ANAEROBĀS BAKTĒRIJAS: RAKSTUROJUMS, VEIDI, SUGAS, KULTŪRA - BIOLOĢIJA - 2025

Par anaerobās baktērijas ir tie, kas neizmanto skābekli to vielmaiņas procesiem. Faktiski daudzas no šīm baktērijām nevar izdzīvot vidē, kur atrodas šis elements, jo tas tām ir toksisks.

Viens no metabolisma procesiem, ko veic šāda veida baktērijas, un kas ir visplašāk pētīts, ir fermentācija. Šis ir process, kuru rūpniecības līmenī var izmantot ļoti daudz, un tas attiecas arī uz alkoholisko dzērienu, jogurta un etiķa ražošanu, citu produktu starpā.

Bacteroides, anaerobo baktēriju ģints. Avots: ASV valdība

Tāpat daudzām no šīm baktērijām ir dabiskais dzīvesveids cilvēka ķermenī, kas galvenokārt atrodas kuņģa-zarnu traktā. Daži no tiem ir nekaitīgi, bet citi izraisa dažādas ķermeņa patoloģijas, no kurām daudzas var izraisīt nāvi.

raksturojums

Anaerobās baktērijas ir vienas no pirmajām dzīvajām lietām, kas parādījās uz planētas. Svarīgi ir tas, ka pirms tūkstošiem gadu, kad sāka parādīties pirmās dzīvības formas, skābekļa līmenis atmosfērā bija patiešām zems. Tāpēc pirmajiem izstrādātajiem organismiem bija citi šūnu mehānismi enerģijas iegūšanai.

Faktiski daudzām sugām, kas veido anaerobo baktēriju grupu, skābeklis ir ļoti toksisks. Tāpēc dažas baktērijas ir sastopamas biotopos, kur nav skābekļa.

Tāpat ir anaerobās baktērijas, kas atbalsta dzīvošanu ļoti mazu skābekļa daudzumu klātbūtnē, tāpēc tās var atrasties dažādās vidēs. Dažas no šīm baktērijām ir daļa no parastās cilvēka mikrobiotas, īpaši mutes dobuma un kuņģa-zarnu trakta līmenī.

No otras puses, šīs baktērijas veic fermentāciju. Šis ir kataboliskais process, kura laikā organiskie savienojumi tiek sadalīti līdz vienkāršākiem, ja nav skābekļa. To galvenokārt veic anaerobās baktērijas.

Tāpat nav viena veida fermentācijas. Atkarībā no iegūtā produkta, cita starpā, ir vairāki veidi, piemēram, etiķskābes, pienskābes un spirta fermentācija.

Šajās baktērijās dažādas enzīmu sistēmas darbojas lieliski, ja nav skābekļa. Tas ir tāpēc, ka viņi kā elektronu akceptorus izmanto citus savienojumus, piemēram, fumarātu, nitrātu vai sulfātu.

Ir lietderīgi pieminēt, ka daudzas anaerobās baktērijas veido cilvēku patogēnus. Starp pazīstamākajiem un pētītajiem cita starpā var minēt Porphyromonas, Clostridium un Prevotella ģints sugas.

Anaerobās baktērijas veidi

Daudzas no anaerobām baktērijām nevar pretoties atrašanos vidē, kur ir skābeklis, jo tas tām ir toksisks. Tomēr ir arī daži, neskatoties uz skābekļa neizmantošanu, tie var izdzīvot vidē, kur šīs gāzes koncentrācijas ir atšķirīgas.

Paturot to prātā, anaerobos baktērijas var iedalīt trīs veidos: obligāti anaerobās, aerotolerantās un fakultatīvās anaerobās baktērijas.

Obligāti anaerobi

Tos sauc arī par stingrām anaerobām baktērijām. Tie ir tie, kas neizmanto skābekli nevienā vielmaiņas procesā. Jūsu tolerance pret šo gāzi ir mainīga. Saskaņā ar to obligātās anaerobās baktērijas iedala:

- Stingri: pieļaujat tikai skābekļa koncentrāciju, kas mazāka par 0,5%.

- Mērens: viņi var paciest skābekļa koncentrāciju no 2 līdz 8%.

