АНАЕРОБНЕ БАКТЕРИЈЕ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, ВРСТЕ, ВРСТЕ, КУЛТУРА - БИОЛОГИЈА - 2025

У анаеробних бактерија су они који не користе кисеоник у својим метаболичким процесима. У ствари, многе од ових бактерија не могу преживети у окружењима у којима је овај елемент присутан, јер је за њих отрован.

Један од метаболичких процеса који проводи ова врста бактерија и који је најчешће проучаван је ферментација. Ово је процес који има велики број примена на индустријском нивоу, а који се односи на производњу алкохолних пића, јогурта и сирћета, између осталих производа.

Бацтероидес, род анаеробних бактерија. Извор: америчка влада

Слично томе, многе од ових бактерија имају своје природно станиште у људском телу, а налазе се углавном у гастроинтестиналном тракту. Неке су безопасне, али друге узрокују разне патологије у организму, од којих многе могу довести до смрти.

карактеристике

Анаеробне бактерије су међу првим живим бићима која су се појавила на планети. Оно што је важно, пре више хиљада година, када су се почели појављивати први облици живота, ниво кисеоника у атмосфери био је заиста низак. Због тога су први организми који су се развили имали друге ћелијске механизме за добијање енергије.

Заправо, за многе врсте које чине групу анаеробних бактерија, кисеоник је високо токсичан. Због тога се неке бактерије налазе у стаништима у којима нема кисеоника.

Исто тако, постоје анаеробне бактерије које подржавају живот у присуству врло мале количине кисеоника, па се могу налазити у већем броју окружења. Неке од ових бактерија су део нормалне људске микробиоте, тачније на нивоу усне шупљине и гастроинтестиналног тракта.

Са друге стране, ове бактерије врше ферментацију. Ово је катаболички процес којим се органска једињења разграђују на једноставнија у одсуству кисеоника. Изводе га углавном анаеробне бактерије.

Исто тако, не постоји нити једна врста ферментације. Зависно од добијеног производа, постоји неколико врста, попут сирћетне, млечне и алкохолне ферментације, између осталих.

У овим бактеријама различити ензимски системи савршено функционишу у недостатку кисеоника. То је зато што се као акцептори електрона користе друга једињења попут фумарата, нитрата или сулфата.

Прикладно је напоменути да многе анаеробне бактерије чине људске патогене. Међу најпознатијим и најпознатијим, могу се споменути врсте родова Порпхиромонас, Цлостридиум и Превотелла, између осталих.

Врсте анаеробних бактерија

Многе анаеробне бактерије не могу одољети у окружењима у којима има кисеоника, јер је то за њих отровно. Међутим, постоје и неки, и поред тога што не користе кисеоник, они могу преживети у окружењима у којима постоје различите концентрације овог гаса.

Имајући то у виду, анаеробне бактерије могу се поделити у три врсте: облигате анаеробне, аеротолерантне и факултативне анаеробне.

Обавезни анаероби

Такође су познате и као строге анаеробне бактерије. Они су они који не користе кисеоник за било који метаболички процес. Ваша толеранција према овом гасу је променљива. Према овом, облигате анаеробне бактерије су класификоване у:

- строго: толеришу само концентрације кисеоника испод 0,5%.

- Умерено: могу поднијети концентрације кисеоника у распону између 2 и 8%.

Аеротолерантни анаероби

Ово су бактерије које, иако не користе кисеоник за обављање било каквог ћелијског процеса, могу да живе у стаништима где постоје. Класичан пример ове врсте бактерија је Пронибацтериум ацнеспио, који изазива многе случајеве акни.

Факултативни анаероби

Факултативне анаеробне бактерије не користе кисеоник за своје метаболичке процесе, али могу живети у његовом присуству, јер за њих није токсичан. Они углавном спроводе процес ферментације како би добили потребну енергију. Међу најпознатије факултативне анаеробне бактерије спадају Есцхерицхиа цоли и Стапхилоцоццус ауреус.

Анаеробне врсте бактерија

Да би се олакшало проучавање анаеробних бактерија, они се могу груписати према свом облику и обојености у: грам-негативне коке, грам-позитивне коке, грам-негативне шипке и грам-позитивне шипке.

