Анаэробные организмы это в биологии

Обзор популярных производителей бактерий а боятся ли они химии

Выбирая, какие бактерии использовать для очистки септиков, отдавайте предпочтение составам от следующих производителей:

  • Доктор Робик;
  • Водограй;
  • Вэйст Трит;
  • Микропан;
  • Санэкс
  • Вioforce Septic.

Препараты «Водограй» имеют порошкообразную консистенцию, бактерии активируются спустя 20 минут после разбавления в воде. Линейка состоит из составов на основе аэробных организмов, для жизнедеятельности которых нужно обеспечить поступление в септик воздуха.

Эффект деятельности микроорганизмов стает заметным по истечению 1-2 недель с момента добавления. Полная переработка содержимого септика происходит за 2-3 месяца. Микробы «Водограй» устойчивы к воздействиям бытовой химии. Стоимость препарата — 330 руб. за 100 гр.

Составы «Доктор Робик» классифицируются на виды по функциональному назначению: К57 — для особо загрязненных септиков, К87 — бактерии для септика не боящиеся химии, К107 -универсальный препарат, для общих условий использования. Препараты «Доктор Робик» отличаются высокой скоростью активации — запах выгребной ямы пропадает спустя 4 дня после добавления. Стоимость — 150 руб. за 75 грамм порошка.

«Вэйст Трит» — комбинированный препарат, содержащий два вида бактерий. Продается в виде таблеток, гранул либо жидкого концентрата. При использовании 1 таблетка растворяется в ведре воды, после чего жидкость добавляется в септик. Концентрат разбавляется в соотношении 1 к 200. Стоимость препарата — 450 рублей за 10 мл. концентрата.

«Микропан» — средство для высокоэффективной биологической очистки. Прошедшие переработку твердые отходы впоследствии используются как удобрения, вода — для полива огородов. «Миропан» имеет форму таблеток (расход 1 шт. на кубометр стоков) и жидкого состава (на выгребную яму дачного туалета либо небольшой септик достаточно 500 мл.

Анаэробные организмы это в биологии

«Санэкс» — американский порошкообразный препарат, реализуемый в упаковках весом 100 и 400 грамм. Стоимость 100 гр. упаковки — 150 рублей, 400 гр. — 370 рублей. В линейке компании представлены три разных по назначению состава — для септиков, компостных ям и прочистки засоров в канализационных трубах.

Общие питательные среды для анаэробных организмов

Анаэробные организмы это в биологии

Интерполяция руководства к системам BD Gaspak, описывающая условия среды генерируемые пакетом

[1]

Для измерения потенциала среды М. Кларк предложил использовать величину pH20 — отрицательный логарифмпарциального давления газообразного водорода. Диапазон [0-42,6] характеризует все степени насыщения водного раствора водородом и кислородом. Аэробы растут при более высоком потенциале [14-20], факультативные анаэробы [0-20], а облигатные — при наиболее низком [0-10][2].

Анаэробные организмы это в биологии

Выделение чистой культуры анаэробов схематично

Культивирование анаэробных организмов в основном является задачей микробиологии.

Сложнее дело обстоит с культивированием анаэробных многоклеточных организмов, поскольку для их культивирования часто необходима специфическая микрофлора, а также определённые концентрации метаболитов. Применяется, например, при исследовании паразитов человеческого организма.

Для культивирования анаэробов применяют особые методы, сущность которых заключается в удалении воздуха или замены его специализированной газовой смесью (или инертными газами) в герметизированных термостатах — анаэростатах[7].

Другим способом выращивания анаэробов(чаще всего микроорганизмов) на питательных средах — добавление редуцирующих веществ (глюкозу, муравьинокислый натрий, казеин, сульфат натрия, тиосульфат, цистеин, тиогликолят натрия и др.), связывающих токсичные для анаэробов перикисные соединения.

Для общей среды Вильсона-Блера базой является агар-агар с добавлением глюкозы, сульфита натрия и двуххлористого железа. Клостридии образуют на этой среде колонии чёрного цвета за счёт восстановления сульфита до сульфид-аниона, который, соединяясь с катионамижелеза (II), даёт соль чёрного цвета. Как правило, чёрные на этой среде образования колонии появляются в глубине агарового столбика[8].

Среда Китта-Тароцци состоит из мясопептонного бульона, 0,5 % глюкозы и кусочков печени или мясного фарша для поглощения кислорода из среды. Перед посевом среду прогревают на кипящей водяной бане в течение 20—30 минут для удаления воздуха из среды. После посева питательную среду сразу заливают слоем парафина или вазелинового масла для изоляции от доступа кислорода.

GasPak — система химическим путём обеспечивает постоянство газовой смеси, приемлемой для роста большинства анаэробных микроорганизмов. В герметичном контейнере, в результате реакции воды с таблетками боргидрида натрия и бикарбоната натрия образуется водород и диоксид углерода. Водород затем реагирует с кислородом газовой смеси на палладиевом катализаторе с образованием воды, уже вторично вступающей в реакцию гидролиза боргидрида.

Данный метод был предложен Брюером и Олгаером в 1965 году. Разработчики представили одноразовый пакет, генерирующий водород, который был позднее усовершенствован ими до саше, генерирующих двуокись углерода и содержащих внутренний катализатор[9][10].

