.

Pestovanie aeróbov

Znamená to použitie vhodného živného média. Nevyhnutné podmienky sú aj kvantitatívne riadenie kyslíkovej atmosféry a tvorby optimálne teploty.

Dýchanie a rast aeróbov sa prejavuje ako tvorba zákalu v tekutých médiách alebo v prípade hustých médií ako tvorba kolónií. V priemere trvá rast aeróbov v termostatických podmienkach asi 18 až 24 hodín.

Všeobecné vlastnosti pre aeróby a anaeróby

1. Všetky tieto prokaryoty nemajú výrazné jadro.
2. Rozmnožujú sa buď pučaním alebo delením.
3. Pri vykonávaní dýchania v dôsledku oxidačného procesu rozkladajú aeróbne aj anaeróbne organizmy obrovské masy organických zvyškov.
4. Baktérie sú jediné živé bytosti, ktorých dýchanie viaže molekulárny dusík na organickú zlúčeninu.
5. Aeróbne organizmy a anaeróby sú schopné dýchania v širokom rozsahu teplôt. Existuje klasifikácia, podľa ktorej sa jednobunkové organizmy bez jadra delia na:

• psychrofilné - životné podmienky v oblasti 0 ° C;
• mezofilná - vitálna teplota od 20 do 40 ° C;
• termofilný - rast a dýchanie sa vyskytuje pri 50-75 ° C.

Takmer všetky živé organizmy na Zemi potrebujú proces dýchania. Kyslík je jedným z najbežnejších oxidačných činidiel u zvierat, rastlín, protistov a mnohých baktérií. Nie každý však vie, ako sa naše telo v štruktúrnej zložitosti líši od malých buniek mikroorganizmov. Vynára sa otázka: ako baktérie dýchajú? Líši sa ich spôsob získavania energie od nášho?

Dýchajú všetky baktérie kyslík?

Nie každý vie, že kyslík nie je vždy nevyhnutnou súčasťou dýchacieho reťazca. V prvom rade zohráva úlohu akceptora elektrónov, preto je tento plyn dobre oxidovaný a interaguje s protónmi vodíka. ATP je dôvodom, prečo všetky živé organizmy dýchajú. Mnohé druhy baktérií sa však zaobídu bez kyslíka a stále dostávajú taký cenný zdroj energie, akým je adenozíntrifosfát. Ako baktérie tohto typu dýchajú?

Proces dýchania v našom tele prebieha v dvoch fázach. Prvý z nich - anaeróbny - nevyžaduje prítomnosť kyslíka v bunke a vyžaduje len zdroje uhlíka a akceptory vodíkových protónov. Druhý stupeň - aeróbny - prebieha výlučne v prítomnosti kyslíka a vyznačuje sa veľkým počtom postupných reakcií.

U baktérií, ktoré neabsorbujú kyslík a nevyužívajú ho na dýchanie, nastáva len anaeróbne štádium. Na jej konci dostávajú mikroorganizmy aj ATP, no jeho množstvo je veľmi odlišné od toho, ktoré prijímame po prechode dvoma štádiami dýchania naraz. Ukazuje sa, že nie všetky baktérie dýchajú kyslík.

ATP je univerzálny zdroj energie

Pre každý organizmus je dôležité zachovať si svoju životne dôležitú činnosť. Preto bolo v procese evolúcie potrebné nájsť zdroje energie, ktoré by pri použití mohli poskytnúť dostatok zdrojov na to, aby v bunke prebehli všetky potrebné reakcie. Najprv sa fermentácia objavila v baktériách: toto je názov štádia glykolýzy alebo anaeróbneho štádia prokaryotického dýchania. A až potom sa u vyspelejších mnohobunkových organizmov vyvinuli adaptácie, vďaka ktorým sa za účasti vzdušného kyslíka výrazne zvýšila účinnosť dýchania. Takto sa objavila aeróbna fáza

Ako baktérie dýchajú? 6. ročník kurzu školskej biológie ukazuje, že pre každý organizmus je dôležité prijímať určité množstvo energie. V procese evolúcie sa začal ukladať do molekúl špeciálne syntetizovaných na tento účel, ktoré sa nazývajú adenozíntrifosfát.

ATP je makroergická látka, ktorej základom je pentózový uhlíkový kruh, dusíkatá zásada (adenozín). Odchádzajú z nej zvyšky fosforu, medzi ktorými vznikajú vysokoenergetické väzby. Pri zničení jedného z nich sa uvoľní v priemere asi 40 kJ a jedna molekula ATP je schopná uložiť maximálne tri zvyšky fosforu. Ak sa teda ATP rozloží na ADP (adenoziddifosfát), bunka dostane 40 kJ energie v procese defosforylácie. Naopak, k ukladaniu dochádza fosforyláciou ADP na ATP s výdajom energie.

