ANAEROBINĖS BAKTERIJOS: SAVYBĖS, TIPAI, RŪŠYS, KULTŪRA - BIOLOGIJA - 2025

Į anaerobinių bakterijų yra tie, kurie nenaudoja deguonies jų medžiagų apykaitos procesus. Tiesą sakant, daugelis šių bakterijų negali išgyventi aplinkoje, kurioje yra šis elementas, nes jis yra toksiškas joms.

Vienas iš medžiagų apykaitos procesų, kurį vykdo šios rūšies bakterijos ir kuris buvo plačiausiai ištirtas, yra fermentacija. Tai procesas, kurį pramonėje galima pritaikyti daugybe būdų, susijusių su alkoholinių gėrimų, jogurto ir acto gamyba, be kitų produktų.

Bacteroides - anaerobinių bakterijų gentis. Šaltinis: JAV vyriausybė

Panašiai daugelio šių bakterijų natūralioji buveinė yra žmogaus kūne, daugiausia randama virškinimo trakte. Kai kurie yra nekenksmingi, tačiau kiti sukelia įvairias patologijas kūne, daugelis jų gali sukelti mirtį.

charakteristikos

Anaerobinės bakterijos yra vieni pirmųjų gyvų dalykų, atsiradusių planetoje. Svarbu tai, kad prieš tūkstančius metų, kai pradėjo ryškėti pirmosios gyvybės formos, deguonies lygis atmosferoje buvo tikrai žemas. Dėl šios priežasties pirmieji sukurti organizmai turėjo kitus ląstelinius mechanizmus energijai gauti.

Tiesą sakant, daugeliui rūšių, kurios sudaro anaerobinių bakterijų grupę, deguonis yra labai toksiškas. Štai kodėl kai kurios bakterijos randamos buveinėse, kuriose nėra deguonies.

Taip pat yra anaerobinių bakterijų, kurios palaiko gyvenimą esant labai mažam deguonies kiekiui, todėl jos gali būti įsikūrusios įvairesnėje aplinkoje. Kai kurios iš šių bakterijų yra įprastos žmogaus mikrobiotos dalis, būtent burnos ertmės ir virškinimo trakto lygiu.

Kita vertus, šios bakterijos vykdo fermentaciją. Tai katabolinis procesas, kurio metu organiniai junginiai skaidomi į paprastesnius, kai nėra deguonies. Jį daugiausia vykdo anaerobinės bakterijos.

Taip pat nėra vieno tipo fermentacijos. Priklausomai nuo gaunamo produkto, yra keletas rūšių, tokių kaip acto, pieno ir alkoholinė fermentacija.

Šiose bakterijose įvairios fermentų sistemos puikiai veikia, kai nėra deguonies. Taip yra todėl, kad elektronų akceptoriais jie naudoja kitus junginius, tokius kaip fumaratas, nitratas ar sulfatas.

Tikslinga paminėti, kad daugelis anaerobinių bakterijų yra žmogaus patogenai. Tarp geriausiai žinomų ir tirtų, be kita ko, galima paminėti Porphyromonas, Clostridium ir Prevotella genčių rūšis.

Anaerobinių bakterijų tipai

Daugelis anaerobinių bakterijų negali atsispirti buvimui aplinkoje, kurioje yra deguonies, nes tai jiems yra toksiška. Tačiau yra ir kai kurių, nepaisydami deguonies, tačiau jie gali išgyventi aplinkoje, kurioje yra skirtingos šių dujų koncentracijos.

Atsižvelgdami į tai, anaerobines bakterijas galima suskirstyti į tris tipus: įpareigojančiosios anaerobines, aerodinamines ir fakultatyviąsias anaerobines.

Privalomi anaerobai

Jie taip pat žinomi kaip griežtos anaerobinės bakterijos. Tai yra tie, kurie nenaudoja deguonies jokiam medžiagų apykaitos procesui. Jūsų tolerancija šioms dujoms yra įvairi. Pagal tai privalomos anaerobinės bakterijos skirstomos į:

- Griežtas: toleruokite tik mažesnes nei 0,5% deguonies koncentracijas.

- Vidutiniškas: jie gali toleruoti 2–8% deguonies koncentraciją.