Метод Цейсслера применяется для выделения чистых культур спорообразующих анаэробов. Для этого производят посев на среду Китт-Тароцци, прогревают 20 мин при 80 °C (для уничтожения вегетативной формы), заливают среду вазелиновым маслом и инкубируют 24 ч в термостате. Затем производят посев на сахарно-кровяной агар для получения чистых культур.

Метод Фортнера — посевы производят на чашку Петри с утолщённым слоем среды, разделённым пополам узкой канавкой, вырезанной в агаре. Одну половину засевают культуру аэробных бактерий, на другую — анаэробных. Края чашки заливают парафином и инкубируют в термостате. Первоначально наблюдают рост аэробной микрофлоры, а затем (после поглощения кислорода) — рост аэробной резко прекращается и начинается рост анаэробной.

Метод Вейнберга используется для получения чистых культур облигатных анаэробов. Культуры, выращенные на среде Китта-Тароцци, переносят в сахарный бульон. Затем одноразовой пастеровской пипеткой материал переносят в узкие пробирки (трубки Виньяля) с сахарным мясо-пептонным агаром, погружая пипетку до дна пробирки.

Засеянные пробирки быстро охлаждают, что позволяет фиксировать бактериальный материал в толще затвердевшего агара. Пробирки инкубируют в термостате, а затем изучают выросшие колонии. При обнаружении интересующей колонии на её месте делают распил, материал быстро отбирают и засеивают на среду Китта-Тароцци (с последующим контролем чистоты выделенной культуры).

Анаэробные организмы это в биологии

Метод Перетца — в расплавленный и охлаждённый сахарный агар-агар вносят культуру бактерий и заливают под стекло, помещённое на пробковых палочках(или фрагментах спичек) в чашку Петри. Метод наименее надежен из всех, но достаточно прост в применении.

  • Среды Гисса («пестрый ряд»)
  • Среда Ресселя (Рассела)
  • Среда Эндо
  • Среда Плоскирева или бактоагар «Ж»
  • Висмут-сульфитный агар

Среды Гисса: К 1 % пептонной воде добавляют 0,5 % раствор определённого углевода (глюкоза, лактоза, мальтоза, маннит, сахароза и др.) и кислотно-щелочной индикатор Андреде, разливают по пробиркам, в которые помещают поплавок для улавливания газообразных продуктов, образующихся при разложении углеводородов.

Среда Ресселя (Рассела) применяется для изучения биохимических свойств энтеробактерий(шигелл, сальмонелл). Содержит питательный агар-агар, лактозу, глюкозу и индикатор (бромтимоловый синий).
Цвет среды травянисто-зелёный. Обычно готовят в пробирках по 5 мл со скошенной поверхностью. Посев осуществляют уколом в глубину столбика и штрихом по скошенной поверхности.

Среда Эндо

Среда Плоскирева (бактоагар Ж) — дифференциально-диагностическая и селективная среда, поскольку подавляет рост многих микроорганизмов, и способствует росту патогенных бактерий (возбудителей брюшного тифа, паратифов, дизентерии). Лактозоотрицательные бактерии образуют на этой среде бесцветные колонии, а лактозоположительные — красные. В составе среды — агар, лактоза, бриллиантовый зелёный, соли желчных кислот, минеральные соли, индикатор (нейтральный красный).

Висмут-сульфитный агар предназначен для выделения сальмонелл в чистом виде из инфицированного материала. Содержит триптический гидролизат, глюкозу, факторы роста сальмонелл, бриллиантовый зелёный и агар. Дифференциальные свойства среды основаны на способности сальмонелл продуцировать сероводород, на их устойчивости к присутствию сульфида, бриллиантового зелёного и лимоннокислого висмута. Маркируются колонии в чёрный цвет сернистого висмута (методика схожа со средой Вильсона-Блера).

  • Среды Гисса
    («пестрый ряд»)
  • Среда Ресселя
    (Рассела)
  • Среда Плоскирева
    или бактоагар «Ж»
  • Висмут-сульфитный агар

Среды Гисса: К 1 % пептонной воде добавляют 0,5 % раствор определенного углевода (глюкоза, лактоза, мальтоза, маннит, сахароза и др.) и кислотно-щелочной индикатор Андреде, разливают по пробиркам, в которые помещают поплавок для улавливания газообразных продуктов, образующихся при разложении углеводородов.

Среда Ресселя (Рассела) применяется для изучения биохимических свойств энтеробактерий(шигелл, сальмонелл). Содержит питательный агар-агар , лактозу, глюкозу и индикатор (бромтимоловый синий). Цвет среды травянисто-зелёный. Обычно готовят в пробирках по 5 мл со скошенной поверхностью. Посев осуществляют уколом в глубину столбика и штрихом по скошенной поверхности.

Среда Плоскирева (бактоагар Ж) — дифференциально-диагностическая и селективная среда, поскольку подавляет рост многих микроорганизмов, и способствует росту патогенных бактерий (возбудителей брюшного тифа, паратифов, дизентерии). Лактозоотрицательные бактерии образуют на этой среде бесцветные колонии, а лактозоположительные — красные. В составе среды — агар, лактоза, бриллиантовый зелёный , соли желчных кислот, минеральные соли, индикатор (нейтральный красный).