Aerodileranti anaerobi

Tās ir baktērijas, kuras, kaut arī neizmanto skābekli jebkura šūnu procesa veikšanai, var dzīvot biotopos, kur tas atrodas. Klasisks šāda veida baktēriju piemērs ir Pronibacterium acnespio, kas daudzos gadījumos izraisa pūtītes.

Fakultatīvie anaerobi

Fakultatīvās anaerobās baktērijas vielmaiņas procesos neizmanto skābekli, bet tās klātbūtnē tās var dzīvot, jo tas tām nav toksisks. Viņi galvenokārt veic fermentācijas procesu, lai iegūtu nepieciešamo enerģiju. Starp zināmākajām fakultatīvajām anaerobām baktērijām ir Escherichia coli un Staphylococcus aureus.

Anaerobās baktērijas sugas

Lai atvieglotu anaerobo baktēriju izpēti, tās var grupēt pēc formas un krāsojuma: gramnegatīvos kokos, grampozitīvos kokos, gramnegatīvajos stieņos un grampozitīvajos stieņos.

-Gram negatīvi kokosrieksti

Šajā grupā ir vairākas ģintis, piemēram, Veillonella un Megasphaera.

Veilonella

Šī ir gramnegatīvo baktēriju ģints, kas ir labi pazīstama ar savu fermentācijas potenciālu. Šīs baktērijas fermentē laktātu līdz acetātam un propionātam caur metabolisma ceļu, kas pazīstams kā metilmalonil-CoA ceļš.

Tāpat tie ir neatņemama noteiktu ķermeņa daļu, piemēram, mutes dobuma un kuņģa-zarnu trakta, mikrobiota.

-Gram pozitīvi kokosrieksti

Tās ir apaļas formas baktērijas, kuras, iekrāsojot gramu pigmentu, iegūst raksturīgu violetu krāsu.

Anaerokoku

Šīs ģints baktērijas ir atrodamas kā daļa no cilvēka ķermeņa baktēriju floras. Tomēr ir iespējams, ka tas ir noteiktu patoloģisko procesu cēlonis. Šī baktērija ir izolēta no maksts izdalījumiem, olnīcu abscesiem un noteiktām hroniskām brūcēm.

Tāpat dažādos klīnisko gadījumu pētījumos ir noskaidrots, ka šīs ģints sugas var izraisīt plašu infekciju klāstu urīnceļos, kā arī asinīs.

Pepto-streptokoku

Tā ir baktēriju ģints, kas bieži izraisa patoloģiju attīstību cilvēkiem. Turklāt tie ir daļa no noteiktu ķermeņa gļotādu, piemēram, orofarneksa un uroģenitālās sistēmas, mikrobiotas.

-Gramnegatīvas baciles

Tās ir baktērijas, kurām ir iegarena stieņa forma, un kurām raksturīga fuksijas krāsas iegūšana, kad tās pakļautas Gram krāsošanas procesam. Šī anaerobo baktēriju grupa ietver vairākas ģintis.

Prevotella

Tā ir baktēriju ģints, ko bieži atrod kā mutes dobuma, kuņģa-zarnu trakta un maksts dobuma baktēriju floras sastāvdaļas. Neskatoties uz to, mainoties normālam ķermeņa stāvoklim, šīs baktērijas nekontrolēti vairojas.

Kad tas notiek, Prevotella izraisa noteiktu infekciju attīstību, visbiežāk tās ir infekcijas, kas rodas periodonta gļotādas līmenī. Tie ir izolēti arī no pacientiem ar reimatoīdo artrītu.

-Gram pozitīvas baciles

Šai grupai pieder stieņa formas baktērijas, kuru šūnu sieniņās ir biezs peptidoglikāna slānis, kas saglabā grama krāsas daļiņas, piešķirot tai violetu krāsu. Šajā grupā ietilpst ļoti dažādas sugas, kas cilvēkiem izraisa dažādas slimības un patoloģijas.

Clostridium botulinum

Tā ir grampozitīva baktērija, kurai raksturīgas sporas, kas ir infekcijas izraisītājs cilvēkiem. Tādā pašā veidā šī baktērija sintezē un izdala noteiktus toksīnus, kuru galvenā funkcija ir paralizēt muskuļus.

