Milyen élőlényeket nevezünk anaeroboknak. Aerob baktériumok. Hogyan működik az anaerob tisztítás?

Az anaerob fertőzés egy gyorsan fejlődő patogén folyamat, amely a szervezet különböző szerveit és szöveteit érinti, és gyakran halálhoz vezet. Minden embert érint, nemtől és kortól függetlenül. Az időben történő diagnózis és kezelés megmentheti az ember életét.

Ami?

Az anaerobok mindig jelen vannak a normál mikroflórában, a szervezet nyálkahártyájában, a gyomor-bél traktusban és a húgyúti rendszerben. Feltételesen patogén mikroorganizmusok közé tartoznak, mivel egy élő szervezet biotópjainak természetes lakói.

Az immunitás csökkenésével vagy a negatív tényezők hatására a baktériumok aktívan, ellenőrizetlenül szaporodnak, és a mikroorganizmusok kórokozókká válnak, és fertőzésforrásokká válnak. Hulladéktermékeik veszélyes, mérgező és meglehetősen agresszív anyagok. Könnyen behatolnak a sejtekbe vagy a test más szerveibe, és megfertőzik azokat.

A szervezetben egyes enzimek (például hialuronidáz vagy heparináz) növelik az anaerobok patogenitását, ennek eredményeként az utóbbiak elkezdik elpusztítani az izom- és kötőszöveti rostokat, ami mikrokeringési zavarokhoz vezet. Az erek törékennyé válnak, az eritrociták elpusztulnak. Mindez provokálja az erek - artériák, vénák, kapillárisok és mikrotrombózis - immunopatológiai gyulladásának kialakulását.

A betegség veszélye a halálozások nagy százalékával jár, ezért rendkívül fontos, hogy időben észrevegyük a fertőzés kezdetét és azonnal megkezdjük a kezelését.

A fertőzés okai

A fertőzés kialakulásának számos fő oka van:

• Megfelelő feltételek megteremtése a kórokozó baktériumok élettevékenységéhez. Ez történhet:
• amikor aktív belső mikroflóra kerül a steril szövetekre;
• olyan antibiotikumok alkalmazásakor, amelyek nincsenek hatással az anaerob gram-negatív baktériumokra;
• keringési zavarok esetén például műtét, daganatok, sérülések, idegen testek, érbetegségek, szöveti nekrózis esetén.
• A szövetek aerob baktériumok általi fertőzése. Ezek viszont megteremtik a szükséges feltételeket az anaerob mikroorganizmusok létfontosságú tevékenységéhez.
• Krónikus betegségek.
• Néhány daganatot, amely a belekben és a fejben lokalizálódik, gyakran kíséri ez a betegség.

Az anaerob fertőzés típusai

Sebészeti fertőzés vagy gáz gangréna

• fokozódó fájdalom teltségérzettel, mivel a gázképződés folyamata a sebben megy végbe;
• bűzös szag;
• gennyes heterogén tömeg kilépése a sebből gázbuborékokkal vagy zsírzárványokkal.

Az anaerob sebészeti fertőzés ritka, és előfordulása közvetlenül összefügg a sebészeti beavatkozások során az antiszeptikus és egészségügyi előírások megsértésével.

anaerob clostridium fertőzések

Ebben az esetben a kórokozó a külső környezetből kerül az emberi szervezetbe. Például ezek a kórokozók:

• tetanusz;
• botulizmus;
• gáz gangréna;
• gyenge minőségű szennyezett élelmiszerek használatával összefüggő toxikológiai fertőzések.

Anaerob, nem klostridiális fertőzések

• (gömb alakú baktériumok);
• shigella;
• escherichia;
• yersinia.

A nőgyógyászatban

Az anaerob fertőzés behatolását a női testbe elősegítik:

• a hüvely és a perineum lágy szöveteinek sérülései, például szülés, abortusz vagy műszeres vizsgálatok során;
• különböző hüvelygyulladás, cervicitis, méhnyak erózió, a nemi traktus daganatai;
• membránmaradványok, placenta, vérrögök szülés után a méhben.

Az anaerob fertőzések minősítése a fókusz lokalizációja szerint

Az anaerob fertőzések következő típusai vannak:

• Lágyszövetek és bőrfertőzések. A betegséget anaerob Gram-negatív baktériumok okozzák. Ezek felületi betegségek (cellulitisz, fertőzött bőrfekélyek, súlyos betegségek következményei - ekcéma, rüh és mások), valamint bőr alatti vagy posztoperatív fertőzések - bőr alatti tályogok, gáz gangréna, harapott sebek, égési sérülések, fertőzött fekélyek cukorbetegségben, érrendszeri betegségek . Mély fertőzés esetén lágyrész nekrózis lép fel, amelyben gáz, szürke genny halmozódik fel aljas szaggal.
• Csont fertőzés. A szeptikus ízületi gyulladás gyakran az elhanyagolt Vincent, az osteomyelitis következménye - gennyes-nekrotikus betegség, amely a csontban vagy a csontvelőben és a környező szövetekben alakul ki.
• A belső szervek fertőzései, beleértve a nőket is, előfordulhat bakteriális vaginosis, szeptikus abortusz, tályogok a nemi szervekben, méhen belüli és nőgyógyászati ​​fertőzések.
• A véráram fertőzései- szepszis. A véráramon keresztül terjed;
• A savós üreg fertőzései- hashártyagyulladás, azaz a peritoneum gyulladása.
• bakteriémia- baktériumok jelenléte a vérben, amelyek exogén vagy endogén módon jutnak oda.

Aerob sebészeti fertőzés

• diplococcusok;
• néha ;
• bél- és tífusz coli.

• furuncle;
• furunculosis;
• karbunkulus;
• hidradenitis;
• orbánc.

Diagnosztika

Csak mikrobiológiai vizsgálatok igazolhatják biztosan az anaerob baktériumok részvételét a kóros folyamatban. Az anaerobok szervezetben való jelenlétére vonatkozó negatív válasz azonban nem utasítja el lehetséges részvételüket a kóros folyamatban. Szakértők szerint a mikrobiológiai világ anaerob képviselőinek mintegy 50%-a ma műveletlen.

