АЭРОБНЫЕ БАКТЕРИИ: ХАРАКТЕРИСТИКА, ПРИМЕРЫ, КУЛЬТУРЫ, БОЛЕЗНИ - БИОЛОГИЯ - 2025

Эти аэробные бактерии представляют собой широкую группу бактерий, которые характеризуются потребность кислорода для их метаболических процессов. Эти бактерии используют кислород для разложения органических соединений до более простых соединений в процессе, известном как клеточное дыхание.

Многие специалисты утверждают, что появление этого вида бактерий - прямое следствие процесса фотосинтеза. Из-за этого уровень кислорода в атмосфере увеличился и изначально был токсичным для многих живых существ. Из-за этого многим организмам пришлось адаптироваться и начать использовать кислород.

Mycobacterium tuberculosis, аэробные бактерии. Источник: Фото: Дженис Карр Поставщики контента: CDC / д-р Рэй Батлер; Дженис Карр

Есть много видов, которые входят в группу аэробных бактерий. Наиболее представительны представители родов Bacillus, Mycobacterium и Nocardia. Точно так же многие из этих бактерий являются известными патогенами человека, вызывающими даже патологии, которые могут привести к смерти.

характеристики

Основная характеристика аэробных бактерий заключается в том, что для развития им обязательно требуется окружающая среда, в которой имеется достаточное количество кислорода, поскольку в рамках своего метаболизма они осуществляют процесс клеточного дыхания.

В этом процессе они используют кислород для расщепления молекул органических соединений, таких как глюкоза, на более простые соединения, такие как диоксид углерода и вода, с последующим получением энергии в форме АТФ.

Аналогичным образом, большинство видов, входящих в эту группу, не обладают способностью синтезировать фермент каталазу, поэтому они не могут расщеплять молекулу перекиси водорода на воду и кислород.

Типы аэробных бактерий

В общем, понятно, что аэробные бактерии - это бактерии, которым для развития и роста требуется присутствие кислорода. Однако потребность в этом химическом элементе у бактерий этой группы не у всех одинакова. В этом смысле существует несколько типов аэробных бактерий: облигатно-аэробные, факультативно-анаэробные и микроаэрофильные.

Облигатные аэробные бактерии

Это бактерии, которым для развития обязательно требуется кислород. Им нужен этот элемент для осуществления процесса клеточного дыхания.

Факультативные анаэробные бактерии

Это бактерии, которые с эволюционной точки зрения имеют определенное преимущество, так как они могут выжить как в среде, в которой присутствует кислород, так и в тех средах, в которых его нет.

Это связано с тем, что в их клеточном аппарате есть элементы, необходимые для выполнения анаэробных процессов, с помощью которых они могут получать энергию. Таким образом, в отсутствие кислорода эти бактерии не погибают, а осуществляют другие метаболические процессы.

Микроаэрофильные бактерии

Это особый вид бактерий. Они используют кислород в качестве основного элемента для процесса клеточного дыхания. Однако атмосферные концентрации этого газа (около 21%) токсичны для этих бактерий.

Виды аэробных бактерий

Бактерии рода

Род Bacillus состоит из большого разнообразия видов, которые характеризуются стержневой формой и грамположительными значениями. Одна из самых выдающихся характеристик этих бактерий заключается в том, что когда условия окружающей среды становятся враждебными, они генерируют споры в своих клетках. Они очень устойчивы и предназначены для обеспечения выживания бактерий во вредных условиях окружающей среды.

В этом роде есть бактерии, которые являются строго аэробными, а есть другие, которые считаются факультативными аэробными. Среди видов бактерий рода Bacillus можно упомянуть, в частности, Bacillus anthracis, Bacillus cereus, Bacillus subtilis и Bacillus thuringiensis.

бацилла

Это хорошо известная и изученная бактерия в мире микробиологии, так как из-за своего потенциала и очевидной патогенности она использовалась в качестве биологического оружия. Его споры очень токсичны и легко проникают в организм человека через дыхательные пути при вдыхании, попадании в организм зараженной пищи или при контакте с открытой раной.