Висмут-сульфитный агар предназначен для выделения сальмонелл в чистом виде из инфицированного материала. Содержит триптический гидролизат, глюкозу, факторы роста сальмонелл, бриллиантовый зелёный и агар. Дифференциальные свойства среды основаны на способности сальмонелл продуцировать сероводород , на их устойчивости к присутствию сульфида, бриллиантового зелёного и лимоннокислого висмута. Маркируются колонии в чёрный цвет сернистого висмута (методика схожа со средой Вильсона — Блера).

GasPak — система химическим путем обеспечивает постоянство газовой смеси, приемлемой для роста большинства анаэробных микроорганизмов. В герметичном контейнере, в результате реакции воды с таблетками боргидрида натрия и бикарбоната натрия образуется водород и диоксид углерода . Водород затем реагирует с кислородом газовой смеси на палладиевом катализаторе с образованием воды, уже вторично вступающей в реакцию гидролиза боргидрида.

Данный метод был предложен Брюером и Олгаером в 1965 году. Разработчики представили одноразовый пакет, генерирующий водород, который был позднее усовершенствован ими до саше, генерирующих двуокись углерода и содержащих внутренний катализатор.

Метод Цейсслера применяется для выделения чистых культур спорообразующих анаэробов. Для этого производят посев на среду Китт-Тароцци, прогревают 20 мин при 80 °C (для уничтожения вегетативной формы), заливают среду вазелиновым маслом и инкубируют 24 ч в термостате. Затем производят посев на сахарно-кровяной агар для получения чистых культур.

Анаэробные организмы это в биологии

Метод Фортнера

Метод Фортнера — посевы производят на чашку Петри с утолщенным слоем среды, разделённым пополам узкой канавкой, вырезанной в агаре. Одну половину засевают культуру аэробных бактерий, на другую — анаэробных. Края чашки заливают парафином и инкубируют в термостате. Первоначально наблюдают рост аэробной микрофлоры, а затем (после поглощения кислорода) — рост аэробной резко прекращается и начинается рост анаэробной.

Метод Вейнберга используется для получения чистых культур облигатных анаэробов. Культуры, выращенные на среде Китта-Тароцци, переносят в сахарный бульон. Затем одноразовой пастеровской пипеткой материал переносят в узкие пробирки (трубки Виньяля) с сахарным мясо-пептонным агаром, погружая пипетку до дна пробирки.

Засеянные пробирки быстро охлаждают, что позволяет фиксировать бактериальный материал в толще затвердевшего агара. Пробирки инкубируют в термостате, а затем изучают выросшие колонии. При обнаружении интересующей колонии на её месте делают распил, материал быстро отбирают и засеивают на среду Китта-Тароцци (с последующим контролем чистоты выделенной культуры).

  1. Все эти прокариоты не имеют выраженного ядра.
  2. Размножаются или почкованием, или делением.
  3. Осуществляя дыхание, в результате окислительного процесса, как аэробные, так и анаэробные организмы разлагают огромные массы органических остатков.
  4. Бактерии являются единственными живыми существами, чье дыхание связывает молекулярный азот в органическое соединение.
  5. Аэробные организмы и анаэробы способны осуществлять дыхание в широком диапазоне температур. Существует классификация, согласно которой безъядерные одноклеточные организмы подразделяют на:
  • психрофильные – условия жизни в районе 0°С;
  • мезофильные – температура жизнедеятельности от 20 до 40°С;
  • термофильные – рост и дыхание происходит при 50-75°С.

На Земле, по мнению Павла, доза, полученная на каждой такой сессии могут быть накоплены миллионы и сотни миллионов лет. А поскольку жизнь на Земле имеет только около восьми миллиардов лет, Павлов считает, что ни один из земных организмов не имело времени, чтобы развить такое сопротивление.

Но почему Марс говорит Павлов, такие объемы излучение может накопить несколько сот тысяч лет. Панорама Марса: отсутствие воды, кислорода, но некоторые этого не делают, и нужно. При анализе фрагмента Марс почвы были обнаружены конкретные частичный газ – диоксид углерода. По словам Миллера, это не продукт химических реакций в марсианской почве, продукт жизнедеятельности микроорганизмов.

Общие методы культивирования для анаэробных организмов

Анаэробные микроорганизмы полностью соответствуют своему названию – приставка ан- отрицает значение слова, аэро – это воздух и б- жизнь. Получается – безвоздушная жизнь, организмы, чье дыхание не нуждается в свободном кислороде.

Как «кормить» Гетедердермические бактерии. Они питаются сложными органическими веществами, синтезированными другими организмами. Когда лист падает на землю или умирает животное, органическое вещество, из которого оно производится, становится немедленно пищей для бактерий. В контакте с этим бактерии продуцируют эти ферменты;

Бескислородные микроорганизмы делятся на две группы:

  • факультативно-анаэробные – способные существовать как в среде, содержащей кислород, так и при его отсутствии;
  • облигатные микроорганизмы – погибающие при наличии в среде свободного кислорода.

При разрушении материалов, которые они питают, бактерии не работают индивидуально. Каждое вещество подвергается действию групп бактерий, которые в других случаях специализируются на различных стадиях сноса и утилизации органосодержащих веществ. Аэробные, – анаэробные, – необязательные анаэробы, – автотрофы подразделяются на: хемосинтетический фотосинтез. – Гетеротрофы подразделяются на: сапрофитные паразиты. симбионты.