Az anaerob fertőzés kimutatására szolgáló nagy pontosságú módszerek közé tartozik a gáz-folyadék kromatográfia és a tömegspektrometriás elemzés, amely meghatározza az illékony folyékony savak és metabolitok - az anyagcsere során keletkező anyagok - mennyiségét. Nem kevésbé ígéretes módszerek a baktériumok vagy antitesteik meghatározása a páciens vérében enzim immunoassay segítségével.

Expressz diagnosztikát is alkalmaznak. A bioanyagot ultraibolya fényben vizsgálják. Tölt:

• a tályog vagy a seb leválasztható részének tartalmának bakteriológiai beoltása tápközegbe;
• vértenyészetek anaerob és aerob baktériumok jelenlétére;
• vérvétel biokémiai elemzéshez.

A diagnosztizálás során ki kell zárni az erysipelák jelenlétét a páciens testében - fertőző bőrbetegség, mélyvénás trombózis, gennyes-nekrotikus szöveti elváltozások más fertőzés miatt, pneumothorax, exudatív erythema, fagyás 2-4.

Anaerob fertőzés kezelése

Műtéti beavatkozás

Orvosi terápia

• fájdalomcsillapítók, vitaminok és antikoagulánsok szedése - olyan anyagok, amelyek megakadályozzák az erek vérrögök általi eltömődését;
• antibakteriális terápia - antibiotikumok szedése, és egy adott gyógyszer kijelölése a kórokozók antibiotikumokkal szembeni érzékenységének elemzése után történik;
• antigangrén szérum beadása a betegnek;
• plazma vagy immunglobulin transzfúziója;
• olyan gyógyszerek bevezetése, amelyek eltávolítják a méreganyagokat a szervezetből és megszüntetik azok negatív szervezetre gyakorolt ​​hatását, vagyis méregtelenítik a szervezetet.

Fizikoterápia

Megelőzés

Mi lesz a kezelés eredménye? Ez nagymértékben függ a kórokozó típusától, a fertőzés fókuszának helyétől, az időben történő diagnózistól és a megfelelő kezeléstől. Az orvosok általában óvatos, de kedvező prognózist adnak az ilyen betegségekre. A betegség előrehaladott stádiumában nagy valószínűséggel a beteg haláláról beszélhetünk.

Következő cikk.

anaerob organizmusok

Az aerobok légzése és növekedése a folyékony közegben zavarosodásként, vagy sűrű közeg esetén telepek képződésében nyilvánul meg. Átlagosan körülbelül 18-24 óra szükséges az aerobok termesztéséhez termosztatikus körülmények között.

Általános tulajdonságok aerobokra és anaerobokra

1. Mindezek a prokarióták nem rendelkeznek kifejezett maggal.
2. Rügyezéssel vagy osztódással szaporodnak.
3. Légzést végezve az oxidációs folyamat eredményeként az aerob és az anaerob szervezetek egyaránt hatalmas tömegű szerves maradványokat bomlanak le.
4. A baktériumok az egyetlen élőlények, amelyek légzése a molekuláris nitrogént szerves vegyületté köti.
5. Az aerob szervezetek és anaerobok széles hőmérséklet-tartományban képesek lélegezni. Van egy osztályozás, amely szerint a nukleáris mentes egysejtű szervezeteket a következőkre osztják:

• pszichofil - életkörülmények 0 ° C körül;
• mezofil - létfontosságú hőmérséklet 20-40 ° C;
• termofil - a növekedés és a légzés 50-75 ° C-on történik.

Az aerob baktériumok olyan mikroorganizmusok, amelyeknek szabad oxigénre van szükségük a normális élethez. Minden anaerobtól eltérően részt vesznek a szaporodáshoz szükséges energia előállítási folyamatában. Ezeknek a baktériumoknak nincs kifejezett magjuk. Rügyezéssel vagy hasadással szaporodnak, és ha oxidálódnak, különböző mérgező termékeket képeznek a tökéletlen redukció során.

Kevesen tudják, hogy az aerob baktériumok (egyszerű szóval aerobok) olyan organizmusok, amelyek talajban, levegőben és vízben élhetnek. Aktívan részt vesznek az anyagok keringésében, és számos speciális enzimmel rendelkeznek, amelyek biztosítják lebontásukat (például kataláz, szuperoxid-diszmutáz és mások). Ezeknek a baktériumoknak a légzése metán, hidrogén, nitrogén, hidrogén-szulfid és vas közvetlen oxidációjával történik. Széles tartományban képesek létezni 0,1-20 atm parciális nyomáson.

Az aerob Gram-negatív és Gram-pozitív baktériumok tenyésztése nemcsak a számukra megfelelő tápközeg alkalmazását jelenti, hanem az oxigén légkör mennyiségi szabályozását és az optimális hőmérséklet fenntartását is. Ennek a csoportnak minden mikroorganizmusa esetében megvan a minimális és a maximális oxigénkoncentráció az őt körülvevő környezetben, amely szükséges a normális szaporodáshoz és fejlődéshez. Ezért az oxigéntartalom csökkenése és növekedése a „maximális” határon túl az ilyen mikrobák élettevékenységének megszűnéséhez vezet. Minden aerob baktérium elpusztul 40-50%-os oxigénkoncentrációnál.

Az aerob baktériumok típusai

A szabad oxigéntől való függés mértéke szerint minden aerob baktérium a következő típusokra oszlik:

1. kötelező aerobok- ezek "feltétel nélküli" vagy "szigorú" aerobok, amelyek csak akkor tudnak fejlődni, ha a levegőben magas az oxigénkoncentráció, mivel az oxidatív reakciókból energiát kapnak a részvételével. Ezek tartalmazzák:

2. Fakultatív aerobok- olyan mikroorganizmusok, amelyek még nagyon alacsony oxigénmennyiség mellett is fejlődnek. ebbe a csoportba tartozik.

Az anaerobok és az aerobok az élőlények két formája a földön. Ez a cikk a mikroorganizmusokról szól.

Az anaerobok olyan mikroorganizmusok, amelyek szabad oxigént nem tartalmazó környezetben fejlődnek és szaporodnak. Az anaerob mikroorganizmusok szinte minden emberi szövetben megtalálhatók a pyoinflammatorikus gócokból. Feltételesen patogénnek minősülnek (nómban léteznek az emberben, és csak legyengült immunrendszerű emberekben alakulnak ki), de néha kórokozók (kórokozók) is lehetnek.

