Аэробные и анаэробные микроорганизмы. Анаэробы и аэробы Разновидности анаэробного дыхания

09.02.2024

Бактерии появились более 3,5 миллиардов лет назад и были первыми живыми организмами на нашей планете. Именно благодаря аэробным и анаэробным видам бактерий на Земле зародилась жизнь.

Сегодня они являются одной из самых разнообразных в видовом плане и широко распространенной группой прокариотических (не имеющих ядра) организмов. Различное дыхание позволило подразделить их на аэробные и анаэробные, а питание – на гетеротрофные и автотрофные прокариоты.

Проникновение дыма в продукт происходит путем диффузии. Скорость диффузии прямо пропорциональна температуре дыма, продолжительности курения, плотности дыма и скорости его циркуляции; на него также влияют характеристики продукта. Температура и влажность дыма сделать курение нанесения вещества на поверхности продукта, чтобы быть быстрее или медленнее, в зависимости от характера поверхности. После Уоттс дым концентрируется в основном на поверхности продукта, проникая очень мало внутрь.

Большинство авторов согласны с тем, что во внешнем слое мяса накапливается больше фенолов, чем в глубинах. Однако в жире фенолы проникают довольно легко. Изменения, вызванные курением. При курении продукты страдают потерей веса, а также некоторые химические, физико-химические и структурные изменения.

Классификационное деление прокариотов

Видовое разнообразие этих безъядерных огромно: наука описала только 10000 видов, а предположительно существует более миллиона видов бактерий. Их классификация крайне сложна и осуществляется, опираясь на общность следующих признаков и свойств:

морфологических – форма, способ передвижения, способность к спорообразованию и другие);
физиологических – дыхание кислородом (аэробные) или бескислородный вариант (анаэробные бактерии), по характеру продуктов метаболизма и другие;
биохимических;
сходство генетических характеристик.

К примеру, морфологическая классификация по внешнему виду подразделяет все бактерии как:

Потеря веса связана с температурой, влажностью и скоростью воздуха у курильщиков, а также с характеристиками продукта. Потеря веса колеблется между высокими пределами из-за изменения соотношения жировых клеток и размера продукта и составляет от 6 до 12% в зависимости от состава продукта и продолжительности курения.

Химические изменения, отличные от перечисленных выше, также связаны с солевым процессом, в котором действие силита и нитрита дает характерный красный цвет. В результате курения количество нитрита в продукте уменьшается примерно на 25%. Большая часть химических изменений, которые происходят, обусловлена температурой, которая вызывает денатурацию белка. Есть также некоторые ферментативные изменения.

палочковидные;
извилистые;
шаровидные.

Классификация физиологическая по отношению к кислороду делит все прокариоты на:

анаэробные – микроорганизмы, дыхание которых не требует наличия свободного кислорода;
аэробные – микроорганизмы, нуждающиеся в кислороде для своей жизнедеятельности.

Анаэробные прокариоты

Анаэробные микроорганизмы полностью соответствуют своему названию – приставка ан- отрицает значение слова, аэро – это воздух и б- жизнь. Получается – безвоздушная жизнь, организмы, чье дыхание не нуждается в свободном кислороде.

Улучшение усвояемости и органолептические свойства оказывают влияние на действие компонентов температуры дыма и действия, которые вызывают набухание коллагена и сочные и, таким образом, увеличение мягкости продукта и увеличение индекса перевариваемости.

Другие витамины страдают от незначительных изменений в курении. Курительные методы классифицируются в соответствии с температурой курения, температурой и продолжительностью курения и методом курения. После курения выделяется курение в дымовом потоке и курение с помощью жидких препаратов. Курить в основной поток дыма может быть двух типов: дым частиц и дыма в коллоидном состоянии, в котором все компоненты находятся в газообразном дым, и дым цвет не наблюдается неправильно называемый бездымный курить.

Бескислородные микроорганизмы делятся на две группы:

факультативно-анаэробные – способные существовать как в среде, содержащей кислород, так и при его отсутствии;
облигатные микроорганизмы – погибающие при наличии в среде свободного кислорода.

Подразделяет облигатную группу по возможности спорообразования на следующие:

Препараты курения может быть изготовлены путем распыления жидкости с жидким продуктом путем погружения продукта в жидком или жидком дыме, в том числе. Дополнительные бактерии могут увеличиваться при наличии или отсутствии воздуха. Этот модуль описывает причины несортированных анаэробов. Как правило, анаэробные бактерии, связанные с инфекцией человека, являются относительно аэротолерантными. Бактерии могут выживать в течение 72 часов в присутствии кислорода, хотя они не размножаются в этой среде. Значительно меньшее количество патогенных анаэробных бактерий , которые также относятся к нормальной флоре, умирают после короткого контакта с кислородом даже при низких концентрациях кислорода.

спорообразующие клостридии – грамположительные бактерии, большинство из которых подвижны, характеризуются интенсивным метаболизмом и большой изменчивостью;
неклостридиальные анаэробы – грамположительные и, которые являются частью микрофлоры человека.

