АЕРОБНИ БАКТЕРИИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПРИМЕРИ, КУЛТУРИ, ЗАБОЛЯВАНИЯ - БИОЛОГИЯ - 2025

На аеробни бактерии са широка група от бактерии, които се характеризират нужда кислород за техните метаболитни процеси. Тези бактерии използват кислород за разграждане на органичните съединения до по-прости съединения чрез процес, известен като клетъчно дишане.

Много специалисти твърдят, че появата на този вид бактерии е пряко следствие от процеса на фотосинтеза. Поради това нивата на кислород в атмосферата се увеличиха и първоначално бяха токсични за много живи същества. Поради това много организми трябваше да се адаптират и да започнат да използват кислорода.

Mycobacterium tuberculosis, аеробни бактерии. Източник: Кредитна снимка: Доставчици (и) на Дженис Карр: CDC / д-р Рей Бътлър; Джанис Кар

Има много видове, които са включени в групата на аеробните бактерии. Най-представителни са тези от родовете Bacillus, Mycobacterium и Nocardia. По подобен начин много от тези бактерии са известни човешки патогени, дори причиняват патологии, които могат да причинят смърт.

характеристики

Основната характеристика на аеробните бактерии е, че за да се развият, те задължително се нуждаят от среда, в която има достатъчно наличие на кислород, тъй като в рамките на своя метаболизъм те осъществяват процеса на клетъчно дишане.

В този процес те използват кислород за разграждане на молекули от органични съединения, като глюкоза, до по-прости съединения като въглероден диоксид и вода, с последващо получаване на енергия под формата на АТФ.

По същия начин повечето от видовете, съставляващи тази група, нямат способността да синтезират ензима каталаза, така че те не могат да разделят молекулата на водородния пероксид във вода и кислород.

Видове аеробни бактерии

Като цяло се разбира, че аеробните бактерии са тези, които се нуждаят от наличието на кислород, за да се развиват и да растат. Нуждата от този химичен елемент в бактериите от тази група обаче не е еднаква за всички. В този смисъл има няколко вида аеробни бактерии: облигационни аеробни, факултативни анаеробни и микроаерофилни.

Задължителни аеробни бактерии

Те са бактерии, които задължително се нуждаят от кислород, за да се развият. Те изискват този елемент за осъществяване на процеса на клетъчно дишане.

Факултативни анаеробни бактерии

Това са бактерии, които от еволюционна гледна точка имат определено предимство, тъй като те могат да оцелеят както в среда, в която има присъствие на кислород, така и в тези среди, в които липсва такава.

Това се дължи на факта, че в рамките на своите клетъчни машини, те имат необходимите елементи за извършване на анаеробни процеси, чрез които могат да получават енергия. По такъв начин, че при липса на кислород, тези бактерии не умират, а извършват други метаболитни процеси.

Микроаерофилни бактерии

Това е много особен вид бактерии. Те използват кислорода като основен елемент за осъществяване на процеса на клетъчно дишане. Въпреки това, атмосферните концентрации на този газ (приблизително 21%) са токсични за тези бактерии.

Аеробни видове бактерии

Бактерии от рода

Родът Bacillus е съставен от голямо разнообразие от видове, които се характеризират с това, че имат пръчка форма и са грамположителни. Една от най-забележителните характеристики на тези бактерии е, че когато условията на околната среда станат враждебни, те генерират спори в клетките си. Те са много устойчиви и са предназначени да гарантират, че бактериите могат да оцелеят при вредни условия на околната среда.

В рамките на този род има бактерии, които са строго аеробни, докато има и други, които се считат за факултативни аеробни. Сред видовете бактерии от рода Bacillus можем да споменем: Bacillus anthracis, Bacillus cereus, Bacillus subtilis и Bacillus thuringiensis, наред с други.

бацил

Това е добре позната и проучена бактерия в света на микробиологията, тъй като поради своя потенциал и очевидна патогенност е използвана като биологично оръжие. Спорите му са много токсични и лесно проникват в човешкото тяло, през дихателните пътища чрез вдишване, поглъщане на замърсена храна или при контакт с отворена рана.