-Грам негативних кокоса

У оквиру ове групе је неколико родова као што су Веиллонелла и Мегаспхаера.

Веиллонелла

Ово је род грам негативних бактерија који је добро познат по свом ферментативном потенцијалу. Ове бактерије ферментирају лактат у ацетат и пропионат кроз метаболички пут познат као пут метилмалонил-ЦоА.

Исто тако, они су саставни део микробиоте одређених делова тела, као што су усна шупљина и гастроинтестинални тракт.

-Грам позитивних кокоса

То су бактерије округлог облика које, обојене грам-пигментом, поприме карактеристичну љубичасту боју.

Анаерокок

Пронађене су бактерије овог рода које чине део бактеријске флоре људског тела. Међутим, могуће је да је узрок одређених патолошких процеса. Ова бактерија је изолована од вагиналног пражњења, апсцеса на јајницима и одређених хроничних рана.

Исто тако, у различитим клиничким студијама случаја утврђено је да врсте овог рода могу изазвати широк спектар инфекција у мокраћним путевима, као и у крви.

Пепто-стрептокок

То је род бактерија који често изазива развој патологија код људи. Поред тога, они су део микробиоте одређене слузокоже тела, као што су орофарингеална и генитоуринарна.

-Грам негативних бацила

Они су бактерије које имају облик издуженог штапа и који се одликују добијањем боје фуксије када су изложени процесу бојења по Граму. Ова група анаеробних бактерија обухвата неколико родова.

Превотелла

То је род бактерија који се често налазе као компоненте бактеријске флоре усне шупљине, гастроинтестиналног тракта и вагиналне шупљине. Упркос томе, када се промене нормалне телесне размере, ове бактерије се неконтролисано шире.

Када се то догоди, Превотелла узрокује развој одређених инфекција, а најчешће су оне које се јављају на нивоу пародонталне мукозе. Такође су изоловани од пацијената са реуматоидним артритисом.

-Грам позитивних бацила

У ову групу спадају бактерије у облику шипка које у свом ћелијском зиду имају дебели слој пептидогликана који задржава честице грама боје, дајући му љубичасту боју. Ова група укључује широк спектар врста које код људи изазивају разне болести и патологије.

Цлостридиум ботулинум

То је грам-позитивна бактерија коју карактерише стварање спора, које представљају инфективно средство за људе. На исти начин, ова бактерија синтетише и ослобађа одређене токсине, чија је главна функција парализовање мишића.

Међу болестима које ова бактерија ствара, можемо поменути ботулизам хране, који утиче на гастроинтестинални тракт, и дечји ботулизам, који погађа малу децу и узрокован је директним уносом спора.

Цлостридиум тетани

Ова бактерија је добро позната у области медицине и била је предмет бројних истраживања о ефектима које она ствара у организму. Као и остале бактерије рода Цлостридиум, и ова бактерија производи ендоспоре које су врло отпорне на компоненте животне средине.

Цлостридиум тетани. Извор: Добављачи садржаја: ЦДЦ

Исто тако, ова бактерија изазива патологију код људи познату као тетанус. Ова болест је проузрокована уласком спора у организам, које клијају и почињу да синтетишу и ослобађају токсине ове врсте.

Када се то догоди, споре ометају пренос нервних импулса, узрокујући мишиће болним спазмом.

Разлике од аеробних бактерија

Главна разлика између анаеробних бактерија и аеробних бактерија односи се на употребу кисеоника и способност развијања у присуству или одсуству овог елемента.

У том смислу, анаеробне бактерије не користе кисеоник ни за један од својих процеса унутрашње производње енергије. Супротно томе, аеробне бактерије га користе као акцептор електрона током процеса ћелијског дисања, помоћу којег разграђују молекуле органских једињења, попут глукозе, добијајући велику количину енергије.

Исто тако, постоје и анаеробне бактерије које, осим што не користе кисеоник у различитим процесима, не могу бити у окружењима богатим кисеоником, јер је овај елемент за њих врло токсичан. Уместо ћелијског дисања изводе ферментацију.

Још једна приметна разлика између ове две врсте ћелија има везе са њиховим стаништима. Аеробне бактерије се налазе у окружењима у којима је кисеоник широко доступан, док анероидне бактерије преживе у окружењима где је потпуно одсуство кисеоника или где су концентрације кисеоника врло ниске.