Aeroalerantiški anaerobai

Tai yra bakterijos, kurios, nors ir nenaudoja deguonies jokiam ląsteliniam procesui vykdyti, gali gyventi buveinėse, kur jo yra. Klasikinis šio tipo bakterijų pavyzdys yra Pronibacterium acnespio, kuris sukelia daugybę spuogų atvejų.

Faultatyvūs anaerobai

Faultatyviosios anaerobinės bakterijos nenaudoja deguonies savo medžiagų apykaitos procesams, tačiau jos gali gyventi, jei yra, nes tai nėra toksiškos joms. Jie daugiausia vykdo fermentacijos procesą, kad gautų reikiamą energiją. Tarp geriausiai žinomų fakultatyvių anaerobinių bakterijų yra Escherichia coli ir Staphylococcus aureus.

Anaerobinių bakterijų rūšys

Kad būtų lengviau tirti anaerobines bakterijas, jas pagal savo formą ir dažymą galima sugrupuoti į: gramneigiamus kokcius, gramteigiamus kokcius, gramneigiamus lazdeles ir gramneigiamus lazdelius.

-Gram neigiami kokosai

Šioje grupėje yra keletas genčių, tokių kaip Veillonella ir Megasphaera.

Veilonella

Tai gramneigiamų bakterijų gentis, plačiai žinomas dėl jų fermentacijos. Šios bakterijos fermentuoja laktatą iki acetato ir propionato metabolizmo būdu, žinomu kaip metilmalonilo-CoA kelias.

Jie taip pat yra neatskiriama tam tikrų kūno dalių, tokių kaip burnos ertmė ir virškinimo traktas, mikrobiotos dalis.

-Gram teigiami kokosai

Tai apvalios formos bakterijos, kurios, dažydamos gramą pigmento, įgauna būdingą violetinę spalvą.

Anaerokokas

Šios genties bakterijos yra žmogaus kūno bakterinės floros dalis. Tačiau įmanoma, kad tai yra tam tikrų patologinių procesų priežastis. Ši bakterija buvo išskirta iš makšties išskyrų, kiaušidžių abscesų ir tam tikrų lėtinių žaizdų.

Taip pat įvairiuose klinikiniuose tyrimuose nustatyta, kad šios genties rūšys gali sukelti daugybę infekcijų šlapimo takuose, taip pat kraujyje.

Pepto-streptokokas

Tai bakterijų gentis, dažnai sukelianti patologijų vystymąsi žmonėms. Be to, jie yra tam tikrų kūno gleivinių, tokių kaip burnos ir ryklės bei Urogenitalinės, mikrobiotos.

-Gram neigiamos bacilos

Tai bakterijos, turinčios pailgos lazdelės formą ir pasižyminčios fuksijos spalvos įgyjimu, kai jos dažomos „Gram“ būdu. Ši anaerobinių bakterijų grupė apima keletą genčių.

„Prevotella“

Tai bakterijų gentis, kurios dažnai aptinkamos kaip burnos ertmės, virškinimo trakto ir makšties ertmių bakterinės floros dalys. Nepaisant to, kai keičiasi normalios kūno sąlygos, šios bakterijos dauginasi nekontroliuojamai.

Kai tai įvyksta, „Prevotella“ sukelia tam tikrų infekcijų vystymąsi, dažniausiai tai yra tos, kurios atsiranda periodonto gleivinėje. Jie taip pat buvo išskirti iš pacientų, sergančių reumatoidiniu artritu.

-Gram teigiamos bacilos

Šiai grupei priklauso lazdelės formos bakterijos, kurių ląstelių sienelėse yra storas peptidoglikano sluoksnis, kuris sulaiko gramo dažų daleles, suteikdamas violetinę spalvą. Šiai grupei priklauso daugybė rūšių, sukeliančių įvairias ligas ir patologijas žmonėms.

Clostridium botulinum

Tai yra gramteigiama bakterija, kuriai būdingos sporos, kurios yra infekcijos sukėlėjas žmonėms. Tuo pačiu būdu ši bakterija sintezuoja ir išskiria tam tikrus toksinus, kurių pagrindinė funkcija yra paralyžiuoti raumenis.