Вече в организма причинява инфекция, която по родов начин е известна с името на антракс, който може да бъде кожен, белодробен или стомашно-чревен.

Bacillus cereus

Това е факултативна аеробна бактерия, която е добре известна с производството на токсини. Тези токсини могат да причинят различни патологии при хората, като еметичен синдром и диаричен синдром, както на стомашно-чревно ниво. По същия начин може да засегне и други органи, например очите, в които може да причини кератит и ендофталмит.

Bacillus subtilis

Това е може би най-проучваният вид от рода Bacillus. Толкова много, че се счита за "вида на вида". Подобно на други видове Bacillus, той произвежда спори, по-специално ендоспори, които се намират в центъра на бактериалната клетка.

Това е безобидна бактерия за хората, с изключение на някои много изолирани случаи на отравяне от замърсена храна. В допълнение към това, той носи широк спектър от ползи, като синтеза на противогъбични и антибиотични вещества, както и приложения в индустриалната зона.

Nocardia

Това е род грам положителни бактерии, които са оформени като бацили. Сред най-забележителните му характеристики може да се спомене, че те имат разклонения, много от които са под прав ъгъл.

По същия начин тези бактерии са добре познати човешки патогени. Два негови вида, по-специално Nocardia asteroides и Nocardia brasiliensis, са достатъчно проучени, тъй като причиняват съответно белодробна нокардиоза и актиномикотичен мицетом.

Lactobacillus

Те са грамположителни бактерии, които се характеризират с това, че са факултативно аеробни, имат форма на бацил и не произвеждат спори. Тези бактерии обикновено се считат за безобидни и безвредни за хората.

Напротив, те са известни с ползите, които предоставят, сред които можем да изтъкнем: те допринасят за запазването на храната, спомагат за контрола на някои заболявания - като рак на дебелото черво - и са част от синтеза на определени съединения, като витамините от група В.

стафилокок

Това са кокосови (кръгли) бактерии, които са склонни да образуват бучки от клетки, които приличат на грозде. Бактериите от този род се считат за факултативни аеробни, което означава, че те могат да се развият както в присъствието, така и при липса на кислород.

Много от видовете от този род са известни човешки патогени. Сред тях най-вирулентният е Staphylococcus aureus, който произвежда определени токсини: хемолизин, ентеротоксин, токсинен синдром на токсичен шок и ексфолиативен токсин. Тези токсини причиняват заболявания като диария, псевдомембранозен колит и синдром на оскъдна кожа.

Разлика между аеробни и анаеробни бактерии

Анаеробните бактерии се появяват на планетата много преди аеробните бактерии. Това е така, защото в първите епохи на земния живот кислородът не е била значителна част от атмосферата, така че живите същества, които са съществували тогава, не са го използвали за своите метаболитни процеси.

По-късно, докато животът се развиваше на планетата и нивата на атмосферните газове се стабилизираха, се появиха аеробни организми, които започнаха да използват кислорода като основен елемент в процесите на производство на енергия.

Сега основната разлика между двата вида бактерии е, че аеробните бактерии се нуждаят от елемента кислород за извършване на различни клетъчни процеси, като най-характерното е клетъчното дишане. Чрез този процес те получават голямо количество енергия.

От друга страна, анаеробните бактерии не използват кислород за нито един процес. Дори за някои от тези бактерии кислородът е силно токсичен. Поради това те извършват други процеси, за да получат енергията, от която се нуждае клетката.

Сред тези процеси е ферментацията, чрез която разграждането на някои съединения, като въглехидрати, за получаване на други органични съединения, като млечна киселина.

Друга разлика, която може да се спомене между тези два вида бактерии, е местообитанието, в което те могат да бъдат намерени. Анаеробните бактерии често се намират на места, където има малко кислород, например в зъбния камък, който покрива зъбите, докато аеробните бактерии процъфтяват в местообитания, където има достатъчно кислород, например в почвата.

