Какви организми се наричат ​​анаероби. Аеробни бактерии. Как работи анаеробното пречистване?

Анаеробната инфекция е бързо развиващ се патогенен процес, който засяга различни органи и тъкани в тялото и често води до смърт. Засяга всички хора, независимо от пол и възраст. Навременната диагностика и лечение могат да спасят живота на човек.

Какво е?

Анаеробите винаги присъстват в нормалната микрофлора, лигавиците на тялото, в стомашно-чревния тракт и пикочно-половата система. Те се класифицират като условно патогенни микроорганизми, тъй като са естествени обитатели на биотопите на живия организъм.

С намаляване на имунитета или влиянието на негативни фактори, бактериите започват активно да се размножават неконтролируемо, а микроорганизмите се превръщат в патогени и стават източници на инфекция. Техните отпадъчни продукти са опасни, токсични и доста агресивни вещества. Те могат лесно да проникнат в клетки или други органи на тялото и да ги заразят.

В организма някои ензими (например хиалуронидаза или хепариназа) повишават патогенността на анаеробите, в резултат на което последните започват да разрушават мускулните и съединителните тъканни влакна, което води до нарушения на микроциркулацията. Съдовете стават крехки, еритроцитите се разрушават. Всичко това провокира развитието на имунопатологично възпаление на кръвоносните съдове – артерии, вени, капиляри и микротромбоза.

Опасността от заболяването е свързана с голям процент смъртни случаи, така че е изключително важно да забележите появата на инфекцията навреме и незабавно да започнете нейното лечение.

Причинители на инфекция

Има няколко основни причини за възникване на инфекция:

• Създаване на подходящи условия за жизнената активност на патогенните бактерии. Това може да се случи:
• когато активна вътрешна микрофлора попадне върху стерилни тъкани;
• когато се използват антибиотици, които нямат ефект върху анаеробните грам-отрицателни бактерии;
• при нарушения на кръвообращението, например при операция, тумори, наранявания, чужди тела, съдови заболявания, тъканна некроза.
• Инфекция на тъкан от аеробни бактерии. Те от своя страна създават необходимите условия за жизнената дейност на анаеробните микроорганизми.
• Хронични болести.
• Някои тумори, които са локализирани в червата и главата, често са придружени от това заболяване.

Видове анаеробни инфекции

Хирургична инфекция или газова гангрена

• нарастваща болка с усещане за пълнота, тъй като процесът на образуване на газ протича в раната;
• зловонна миризма;
• изход от раната на гнойна хетерогенна маса с газови мехурчета или включвания на мазнини.

Анаеробната хирургична инфекция е рядка и нейната поява е пряко свързана с нарушаването на антисептичните и санитарните стандарти по време на хирургични операции.

анаеробни клостридиални инфекции

В този случай патогенът навлиза в човешкото тяло от външната среда. Например, това са такива патогени:

• тетанус;
• ботулизъм;
• газова гангрена;
• токсикоинфекции, свързани с употребата на нискокачествена заразена храна.

Анаеробни неклостридиални инфекции

• (сферични бактерии);
• шигела;
• ешерихия;
• йерсиния.

В гинекологията

Проникването на анаеробна инфекция в женското тяло се улеснява от:

• наранявания на меките тъкани на вагината и перинеума, например по време на раждане, по време на аборти или инструментални изследвания;
• различни вагинити, цервицити, ерозия на шийката на матката, тумори на гениталния тракт;
• остатъци от мембрани, плацента, кръвни съсиреци след раждане в матката.

Квалификация на анаеробните инфекции според локализацията на огнището

Има следните видове анаеробни инфекции:

• Инфекции на меките тъкани и кожата. Заболяването се причинява от анаеробни грам-отрицателни бактерии. Това са повърхностни заболявания (целулит, инфектирани кожни язви, последствия след тежки заболявания - екзема, краста и други), както и подкожни инфекции или следоперативни - подкожни абсцеси, газова гангрена, рани от ухапвания, изгаряния, инфектирани язви при диабет, съдови заболявания . При дълбока инфекция възниква некроза на меките тъкани, в която има натрупване на газ, сива гной с отвратителна миризма.
• Костна инфекция. Септичният артрит често е резултат от пренебрегнат Винсент, остеомиелит - гнойно-некротично заболяване, което се развива в костта или костния мозък и околните тъкани.
• Инфекции на вътрешните органи, включително жени, могат да възникнат бактериална вагиноза, септичен аборт, абсцеси в гениталния апарат, вътрематочни и гинекологични инфекции.
• Инфекции на кръвния поток- сепсис. Разпространява се чрез кръвния поток;
• Инфекции на серозни кухини- перитонит, тоест възпаление на перитонеума.
• бактериемия- наличие на бактерии в кръвта, които попадат там по екзогенен или ендогенен път.

Аеробна хирургична инфекция

• диплококи;
• понякога ;
• чревна и коремен тиф коли.

• фурункул;
• фурункулоза;
• карбункул;
• хидраденит;
• еризипел.

Диагностика

Само микробиологичните изследвания могат да потвърдят със сигурност участието на анаеробни бактерии в патологичния процес. Въпреки това, отрицателният отговор за наличието на анаероби в тялото не отхвърля тяхното възможно участие в патологичния процес. Според експерти около 50% от анаеробните представители на микробиологичния свят днес са некултивирани.