Свойства клостридий

Спорообразующие анаэробные бактерии в большом количестве встречаются в почве и в желудочно-кишечном тракте животных и человека. Среди них известно более 10 видов, которые являются токсичными для человека. Эти бактерии образуют высокоактивные экзотоксины, специфические для каждого вида.

Подход пациентов. В подходе пациента с предполагаемой инфекцией анаэробными бактериями необходимо рассмотреть ряд вопросов. Большинство из этих микробов - это безвредные побочные эффекты , и очень мало болезней. Чтобы эти микроорганизмы вызывают инфекцию, они должны преодолевать нормальные слизистые барьеры. Для предотвращения возникновения этих инфекций требуются условия, особенно низкий потенциал окислительно-восстановительного потенциала. Эти условия включают области травмы, области разрушения тканей, скомпрометированный склероз или осложнения ранее существовавших инфекций, которые вызывают некроз.

Дыхание и рост аэробов проявляется в виде образования мути в жидких средах или, в случае плотных сред, в виде образования колоний. В среднем для выращивания аэробов в условиях термостатирования потребуется о 18 до 24 часов.

Общие свойства для аэробов и анаэробов

Все эти прокариоты не имеют выраженного ядра.
Размножаются или почкованием, или делением.
Осуществляя дыхание, в результате окислительного процесса , как аэробные, так и анаэробные организмы разлагают огромные массы органических остатков.
Бактерии являются единственными живыми существами, чье дыхание связывает молекулярный азот в органическое соединение.
Аэробные организмы и анаэробы способны осуществлять дыхание в широком диапазоне температур. Существует классификация, согласно которой безъядерные одноклеточные организмы подразделяют на:

психрофильные – условия жизни в районе 0°С;
мезофильные – температура жизнедеятельности от 20 до 40°С;
термофильные – рост и дыхание происходит при 50-75°С.

Аналогично, мионекроз может быть связан со смешанными анаэробными инфекциями. Эти инфекции часто возникают в непосредственной близости от инфекций мягких тканей. Гематогенное сев кости редко. Фузобактерии были выделены в чистой культуре от остеомиелита, прилегающего к периназальным пазухам. Анаэробные и микроаэрофильные оболочки были описаны как значительные патогены при черепных или сосцевидных инфекциях. Большинство из этих пациентов имеют неконтролируемую перитонеальную инфекцию, развиваясь в септический шейный венозный тромбофлебит и приводя к гематогенному распространению, которое имеет склонность к суставам.

Организмы, которые способны получать энергию в условиях отсутствия кислорода, называются анаэробами. Причём к группе анаэробов относятся как микроорганизмы (простейшие и группа прокариотов), так и макроорганизмы, к которым можно отнести некоторые водоросли, грибы, животных и растения. В нашей статье мы подробно рассмотрим анаэробные бактерии, которые используются для очистки сточных вод в локальных очистных сооружениях. Поскольку наряду с ними в очистных сооружениях могут применяться аэробные микроорганизмы, мы проведём сравнение этих бактерий.

В отличие от анаэробного остеомиелита, большинство случаев анаэробного пиоартрита не являются полимикробными и могут быть гематогенными. Анаэробы являются важными патогенами при инфекциях, поражающих протезные суставы; в этих инфекциях каузальные микроорганизмы относятся к нормальной флоре кожи. У пациентов с остеомиелитом самым безопасным источником для культивирования является биопсия кости, полученная таким образом, что она не содержит неинфицированных кожных или подкожных тканей. Если смешанный цвет изолирует от биопсии кости, лечение должно быть нацелено на все изоляты.

Классификация

Что такое анаэробы, мы разобрались. Теперь стоит понять, на какие виды они делятся. В микробиологии используется следующая таблица классификации анаэробов:

Факультативные микроорганизмы . Факультативно-анаэробными называют бактерии, которые могут менять свой метаболический путь, то есть способны менять дыхание с анаэробного на аэробное и наоборот. Можно утверждать, что они живут факультативно.
Капнеистические представители группы способны жить только в среде с пониженным содержанием кислорода и повышенным содержанием углекислого газа.
Умеренно-строгие организмы могут выживать в среде с содержанием молекулярного кислорода. Однако тут они не способны размножаться. Макроаэрофилы могут и выживать, и размножаться в среде с пониженным парциальным давлением кислорода.
Аэротолерантные микроорганизмы отличаются тем, что они не могут жить факультативно, то есть не в состоянии переключаться с анаэробного дыхания на аэробное. Однако от группы факультативно-анаэробных микроорганизмов они отличаются тем, что не гибнут в среде с молекулярным кислородом. В эту группу входит большинство маслянокислых бактерий и некоторые виды молочнокислых микроорганизмов.
Облигатные бактерии быстро гибнут в среде с содержанием молекулярного кислорода. Они способны жить только в условиях полной изоляции от него. В эту группу входят инфузории, жгутиковые, некоторые виды бактерий и дрожжи.

Влияние кислорода на бактерии

Любая среда, содержащая кислород, агрессивно воздействует на органические формы жизни. Всё дело в том, что в процессе жизнедеятельности различных форм жизни или из-за влияния некоторых видов ионизирующего излучения образуются активные формы кислорода, которые отличаются большей токсичностью в сравнении с молекулярным веществом.