Култура на аеробни бактерии

Когато в лабораторията ще се проведе култура от аеробни бактерии, първото нещо, което трябва да се има предвид, е, че тези видове бактерии изискват адекватно количество кислород. В този смисъл е известно, че същите атмосферни условия са идеални. Има обаче някои бактерии, които се нуждаят от допълнителна аерация.

В тези случаи това, което може да се направи, е енергично да се разклати колбата или балонът стерилизиран въздух през средата. В случай, че култивирането е доста широко, препоръчително е излагането на средата в атмосферата да се увеличи. Това се постига чрез наслояване на средата, която е плитка.

Култура на стафилококус ауреус. Източник: Microrao

Сега, по отношение на състава на хранителната среда, която ще се използва за аеробни бактерии, това ще зависи от бактериалните видове, които се култивират. Например, за отглеждане на Staphylococcus aureus, най-често използваните културни среди са 5% кръвен агар, триптиказен соев агар и BHI Brain Heart Infusion бульон. Бациловите бактерии също успешно се култивират в гореспоменатите културни среди.

Важно е да се отбележи, че BHI Brain Heart Infusion бульон се препоръчва в световен мащаб за отглеждането на аеробни бактерии. Съставът му включва настойка от телешки мозък и инфузия от едър рогат добитък, както и пептон, натриев хлорид и глюкоза, сред другите компоненти.

Методи за броене на плочи

Броят на плаките е стандартна процедура, която се провежда в лаборатории, за да се достигне приблизително брой бактерии, които съставляват специфична култура.

Тази техника се основава на броя на т. Нар. Образуващи колонии единици и позволява получаване на приблизителен брой бактерии. Важно е да се подчертае, че тази процедура трябва да се извърши с необходимата задълбоченост и строгост, тъй като всяка грешка, колкото и малка да е, може да повлияе значително на резултатите.

Има няколко техники, които могат да бъдат приложени за извършване на броя на плочите. Две от тях ще бъдат обяснени тук.

Техника за изливане на плочи

Първото нещо, което трябва да направите, е да подготвите идеалната среда за култура за типа бактерии, които искате да отглеждате. По-късно, в чист и чист район, се поставят петриите, в които ще бъде поставена културата.

Във всяко петрие трябва да добавите 1mL от съответното разреждане, както и около 20mL от разтопената културална среда. След това движенията с чашата на Петри трябва да се извършват, както следва: 6 отдясно на ляво, 6 по посока на часовниковата стрелка, 6 обратно на часовниковата стрелка и 6 отзад напред. Накрая се очаква средата да се втвърди.

Чашките на Петри се инкубират при подходящи температурни условия (37 ° С) за 24-48 часа. След като изтече това време, броят на създадените колонии трябва да бъде отчетен.

Техника за нанасяне на повърхност върху чинията

За да се извърши преброяването с помощта на тази техника, чашките на Петри със средата за култивиране трябва да се поставят на масата по подредба, за да се избегнат грешки. След това, 1 ml от всяко разреждане се инокулира във всяка капсула.

По същия начин, с помощта на стъклена пръчка, инокулумът трябва да бъде разпределен хомогенно по цялата повърхност на хранителната среда. Това трябва да стане чрез усукващи движения.

След като инокулумът се абсорбира от културната среда, капсулите се инкубират за необходимото време според култивирания микроорганизъм. И накрая, всички колонии, които са се развили на избраните плочи, трябва да бъдат преброени.

Болести, причинени

Както беше споменато по-горе, за някои от родовете, които съставляват групата на аеробните бактерии, е известно, че причиняват заболяване при хората. Някои от тези заболявания със съответните симптоми и лечение са изброени по-долу.

Nocardiosis

Нокардиозата е заболяване, което може да се представи остро или хронично. Според изследваните клинични случаи, през повечето време те се проявяват със симптомите на пневмония. Въпреки това, на моменти, вместо да инфектира дихателните пътища, може да засегне кожата директно, причинявайки характерни лезии.