Большинство из них подвижны с перитермически расположенными полосами, реже – стационарными штаммами. Они изнуряют, хорошо растут в обычных пищевых средах. Для их культивирования для формирования лактозоположительных колоний используются дифференцирующие или плохо селективные среды – агар Эндо, Левин, МакКонки. Они определяются в соответствии с антигенной специфичностью липополисахаридов, участвующих в клеточной стенке. Их сопротивление во внешней среде составляет 2-3 месяца.

  • спорообразующие клостридии – грамположительные бактерии, большинство из которых подвижны, характеризуются интенсивным метаболизмом и большой изменчивостью;
  • неклостридиальные анаэробы – грамположительные и , которые являются частью микрофлоры человека.

Спорообразующие анаэробные бактерии в большом количестве встречаются в почве и в желудочно-кишечном тракте животных и человека. Среди них известно более 10 видов, которые являются токсичными для человека. Эти бактерии образуют высокоактивные экзотоксины, специфические для каждого вида.

Распространение – нормальная флора в кишечном тракте всех людей и животных. Защищают кишечный тракт от патологических бактерий. Типичный условный патогенный микроорганизм. Они также прикрепляются к энтероцитам, главным образом в тонком кишечнике, но также выпускают энтеротоксины.

  • Основным патогенетическим механизмом является прикрепление к энтероцитам.
  • Они вызывают разрушение ресничного эпителия, диффузной диареи и других.

Учебные материалы: табуреты, моча, ликер, гной, кровь, раневые выделения, мокрота, пункция сустава взяты у пациента.

Хотя инфекционным возбудителем может быть один вид анаэробных микроорганизмов, более характерна интоксикация различными микробными ассоциациями:

  • несколькими видами анаэробных бактерий;
  • анаэробных и аэробных микроорганизмов (чаще всего клостридии и стафилококки).

Вполне закономерно в привычной нам кислородной среде, что для получения облигатных аэробов необходимо использовать специальное оборудование и микробиологические среды. По сути, культивирование бескислородных микроорганизмов сводится к созданию условий, при которых доступ воздуха к средам, где производится культивирование прокариотов, полностью перекрыт.

Микробиологическое исследование начинается с праймирования фекалий при дифференциации твердых питательных сред, селективных питательных веществ и бульона селена. Микроскопические исследования проводятся исключительно исключительно, если они имеют диагностическое значение.

Для биохимической идентификации кишечной палочки клоггер преимущественно политрофен. Конкретная профилактика и терапия: Иммунопрофилактические и иммунотерапевтические средства не используются. Самым важным является проведение санитарно-эпидемических событий.

Венера находится ближе всего к Земле, и аналогичные по размерам и массе. Но температура на ее поверхности составляет около 500 ° С, и близость к Солнцу не является основной причиной для этого, и парниковый эффект массивной толстой атмосфере, полной ядовиты для почти всех земных форм жизни соединений. Некоторые экологи Венера наглядная демонстрация того, что нас ждет.

Может есть что-то, чтобы жить на этой планете неприятной? В атмосфере Венеры в одних и тех же областях появляется сероводород и диоксид серы. Эти газы реагируют друг с другом, так что вместе невозможно наблюдать, если кто-то не производит их в промышленных количествах.

Согласно устоявшейся в микробиологии классификации, различают:

  • Факультативные анаэробы
  • Капнеистические анаэробы и микроаэрофилы
  • Аэротолерантные анаэробы
  • Умеренно-строгие анаэробы
  • Облигатные анаэробы

Если организм способен переключаться с одного метаболического пути на другой (например, с анаэробного дыхания на аэробное и обратно), то его условно относят к факультативным анаэробам[3].

До 1991 года в микробиологии выделяли класс капнеистических анаэробов, требовавших пониженной концентрации кислорода и повышенной концентрации углекислоты (Бруцеллы бычьего типа — B. abortus)[2].

Умеренно-строгий анаэробный организм выживает в среде с молекулярным O2, однако не размножается. Микроаэрофилы способны выживать и размножаться в среде с низким парциальным давлением O2.

Если организм не способен «переключиться» с анаэробного типа дыхания на аэробный, но не гибнет в присутствии молекулярного кислорода, то он относится к группе аэротолерантных анаэробов. Например, молочнокислые и многие маслянокислые бактерии.

Облигатные анаэробы в присутствии молекулярного кислорода O2 гибнут — например,
представители рода бактерий и архей: Bacteroides,
Fusobacterium, Butyrivibrio, Methanobacterium). Такие анаэробы постоянно живут в лишённой кислорода среде. К облигатным анаэробам относятся некоторые бактерии, дрожжи, жгутиковые и инфузории.

Аэробные организмы содержат чаще всего три цитохрома, факультативные анаэробы — один или два, облигатные анаэробы не содержат цитохромов.

Анаэробные микроорганизмы могут активно воздействовать на среду[2]
, создавая подходящий окислительно-восстановительный потенциал среды (например, Clostridium perfringens). Некоторые засеянные культуры анаэробных микроорганизмов, прежде чем начать размножаться, снижают pH20 с величины [20-25] до [1-5], ограждая себя восстановительным барьером, другие — аэротолерантные — в процессе жизнедеятельности продуцируют перекись водорода, повышая pH20[5].