Когда анаэроб признается основным патогеном или отдельным патогеном, выделенным из сустава, продолжительность лечения должна быть аналогична длительности лечения артрита, вызванного аэробными бактериями. Лечение включает в себя ранее существовавшее лечение заболеваний, антимикробную терапию, временную иммобилизацию сустава, чрескожный дренаж коллекций и обычно удаление инфицированных протезов или внутренних устройств фиксации. Дренаж и хирургическая обработка , такие как секректэктомия, необходимы для удаления некротической ткани, которая будет поддерживать анаэробные инфекции.

Главным определяющим фактором для выживания живого организма в условиях кислородной среды является наличие у него антиоксидантной функциональной системы , которая способна к элиминации. Обычно такие защитные функции обеспечиваются одним или сразу несколькими ферментами:

цитохром;
каталаза;
супероксиддисмутаза.

При этом некоторые анаэробные бактерии факультативного вида содержат только один вид фермента – цитохром. Аэробные микроорганизмы имеют целых три цитохрома, поэтому прекрасно себя чувствуют в условиях кислородной среды. А облигатные анаэробы вообще не содержат цитохром.

Входные ворота часто можно вывести с ранее существовавшим условием, которое, вероятно, благоприятствовало распространению в циркуляционном потоке путем идентификации микроорганизма и понимания его нормального места существования. Начальные проявления определяются входными воротами и отражают местные условия . Клиническая картина может быть похожа на то, что наблюдается при сепсисе с аэробными грамотрицательными бациллами. Хотя описаны другие осложнения анаэробной бактериемии, такие как септический тромбофлебит и септический шок, частота этих осложнений в сочетании с анаэробными бактериями низка.

Однако некоторые анаэробные организмы могут воздействовать на окружающую их среду и создавать подходящий ей окислительно-восстановительный потенциал. Например, определённые микроорганизмы перед началом размножения снижают кислотность среды с показателя 25 до 1 или 5. Это позволяет им оградить себя особым барьером. А аэротолерантные анаэробные организмы, которые в процесс своей жизнедеятельности выделяют перекись водорода, могут повышать кислотность среды.

Анаэробные бактерии потенциально опасны и требуют быстрой диагностики и лечения. Смертность, по-видимому, возрастает с возрастом пациента в случае полимикробных инфекций и с невозможностью вспышки. Эндокардит Эндокардит с анаэробами встречается редко.

Однако анаэробные стрептококки, часто неправильно классифицированные, несут ответственность за это заболевание чаще, чем это оценивают. Грамотрицательные анаэробы - необычные причины эндокардита. Неорганизованные анаэробные бактерии являются компонентами нормальной флоры с поверхностей слизистой оболочки человека и животных. Основными резервуарами этих бактерий являются ротовая полость , желудочно-кишечный тракт , тегумент и женский половой путь. Анаэробные бактерии не обнаруживаются в значительных количествах в нормальном кишечнике до дистальной подвздошной кишки. в толстой кишке доля анаэробов, а также общее количество бактерий значительно возрастает.

Важно: для обеспечения дополнительной антиоксидантной защиты, бактерии синтезируют или накапливают низкомолекулярные антиоксиданты, к которым относятся витамины группы А, Е и С, а также лимонная и другие виды кислот.

Как анаэробы получают энергию?

Некоторые микроорганизмы получают энергию в процессе катаболизма различных соединений аминокислот, например, белков и пептидов, а также самих аминокислот. Как правило, такой процесс высвобождения энергии называется гниением. А саму среду, в энергообмене которой наблюдается много процессов катаболизма соединений аминокислот и самих аминокислот, называют гнилостной средой.
Другие анаэробные бактерии способны расщеплять гексозы (глюкозу). При этом могут использоваться разные пути расщепления:
- гликолиз. После него в среде происходят бродильные процессы;
- окислительный путь;
- реакции Энтнера-Дудорова, которые проходят в условиях маннановой, гексуроновой или глюконовой кислоты.

При этом только анаэробные представители могут использовать гликолиз. Он может делиться на несколько разновидностей брожения в зависимости от продуктов, которые образуются после реакции:

спиртовое брожение;
молочнокислое брожение;
вид энтеробактерий муравьиной кислоты;
маслянокислое брожение;
пропионовокислая реакция;
процессы с выделением молекулярного кислорода;
метановое брожение (используется в септиках).

Особенности анаэробов для септика

В анаэробных септиках используются микроорганизмы, которые способны производить переработку стоков без доступа кислорода. Как правило, в отсеке, где находятся анаэробы, значительно ускоряются процессы гниения сточных вод. В результате этого процесса твёрдые соединения выпадают на дно в виде осадка. При этом жидкая составляющая стоков качественно очищается от различных органических включений.

Во время жизнедеятельности этих бактерий образуется большое количество твёрдых соединений. Все они оседают на дне локального очистного сооружения, поэтому оно нуждается в регулярной очистке. Если очистку производить не своевременно, то эффективная и слаженная работа очистной установки может быть полностью нарушена и выведена из строя.