Симптомите, наблюдавани при белодробна нокардиоза, са:

• Висока температура
• Хромна кашлица, която не се облекчава от нищо
• Затруднено дишане
• Общ дискомфорт

От друга страна, когато бактериите от рода Nocardia нахлуят в кожата, може да се развие това, което е известно като актиномицетом. Това е хроничен, грануломатозен тип инфекция, който е много рядък и обикновено се среща при хора, които имат депресирана имунна система. Неговите симптоми включват:

• Треска
• Нодуларна лезия, която представлява централна пустула, през която може да се е изтекла кървава материя.
• Кожен или подкожен абсцес.
• Общо неразположение

антракс

Това е името, дадено на инфекции, причинени от бактерията Basillus anthracis. Причинява се от директен контакт на човека със спорите на споменатите бактерии. Антраксът може да засегне белите дробове и кожата. Белодробната е най-опасната със смъртност над 90%.

Преди няколко години тази бактерия стана известна, защото бяха изпратени пликове, съдържащи спори, което силно повлия на тези, които ги получиха, причинявайки смърт.

Отначало симптомите на антракс в белите дробове приличат на симптомите на настинка, но с течение на времето те се развиват до по-компрометирана клинична картина:

• Устойчива треска
• Затруднено дишане
• Увеличена сърдечна честота.

В крайна сметка пациентът се влошава и настъпва септичен шок, след което в повечето случаи настъпва смъртта на пациента.

По отношение на кожен антракс, първият признак е лезия, подобна на ухапване от комар, която става хронична и се развива в некротичен ешар.

Има и покачване на телесната температура и общо неразположение. Тази клинична картина често отзвучава благоприятно, оставяйки само белег. Не е разумно да бъдете небрежни, тъй като може да се разпространи и да причини бактериемия.

туберкулоза

Това е патология, която засяга дихателните пътища и се причинява от строга аеробна бактерия, Mycobacterium tuberculosis. Бактериите се намират в секретите на тези, които страдат от болестта, по-специално в този, който изгонват, когато кашлят. Контактът с тези секрети е най-често срещаният път на инфекция.

Симптомите на туберкулозата са:

• Постоянна кашлица с кървава храчка
• Треска
• Общ дискомфорт
• Болки в гърдите, особено при кашлица и дишане
• Обилно изпотяване през нощта.

проказа

Това е добре известно заболяване, причинено от друга бактерия от рода Mycobacterium, Mycobacterium leprae. Това е болест, която от векове е бич, тъй като страдащите от него са били екзекутирани от обществото и са били принудени да живеят разделно.

Най-честите симптоми на проказа са:

• Леки цветни лезии по кожата
• Подутини или възли по кожата
• Загуба на усещане в определени области
• Сгъстяване на кожата

С течение на времето клиничната картина се влошава, което кара индивида да губи функционалността на горните и долните крайници, обезобразяването, причинено от кожни лезии и дискомфорт на ниво кожа, като постоянно усещане за парене по кожата.

Препратки

1. Camacho, A., Giles, M., Ortegón, M., Palao, M., Serrano, B. и Velásquez, O. (2009) Техники за микробиологичен анализ на храната. UNAM Мексико 2-ро издание.
2. Carrol, K., Hobden, J., Miller, S., Morse, S., Mietzner, T., Detrick, B., Mitchell, T. and Sakanari, J. Medical Microbiology. Мак Грау и Хил. 27-ото издание
3. Dorronsoro, I. и Torroba L. Микробиология на туберкулозата. (2007 г.). Анали на здравната система в Навара. 30 (2).
4. González, P. and Cona, E. (2006). Нокардия астероиди. Чилийско списание по инфекциология. 2. 3. 4).
5. Hernández, P., Mayorga, J. and Pérez, E. (2010). Актиномицетом поради Nocardia brasiliensis. Летописи по педиатрия. 73 (4). 159-228
6. Райън, К. и Рей, С. (2004). Sherris Medical Microbiology. Mc Graw Hill. 4-то издание.