Glykolýza dáva bakteriálnej bunke 2 molekuly adenozíntrifosfátu, keď aeróbne štádium dýchania po dokončení môže bunke okamžite dodať 36 molekúl tejto látky. Preto otázka "Ako dýchajú baktérie?" odpoveď môže byť daná nasledovne: procesom dýchania pre mnohé prokaryoty je tvorba ATP bez prítomnosti a spotreby kyslíka.

Ako baktérie dýchajú? Typy dychu

Vo vzťahu ku kyslíku sú všetky prokaryoty rozdelené do niekoľkých skupín. Medzi nimi:

1. povinných anaeróbov.
2. fakultatívne anaeróby.
3. povinné aeróby.

Prvú skupinu tvoria iba tie baktérie, ktoré nemôžu žiť v podmienkach prístupu kyslíka. O2 je pre nich toxický a vedie k bunkovej smrti. Príkladmi takýchto baktérií sú čisto symbiotické prokaryoty, ktoré žijú vo vnútri iného organizmu v neprítomnosti kyslíka.

Ako dýchajú baktérie tretej skupiny? Tieto prokaryoty sa líšia tým, že môžu žiť len v podmienkach dobrej aerolizácie. Ak nie je dostatok kyslíka vo vzduchu, takéto bunky rýchlo odumierajú, pretože O2 je životne dôležitý pre ich dýchanie.

Ako sa fermentácia líši od dýchania kyslíka?

Fermentácia v baktériách je rovnaký proces glykolýzy odlišné typy prokaryoty môžu dať rôzne produkty reakcie. Vedie napríklad k tvorbe vedľajšieho produktu kyseliny mliečnej, alkoholovej fermentácie – etanolu a oxidu uhličitého, maslovo – maslovej (butánovej) kyseliny atď.

Kyslíkové dýchanie je ucelený reťazec procesov, ktoré začínajú štádiom glykolýzy s tvorbou a končia uvoľňovaním CO2, H2O a energie. Posledné uvedené reakcie prebiehajú v prítomnosti kyslíka.

Ako baktérie dýchajú? Biológia (6. ročník) školského kurzu mikrobiológie

V škole sme dostali len tie najjednoduchšie poznatky o tom, ako prebieha proces dýchania prokaryotov. Tieto mikroorganizmy nemajú mitochondrie, existujú však mezozómy - výbežky cytoplazmatickej membrány do bunky. Ale tieto štruktúry nehrajú kľúčovú úlohu pri bakteriálnom dýchaní.

Keďže fermentácia je druh glykolýzy, prebieha v cytoplazme prokaryotov. Existuje tiež množstvo enzýmov potrebných na uskutočnenie celého reťazca reakcií. Všetky baktérie bez výnimky najskôr vytvoria dve molekuly kyseliny pyrohroznovej, ako u ľudí. A až potom sa premenia na ďalšie vedľajšie produkty, ktoré závisia od typu fermentácie.

Záver

Svet prokaryotov je napriek zjavnej jednoduchosti bunkovej organizácie plný zložitých a niekedy nevysvetliteľných momentov. Teraz existuje odpoveď na to, ako baktérie vlastne dýchajú, pretože nie všetky potrebujú kyslík. Naopak, väčšina sa prispôsobila používaniu iného, ​​menej praktickým spôsobom získavanie energie – fermentácia.

Aeróbne baktérie sú mikroorganizmy, ktoré pre normálny život potrebujú voľný kyslík. Na rozdiel od všetkých anaeróbov sa podieľajú aj na procese tvorby energie, ktorú potrebujú na rozmnožovanie. Tieto baktérie nemajú výrazné jadro. Rozmnožujú sa pučaním alebo štiepením a pri oxidácii vytvárajú rôzne toxické produkty neúplnej redukcie.

Málokto vie, že aeróbne baktérie ( jednoduchými slovami Aeróby sú organizmy, ktoré môžu žiť v pôde, vzduchu a vode. Aktívne sa podieľajú na cirkulácii látok a majú niekoľko špeciálnych enzýmov, ktoré zabezpečujú ich rozklad (napríklad kataláza, superoxiddismutáza a iné). Dýchanie týchto baktérií sa uskutočňuje priamou oxidáciou metánu, vodíka, dusíka, sírovodíka a železa. Sú schopné existovať v širokom rozmedzí pri parciálnom tlaku 0,1-20 atm.

