AEROBNE BAKTERIJE: ZNAČILNOSTI, PRIMERI, KULTURE, BOLEZNI - BIOLOGIJA - 2025

Za aerobne bakterije so široka skupina bakterij, ki so značilne potrebe po kisiku za njihove presnovne procese. Te bakterije uporabljajo kisik za razgradnjo organskih spojin do enostavnejših spojin s postopkom, znanim kot celično dihanje.

Številni strokovnjaki trdijo, da je pojav te vrste bakterij neposredna posledica procesa fotosinteze. Zaradi tega so se ravni kisika v atmosferi povečale in so bile sprva strupene za številna živa bitja. Zaradi tega so se morali številni organizmi prilagoditi in začeti uporabljati kisik.

Mycobacterium tuberculosis, aerobne bakterije. Vir: Fotograf: Janice CarrContent Ponudniki: CDC / Dr. Ray Butler; Janice Carr

Obstaja veliko vrst, ki so vključene v skupino aerobnih bakterij. Najbolj reprezentativni so rodovi Bacillus, Mycobacterium in Nocardia. Podobno je mnogim od teh bakterij znanih človeških patogenov, celo povzročajo patologije, ki lahko povzročijo smrt.

značilnosti

Glavna značilnost aerobnih bakterij je, da za razvoj potrebujejo okolje, v katerem je dovolj razpoložljivih kisika, saj v svojem metabolizmu izvajajo proces celičnega dihanja.

Pri tem uporabljajo kisik za razgradnjo molekul iz organskih spojin, kot je glukoza, do enostavnejših spojin, kot sta ogljikov dioksid in voda, s posledičnim pridobivanjem energije v obliki ATP.

Prav tako večina vrst, ki sestavljajo to skupino, nima sposobnosti sinteze encima katalaze, zato ne more cepiti molekule vodikovega peroksida na vodo in kisik.

Vrste aerobnih bakterij

Na splošno velja, da so aerobne bakterije tiste, ki potrebujejo prisotnost kisika, da se lahko razvijejo in rastejo. Vendar pa potreba po tem kemičnem elementu v bakterijah v tej skupini ni enaka za vse. V tem smislu obstaja več vrst aerobnih bakterij: obligate aerobne, fakultativne anaerobne in mikroaerofične.

Oblivati ​​aerobne bakterije

So bakterije, ki nujno potrebujejo kisik, da se razvijejo. Ta element zahtevajo za izvajanje celičnega dihanja.

Fakultativne anaerobne bakterije

Gre za bakterije, ki imajo z evolucijskega vidika določeno prednost, saj lahko preživijo tako v okoljih, v katerih je prisotnost kisika, kot v tistih okoljih, v katerih ga ni.

To je posledica dejstva, da imajo znotraj svojih celičnih strojev potrebne elemente za izvajanje anaerobnih procesov, s pomočjo katerih lahko pridobivajo energijo. Tako, da te bakterije v odsotnosti kisika ne umrejo, ampak izvajajo druge presnovne procese.

Mikroaerofilne bakterije

To je zelo posebna vrsta bakterij. Uporabljajo kisik kot primarni element za izvajanje celičnega dihanja. Vendar so atmosferske koncentracije tega plina (približno 21%) strupene za te bakterije.

Aerobne vrste bakterij

Bakterije rodu

Rod Bacillus sestavlja veliko vrst, za katere je značilno, da imajo palico obliko in da so gram pozitivne. Ena najbolj izjemnih lastnosti teh bakterij je, da ko okoljski pogoji postanejo sovražni, v svojih celicah ustvarjajo spore. Te so zelo odporne in so namenjene zagotavljanju preživetja bakterij v škodljivih okoljskih pogojih.

Znotraj tega rodu obstajajo bakterije, ki so strogo aerobne, medtem ko obstajajo druge, ki veljajo za fakultativne aerobne. Med vrstami bakterij iz rodu Bacillus lahko omenimo: Bacillus anthracis, Bacillus cereus, Bacillus subtilis in Bacillus thuringiensis, med drugimi.

Bacili

Je dobro znana in raziskana bakterija v svetu mikrobiologije, saj je bila zaradi svojega potenciala in očitne patogenosti uporabljena kot biološko orožje. Njeni spori so zelo strupeni in zlahka prodrejo v človeško telo, skozi dihala z vdihavanjem, zaužitjem kontaminirane hrane ali s stikom z odprto rano.

