bioloogia

Aeroobsed ja anaeroobsed bakterid

üldsõnalisus

Bakteriliikide klassifitseerimine aeroobsetes ja anaeroobsetes bakterites toimub vastavalt energiaallikale, mida kasutatakse nende ainevahetuse biosünteetiliste protsesside toites.

Täpsemalt viitab aeroobse ja anaeroobse bakteri klassifitseerimine sellele, et hapnikul (O2) on kõnealuste mikroorganismide kasv.

Selle klassifikatsiooni põhjal võib erinevaid bakteriliike jagada nelja suure rühma.

Kohustuslikud aeroobid

Sellesse rühma kuuluvad bakterid toodavad energiat aeroobsest hingamisest ; seetõttu vajavad nad ellujäämiseks absoluutselt hapnikku (O 2 ).

Kohustuslikud anaeroobid

Kohustuslikud anaeroobid - tuntud ka kui aerofoobid - on bakterid, mis ei vaja O2 ellujäämiseks, vaid vastupidi, hapniku esinemine nende elupaigas pärsib nende kasvu.

Need bakterid tõmbavad energiat teistest ainevahetusprotsessidest, nagu fermentatsioon, anaeroobne hingamine, bakteriaalne fotosüntees või metanogenees .

Valikulised aeroobid / anaeroobid

Hapnik ei ole sellesse rühma kuuluvate bakterite kasvu jaoks hädavajalik, kuid kui see on kättesaadav, kasutatakse seda veel.

Need mikroorganismid tegelevad anaeroobsetes tingimustes (O2 puudumine) energiaga sellistest protsessidest nagu fermentatsioon või anaeroobne hingamine, samal ajal kui hapniku (aeroobsed tingimused) juures toodavad nad energiat aeroobse hingamise kaudu.

Aerotolerantsed anaeroobid

Need bakterid toodavad energiat ainult anaeroobsete protsesside kaudu (tavaliselt fermentatsiooni kaudu), kuid - vastupidiselt kohustusliku anaeroobide puhul - ei takista hapniku esinemine nende elupaigas nende kasvu.

Bakterite hapniku käitumise liik sõltub ensüümide tüübist, mida bakter ise omab. Täpsemalt sõltub see ensüümidest, mis on võimelised reageerima hapniku ja selle radikaalidega, nagu superoksiidi anioon (O2-), hüdroksüülradikaalid (OH) ja vesinikperoksiid (H202). .

Need ensüümid on:

  • Superoksiidi dismutaas on ensüüm, mis esineb kohustuslikes aeroobides, aerotolerantsetes anaeroobides ja paljudes valikulistes aeroobides. Selle ülesanne on vältida superoksiidi kogunemist, mis muidu oleks rakule surmav.
  • Katalaas on ensüüm, mis esineb kohustuslikes aeroobides ja paljudes valikulistes aeroobides. Selle ülesanne on lagundada vesinikperoksiid (H202) veeks (H20) ja hapnikuks (O2). Sel viisil detergeerib ensüüm bakteriraku sellest äärmiselt kahjulikust komponendist.
  • Peroksidaas on ensüüm, mis esineb paljudes aerotolerantsetes anaeroobides. Selle ülesandeks on muundada vesinikperoksiid (H202) veeks (H20) läbi elektronide ülekandemehhanismi.

Kohustuslikud anaeroobid ei oma neid ensüüme, mistõttu hapniku esinemine nende elupaigas pärsib nende kasvu.

Hapniku radikaalid moodustuvad nii prokarüootsete rakkude (nagu bakteriaalsed) kui ka eukarüootsete rakkude (nagu looma- ja taimerakud) metaboolsete protsesside jäätmetena. Need radikaalid on rakule kahjulikud ja neid tuleb viivitamatult lagundada, et vältida nende toksilise toime avaldumist. Seetõttu võivad aeroobsetes tingimustes elada ja kasvada ainult need bakterid, millel on hapniku radikaalide lagunemise eest vastutavad ensüümid.

Fotosünteetilised organismid (nagu taimed, vetikad ja mõned bakteriliigid) ja isegi mõned mitte-fotosünteetilised organismid on võimelised O2 radikaalide toime eest kaitsma tänu konkreetsetele pigmentidele, karotenoididele . Need pigmendid on võimelised neutraliseerima toksilisi hapniku radikaale, kaitstes rakke oksüdatiivsete mehhanismide eest.

Aeroobsed ja patogeensed anaeroobsed bakterid

Mõned peamised aeroobsed ja anaeroobsed bakterid, mis võivad olla inimestele patogeensed, kirjeldatakse lühidalt allpool.

Patogeenid on inimestele kohustatud

On palju bakteriliike, mis on selle rühma kuuluvate inimeste jaoks patogeensed, mille hulgas me mäletame:

  • Bordatella läkaköha, vastutav hingamisteede infektsioonide eest, mis põhjustavad läkaköha või ägeda bronhiidi. B. läkaköha nakkuste vastane esmane ravi hõlmab erütromütsiini (makroliid) kasutamist; alternatiivselt võib kasutada amoksitsilliini. Samuti on saadaval vaktsiin, et vältida seda tüüpi infektsiooni.
  • Legionella pneumophila, mis vastutab leegionäride haiguse (või leegionite haiguse) tekkimise eest. Legionelloosi võib ravida selliste ravimitega nagu asitromütsiin, erütromütsiin, klaritromütsiin, telitromütsiin või fluorokinoloonid.
  • Mycobacterium leprae vastutab lepra tekkimise eest. Selle mikroorganismi põhjustatud nakkuste vastu võitlemiseks kasutatakse ravimiliite, nagu dapsoon ja rifampitsiin või akedapoon ja klofasimiin.
  • Neisseria gonorrhoeae on vastutav neelu gonorröa, gonorröa, ägeda gonokoki uretriidi, prostatiidi, emakakaela, endometriidi, vaagna põletikulise haiguse, dermatiidi ja artriidi tekkimise eest. N. gonorrhoeae infektsioonide raviks kasutatakse tavaliselt tsefalosporiine (näiteks tseftriaksooni ja tsefiksiimi) või fluorokinoloneid.