Внимание: осадок, добытый после очистки септика, не стоит использовать в качестве удобрения, поскольку в нём содержатся вредные микроорганизмы , способные нанести вред окружающей среде.

Поскольку анаэробные представители бактерий в процесс своей жизнедеятельности вырабатывают метан, очистные сооружения, которые работают с использованием этих организмов, должны укомплектовываться эффективной системой вентиляции. В противном случае неприятный запах способен испортить окружающий воздух.

Важно: эффективность очистки стоков с использованием анаэробов составляет только 60-70 %.

Недостатки использования анаэробов в септиках

Анаэробные представители бактерий, входящие в состав различных биопрепаратов для септиков, имеют следующие недостатки:

Отходы, которые образуются после переработки бактериями сточных вод, не подходят для удобрения почвы из-за содержания в них вредных микроорганизмов.
Поскольку в ходе жизнедеятельности анаэробов образуется большое количество плотного осадка, его удаление необходимо проводить регулярно. Для этого вам придётся вызывать ассенизаторов.
Очистка стоков с использованием анаэробных бактерий происходит не полностью, а только максимум на 70 процентов.
Очистное сооружение, функционирующее с использованием этих бактерий, может издавать очень неприятный запах, который обусловлен тем, что данные микроорганизмы выделяют метан в процессе жизнедеятельности.

Отличие анаэробов от аэробов

Главное отличие между аэробами и анаэробами состоит в том, что первые способны жить и размножаться в условиях с высоким содержанием кислорода. Поэтому такие септики обязательно укомплектовываются компрессором и аэратором для закачивания воздуха. Как правило, эти локальные очистные сооружения не издают такого неприятного запах.

В отличие от них анаэробные представители (как показывает таблица микробиологии, описанная выше) не нуждаются в кислороде. Более того некоторые их виды способны погибнуть при высоком содержании этого вещества. Поэтому такие септики не требуют закачивания воздуха. Для них важно лишь удаление образовавшегося метана.

Ещё одно отличие состоит в количестве образующегося осадка. В системах с аэробами количество осадка намного меньше, поэтому очистку сооружения можно проводить намного реже. Кроме этого, очистку септика можно выполнять без вызова ассенизаторов. Для удаления густого осадка из первой камеры можно взять обычный сачок, а чтобы откачать активный ил, образующийся в последней камере, достаточно использовать дренажный насос. Более того активный ил из очистного сооружения с использованием аэробов можно использовать для удобрения почвы.

Факультативные микроорганизмы . Факультативно-анаэробными называют бактерии, которые могут менять свой метаболический путь, то есть способны менять дыхание с анаэробного на аэробное и наоборот. Можно утверждать, что они живут факультативно.
Капнеистические представители группы способны жить только в среде с пониженным содержанием кислорода и повышенным содержанием углекислого газа.
Умеренно-строгие организмы могут выживать в среде с содержанием молекулярного кислорода. Однако тут они не способны размножаться. Макроаэрофилы могут и выживать, и размножаться в среде с пониженным парциальным давлением кислорода.
Аэротолерантные микроорганизмы отличаются тем, что они не могут жить факультативно, то есть не в состоянии переключаться с анаэробного дыхания на аэробное. Однако от группы факультативно-анаэробных микроорганизмов они отличаются тем, что не гибнут в среде с молекулярным кислородом. В эту группу входит большинство маслянокислых бактерий и некоторые виды молочнокислых микроорганизмов.
Облигатные бактерии быстро гибнут в среде с содержанием молекулярного кислорода. Они способны жить только в условиях полной изоляции от него. В эту группу входят инфузории, жгутиковые, некоторые виды бактерий и дрожжи.

Влияние кислорода на бактерии

Главным определяющим фактором для выживания живого организма в условиях кислородной среды является наличие у него антиоксидантной функциональной системы, которая способна к элиминации. Обычно такие защитные функции обеспечиваются одним или сразу несколькими ферментами:

цитохром;
каталаза;
супероксиддисмутаза.

Важно: для обеспечения дополнительной антиоксидантной защиты, бактерии синтезируют или накапливают низкомолекулярные антиоксиданты, к которым относятся витамины группы А, Е и С, а также лимонная и другие виды кислот.

Как анаэробы получают энергию?

Некоторые микроорганизмы получают энергию в процессе катаболизма различных соединений аминокислот, например, белков и пептидов, а также самих аминокислот. Как правило, такой процесс высвобождения энергии называется гниением. А саму среду, в энергообмене которой наблюдается много процессов катаболизма соединений аминокислот и самих аминокислот, называют гнилостной средой.
Другие анаэробные бактерии способны расщеплять гексозы (глюкозу). При этом могут использоваться разные пути расщепления:
- гликолиз. После него в среде происходят бродильные процессы;
- окислительный путь;
- реакции Энтнера-Дудорова, которые проходят в условиях маннановой, гексуроновой или глюконовой кислоты.

спиртовое брожение;
молочнокислое брожение;
вид энтеробактерий муравьиной кислоты;
маслянокислое брожение;
пропионовокислая реакция;
процессы с выделением молекулярного кислорода;
метановое брожение (используется в септиках).