Že v telesu povzroča okužbo, ki je na splošno znana po imenu antraks, ki je lahko kožni, pljučni ali prebavni.

Bacillus cereus

Gre za fakultativno aerobno bakterijo, ki je dobro znana po proizvodnji toksinov. Ti toksini lahko pri ljudeh povzročijo različne patologije, kot so emetični sindrom in diarealni sindrom, tako na ravni prebavil. Prav tako lahko prizadene druge organe, na primer oči, v katerih lahko povzroči keratitis in endoftalmitis.

Bacillus subtilis

Je morda najbolj raziskana vrsta iz rodu Bacillus. Toliko, da velja za "vrsto vrste". Tako kot druge vrste Bacillus tudi ta proizvaja spore, natančneje endospore, ki jih najdemo v središču bakterijske celice.

Za človeka je neškodljiva bakterija, razen nekaterih zelo osamljenih primerov zastrupitve s kontaminirano hrano. Poleg tega prinaša široko paleto koristi, kot je sinteza protiglivičnih in antibiotičnih snovi, pa tudi aplikacije na industrijskem območju.

Nocardia

Je rod gram pozitivnih bakterij, ki so oblikovane kot bacili. Med njegovimi izstopajočimi značilnostmi lahko omenimo, da imajo posledice, mnoge od njih so pod pravim kotom.

Prav tako so te bakterije dobro znane človeške patogene. Zlasti dve študijski vrsti, Nocardia asteroides in Nocardia brasiliensis, sta bili dovolj raziskani, da povzročata pljučno nokardiozo in aktinomikotični micetom.

Lactobacillus

So gram pozitivne bakterije, za katere je značilno, da delujejo aerobno, da imajo obliko bacila in ne proizvajajo spore. Te bakterije na splošno veljajo za neškodljive in neškodljive za ljudi.

Nasprotno, slovijo po koristih, ki jih prinašajo, med katerimi lahko izpostavimo: prispevajo k ohranjanju hrane, pomagajo pri nadzoru nekaterih bolezni - kot je rak debelega črevesa - in so del sinteze nekaterih spojin, kot vitamini skupine B.

Stafilokok

To so (okrogle) bakterije v obliki kokosa, ki ponavadi tvorijo gruče celic, ki so videti kot grozdje. Bakterije tega rodu veljajo za fakultativne aerobne, kar pomeni, da se lahko razvijejo tako v prisotnosti kot v odsotnosti kisika.

Številnim vrstam v tem rodu je znanih človeških patogenov. Med njimi je najbolj virulentna Staphylococcus aureus, ki proizvaja nekatere toksine: hemolizin, enterotoksin, toksin sindroma toksičnega šoka in eksfoliativni toksin. Ti toksini povzročajo bolezni, kot so driska, psevdomembranski kolitis in sindrom razgaljene kože.

Razlika med aerobnimi in anaerobnimi bakterijami

Anaerobne bakterije so se na planetu pojavile že dolgo pred aerobnimi bakterijami. To je zato, ker kisik v prvih obdobjih kopenskega življenja ni bil pomemben del ozračja, zato živa bitja, ki so obstajala takrat, ga niso uporabljala za svoje presnovne procese.

Kasneje, ko se je življenje na planetu razvijalo in so se ravni atmosferskih plinov stabilizirali, so se pojavili aerobni organizmi, ki so začeli uporabljati kisik kot glavni element v procesih proizvodnje energije.

Glavna razlika med obema vrstama bakterij je, da aerobne bakterije potrebujejo element kisik za izvajanje celičnih procesov, najbolj značilno je celično dihanje. S tem postopkom pridobijo veliko količino energije.

Po drugi strani anaerobne bakterije ne uporabljajo kisika za noben postopek. Tudi za nekatere od teh bakterij je kisik zelo strupen. Zaradi tega izvajajo druge procese za pridobivanje energije, ki jo celica potrebuje.

Med te procese spada tudi fermentacija, s pomočjo katere pride do razgradnje nekaterih spojin, kot so ogljikovi hidrati, da dobimo druge organske spojine, na primer mlečno kislino.