Patogeenid kohustavad inimeste jaoks anaeroobseid aineid

Inimeste erinevate patogeensete bakterite hulgas, mis võivad kasvada ainult hapnikuta elupaikades - seega anaeroobsetes tingimustes - meenutame:

  • Clostridium difficile, see bakter võib olla osa inimese normaalsest bakteriaalsest taimest ja on vastutav seedetrakti oportunistlike infektsioonide eest. C. difficile infektsioonide vastu kasutatakse tavaliselt antibiootikume, nagu metronidasool, kloramfenikool, vankomütsiin või erütromütsiin.
  • Clostridium tetani, kes vastutab teetanuse (või spastilise paralüüsi) eest. Üldiselt kasutatakse selle bakteri vastu metronidasooli või bensüülpenitsilliini. Samuti on olemas vaktsiin nakkuse vältimiseks.
  • Clostridium botulinum, kes vastutab botulismi eest (või lõtvunud paralüüs).
  • Bacterioides fragilis, vastutab kõhuõõne abstsesside, apenditsiidi, peritoniidi, rektaalsete abstsesside või septitseemia tekkimise eest. B. fragilis'e nakkuste raviks kasutatakse antibiootikume, nagu metronidasool, klindamütsiin või karbapeneemid.

Valikulised patogeensed inimese aeroobid / anaeroobid

Mõningate valikuliste aeroobide / anaeroobide hulgas, mis võivad olla inimestele patogeensed, tuletame meelde:

  • Escherichia coli on bakter, mis tavaliselt esineb inimese soolestiku mikroflooras, kuid immunosupressiivsetel isikutel võib see põhjustada oportunistlikke infektsioone, mis võivad põhjustada uretrotsüstiiti, prostatiiti, vastsündinu meningiiti, enterohemorraagilist koliiti, vesilist kõhulahtisust või reisija kõhulahtist.

    Kõige levinumad E. coli infektsioonide raviks kasutatavad antibiootikumid on karbapeneemid, penitsilliinid, monobaktaamid, aminoglükosiidid, tsefalosporiinid või makroliidid.

  • Haemophilus influenzae vastutab hingamisteede ja närvisüsteemi infektsioonide eest. Sellise nakkuse põhjustatud infektsioonide vastu võitlemiseks tavaliselt kasutatavad antibiootikumid on tsefalosporiinid, penitsilliinid või sulfa ravimid.

Aerotolerantsed patogeensed anaeroobid inimestele

Sellesse rühma kuuluvate erinevate patogeensete bakterite hulgas nimetame Propionibacterium acnes'i ja Propionibacterium propionicum'i .

P. acnes on osa inimese nahal esinevast tavalisest bakteriaalsest taimest ja on seotud akne arenguga. Mõnel juhul võib P. acnes põhjustada oportunistlikke infektsioone, mis põhjustavad meningiiti, endokardiit, artriiti või kirurgilisi infektsioone.

P. propionicum vastutab selle asemel lacrimal canaliculitis'e ja hammaste abstsesside tekkimise eest.

Seda tüüpi bakterite põhjustatud infektsioonide raviks võib kasutada selliseid ravimeid nagu penitsilliinid, tsefalosporiinid, kinoloonid või vankomütsiin.

Bakteriaalsete infektsioonide ennetamine

Bakterid on kõikjal leitud mikroorganismid, millega me iga päev kokku puutume. Mõned neist mikroorganismidest on meie kehale ohutud, mõned neist on kasulikud, teised võivad olla väga ohtlikud.

Üldiselt on bakteriaalsete nakkuste vältimiseks piisavad mõned lihtsad ettevaatusabinõud, näiteks:

  • Peske käsi hoolikalt ja põhjalikult enne, kui alustate süüa, sööge või puudutage esemeid, mis võivad olla bakterite leviku vahendiks;
  • Toidu säilitamise, valmistamise või toiduvalmistamise ajal järgige hügieeni põhireegleid.

Siiski ei piisa bakteriaalsete infektsioonide vältimiseks lihtsalt hügieenistandardite järgimisest.

Seksuaalselt levivate bakteriaalsete infektsioonide vältimiseks on oluline kasutada barjäärimeetodit (näiteks kondoome).

Mõningate bakteriaalsete infektsioonide ennetamiseks, mõnikord potentsiaalselt surmaga, on saadaval ka vaktsiinid (näiteks võib olla teetanuse vaktsineerimine).

Lõpuks ei tohi alahinnata ka iga inimese immuunsüsteemi rolli. Tegelikult võib toimiv immuunsüsteem mõnikord olla piisav paljude bakteriaalsete infektsioonide tekke ärahoidmiseks.