Уже в организме он вызывает инфекцию, известную под общим названием сибирская язва, которая может быть кожной, легочной или желудочно-кишечной.

Bacillus cereus

Это факультативная аэробная бактерия, которая, как известно, вырабатывает токсины. Эти токсины могут вызывать у человека различные патологии, такие как рвотный синдром и диарейный синдром, как на уровне желудочно-кишечного тракта. Точно так же он может поражать другие органы, например глаза, в которых он может вызывать кератит и эндофтальмит.

Bacillus subtilis

Это, пожалуй, наиболее изученный вид рода Bacillus. Настолько, что его считают «типовым видом». Как и другие виды Bacillus, он производит споры, в частности эндоспоры, которые находятся в центре бактериальной клетки.

Это безвредная бактерия для человека, за исключением очень редких случаев отравления зараженной пищей. В дополнение к этому, он имеет широкий спектр преимуществ, таких как синтез противогрибковых и антибиотических веществ, а также применение в промышленной сфере.

Nocardia

Это род грамположительных бактерий, имеющих форму бацилл. Среди его наиболее выдающихся характеристик можно отметить наличие ответвлений, многие из которых расположены под прямым углом.

Точно так же эти бактерии являются хорошо известными патогенами человека. В частности, два его вида, Nocardia asteroides и Nocardia brasiliensis, были достаточно изучены как вызывающие нокардиоз легких и актиномикотическую мицетому соответственно.

лактобацилла

Это грамположительные бактерии, которые характеризуются факультативной аэробностью, имеют форму бациллы и не продуцируют споры. Эти бактерии обычно считаются безвредными и безвредными для человека.

Напротив, они известны своими преимуществами, среди которых мы можем выделить: они способствуют сохранению пищи, помогают контролировать некоторые заболевания, такие как рак толстой кишки, и являются частью синтеза определенных соединений, как витамины группы В.

стафилококк

Это кокосовые (круглые) бактерии, которые имеют тенденцию образовывать скопления клеток, похожие на гроздь винограда. Бактерии этого рода считаются факультативно аэробными, а это значит, что они могут развиваться как в присутствии, так и в отсутствие кислорода.

Многие виды этого рода известны патогенами человека. Среди них наиболее опасным является золотистый стафилококк, который продуцирует определенные токсины: гемолизин, энтеротоксин, токсин синдрома токсического шока и эксфолиативный токсин. Эти токсины вызывают такие заболевания, как диарея, псевдомембранозный колит и синдром ожоговой кожи.

Разница между аэробными и анаэробными бактериями

Анаэробные бактерии появились на планете задолго до аэробных бактерий. Это связано с тем, что в первые эпохи земной жизни кислород не был важной частью атмосферы, поэтому живые существа, существовавшие тогда, не использовали его для своих метаболических процессов.

Позже, когда на планете появилась жизнь и уровень атмосферных газов стабилизировался, появились аэробные организмы, которые начали использовать кислород в качестве основного элемента в процессах производства энергии.

Основное различие между обоими типами бактерий заключается в том, что аэробным бактериям необходим кислород, содержащийся в элементе, для выполнения различных клеточных процессов, наиболее характерным из которых является клеточное дыхание. Благодаря этому процессу они получают большое количество энергии.

С другой стороны, анаэробные бактерии не используют кислород ни для каких процессов. Даже для некоторых из этих бактерий кислород очень токсичен. Благодаря этому они выполняют другие процессы для получения энергии, необходимой клетке.

Среди этих процессов - ферментация, посредством которой происходит разложение определенных соединений, таких как углеводы, с получением других органических соединений, таких как молочная кислота.

Еще одно различие, которое можно упомянуть между этими двумя типами бактерий, - это среда обитания, в которой они обитают. Анаэробные бактерии часто встречаются в местах с низким содержанием кислорода, таких как зубной камень, покрывающий зубы, в то время как аэробные бактерии процветают в местах обитания, где достаточно кислорода, например в почве.

