ANAEROBE BAKTERIER: KARAKTERISTIKA, TYPER, ARTER, KULTUR - BIOLOGI - 2025

De anaerobe bakterier er dem, der ikke bruger ilt i deres metaboliske processer. Faktisk kan mange af disse bakterier ikke overleve i miljøer, hvor dette element er til stede, da det er giftigt for dem.

En af de metaboliske processer, der udføres af denne type bakterier, og som er blevet mest undersøgt, er gæring. Dette er en proces, der har et stort antal anvendelser på det industrielle niveau, relateret til produktion af alkoholiske drikkevarer, yoghurt og eddike, blandt andre produkter.

Bacteroides, en slægt af anaerobe bakterier. Kilde: amerikansk regering

Tilsvarende har mange af disse bakterier deres naturlige habitat i den menneskelige krop, og de findes hovedsageligt i mave-tarmkanalen. Nogle er ufarlige, men andre forårsager forskellige patologier i kroppen, hvoraf mange kan føre til død.

egenskaber

Anaerobe bakterier er blandt de første levende ting, der dukker op på planeten. Det er vigtigt, at tusinder af år siden, da de første livsformer begyndte at dukke op, var iltniveauerne i atmosfæren virkelig lave. På grund af dette havde de første organismer, der blev udviklet, andre cellulære mekanismer til at opnå energi.

For mange af de arter, der udgør gruppen af ​​anaerobe bakterier, er ilt faktisk meget giftigt. Derfor findes nogle bakterier i levesteder, hvor der ikke er ilt til stede.

Ligeledes er der anaerobe bakterier, der understøtter leve i nærværelse af meget små mængder ilt, så de kan være placeret i en større række miljøer. Nogle af disse bakterier er en del af den almindelige humane mikrobiota, specifikt på niveauet for mundhulen og mave-tarmkanalen.

På den anden side udfører disse bakterier gæring. Dette er en katabolisk proces, hvorved organiske forbindelser nedbrydes til enklere i fravær af ilt. Det udføres hovedsageligt af anaerobe bakterier.

Ligeledes er der ingen enkelt gæringstype. Afhængigt af det opnåede produkt er der flere typer, såsom eddike, mælkesyre og alkoholholdig gæring.

I disse bakterier fungerer de forskellige enzymsystemer perfekt i fravær af ilt. Dette skyldes, at de bruger andre forbindelser, såsom fumarat, nitrat eller sulfat som elektronacceptorer.

Det er passende at nævne, at mange af de anaerobe bakterier udgør humane patogener. Blandt de bedst kendte og studerede kan nævnes artene af slægterne Porphyromonas, Clostridium og Prevotella.

Typer af anaerobe bakterier

Mange af de anaerobe bakterier kan ikke modstå at være i miljøer, hvor der er ilt, fordi dette er giftigt for dem. Der er dog også nogle, selv om de ikke bruger ilt, kan de overleve i miljøer, hvor der er forskellige koncentrationer af denne gas.

Med dette i tankerne kan anaerobe bakterier opdeles i tre typer: obligatorisk anaerob, aerotolerant og fakultativ anaerob.

Forpligtede anaerober

De er også kendt som strenge anaerobe bakterier. Det er dem, der ikke bruger ilt til nogen metabolisk proces. Din tolerance for denne gas er variabel. I henhold til dette klassificeres obligatoriske anaerobe bakterier i:

- Streng: tolererer kun iltkoncentrationer under 0,5%.

- Moderat: de kan tolerere iltkoncentrationer mellem 2 og 8%.

Aerotolerante anaerober

Dette er bakterier, som selv om de ikke bruger ilt til at udføre nogen cellulær proces, kan leve i levesteder, hvor det er til stede. Et klassisk eksempel på denne type bakterier er Pronibacterium acnespio, der forårsager mange tilfælde af acne.

Fakultative anaerober

Facultative anaerobe bakterier bruger ikke ilt til deres metaboliske processer, men de kan leve i nærværelse af det, da det ikke er giftigt for dem. De udfører hovedsageligt fermenteringsprocessen for at få den nødvendige energi. Blandt de bedst kendte fakultative anaerobe bakterier er Escherichia coli og Staphylococcus aureus.

Anaerobe bakterier

For at lette studiet af anaerobe bakterier kan de grupperes efter deres form og farvning i: gram-negative cocci, gram-positive cocci, gram-negative stænger og gram-positive stænger.

-Gram negative kokos

I denne gruppe findes adskillige slægter, såsom Veillonella og Megasphaera.