Kultivácia aeróbnych gramnegatívnych a grampozitívnych baktérií znamená nielen použitie vhodného živného média pre ne, ale aj kvantitatívnu kontrolu kyslíkovej atmosféry a udržiavanie optimálnych teplôt. Pre každý mikroorganizmus tejto skupiny existuje minimálna aj maximálna koncentrácia kyslíka v prostredí, ktoré ho obklopuje, čo je nevyhnutné pre jeho normálnu reprodukciu a vývoj. Preto zníženie aj zvýšenie obsahu kyslíka nad „maximálnu“ hranicu vedie k ukončeniu životnej aktivity takýchto mikróbov. Všetky aeróbne baktérie odumierajú pri koncentrácii kyslíka 40 až 50 %.

Druhy aeróbnych baktérií

Podľa stupňa závislosti od voľného kyslíka sú všetky aeróbne baktérie rozdelené do nasledujúcich typov:

1. povinné aeróby- sú to "bezpodmienečné" alebo "prísne" aeróby, ktoré sú schopné sa vyvíjať iba pri vysokej koncentrácii kyslíka vo vzduchu, pretože prijímajú energiu z oxidačné reakcie s jeho účasťou. Tie obsahujú:

2. Fakultatívne aeróby- mikroorganizmy, ktoré sa vyvíjajú aj pri veľmi malom množstve kyslíka. patrí do tejto skupiny.

Baktérie sú prítomné všade v našom svete. Sú všade a všade a množstvo ich odrôd je jednoducho úžasné.

V závislosti od potreby prítomnosti kyslíka v živnom médiu na realizáciu vitálnej aktivity sa mikroorganizmy klasifikujú do nasledujúcich typov.

• Obligátne aeróbne baktérie, ktoré sa zhromažďujú v hornej časti živného média, flóra obsahovala maximálne množstvo kyslíka.
• Obligátne anaeróbne baktérie, ktoré sa nachádzajú v spodnej časti prostredia, čo najďalej od kyslíka.
• Fakultatívne baktérie žijú najmä v hornej časti, ale môžu byť distribuované po celom prostredí, pretože nie sú závislé od kyslíka.
• Mikroaerofily preferujú nízku koncentráciu kyslíka, hoci sa zhromažďujú v hornej časti prostredia.
• Aerotolerantné anaeróby sú rovnomerne rozložené v živnom médiu, necitlivé na prítomnosť alebo neprítomnosť kyslíka.

Pojem anaeróbnych baktérií a ich klasifikácia

Pojem „anaeróby“ sa objavil v roku 1861 vďaka práci Louisa Pasteura.

Anaeróbne baktérie sú mikroorganizmy, ktoré sa vyvíjajú bez ohľadu na prítomnosť kyslíka v živnom médiu. Dostávajú energiu fosforyláciou substrátu. Existujú fakultatívne a povinné aeróby, ako aj iné typy.

Najvýznamnejšími anaeróbmi sú bakteroidy

Najdôležitejšie aeróby sú bakteroidy. O päťdesiat percent všetkých purulentno-zápalových procesov, ktorých pôvodcami môžu byť anaeróbne baktérie, sú bakteroidy.

Bacteroides je rod gramnegatívnych obligátnych anaeróbnych baktérií. Ide o tyčinky s bipolárnym sfarbením, ktorých veľkosť nepresahuje 0,5-1,5 x 15 mikrónov. Produkujú toxíny a enzýmy, ktoré môžu spôsobiť virulenciu. Rôzne bakteroidy majú rôznu rezistenciu voči antibiotikám: sú rezistentné aj citlivé na antibiotiká.

Výroba energie v ľudských tkanivách

Niektoré tkanivá živých organizmov majú zvýšenú odolnosť voči nízkemu obsahu kyslíka. Za štandardných podmienok prebieha syntéza adenozíntrifosfátu aeróbne, ale pri zvýšenej fyzická aktivita a pri zápalových reakciách vystupuje do popredia anaeróbny mechanizmus.

Adenozíntrifosfát (ATP) Je to kyselina, ktorá hrá dôležitú úlohu pri tvorbe energie v tele. Existuje niekoľko možností syntézy tejto látky: jedna aeróbna a až tri anaeróbne.

Anaeróbne mechanizmy syntézy ATP zahŕňajú:

• refosforylácia medzi kreatínfosfátom a ADP;
• transfosforylačná reakcia dvoch molekúl ADP;
• anaeróbne odbúravanie zásob glukózy alebo glykogénu v krvi.