Особенности анаэробов для септика

Внимание: осадок, добытый после очистки септика, не стоит использовать в качестве удобрения, поскольку в нём содержатся вредные микроорганизмы, способные нанести вред окружающей среде.

Важно: эффективность очистки стоков с использованием анаэробов составляет только 60-70 %.

Недостатки использования анаэробов в септиках

Отходы, которые образуются после переработки бактериями сточных вод, не подходят для удобрения почвы из-за содержания в них вредных микроорганизмов.
Поскольку в ходе жизнедеятельности анаэробов образуется большое количество плотного осадка, его удаление необходимо проводить регулярно. Для этого вам придётся вызывать ассенизаторов.
Очистка стоков с использованием анаэробных бактерий происходит не полностью, а только максимум на 70 процентов.
Очистное сооружение, функционирующее с использованием этих бактерий, может издавать очень неприятный запах, который обусловлен тем, что данные микроорганизмы выделяют метан в процессе жизнедеятельности.

Отличие анаэробов от аэробов

Анаэробы - это микробы, способные расти и размножаться без доступа свободного кислорода. Токсическое действие кислорода на анаэробов связано с подавлением активности ряда бактериальных . Различают факультативные анаэробы, способные изменять анаэробный тип дыхания на аэробный, и строгие (облигатные) анаэробы, имеющие только анаэробный тип дыхания.

При культивировании строгих анаэробов применяют химические способы устранения кислорода: добавляют в среду, окружающую анаэробов, вещества, способные поглощать кислород (например, щелочной раствор пирогаллола, гидросульфит натрия), либо вводят в состав вещества, способные восстанавливать поступающий кислород (например, и др.). Можно обеспечить анаэробов физическими способами: механически удалять из питательных сред перед посевом путем кипячения с последующей заливкой поверхности среды жидким , а также использовать анаэростат; производить посев уколом в высокий столбик питательного агара, заливая его затем вязким вазелиновым маслом. Биологический способ обеспечения бескислородных условий для анаэробов состоит в комбинированном, совместном посеве культур и анаэробов.

К патогенным анаэробам относятся палочки , возбудители (см. Клостридии). См. также .

Анаэробы - микроорганизмы, способные существовать и нормально развиваться без доступа свободного кислорода.

Термины «анаэробы» и «анаэробиоз» (жизнь без доступа воздуха; от греч. отрицательной приставки anaer - воздух и bios-жизнь) предложил Л. Пастер в 1861 г. для характеристики условий существования открытых им микробов маслянокислого брожения. Анаэробы обладают способностью разлагать в бескислородной среде органические соединения и таким образом получать необходимую энергию для своей жизнедеятельности.

Анаэробы широко распространены в природе: они обитают в почве, иле водоемов, компостных кучах, в глубине ран, в кишечнике людей и животных - всюду, где происходит разложение органических веществ без доступа воздуха.

По отношению к кислороду анаэробы делятся на строгие (Облигатные) анаэробы, которые не способны расти в присутствии кислорода, и условные (факультативные) анаэробы, которые могут расти и развиваться как в присутствии кислорода, так и без него. К первой группе относится большинство анаэробов из рода Clostridium, бактерии молочнокислого и маслянокислого брожения; ко второй группе - кокки, грибки и др. Кроме этого, существуют микроорганизмы, требующие для своего развития небольшой концентрации кислорода,- микроаэрофилы (Clostridium histolyticum, Clostridium tertium, некоторые представители рода Fusobacterium и Actinomyces).

Род Clostridium объединяет около 93 видов палочковидных грамположитсльных бактерий, образующих терминальные или субтерминальные споры (цветн. рис. 1-6). К патогенным клостридиям принадлежат Cl. perfringens, Cl. oedema-tiens, Cl. septicum, Cl. histolyticum, Cl. sordellii, являющийся возбудителями анаэробной инфекции (газовой гангрены), гангрены легких, гангренозного аппендицита, послеродовых и послеабортных осложнений, анаэробных септицемий, а также пищевых отравлений (Cl. perfringens, типы А, С, D, F).

Патогенными анаэробами являются также Cl. tetani - возбудитель столбняка и Cl. botulinum - возбудитель ботулизма.

Род Bacteroides включает 30 видов бактерий палочковидной формы, не образующих спор, грамотрицательных, большинство из них является строгими анаэробами. Представители этого рода обнаруживаются в кишечном и мочеполовом трактах человека и животных; некоторые виды патогенны, вызывают септицемию и абсцессы.

Анаэробы рода Fusobacterium (небольшие палочки с утолщением на концах, не образующие спор, грамотрицательные), являющиеся обитателями полости рта человека и животных, в ассоциации с другими бактериями вызывают некробациллез, ангину Венсана, гангренозные стоматиты. Анаэробные стафилококки рода Peptococcus и стрептококки рода Peptostreptococcus обнаруживаются у здоровых людей в дыхательных путях, во рту, влагалище, кишечнике. Кокки-анаэробы вызывают различные гнойные заболевания: абсцесс легких, мастит, миозит, аппендицит, сепсис после родов и абортов, перитонит и т. п. анаэробы из рода Actinomyces вызывают актиномикоз у людей и животных.