Veillonella

Dette er en slægt af gramnegative bakterier, der er kendt for sit gæringspotentiale. Disse bakterier fermenterer lactat til acetat og propionat gennem en metabolisk vej, der er kendt som methylmalonyl-CoA-stien.

På samme måde er de en integreret del af mikrobiotaen i visse dele af kroppen, såsom mundhulen og mave-tarmkanalen.

-Gram positive kokos

De er rundformede bakterier, der, når de farves med grampigmentet, indtager en karakteristisk violet farve.

Anaerococcus

Bakterier af denne slægt findes som en del af den menneskelige legems bakterieflora. Det er dog muligt, at det er årsagen til visse patologiske processer. Denne bakterie er blevet isoleret fra vaginal udflod, æggestokkeabscesser og visse kroniske sår.

Ligeledes er det i forskellige kliniske casestudier blevet konstateret, at arter af denne slægt kan forårsage en lang række infektioner i urinvejene såvel som i blodet.

Pepto-Streptococcus

Det er en slægt af bakterier, der ofte forårsager udvikling af patologier hos mennesker. Derudover er de en del af mikrobiotaen i visse slimhinder i kroppen, såsom oropharyngeal og genitourinary.

-Gram negativ baciller

De er bakterier, der har en langstrakt stavform og er kendetegnet ved at få en fuchsia-farve, når de udsættes for Gram-farvningsprocessen. Denne gruppe af anaerobe bakterier omfatter adskillige slægter.

Prevotella

Det er en slægt af bakterier, der ofte findes som komponenter i bakteriefloraen i mundhulen, mave-tarmkanalen og vaginalhulen. På trods af dette, når normale kropsbetingelser ændrer sig, spredes disse bakterier ukontrolleret.

Når dette sker, forårsager Prevotella udviklingen af ​​visse infektioner, hvor den mest almindelige er dem, der forekommer på niveauet med den parodontale slimhinde. De er også blevet isoleret fra patienter med reumatoid arthritis.

-Gram positive baciller

Til denne gruppe hører stavformede bakterier, der har et tykt lag af peptidoglycan i deres cellevæg, som bevarer gramfarvestofpartiklerne, hvilket giver den en violet farve. Denne gruppe inkluderer en lang række arter, der forårsager forskellige sygdomme og patologier hos mennesker.

Clostridium botulinum

Det er en grampositiv bakterie, der er kendetegnet ved at producere sporer, der udgør et smitsomt middel for mennesker. På samme måde syntetiserer og frigiver denne bakterie visse toksiner, hvis vigtigste funktion er at lamme musklerne.

Blandt de sygdomme, som denne bakterie genererer, kan vi nævne fødevarebotulisme, der påvirker mave-tarmkanalen, og spædbørnsbotulisme, der påvirker små børn og er forårsaget af direkte indtagelse af sporer.

Clostridium tetani

Denne bakterie er velkendt inden for medicin og har været genstand for adskillige undersøgelser af de virkninger, den genererer i kroppen. Som resten af ​​bakterierne i slægten Clostridium producerer denne bakterie endosporer, som er meget resistente over for miljøkomponenter.

Clostridium tetani. Kilde: Indholdsudbydere (r): CDC

Ligeledes forårsager denne bakterie hos mennesker en patologi kendt som stivkrampe. Denne sygdom er forårsaget af indtræden af ​​sporer i kroppen, som spirer og begynder at syntetisere og frigive toksiner fra denne art.

Når dette sker, forstyrrer sporerne transmissionen af ​​nerveimpulser, hvilket får musklerne til at smerte smerteligt.

Forskelle fra aerobe bakterier

Den største forskel mellem anaerobe bakterier og aerobe bakterier henviser til brugen af ​​ilt og evnen til at udvikle sig i nærvær eller fravær af dette element.

I denne forstand bruger anaerobe bakterier ikke ilt til nogen af ​​deres interne energiproduktionsprocesser. Tværtimod bruger aerobe bakterier det som en elektronacceptor under processen med cellulær respiration, ved hjælp af hvilken de nedbryder molekyler af organiske forbindelser såsom glukose, hvilket får en stor mængde energi.

Ligeledes er der anaerobe bakterier, som bortset fra ikke at bruge ilt i deres forskellige processer, heller ikke kan være i iltrige miljøer, da dette element er meget giftigt for dem. I stedet for cellulær respiration kører de gæring.

En anden bemærkelsesværdig forskel mellem de to typer celler har at gøre med deres levesteder. Aerobe bakterier findes i miljøer, hvor ilt er almindeligt tilgængeligt, mens aneroidbakterier overlever i miljøer, hvor der er et fuldstændigt fravær af ilt, eller hvor iltkoncentrationerne er meget lave.