Култура анаеробних бактерија

Култивација анаеробних бактерија је процес у коме се морају следити све потребне мере предострожности како не би дошло до грешке. Овде је важно имати на уму да неке врсте анаеробних бактерија не могу имати било какав контакт са кисеоником, јер то за њих може бити токсично средство.

Један од елемената који треба узети у обзир при вршењу културе у лабораторији је култура која треба да се користи. Свака група бактерија има одређене специфичне потребе.

Медиј културе

Тренутно постоји много медија за културу који се могу користити за сјетву било које врсте бактерија. У специфичном случају анаеробних бактерија, медијум за културу захтева додавање редукционог агенса, попут тиогликолата или цистеина.

Слично томе, да се оптимизирају резултати који се очекују, може се додати редок индикатор, који показује могуће присуство кисеоника, попут ресазурина.

Најчешће коришћени и препоручени култури за сејање анаеробних бактерија су:

- Крвни агар за анеробиосе: садржи, између осталог, екстракт меса, екстракт квасца, НаЦл, глукозу и пептон.

- Чоколадни агар: није широко коришћен за узгој анаеробних бактерија. Међутим, захваљујући својим компонентама могуће је натерати их да тамо расту.

- Агар етилфенил алкохола са крвљу: овај медијум се широко користи за правилно изоловање анаеробних бактерија.

- Цолумбиа агар са колистином и налидиксичном киселином.

- тиогликолат: обично је обогаћен Л-цистином, хемином и витамином К.

- КВЛБ агар (канамицин, ванкомицин, лакирана крв): посебно за грам негативне бациле.

Процес

Након што је изабран медијум за културу, према бактеријама које ће се гајити, поступак може започети. У том смислу мора се створити потпуно анаеробно окружење у коме нема кисеоника. Да би се то постигло, могу се следити два поступка:

- Метода натријум хидроксида - пирогалне киселине: ова метода се заснива на добијању анаеробног окружења хемијском реакцијом, користећи уместо редукционог средства катализатор. То је деликатан и потенцијално опасан поступак.

- Употреба анаеробних тиквица: Ова врста тиквица је веома корисна за узгој анаеробних организама. Међутим, користи се само код организама који могу да издрже контакт светлости са малим нивоом кисеоника.

Исто тако, мора се створити нека врста вакуума да би се започело са култивацијом. То се може учинити на више начина: замена кисеоника другим гасовима, апсорпција кисеоника хемијским или биолошким методама, или коришћење редуктора.

Култура Цлостридиум перфрингенс. Извор: Фотографски кредити: Понудитељи садржаја: ЦДЦ / Др. Стуарт Е. Старр

Једном када се изврше ови кораци, врши се инокулација да се инкубира култура и сачека разумно време за проучавање добијених колонија. Вријеме чекања овисит ће о врсти која се узгаја.

Постоје брзорастуће врсте (18-24 сата), као што је Цлостридиум перфрингенс, а постоје и друге које имају спор раст (5-7 дана), попут Пропионибацтериум.

Методе бројања плоча

Ове методе се користе за проналажење приближног броја микроорганизама који се налазе у култури. У случају анаеробних бактерија, постоји неколико техника које омогућавају бројање.

Међутим, пошто многе од ових бактерија не могу доћи у директан контакт са кисеоником, јер је токсичан, приликом примене ових техника мора се обратити посебна пажња.

У том смислу овде ће бити описане две методе: највероватнији број (за строгу аеробику) и метода ширења плака (за факултативне и микроаерофилне анаеробе).

Највероватнији бројчани метод

Ова техника се заснива на утврђивању присуства или одсуства микроорганизама у узорку. Ово се ради у репликама узастопних решења. Принцип овог поступка је да се може развити једна жива ћелија, стварајући тако мутну културу.

Да би се спровео овај поступак, потребно је направити низ серијских растварања узорка културе. За то је важно користити течни медијум за културу са нутритивним потребама. Једном када се то уради, епрувете се инкубирају док чекају да микроорганизми нарасту.

По истеку разумног времена епрувете у које је инокулирана једна или више бактеријских ћелија постаће замућене.