Некоторые анаэробы также выполняют полезные функции: способствуют перевариванию и усвоению питательных веществ в кишечнике людей и животных (бактерии маслянокислого и молочнокислого брожения), участвуют в круговороте веществ в природе.

Способы выделения анаэробов основаны на создании анаэробных условий (снижении парциального давления кислорода в среде), для создания которых применяют следующие методы: 1) удаление кислорода из среды путем выкачивания воздуха или вытеснения индифферентным газом; 2) химическое поглощение кислорода при помощи гидросульфита натрия или пирогаллола; 3) комбинированное механическое и химическое удаление кислорода; 4) биологическое поглощение кислорода облигатными аэробными микроорганизмами, посеянными на одной половине чашки Петри (метод Фортнера); 5) частичное удаление воздуха из жидкой питательной среды путем кипячения ее, добавления редуцирующих веществ (глюкоза, тиогликолат, цистеин, кусочки свежего мяса или печени) и заливки среды вазелиновым маслом; 6) механическая защита от кислорода воздуха, осуществляемая путем посева анаэробов в высокий столбик агара в тонких стеклянных трубках по методу Вейона.

Методы идентификации выделенных культур анаэробов - см. Анаэробная инфекция (микробиологическая диагностика).

Анаэробы относятся к бактериям, которые появились на планете Земля раньше других живых организмов.

Они играют важную роль в экосистеме, отвечают за жизнедеятельность живых существ, участвуют в процессе ферментации и разложении.

Одновременно с этим анаэробы вызывают развитие опасных болезней и воспалительных процессов.

Что такое анаэробы

Под анаэробами принято понимать микро- и макроорганизмы, которые способны жить в условиях отсутствия кислорода. Энергию они получают в результате процесса субстратного фосфорилирования.

Развитие и размножение анаэробов происходит в гнойно-воспалительных очагах, поражая людей со слабым иммунитетом.

Классификация анаэробов

Существует два вида данных бактерий:

Факультативные, которые способны жить, развиваться и размножаться и в кислородной, и безкислородной среде. К таким микроорганизмам относят стафилококки, кишечную палочку, стрептококки, шигеллы;
Облигатные живут только в среде, где нет кислорода. Если этот элемент появляется в окружающей среде, то происходит гибель облигатных анаэробов.

В свою очередь облигатные анаэробы делятся на две группы:

Клостридии – это бактерии, которые образуют споры; возбуждают развитие инфекций – бутулизма, раневых, столбняка.
Неклостридиальные – бактерии, которые не способны образовывать споры. Живут в микрофлоре людей и животных, не опасны для живых существ. К таким бактериям относятся эубактерии, пейллонеллы, пептококки, бактериоды.

Часто и неклостридиальные анаэробы вызывают гнойные и воспалительные процессы, в том числе перитонит, пневмония, сепсис, отит и др. Все инфекции, вызванные этим видом бактерий, возникают под влиянием внутренних причин. Основным фактором развития инфекций становится снижение иммунитета и сопротивляемости организма к болезнетворным микробам. Обычно это происходит после операций, травм, переохлаждений.

Примеры анаэробов

Прокариоты и простейшие микроорганизмы. Грибы. Водоросли. Растения. Гельминты – сосальщики, ленточные и круглые черви. Инфекции – внутрибрюшные, внутричеревные, легочные, раневые, абсцессы, в области шеи и головы, мягких тканей, спинномозговой жидкости. Пневмония аспирационная. Периодонтит.

Инфекции, которые спровоцированы анаэробными бактериями, вызывают развитие некроза, образование абсцесса, сепсиса и газообразования. Очень много анаэробов создают в тканях ферменты, которые вырабатывают токсины паралитического действия.

Анаэробные бактерии вызывают развитие следующих заболеваний: Инфекции ротовой полости. Синусит. Акне. Воспаление среднего уха. Гангрены. Ботулизм. Столбняк. Кроме опасностей, анаэробы несут пользу для человека. В частности, они превращают в толстой кишке вредные сахара токсичного происхождения в полезные ферменты.

Отличия анаэробов и аэробов

Анаэробы в основном живут в среде, где отсутствует кислород, то аэробы способны обитать, развиваться и размножаться только при наличии кислорода. К анаэробам относятся птицы, грибы, несколько видов грибов, животные. Кислород у анаэробов принимает участие во всех процессах жизнедеятельности, что способствует образование и выработке энергии.

Недавно ученые из Голландии обнаружили, что анаэробы, живущие на дне водоемов, могут окислять метан. При этом происходит восстановление нитратов и нитритов, которые выделяют молекулярный азот. Участие в образование этого вещества принимают археобактерии и эубактерии.

Микробиологи занимаются культивированием анаэробных микроорганизмов. Для этого процесса необходима специфическая микрофлора и определенная степень концентрации метаболитов.

Выращивание анаэробов происходит на питательных веществах – глюкозе, сульфате натрия, казеине.