Anaerob bakteriekultur

Dyrkning af anaerobe bakterier er en proces, hvor alle de nødvendige forholdsregler skal følges for at undgå at begå en fejl. Her er det vigtigt at huske, at nogle arter af anaerobe bakterier ikke kan have nogen form for kontakt med ilt, da dette kan være et giftigt middel for dem.

Et af elementerne, der skal tages i betragtning, når man udfører en kultur i laboratoriet, er det kulturmedium, der skal bruges. Hver gruppe af bakterier har visse specifikke krav.

Kulturmedier

På nuværende tidspunkt er der mange kulturmedier, der kan bruges til såning af enhver type bakterie. I det specifikke tilfælde af anaerobe bakterier kræver dyrkningsmediet tilsætning af et reduktionsmiddel, såsom thioglycollat ​​eller cystein.

For at optimere de resultater, der forventes at blive opnået, kan der ligeledes tilføjes en redox-indikator, der viser den mulige tilstedeværelse af ilt, såsom resazurin.

De mest anvendte og anbefalede kulturmedier til podning af anaerobe bakterier er:

- Blodagar til anerobios: indeholder blandt andet kødekstrakt, gærekstrakt, NaCl, glukose og pepton.

- Chokoladeagar: det bruges ikke i vid udstrækning til at dyrke anaerobe bakterier. Takket være dens komponenter er det imidlertid muligt at få dem til at vokse der.

- Ethylphenylalkoholagar med blod: dette medium er vidt brugt til korrekt isolering af anaerobe bakterier.

- Columbia-agar med colistin og nalidixinsyre.

- Thioglycollat: det er generelt beriget med L-cystin, hemin og K-vitamin.

- KVLB-agar (kanamycin, vancomycin, lakeret blod): specifikt til gramnegativ baciller.

Behandle

Når først det kulturmedium, der skal anvendes, er valgt, i henhold til bakterierne, der skal dyrkes, kan proceduren begynde. I denne forstand skal der skabes et totalt anaerobt miljø, hvor der ikke er ilt. For at opnå dette kan to procedurer følges:

- Natriumhydroxid - pyrogallinsyremetode: denne metode er baseret på at opnå et anaerobt miljø gennem en kemisk reaktion, i stedet for et reduktionsmiddel ved hjælp af en katalysator. Det er en delikat og potentielt farlig procedure.

- Brug af anaerobe kolber: denne type kolber er meget nyttige til dyrkning af anaerobe organismer. Det bruges dog kun sammen med organismer, der kan modstå let kontakt med små iltniveauer.

Ligeledes skal der skabes en slags vakuum for at fortsætte med dyrkning. Dette kan gøres på flere måder: at fortrænge ilt med andre gasser, absorbere ilt ved hjælp af kemiske eller biologiske metoder eller ved hjælp af reduktionsmidler.

Kultur af Clostridium perfringens. Kilde: Fotokredit: Indholdsudbydere (r): CDC / Dr. Stuart E. Starr

Når disse trin er blevet udført, udføres inokulation for at inkubere kulturen og vente på den rimelige tid til at undersøge de opnåede kolonier. Ventetiden afhænger af den art, der dyrkes.

Der er hurtigtvoksende arter (18-24 timer) såsom Clostridium perfringens, og der er andre, der har langsom vækst (5-7 dage), såsom Propionibacterium.

Metoder til tælling af plader

Disse metoder bruges til at finde ud af det omtrentlige antal mikroorganismer, der findes i en kultur. I tilfælde af anaerobe bakterier er der flere teknikker, der tillader tælling.

Da mange af disse bakterier imidlertid ikke kan komme i direkte kontakt med ilt, fordi de er giftige, skal man udvise ekstrem omhu, når man udøver disse teknikker.

I denne forstand vil to metoder blive beskrevet her: det mest sandsynlige antal (til streng aerobic) og pladespredningsmetoden (til fakultative og mikroaerofile anaerober).

Mest sandsynlige nummermetode

Denne teknik er baseret på bestemmelsen af ​​tilstedeværelsen eller fraværet af mikroorganismer i en prøve. Dette gøres i kopier af sammenhængende løsninger. Princippet bag denne metode er, at en enkelt levende celle kan udvikle sig og således frembringe en uklar kultur.

For at udføre denne proces er det nødvendigt at foretage en række serielle opløsninger af kulturprøven. Til dette er det vigtigt at bruge et flydende kulturmedium med ernæringskravene. Når dette er gjort, inkuberes prøverørene, mens de venter på, at mikroorganismerne skal vokse.