Kultivácia anaeróbnych organizmov

Existovať špeciálne metódy na pestovanie anaeróbov. Spočívajú v nahradení vzduchu zmesami plynov v utesnených termostatoch.

Ďalším spôsobom je pestovanie mikroorganizmov v živnom médiu, do ktorého sa pridávajú redukčné látky.

Kultivačné médiá pre anaeróbne organizmy

Existujú bežné živné pôdy a diferenciálne diagnostické živné pôdy. Medzi bežné patrí médium Wilson-Blair a médium Kitt-Tarozzi. Pre diferenciálnu diagnostiku - Hissovo médium, Resselovo médium, Endo médium, Ploskirevovo médium a bizmutovo-sulfitový agar.

Základom pre Wilson-Blairovo médium je agar-agar s prídavkom glukózy, siričitanu sodného a chloridu železitého. Čierne kolónie anaeróbov sa tvoria najmä v hĺbke agarového stĺpca.

Resselovo (Russellovo) médium sa používa pri štúdiu biochemických vlastností baktérií, ako sú Shigella a Salmonella. Obsahuje tiež agar-agar a glukózu.

Streda Ploskirev inhibuje rast mnohých mikroorganizmov, preto sa používa na diferenciálne diagnostické účely. V takomto prostredí sa dobre rozvíjajú patogény brušného týfusu, dyzentérie a iných patogénnych baktérií.

Hlavným účelom agaru so siričitanom bizmutitým je izolácia Salmonelly v čistej forme. Toto prostredie je založené na schopnosti Salmonella produkovať sírovodík. Toto médium je v použitej technike podobné médiu Wilson-Blair.

Anaeróbne infekcie

Väčšina anaeróbnych baktérií žijúcich v ľudskom alebo zvieracom tele môže spôsobiť rôzne infekcie. Infekcia sa spravidla vyskytuje počas obdobia oslabenej imunity alebo narušenia všeobecnej mikroflóry tela. Existuje tiež možnosť vstupu patogénov vonkajšie prostredie najmä koncom jesene a zimy.

Infekcie spôsobené anaeróbnymi baktériami sú zvyčajne spojené s flórou ľudských slizníc, to znamená s hlavnými biotopmi anaeróbov. Typicky, tieto infekcie viacero spúšťačov naraz(do 10).

Presný počet chorôb spôsobených anaeróbmi je takmer nemožné určiť kvôli ťažkostiam pri zbere materiálov na analýzu, preprave vzoriek a kultivácii samotných baktérií. Najčastejšie sa tento typ baktérií nachádza v chronické choroby.

Anaeróbne infekcie postihujú ľudí všetkých vekových skupín. Zároveň deti majú úroveň infekčné choroby vyššie.

Anaeróbne baktérie môžu spôsobiť rôzne intrakraniálne ochorenia (meningitída, abscesy a iné). Distribúcia sa spravidla vyskytuje v krvnom obehu. Pri chronických ochoreniach môžu anaeróby spôsobiť patológie v oblasti hlavy a krku: zápal stredného ucha, lymfadenitída, abscesy. Tieto baktérie sú nebezpečné gastrointestinálny trakt a ľahké. Pri rôznych ochoreniach urogenitálneho ženského systému existuje aj riziko vzniku anaeróbnych infekcií. Rôzne choroby kĺbov a kože môže byť dôsledkom vývoja anaeróbnych baktérií.

Príčiny anaeróbnych infekcií a ich symptómy

Infekcie sú spôsobené všetkými procesmi, počas ktorých aktívne anaeróbne baktérie vstupujú do tkanív. Tiež rozvoj infekcií môže spôsobiť zhoršené zásobovanie krvou a nekrózu tkaniva (rôzne poranenia, nádory, edémy, cievne ochorenia). Infekcie úst, uhryznutie zvieratami, ochorenia pľúc, zápalové ochorenia panvové orgány a mnohé iné ochorenia môžu byť spôsobené aj anaeróbmi.

V rôznych organizmoch sa infekcia vyvíja rôznymi spôsobmi. To je ovplyvnené typom patogénu a stavom ľudského zdravia. Kvôli ťažkostiam spojeným s diagnostikou anaeróbnych infekcií je záver často založený na predpokladoch. Líšia sa v niektorých črtách infekcie spôsobenej neklostridiové anaeróby.

Prvými príznakmi infekcie tkanív aeróbmi sú hnisanie, tromboflebitída, tvorba plynu. Niektoré nádory a novotvary (črevné, maternicové a iné) sú sprevádzané aj vývojom anaeróbnych mikroorganizmov. Môžu spôsobiť anaeróbne infekcie zlý zápach jeho absencia však nevylučuje anaeróby ako pôvodcu infekcie.

