Bakterie tlenowe. Organizmy beztlenowe. Przyczyny chorób zakaźnych

Beztlenowce to drobnoustroje, które mogą rosnąć i rozmnażać się bez dostępu do wolnego tlenu. Toksyczne działanie tlenu na beztlenowce wiąże się z tłumieniem aktywności wielu bakterii bakteryjnych. Istnieją fakultatywne beztlenowce, zdolne do zmiany beztlenowego typu oddychania na tlenowe, oraz ścisłe (obowiązkowe) beztlenowce, które mają tylko beztlenowy typ oddychania.

Podczas hodowli ścisłych beztlenowców stosuje się chemiczne metody eliminacji tlenu: do środowiska otaczającego beztlenowce dodaje się substancje zdolne do pochłaniania tlenu (na przykład alkaliczny roztwór pirogalolu, wodorosiarczynu sodu) lub substancje zdolne do redukcji napływającego tlenu są wprowadzane do kompozycji (na przykład itp.) . Beztlenowce można zapewnić metodami fizycznymi: mechanicznie usuwając je z pożywek przed siewem, poprzez gotowanie, a następnie wypełnienie powierzchni pożywki cieczą, a także za pomocą anaerobatu; zaszczepić poprzez wstrzyknięcie do wysokiej kolumny agaru odżywczego, a następnie napełnienie jej lepkim olejem wazelinowym. Biologicznym sposobem zapewnienia warunków beztlenowych dla beztlenowców jest łączony, wspólny wysiew roślin uprawnych i beztlenowców.

Do patogennych beztlenowców zaliczają się pręciki, patogeny (patrz Clostridia). Zobacz też .

Beztlenowce to mikroorganizmy, które mogą normalnie istnieć i rozwijać się bez dostępu do wolnego tlenu.

Terminy „beztlenowce” i „anaerobioza” (życie bez dostępu powietrza; od greckiego przedrostka negatywnego anaer – powietrze i bios-życie) zostały zaproponowane przez L. Pasteura w 1861 r. dla scharakteryzowania warunków istnienia odkrytych przez niego drobnoustrojów fermentacji kwasu masłowego . Beztlenowce mają zdolność rozkładania związków organicznych w środowisku beztlenowym i w ten sposób pozyskiwania energii niezbędnej do ich życiowej aktywności.

Beztlenowce są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie: żyją w glebie, osadach zbiorników, hałdach kompostu, w głębinach ran, w jelitach ludzi i zwierząt - wszędzie tam, gdzie następuje rozkład substancji organicznych bez dostępu powietrza.

Ze względu na tlen beztlenowce dzielimy na beztlenowce ścisłe (obowiązkowe), które nie mogą rosnąć w obecności tlenu, oraz beztlenowce warunkowe (fakultatywne), które mogą rosnąć i rozwijać się zarówno w obecności tlenu, jak i bez niego. Do pierwszej grupy zalicza się większość beztlenowców z rodzaju Clostridium, bakterie fermentacji mlekowej i masłowej; druga grupa obejmuje ziarniaki, grzyby itp. Ponadto istnieją mikroorganizmy, które do swojego rozwoju wymagają niewielkiego stężenia tlenu - mikroaerofile (Clostridium histolyticum, Clostridium tertium, niektórzy przedstawiciele rodzaju Fusobacterium i Actinomyces).

Rodzaj Clostridium obejmuje około 93 gatunków bakterii Gram-dodatnich w kształcie pałeczek, które tworzą przetrwalniki końcowe lub subkońcowe (kolor rys. 1-6). Do patogennych Clostridia zalicza się Cl. perfringens, kl. obrzęki, Cl. przegroda, kl. histolyticum, kl. sordellii, która jest przyczyną infekcji beztlenowych (zgorzel gazowa), zgorzel płuc, zgorzelinowego zapalenia wyrostka robaczkowego, powikłań poporodowych i poaborcyjnych, posocznicy beztlenowej, a także zatruć pokarmowych (Cl. perfringens, typy A, C, D, F) .

Patogenne beztlenowce to także Cl. tetani jest czynnikiem wywołującym tężec i Cl. botulinum jest czynnikiem wywołującym zatrucie jadem kiełbasianym.

Rodzaj Bacteroides obejmuje 30 gatunków pałeczek, nie tworzących przetrwalników, bakterii Gram-ujemnych, z których większość to ścisłe beztlenowce. Przedstawiciele tego rodzaju występują w jelitach i drogach moczowo-płciowych ludzi i zwierząt; niektóre gatunki są chorobotwórcze, powodując posocznicę i ropnie.

Beztlenowce z rodzaju Fusobacterium (małe pałeczki z pogrubieniem na końcach, nie tworzą zarodników, Gram-ujemne), które są mieszkańcami jamy ustnej ludzi i zwierząt, w połączeniu z innymi bakteriami powodują martwicę bakteryjną, ból gardła Vincenta i gangrenę zapalenie jamy ustnej. Beztlenowe gronkowce z rodzaju Peptococcus i paciorkowce z rodzaju Peptostreptococcus występują u zdrowych ludzi w drogach oddechowych, jamie ustnej, pochwie i jelitach. Beztlenowce Cocci powodują różne choroby ropne: ropień płuc, zapalenie sutka, zapalenie mięśni, zapalenie wyrostka robaczkowego, sepsę po porodzie i aborcji, zapalenie otrzewnej itp. Beztlenowce z rodzaju Actinomyces powodują promienicę u ludzi i zwierząt.