Культура аэробных бактерий

Когда культивирование аэробных бактерий будет проводиться в лаборатории, первое, что нужно иметь в виду, - это то, что этим типам бактерий требуется достаточное количество кислорода. В этом смысле, как известно, идеальными считаются те же атмосферные условия. Однако есть некоторые бактерии, которым требуется дополнительная аэрация.

В этих случаях можно энергично встряхнуть колбу или пропустить через среду стерилизованный воздух. В том случае, если культивирование достаточно обширное, рекомендуется увеличить воздействие атмосферы на среду. Это достигается путем наслоения неглубокой среды.

Посев на Staphylococcus aureus. Источник: Microrao

Теперь, что касается состава культуральной среды, которая будет использоваться для аэробных бактерий, это будет зависеть от вида бактерий, которые культивируются. Например, для выращивания золотистого стафилококка наиболее часто используемыми питательными средами являются 5% кровяной агар, соевый агар с триптиказой и бульон BHI Brain Heart Infusion Broth. Бактерии Bacillus также успешно культивируются в вышеупомянутых питательных средах.

Важно отметить, что бульон BHI Brain Heart Infusion Broth рекомендуется во всем мире для выращивания аэробных бактерий. В его состав входят настой из головного мозга теленка и настой из бычьего сердца, а также пептон, хлорид натрия и глюкоза, среди других компонентов.

Методы подсчета на тарелках

Подсчет в чашках - это стандартная процедура, которая проводится в лабораториях для определения приблизительного количества бактерий, составляющих определенную культуру.

Этот метод основан на подсчете так называемых колониеобразующих единиц и позволяет получить приблизительное количество бактерий. Важно подчеркнуть, что эта процедура должна проводиться с необходимой тщательностью и тщательностью, поскольку любая ошибка, какой бы небольшой она ни была, может сильно повлиять на результат.

Есть несколько методов, которые можно применить для подсчета пластинок. Два из них будут объяснены здесь.

Техника разливки тарелок

Первое, что нужно сделать, это подготовить идеальную питательную среду для того типа бактерий, который вы хотите выращивать. Позже на чистом и чистом месте ставятся чашки Петри, в которые будет помещена культура.

В каждую чашку Петри следует добавить 1 мл соответствующего разведения, а также около 20 мл растопленной питательной среды. После этого движения чашкой Петри производятся следующим образом: 6 справа налево, 6 по часовой стрелке, 6 против часовой стрелки и 6 сзади наперед. Наконец, среда должна затвердеть.

Чашки Петри инкубируют в подходящих температурных условиях (37 ° C) в течение 24-48 часов. По истечении этого времени следует подсчитать количество образовавшихся колоний.

Техника нанесения на тарелку

Для выполнения подсчета с использованием этого метода чашки Петри с питательной средой должны быть размещены на столе упорядоченным образом, чтобы избежать ошибок. Затем в каждую капсулу вносят по 1 мл каждого разведения.

Таким же образом с помощью стеклянной палочки посевной материал следует равномерно распределить по всей поверхности питательной среды. Делать это нужно скручивающими движениями.

После того, как посевной материал абсорбируется культуральной средой, капсулы инкубируют в течение времени, необходимого в соответствии с культивируемым микроорганизмом. Наконец, необходимо подсчитать все колонии, которые развились на выбранных чашках.

Заболевания, вызванные

Как упоминалось ранее, известно, что некоторые из родов, составляющих группу аэробных бактерий, вызывают заболевания у людей. Некоторые из этих заболеваний с соответствующими симптомами и методами лечения перечислены ниже.

Нокардиоз

Нокардиоз - это заболевание, которое может проявляться остро или хронически. Согласно изученным клиническим случаям, в большинстве случаев они проявляются симптомами пневмонии. Однако иногда он может не инфицировать дыхательные пути, а напрямую воздействовать на кожу, вызывая характерные поражения.