Vlastnosti získavania a prepravy vzoriek

Úplne prvá štúdia v definícii infekcií spôsobených anaeróbmi je vizuálna kontrola. Rôzne kožné lézie sú častou komplikáciou. Dôkazom vitálnej aktivity baktérií bude aj prítomnosť plynu v infikovaných tkanivách.

Pre laboratórny výskum a stanovenie presnej diagnózy je v prvom rade potrebné kompetentne získať vzorku hmoty z postihnutej oblasti. Na toto použitie špeciálne vybavenie, vďaka čomu sa do vzoriek nedostane bežná flóra. najlepšia metóda je aspirácia priamou ihlou. Získavanie laboratórneho materiálu nátermi sa neodporúča, ale je možné.

Vzorky nevhodné na ďalšiu analýzu zahŕňajú:

• spútum získaný samovylučovaním;
• vzorky získané počas bronchoskopie;
• šmuhy z vaginálnych klenieb;
• moč s voľným močením;
• výkaly.

Na výskum je možné použiť:

• krv;
• pleurálna tekutina;
• transtracheálne aspiráty;
• hnis získaný z abscesovej dutiny;
• cerebrospinálna tekutina;
• punkcie pľúc.

Vzorky prepravy je potrebné čo najskôr v špeciálnej nádobe alebo plastovom vrecku s anaeróbnymi podmienkami, pretože aj krátkodobá interakcia s kyslíkom môže spôsobiť smrť baktérií. Kvapalné vzorky sa prepravujú v skúmavke alebo v injekčných striekačkách. Výtery so vzorkami sa prepravujú v skúmavkách s oxid uhličitý alebo vopred pripravené prostredia.

V prípade diagnostiky anaeróbnej infekcie pre adekvátnu liečbu je potrebné dodržiavať nasledovné zásady:

• toxíny produkované anaeróbmi sa musia neutralizovať;
• biotop baktérií by sa mal zmeniť;
• šírenie anaeróbov musí byť lokalizované.

Dodržiavať tieto zásady pri liečbe sa používajú antibiotiká, ktoré ovplyvňujú anaeróbne aj aeróbne organizmy, keďže flóra pri anaeróbnych infekciách je často zmiešaná. Zároveň schôdzky lieky, lekár musí zhodnotiť kvalitatívne a kvantitatívne zloženie mikroflóry. Medzi činidlá, ktoré sú aktívne proti anaeróbnym patogénom patria: penicilíny, cefalosporíny, chamfenikol, fluorochinolo, metranidazol, karbapenémy a iné. Niektoré lieky majú obmedzený účinok.

Na kontrolu biotopu baktérií sa vo väčšine prípadov používa chirurgická intervencia, ktorá sa prejavuje pri liečbe postihnutých tkanív, drenáži abscesov a zabezpečení normálneho krvného obehu. Chirurgické metódy by sa nemali ignorovať kvôli riziku život ohrozujúcich komplikácií.

Niekedy používané pomocné terapie a tiež kvôli ťažkostiam s tým spojeným presná definícia infekčného agens, používa sa empirická liečba.

S rozvojom anaeróbnych infekcií v ústnej dutine sa tiež odporúča pridať do stravy čo najviac čerstvého ovocia a zeleniny. Najužitočnejšie sú jablká a pomaranče. Obmedzenie podlieha mäsovým jedlám a rýchlemu občerstveniu.

anaeróbne organizmy

Aeróbne a anaeróbne baktérie sú predbežne identifikované v tekutom živnom médiu pomocou gradientu koncentrácie O2:
1. Obligátne aeróbne baktérie (náročné na kyslík). väčšinou zbierajte v hornej časti skúmavky, aby ste absorbovali maximálne množstvo kyslík. (Výnimka: mykobaktérie - rast filmu na povrchu v dôsledku voskovo-lipidovej membrány.)
2. Obligátne anaeróbne baktérie sa zhromažďujú na dne, aby sa vyhli kyslíku (alebo nerástli).
3. Voliteľné baktérie sa zhromažďujú hlavne vo vrchnej časti (čo je výhodnejšie ako glykolýza), možno ich však nájsť v celom médiu, pretože nezávisia od O 2 .
4. Mikroaerofily sa zhromažďujú v hornej časti trubice, ale ich optimum je nízka koncentrácia kyslíka.
5. Aerotolerantný anaeróby nereagujú na koncentrácie kyslíka a sú rovnomerne rozložené v skúmavke.