Дополнительная антиоксидантная защита может обеспечиваться синтезом или накоплением низкомолекулярных антиоксидантов: витамина С, А, E, лимонной и других кислот.

Анаэробные организмы это в биологии

Анаэробное и аэробное энергообразование в тканях человека

Некоторые ткани животных и человека отличаются повышенной устойчивостью к гипоксии (особенно мышечная ткань).
В обычных условиях синтез АТФ идет аэробным путём, а при напряжённой мышечной деятельности, когда доставка кислорода к мышцам затруднена, в состоянии гипоксии, а также при воспалительных реакциях в тканях доминируют анаэробные механизмы регенерации АТФ. В скелетных мышцах выявлены 3 вида анаэробных и только один аэробный путь регенерации АТФ.

Анаэробные организмы это в биологии

3 вида анаэробного пути синтеза АТФ

К анаэробным относятся:

  • Креатинфосфатазный (фосфогеный или алактатный) механизм — перефосфорилирование между креатинфосфатом и АДФ
  • Миокиназный — синтез (иначе ресинтез) АТФ при реакции трансфосфорилирования 2 молекул АДФ (аденилатциклаза)
  • Гликолитический — анаэробное расщепление глюкозы крови или запаса гликогена, заканчивающийся образованием молочной кислоты (иначе именуется «лактатным»).

Необходимо отметить, что прямым следствием гликолиза является критическое снижение рН тканей — ацидоз. Это ведёт к снижению эффективного транспорта кислорода гемоглобином, и формирует положительную обратную связь.

  • нарастающая боль с чувством распирания, поскольку в ране протекает процесс газообразования;
  • зловонный запах;
  • выход из раны гнойной неоднородной массы с пузырьками газа или вкраплениями жира.

Токсичность кислорода и его форм для анаэробных организмов

Не все знают, что кислород не всегда является обязательным компонентом в цепи дыхания. Он играет, прежде всего, роль акцептора электронов, поэтому данный газ хорошо окисляется и взаимодействует с протонами водорода. АТФ – это та причина, по которой все живые организмы дышат. Однако многие виды бактерий обходятся без кислорода, и все равно получают такой заветный источник энергии, как аденозинтрифосфат. Как дышат бактерии такого типа?

Соавторы Техасского университет Дирк Шульц-макулы и Луи Аруин предположили, что атмосфера Венеры имеет микроорганизмы, которые связывают диоксид серы с окисью углерода и, возможно, сероводородом или сульфидом карбонила. Таким образом ведут себя и некоторые из древних бактерий на Земле – архей-экстремофилов.

Он характеризуется периферическим параличом. Он бежит тяжело, с высокой летальностью. Они могут выжить в течение десятилетий в почве. В анаэробной среде споры могут стать бактериями и начать производить экзотоксин, который является самым сильным ядом. Ботулинический токсин состоит из нейротоксина и гемагглютинина. Основным патогенным фактором является нейротоксин. Ботулинический токсин является высокотоксичным, но термолабильным – инактивируется при нагревании до 100 ° С в течение 15 минут. Он может использоваться как биологическое оружие, но также для лечения косоглазия, блефароспазма, сглаживания морщин, мигрени, повышенной мускульной жесткости.

Процесс дыхания в нашем организме протекает на протяжении двух стадий. Первая из них – анаэробная – не требует наличия кислорода в клетке, и для нее необходимы только источники углерода и акцепторы протонов водорода. Вторая стадия – аэробная – протекает исключительно в присутствии кислорода и характеризуется большим количеством поэтапных реакций.

Через фекалии животных его споры попадают в почву и могут легко загрязнять пищевые продукты – фрукты, овощи, мясо, рыбу. Когда пища не сохраняется должным образом, некоторые из спор сохраняют свою жизнеспособность. В анаэробных условиях и температурах 30-37 ° С споры превращаются в вегетативные формы, которые размножаются и производят экзотоксин. Чаще всего это домашние продукты, колбасы, рыба.

Продукты без изменений пахнут, цвет и вкус, редко ударяют банок. – разлив спор в поврежденных тканях – раневой ботулизм. – проглатывание спор, которые продуцируют экзотоксин ботулина в желудочно-кишечном тракте младенцев – грудного вскармливания ботулизма. – аэрозольный механизм – получение токсина на слизистых оболочках верхних дыхательных путей при использовании в качестве биологического оружия. Ботулизм происходит в виде спорадических случаев, небольших семейных вспышек или вспышек, связанных с общественным питанием.

У бактерий, которые не усваивают кислород и не используют его для дыхания, протекает только анаэробная стадия. По ее окончанию микроорганизмы также получают АТФ, однако его количество очень сильно отличается от того, которое получаем мы после прохождения сразу двух стадий дыхания. Получается, что не все бактерии дышат кислородом.

Брожение у бактерий – это тот же самый процесс гликолиза, который у разных видов прокариот может давать различные продукты реакции. Например, приводит к образованию побочного продукта молочной кислоты, спиртовое брожение – этанола и углекислого газа, масляно-кислое – масляной (бутановой) кислоты и т. д.