Анаэробы обладают разным метаболизмом, что позволяет выделить несколько подгрупп бактерий по данному признаку. Это организмы, которые используют анаэробное дыхание, лучевую энергию Солнца, катаболизм высокомолекулярных соединений.

Анаэробные процессы применяют для разложения и обеззараживания осадков, полученных в результате сточных вод, для ферментации сахаров, чтобы получить этиловый спирт.

Выводы

Анаэробы могут приносить, как пользу, так и вред человеку, животным и растениям. Если складываются условия для развития патогенных процессов, то анаэробы спровоцируют инфекции и болезни, способные закончиться летальным исходом. В промышленности и микробиологии ученые стараются использовать анаэробные свойства бактерий, чтобы получать полезные ферменты, очищать воду, почву.

Бактерии присутствуют в нашем мире повсеместно. Они везде и всюду, и количество их разновидностей просто поражает.

В зависимости от необходимости наличия кислорода в питательной среде для осуществления жизнедеятельности микроорганизмы классифицируют на следующие виды.

Облигатные аэробные бактерии, которые собираются в верхней части питательной среды, в составе флоры был максимальный объем кислорода.
Облигатные анаэробные бактерии, которые находятся в нижней части среды, максимально далеко от кислорода.
Факультативные бактерии в основном обитают в верхней части, но могут быть распределены по всей среде, так как не зависят от кислорода.
Микроаэрофилы предпочитают небольшую концентрацию кислорода, хотя и собираются в верхней части среды.
Аэротолерантные анаэробы равномерно распределяются в питательной среде, нечувствительны к наличию или отсутствию кислорода.

Понятие анаэробных бактерий и их классификации

Термин «анаэробы» появился в 1861 году, благодаря работам Луи Пастера.

Анаэробные бактерии – это микроорганизмы, которые развиваются вне зависимости от присутствия в питательной среде кислорода. Они получают энергию путем субстратного фосфорилирования . Различают факультативные и облигатные аэробы, а также другие виды.

Наиболее значимые анаэробы - бактероиды

Наиболее значимыми аэробами являются бактероиды. Примерно пятьдесят процентов всех гнойно-воспалительных процессов , возбудителями которых могут быть анаэробные бактерии, приходится на бактероиды.

Бактероиды – это род граммотрицательных облигатных анаэробных бактерий. Это палочки с биполярной окрашиваемостью, размер которых не превышает 0,5-1,5 на 15 мкм. Вырабатывают токсины и ферменты, которые могут вызывать вирулентность. Различные бактероиды обладают разной устойчивостью к антибиотикам: встречаются как устойчивые, так и чувствительные к антибиотикам.

Вырабатывание энергии в тканях человека

Некоторые ткани живых организмов обладают повышенной устойчивостью к пониженному содержанию кислорода. В стандартных условиях синтез аденозинтрифосфата идет аэробным путем, но при повышенных физических нагрузках и при воспалительных реакциях на первый план выходит анаэробный механизм.

Аденозинтрифосфат (АТФ) – это кислота, играющая важную роль при вырабатывании организмом энергии. Существует несколько вариантов синтеза этого вещества: один аэробный и целых три анаэробных.

К анаэробным механизмам синтеза АТФ относятся:

перефосфорилирование между креатинфосфатом и АДФ;
реакция трансфосфорилирования двух молекул АДФ;
анаэробное расщепление глюкозы крови или запаса гликогена.

Культивирование анаэробных организмов

Существуют специальные методы для выращивания анаэробов. Они заключаются в замене воздуха на газовые смеси в герметизированных термостатах.

Другим способом будет выращивание микроорганизмов в питательной среде, в которую добавляют редуцирующие вещества.

Питательные среды для анаэробных организмов

Существуют общие питательные среды и дифференциально-диагностические питательные среды . К общим относят среду Вильсона-Блера и среду Китта-Тароцци. К дифференциально-диагностическим – среды Гисса, среду Ресселя, среду Эндо, среду Плоскирева и висмут-сульфитный агар.

Базой для среды Вильсона-Блера является агар-агар с добавлением глюкозы, сульфита натрия и двухлористого железа. Черные колонии анаэробов образуются в основном в глубине агарового столбика.

Среда Ресселя (Рассела) используется в изучении биохимических свойств таких бактерий, как шигеллы и сальмонеллы. Она также содержит агар-агар и глюкозу.

Среда Плоскирева подавляет рост многих микроорганизмов, поэтому ее используют в дифференциально-диагностических целях. В такой среде хорошо развиваются возбудители брюшного тифа, дизентерии и другие патогенные бактерии.

Основное назначение висмут-сульфитного агара – выделение сальмонелл в чистом виде. Данная среда основывается на способности сальмонелл производить сероводород. Данная среда схожа со средой Вильсона-Блера по применяемой методике.

Анаэробные инфекции

Большинство анаэробных бактерий, живущих в организме человека или животных, могут вызывать различные инфекции. Как правило, заражение происходит в период ослабления иммунитета или нарушения общей микрофлоры организма. Также существует вероятность попадания возбудителей инфекций из внешней среды, особенно поздней осенью и зимой.