Anaeróby- organizmy, ktoré prijímajú energiu bez prístupu kyslíka fosforyláciou substrátu, môžu byť konečné produkty neúplnej oxidácie substrátu oxidované za vzniku viac energie vo forme ATP v prítomnosti terminálneho akceptora protónov organizmami, ktoré vykonávajú oxidačnú fosforyláciu.

Anaeróby predstavujú rozsiahlu skupinu organizmov na mikro aj makro úrovni:

• anaeróbne mikroorganizmy- rozsiahla skupina prokaryotov a niektorých prvokov.
• makroorganizmy - huby, riasy, rastliny a niektoré živočíchy (trieda foraminifera, väčšina helmintov (trieda motolíc, pásomnice, škrkavky (napríklad ascaris)).

Okrem toho hrá anaeróbna oxidácia glukózy dôležitú úlohu v práci priečne pruhovaných svalov zvierat a ľudí (najmä v stave tkanivovej hypoxie).

Klasifikácia anaeróbov

Podľa klasifikácie stanovenej v mikrobiológii existujú:

• Fakultatívne anaeróby
• Kapneistické anaeróby a mikroaerofily
• Aerotolerantné anaeróby
• Stredne prísne anaeróby
• povinných anaeróbov

Ak je organizmus schopný prejsť z jednej metabolickej dráhy na druhú (napríklad z anaeróbneho dýchania na aeróbne dýchanie a naopak), potom sa podmienečne označuje ako fakultatívne anaeróby .

Do roku 1991 sa trieda rozlišovala v mikrobiológii kapneistické anaeróby vyžadujúce nízku koncentráciu kyslíka a zvýšenú koncentráciu oxidu uhličitého (hovädzí typ Brucella - B. abortus)

Stredne prísny anaeróbny organizmus prežíva v prostredí s molekulárnym O 2, ale nerozmnožuje sa. Mikroaerofily sú schopné prežiť a množiť sa v prostredí s nízkym parciálnym tlakom O 2 .

Ak organizmus nie je schopný „prepnúť“ z anaeróbneho na aeróbne dýchanie, ale nezomrie v prítomnosti molekulárneho kyslíka, potom patrí do skupiny aerotolerantné anaeróby. Napríklad kyselina mliečna a mnohé maslové baktérie

povinný anaeróby v prítomnosti molekulárneho kyslíka O 2 zomierajú - napríklad zástupcovia rodu baktérie a archaea: Bacteroides, Fusobacterium, Butyrivibrio, metanobaktérie). Takéto anaeróby neustále žijú v prostredí bez kyslíka. Medzi obligátne anaeróby patria niektoré baktérie, kvasinky, bičíkovce a nálevníky.

Toxicita kyslíka a jeho formy pre anaeróbne organizmy

Prostredie bohaté na kyslík je agresívne voči organickým formám života. Je to spôsobené tvorbou reaktívnych foriem kyslíka v procese života alebo pod vplyvom rôzne formy ionizujúce žiarenie, oveľa toxickejší ako molekulárny kyslík O 2 . Faktor, ktorý určuje životaschopnosť organizmu v kyslíkovom prostredí, je prítomnosť funkčného antioxidačného systému schopného eliminovať: superoxidový anión (O 2 -), peroxid vodíka (H 2 O 2), singletový kyslík (O .) a aj molekulový kyslík ( O 2) z vnútorné prostredie organizmu. Najčastejšie je takáto ochrana poskytovaná jedným alebo viacerými enzýmami:

• superoxiddismutáza eliminujúca superoxidový anión (O 2 -) bez energetického prínosu pre telo
• kataláza, eliminujúca peroxid vodíka (H 2 O 2) bez energetického prínosu pre telo
• cytochróm- enzým zodpovedný za prenos elektrónov z NAD H na O 2. Tento proces poskytuje telu významný energetický prínos.

Aeróbne organizmy obsahujú najčastejšie tri cytochrómy, fakultatívne anaeróby - jeden alebo dva, obligátne anaeróby cytochrómy neobsahujú.

Anaeróbne mikroorganizmy môžu aktívne ovplyvňovať prostredie, pričom vytvárajú vhodný redoxný potenciál prostredia (napr. Cl.perfringens). Niektoré naočkované kultúry anaeróbnych mikroorganizmov skôr, ako sa začnú množiť, znížia pH 2 0 z hodnoty na , pričom sa chránia redukčnou bariérou, iné – aerotolerantné – produkujú počas svojej životnej činnosti peroxid vodíka, čím zvyšujú pH 2 0.