Аэробные микроорганизмы

Кислородное дыхание – это полная цепь процессов, которые начинаются с этапа гликолиза с образованием и заканчиваются выделением СО2, Н2О и энергии. Последние реакции проходят в условиях присутствия кислорода.

  • супероксиддисмутаза, элиминирующая супероксид-анион(O2−) без энергетической выгоды для организма
  • каталаза, элиминирующая перекись водорода(H2O2) без энергетической выгоды для организма
  • цитохром— фермент, отвечающий за перенос электронов от NAD•H к O2. Этот процесс обеспечивает существенную энергетическую выгоду организму.

Аэробные организмы содержат чаще всего три цитохрома, факультативные анаэробы — один или два, облигатные анаэробы не содержат цитохромов.

Анаэробные микроорганизмы могут активно воздействовать на среду, создавая подходящий окислительно-восстановительный потенциал среды (например, Clostridium perfringens). Некоторые засеянные культуры анаэробных микроорганизмов, прежде чем начать размножаться, снижают pH2 с величины до , ограждая себя восстановительным барьером, другие — аэротолерантные — в процессе жизнедеятельности продуцируют перекись водорода, повышая pH2.

Дополнительная антиоксидантная защита может обеспечиваться синтезом или накоплением низкомолекулярных антиоксидантов: витамина С, А, E, лимонной и других кислот.

  • супероксиддисмутаза , элиминирующая супероксид-анион(O 2 −) без энергетической выгоды для организма
  • каталаза , элиминирующая перекись водорода (H 2 O 2) без энергетической выгоды для организма
  • цитохром
    — фермент, отвечающий за перенос электронов от NAD H к O 2 . Этот процесс обеспечивает существенную энергетическую выгоду организму.

Аэробные организмы содержат чаще всего три цитохрома, факультативные анаэробы — один или два, облигатные анаэробы не содержат цитохромов.

Анаэробные микроорганизмы могут активно воздействовать на среду, создавая подходящий окислительно-восстановительный потенциал среды (напр. Cl.perfringens). Некоторые засеянные культуры анаэробных микроорганизмов, прежде чем начать размножаться, снижают pH 2 0 с величины до , ограждая себя восстановительным барьером, другие — аэротолерантные — в процессе жизнедеятельности продуцируют перекись водорода, повышая pH 2 0 .

При этом характерным только для анаэробов является гликолиз , который в зависимости от конечных продуктов реакции разделяют на несколько типов брожению :

  • молочнокислое брожение — род Lactobacillus
    ,Streptococcus
    , Bifidobacterium
    , а также некоторые ткани многоклеточных животных и человека.
  • спиртовое брожение — сахаромицеты , кандида (организмы царства грибов)
  • муравьинокислое — семейство энтеробактерий
  • маслянокислое — некоторые виды клостридий
  • пропионовокислое — пропионобактерии(например, Propionibacterium acnes
    )
  • брожение с выделением молекулярного водорода — некоторые виды клостридий , ферментация Stickland
  • метановое брожение — например, Methanobacterium

В результате расщепления глюкозы расходуется 2 молекулы, а синтезируется 4 молекулы АТФ . Таким образом общий выход АТФ составляет 2 молекулы АТФ и 2 молекулы НАД·Н 2 . Полученный в ходе реакции пируват утилизируется клеткой по-разному в зависимости от того, какому типу брожения она следует.

Диагностика

Образцы анаэробной культуры должны быть получены путем аспирации или биопсии из участков, которые в норме их не содержат. Доставка в лабораторию должна быть оперативной, а оборудование для транспортировки должно обеспечивать безкислородну среду с углекислым газом, водородом и азотом. Мазки лучше всего транспортировать в анаэробно стерилизованной полутвердой среде, такой как транспортная среда Кэри-Блэр (специальный раствор, содержащий минимум питательных веществ для размножения бактерий, и веществ, способных их убить).

Анаэробные организмы

Дыхание и рост аэробов проявляется в виде образования мути в жидких средах или, в случае плотных сред, в виде образования колоний. В среднем для выращивания аэробов в условиях термостатирования потребуется о 18 до 24 часов.

АТФ – универсальный источник энергии

Идентификация Аэробных и Анаэробных бактерий по концентрации кислорода

Для любого организма важно поддерживать свою жизнедеятельность. Поэтому нужно было в процессе эволюции найти источники энергии, которые при использовании смогут дать достаточно ресурсов для протекания всех необходимых реакций в клетке. Сначала появилось брожение у бактерий: так называется этап гликолиза или анаэробный этап дыхания прокариот.

Как дышат бактерии? 6 класс школьного курса биологии показывает, что для любого организма важно получение определенной доли энергии. В процессе эволюции она стала запасаться в специально синтезированных для этого молекулах, которые называются аденозинтрифосфат.

АТФ представляет собой макроэргическое вещество, основой которого является пентозное углеродное кольцо, азотистое основание (аденозин). От него отходят фосфорные остатки, между которыми и образуются высокоэнергетические связи. При разрушении одной из них высвобождается в среднем около 40 кДж, а одна молекула АТФ способна хранить в себе максимум три фосфорных остатка.

Гликолиз дает клетке бактерии 2 молекулы аденозинтрифосфата, когда аэробный этап дыхания по завершению может снабдить клетку сразу 36 молекулами этого вещества. Поэтому на вопрос «Как дышат бактерии?» ответ можно дать следующий: процесс дыхания для многих прокариот заключается в образовании АТФ без наличия и затраты кислорода.