Niektóre beztlenowce pełnią również pożyteczne funkcje: przyczyniają się do trawienia i wchłaniania składników odżywczych w jelitach ludzi i zwierząt (bakterie fermentacji kwasu masłowego i kwasu mlekowego) oraz uczestniczą w cyklu substancji w przyrodzie.

Metody izolacji beztlenowców polegają na wytworzeniu warunków beztlenowych (obniżeniu ciśnienia cząstkowego tlenu w ośrodku), do ich wytworzenia stosuje się następujące metody: 1) usuwanie tlenu z ośrodka poprzez wypompowanie powietrza lub zastąpienie go gazem obojętnym; 2) chemiczna absorpcja tlenu za pomocą wodorosiarczynu sodu lub pirogalolu; 3) łączone mechaniczne i chemiczne usuwanie tlenu; 4) biologiczne wchłanianie tlenu przez obligatoryjne mikroorganizmy tlenowe wysiane na połowie szalki Petriego (metoda Fortnera); 5) częściowe usunięcie powietrza z pożywki ciekłej poprzez zagotowanie jej, dodanie substancji redukujących (glukozy, tioglikolanu, cysteiny, kawałków świeżego mięsa lub wątroby) i wypełnienie pożywki wazeliną; 6) mechaniczna ochrona przed tlenem atmosferycznym, przeprowadzana poprzez wysiew beztlenowców do wysokiej kolumny agaru w cienkich szklanych probówkach zgodnie z metodą Veillona.

Metody identyfikacji izolowanych kultur beztlenowców – patrz Zakażenie beztlenowe (diagnostyka mikrobiologiczna).

Bakterie są obecne wszędzie, ich liczba jest ogromna, rodzaje są różne. Bakterie beztlenowe– te same rodzaje mikroorganizmów. Mogą rozwijać się i żyć niezależnie, niezależnie od tego, czy w środowisku ich żerowania jest tlen, czy nie ma go w ogóle.

Bakterie beztlenowe uzyskują energię poprzez fosforylację substratu. Istnieją fakultatywne, obligatoryjne i inne odmiany bakterii beztlenowych.

Fakultatywne gatunki bakterii występują niemal wszędzie. Powodem ich istnienia jest zmiana jednego szlaku metabolicznego na zupełnie inny. Ten typ obejmuje Escherichia coli, gronkowce, shigella i inne. Są to niebezpieczne bakterie beztlenowe.

Jeśli nie ma wolnego tlenu, bakterie obligatoryjnie giną.

Ułożone według klas:

1. Clostridia– obligatoryjne typy bakterii tlenowych, które mogą tworzyć przetrwalniki. Są to czynniki wywołujące zatrucie jadem kiełbasianym lub tężec.
2. Bakterie beztlenowe inne niż Clostridium. Odmiany mikroflory organizmów żywych. Odgrywają znaczącą rolę w powstawaniu różnych chorób ropnych i zapalnych. Bakterie nie tworzące przetrwalników żyją w jamie ustnej i przewodzie pokarmowym. Na skórze i na narządach płciowych kobiet.
3. Beztlenowce kapneistyczne. Żyją w atmosferze nadmiernej akumulacji dwutlenku węgla.
4. Bakterie tolerujące aerozol. W obecności tlenu cząsteczkowego ten typ mikroorganizmów nie oddycha. Ale on też nie umiera.
5. Umiarkowanie surowe typy beztlenowców. W środowisku z tlenem nie umierają ani nie rozmnażają się. Bakterie tego gatunku do życia wymagają środowiska pokarmowego o obniżonym ciśnieniu.

Beztlenowce - bakteroidy

Uważane za ważniejsze bakterie tlenowe. Stanowią 50% wszystkich typów zapalnych i ropnych. Ich czynnikiem sprawczym są bakterie beztlenowe lub bacteroides. Są to obligatoryjne typy bakterii Gram-ujemnych.

Pręciki z dwubiegunowym zabarwieniem, o rozmiarach od 0,5 do 1,5, na powierzchniach około 15 µm. Mogą wytwarzać enzymy, toksyny i powodować zjadliwość. Zależy od oporności na antybiotyki. Mogą być oporne lub po prostu wrażliwe. Wszystkie mikroorganizmy beztlenowe są bardzo odporne.

Produkcja energii przez Gram-ujemne beztlenowce obligatoryjne zachodzi w tkankach ludzkich. Niektóre tkanki organizmów wykazują zwiększoną odporność na obniżony poziom tlenu w środowisku żywieniowym.

W standardowych warunkach synteza adenozynotrifosforanu odbywa się wyłącznie w warunkach tlenowych. Dzieje się tak przy wzmożonym wysiłku fizycznym, stanach zapalnych, gdzie działają beztlenowce.

ATP to adenozynotrifosforan, czyli kwas powstający podczas tworzenia energii w organizmie. Istnieje kilka odmian syntezy tej substancji. Jeden z nich jest tlenowy lub tworzy trzy odmiany beztlenowców.