Како се прегледавају епрувете у којима се повећава фактор растварања, они постају прогресивно мање замућени, јер садрже све мање и више бактеријских ћелија. То је случај док се не постигне тачка у којој више неће постојати један или само један микроорганизам.

Коначно, процена густине насељености добијена је из обрасца појаве у серијским решењима и коришћењем стандардне вероватноће табеле која је дизајнирана за ову сврху.

Начин расипања плоча

Ово је прилично јасна метода. Прво, неколико Петријевих посуда са средством за културу треба уредити на одговарајући начин. Потом се у сваку капсулу инокулира 1 мЛ раствора. Важно је напоменути да раствори садрже микроорганизам који се броји.

Затим се уз помоћ стаклене шипке, инокулирани материјал шири хомогено, покривајући целокупну површину медијума за културу.

Коначно, Петријеве посуде се инкубирају под условима потребним за време потребно за сваку врсту микроорганизма. Коначно, настале колоније се рачунају.

Узроци болести

Многе од анаеробних бактерија су човеку познати патогени и узрокују болести и патологије које чак могу угрозити живот појединца.

Инфекције на нивоу усне шупљине

Усна шупљина идеално је окружење за многе анаеробне бактерије, које се тамо размножавају и стварају одређене патологије попут периодонтитиса, некротизирајућих гингивитиса и апсцеса, између осталих.

Већина ових инфекција присутна је са болом, лезијама на слузокожи и суппутацијом гноја, са последичним повећањем телесне температуре.

Међу узрочним бактеријама најчешће је изолирана Порпхиромонас гингивалис код ових лезија.

Интестиналне инфекције

Један од начина инфекције ове врсте бактерија је путем гутања, било споре (у случају спорулираних бактерија) или контаминиране хране и воде.

У тим случајевима, бактерије се усидре у цревима и почињу да оштећују цревну слузницу, изазивајући симптоме као што су: грозница, бол у трбуху, течна столица, натеченост, мучнина и опште осећај слабости.

Анаеробне бактерије које могу створити ову клиничку слику су Цлостридиум диффициле и Есцхерицхиа цоли, између осталих.

Кожне инфекције

Неке од ових бактерија, када дођу у контакт са отвореном раном, могу је заразити. Ако се то догоди, могу се створити тешке инфекције коже, попут гасне гангрене, чији узрочник је Цлостридиум перфрингес.

Симптоми гасне гангрене укључују: блистере испуњене крвавом течношћу, поткожни емфизем, јак бол и високу температуру, између осталих.

Друга патологија узрокована анаеробним бактеријама на кожном нивоу је некротизирајући фасциитис, при којем се инфекција шири изван кожног ткива, захваћајући чак и фасцију која окружује мишиће.

Симптоми укључују акутну бол, јак еритем, жуљеве и најчешће гангрену. Међу узрочницима ове патологије је и Стапхилоцоццус ауреус.

Референце

1. Броок И. (2016) Болести изазване анаеробним бактеријама које не стварају споре. У: Голдман Л, Сцхафер АИ, едс. Голдман-Цецил Медицина. 25. изд. Пхиладелпхиа, ПА
2. Царрол, К., Хобден, Ј., Миллер, С., Морсе, С., Миетзнер, Т., Детрицк, Б., Митцхелл, Т. и Саканари, Ј. Медицал Мицробиологи. Мц Грав анд Хилл. 27. издање
3. Цорралес, Л., Антолинез, Д., Бохоркуез, Ј. и Цорредор, А. (2015). Анаеробне бактерије: процеси који спроводе и доприносе одрживости живота на планети. НОВА 13 (23) 55-81
4. Цуртис, Х., Барнес, С., Сцхнецк, А. и Массарини, А. (2008). Биологија. Уредништво Медица Панамерицана. 7. издање
5. Холт, Ј. (1994) Бергеи-ов приручник о одлучној бактериологији. Виллиамс и Вилкинс. 9. издање
6. Мц Фаддин (1985) Медији за изолацију-култивацију-идентификацију-одржавање медицинских бактерија. Вол 1. Балтиморе.
7. Куинтеро, Л. (2009). Анаеробне бактеријске инфекције: критеријуми за клиничко управљање и микробиолошке дијагностичке процедуре. Логос, наука и технологија. 1 (1) 121-136