Анаэробные организмы это в биологии

Схема гликолиза с образованием молочной кислоты

  • Также анаэробные организмы могут получать энергию путём катаболизма аминокислот и их соединений (пептидов, белков). Такие процессы именуют гниением, а микрофлору в энергетическом обмене которой преобладают процессы катаболизма аминокислот называют гнилостной.
  • Анаэробные микроорганизмы расщепляют гексозы (например, глюкозу) разными путями:
    • Гликолиз (Путь Эмдена-Мейергофа) после которого продукт подвергается брожению
    • окислительный пентозофосфатный путь (другие названия: Фосфогликонатный путь, иначе гексозомонофосфатный(ГКМ), иначе путь Варбурга — Диккенса — Хореккера)
    • Путь Энтнера — Дудорова (особенно значимый, когда субстратами служат глюконовая, маннановая, гексуроновые кислоты или их производные)

В результате расщепления глюкозы расходуется 2 молекулы, а синтезируется 4 молекулы АТФ. Таким образом общий выход АТФ составляет 2 молекулы АТФ и 2 молекулы НАД·Н2. Полученный в ходе реакции пируват утилизируется клеткой по-разному в зависимости от того, какому типу брожения она следует.

Расщепление микроорганизмами углеводов сопровождается значительным снижением pH среды, в то время как расщепление белков и аминокислот — повышением (защелачиванием). Приспособление каждого из организмов к определённой реакции среды играет важнейшую роль в природе и жизни человека, например, благодаря бродильным процессам предотвращается загнивание силоса, заквашенных овощей, молочных продуктов.

Причины развития инфекции

Можно выделить несколько основных причин, по которым происходит инфицирование:

  • Создание подходящих условий для жизнедеятельности патогенных бактерий. Это может произойти:
  • когда на стерильные ткани попадает активная внутренняя микрофлора;
  • при применении антибиотиков, которые не оказывают действия на анаэробные грамотрицательные бактерии;
  • при нарушении кровообращения, например, в случае хирургического вмешательства, опухолей, травм, попадания чужеродного тела, болезней сосудов, при омертвении ткани.
  • Заражение ткани аэробными бактериями. Они, в свою очередь, создают необходимые условия для жизнедеятельности анаэробных микроорганизмов.
  • Хронические заболевания.
  • Некоторые опухоли, которые локализуются в , кишечнике и голове нередко сопровождаются этим заболеванием.
  • Инфекция мягких тканей и кожных покровов
    . Недуг вызывают анаэробные грамотрицательные бактерии. Это поверхностные заболевания (целлюлит, инфицированные кожные язвы, последствия после основных заболеваний — экзем, чесотки и других), а также подкожные инфекции или послеоперационные — подкожные гнойники, газовая гангрена, раны от укусов, ожоги, инфицированные язвы при диабете, сосудистых заболеваниях. При глубокой инфекции происходит некроз мягких тканей, при которых отмечается скопление газа, серого гноя с мерзким запахом.
  • Инфекция костей
    . Септический артрит часто является следствием запущенной Венсана, остеомиелита — заболевания гнойно-некротического характера, которое развивается в кости или костном мозге и окружающих тканях.
  • Инфекции внутренних органов
    , в том числе и , у женщин может возникнуть бактериальный вагиноз, септический аборт, абсцессы в половом аппарате, внутриматочные и гинекологические инфекции.
  • Инфекции кровяного русла
    — сепсис. Она распространяется с током крови;
  • Инфекции серозных полостей
    — перитонит, то есть воспаление брюшины.
  • Бактериемия
    — присутствия бактерий в крови, которые попадают туда экзогенным или эндогенным путем.

Культивирование анаэробных организмов

Метод Фортнера

Метод Перетца

Метод Перетца — в расплавленный и охлаждённый сахарный агар-агар вносят культуру бактерий и заливают под стекло, помещённое на пробковых палочках(или фрагментах спичек) в чашку Петри . Метод наименее надежен из всех, но достаточно прост в применении.

Другим способом выращивания анаэробов(чаще всего микроорганизмов) на питательных средах — добавление содержащих редуцирующие вещества (глюкозу , муравьинокислый натрий и др.), уменьшающие окислительно-восстановительный потенциал.

Аэрофильные микроорганизмы

Аэробами называют микроорганизмы, чье дыхание невозможно без свободного кислорода воздуха, а их культивирование проходит на поверхности питательных сред.

По степени зависимости от кислорода все аэробы делят на:

  • облигатные (аэрофилы) – способны развиваться только при высокой концентрации кислорода в воздухе;
  • факультативно-аэробные микроорганизмы, развивающиеся и при пониженном количестве кислорода.

Аэробные , воде и воздухе и активно участвуют в круговороте веществ. Дыхание бактерий, которые являются аэробами, осуществляется путем прямого окисления метана (СН 4), водорода (Н 2), азота (N 2), сероводорода (Н 2 S), железа (Fe).

Молекулярные исследования сегодня показывают древнее разделение между бактерий и архей. Обе группы имеют ядерной мембраны и, следовательно, прокариоты, археи, но имеют сходство с некоторыми свойствами эукариот генетической системы. В последние два десятилетия, ученые, анализирующие топологию молекулы белка, обнаружил, что она образует в себе небольшие белковые структуры – домены, каждый из которых имеет определенную функцию.