Beztlenowe mechanizmy syntezy trifosforanu adenozyny:

• refosforylacja, która zachodzi pomiędzy trifosforanem adenozyny i fosforanem kreatyny;
• powstawanie transfosforylacji cząsteczek trifosforanu adenozyny;
• beztlenowy rozkład składników krwi, glukozy i glikogenu.

Tworzenie się beztlenowców

Celem mikrobiologów jest hodowla bakterii beztlenowych. Aby to osiągnąć, wymagana jest wyspecjalizowana mikroflora i koncentracja metabolitów. Wykorzystuje się go najczęściej w badaniach różnego typu.

Istnieją specjalne metody hodowli beztlenowców. Występuje, gdy powietrze zostaje zastąpione mieszaniną gazów. Akcja odbywa się w szczelnych termostatach. W ten sposób rosną beztlenowce. Inną metodą jest hodowla mikroorganizmów z dodatkiem środków redukujących.

Sektor spożywczy

Istnieje dziedzina żywienia o ujęciu ogólnym lub diagnostyka różnicowa. Podstawowym dla gatunku Wilson-Blair jest agar-agar, który w swoich składnikach zawiera trochę glukozy, chlorku żelaza i siarczynu sodu. Wśród nich są kolonie zwane czarnymi.

Kula Ressela służy do badania właściwości biochemicznych bakterii zwanych salmonellą lub shigella. Podłoże to może zawierać zarówno glukozę, jak i agar-agar.

Pożywka Ploskirewa jest taka, że ​​może hamować rozwój niektórych mikroorganizmów. Tworzą mnóstwo. Z tego powodu wykorzystuje się go do celów diagnostyki różnicowej. Z powodzeniem można tu hodować patogeny czerwonki, dur brzuszny i inne chorobotwórcze beztlenowce.

Głównym kierunkiem podłoża agarowego z siarczynem bizmutu jest to, że metoda ta jest przeznaczona do izolacji Salmonelli. Osiąga się to poprzez zdolność salmonelli do wytwarzania siarkowodoru.

W ciele każdego żywego człowieka żyje wiele beztlenowców. Powodują w nich różnego rodzaju choroby zakaźne. Zakażenie może nastąpić tylko wtedy, gdy układ odpornościowy jest osłabiony lub mikroflora zostaje zakłócona. Istnieje możliwość przedostania się infekcji do żywego organizmu z jego otoczenia. Może to nastąpić jesienią, zimą. Częstość występowania infekcji utrzymuje się przez wszystkie wymienione okresy. Choroba wywołana czasami powoduje powikłania.

Zakażenia wywołane przez mikroorganizmy – bakterie beztlenowe – są bezpośrednio związane z florą błon śluzowych żywych osobników. Z rezydencją beztlenowców. Każda infekcja ma kilka patogenów. Ich liczba zwykle sięga dziesięciu. Absolutnie określonej liczby chorób powodujących beztlenowce nie można dokładnie określić.

Ze względu na trudny dobór materiałów przeznaczonych do badania transportu próbek, oznaczanie bakterii. Dlatego tego typu składnik często wykrywa się dopiero w przypadkach już przewlekłego stanu zapalnego u człowieka. To przykład niedbałości o zdrowie.

Absolutnie wszyscy ludzie w różnym wieku są okresowo narażeni na infekcje beztlenowe. U małych dzieci stopień zakaźnego zapalenia jest znacznie większy niż u osób w innym wieku. Beztlenowce często powodują choroby wewnątrz czaszki u ludzi. Ropnie, zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych i inne rodzaje chorób. Rozprzestrzenianie się beztlenowców odbywa się poprzez krwioobieg.

Jeśli dana osoba cierpi na chorobę przewlekłą, beztlenowce mogą powodować nieprawidłowości w szyi lub głowie. Na przykład: ropnie, zapalenie ucha środkowego lub zapalenie węzłów chłonnych. Bakterie są niebezpieczne dla przewodu pokarmowego i płuc pacjentów.

Jeśli kobieta cierpi na choroby układu moczowo-płciowego, istnieje ryzyko infekcji beztlenowych. Konsekwencją życia beztlenowców są także różne choroby skóry i stawów. Ta metoda jest jedną z pierwszych, która wskazuje na obecność infekcji.

Przyczyny chorób zakaźnych

Zakażenia człowieka powstają w wyniku procesów, w wyniku których do organizmu dostają się energetyczne bakterie beztlenowe. Rozwojowi choroby może towarzyszyć niestabilne ukrwienie i pojawienie się martwicy tkanek. Może to obejmować różnego rodzaju urazy, obrzęki, nowotwory i zaburzenia naczyniowe. Pojawienie się infekcji w jamie ustnej, chorób płuc, zapalenia miednicy i innych chorób.

U każdego gatunku infekcja może rozwijać się inaczej. Na rozwój ma wpływ rodzaj czynnika zakaźnego i stan zdrowia pacjenta. Diagnozowanie takich infekcji jest trudne. Powaga diagnostów często opiera się jedynie na założeniach. Istnieje różnica w charakterystyce infekcji wywołanych przez beztlenowce inne niż Clostridium.