Високопрецизните методи за индикиране на анаеробна инфекция включват газово-течна хроматография и масспектрометричен анализ, който определя количеството летливи течни киселини и метаболити - вещества, които се образуват по време на метаболизма. Не по-малко обещаващи методи са определянето на бактерии или техните антитела в кръвта на пациента с помощта на ензимен имуноанализ.

Използват и експресна диагностика. Биоматериалът се изследва в ултравиолетова светлина. Харча:

• бактериологично засяване на съдържанието на абсцеса или отделящата се част от раната в хранителна среда;
• кръвни култури за наличие на анаеробни и аеробни бактерии;
• вземане на кръв за биохимичен анализ.

При диагностициране е необходимо да се изключи наличието в тялото на пациента на еризипел - кожно инфекциозно заболяване, дълбока венозна тромбоза, гнойно-некротични тъканни лезии от друга инфекция, пневмоторакс, ексудативен еритем, етап на измръзване 2-4.

Лечение на анаеробна инфекция

Хирургическа интервенция

Медицинска терапия

• приемане на болкоуспокояващи, витамини и антикоагуланти - вещества, които предотвратяват запушването на кръвоносните съдове от кръвни съсиреци;
• антибактериална терапия - приемане на антибиотици и назначаването на определено лекарство става след извършване на анализ за чувствителността на патогените към антибиотици;
• прилагане на антигангренозен серум на пациента;
• трансфузия на плазма или имуноглобулин;
• въвеждането на лекарства, които премахват токсините от тялото и премахват отрицателните им ефекти върху тялото, тоест детоксикират тялото.

Физиотерапия

Предотвратяване

Какъв ще бъде резултатът от лечението? Това до голяма степен зависи от вида на патогена, местоположението на фокуса на инфекцията, навременната диагноза и правилното лечение. Обикновено лекарите дават предпазлива, но благоприятна прогноза за такива заболявания. В напредналите стадии на заболяването с голяма степен на вероятност можем да говорим за смъртта на пациента.

Следваща статия.

анаеробни организми

Дишането и растежът на аеробите се проявява като образуване на мътност в течна среда или, в случай на плътна среда, като образуване на колонии. Средно са необходими около 18 до 24 часа за отглеждане на аероби при термостатични условия.

Общи свойства за аероби и анаероби

1. Всички тези прокариоти нямат ясно изразено ядро.
2. Размножават се или чрез пъпкуване, или чрез делене.
3. Извършвайки дишане, в резултат на окислителния процес, както аеробните, така и анаеробните организми разлагат огромни маси от органични остатъци.
4. Бактериите са единствените живи същества, чието дишане свързва молекулярния азот в органично съединение.
5. Аеробните организми и анаеробите са способни да дишат в широк диапазон от температури. Съществува класификация, според която безядрените едноклетъчни организми се разделят на:

• психрофилни - условия на живот в района на 0 ° C;
• мезофилен - жизнена температура от 20 до 40 ° C;
• термофилни - растежът и дишането се извършват при 50-75 ° C.

Аеробните бактерии са микроорганизми, които се нуждаят от свободен кислород за нормален живот. За разлика от всички анаероби, те също участват в процеса на генериране на енергията, която им е необходима за размножаване. Тези бактерии нямат ясно изразено ядро. Те се възпроизвеждат чрез пъпкуване или делене и, когато се окисляват, образуват различни токсични продукти на непълна редукция.

Малко хора знаят, че аеробните бактерии (с прости думи, аероби) са организми, които могат да живеят в почвата, въздуха и водата. Те участват активно в циркулацията на веществата и имат няколко специални ензима, които осигуряват тяхното разграждане (например каталаза, супероксиддисмутаза и други). Дишането на тези бактерии се осъществява чрез директно окисляване на метан, водород, азот, сероводород и желязо. Те могат да съществуват в широк диапазон при парциално налягане от 0,1-20 atm.

Култивирането на аеробни грам-отрицателни и грам-положителни бактерии предполага не само използването на подходяща хранителна среда за тях, но и количествен контрол на кислородната атмосфера и поддържане на оптимални температури. За всеки микроорганизъм от тази група има както минимална, така и максимална концентрация на кислород в околната среда, необходима за нормалното му размножаване и развитие. Следователно както намаляването, така и увеличаването на съдържанието на кислород над „максималната“ граница води до прекратяване на жизнената активност на такива микроби. Всички аеробни бактерии умират при концентрация на кислород от 40 до 50%.

Видове аеробни бактерии

Според степента на зависимост от свободния кислород всички аеробни бактерии се разделят на следните видове:

1. облигатни аероби- това са "безусловни" или "строги" аероби, които могат да се развиват само при висока концентрация на кислород във въздуха, тъй като те получават енергия от окислителни реакции с негово участие. Те включват:

2. Факултативни аероби- микроорганизми, които се развиват дори при много ниско количество кислород. принадлежи към тази група.

Анаеробите и аеробите са две форми на съществуване на организмите на земята. Тази статия е за микроорганизми.

Анаеробите са микроорганизми, които се развиват и размножават в среда, която не съдържа свободен кислород. Анаеробните микроорганизми се намират в почти всички човешки тъкани от гнойно-възпалителни огнища. Те се класифицират като условно патогенни (съществуват при хората в нома и се развиват само при хора с отслабена имунна система), но понякога могат да бъдат патогенни (патогенни).