Vannak fakultatív és kötelező anaerobok. A fakultatív anaerobok mind oxigénmentes, mind oxigénmentes környezetben fejlődhetnek és szaporodhatnak. Ezek olyan mikroorganizmusok, mint az E. coli, Yersinia, staphylococcus, streptococcus, shigella és más baktériumok. A kötelező anaerobok csak anoxikus környezetben létezhetnek, és akkor pusztulnak el, amikor szabad oxigén jelenik meg a környezetben. A kötelező anaerobokat két csoportra osztják:

• spóraképző baktériumok, más néven clostridiumok
• baktériumok, amelyek nem képeznek spórákat, vagy más módon nem klostridiális anaerobok.

A Clostridiumok az anaerob clostridium fertőzések - botulizmus, clostridium sebfertőzések, tetanusz - kórokozói. A nem klostridiális anaerobok az emberek és állatok normál mikroflóráját jelentik. Ide tartoznak a rúd alakú és gömb alakú baktériumok: bakteroidok, fusobaktériumok, peillonella, peptococcusok, peptostreptococcusok, propionbakteriák, eubaktériumok és mások.

A nem-klostridiális anaerobok azonban jelentősen hozzájárulhatnak a gennyes-gyulladásos folyamatok kialakulásához (peritonitis, tüdő- és agytályogok, tüdőgyulladás, pleurális empyema, a maxillofacialis régió flegmonája, szepszis, középfülgyulladás és mások). A nem-klostridiális anaerobok által okozott anaerob fertőzések többsége endogén (belső eredetű, belső okok által okozott), és főként a szervezet ellenálló képességének csökkenésével, sérülések, műtétek, hipotermia, csökkent immunitás következtében alakul ki a kórokozókkal szembeni rezisztenciájában.

A fertőzések kialakulásában szerepet játszó anaerobok fő része a bakteroidok, a fuzobaktériumok, a peptostreptococcusok és a spórabacillusok. A gennyes-gyulladásos anaerob fertőzések felét bakteroidok okozzák.

• Bacteroides-rudak, 1-15 mikron nagyságúak, nem mozgékonyak vagy flagella segítségével mozognak. Méreganyagokat választanak ki, amelyek virulencia faktorként (kórokozóként) működnek.
• A fuzobaktériumok rúd alakú obligát (csak oxigén hiányában életben maradó) anaerob baktériumok, amelyek a száj és a belek nyálkahártyáján élnek, lehetnek mozdulatlanok vagy mozgékonyak, erős endotoxint tartalmaznak.
• A peptostreptococcusok gömb alakú baktériumok, amelyek kettesben, négyesben, szabálytalan csoportokban vagy láncokban helyezkednek el. Ezek nem lobogó baktériumok, amelyek nem képeznek spórákat. A peptococcusok a gömb alakú baktériumok egyik nemzetsége, amelyet egyetlen P.niger faj képvisel. Egyedül, párokba vagy csoportokba rendezve. A peptococcusoknak nincs flagellája, és nem képeznek spórákat.
• A Veionella a diplococcusok nemzetsége (kokkális formájú baktériumok, amelyek sejtjei párban helyezkednek el), rövid láncokba rendeződnek, mozdulatlanok, nem képeznek spórákat.
• A betegek fertőző gócaiból izolált egyéb nem-klostridiális anaerob baktériumok a propionos baktériumok, a volinella, amelynek szerepét kevésbé vizsgálták.

A Clostridium a spóraképző anaerob baktériumok nemzetsége. A klostrídiumok a gyomor-bél traktus nyálkahártyáján élnek. A Clostridiumok főként patogének (betegséget okoznak) az ember számára. Az egyes fajokra jellemző, rendkívül aktív toxinokat választanak ki. Az anaerob fertőzés kórokozója lehet egyfajta baktérium vagy többféle mikroorganizmus: anaerob-anaerob (bakteroidok és fusobaktériumok), anaerob-aerob (bakteroidok és staphylococcusok, klostridiumok és staphylococcusok)

Az aerobok olyan szervezetek, amelyeknek szabad oxigénre van szükségük az élethez és a szaporodáshoz. Az anaerobokkal ellentétben az aerobok részt vesznek a szükséges energia előállításában. Az aerobok közé tartoznak az állatok, növények és a mikroorganizmusok jelentős része, amelyek közül izolálva vannak.

• obligát aerobok - ezek "szigorú" vagy "feltétel nélküli" aerobok, energiát csak oxigénnel járó oxidatív reakciókból kapnak; ezek közé tartozik például néhány Pseudomonas faj, sok szaprofita, gomba, Diplococcus pneumoniae, diftéria bacillus
• az obligát aerobok csoportjában a mikroaerofilek különíthetők el - létfontosságú tevékenységükhöz alacsony oxigéntartalomra van szükségük. A normál környezetbe kerülve az ilyen mikroorganizmusok elnyomják vagy elpusztulnak, mivel az oxigén károsan befolyásolja enzimeik működését. Ilyenek például a meningococcusok, a streptococcusok, a gonococcusok.
• fakultatív aerobok - olyan mikroorganizmusok, amelyek oxigén hiányában fejlődhetnek, például élesztőbacilus. A legtöbb patogén mikroba ebbe a csoportba tartozik.

Minden aerob mikroorganizmusnak megvan a saját minimális, optimális és maximális oxigénkoncentrációja a környezetében, amely a normális fejlődéséhez szükséges. Az oxigéntartalom „maximális” határon túli növelése a mikrobák pusztulásához vezet. Minden mikroorganizmus elpusztul 40-50%-os oxigénkoncentrációnál.

anaerob organizmusok

Az aerob és anaerob baktériumokat folyékony tápközegben előzetesen az O 2 koncentráció gradiens alapján azonosítják:
1. Kötelező aerob(oxigénigényes) baktériumok többnyire a cső tetején összegyűjtve a maximális mennyiségű oxigént felszívja. (Kivétel: mikobaktériumok – a viasz-lipid membrán miatt a felületen filmnövekedés.)
2. Kötelező anaerob baktériumok gyűlnek össze az alján, hogy elkerüljék az oxigént (vagy ne növekedjenek).
3. Nem kötelező A baktériumok főként a tetején gyűlnek össze (ami előnyösebb, mint a glikolízis), de az egész táptalajban megtalálhatók, mivel nem függenek az O 2 -től.
4. Mikroaerofilek a cső felső részében gyűlnek össze, de optimumuk az alacsony oxigénkoncentráció.
5. Aerotoleráns Az anaerobok nem reagálnak az oxigénkoncentrációra, és egyenletesen oszlanak el a kémcsőben.