Pierwszymi objawami infekcji są powstawanie gazów, pewnego rodzaju ropienie i pojawienie się zakrzepowego zapalenia żył. Czasami objawami mogą być guzy lub nowotwory. Mogą to być nowotwory przewodu żołądkowo-jelitowego, macicy. Towarzyszy tworzeniu się beztlenowców. W tym czasie z osoby może wydobywać się nieprzyjemny zapach. Ale nawet jeśli nie ma zapachu, nie oznacza to, że w tym organizmie nie występują beztlenowce, jako patogeny wywołujące infekcję.

Funkcje pobierania próbek

Pierwszym badaniem w kierunku infekcji wywołanych przez beztlenowce jest zewnętrzne badanie ogólnego wyglądu osoby i jej skóry. Ponieważ obecność chorób skóry u danej osoby jest powikłaniem. Wskazują na życiową aktywność bakterii poprzez obecność gazów w zakażonych tkankach.

Podczas wykonywania badań laboratoryjnych w celu ustalenia bardziej precyzyjnej diagnozy konieczne jest prawidłowe pobranie próbki substancji zanieczyszczonej. Często wykorzystuje się specjalistyczny sprzęt. Najlepszą metodą pobierania próbek jest aspiracja za pomocą prostej igły.

Rodzaje próbek, które nie odpowiadają możliwości kontynuacji analizy:

• plwocina nabyta przez samo wydalanie;
• badania bronchoskopowe;
• rodzaje wymazów ze sklepień pochwy;
• mocz z swobodnego oddawania moczu;
• rodzaje odchodów.

Badaniom podlegają następujące próbki:

1. krew;
2. płyn opłucnowy;
3. aspiraty przeztchawicze;
4. ropa pobrana z ropni
5. płyn mózgowo-rdzeniowy;
6. płuca są punktowane.

Próbki należy szybko przenieść do miejsca przeznaczenia. Prace wykonuje się w specjalistycznym pojemniku, czasem w plastikowej torbie.

Musi być zaprojektowany na warunki beztlenowe. Ponieważ interakcja próbek z tlenem atmosferycznym może spowodować całkowitą śmierć bakterii. Próbki płynne przenosi się w probówkach, czasem bezpośrednio do strzykawek.

Jeśli tampony przewozi się do badań, to transportuje się je wyłącznie w probówkach zawierających dwutlenek węgla, czasem z wcześniej przygotowanymi substancjami.

Beztlenowce I Beztlenowce (grecki przedrostek ujemny an- + aēr + b life)

mikroorganizmy rozwijające się przy braku wolnego tlenu w swoim środowisku. Występujące w prawie wszystkich próbkach materiału patologicznego różnych chorób ropno-zapalnych, są oportunistyczne, a czasami patogenne. Istnieją fakultatywne i obligatoryjne A. Fakultatywne A. są w stanie istnieć i rozmnażać się zarówno w środowisku tlenowym, jak i beztlenowym. Należą do nich bakterie jelitowe, yersinia, paciorkowce i inne bakterie .

Obowiązkowo A. umiera w obecności wolnego tlenu w środowisku. Dzieli się je na dwie grupy: te tworzące, czyli Clostridia, oraz bakterie, które nie tworzą przetrwalników, czyli tzw. beztlenowce inne niż Clostridium. Wśród Clostridium występują czynniki wywołujące beztlenowe zakażenia Clostridium - zatrucie jadem kiełbasianym, zakażenie ran Clostridium, tężec. Non-Clostridia A. obejmują bakterie Gram-ujemne i Gram-dodatnie w kształcie pałeczki lub kuliste: fusobacteria, veillonella, peptococci, peptostreptococci, propionibakterie, eubakterie itp. Non-Clostridia A. są integralną częścią normalnej mikroflory człowieka i zwierzęta, ale jednocześnie odgrywają ważną rolę w rozwoju procesów ropno-zapalnych, takich jak ropnie płuc i mózgu, ropniak opłucnej, ropowica okolicy szczękowo-twarzowej, zapalenie ucha środkowego itp. Większość infekcji beztlenowych (infekcja beztlenowa) , wywoływana przez beztlenowce inne niż Clostridium, ma charakter endogenny i rozwija się głównie wraz ze spadkiem odporności organizmu w wyniku operacji, wychłodzenia i upośledzenia odporności.

Główną częścią klinicznie istotnego A. są Bacteroides i Fusobacteria, peptostreptokoki i pałeczki gram-dodatnie zarodnikowe. Bacteroides odpowiadają za około połowę procesów ropno-zapalnych wywołanych przez bakterie beztlenowe.

Bibliografia: Laboratoryjne metody badań w klinice, wyd. V.V. Mienszykow. M., 1987.

II Beztlenowce (An- +, synonim beztlenowy)

1) w bakteriologii – mikroorganizmy zdolne do istnienia i namnażania się przy braku wolnego tlenu w środowisku;

Obowiązkowe beztlenowce- A., umierający w obecności wolnego tlenu w środowisku.

Beztlenowce fakultatywne- A., zdolne do istnienia i namnażania się zarówno w przypadku braku, jak i obecności wolnego tlenu w środowisku.

1. Mała encyklopedia medyczna. - M.: Encyklopedia medyczna. 1991-96 2. Pierwsza pomoc. - M.: Wielka encyklopedia rosyjska. 1994 3. Encyklopedyczny słownik terminów medycznych. - M .: Encyklopedia radziecka. - 1982-1984.