Има факултативни и облигатни анаероби. Факултативните анаероби могат да се развиват и размножават както в безкислородна, така и в кислородна среда. Това са микроорганизми като E. coli, Yersinia, стафилококи, стрептококи, шигели и други бактерии. Облигатните анаероби могат да съществуват само в аноксична среда и умират, когато в околната среда се появи свободен кислород. Облигатните анаероби се разделят на две групи:

• спорообразуващи бактерии, иначе известни като клостридии
• бактерии, които не образуват спори, или по друг начин неклостридиални анаероби.

Клостридиите са причинители на анаеробни клостридиални инфекции – ботулизъм, клостридиални раневи инфекции, тетанус. Неклостридиалните анаероби са нормалната микрофлора на хора и животни. Те включват пръчковидни и сферични бактерии: бактероиди, фузобактерии, пейлонела, пептококи, пептострептококи, пропионови бактерии, еубактерии и други.

Но неклостридиалните анаероби могат значително да допринесат за развитието на гнойно-възпалителни процеси (перитонит, абсцеси на белите дробове и мозъка, пневмония, плеврален емпием, флегмон на лицево-челюстната област, сепсис, отит и други). Повечето анаеробни инфекции, причинени от неклостридиални анаероби, са ендогенни (от вътрешен произход, причинени от вътрешни причини) и се развиват главно с намаляване на съпротивителните сили на организма, резистентност към патогени в резултат на наранявания, операции, хипотермия и намален имунитет.

Основната част от анаеробите, които играят роля в развитието на инфекциите, са бактероиди, фузобактерии, пептострептококи и спорови бацили. Половината от гнойно-възпалителните анаеробни инфекции се причиняват от бактероиди.

• Бактероиди-пръчици с размери 1-15 микрона, неподвижни или движещи се с помощта на флагели. Те отделят токсини, които действат като вирулентни фактори (патогени).
• Фузобактериите са пръчковидни задължителни (оцеляват само при липса на кислород) анаеробни бактерии, които живеят върху лигавицата на устата и червата, могат да бъдат неподвижни или подвижни, съдържат силен ендотоксин.
• Пептострептококите са сферични бактерии, подредени по две, четири, неправилни групи или вериги. Това са нефлагелирани бактерии, които не образуват спори. Peptococci е род сферични бактерии, представени от един вид P.niger. Подредени поединично, по двойки или на гроздове. Пептококите нямат флагели и не образуват спори.
• Veionella е род диплококи (бактерии от кокова форма, чиито клетки са разположени по двойки), подредени в къси вериги, неподвижни, не образуват спори.
• Други неклостридиални анаеробни бактерии, които се изолират от инфекциозните огнища на пациентите, са пропионови бактерии, volinella, чиято роля е по-малко проучена.

Clostridium е род анаеробни бактерии, образуващи спори. Клостридиите живеят върху лигавиците на стомашно-чревния тракт. Клостридиите са предимно патогенни (причиняващи болести) за хората. Те отделят силно активни токсини, специфични за всеки вид. Причинителят на анаеробната инфекция може да бъде както един вид бактерии, така и няколко вида микроорганизми: анаеробно-анаеробни (бактероиди и фузобактерии), анаеробно-аеробни (бактероиди и стафилококи, клостридии и стафилококи)

Аеробите са организми, които се нуждаят от свободен кислород за живот и размножаване. За разлика от анаеробите, аеробите участват в процеса на генериране на необходимата им енергия. Аеробите включват животни, растения и значителна част от микроорганизмите, сред които са изолирани.

• задължителни аероби - това са "строги" или "безусловни" аероби, те получават енергия само от окислителни реакции с участието на кислород; те включват, например, някои видове Pseudomonas, много сапрофити, гъбички, Diplococcus pneumoniae, дифтериен бацил
• в групата на задължителните аероби могат да се разграничат микроаерофилите - за тяхната жизнена дейност те се нуждаят от ниско съдържание на кислород. Когато бъдат освободени в нормалната среда, такива микроорганизми се потискат или убиват, тъй като кислородът влияе неблагоприятно върху действието на техните ензими. Те включват например менингококи, стрептококи, гонококи.
• факултативни аероби - микроорганизми, които могат да се развиват при липса на кислород, например дрожден бацил. Повечето патогенни микроби принадлежат към тази група.

Всеки аеробен микроорганизъм има своя минимална, оптимална и максимална концентрация на кислород в околната среда, която е необходима за нормалното му развитие. Увеличаването на съдържанието на кислород над „максималната“ граница води до смъртта на микробите. Всички микроорганизми загиват при концентрация на кислород 40-50%.

анаеробни организми

Аеробните и анаеробните бактерии се идентифицират предварително в течна хранителна среда чрез градиента на концентрация на O 2:
1. Задължителна аеробика(изискващи кислород) бактерии предимносъбрани в горната част на тръбата, за да абсорбират максимално количество кислород. (Изключение: микобактерии - растеж на филм върху повърхността поради восъчно-липидната мембрана.)
2. Облигатна анаеробнабактериите се събират на дъното, за да избегнат кислород (или да не растат).
3. По желаниебактериите се събират главно в горната част (което е по-изгодно от гликолизата), но те могат да бъдат намерени в цялата среда, тъй като не зависят от O 2 .
4. Микроаерофилисе събират в горната част на тръбата, но техният оптимум е ниска концентрация на кислород.
5. Аеротолерантенанаеробите не реагират на концентрациите на кислород и са равномерно разпределени в епруветката.