Starp slimībām, kuras rada šī baktērija, mēs varam minēt pārtikas botulismu, kas ietekmē kuņģa-zarnu traktu, un zīdaiņu botulismu, kas ietekmē mazus bērnus un ko izraisa tieša sporu uzņemšana.

Clostridium tetani

Šī baktērija ir plaši pazīstama medicīnas jomā, un tā ir bijusi daudzu pētījumu priekšmets par ietekmi, ko tā rada organismā. Tāpat kā pārējās Clostridium ģints baktērijas, šī baktērija ražo endosporas, kas ir ļoti izturīgas pret apkārtējās vides komponentiem.

Clostridium tetani. Avots: satura nodrošinātāji: CDC

Tāpat šī baktērija izraisa patoloģiju cilvēkiem, ko sauc par stingumkrampjiem. Šo slimību izraisa sporu iekļūšana ķermenī, kas dīgst un sāk sintezēt un izdalīt šīs sugas toksīnus.

Kad tas notiek, sporas traucē nervu impulsu pārnešanu, izraisot muskuļu sāpīgu spazmu.

Atšķirības no aerobām baktērijām

Galvenā atšķirība starp anaerobo baktēriju un aerobo baktēriju attiecas uz skābekļa izmantošanu un spēju attīstīties šī elementa klātbūtnē vai neesamībā.

Šajā nozīmē anaerobās baktērijas neizmanto skābekli nevienā no iekšējiem enerģijas ražošanas procesiem. Tieši pretēji, aerošās baktērijas to izmanto kā elektronu akceptoru šūnu elpošanas procesā, ar kura palīdzību tās noārda tādu organisko savienojumu molekulas kā glikoze, iegūstot lielu enerģijas daudzumu.

Tāpat ir arī anaerobās baktērijas, kas neizmanto skābekli dažādos procesos, bet arī vidē, kas bagāta ar skābekli, jo šis elements tām ir ļoti toksisks. Šūnu elpošanas vietā viņi veic fermentāciju.

Vēl viena ievērojama atšķirība starp diviem šūnu veidiem ir saistīta ar to dzīvotni. Aerobās baktērijas ir sastopamas vidēs, kur skābeklis ir plaši pieejams, savukārt aneroīdu baktērijas izdzīvo vidēs, kur skābekļa pilnīgi nav vai kur skābekļa koncentrācija ir ļoti zema.

Anaerobās baktērijas

Anaerobo baktēriju audzēšana ir process, kurā jāievēro visi nepieciešamie piesardzības pasākumi, lai izvairītos no kļūdas izdarīšanas. Šeit ir svarīgi atcerēties, ka dažām anaerobo baktēriju sugām nevar būt jebkāda veida kontakts ar skābekli, jo tas tām var būt toksisks aģents.

Viens no elementiem, kas jāņem vērā, veicot kultūru laboratorijā, ir barotne, kas jāizmanto. Katrai baktēriju grupai ir noteiktas īpašas prasības.

Kultūras nesēji

Pašlaik ir daudz barotnes, ko var izmantot jebkura veida baktēriju sējai. Īpašajā anaerobās baktērijas gadījumā barotnei ir jāpievieno daži reducētāji, piemēram, tioglikolāts vai cisteīns.

Tāpat, lai optimizētu gaidāmos rezultātus, var pievienot redoksa indikatoru, kas parāda iespējamo skābekļa, piemēram, resazurīna, klātbūtni.

Anaerobās baktērijas sēšanai visplašāk izmantotie un ieteiktie barotnes ir:

- Asins agars anerobios: cita starpā satur gaļas ekstraktu, rauga ekstraktu, NaCl, glikozi un peptonu.

- Šokolādes agars: to plaši neizmanto anaerobo baktēriju kultivēšanai. Tomēr, pateicoties tā sastāvdaļām, ir iespējams panākt, ka viņi tur aug.

- Etilfenilspirta agars ar asinīm: šo barotni plaši izmanto, lai pareizi izolētu anaerobās baktērijas.

- Kolumbijas agars ar kolistīnu un nalidiksīnskābi.

- Tioglikolāts: tas parasti ir bagātināts ar L-cistīnu, hemīnu un K vitamīnu.