Tarp ligų, kurias sukelia ši bakterija, galime paminėti maisto botulizmą, kuris paveikia virškinimo traktą, ir kūdikių botulizmą, kuris paveikia mažus vaikus ir kurį sukelia tiesioginis sporų prarijimas.

Clostridium tetani

Ši bakterija yra gerai žinoma medicinos srityje ir buvo atlikta daugybė tyrimų apie jos daromą poveikį organizmui. Kaip ir kitos Clostridium genties bakterijos, ši bakterija gamina endosporas, kurios yra labai atsparios aplinkos komponentams.

Clostridium tetani. Šaltinis: Turinio teikėjai (-ai): CDC

Taip pat ši bakterija sukelia patologiją žmonėms, žinomą kaip stabligė. Šią ligą sukelia sporų patekimas į organizmą, kurios sudygsta ir pradeda sintetinti bei išlaisvinti šios rūšies toksinus.

Kai tai įvyksta, sporos trukdo perduoti nervinius impulsus, sukeldamos raumenų skausmingą spazmą.

Skirtumai nuo aerobinių bakterijų

Pagrindinis skirtumas tarp anaerobinių ir aerobinių bakterijų yra susijęs su deguonies naudojimu ir galimybe vystytis, esant arba neturint šio elemento.

Šia prasme anaerobinės bakterijos nenaudoja deguonies jokiems savo vidiniams energijos gamybos procesams. Priešingai, aerobinės bakterijos jį naudoja kaip elektronų akceptorių ląstelių kvėpavimo procese, kurio dėka jie skaido organinių junginių, tokių kaip gliukozė, molekules ir gauna daug energijos.

Taip pat yra anaerobinių bakterijų, kurios, nenaudodamos deguonies įvairiuose procesuose, negali būti aplinkoje, kurioje yra daug deguonies, nes šis elementas joms yra labai toksiškas. Vietoj ląstelių kvėpavimo jie fermentuojasi.

Kitas pastebimas skirtumas tarp dviejų tipų ląstelių yra susijęs su jų buveine. Aerobinės bakterijos randamos aplinkoje, kur deguonis yra plačiai prieinamas, tuo tarpu aneroidinės bakterijos išgyvena aplinkoje, kur visiškai nėra deguonies arba kur deguonies koncentracija yra labai maža.

Anaerobinių bakterijų kultūra

Anaerobinių bakterijų auginimas yra procesas, kurio metu būtina laikytis visų būtinų atsargumo priemonių, kad išvengtumėte klaidos. Svarbu nepamiršti, kad kai kurios anaerobinių bakterijų rūšys negali turėti jokio sąlyčio su deguonimi, nes tai gali būti joms toksiškas veiksnys.

Vienas iš elementų, į kurį reikia atsižvelgti atliekant kultūrą laboratorijoje, yra ta terpė, kuri turėtų būti naudojama. Kiekviena bakterijų grupė turi tam tikrus specifinius reikalavimus.

Kultūros terpė

Šiuo metu yra daug kultūrinių terpių, kurias galima naudoti sėjant bet kokio tipo bakterijas. Konkrečiu anaerobinių bakterijų atveju į auginimo terpę reikia įpilti redukuojančio agento, pavyzdžiui, tioglikolato arba cisteino.

Taip pat, norint optimizuoti rezultatus, kurių tikimasi gauti, galima pridėti redokso indikatorių, kuris parodo galimą deguonies, pavyzdžiui, resazurino, buvimą.

Plačiausiai naudojamos ir rekomenduojamos kultūrinės terpės anaerobinėms bakterijoms sėti yra:

- Kraujo agaras, skirtas anerobijoms: be kita ko, be kita ko, mėsos ekstraktas, mielių ekstraktas, NaCl, gliukozė ir peptonas.

- Šokolado agaras: jis nėra plačiai naudojamas anaerobinėms bakterijoms auginti. Tačiau dėl savo komponentų galima priversti juos ten augti.

- etilo fenilo alkoholio agaras su krauju: ši terpė plačiai naudojama tinkamai atskirti anaerobines bakterijas.

- Kolumbijos agaras su kolistinu ir nalidikso rūgštimi.

- Tioglikolatas: paprastai praturtintas L-cistinu, heminu ir vitaminu K.