Анаероби- организми, които получават енергия при липса на достъп на кислород чрез фосфорилиране на субстрата, крайните продукти от непълно окисление на субстрата могат да бъдат окислени, за да произведат повече енергия под формата на АТФ в присъствието на крайния акцептор на протони от организми, които извършват окислително фосфорилиране.

Анаеробите са обширна група организми, както на микро, така и на макро ниво:

• анаеробни микроорганизми- обширна група прокариоти и някои протозои.
• макроорганизми - гъби, водорасли, растения и някои животни (клас фораминифери, повечето хелминти (клас метили, тении, кръгли червеи (например аскариди)).

В допълнение, анаеробното окисление на глюкозата играе важна роля в работата на набраздените мускули на животни и хора (особено в състояние на тъканна хипоксия).

Класификация на анаеробите

Според класификацията, установена в микробиологията, има:

• Факултативни анаероби
• Капнеистични анаероби и микроаерофили
• Аеротолерантни анаероби
• Умерено строги анаероби
• облигатни анаероби

Ако един организъм е в състояние да превключва от един метаболитен път към друг (например от анаеробно дишане към аеробно дишане и обратно), тогава той условно се нарича факултативни анаероби .

До 1991 г. имаше паралелка по микробиология капнеистични анаероби, изискваща ниска концентрация на кислород и повишена концентрация на въглероден диоксид (Brucella bovine type - Б. аборт)

Умерено строг анаеробен организъм оцелява в среда с молекулярен O 2, но не се възпроизвежда. Микроаерофилите са в състояние да оцелеят и да се размножават в среда с ниско парциално налягане на O 2 .

Ако организмът не е в състояние да "превключи" от анаеробно към аеробно дишане, но не загива в присъствието на молекулярен кислород, тогава той принадлежи към групата аеротолерантни анаероби. Например, млечна киселина и много маслени бактерии

задължителенанаеробите в присъствието на молекулярен кислород O 2 умират - например представители на рода бактерии и археи: Бактероиди, Fusobacterium, Butyrivibrio, Метанобактерия). Такива анаероби постоянно живеят в среда, лишена от кислород. Облигатните анаероби включват някои бактерии, дрожди, флагелати и реснички.

Токсичност на кислорода и неговите форми за анаеробни организми

Богатата на кислород среда е агресивна към органичните форми на живот. Това се дължи на образуването на реактивни кислородни видове в хода на живота или под въздействието на различни форми на йонизиращо лъчение, които са много по-токсични от молекулярния кислород O 2 . Факторът, който определя жизнеспособността на организма в кислородна среда, е наличието на функционална антиоксидантна система, способна да елиминира: супероксиден анион (O 2 -), водороден пероксид (H 2 O 2), синглетен кислород (O .) и също и молекулярен кислород (O 2) от вътрешната среда на тялото. Най-често такава защита се осигурява от един или повече ензими:

• супероксид дисмутаза елиминиращ супероксиден анион (O 2 -) без енергийни ползи за тялото
• каталаза, елиминираща водороден пероксид (H 2 O 2) без енергийни ползи за тялото
• цитохром- ензим, отговорен за преноса на електрони от NAD H към O 2. Този процес осигурява значителна енергийна полза за тялото.

Аеробните организми най-често съдържат три цитохрома, факултативните анаероби - един или два, задължителните анаероби не съдържат цитохроми.

Анаеробните микроорганизми могат активно да влияят на околната среда, създавайки подходящ редокс потенциал на средата (напр. Cl.perfringens). Някои засадени култури от анаеробни микроорганизми, преди да започнат да се размножават, понижават pH 2 0 от стойност до , защитавайки се с редукционна бариера, други - аеротолерантни - произвеждат водороден пероксид по време на жизнената си дейност, повишавайки pH 2 0.

В същото време гликолизата е характерна само за анаероби, които в зависимост от крайните продукти на реакцията се разделят на няколко вида ферментация:

• млечнокисела ферментация Лактобацилус ,Стрептокок , Бифидобактерия, както и някои тъкани на многоклетъчни животни и хора.
• алкохолна ферментация - захаромицети, кандида (организми от гъбното царство)
• мравчена киселина - семейство ентеробактерии
• маслена - някои видове клостридии
• пропионова киселина - пропионобактерии (напр. Propionibacterium acnes)
• ферментация с отделяне на молекулярен водород - някои видове Clostridium, Stickland ферментация
• метанова ферментация - напр. Метанобактерия

В резултат на разграждането на глюкозата се изразходват 2 молекули и се синтезират 4 молекули АТФ. Така общият добив на АТФ е 2 молекули АТФ и 2 молекули NAD·H 2 . Пируватът, получен по време на реакцията, се използва от клетката по различни начини, в зависимост от това какъв тип ферментация следва.

Антагонизъм на ферментация и гниене

В процеса на еволюцията се формира и консолидира биологичният антагонизъм на ферментационната и гнилостната микрофлора:

Разграждането на въглехидратите от микроорганизми е придружено от значително намаляване на околната среда, докато разграждането на протеини и аминокиселини е придружено от увеличаване (алкализиране). Адаптирането на всеки от организмите към определена реакция на околната среда играе важна роля в природата и човешкия живот, например поради процесите на ферментация се предотвратява гниенето на силаж, ферментирали зеленчуци и млечни продукти.