- KVLB agars (kanamicīns, vankomicīns, lakotas asinis): īpaši gramnegatīviem baciļiem.

Process

Kad barošanas barotne ir izraudzīta atbilstoši audzējamajām baktērijām, procedūru var sākt. Šajā ziņā ir jārada pilnīgi anaeroba vide, kurā nav skābekļa. Lai to panāktu, var veikt divas procedūras:

- Nātrija hidroksīds - pirogēnskābes metode: šī metode ir balstīta uz anaerobās vides iegūšanu ķīmiskā reakcijā, reducētāja vietā izmantojot katalizatoru. Tā ir delikāta un potenciāli bīstama procedūra.

- Anaerobās kolbas: šāda veida kolbas ir ļoti noderīgas anaerobo organismu kultivēšanai. Tomēr to lieto tikai ar organismiem, kas var izturēt nelielu kontaktu ar nelielu skābekļa daudzumu.

Tāpat, lai turpinātu kultivēšanu, ir jāizveido sava veida vakuums. To var izdarīt vairākos veidos: pārvietojot skābekli ar citām gāzēm, absorbējot skābekli ar ķīmiskām vai bioloģiskām metodēm vai izmantojot reducētājus.

Clostridium perfringens kultūra. Avots: Foto kredīts: Satura nodrošinātāji: CDC / Dr. Stjuarts E. Stārs

Kad šīs darbības ir veiktas, veic inokulāciju, lai inkubētu kultūru un nogaidītu pieņemamu laiku iegūto koloniju izpētei. Gaidīšanas laiks būs atkarīgs no sugas, kas tiek kultivēta.

Ir strauji augošas sugas (18–24 stundas), piemēram, Clostridium perfringens, un ir arī citas, kurām ir lēna augšana (5–7 dienas), piemēram, Propionibacterium.

Plākšņu skaitīšanas metodes

Šīs metodes izmanto, lai noskaidrotu aptuveno mikroorganismu skaitu, kas atrasti kultūrā. Anaerobās baktērijas gadījumā ir vairākas metodes, kas ļauj skaitīt.

Tomēr, tā kā daudzas no šīm baktērijām nevar tieši nonākt saskarē ar skābekli, jo tas ir toksisks, praktizējot šīs metodes, jāievēro īpaša piesardzība.

Šajā ziņā šeit tiks aprakstītas divas metodes: visticamākais skaitlis (stingrai aerobikai) un plāksnes izplatīšanas metode (fakultatīvajiem un mikroaerofilajiem anaerobiem).

Visticamāk skaitļu metode

Šīs metodes pamatā ir mikroorganismu klātbūtnes vai neesamības noteikšana paraugā. Tas tiek darīts secīgu risinājumu atkārtojumos. Šīs metodes princips ir tāds, ka var attīstīties viena dzīva šūna, tādējādi iegūstot duļķainu kultūru.

Lai veiktu šo procesu, ir jāveic virkne kultūras parauga izšķīdināšanas. Šim nolūkam ir svarīgi lietot šķidru barotni ar uztura prasībām. Kad tas ir izdarīts, mēģenes tiek inkubētas, gaidot mikroorganismu augšanu.

Pēc saprātīga laika beigām mēģenes, kurās tika inokulēta viena vai vairākas baktēriju šūnas, parādīsies duļķainas.

Tā kā mēģenes, kurās palielinās šķīšanas koeficients, tiek pārskatītas, tās pakāpeniski kļūst mazāk duļķainas, jo tajās ir mazāk un mazāk baktēriju šūnas. Tas tā ir, līdz tiek sasniegts punkts, kurā vairs nebūs neviena vai tikai viens mikroorganisms.

Visbeidzot, iedzīvotāju blīvuma aplēse tiek iegūta, izmantojot atgadījumu modeli sērijveida risinājumos un izmantojot standarta varbūtības tabulu, kas ir izstrādāta šim nolūkam.

Plākšņu izplatīšanas metode

Šī ir diezgan vienkārša metode. Pirmkārt, sakārtotā veidā jāizkārto vairāki Petri trauki ar barotni. Pēc tam katrā kapsulā tiek inokulēts 1 ml šķīduma. Ir svarīgi atzīmēt, ka šķīdumi satur mikroorganismus, kas jāskaita.