- KVLB agaras (kanamicinas, vankomicinas, lakuotas kraujas): specialiai skirtas gramteigiamoms bakterijoms.

Procesas

Pasirinkus naudotiną terpę, atsižvelgiant į auginamas bakterijas, procedūra gali būti pradėta. Šia prasme turi būti sukurta visiškai anaerobinė aplinka, kurioje nėra deguonies. Norint tai pasiekti, galima atlikti dvi procedūras:

- Natrio hidroksidas - pirogalio rūgšties metodas: šis metodas pagrįstas anaerobinės aplinkos gavimu cheminės reakcijos metu, naudojant katalizatorių, vietoj reduktoriaus. Tai subtili ir potencialiai pavojinga procedūra.

- Anaerobinių kolbų naudojimas: Šio tipo kolbos yra labai naudingos auginant anaerobinius organizmus. Tačiau jis naudojamas tik su organizmais, kurie gali atlaikyti lengvą kontaktą su nedideliu deguonies kiekiu.

Panašiai, norint tęsti auginimą, reikia sukurti tam tikrą vakuumą. Tai galima padaryti keliais būdais: deguonį išstumti iš kitų dujų, absorbuoti deguonį cheminiais ar biologiniais metodais arba naudoti reduktorius.

Clostridium perfringens kultūra. Šaltinis: Nuotraukų kreditas: Turinio teikėjai (-ai): CDC / Dr. Stuartas E. Starras

Atlikus šiuos veiksmus, pasėjama kultūra inkubacijai ir laukiama pagrįsto laiko gautų kolonijų tyrimui. Laukimo laikas priklausys nuo auginamų rūšių.

Yra greitai augančių rūšių (18–24 val.), Tokių kaip Clostridium perfringens, ir yra kitų, kurių augimas yra lėtas (5–7 dienos), pavyzdžiui, Propionibacterium.

Plokštelių skaičiavimo metodai

Šie metodai naudojami apytiksliam mikroorganizmų, aptinkamų kultūroje, skaičiui nustatyti. Yra keletas metodų, leidžiančių suskaičiuoti anaerobines bakterijas.

Kadangi daugelis šių bakterijų negali tiesiogiai susisiekti su deguonimi, nes jis yra toksiškas, atliekant šiuos metodus reikia būti labai atsargiems.

Šia prasme čia bus aprašyti du metodai: labiausiai tikėtinas skaičius (griežtai aerobikai) ir apnašų plitimo metodas (fakultatyviems ir mikroaerofiliniams anaerobams).

Greičiausiai skaičiaus metodas

Šis metodas pagrįstas mikroorganizmų buvimo ar nebuvimo mėginyje nustatymu. Tai daroma pakartojant iš eilės priimamus sprendimus. Šio metodo principas yra tas, kad gali išsivystyti viena gyva ląstelė ir taip susidaryti drumsta kultūra.

Norint atlikti šį procesą, būtina atlikti nuoseklų kultūros mėginio tirpinimą. Tam svarbu naudoti skystą mitybinę terpę su mitybos poreikiais. Kai tai bus padaryta, mėgintuvėliai inkubuojami laukiant, kol mikroorganizmai augs.

Po tinkamo laiko mėgintuvėliai, kuriuose buvo pasėta viena ar daugiau bakterijų ląstelių, pasirodys drumsti.

Peržiūrint mėgintuvėlius, kurių tirpumo koeficientas didėja, jie tampa vis mažiau drumstūs, nes juose yra vis mažiau bakterijų ląstelių. Taip yra, kol nebus pasiektas taškas, kuriame nebeliks nei vieno, nei vieno mikroorganizmo.

Galiausiai gyventojų tankio įverčiai gaunami pagal serijinių sprendimų atsiradimo modelį ir naudojant standartinę tikimybių lentelę, kuri buvo sukurta šiam tikslui.

Plokščių paskleidimo metodas

Tai gana paprastas metodas. Pirmiausia reikia išdėstyti keletą „Petri“ patiekalų su auginimo terpe. Po to į kiekvieną kapsulę pasėjama 1 ml tirpalo. Svarbu pažymėti, kad tirpaluose yra mikroorganizmai, kuriuos reikia suskaičiuoti.