Култивиране на анаеробни организми

Изолиране на чиста култура от анаероби схематично

Култивирането на анаеробни организми е основно задача на микробиологията.

За култивирането на анаероби се използват специални методи, чиято същност е да се отстрани въздухът или да се замени със специализирана газова смес (или инертни газове) в запечатани термостати. - анаеростати .

Друг начин за отглеждане на анаероби (най-често микроорганизми) върху хранителни среди е добавянето на редуциращи вещества (глюкоза, натриева мравчена киселина и др.), Които намаляват редокс потенциала.

Обичайна хранителна среда за анаеробни организми

За обща среда Уилсън - Блеъросновата е агар-агар с добавка на глюкоза, натриев сулфит и железен хлорид. Клостридиите образуват черни колонии върху тази среда чрез редуциране на сулфита до сулфиден анион, който се комбинира с железни (II) катиони, за да даде черна сол. По правило в тази среда в дълбочината на агарната колона се появяват черни колонии.

сряда Кита - Тароцисе състои от месо-пептонен бульон, 0,5% глюкоза и парчета черен дроб или мляно месо за абсорбиране на кислород от околната среда. Преди сеитба средата се нагрява във вряща водна баня за 20-30 минути, за да се отстрани въздухът от средата. След сеитбата хранителната среда веднага се напълва със слой парафин или парафиново масло, за да се изолира от достъпа на кислород.

Общокултурни методи за анаеробни организми

Газов пакет- системата химически осигурява постоянството на газовата смес, приемлива за развитието на повечето анаеробни микроорганизми. В запечатан контейнер водата реагира с таблетки натриев борохидрид и натриев бикарбонат, за да образува водород и въглероден диоксид. След това водородът реагира с кислорода на газовата смес върху паладиев катализатор, за да образува вода, която вече реагира повторно с хидролизата на борохидрида.

Този метод е предложен от Brewer и Olgaer през 1965 г. Разработчиците представиха саше за генериране на водород за еднократна употреба, което по-късно беше подобрено до сашета за генериране на въглероден диоксид, съдържащи вътрешен катализатор.

Метод на Цайслеризползвани за изолиране на чисти култури от спорообразуващи анаероби. За да направите това, инокулирайте върху средата Kitt-Tarozzi, загрейте я за 20 минути при 80 ° C (за унищожаване на вегетативната форма), напълнете средата с вазелиново масло и инкубирайте 24 часа в термостат. След това се извършва посяване върху захарно-кръвен агар за получаване на чисти култури. След 24-часово култивиране се изследват колониите, които представляват интерес - те се субкултивират върху средата Kitt-Tarozzi (с последващ контрол на чистотата на изолираната култура).

Метод на Fortner

Метод на Fortner- инокулациите се правят върху петриево блюдо с удебелен слой от средата, разделен наполовина от тясна бразда, изрязана в агара. Едната половина се посява с култура от аеробни бактерии, другата половина се инокулира с анаеробни бактерии. Ръбовете на чашата се пълнят с парафин и се инкубират в термостат. Първоначално се наблюдава растеж на аеробната микрофлора, а след това (след усвояване на кислорода) растежът на аеробната микрофлора рязко спира и започва растеж на анаеробната микрофлора.

Метод на Вайнбергизползвани за получаване на чисти култури от облигатни анаероби. Култури, отгледани върху среда Kitta-Tarozzi, се прехвърлят в захарен бульон. След това с еднократна пипета на Пастьор материалът се прехвърля в тесни епруветки (епруветки на Винял) със захарен месо-пептонен агар, като пипетата се потапя до дъното на епруветката. Инокулираните епруветки се охлаждат бързо, което прави възможно фиксирането на бактериалния материал в дебелината на втвърдения агар. Епруветките се инкубират в термостат и след това се изследват порасналите колонии. Когато се открие интересна колония, на нейно място се прави разрез, материалът бързо се взема и се инокулира върху средата Kitta-Tarozzi (с последващ контрол на чистотата на изолираната култура).

Метод на Перец

Метод на Перец- бактериална култура се въвежда в разтопения и охладен захарен агар-агар и се излива под стъкло, поставено върху коркови пръчици (или парчета кибрит) в петриево блюдо. Методът е най-малко надеждният от всички, но е доста лесен за използване.

Диференциално - диагностични хранителни среди

• среди gissa("пъстър ред")
• сряда Ресел(Ръсел)
• сряда Плоскиреваили бактоагар "Ж"
• Бисмутов сулфитен агар

Медиите му: Към 1% пептонна вода добавете 0,5% разтвор на определен въглехидрат (глюкоза, лактоза, малтоза, манитол, захароза и др.) и киселинно-алкалния индикатор на Андреде, изсипете в епруветки, в които е поставен поплавък за улавяне на газове продукти, образувани при разлагането на въглеводороди.

Ресел сряда(Russell) се използва за изследване на биохимичните свойства на ентеробактериите (Shigella, Salmonella). Съдържа хранителен агар-агар, лактоза, глюкоза и индикатор (бромотимолово синьо). Цветът на средата е тревисто зелен. Обикновено се приготвя в епруветки от 5 ml със скосена повърхност. Сеитбата се извършва чрез инжектиране в дълбочината на колоната и удар по скосената повърхност.