Glykolýza je zároveň charakteristická iba pre anaeróby, ktoré sa v závislosti od konečných reakčných produktov delia na niekoľko typov fermentácie:

• mliečna fermentácia Lactobacillus ,Streptococcus , Bifidobacterium, ako aj niektoré tkanivá mnohobunkových živočíchov a ľudí.
• alkoholová fermentácia - sacharomycetes, candida (organizmy z ríše húb)
• kyselina mravčia - rodina enterobaktérií
• maslová – niektoré druhy klostrídií
• kyselina propiónová - propionobaktérie (napr. Propionibacterium acnes)
• fermentácia s uvoľňovaním molekulárneho vodíka - niektoré druhy Clostridium, Stickland fermentácia
• metánová fermentácia - napr. metanobaktérie

V dôsledku rozkladu glukózy sa spotrebujú 2 molekuly a syntetizujú sa 4 molekuly ATP. Celkový výťažok ATP je teda 2 molekuly ATP a 2 molekuly NAD·H2. Pyruvát získaný počas reakcie bunka využíva rôznymi spôsobmi v závislosti od typu fermentácie, ktorá nasleduje.

Antagonizmus fermentácie a rozkladu

V procese evolúcie sa vytvoril a upevnil biologický antagonizmus fermentačnej a hnilobnej mikroflóry:

Rozklad sacharidov mikroorganizmami je sprevádzaný výrazným úbytkom prostredia, zatiaľ čo rozklad bielkovín a aminokyselín je sprevádzaný nárastom (alkalinizáciou). Adaptácia každého z organizmov na určitú reakciu prostredia hrá zásadnú úlohu v prírode a ľudskom živote sa napríklad v dôsledku fermentačných procesov zabraňuje hnilobe siláže, fermentovanej zeleniny a mliečnych výrobkov.

Kultivácia anaeróbnych organizmov

Schématická izolácia čistej kultúry anaeróbov

Kultivácia anaeróbnych organizmov je predovšetkým úlohou mikrobiológie.

Na pestovanie anaeróbov sa používajú špeciálne metódy, ktorých podstatou je odstrániť vzduch alebo ho nahradiť špecializovanou zmesou plynov (alebo inertnými plynmi) v utesnených termostatoch. - anaerostaty .

Ďalším spôsobom pestovania anaeróbov (najčastejšie mikroorganizmov) na živných pôdach je pridávanie redukčných látok (glukóza, sodná soľ kyseliny mravčej a pod.), ktoré znižujú redoxný potenciál.

Bežné rastové médiá pre anaeróbne organizmy

Pre spoločné prostredie Wilson - Blair základom je agar-agar s prídavkom glukózy, siričitanu sodného a chloridu železnatého. Klostrídie tvoria čierne kolónie na tomto médiu redukciou siričitanu na sulfidový anión, ktorý sa spája s katiónmi železa (II) za vzniku čiernej soli. Na tomto médiu sa v hĺbke agarového stĺpca spravidla objavujú čierne kolónie.

streda Kitta - Tarozzi pozostáva z mäsovo-peptónového vývaru, 0,5% glukózy a kúskov pečene resp mleté ​​mäso absorbovať kyslík z prostredia. Pred výsevom sa médium zahrieva vo vriacom vodnom kúpeli počas 20-30 minút, aby sa z média odstránil vzduch. Po zasiatí sa živné médium ihneď naplní vrstvou parafínu alebo parafínového oleja, aby sa izolovalo od prístupu kyslíka.

Všeobecné kultivačné metódy pre anaeróbne organizmy

Gaspack- systém chemicky zabezpečuje stálosť zmes plynov prijateľné pre rast väčšiny anaeróbnych mikroorganizmov. V uzavretej nádobe voda reaguje s borohydridom sodným a tabletami hydrogénuhličitanu sodného za vzniku vodíka a oxidu uhličitého. Vodík potom reaguje s kyslíkom plynnej zmesi na paládiovom katalyzátore za vzniku vody, ktorá už znovu reaguje s hydrolýzou borohydridu.

Túto metódu navrhli Brewer a Olgaer v roku 1965. Vývojári predstavili jednorazové vrecko generujúce vodík, ktoré bolo neskôr inovované na vrecúška generujúce oxid uhličitý s vnútorným katalyzátorom.