Zobacz, jakie „beztlenowce” znajdują się w innych słownikach:

Nowoczesna encyklopedia

- (organizmy beztlenowe) są w stanie żyć bez tlenu atmosferycznego; niektóre rodzaje bakterii, drożdże, pierwotniaki, robaki. Energię do życia uzyskuje się poprzez utlenienie substancji organicznych, rzadziej nieorganicznych, bez udziału wolnych... ... Wielki słownik encyklopedyczny

- (gr.). Bakterie i podobne niższe zwierzęta, które mogą żyć tylko przy całkowitym braku tlenu atmosferycznego. Słownik słów obcych zawartych w języku rosyjskim. Chudinov A.N., 1910. beztlenowce (patrz beztlenowce) inaczej beztlenowce,... ... Słownik obcych słów języka rosyjskiego

Beztlenowce- (z greckiego cząstka ujemna, powietrze i bios życie), organizmy zdolne do życia i rozwoju przy braku wolnego tlenu; niektóre rodzaje bakterii, drożdże, pierwotniaki, robaki. Obowiązkowe lub ścisłe beztlenowce rozwijają się... ... Ilustrowany słownik encyklopedyczny

- (z..., an... i tlenowych), organizmy (mikroorganizmy, mięczaki itp.) zdolne do życia i rozwoju w środowisku beztlenowym. Termin ten wprowadził L. Pasteur (1861), który odkrył bakterie fermentacji kwasu masłowego. Ekologiczny słownik encyklopedyczny.... ... Słownik ekologiczny

Organizmy (głównie prokarioty), które mogą żyć przy braku wolnego tlenu w środowisku. Obowiązkowy A. pozyskiwać energię w wyniku fermentacji (bakterie kwasu masłowego itp.), oddychania beztlenowego (metanogeny, bakterie redukujące siarczany...) Słownik mikrobiologii

Skrót nazwa organizmy beztlenowe. Słownik geologiczny: w 2 tomach. M.: Nedra. Pod redakcją K. N. Paffengoltza i wsp. 1978 ... Encyklopedia geologiczna

BEZTLENOWCE- (z greckiego część ujemna, np. powietrze i bios życie), mikroskopijne organizmy zdolne do pobierania energii (patrz Anaerobioza) nie w reakcjach utleniania, ale w reakcjach rozkładu zarówno związków organicznych, jak i nieorganicznych (azotany, siarczany itp.… Wielka encyklopedia medyczna

BEZTLENOWCE- organizmy rozwijające się normalnie przy całkowitym braku wolnego tlenu. W naturze A. występują wszędzie tam, gdzie materia organiczna rozkłada się bez dostępu powietrza (w głębokich warstwach gleby, zwłaszcza na glebach podmokłych, w oborniku, mule itp.). Tam są... Hodowla ryb stawowych

Ow, liczba mnoga (jednostka beztlenowa, a; m.). Biol. Organizmy, które mogą żyć i rozwijać się przy braku wolnego tlenu (por. tlenowce). ◁ Beztlenowy, och, och. I te bakterie. Co za infekcja. * * * beztlenowce (organizmy beztlenowe), zdolne do życia pod nieobecność... ... słownik encyklopedyczny

- (organizmy beztlenowe), organizmy, które mogą żyć i rozwijać się tylko przy braku wolnego tlenu. Pozyskują energię poprzez utlenianie substancji organicznych lub (rzadziej) nieorganicznych bez udziału wolnego tlenu. Do beztlenowców... ... Biologiczny słownik encyklopedyczny

Najbogatszą pod względem liczby i różnorodności szlaków metabolicznych grupą organizmów są prokarioty. Część z nich w celu syntezy ATP (głównej „waluty” energetycznej komórki) wykorzystuje typowy dla większości eukariontów sposób oddychania tlenowego. Mikroorganizmy, które nie mają tego mechanizmu, nazywane są beztlenowcami. Bakterie te potrafią pozyskiwać energię ze związków chemicznych bez udziału tlenu.

Klasyfikacja beztlenowców

W odniesieniu do tlenu wyróżnia się dwie grupy bakterii beztlenowych:

• fakultatywny - może otrzymywać energię zarówno z tlenem, jak i bez niego, przejście z jednego rodzaju metabolizmu na drugi zależy od warunków środowiskowych;
• obligatoryjnie – nigdy nie używaj O 2.

W przypadku fakultatywnych beztlenowców metabolizm beztlenowy ma znaczenie adaptacyjne i bakterie sięgają po niego tylko w ostateczności, gdy wchodzą do środowiska beztlenowego. Wyjaśnia to fakt, że oddychanie tlenem jest energetycznie znacznie korzystniejsze.

Innej grupie beztlenowców brakuje biochemicznego mechanizmu wykorzystania O2 do utleniania związków, a obecność tego pierwiastka w środowisku jest nie tylko niekorzystna, ale także toksyczna.

Istnieje kilka rodzajów bezwzględnych beztlenowców, różniących się odpornością na obecność tlenu cząsteczkowego:

• surowe umierają nawet przy niskich stężeniach O 2;
• umiarkowanie rygorystyczne charakteryzują się średnią lub wysoką odpornością na obecność tlenu;
• aerotolerancja - specjalna grupa prokariotów, która może nie tylko przetrwać, ale także rosnąć w powietrzu.