Сряда Плоскирев(Bactoagar Zh) е диференциално диагностична и селективна среда, тъй като инхибира растежа на много микроорганизми и насърчава растежа на патогенни бактерии (причинители на коремен тиф, паратиф, дизентерия). Лактоза-отрицателните бактерии образуват безцветни колонии върху тази среда, докато лактозо-позитивните бактерии образуват червени колонии. Средата съдържа агар, лактоза, брилянтно зелено, жлъчни соли, минерални соли, индикатор (неутрално червено).

Бисмутов сулфитен агарПредназначен е за изолиране на салмонела в чиста форма от заразен материал. Съдържа триптик, глюкоза, растежни фактори на салмонела, брилянтно зелено и агар. Различните свойства на средата се основават на способността на Salmonella да произвежда сероводород, на тяхната устойчивост към присъствието на сулфид, брилянтно зелено и бисмутов цитрат. Колониите са маркирани в черен цвят на бисмутов сулфид (техниката е подобна на средата Уилсън - Блеър).

Метаболизъм на анаеробни организми

Метаболизмът на анаеробните организми има няколко отделни подгрупи:

Анаеробен енергиен метаболизъм в тъканите човеки животни

Анаеробно и аеробно производство на енергия в човешките тъкани

Някои тъкани на животни и хора се характеризират с повишена устойчивост на хипоксия (особено мускулна тъкан). При нормални условия синтезът на АТФ се извършва аеробно, а по време на интензивна мускулна активност, когато доставката на кислород до мускулите е затруднена, в състояние на хипоксия, както и по време на възпалителни реакции в тъканите, доминират анаеробните механизми на регенерация на АТФ. В скелетните мускули са идентифицирани 3 вида анаеробни и само един аеробен път на регенерация на АТФ.

3 вида анаеробен път на синтез на АТФ

Анаеробните включват:

• Механизъм на креатин фосфатаза (фосфогенен или алактатен) - повторно фосфорилиране между креатин фосфат и ADP
• Миокиназа - синтез (иначе ресинтез) ATP в реакцията на трансфосфорилиране на 2 молекули ADP (аденилат циклаза)
• Гликолитично - анаеробно разграждане на запасите от кръвна глюкоза или гликоген, завършващо с образуването

Организмите, които могат да получават енергия при липса на кислород, се наричат ​​анаероби. Освен това групата на анаеробите включва както микроорганизми (протозои и група прокариоти), така и макроорганизми, които включват някои водорасли, гъби, животни и растения. В нашата статия ще разгледаме по-отблизо анаеробните бактерии, които се използват за пречистване на отпадъчни води в местни пречиствателни станции. Тъй като аеробните микроорганизми могат да се използват заедно с тях в пречиствателните станции за отпадъчни води, ще сравним тези бактерии.

Какво представляват анаеробите, ние го разбрахме. Сега си струва да разберем на какви видове са разделени. В микробиологията се използва следната класификационна таблица за анаероби:

• Факултативни микроорганизми. Факултативните анаеробни бактерии се наричат ​​бактерии, които могат да променят своя метаболитен път, т.е. те могат да променят дишането от анаеробно в аеробно и обратно. Може да се твърди, че живеят факултативно.
• Капнеистични представители на групатамогат да живеят само в среда с ниско съдържание на кислород и високо съдържание на въглероден диоксид.
• Умерено строги организмимогат да оцелеят в среда, съдържаща молекулярен кислород. Те обаче не могат да се възпроизвеждат тук. Макроаерофилите могат както да оцелеят, така и да се размножават в среда с намалено парциално налягане на кислорода.
• Аеротолерантни микроорганизмисе различават по това, че не могат да живеят факултативно, т.е. не могат да преминат от анаеробно дишане към аеробно дишане. Въпреки това, те се различават от групата на факултативните анаеробни микроорганизми по това, че не умират в среда с молекулярен кислород. Тази група включва повечето маслени бактерии и някои видове млечнокисели микроорганизми.
• облигатни бактериибързо загиват в среда, съдържаща молекулярен кислород. Те могат да живеят само в условия на пълна изолация от него. Тази група включва ресничести, флагелати, някои видове бактерии и дрожди.

Влияние на кислорода върху бактериите

Всяка среда, съдържаща кислород, влияе агресивно на органичните форми на живот. Работата е там, че в процеса на живот на различни форми на живот или поради въздействието на определени видове йонизиращо лъчение се образуват реактивни кислородни видове, които са по-токсични в сравнение с молекулярните вещества.

Основният определящ фактор за оцеляването на живия организъм в кислородна среда е наличието на антиоксидантна функционална система, способна да се елиминира. Обикновено такива защитни функции се осигуряват от един или няколко ензима наведнъж:

• цитохром;
• каталаза;
• супероксид дисмутаза.

В същото време някои анаеробни бактерии от факултативен вид съдържат само един вид ензим - цитохром. Аеробните микроорганизми имат до три цитохрома, така че се чувстват страхотно в кислородна среда. А облигатните анаероби изобщо не съдържат цитохром.