Инфекции, вызванные анаэробными бактериями, как правило, связаны с флорой слизистых оболочек человека, то есть с основными местами обитания анаэробов. Как правило, у таких инфекций сразу несколько возбудителей (до 10).

Точное число заболеваний, вызванных анаэробами, практически невозможно определить в связи с затрудненным сбором материалов для анализа, транспортировкой образцов и культивированием самих бактерий. Чаще всего этот тип бактерий обнаруживают при хронических заболеваниях.

Анаэробным инфекциям подвержены люди любого возраста. При этом у детей уровень инфекционных заболеваний выше.

Анаэробные бактерии могут вызывать различные внутричерепные заболевания (менингит, абсцессы и другие). Распространение, как правило, происходит с током крови. При хронических заболеваниях анаэробы способны вызывать патологии в области головы и шеи: отит, лимфадениты, абсцессы . Несут опасность эти бактерии и желудочно-кишечному тракту, и легким. При различных заболеваниях мочеполовой женской системы также существует риск развития анаэробных инфекций. Различные заболевания суставов и кожи могут быть следствием развития анаэробных бактерий.

Причины появления анаэробных инфекций и их признаки

К возникновению инфекций приводят все процессы, во время которых на ткани попадают активные анаэробные бактерии. Также развитие инфекций могут вызвать нарушенное кровоснабжение и некроз тканей (различные травмы, опухоли, отеки, болезни сосудов). Инфекции ротовой полости, укусы животных, легочные заболевания, воспалительные заболевания тазовых органов и многие другие заболевания также могут быть вызваны именно анаэробами.

В разных организмах инфекция развивается по-разному. На это влияет и вид возбудителя, и состояние здоровья человека. Из-за трудностей, связанных с диагностированием анаэробных инфекций, заключение часто основывается на предположениях. Отличаются некоторыми особенностями инфекции, вызванные неклостридиальными анаэробами .

Первыми признаками заражения тканей аэробами являются нагноения, тромбофлебиты, газообразование. Некоторые опухоли и новообразования (кишечные, маточные и другие) также сопровождаются развитием анаэробных микроорганизмов. При анаэробных инфекциях может появляться неприятный запах, однако, его отсутствие не исключает анаэробов в качестве возбудителя инфекции.

Особенности получения и транспортировки образцов

Самым первым исследованием в определении инфекций, вызванных анаэробами, является визуальный осмотр. Различные кожные поражения являются частым осложнением. Также свидетельством жизнедеятельности бактерий будет наличие газа в зараженных тканях.

Для лабораторных исследований и установления точного диагноза, прежде всего, надо грамотно получить образец материи из пораженного участка. Для этого используют специальную технику, благодаря которой нормальная флора не попадает в образцы. Наилучший метод – это аспирация прямой иглой. Получение лабораторного материала методом мазков не рекомендуется, но возможно.

К числу проб, непригодных для проведения дальнейшего анализа, относятся:

мокроты, полученные путем самовыделения;
пробы, которые получены при бронхоскопии;
мазки из влагалищных сводов;
моча при свободном мочеиспускании;
фекалии.

Для исследования могут быть использованы:

кровь;
плевральная жидкость;
транстрахеальные аспираты;
гной, полученный из полости абсцесса;
спинно-мозговая жидкость;
пунктаты легких.

Транспортировать образцы необходимо максимально быстро в специальном контейнере или пластмассовой сумке с анаэробными условиями, так как даже кратковременное взаимодействие с кислородом может вызвать гибель бактерий. Жидкие образцы перевозят в пробирке или в шприцах. Тампоны с образцами транспортируют в пробирках с углекислым газом или заранее подготовленными средами.

Лечение анаэробной инфекции

В случае диагностирования анаэробной инфекции для адекватного лечения необходимо следовать следующим принципам:

токсины, вырабатываемые анаэробами, надо нейтрализовать;
среду обитания бактерий следует изменить;
распространение анаэробов нужно локализовать.

Для соблюдения этих принципов в лечении используют антибиотики , которые воздействуют как на анаэробов, так и на аэробные организмы, так как часто флора при анаэробных инфекциях носит смешанный характер. При этом, назначения лекарственные препараты, врач должен оценить качественный и количественный состав микрофлоры. К средствам, которые активны против анаэробных возбудителей относят: пенициллины, цефалоспорины, хлопамфеникол, фторхиноло, метранидазол, карбапенемы и другие. Некоторые препараты имеют ограниченное действие.

Для контроля среды обитания бактерий в большинстве случаев используют хирургическое вмешательство, которые выражается в обработке пораженных тканей, дренировании абсцессов, обеспечении нормальной циркуляции крови. Игнорировать хирургические методы не стоит из-за риска развития опасных для жизни осложнений.

Иногда используют вспомогательные методы лечения , а также из-за трудностей, связанных с точным определением возбудителя инфекции, применяют эмпирическое лечение.

При развитии анаэробных инфекций в ротовой полости также рекомендуется добавить в рацион как можно больше свежих фруктов и овощей. Наиболее полезны при этом яблоки и апельсины. Ограничению подвергают мясную пищу и фастфуд.