Симптомы, наблюдаемые при легочном нокардиозе:

• Высокая температура
• Хромический кашель, который ничем не облегчается
• Затрудненное дыхание
• Общий дискомфорт

С другой стороны, когда бактерии рода Nocardia проникают в кожу, может развиться так называемая актиномицетома. Это хроническая гранулематозная инфекция, которая встречается очень редко и обычно возникает у людей с ослабленной иммунной системой. Его симптомы включают:

• Высокая температура
• Узловое поражение, представляющее собой центральную пустулу, через которую может стекать кровянистый материал.
• Кожный или подкожный абсцесс.
• Общее недомогание

сибирская язва

Так называют инфекции, вызываемые бактериями Basillus anthracis. Это вызвано прямым контактом человека со спорами указанных бактерий. Сибирская язва может поражать легкие и кожу. Легочные - самые опасные, их смертность превышает 90%.

Несколько лет назад эта бактерия прославилась тем, что рассылались конверты со спорами, что сильно повлияло на тех, кто их получил, вызвав их смерть.

Сначала симптомы сибирской язвы в легких напоминают симптомы простуды, однако со временем они приобретают более неблагоприятную клиническую картину:

• Стойкая лихорадка
• Затрудненное дыхание
• Учащение пульса.

Со временем состояние пациента ухудшается и наступает септический шок, после которого в большинстве случаев наступает смерть пациента.

Что касается кожной сибирской язвы, первым признаком является поражение, похожее на укус комара, которое становится хроническим и превращается в некротический струп.

Также наблюдается повышение температуры тела и общее недомогание. Эта клиническая картина часто разрешается благоприятно, оставляя только шрам. Однако не стоит проявлять осторожность, так как это может распространиться и вызвать бактериемию.

туберкулез

Это патология, поражающая дыхательные пути и вызываемая строгой аэробной бактерией Mycobacterium tuberculosis. Бактерии обнаруживаются в секретах людей, страдающих этим заболеванием, особенно в секретах, которые они выделяют при кашле. Контакт с этими выделениями - наиболее распространенный путь заражения.

Симптомы туберкулеза:

• Постоянный кашель с кровянистой мокротой
• Высокая температура
• Общий дискомфорт
• Боль в груди, особенно при кашле и дыхании
• Обильное потоотделение по ночам.

проказа

Это хорошо известное заболевание, вызываемое другой бактерией из рода Mycobacterium, Mycobacterium leprae. Это болезнь, которая веками была бичом, поскольку те, кто от нее страдали, были прокляты обществом и были вынуждены жить отдельно.

Наиболее частые симптомы проказы:

• Светлые поражения на коже
• Бугорки или узелки на коже
• Потеря чувствительности в определенных областях
• Утолщение кожи

Со временем клиническая картина ухудшается, в результате чего человек теряет функциональные возможности своих верхних и нижних конечностей, обезображивание, вызванное повреждениями кожи, и дискомфорт на уровне кожи, например, постоянное ощущение жжения на коже.

Ссылки

1. Камачо, А., Джайлс, М., Ортегон, М., Палао, М., Серрано, Б. и Веласкес, О. (2009) Методы микробиологического анализа пищевых продуктов. UNAM Мексика 2-е издание.
2. Кэррол, К., Хобден, Дж., Миллер, С., Морс, С., Мицнер, Т., Детрик, Б., Митчелл, Т. и Саканари, Дж. Медицинская микробиология. Мак Гроу и Хилл. 27-е издание
3. Дорронсоро И. и Торроба Л. Микробиология туберкулеза. (2007). Анналы системы здравоохранения Наварры. 30 (2).
4. Гонсалес П. и Кона Э. (2006). Nocardia asteroides. Чилийский журнал инфектологии. 2. 3. 4).
5. Эрнандес, П., Майорга, Дж. И Перес, Э. (2010). Актиномицетома, вызванная Nocardia brasiliensis. Анналы педиатрии. 73 (4). 159-228
6. Райан К. и Рэй К. (2004). Шеррис Медицинская микробиология. Мак Гроу Хилл. 4-е издание.