Въпреки това, някои анаеробни организми могат да действат върху околната среда и да създадат подходящ редокс потенциал за нея. Например някои микроорганизми намаляват киселинността на средата от 25 на 1 или 5 преди размножаване.Това им позволява да се предпазят със специална бариера. А аеротолерантните анаеробни организми, които отделят водороден пероксид в хода на живота си, могат да повишат киселинността на околната среда.

Важно: за осигуряване на допълнителна антиоксидантна защита, бактериите синтезират или натрупват нискомолекулни антиоксиданти, които включват витамини А, Е и С, както и лимонена и други видове киселини.

Как анаеробите получават енергия?

1. Някои микроорганизми получават енергия от катаболизма на различни аминокиселинни съединения, като протеини и пептиди, както и от самите аминокиселини. Обикновено този процес на освобождаване на енергия се нарича гниене. А самата среда, в енергийния обмен на която се наблюдават много процеси на катаболизъм на аминокиселинни съединения и самите аминокиселини, се нарича гнилостна среда.
2. Други анаеробни бактерии са способни да разграждат хексози (глюкоза). В този случай могат да се използват различни методи за разделяне:
   • гликолиза. След него в околната среда протичат процеси на ферментация;
   • окислителен път;
   • Реакции на Entner-Doudoroff, протичащи в условията на мананова, хексуронова или глюконова киселина.

В този случай само анаеробни представители могат да използват гликолиза. Може да се раздели на няколко вида ферментация, в зависимост от продуктите, които се образуват след реакцията:

• алкохолна ферментация;
• млечнокисела ферментация;
• вид ентеробактерии мравчена киселина;
• маслена ферментация;
• реакция на пропионова киселина;
• процеси с отделяне на молекулярен кислород;
• метанова ферментация (използвана в септични ями).

Характеристики на анаероби за септична яма

Анаеробните септични ями използват микроорганизми, които могат да преработват отпадъчни води без кислород. Като правило, в отделението, където се намират анаеробите, процесите на гниене на отпадъчните води се ускоряват значително. В резултат на този процес твърдите съединения падат на дъното под формата на утайка. В същото време течният компонент на отпадъчните води се почиства качествено от различни органични примеси.

По време на живота на тези бактерии се образуват голям брой твърди съединения. Всички те се утаяват на дъното на местната пречиствателна станция, така че тя се нуждае от редовно почистване. Ако почистването не се извърши своевременно, ефективната и добре координирана работа на пречиствателната станция може да бъде напълно нарушена и изведена от строя.

Внимание: утайката, получена след почистване на септичната яма, не трябва да се използва като тор, тъй като съдържа вредни микроорганизми, които могат да навредят на околната среда.

Тъй като анаеробните представители на бактериите произвеждат метан по време на жизнената си дейност, пречиствателните съоръжения, които работят с използването на тези организми, трябва да бъдат оборудвани с ефективна вентилационна система. В противен случай неприятната миризма може да развали околния въздух.

Важно: ефективността на пречистването на отпадъчни води с помощта на анаероби е само 60-70%.

Недостатъци на използването на анаероби в септични ями

Анаеробните представители на бактериите, които са част от различни биологични продукти за септични ями, имат следните недостатъци:

1. Отпадъците, които се образуват след обработката на канализацията от бактерии, не са подходящи за наторяване на почвата поради съдържанието на вредни микроорганизми в тях.
2. Тъй като по време на живота на анаеробите се образува голямо количество гъста утайка, отстраняването му трябва да се извършва редовно. За да направите това, ще трябва да повикате прахосмукачките.
3. Пречистването на отпадъчни води с анаеробни бактерии не е пълно, а само максимум 70 процента.
4. Пречиствателна станция, работеща с тези бактерии, може да излъчва много неприятна миризма, която се дължи на факта, че тези микроорганизми отделят метан по време на живота си.

Разликата между анаероби и аероби

Основната разлика между аероби и анаероби е, че първите могат да живеят и да се възпроизвеждат в условия с високо съдържание на кислород. Следователно такива септични ями задължително са оборудвани с компресор и аератор за изпомпване на въздух. По правило тези локални пречиствателни станции не излъчват такава неприятна миризма.

За разлика от тях, анаеробните представители (както показва таблицата на микробиологията, описана по-горе) не се нуждаят от кислород. Освен това някои от техните видове могат да умрат с високо съдържание на това вещество. Следователно такива септични ями не изискват изпомпване на въздух. За тях е важно само отстраняването на получения метан.

Друга разлика е количеството образувана утайка. В системите с аероби количеството утайка е много по-малко, така че почистването на конструкцията може да се извършва много по-рядко. В допълнение, септичната яма може да се почисти, без да се обаждат на вакуумни камиони. За да премахнете гъстата утайка от първата камера, можете да вземете обикновена мрежа, а за да изпомпвате активната утайка, образувана в последната камера, е достатъчно да използвате дренажна помпа. Освен това активната утайка от пречиствателната станция, използваща аероби, може да се използва за наторяване на почвата.

Бактериите са се появили преди повече от 3,5 милиарда години и са били първите живи организми на нашата планета. Благодарение на аеробните и анаеробните видове бактерии се е зародил животът на Земята.

Днес те са една от най-видово разнообразната и широко разпространена група прокариотни (безядрени) организми. Различното дишане им позволи да ги разделим на аеробни и анаеробни, а храненето - на хетеротрофни и автотрофни прокариоти.