Anaerobok- olyan szervezetek, amelyek oxigénhez jutás hiányában a szubsztrát foszforilációjával kapnak energiát, a szubsztrát tökéletlen oxidációjának végtermékei a végső proton akceptor jelenlétében oxidálódva több energiát termelhetnek ATP formájában az oxidatív folyamatot végző szervezetek által. foszforiláció.

Az anaerobok az organizmusok kiterjedt csoportja, mind mikro-, mind makroszinten:

• anaerob mikroorganizmusok- prokarióták kiterjedt csoportja és néhány protozoa.
• makroorganizmusok - gombák, algák, növények és egyes állatok (foraminifera osztály, a legtöbb helminth (mételyosztály, galandférgek, orsóférgek (például ascaris))).

Ezenkívül az anaerob glükóz oxidáció fontos szerepet játszik az állatok és az emberek harántcsíkolt izmainak munkájában (különösen a szöveti hipoxia állapotában).

Az anaerobok osztályozása

A mikrobiológiában kialakított osztályozás szerint a következők vannak:

• Fakultatív anaerobok
• Kapneisztikus anaerobok és mikroaerofilek
• Aerotoleráns anaerobok
• Közepesen szigorú anaerobok
• kötelező anaerobok

Ha egy szervezet képes átváltani az egyik anyagcsereútról a másikra (például anaerob légzésről aerob légzésre és fordítva), akkor feltételesen ún. fakultatív anaerobok .

1991-ig a mikrobiológiában egy osztályt különítettek el kapneisztikus anaerobok alacsony oxigénkoncentrációt és megnövekedett szén-dioxid koncentrációt igényel (Brucella szarvasmarha típusú - B. abortus)

Egy közepesen szigorú anaerob szervezet túlél molekuláris O 2 -tartalmú környezetben, de nem szaporodik. A mikroaerofilek képesek túlélni és szaporodni alacsony O 2 parciális nyomású környezetben.

Ha a szervezet nem tud "átváltani" anaerob légzésről aerob légzésre, de nem hal el molekuláris oxigén jelenlétében, akkor a csoportba tartozik. aerotoleráns anaerobok. Például a tejsav és sok vajsavbaktérium

kötelez Az anaerobok molekuláris oxigén O 2 jelenlétében meghalnak - például a baktériumok és az archaea nemzetség képviselői: Bacteroides, Fusobacterium, Butyrivibrio, Methanobaktérium). Az ilyen anaerobok állandóan oxigénhiányos környezetben élnek. A kötelező anaerobok közé tartozik néhány baktérium, élesztőgomba, flagellátum és csillós.

Az oxigén és formáinak toxicitása az anaerob szervezetekre

Az oxigénben gazdag környezet agresszív a szerves életformákkal szemben. Ez annak köszönhető, hogy az élet során vagy az ionizáló sugárzás különféle formáinak hatására olyan reaktív oxigénfajták képződnek, amelyek sokkal mérgezőbbek, mint a molekuláris oxigén O 2 . A szervezet életképességét oxigén környezetben meghatározó tényező egy működőképes antioxidáns rendszer jelenléte, amely képes eliminálni: szuperoxid aniont (O 2 -), hidrogén-peroxidot (H 2 O 2), szingulett oxigént (O .), ill. a szervezet belső környezetéből származó molekuláris oxigén ( O 2) is. Leggyakrabban az ilyen védelmet egy vagy több enzim biztosítja:

• szuperoxid-diszmutáz-elimináló szuperoxid-anion (O 2 -) anélkül, hogy a szervezet számára jótékony hatású lenne
• kataláz, eltávolítja a hidrogén-peroxidot (H 2 O 2) anélkül, hogy a szervezet számára energiahatékony lenne
• citokróm- egy enzim, amely felelős az elektronok átviteléért a NAD H-ból az O 2 -be. Ez a folyamat jelentős energiaelőnyt biztosít a szervezet számára.

Az aerob szervezetek leggyakrabban három citokrómot tartalmaznak, a fakultatív anaerobok - egy vagy kettő, az obligát anaerobok nem tartalmaznak citokrómot.

Az anaerob mikroorganizmusok aktívan befolyásolhatják a környezetet, megfelelő redoxpotenciált hozva létre a környezetben (pl. Cl.perfringens). Egyes beoltott anaerob mikroorganizmus-tenyészetek, mielőtt szaporodni kezdenének, a pH-t 2 0 értékről értékre csökkentik, reduktív gáttal megvédve magukat, mások - aerotoleránsak - létfontosságú tevékenységük során hidrogén-peroxidot termelnek, ami 2 0-ra emeli a pH-t.

Ugyanakkor a glikolízis csak az anaerobokra jellemző, amely a végső reakciótermékektől függően többféle fermentációra oszlik:

• tejsavas fermentáció Lactobacillus ,Streptococcus , Bifidobaktérium, valamint a többsejtű állatok és emberek egyes szövetei.
• alkoholos erjedés - saccharomycetes, candida (a gombavilág élőlényei)
• hangyasav - enterobaktériumok családja
• vajsav – bizonyos típusú clostridiumok
• propionsav - propionobaktériumok (pl. Propionibacterium acnes)
• fermentáció molekuláris hidrogén felszabadulásával - egyes Clostridium fajok, Stickland fermentáció
• metán fermentáció - pl. Methanobaktérium

A glükóz lebontása következtében 2 molekula elfogy, és 4 molekula ATP szintetizálódik. Így a teljes ATP hozam 2 ATP molekula és 2 NAD·H 2 molekula. A reakció során nyert piruvátot a sejt különböző módon hasznosítja, attól függően, hogy milyen típusú fermentációt követ.

Az erjedés és a bomlás antagonizmusa

Az evolúció során kialakult és megszilárdult a fermentatív és rothadó mikroflóra biológiai antagonizmusa:

A szénhidrátok mikroorganizmusok általi lebontása a környezet jelentős csökkenésével, míg a fehérjék és aminosavak lebontása növekedéssel (lúgosodás) jár együtt. A természetben és az emberi életben fontos szerepet játszik az egyes élőlények alkalmazkodása a környezet egy bizonyos reakciójához, így például az erjedési folyamatok miatt megakadályozzák a szilázs, az erjesztett zöldségek, tejtermékek rothadását.