Zeisslerova metóda používa sa na izoláciu čistých kultúr spórotvorných anaeróbov. Za týmto účelom naočkujte médium Kitt-Tarozzi, zohrejte ho 20 minút na 80 ° C (na zničenie vegetatívnej formy), naplňte médium vazelínovým olejom a inkubujte 24 hodín v termostate. Potom sa uskutoční naočkovanie na cukrovo-krvný agar, aby sa získali čisté kultúry. Po 24-hodinovej kultivácii sa skúmajú kolónie záujmu - subkultivujú sa na Kitt-Tarozziho médiu (s následnou kontrolou čistoty izolovanej kultúry).

Fortnerova metóda

Fortnerova metóda- očkovanie sa robí na Petriho miske so zhrubnutou vrstvou média, rozdelenej na polovicu úzkou drážkou vyrezanou v agare. Jedna polovica sa naočkuje kultúrou aeróbnych baktérií, druhá polovica sa naočkuje anaeróbnymi baktériami. Okraje pohára sú naplnené parafínom a inkubované v termostate. Spočiatku sa pozoruje rast aeróbnej mikroflóry a potom (po absorpcii kyslíka) sa rast aeróbnej mikroflóry náhle zastaví a začne rast anaeróbnej mikroflóry.

Weinbergova metóda používané na získanie čistých kultúr obligátnych anaeróbov. Kultúry pestované na médiu Kitta-Tarozzi sa prenesú do cukrového bujónu. Potom sa pomocou jednorazovej Pasteurovej pipety materiál prenesie do úzkych skúmaviek (skúmavky Vignal) s cukrovým mäsovo-peptónovým agarom, pričom sa pipeta ponorí na dno skúmavky. Naočkované skúmavky sa rýchlo ochladzujú, čo umožňuje fixáciu bakteriálneho materiálu v hrúbke vytvrdnutého agaru. Skúmavky sa inkubujú v termostate a potom sa skúmajú rastúce kolónie. Keď sa nájde kolónia záujmu, urobí sa na jej mieste rez, materiál sa rýchlo odoberie a naočkuje na Kitta-Tarozzi médium (s následnou kontrolou čistoty izolovanej kultúry).

Peretzova metóda

Peretzova metóda- do roztopeného a vychladnutého cukrového agaru sa vloží kultúra baktérií a naleje sa pod sklo umiestnené na korkových tyčinkách (alebo úlomkoch zápaliek) v Petriho miske. Metóda je najmenej spoľahlivá zo všetkých, ale jej použitie je celkom jednoduché.

Diferenciálne - diagnostické živné pôdy

• prostredia gissa("pestrý riadok")
• streda Ressel(Russell)
• streda Ploskireva alebo baktoagar "Zh"
• Bizmutový sulfitový agar

Syčanie médií: Do 1% peptónovej vody pridajte 0,5% roztok určitého uhľohydrátu (glukóza, laktóza, maltóza, manitol, sacharóza atď.) a Andredeho acidobázický indikátor, nalejte do skúmaviek, do ktorých je umiestnený plavák na zachytávanie plynných produktov. vznikajúce pri rozklade uhľovodíkov.

Resselova streda(Russell) sa používa na štúdium biochemických vlastností enterobaktérií (Shigella, Salmonella). Obsahuje výživný agar-agar, laktózu, glukózu a indikátor (brómtymolovú modrú). Farba média je trávovo zelená. Zvyčajne sa pripravuje v 5 ml skúmavkách so skoseným povrchom. Výsev sa vykonáva vstrekovaním do hĺbky stĺpa a ťahom po skosenej ploche.

Streda Ploskirev(Bactoagar Zh) je diferenciálne diagnostické a selektívne médium, pretože inhibuje rast mnohých mikroorganizmov a podporuje rast patogénnych baktérií (pôvodcov týfusu, paratýfusu, dyzentérie). Baktérie negatívne na laktózu tvoria na tomto médiu bezfarebné kolónie, zatiaľ čo baktérie pozitívne na laktózu tvoria červené kolónie. Medium obsahuje agar, laktózu, brilantnú zeleň, žlčové soli, minerálne soli, indikátor (neutrálna červená).

Bizmutový sulfitový agar Je určený na izoláciu salmonely v jej čistej forme z infikovaného materiálu. Obsahuje tryptický digest, glukózu, rastové faktory salmonely, brilantnú zeleň a agar. Rozdielne vlastnosti média sú založené na schopnosti Salmonella produkovať sírovodík, na ich odolnosti voči prítomnosti sulfidu, brilantnej zelene a citrátu bizmutitého. Kolónie sú označené čiernou farbou sulfidu bizmutu (technika je podobná médiu Wilson - Blair).

Metabolizmus anaeróbnych organizmov

Metabolizmus anaeróbnych organizmov má niekoľko odlišných podskupín.