Związek konkretnej bakterii z tlenem można określić na podstawie charakteru jej wzrostu w grubości pożywki.

Do mikroorganizmów aerotolerujących należą bakterie kwasu mlekowego. Niektóre gatunki (np. Clostridium) mogą tolerować wysokie stężenia tlenu ze względu na tworzenie się endospor.

Beztlenowy metabolizm energetyczny

Wszystkie beztlenowce są typowymi chemotrofami, ponieważ jako źródło energii wykorzystują energię wiązań chemicznych. W tym przypadku donorami energii mogą być zarówno substancje organiczne (chemoorganotrofia), jak i substancje nieorganiczne (chemolitotrofia).

Bakterie beztlenowe mają dwa rodzaje metabolizmu beztlenowego: oddychanie i fermentacja. Zasadnicza różnica między nimi polega na mechanizmie asymilacji energii.

Zatem podczas fermentacji energia jest najpierw magazynowana w postaci fosfagenu (na przykład w postaci fosfoenolopirogronianu), a następnie następuje fosforylacja substratu ADP przy udziale dehydrogenaz cytozolowych. W tym przypadku elektrony przekazywane są do endogennego lub egzogennego akceptora, który staje się produktem ubocznym procesu.

Przy metabolizmie oddechowym energia magazynowana jest w specyficznym związku – Pmf, który albo jest od razu wykorzystywany do procesów komórkowych, albo wchodzi do elektrycznego łańcucha transportu skoncentrowanego na błonie, gdzie syntetyzowany jest ATP. Tyle że w przeciwieństwie do oddychania tlenowego końcowym akceptorem elektronów nie jest tlen, ale inny związek, który może mieć charakter zarówno organiczny, jak i nieorganiczny.

Rodzaje oddychania beztlenowego

Głównym zadaniem, jakie rozwiązuje bakteria beztlenowa o metabolizmie oddechowym, jest znalezienie alternatywy dla tlenu cząsteczkowego. Od tego zależy wydajność energetyczna reakcji. W zależności od substancji pełniącej rolę końcowego akceptora wyróżnia się następujące rodzaje oddychania beztlenowego:

• azotan;
• żelazo;
• fumaran;
• siarczan;
• siarka;
• węglan.

Oddychanie beztlenowe jest mniej wydajne niż oddychanie tlenowe, ale w porównaniu z fermentacją wytwarza znacznie większą produkcję energii.

Beztlenowa niszczycielska społeczność bakterii

Ten typ mikroflory tworzy się w niszach ekologicznych bogatych w materię organiczną, w których tlen jest prawie całkowicie zużywany (zalane gleby, podziemne systemy hydrauliczne, złoża mułu itp.). Następuje tu stopniowa degradacja związków organicznych, prowadzona przez dwie grupy bakterii:

• pierwotne beztlenowce odpowiadają za pierwszy etap desymilacji materii organicznej;
• Beztlenowce wtórne to mikroorganizmy o metabolizmie typu oddechowego.

Wśród beztlenowców pierwotnych wyróżnia się hydrolityki i dysypotrofy, które powiązane są ze sobą oddziaływaniami troficznymi. Hydrolityki tworzą biofilmy na powierzchni stałych substratów i wytwarzają hydrolityczne egzoenzymy, które rozkładają złożone związki organiczne na oligomery i monomery.

Powstały substrat odżywczy jest wykorzystywany głównie przez same hydrolityki, ale także przez dysypotrofy. Te ostatnie są zwykle mniej kooperatywne i nie uwalniają znacznych ilości egzoenzymów, absorbując gotowe produkty hydrolizy biopolimerów. Typowym przedstawicielem dissipotrofów są bakterie z rodzaju Synthrofomonas.

Uprawa

Specjalne wymagania dotyczące hodowli dotyczą wyłącznie bakterii beztlenowych. Fakultatywnie dobrze rozmnażają się w środowisku tlenowym.

Metody hodowli mikroorganizmów beztlenowych dzielą się na trzy kategorie: chemiczne, fizyczne i biologiczne. Ich głównym zadaniem jest ograniczenie lub całkowite wyeliminowanie obecności tlenu w pożywce. Stopień dopuszczalnego stężenia O 2 zależy od poziomu tolerancji danego beztlenowca.

Metody fizyczne

Istotą metod fizycznych jest usunięcie tlenu z powietrza, z którym kultura ma kontakt, lub całkowite wyeliminowanie kontaktu bakterii z powietrzem. W tej grupie znajdują się następujące technologie uprawy:

• uprawa w mikroaeostacie – specjalnym urządzeniu, w którym zamiast powietrza atmosferycznego powstaje sztuczna mieszanina gazów;
• uprawa głęboka - wysiew bakterii nie na powierzchni, ale w wysokiej warstwie lub w grubości podłoża, tak aby nie przedostawało się tam powietrze;
• zastosowanie lepkich mediów, w których dyfuzja O2 maleje wraz ze wzrostem gęstości;
• rośnie w beztlenowym słoiku;
• wypełnienie powierzchni ośrodka wazeliną lub parafiną;
• zastosowanie inkubatora CO 2;
• zastosowanie stacji beztlenowej SIMPLICITY 888 (najnowocześniejsza metoda).