Anaerob szervezetek tenyésztése

Az anaerobok tiszta kultúrájának elkülönítése sematikusan

Az anaerob szervezetek termesztése elsősorban a mikrobiológia feladata.

Az anaerobok termesztésére speciális módszereket alkalmaznak, amelyek lényege a levegő eltávolítása, vagy speciális gázkeverékkel (vagy inert gázokkal) történő helyettesítése zárt termosztátokban. - anaerosztátok .

Az anaerobok (leggyakrabban mikroorganizmusok) tápközegen történő tenyésztésének másik módja redukáló anyagok (glükóz, nátrium-hangyasav stb.) hozzáadása, amelyek csökkentik a redoxpotenciált.

Általános táptalaj az anaerob szervezetek számára

Általános környezetre Wilson - Blair az alap agar-agar glükóz, nátrium-szulfit és vas(II)-klorid hozzáadásával. A Clostridiumok ezen a táptalajon fekete telepeket képeznek a szulfit szulfid-anionná történő redukálásával, amely vas (II) kationokkal egyesül, és fekete sót ad. Ezen a táptalajon általában fekete telepek jelennek meg az agaroszlop mélyén.

szerda Kitta - Tarozzi hús-peptonlevesből, 0,5% glükózból és máj- vagy darált húsdarabokból áll, hogy felszívja az oxigént a környezetből. Vetés előtt a táptalajt forrásban lévő vízfürdőben 20-30 percig melegítjük, hogy eltávolítsuk a levegőt a táptalajból. A vetés után a tápközeget azonnal megtöltjük egy réteg paraffinnal vagy paraffinolajjal, hogy elszigeteljük az oxigén hozzáférésétől.

Általános tenyésztési módszerek anaerob szervezetekre

Gaspack- a rendszer kémiailag biztosítja a gázelegy állandóságát a legtöbb anaerob mikroorganizmus szaporodásához. Egy lezárt tartályban a víz reakcióba lép nátrium-bór-hidriddel és nátrium-hidrogén-karbonát tablettákkal, hidrogént és szén-dioxidot képezve. A hidrogén ezután palládiumkatalizátoron reagál a gázelegy oxigénjével, és vizet képez, amely már újra reagál a bórhidrid hidrolízisével.

Ezt a módszert Brewer és Olgaer javasolta 1965-ben. A fejlesztők egy eldobható hidrogént termelő tasakot vezettek be, amelyet később belső katalizátort tartalmazó szén-dioxidot termelő tasakokká fejlesztettek.

Zeissler módszer spóraképző anaerobok tiszta kultúráinak izolálására használják. Ehhez oltsa be Kitt-Tarozzi táptalajra, melegítse 20 percig 80 °C-on (a vegetatív forma elpusztítása érdekében), töltse fel a táptalajt vazelinolajjal és inkubálja 24 órán át termosztátban. Ezután a beoltást cukor-vér agaron végezzük, hogy tiszta tenyészeteket kapjunk. 24 órás tenyésztés után a kérdéses telepeket tanulmányozzuk - Kitt-Tarozzi táptalajon továbbtenyésztjük (az izolált tenyészet tisztaságának ezt követő ellenőrzésével).

Fortner módszer

Fortner módszer- az oltásokat Petri-csészén végezzük, a táptalaj megvastagított rétegével, amelyet az agarba vágott keskeny horony kettéoszt. Az egyik felét aerob baktériumkultúrával, a másik felét anaerob baktériumokkal oltják be. A csésze széleit paraffinnal töltik fel és termosztátban inkubálják. Kezdetben az aerob mikroflóra növekedése figyelhető meg, majd (az oxigén felszívódása után) az aerob mikroflóra növekedése hirtelen leáll, és megindul az anaerob mikroflóra növekedése.

Weinberg módszer kötelező anaerobok tiszta kultúráinak előállítására használják. A Kitta-Tarozzi táptalajon termesztett tenyészeteket átvisszük cukorlevesbe. Ezután egy eldobható Pasteur pipettával az anyagot cukorhús-pepton agarral keskeny csövekbe (Vignal csövek) visszük át, a pipettát a cső aljára merítve. A beoltott csöveket gyorsan lehűtik, ami lehetővé teszi a bakteriális anyag rögzítését a megkeményedett agar vastagságában. A csöveket termosztátban inkubáljuk, majd a kifejlett telepeket tanulmányozzuk. Ha egy érdeklődésre számot tartó telepet találunk, a helyére vágni kell, az anyagot gyorsan kivesszük és Kitta-Tarozzi táptalajra oltjuk (az izolált tenyészet tisztaságának ezt követő ellenőrzésével).

Peretz módszer

Peretz módszer- a felolvasztott és lehűtött cukor-agar-agarba baktériumtenyészetet helyezünk, és parafarudakra (vagy gyufadarabokra) helyezett üveg alá öntjük egy Petri-csészében. A módszer a legkevésbé megbízható az összes közül, de használata meglehetősen egyszerű.

Differenciál-diagnosztikai tápközeg

• környezetek gissa("tarka sor")
• szerda Ressel(Russell)
• szerda Ploskireva vagy baktoagar "Zh"
• Bizmut-szulfit agar

Sziszegő média: 1%-os peptonos vízhez adjunk egy bizonyos szénhidrát (glükóz, laktóz, maltóz, mannit, szacharóz stb.) 0,5%-os oldatát és az Andrede-féle sav-bázis indikátort, öntsük kémcsövekbe, amelyekbe egy úszót helyezünk a gáznemű felfogására. szénhidrogének bomlása során keletkező termékek.

Ressel szerda(Russell) az enterobaktériumok (Shigella, Salmonella) biokémiai tulajdonságainak tanulmányozására szolgál. Agar-agar tápanyagot, laktózt, glükózt és indikátort (brómtimolkék) tartalmaz. A táptalaj színe füves zöld. Általában 5 ml-es, ferde felületű csövekben készítik. A vetés az oszlop mélységébe történő befecskendezéssel és a ferde felület mentén történő ütéssel történik.