Druga razlika, ki jo lahko omenimo med tema dvema vrstama bakterij, je habitat, v katerem jih lahko najdemo. Anaerobne bakterije pogosto najdemo na mestih, kjer je malo kisika, na primer v vinskem kamnu, ki pokriva zobe, medtem ko aerobne bakterije uspevajo v habitatih, kjer je dovolj kisika, na primer v tleh.

Kultura aerobnih bakterij

Ko se bo v laboratoriju izvajala kultura aerobnih bakterij, je treba najprej pozabiti, da te vrste bakterij potrebujejo zadostno količino kisika. V tem smislu so enake atmosferske razmere znane kot idealne. Vendar pa obstaja nekaj bakterij, ki potrebujejo dodatno zračenje.

V teh primerih lahko storimo energično stresanje bučke ali mehurčka sterilnega zraka skozi medij. V primeru, da je gojenje precej obsežno, se priporoča povečanje izpostavljenosti medija v ozračje. To dosežemo s plastenjem medija, ki je plitv.

Kultura stafilokoka aureusa. Vir: Microrao

Zdaj bo glede na sestavo gojišča, ki se bo uporabljalo za aerobne bakterije, odvisno od bakterijskih vrst, ki se gojijo. Na primer, za gojenje Staphylococcus aureus so najpogosteje uporabljeni gojišča 5% krvni agar, soptični agar triptilkaza in BHI Brain Heart Infusion broth. Bakterije bakterije Bacillus se uspešno gojijo tudi v prej omenjenih kulturah.

Pomembno je opozoriti, da je BHI Brain Heart Infusion broth po vsem svetu priporočljiv za gojenje aerobnih bakterij. Njegova sestava med drugim vključuje infuzijo telečjih možganov in infuzijo govejega srca ter pepton, natrijev klorid in glukozo.

Metode za štetje plošč

Število plošč je standardni postopek, ki se izvaja v laboratorijih, da bi dosegli približno število bakterij, ki sestavljajo določeno kulturo.

Ta tehnika temelji na številu tako imenovanih enot, ki tvorijo kolonije in omogoča pridobivanje približnega števila bakterij. Pomembno je poudariti, da je treba ta postopek izvesti s potrebno natančnostjo in strogostjo, saj vsaka napaka, ne glede na to, kako majhna je, lahko močno vpliva na rezultate.

Za izvajanje štetja plošč lahko uporabimo več tehnik. Tukaj bosta razložena dva izmed njih.

Tehnika polivanja plošč

Prva stvar je, da pripravite idealen gojišče za vrsto bakterij, ki jih želite gojiti. Kasneje se na čistem in čistem območju postavijo petrijeve posode, v katere bo postavljena kultura.

V vsako Petrijevo posodo dodajte 1mL ustreznega redčenja in približno 20mL topljenega gojišča. Po tem je treba premikati s Petrijevo posodo tako: 6 od desne proti levi, 6 v smeri urinega kazalca, 6 v smeri urinega kazalca in 6 od zadaj naprej. Na koncu se pričakuje, da se medij strdi.

Petrijeve posode inkubiramo v primernih temperaturnih pogojih (37 ° C) 24-48 ur. Ko ta čas mine, je treba šteti število razvitih kolonij.

Tehnika površinskega nanašanja na ploščo

Za izvedbo štetja s to tehniko je treba petrijeve posode s sredstvom za kulturo pravilno namestiti na mizo, da se izognemo napakam. Nato se v vsako kapsulo inokulira 1 ml vsakega redčenja.

Prav tako je treba cepivo s pomočjo steklene palice homogeno razporediti po celotni površini gojišča. To je treba storiti z zasučnimi gibi.

Ko inokulum absorbira gojišče, kapsule inkubiramo za potreben čas glede na gojen mikroorganizem. Na koncu je treba šteti vse kolonije, ki so se razvile na izbranih ploščah.

Bolezni, ki jih povzročajo

Kot smo že omenili, je znano, da nekateri rodovi, ki sestavljajo skupino aerobnih bakterij, povzročajo bolezni pri ljudeh. Nekatere od teh bolezni s svojimi simptomi in načini zdravljenja so navedene spodaj.

Nokardioza

Nokardioza je bolezen, ki se lahko pojavi akutno ali kronično. Glede na preučene klinične primere večino časa predstavljajo simptomi pljučnice. Vendar lahko včasih, namesto da okuži dihalne poti, neposredno vpliva na kožo in povzroči značilne poškodbe.