Tada, naudojant stiklinę lazdelę, pasėta medžiaga tolygiai paskirstoma, uždengiant visą auginimo terpės paviršių.

Galiausiai Petri lėkštelės inkubuojamos tokiomis sąlygomis, kiek reikia laiko kiekvienam mikroorganizmų tipui. Galiausiai suskaičiuojamos susidariusios kolonijos.

Sukeltos ligos

Daugelis anaerobinių bakterijų yra žinomi žmogaus patogenai ir sukelia ligas bei patologijas, kurios netgi gali pakenkti žmogaus gyvenimui.

Infekcijos burnos ertmės lygyje

Burnos ertmė yra ideali aplinka daugeliui anaerobinių bakterijų, kurios ten dauginasi ir sukelia tam tikras patologijas, tokias kaip periodontitas, nekrozinis gingivitas ir abscesai.

Daugelio šių infekcijų metu pasireiškia skausmas, gleivinės pažeidimai ir pūliai, todėl padidėja kūno temperatūra.

Tarp sukėlėjų bakterijų dažniausiai yra šių paukščių išskiriama Porphyromonas gingivalis.

Žarnyno infekcijos

Vienas iš šios rūšies bakterijų užkrėtimo būdų yra prarijus - sporos (sporuotų bakterijų atveju) arba užterštas maistas ir vanduo.

Tokiais atvejais bakterijos įsitvirtina žarnyne ir pradeda pažeisti žarnyno gleivinę, sukeldamos tokius simptomus kaip: karščiavimas, pilvo skausmas, skystos išmatos, pilvo pūtimas, pykinimas ir bendras negalavimas.

Anaerobinės bakterijos, galinčios sukurti šį klinikinį vaizdą, yra, be kita ko, Clostridium difficile ir Escherichia coli.

Odos infekcijos

Kai kurios iš šių bakterijų, patekusios į atvirą žaizdą, gali ją užkrėsti. Jei taip atsitiks, gali būti sukeltos sunkios odos infekcijos, tokios kaip dujų gangrena, kurios sukėlėjas yra „Clostridium perfringes“.

Dujų gangrenos simptomai yra šie: pūslės, užpildytos kruvinu skysčiu, poodinė emfizema, stiprus skausmas ir didelis karščiavimas, be kita ko.

Kita anaerobinių bakterijų sukelta patologija odos lygyje yra nekrozinis fascitas, kurio metu infekcija plinta už odos audinio ribų ir paveikia net raumenis juosiančią fasciją.

Simptomai yra ūmus skausmas, sunki eritema, pūslės ir dažniausiai gangrena. Tarp šios patologijos sukėlėjų yra Staphylococcus aureus.

Nuorodos

1. Brook I. (2016) Ligos, kurias sukelia sporos nesudarančios anaerobinės bakterijos. In: Goldman L, Schafer AI, red. „Goldman-Cecil“ medicina. 25-asis leidimas Filadelfijoje, PA
2. Carrol, K., Hobden, J., Miller, S., Morse, S., Mietzner, T., Detrick, B., Mitchell, T. and Sakanari, J. Medicininė mikrobiologija. Mc Graw ir Hill. 27-asis leidimas
3. Corrales, L., Antolinez, D., Bohórquez, J. ir Corredor, A. (2015). Anaerobinės bakterijos: procesai, kurie vykdo ir prisideda prie planetos gyvybės tvarumo. NOVA 13 (23) 55–81
4. Curtis, H., Barnes, S., Schneck, A. ir Massarini, A. (2008). Biologija. Redakcija Médica Panamericana. 7-asis leidimas.
5. Holt, J. (1994) Bergey's determinantinės bakteriologijos vadovas. Williamsas ir Wilkinsas. 9-asis leidimas.
6. Mc Faddin (1985) Medicininių bakterijų izoliavimo, auginimo, identifikavimo ir priežiūros palaikymo terpės. Vol 1. Baltimorė.
7. Quintero, L. (2009). Anaerobinės bakterinės infekcijos: klinikiniai valdymo kriterijai ir mikrobiologinės diagnostikos procedūros. „Logos“, mokslo ir technologijų žurnalas. 1 (1) 121–136