Szerda Ploskirev(Bactoagar Zh) egy differenciáldiagnosztikai és szelektív táptalaj, mivel számos mikroorganizmus szaporodását gátolja, és elősegíti a patogén baktériumok (tífusz, paratífusz, vérhas kórokozói) szaporodását. A laktóz-negatív baktériumok színtelen telepeket alkotnak ezen a táptalajon, míg a laktóz-pozitív baktériumok vörös telepeket. A táptalaj agart, laktózt, ragyogó zöldet, epesókat, ásványi sókat, indikátort (semleges vörös) tartalmaz.

Bizmut-szulfit agarÚgy tervezték, hogy tiszta formában izolálja a szalmonellát a fertőzött anyagoktól. Triptikus emésztést, glükózt, szalmonella növekedési faktorokat, briliánzöldet és agart tartalmaz. A táptalaj eltérő tulajdonságai a Salmonella hidrogén-szulfid előállítására való képességén, valamint a szulfiddal, briliánzölddel és bizmut-citráttal szembeni ellenállásán alapulnak. A telepeket bizmut-szulfid fekete színével jelöljük (a technika hasonló a táptalajhoz Wilson - Blair).

Az anaerob szervezetek anyagcseréje

Az anaerob organizmusok anyagcseréjének több alcsoportja van:

Anaerob energiaanyagcsere a szövetekben emberiés állatokat

Anaerob és aerob energiatermelés az emberi szövetekben

Az állatok és az emberek egyes szöveteit a hipoxiával szembeni fokozott ellenállás jellemzi (különösen az izomszövetet). Normál körülmények között az ATP szintézis aerob módon megy végbe, intenzív izomtevékenység során, amikor az izmok oxigénellátása nehézkes, hipoxiás állapotban, valamint szöveti gyulladásos reakciók során az ATP regeneráció anaerob mechanizmusai dominálnak. A vázizmokban 3 típusú anaerob és csak egy aerob ATP regenerációs útvonalat azonosítottak.

3 típusú anaerob ATP szintézis útvonal

Az anaerob anyagok közé tartozik:

• Kreatin-foszfatáz (foszfogén vagy alaktát) mechanizmus - refoszforiláció a kreatin-foszfát és az ADP között
• Miokináz - szintézis (egyébként újraszintézis) ATP 2 molekula ADP (adenilát-cikláz) transzfoszforilációs reakciójában
• Glikolitikus - a vércukor- vagy glikogénraktárak anaerob lebontása, amely a képződéssel végződik

Azokat a szervezeteket, amelyek oxigén hiányában képesek energiát nyerni, anaeroboknak nevezzük. Ezenkívül az anaerobok csoportjába tartoznak a mikroorganizmusok (protozoonok és prokarióták egy csoportja), valamint a makroorganizmusok, amelyek magukban foglalnak néhány algát, gombát, állatot és növényt. Cikkünkben közelebbről megvizsgáljuk azokat az anaerob baktériumokat, amelyeket a helyi szennyvíztisztító telepeken szennyvíz kezelésére használnak. Mivel a szennyvíztisztítókban aerob mikroorganizmusok is használhatók velük együtt, ezeket a baktériumokat összehasonlítjuk.

Mi az anaerobok, rájöttünk. Most érdemes megérteni, hogy milyen típusokra oszthatók. A mikrobiológiában a következő anaerob osztályozási táblázatot használják:

• Fakultatív mikroorganizmusok. A fakultatív anaerob baktériumokat olyan baktériumoknak nevezzük, amelyek képesek megváltoztatni az anyagcsere útjukat, vagyis képesek a légzést anaerobról aerobra és fordítva. Lehet vitatkozni, hogy fakultatívan élnek.
• A csoport kapneista képviselői csak alacsony oxigén- és magas szén-dioxid tartalmú környezetben képes élni.
• Közepesen szigorú szervezetek képes túlélni molekuláris oxigént tartalmazó környezetben. Itt azonban nem képesek szaporodni. A makroaerofilek túlélhetnek és szaporodhatnak csökkentett oxigén parciális nyomású környezetben.
• Aerotoleráns mikroorganizmusok abban különböznek, hogy nem tudnak fakultatívan élni, vagyis nem képesek az anaerob légzésről aerob légzésre váltani. Azonban abban különböznek a fakultatív anaerob mikroorganizmusok csoportjától, hogy nem pusztulnak el molekuláris oxigénnel rendelkező környezetben. Ebbe a csoportba tartozik a legtöbb vajbaktérium és bizonyos típusú tejsav mikroorganizmusok.
• kötelező baktériumok gyorsan elpusztulnak molekuláris oxigént tartalmazó környezetben. Csak attól való teljes elszigeteltségben élhetnek. Ebbe a csoportba tartoznak a csillósok, flagellák, bizonyos típusú baktériumok és élesztőgombák.

Az oxigén hatása a baktériumokra

Bármilyen oxigént tartalmazó környezet agresszíven befolyásolja a szerves életformákat. A helyzet az, hogy a különféle életformák életfolyamatában vagy bizonyos típusú ionizáló sugárzás hatására reaktív oxigénfajták képződnek, amelyek mérgezőbbek a molekuláris anyagokhoz képest.

Az élő szervezet oxigénes környezetben való túlélése szempontjából a fő meghatározó tényező az antioxidáns funkcionális rendszer jelenléte, amely képes az eliminációra. Az ilyen védelmi funkciókat általában egy vagy több enzim biztosítja egyszerre:

• citokróm;
• kataláz;
• szuperoxid-diszmutáz.

Ugyanakkor egy fakultatív faj egyes anaerob baktériumai csak egy típusú enzimet tartalmaznak - a citokrómot. Az aerob mikroorganizmusok három citokrómmal rendelkeznek, így jól érzik magukat oxigénes környezetben. Az obligát anaerobok pedig egyáltalán nem tartalmaznak citokrómot.

Egyes anaerob organizmusok azonban hatással lehetnek környezetükre, és megfelelő redoxpotenciált hoznak létre számára. Például bizonyos mikroorganizmusok szaporodás előtt 25-ről 1-re vagy 5-re csökkentik a környezet savasságát, így speciális gáttal védhetik meg magukat. Az aerotoleráns anaerob szervezetek pedig, amelyek életük során hidrogén-peroxidot bocsátanak ki, növelhetik a környezet savasságát.