Obowiązkową częścią metod fizycznych jest wstępne gotowanie pożywki w celu usunięcia z niej tlenu cząsteczkowego.

Stosowanie środków chemicznych

Związki chemiczne stosowane do hodowli beztlenowców dzielą się na 2 grupy:

• Absorbery tlenu sorbują cząsteczki O2.Zdolność absorpcyjna zależy od rodzaju substancji i objętości przestrzeni powietrznej w ośrodku. Najczęściej stosowane to pirogalol (roztwór zasadowy), żelazo metaliczne, chlorek miedziawy i ditionian sodu.
• Środki redukujące (cysteina, ditiotreitol, kwas askorbinowy itp.) zmniejszają potencjał redoks podłoża.

Szczególnym rodzajem metod chemicznych jest zastosowanie układów generujących gaz, w skład których wchodzą środki generujące wodór i dwutlenek węgla, a O 2 jest absorbowany przez katalizator palladowy. Systemy tego typu stosowane są w uprawach w zamkniętych pojemnikach (anaestaty, worki foliowe itp.).

Metody biologiczne

Metody biologiczne obejmują wspólną hodowlę beztlenowców i tlenowców. Te ostatnie usuwają tlen ze środowiska, tworząc warunki do rozwoju swoich „współmieszkańców”. Jako środki sorbujące można również stosować fakultatywne bakterie beztlenowe.

Istnieją dwie modyfikacje tej metody:

• Wysiewa się dwie kultury na różnych połówkach szalki Petriego, którą następnie przykrywa się pokrywką.
• Zaszczepianie przy użyciu „szkiełka zegarkowego” zawierającego pożywkę zawierającą bakterie tlenowe. Szkło to służy do przykrycia ciągłą warstwą szalki Petriego zaszczepionej kulturą beztlenową.

Czasami na etapie przygotowania płynnej pożywki do zaszczepiania beztlenowców wykorzystuje się mikroorganizmy tlenowe. Po usunięciu resztkowego tlenu tlenowce (np. E. colli) są zabijane przez ciepło, a następnie wysiewane na żądaną uprawę.

Izolacja czystej kultury

Czysta kultura to populacja mikroorganizmów należących do tego samego gatunku, posiadających te same właściwości i uzyskana z jednej komórki. Aby otrzymać grupę bakterii o takiej charakterystyce, zwykle stosuje się metody rozcieńczania i ograniczania rozcieńczeń, jednak praca z beztlenowcami jest procesem szczególnym, wymagającym unikania kontaktu z tlenem przy uzyskiwaniu izolowanych kolonii.

Istnieje kilka sposobów izolowania czystej kultury beztlenowców. Obejmują one:

• Metoda Zeisslera - wysiew za pomocą rozcieńczonej smugi na szalkach Petriego z wytworzeniem warunków beztlenowych i późniejsza inkubacja w termostacie (od 24 do 72 godzin).
• Metoda Weinberga polega na izolacji beztlenowców do hodowli na agarze cukrowym (wysiew na wysokiej kolumnie), bakterie przenoszone są przez szczelną kapilarę. Materiał umieszcza się najpierw w probówce z roztworem izotonicznym (etap rozcieńczenia), następnie w probówce z agarem o temperaturze 40-45 stopni, w którym dokładnie miesza się go z podłożem. Następnie następuje kolejne posiew w 2 kolejnych probówkach, z których ostatnią schładza się pod bieżącą wodą.
• Metoda Pereca – materiał rozcieńczony w roztworze izotonicznym wlewa się do szalki Petriego tak, aby wypełnił przestrzeń pod leżącą na jej dnie płytką szklaną, na której powinien rozpocząć się wzrost.

We wszystkich trzech metodach materiał z powstałych izolowanych kolonii hoduje się na pożywce kontrolnej sterylności (SCM) lub pożywce Kitta-Tarozziego.

Beztlenowce(grecki przedrostek ujemny an- + aē r powietrze + b życie) - mikroorganizmy rozwijające się przy braku wolnego tlenu w swoim środowisku. Występujące w prawie wszystkich próbkach materiału patologicznego różnych chorób ropno-zapalnych, są oportunistyczne, a czasami patogenne. Istnieją fakultatywne i obligatoryjne A. Fakultatywne A. są w stanie istnieć i rozmnażać się zarówno w środowisku tlenowym, jak i beztlenowym. Należą do nich Escherichia coli, Yersinia i paciorkowce, Shigella i inne bakteria.

Obowiązkowo A. umiera w obecności wolnego tlenu w środowisku. Dzielą się na dwie grupy: bakterie przetrwalnikujące, czyli Clostridia, oraz bakterie nieprzetrwalnikujące, czyli tzw. beztlenowce niebędące Clostridium. Wśród Clostridium występują czynniki wywołujące beztlenowe zakażenia Clostridium - a, zakażenie ran wywołane przez Clostridium, a. Non-Clostridia A. obejmują bakterie Gram-ujemne i Gram-dodatnie w kształcie pałeczki lub kuliste: Bacteroides, Fusobacteria, Veillonella, peptococci, peptostreptococci, propionibacteria, eubakterie itp. Nieclostridia A. są integralną częścią normalnej mikroflory ludzi i zwierząt, ale jednocześnie odgrywają ważną rolę w rozwoju takich procesów ropno-zapalnych, jak zapalenie otrzewnej, płuc i mózgu, opłucna, ropowica okolicy szczękowo-twarzowej itp. Większość infekcje beztlenowe, wywoływana przez beztlenowce inne niż Clostridium, ma charakter endogenny i rozwija się głównie wraz ze spadkiem odporności organizmu na skutek urazów, operacji, wychłodzenia i upośledzenia odporności.