Что делает Экстремофил подходящих кандидатов для первых организмов на Земле является способом их диета. Они используют экзотические блюда, но так же первичная восстановительная атмосфера молодой Земли содержала все необходимое для них. Диоксид углерода, метан, аммиак, сероводород и так далее Неприятные газы самые современные виды.

К облигатным аэробным микроорганизмам, которые являются патогенными для человека, относятся туберкулезная палочка, возбудители туляремии и холерный вибрион.
Всем им для жизнедеятельности необходимо высокое содержание кислорода. Факультативно-аэробные бактерии, такие как сальмонелла, способны осуществлять дыхание при весьма незначительном количестве кислорода.

Они являются аэробными организмами.
. Некоторые бактерии имеют кристаллы магнетита формирования внутри клетки некоторое подобие компаса. Это помогает им ориентироваться и спускаться ниже, чем область, насыщенной опасно для них кислорода. Они также привлекают к концентрации железа, чье окисление потребляет избыток кислорода.

Термофилы – некоторые любят погорячее

Термофилы являются микроорганизмы, живущие и размножающиеся в очень жарких условиях. Существуют геотермальные источники, гейзеры, о подводных вулканах.

Гипертермофилы – Некоторые любят погорячее

Наиболее распространенные наземные и водные системы имеют рН между 5 и 8, и можно считать нейтральным.

Аэробные микроорганизмы, осуществляющие свое дыхание в кислородной атмосфере, способны существовать в весьма широком диапазоне при парциальном давлении от 0,1 до 20 атм.

https://www.youtube.com/watch?v=

Подразумевает использование подходящей питательной среды. Необходимыми условиями являются также количественный контроль кислородной атмосферы и создание оптимальных температур.

Имейте в виду, что решение, в котором они живут эти организмы попадают кожи человека неизбежно вызывает сильное жжение, и одежды образуется отверстие. «Три Будды» горячие источники в горах Сьерра-Неваде. Марк Твен сказал Алкала озера озеро Моно, который «почти чистый щелок», и что это будет «все, что делает жизнь желательно.» 125 лет спустя, ученые доказали, что это озеро действительно изобилует разнообразной микробной жизни.

ДНК, выживают в экстремальных условиях космоса


Позже было обнаружено в бассейне, где холодные контейнеры с топливом для ядерных реакторов. Анатолий Павлов и его коллеги из Санкт-Петербурга облучают огромной дозой гамма-лучей, убивает 99, 9 процента населения других бактерий, экстремофилов – кишечной палочки. Повторить опыт 44 раз, последний опыт был необходим дозой в 50 раз больше, чем в первой сессии.

К облигатным аэробным микроорганизмам, которые являются патогенными для человека, относятся туберкулезная палочка, возбудители туляремии и холерный вибрион.Всем им для жизнедеятельности необходимо высокое содержание кислорода. Факультативно-аэробные бактерии, такие как сальмонелла, способны осуществлять дыхание при весьма незначительном количестве кислорода.

Выращивание аэробов

Примечания[ | ]

  1. Газогенерирующие контейнерные системы GasPak: Инструкция МК. — OOO “МК, официальный дистрибьютер Becton Dickinson International”, 2010. — С. 7.
  2. 123К. Д. Пяткин. Микробиология с вирусологией и иммунологией. — М:”Медицина”, 1971. — С. 56.
  3. Л. Б. Борисов. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. — МИА, 2005. — С. 154—156. — ISBN 5-89481-278-X.
  4. Д. Г. Кнорре. Биологическая химия: Учеб. для хим., биол. и мед. спец. вузов. — 3. — М.: Высшая школа, 2000. — С. 134. — ISBN 5-06-003720-7.
  5. D. A. Eschenbach, P. R. Davick, B. L. Williams. Prevalence of hydrogen peroxide-producing Lactobacillus species in normal women and women with bacterial vaginosis. — J Clin Microbiol. 1989 February; 27(2): 251–256.
  6. М. В. Гусев, Л. А. Минеева. Микробиология. — М:МГУ, 1992. — С. 56.
  7. А. А. Воробьев. Атлас по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии. — МИА, 2003. — С. 44. — ISBN 5-89481-136-8.
  8. Л. Б. Борисов. Руководство к лабораторным занятиям по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии. — Медицина, 1992. — С. 31—44. — ISBN 5-2225-00897-6.
  9. J. H. Brewer, D. L. Allgeier. Disposable hydrogen generator. — Science 147:1033-1034. — 1966.
  10. J. H. Brewer, D. L. Allgeier. Safe self-contained carbon dioxide-hydrogen anaerobic system. — Appl. Microbiol.16:848-850. — 1966.
  11. G. F. Smirnova. Metabolism peculiarities of bacteria restoring chlorates and perchlorates. — Microbiol Z. 2010 Jul-Aug;72(4):22-8.
  12. Филиппович Ю. Б., Коничев А. С., Севастьянова Г. А. Биохимические основы жизнедеятельности организма человека. — Владос, 2005. — С. 302. — ISBN 5-691-00505-7.

Ссылки[ | ]