Fontos: a további antioxidáns védelem érdekében a baktériumok alacsony molekulatömegű antioxidánsokat szintetizálnak vagy felhalmoznak, amelyek közé tartozik az A-, E- és C-vitamin, valamint a citromsav és más típusú savak.

Hogyan jutnak energiához az anaerobok?

1. Egyes mikroorganizmusok különböző aminosavvegyületek, például fehérjék és peptidek, valamint maguk az aminosavak katabolizmusából nyernek energiát. Általában ezt az energiafelszabadítási folyamatot rothadásnak nevezik. És magát a környezetet, amelynek energiacseréjében az aminosav-vegyületek és maguk az aminosavak katabolizmusának számos folyamata figyelhető meg, putrefaktív környezetnek nevezik.
2. Más anaerob baktériumok képesek lebontani a hexózokat (glükózt). Ebben az esetben különböző felosztási módszerek használhatók:
   • glikolízis. Ezt követően fermentációs folyamatok mennek végbe a környezetben;
   • oxidatív út;
   • Entner-Doudoroff reakciók, amelyek mannán, hexuronsav vagy glükonsav körülményei között mennek végbe.

Ebben az esetben csak az anaerob képviselők használhatják a glikolízist. Többféle fermentációra osztható, a reakció után képződő termékektől függően:

• alkoholos fermentáció;
• tejsavas fermentáció;
• enterobaktérium hangyasav típusa;
• vajsavas erjesztés;
• propionsav reakció;
• molekuláris oxigén felszabadításával járó folyamatok;
• metán fermentáció (szeptikus tartályokban használják).

A szeptikus tartály anaerobjainak jellemzői

Az anaerob szeptikus tartályok olyan mikroorganizmusokat használnak, amelyek képesek oxigén nélkül feldolgozni a szennyvizet. Általános szabály, hogy abban a rekeszben, ahol az anaerobok találhatók, a szennyvíz bomlási folyamatai jelentősen felgyorsulnak. A folyamat eredményeként a szilárd vegyületek üledék formájában a fenékre hullanak. Ugyanakkor a szennyvíz folyékony komponensét minőségileg megtisztítják a különféle szerves szennyeződésektől.

E baktériumok élete során nagyszámú szilárd vegyület képződik. Mindegyik a helyi tisztítótelep alján telepszik meg, ezért rendszeres tisztítást igényel. Ha a tisztítást nem végzik el időben, akkor a tisztítómű hatékony és jól összehangolt működése teljesen megzavarható és működésképtelenné válik.

Figyelem: a szeptikus tartály tisztítása után kapott iszapot nem szabad műtrágyának használni, mert káros mikroorganizmusokat tartalmaz, amelyek károsíthatják a környezetet.

Mivel a baktériumok anaerob képviselői létfontosságú tevékenységük során metánt termelnek, az ezen organizmusok felhasználásával dolgozó kezelő létesítményeket hatékony szellőzőrendszerrel kell felszerelni. Ellenkező esetben a kellemetlen szag elronthatja a környező levegőt.

Fontos: az anaerobok felhasználásával végzett szennyvíztisztítás hatékonysága csak 60-70%.

Az anaerobok szeptikus tartályokban való használatának hátrányai

A baktériumok anaerob képviselői, amelyek a szeptikus tartályok különféle biológiai termékeinek részét képezik, a következő hátrányokkal rendelkeznek:

1. A szennyvíz baktériumok általi feldolgozása után keletkező hulladék a bennük lévő káros mikroorganizmusok miatt nem alkalmas a talaj trágyázására.
2. Mivel az anaerobok élete során nagy mennyiségű sűrű üledék képződik, ennek eltávolítását rendszeresen el kell végezni. Ehhez hívnia kell a porszívókat.
3. Az anaerob baktériumokkal végzett szennyvíztisztítás nem teljes, de csak maximum 70 százaléka.
4. Az ezekkel a baktériumokkal működő szennyvíztisztító telep nagyon kellemetlen szagot bocsáthat ki, ami abból adódik, hogy ezek a mikroorganizmusok életük során metánt bocsátanak ki.

A különbség az anaerobok és az aerobok között

A fő különbség az aerobok és az anaerobok között az, hogy az előbbiek magas oxigéntartalmú körülmények között képesek élni és szaporodni. Ezért az ilyen szeptikus tartályok szükségszerűen fel vannak szerelve kompresszorral és levegőztetővel a levegő szivattyúzására. Ezek a helyi szennyvíztisztító telepek általában nem bocsátanak ki ilyen kellemetlen szagot.

Ezzel szemben az anaerob képviselőknek (amint azt a fent leírt mikrobiológiai táblázat mutatja) nincs szükségük oxigénre. Ezenkívül egyes fajaik képesek meghalni ennek az anyagnak a magas tartalmával. Ezért az ilyen szeptikus tartályokhoz nincs szükség levegő szivattyúzására. Számukra csak a keletkező metán eltávolítása a fontos.

Egy másik különbség a képződött üledék mennyisége. Az aerobokkal rendelkező rendszerekben az iszap mennyisége sokkal kisebb, így a szerkezet tisztítása sokkal ritkábban végezhető el. Ezenkívül a szeptikus tartály kitisztítható a vákuumkocsik hívása nélkül. A vastag üledék eltávolításához az első kamrából használhat egy közönséges hálót, és az utolsó kamrában képződött eleveniszap kiszivattyúzásához elegendő egy vízelvezető szivattyút használni. Ezenkívül az aerobokat használó tisztítótelepről származó eleveniszap felhasználható a talaj trágyázására.

A baktériumok több mint 3,5 milliárd évvel ezelőtt jelentek meg, és voltak az első élő szervezetek bolygónkon. Az aerob és anaerob baktériumfajoknak köszönhető az élet a Földön.

Napjainkban a prokarióta (nem nukleáris) szervezetek egyik legváltozatosabb és legelterjedtebb csoportja. A különböző légzés lehetővé tette aerob és anaerob, a táplálkozás pedig heterotróf és autotróf prokariótákra való felosztását.