Główną częścią klinicznie istotnego A. są Bacteroides i Fusobacteria, peptostreptokoki i pałeczki gram-dodatnie zarodnikowe. Bacteroides odpowiadają za około połowę procesów ropno-zapalnych wywołanych przez bakterie beztlenowe.

Bacteroides – rodzaj Gram-ujemnych obligatoryjnych bakterii beztlenowych z rodziny Bacteroidaceae, pałeczki z wybarwieniem dwubiegunowym, wielkość 0,5-1,5’ 1-15 µm, nieruchome lub poruszające się za pomocą wici umiejscowionych okołootrzewnowo, często posiadają otoczkę polisacharydową, która jest czynnikiem zjadliwości. Wytwarzają różne toksyny i enzymy, które działają jako czynniki zjadliwości. Pod względem wrażliwości na antybiotyki są one niejednorodne: bakteroidy, np. z grupy B. fragilis, są oporne na benzylopenicylinę. Bacteroides oporne na antybiotyki b-laktamowe wytwarzają b-laktamazy (penicylinazy i cefalosporynazy), które niszczą penicylinę i cefalosporyny. Bacteroides są wrażliwe na niektóre pochodne imidazolu - metronidazol (trichopolum,

flagyl), tinidazol, ornidazol – leki skuteczne przeciwko różnym grupom bakterii beztlenowych, a także chloramfenikol i erytromycyna. Bacteroides są oporne na aminoglikozydy - gentamycynę, kanamycynę, streptomycynę, polimyksynę, oleandomycynę. Znaczna część Bacteroides jest oporna na tetracykliny.

Fusobacterium to rodzaj Gram-ujemnych bakterii bezwzględnie beztlenowych o kształcie pałeczki; żyją na błonie śluzowej jamy ustnej i jelit, są nieruchome lub ruchliwe i zawierają silne endotoksyny. W materiale patologicznym najczęściej spotykane są F. jądro i F. necrophorum. Większość fusobakterii jest wrażliwa na antybiotyki b-laktamowe, ale zdarzają się szczepy oporne na penicylinę. Fusobakterie, z wyjątkiem F. varium, są wrażliwe na klindamycynę.

Peptostreptococcus (Peptostreptococcus) to rodzaj Gram-dodatnich bakterii kulistych; ułożone parami, tetradami, w formie nieregularnych skupisk lub łańcuchów. Nie mają wici i nie tworzą zarodników. Wrażliwy na penicylinę, karbenicylinę, cefalosporyny, chloramfenikol, oporny na metronidazol.

Peptococcus (Peptococcus) to rodzaj Gram-dodatnich bakterii kulistych, reprezentowany przez jedyny gatunek P. niger. Występują pojedynczo, w parach, czasem w formie skupisk. Nie tworzą wici ani zarodników.

Wrażliwy na penicylinę, karbenicylinę, erytromycynę, klindamycynę, chloramfenikol. Stosunkowo oporny na metronidazol.

Veillonella to rodzaj Gram-ujemnych beztlenowych diplokoków; mają postać krótkich łańcuchów, są nieruchome i nie tworzą zarodników. Wrażliwy na penicylinę, chloramfenikol, tetracyklinę, polimyksynę, erytromycynę, oporny na streptomycynę, neomycynę, wankomycynę.

Wśród innych bakterii beztlenowych innych niż Clostridium izolowanych z materiału patologicznego pacjentów należy wymienić Gram-dodatnie bakterie propionowe, Gram-ujemne bakterie volinella i inne, których znaczenie jest mniej zbadane.

Clostridium to rodzaj Gram-dodatnich bakterii beztlenowych tworzących przetrwalniki w kształcie pałeczki. Clostridia są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie, zwłaszcza w glebie, a także żyją w przewodzie pokarmowym ludzi i zwierząt. Około dziesięciu gatunków Clostridia jest chorobotwórczych dla ludzi i zwierząt: C. perfringens, C. novyii, C. septicum, C. ramosum, C. botulirnim, C. tetani, C. difficile itp. Bakterie te wytwarzają silnie egzotoksyny specyficzne dla każdego z nich aktywność biologiczna gatunku, na którą wrażliwy jest człowiek i wiele gatunków zwierząt. C. difficile to ruchliwe bakterie z wiciami okołotririchowymi. Według wielu badaczy bakterie te po irracjonalnej terapii przeciwdrobnoustrojowej namnażają się, powodując powstawanie rzekomobłoniastej choroby. C. difficile jest wrażliwy na penicylinę, ampicylinę, wankomycynę, ryfampicynę,

metronidazol; oporne na aminoglikozydy.

Czynnikiem sprawczym infekcji beztlenowej może być dowolny rodzaj bakterii, ale częściej infekcje te są spowodowane różnymi stowarzyszeniami drobnoustrojów: beztlenowo-beztlenowymi (Bacteroides i Fusobacteria); beztlenowo-tlenowe (bakteroidy i