Pēc tam ar stikla stienīti inokulēto materiālu viendabīgi izkliedē, pārklājot visu barotnes virsmu.

Visbeidzot, Petri traukus inkubē apstākļos, kas nepieciešami katram mikroorganismu tipam nepieciešamajā laikā. Visbeidzot, tiek saskaitītas izveidotās kolonijas.

Izraisītas slimības

Daudzas no anaerobām baktērijām ir zināmi cilvēku patogēni un izraisa slimības un patoloģijas, kas pat var apdraudēt indivīda dzīvi.

Infekcijas mutes dobuma līmenī

Mutes dobums ir ideāla vide daudzām anaerobām baktērijām, kas tur proliferē un rada noteiktas patoloģijas, piemēram, periodontītu, nekrotizējošu gingivītu un abscesus.

Lielākajai daļai šo infekciju ir sāpes, gļotādas bojājumi un strutas nomākums, kā rezultātā ķermeņa temperatūra paaugstinās.

Starp izraisošajām baktērijām šajos bojājumos visbiežāk izdalās Porphyromonas gingivalis.

Zarnu infekcijas

Viens no šāda veida baktēriju inficēšanās ceļiem ir norīšana - vai nu sporas (sporētu baktēriju gadījumā), vai piesārņota pārtika un ūdens.

Šajos gadījumos baktērijas noenkurojas zarnās un sāk izraisīt zarnu gļotādas bojājumus, izraisot tādus simptomus kā: drudzis, sāpes vēderā, šķidrās izkārnījumos, vēdera uzpūšanās, slikta dūša un vispārējs savārgums.

Anaerobās baktērijas, kas var radīt šo klīnisko ainu, cita starpā ir Clostridium difficile un Escherichia coli.

Ādas infekcijas

Dažas no šīm baktērijām, nonākot saskarē ar atvērtu brūci, var to inficēt. Ja tas notiek, var rasties smagas ādas infekcijas, piemēram, gāzes gangrēna, kuras izraisītājs ir Clostridium perfringes.

Gāzes gangrēnas simptomi ir: pūslīši, kas piepildīti ar asiņainu šķidrumu, zemādas emfizēma, stipras sāpes un paaugstināts drudzis, cita starpā.

Vēl viena anaerobo baktēriju izraisīta patoloģija ādas līmenī ir nekrotizējošais fascīts, kurā infekcija izplatās ārpus ādas audiem, ietekmējot pat fasci, kas ieskauj muskuļus.

Simptomi ir akūtas sāpes, smaga eritēma, pūslīši un visbiežāk gangrēna. Starp šīs patoloģijas izraisītājiem ir Staphylococcus aureus.

Atsauces

1. Brūks I. (2016) Slimības, ko izraisa nesporas veidojošās anaerobās baktērijas. In: Goldman L, Schafer AI, red. Goldman-Cecil zāles. 25. ed. Filadelfija, PA
2. Carrol, K., Hobden, J., Miller, S., Morse, S., Mietzner, T., Detrick, B., Mitchell, T. and Sakanari, J. Medicīnas mikrobioloģija. Mc Graw un Hill. 27. izdevums
3. Corrales, L., Antolinez, D., Bohórquez, J. un Corredor, A. (2015). Anaerobās baktērijas: procesi, kas veic un veicina dzīvību uz planētas. NOVA 13 (23) 55–81
4. Curtis, H., Barnes, S., Schneck, A. un Massarini, A. (2008). Bioloģija. Redakcija Médica Panamericana. 7. izdevums.
5. Holts, J. (1994) Bergeja rokasgrāmata par determinējošo bakterioloģiju. Viljamss un Vilkins. 9. izdevums.
6. Mc Faddin (1985) Mediji medicīnisko baktēriju izolēšanai, kultivēšanai, identificēšanai un uzturēšanai. Vol 1. Baltimora.
7. Quintero, L. (2009). Anaerobās baktēriju infekcijas: klīniskās vadības kritēriji un mikrobioloģiskās diagnostikas procedūras. Logos, Science & Technology Magazine. 1 (1) 121–136