Ezeknek a nem nukleáris egysejtű szervezeteknek a fajok sokfélesége óriási: a tudomány mindössze 10 000 fajt írt le, és állítólag több mint egymillió baktériumfaj létezik. Osztályozásuk rendkívül összetett, és a következő jellemzők és tulajdonságok közössége alapján történik:

• morfológiai - forma, mozgásmód, spóraképző képesség és mások);
• fiziológiás - légzés oxigénnel (aerob) vagy anoxikus változattal (anaerob baktériumok), az anyagcseretermékek természetétől függően és mások;
• biokémiai;
• a genetikai jellemzők hasonlósága.

Például a megjelenés szerinti morfológiai osztályozás az összes baktériumot a következőképpen osztja fel:

• rúd alakú;
• kanyargó;
• gömbölyű.

Az oxigénre vonatkozó fiziológiai osztályozás az összes prokariótát a következőkre osztja:

• anaerob - mikroorganizmusok, amelyek légzéséhez nincs szükség szabad oxigén jelenlétére;
• aerob - mikroorganizmusok, amelyeknek életükhöz oxigénre van szükségük.

Anaerob prokarióták

Az anaerob mikroorganizmusok teljes mértékben megfelelnek a nevüknek - az an-előtag tagadja a szó jelentését, az aero levegő és b-élet. Kiderül - levegőtlen élet, olyan szervezetek, amelyek légzéséhez nincs szükség szabad oxigénre.

Az anoxikus mikroorganizmusok két csoportra oszthatók:

• fakultatív anaerob - képes létezni mind oxigént tartalmazó környezetben, mind annak hiányában;
• kötelező mikroorganizmusok - elpusztulnak a környezetben lévő szabad oxigén jelenlétében.

Az anaerob baktériumok osztályozása az obligát csoportot a spóraképződés lehetősége szerint a következőkre osztja:

• spóraképző clostridia - Gram-pozitív baktériumok, amelyek többsége mobil, intenzív anyagcsere és nagy variabilitás jellemzi;
• A nem klostridiális anaerobok Gram-pozitív és negatív baktériumok, amelyek az emberi mikroflóra részét képezik.

A Clostridia tulajdonságai

A spóraképző anaerob baktériumok nagy számban találhatók meg a talajban és az állatok és emberek gyomor-bélrendszerében. Közülük több mint 10 olyan faj ismert, amelyek mérgezőek az emberre. Ezek a baktériumok rendkívül aktív exotoxinokat termelnek, amelyek minden fajra jellemzőek.

Bár az anaerob mikroorganizmusok egy fajtája fertőző ágens lehet, a különböző mikrobiális társulások által okozott mérgezés jellemzőbb:

• többféle anaerob baktérium;
• anaerob és aerob mikroorganizmusok (leggyakrabban clostridiumok és staphylococcusok).

Bakteriális kultúra

A számunkra jól ismert oxigénes környezetben teljesen természetes, hogy az obligát aerobok beszerzéséhez speciális eszközök és mikrobiológiai közegek alkalmazása szükséges. Valójában az anoxikus mikroorganizmusok tenyésztése olyan feltételek megteremtésére korlátozódik, amelyek mellett a levegő hozzáférése a közeghez, ahol a prokarióták tenyésztése történik, teljesen blokkolva van.

Az obligát anaerobok mikrobiológiai vizsgálata esetén kiemelten fontosak a mintavételi módszerek és a minta laboratóriumba szállításának módja. Mivel a kötelező mikroorganizmusok a levegő hatására azonnal elpusztulnak, a mintát lezárt fecskendőben vagy az ilyen szállításra kialakított speciális közegben kell tárolni.

Aerofil mikroorganizmusok

Az aerobokat mikroorganizmusoknak nevezzük, amelyek légzése a levegőben lévő szabad oxigén nélkül lehetetlen, és tenyésztésük a tápközeg felszínén történik.

Az oxigénfüggőség mértéke szerint az összes aerob a következőkre oszlik:

• obligát (aerofil) - csak magas oxigénkoncentráció mellett képes fejlődni a levegőben;
• fakultatív aerob mikroorganizmusok, amelyek csökkent oxigénmennyiség mellett is fejlődnek.

Az aerobok tulajdonságai és jellemzői

Az aerob baktériumok a talajban, a vízben és a levegőben élnek, és aktívan részt vesznek az anyagok körforgásában. Az aerob baktériumok légzése metán (CH 4), hidrogén (H 2), nitrogén (N 2), hidrogén-szulfid (H 2 S), vas (Fe) közvetlen oxidációjával történik.

Az emberre patogén kötelező aerob mikroorganizmusok közé tartozik a tuberkulózisbacilus, a tularemia kórokozója és a vibrio cholerae. Mindegyiküknek nagy mennyiségű oxigénre van szüksége a túléléshez. A fakultatív aerob baktériumok, mint például a szalmonella, nagyon kevés oxigénnel képesek lélegezni.

Azok az aerob mikroorganizmusok, amelyek légzésüket oxigénatmoszférában végzik, igen széles tartományban képesek létezni 0,1-20 atm parciális nyomáson.

Növekvő aerobok

Az aerobok termesztése megfelelő táptalaj felhasználásával jár. A szükséges feltételek az oxigénatmoszféra mennyiségi szabályozása és az optimális hőmérséklet megteremtése is.

Az aerobok légzése és növekedése a folyékony közegben zavarosodásként, vagy sűrű közeg esetén telepek képződésében nyilvánul meg. Átlagosan körülbelül 18-24 óra szükséges az aerobok termesztéséhez termosztatikus körülmények között.

Általános tulajdonságok aerobokra és anaerobokra

1. Mindezek a prokarióták nem rendelkeznek kifejezett maggal.
2. Rügyezéssel vagy osztódással szaporodnak.
3. Légzést végezve az oxidációs folyamat eredményeként az aerob és az anaerob szervezetek egyaránt hatalmas tömegű szerves maradványokat bomlanak le.
4. A baktériumok az egyetlen élőlények, amelyek légzése a molekuláris nitrogént szerves vegyületté köti.
5. Az aerob szervezetek és anaerobok széles hőmérséklet-tartományban képesek lélegezni. Van egy osztályozás, amely szerint a nukleáris mentes egysejtű szervezeteket a következőkre osztják:

• pszichofil - életkörülmények 0 ° C körül;
• mezofil - létfontosságú hőmérséklet 20-40 ° C;
• termofil - a növekedés és a légzés 50-75 ° C-on történik.