Simptomi, ki jih opazimo pri pljučni nokardiozi, so:

• Visoka vročina
• Kromni kašelj, ki ga nič ne lajša
• Težavno dihanje
• Splošno nelagodje

Ko pa na kožo vdrejo bakterije rodu Nocardia, se lahko razvije tako imenovani aktinomicecetom. To je kronična, granulomatozna vrsta okužbe, ki je zelo redka in se običajno pojavi pri ljudeh z depresivnim imunskim sistemom. Njeni simptomi vključujejo:

• Vročina
• Nodularna lezija, ki predstavlja osrednjo pustulo, skozi katero je morda odtekel krvav material.
• Kožni ali podkožni absces.
• Splošno slabo počutje

Antraks

To je ime za okužbe, ki jih povzročajo bakterije Basillus anthracis. Nastane zaradi neposrednega stika ljudi s spori omenjenih bakterij. Antraks lahko prizadene pljuča in kožo. Pljučno je najnevarnejše s stopnjo umrljivosti nad 90%.

Pred nekaj leti je ta bakterija postala znana, ker so pošiljali ovojnice, ki vsebujejo spore, kar je močno prizadelo tiste, ki so jih prejeli, kar je povzročilo smrt.

Sprva simptomi antraksa v pljučih spominjajo na prehlad, vendar pa s časom napredujejo do bolj ogrožene klinične slike:

• Vztrajna vročina
• Težavno dihanje
• Povečan srčni utrip.

Sčasoma se bolnik poslabša in pride do septičnega šoka, po katerem v večini primerov nastopi smrt bolnika.

Glede kožnega antraksa je prvi znak lezija, podobna piku komarja, ki postane kronična in se razvije v nekrotični izliv.

Obstaja tudi dvig telesne temperature in splošno slabo počutje. Ta klinična slika se pogosto reši ugodno in pusti le brazgotino. Vendar pa ni pametno biti nepreviden, saj se lahko širi in povzroči bakteremijo.

Tuberkuloza

Gre za patologijo, ki prizadene dihala in jo povzroči stroga aerobna bakterija Mycobacterium tuberculosis. Bakterije najdemo v izločkih tistih, ki trpijo zaradi bolezni, natančneje v tisti, ki jo izženejo, ko kašljajo. Stik s temi izločki je najpogostejša pot okužbe.

Simptomi tuberkuloze so:

• Nenehni kašelj s krvavim sputumom
• Vročina
• Splošno nelagodje
• Bolečine v prsih, še posebej pri kašljanju in dihanju
• Obilno znojenje ponoči.

Gobavost

Je dobro znana bolezen, ki jo povzroča druga bakterija iz rodu Mycobacterium, Mycobacterium leprae. To je bolezen, ki je bila stoletja nadloga, saj so bili tisti, ki so z njo trpeli, izvršeni iz družbe in prisiljeni živeti narazen.

Najpogostejši simptomi gobavosti so:

• Svetle lezije na koži
• Izpuščaji ali vozliči na koži
• Izguba občutka na določenih območjih
• Zgostitev kože

Sčasoma se klinična slika poslabša, zaradi česar posameznik izgubi funkcionalnost svojih zgornjih in spodnjih okončin, izmučenost, ki jo povzročijo kožne lezije in nelagodje na ravni kože, kot je stalen občutek pekoče na koži.

Reference

1. Camacho, A., Giles, M., Ortegón, M., Palao, M., Serrano, B. in Velásquez, O. (2009) Tehnike mikrobiološke analize hrane. 2. izdaja UNAM Mexico.
2. Carrol, K., Hobden, J., Miller, S., Morse, S., Mietzner, T., Detrick, B., Mitchell, T. in Sakanari, J. Medical Microbiology. Mc Graw in Hill. 27. izdaja
3. Dorronsoro, I. in Torroba L. Mikrobiologija tuberkuloze. (2007). Anali zdravstvenega sistema Navarra. 30 (2).
4. González, P. in Cona, E. (2006). Nocardia asteroides. Čilski časopis za infektologijo. 2. 3. 4).
5. Hernández, P., Mayorga, J. in Pérez, E. (2010). Aktinomicecetom zaradi Nocardia brasiliensis. Anali pediatrije. 73 (4). 159-228
6. Ryan, K. in Ray, C. (2004). Sherris medicinska mikrobiologija. Mc Graw Hill. 4. izdaja.