Видовото разнообразие на тези безядрени едноклетъчни организми е огромно: науката е описала само 10 000 вида и се предполага, че има повече от един милион вида бактерии. Тяхната класификация е изключително сложна и се извършва въз основа на общността на следните характеристики и свойства:

• морфологични - форма, начин на движение, способност за спорообразуване и други);
• физиологични - дишане с кислород (аеробни) или аноксичен вариант (анаеробни бактерии), според естеството на метаболитните продукти и др.;
• биохимичен;
• сходство на генетични характеристики.

Например морфологичната класификация по външен вид подразделя всички бактерии като:

• пръчковидна;
• навиване;
• сферична.

Физиологичната класификация по отношение на кислорода разделя всички прокариоти на:

• анаеробни - микроорганизми, чието дишане не изисква наличието на свободен кислород;
• аеробни - микроорганизми, които се нуждаят от кислород за живота си.

Анаеробни прокариоти

Анаеробните микроорганизми напълно отговарят на името им - префиксът an-отрича значението на думата, aero е въздух и b-life. Оказва се - безвъздушен живот, организми, чието дишане не се нуждае от свободен кислород.

Аноксичните микроорганизми се разделят на две групи:

• факултативен анаеробен - способен да съществува както в среда, съдържаща кислород, така и в негово отсъствие;
• облигатни микроорганизми – загиват при наличие на свободен кислород в околната среда.

Класификацията на анаеробните бактерии подразделя облигатната група според възможността за спорулация на следните:

• спорообразуващи клостридии - грам-положителни бактерии, повечето от които са подвижни, характеризиращи се с интензивен метаболизъм и висока вариабилност;
• неклостридиалните анаероби са грам-положителни и отрицателни бактерии, които са част от човешката микрофлора.

Свойства на клостридиите

Спорообразуващите анаеробни бактерии се срещат в големи количества в почвата и в стомашно-чревния тракт на животните и хората. Сред тях са известни повече от 10 вида, които са токсични за хората. Тези бактерии произвеждат силно активни екзотоксини, специфични за всеки вид.

Въпреки че един вид анаеробни микроорганизми може да бъде инфекциозен агент, интоксикацията от различни микробни асоциации е по-характерна:

• няколко вида анаеробни бактерии;
• анаеробни и аеробни микроорганизми (най-често клостридии и стафилококи).

Бактериална култура

Съвсем естествено е в познатата ни кислородна среда, за да се получат облигатни аероби, е необходимо да се използва специално оборудване и микробиологична среда. Всъщност култивирането на аноксични микроорганизми се свежда до създаване на условия, при които достъпът на въздух до средата, в която се извършва култивирането на прокариоти, е напълно блокиран.

При микробиологичния анализ за облигатни анаероби изключително важни са методите на пробовземане и начинът на транспортиране на пробата до лабораторията. Тъй като облигатните микроорганизми веднага ще умрат под въздействието на въздуха, пробата трябва да се съхранява или в запечатана спринцовка, или в специализирана среда, предназначена за такова транспортиране.

Аерофилни микроорганизми

Аероби се наричат ​​микроорганизми, чието дишане е невъзможно без свободен кислород във въздуха и тяхното култивиране се извършва на повърхността на хранителни среди.

Според степента на зависимост от кислорода всички аероби се разделят на:

• облигатни (аерофилни) - способни да се развиват само при висока концентрация на кислород във въздуха;
• факултативни аеробни микроорганизми, които се развиват дори при намалено количество кислород.

Свойства и характеристики на аеробите

Аеробните бактерии живеят в почвата, водата и въздуха и участват активно в кръговрата на веществата. Дишането на бактериите, които са аероби, се осъществява чрез директно окисление на метан (CH 4), водород (H 2), азот (N 2), сероводород (H 2 S), желязо (Fe).

Облигатните аеробни микроорганизми, които са патогенни за хората, включват туберкулозен бацил, патогени на туларемия и вибрион холера. Всички те се нуждаят от високи нива на кислород, за да оцелеят. Факултативните аеробни бактерии като салмонела могат да дишат с много малко кислород.

Аеробните микроорганизми, които дишат в кислородна атмосфера, могат да съществуват в много широк диапазон при парциално налягане от 0,1 до 20 atm.

Отглеждане на аероби

Култивирането на аероби включва използването на подходяща хранителна среда. Необходими условия са и количественият контрол на кислородната атмосфера и създаването на оптимални температури.

Дишането и растежът на аеробите се проявява като образуване на мътност в течна среда или, в случай на плътна среда, като образуване на колонии. Средно са необходими около 18 до 24 часа за отглеждане на аероби при термостатични условия.

Общи свойства за аероби и анаероби

1. Всички тези прокариоти нямат ясно изразено ядро.
2. Размножават се или чрез пъпкуване, или чрез делене.
3. Извършвайки дишане, в резултат на окислителния процес, както аеробните, така и анаеробните организми разлагат огромни маси от органични остатъци.
4. Бактериите са единствените живи същества, чието дишане свързва молекулярния азот в органично съединение.
5. Аеробните организми и анаеробите са способни да дишат в широк диапазон от температури. Съществува класификация, според която безядрените едноклетъчни организми се разделят на:

• психрофилни - условия на живот в района на 0 ° C;
• мезофилен - жизнена температура от 20 до 40 ° C;
• термофилни - растежът и дишането се извършват при 50-75 ° C.