Efter den rimelige tid er gået, vil prøverørene, hvori en eller flere bakterieceller blev inokuleret, virke uklar.

Når rørene, hvor opløsningsfaktoren forøges, gennemgås, bliver de gradvist mindre uklar, da de indeholder færre og færre bakterieceller. Dette er tilfældet, indtil et punkt er nået, hvor der ikke længere vil være nogen eller kun en mikroorganisme.

Endelig opnås estimatet af befolkningstætheden fra mønsteret af forekomst i serielle opløsninger og ved hjælp af en standard sandsynlighedstabel, der er designet til dette formål.

Pladespredningsmetode

Dette er en ret ligetil metode. Først skal flere petriskåle med kulturmediet arrangeres ordnet. Derefter inokuleres 1 ml opløsning i hver kapsel. Det er vigtigt at bemærke, at opløsningerne indeholder den mikroorganisme, der skal tælles.

Derefter spredes det inokulerede materiale ved hjælp af en glasstang homogent dækkende hele overfladen af ​​kulturmediet.

Endelig inkuberes petriskålene under de betingelser, der kræves i den tid, der er nødvendig for hver type mikroorganisme. Endelig tælles de kolonier, der er blevet genereret.

Sygdomme forårsaget

Mange af de anaerobe bakterier er kendte patogener for mennesker og forårsager sygdomme og patologier, der endda kan gå på kompromis med individets liv.

Infektioner på niveau med mundhulen

Mundhulen er det ideelle miljø for mange anaerobe bakterier, der spreder sig der og frembringer visse patologier såsom periodontitis, nekrotiserende tandkødsbetændelse og abscesser, blandt andre.

De fleste af disse infektioner er smerter, læsioner i slimhinden og suppuration af pus med den deraf følgende stigning i kropstemperatur.

Blandt de forårsagende bakterier er Porphyromonas gingivalis den der hyppigst isoleres i disse læsioner.

Intestinalinfektioner

En af infektionsruterne for denne type bakterier er gennem indtagelse, enten sporer (i tilfælde af sporulerede bakterier) eller forurenet mad og vand.

I disse tilfælde forankres bakterierne i tarmen og begynder at forårsage skade på tarmslimhinden, hvilket udløser symptomer som: feber, mavesmerter, flydende afføring, oppustethed, kvalme og generel utilpasse.

De anaerobe bakterier, der kan generere dette kliniske billede, er Clostridium difficile og Escherichia coli, blandt andre.

Hudinfektioner

Nogle af disse bakterier kan inficere det, når de kommer i kontakt med et åbent sår. Hvis dette sker, kan der frembringes alvorlige hudinfektioner, såsom gasgangren, hvis årsagsmiddel er Clostridium perfringes.

Symptomer på gasgangren inkluderer: blemmer fyldt med blodige væsker, subkutan emfysem, alvorlig smerte og høj feber, blandt andre.

En anden patologi forårsaget af anaerobe bakterier på kutaniveau er nekrotiserende fasciitis, hvor infektionen spreder sig ud over hudvævet, selv påvirker fascien, der omgiver musklerne.

Symptomerne inkluderer akut smerte, svær erytem, ​​blærer og oftest koldbrand. Blandt de forårsagende stoffer i denne patologi er Staphylococcus aureus.

Referencer

1. Brook I. (2016) Sygdomme forårsaget af ikke-sporedannende anaerobe bakterier. I: Goldman L, Schafer AI, red. Goldman-Cecil Medicine. 25. udgave Philadelphia, PA
2. Carrol, K., Hobden, J., Miller, S., Morse, S., Mietzner, T., Detrick, B., Mitchell, T. og Sakanari, J. Medical Microbiology. Mc Graw og Hill. 27. udgave
3. Corrales, L., Antolinez, D., Bohórquez, J. og Corredor, A. (2015). Anaerobe bakterier: processer, der udfører og bidrager til livets bæredygtighed på planeten. NOVA 13 (23) 55-81
4. Curtis, H., Barnes, S., Schneck, A. og Massarini, A. (2008). Biologi. Redaktionel Médica Panamericana. 7. udgave.
5. Holt, J. (1994) Bergey's Manual of Determinative Bacteriology. Williams & Wilkins. 9. udgave.
6. Mc Faddin (1985) Medier til isolering-dyrkning-identifikation-vedligeholdelse af medicinske bakterier. Vol 1. Baltimore.
7. Quintero, L. (2009). Anaerobe bakterielle infektioner: kliniske håndteringskriterier og mikrobiologiske diagnostiske procedurer. Logos, Science & Technology Magazine. 1 (1) 121-136