Anaerobna infekcija u kirurgiji. Anaerobna infekcija - uzroci, simptomi, dijagnoza i liječenje Aerobni i anaerobni uvjeti za funkcioniranje mikroorganizama

anaerobni organizmi

Aerobne i anaerobne bakterije preliminarno se identificiraju u tekućem hranjivom mediju gradijentom koncentracije O 2:
1. Obvezni aerobik(bakterije koje zahtijevaju kisik). uglavnom prikupljeni na vrhu cijevi kako bi apsorbirali maksimalnu količinu kisika. (Iznimka: mikobakterije - rast filma na površini zbog voštano-lipidne membrane.)
2. Obvezno anaerobno bakterije se skupljaju na dnu kako bi izbjegle kisik (ili ne bi rasle).
3. Neobavezno bakterije se skupljaju uglavnom na vrhu (što je korisnije od glikolize), no mogu se naći u cijelom mediju, jer ne ovise o O 2 .
4. Mikroaerofili skupljaju se u gornjem dijelu epruvete, ali im je optimum niska koncentracija kisika.
5. Aerotolerantan anaerobi ne reagiraju na koncentracije kisika i ravnomjerno su raspoređeni po epruveti.

Anaerobi- organizmi koji primaju energiju u nedostatku pristupa kisiku fosforilacijom supstrata, krajnji proizvodi nepotpune oksidacije supstrata mogu se oksidirati kako bi proizveli više energije u obliku ATP-a u prisutnosti konačnog akceptora protona od strane organizama koji provode oksidaciju fosforilacija.

Anaerobi su opsežna skupina organizama, kako na mikro tako i na makro razini:

  • anaerobni mikroorganizmi- opsežna skupina prokariota i nekih protozoa.
  • makroorganizmi - gljive, alge, biljke i neke životinje (klasa foraminifera, većina helminta (klasa metilja, trakavice, okrugle gliste (na primjer, ascaris)).

Osim toga, anaerobna oksidacija glukoze igra važnu ulogu u radu prugastih mišića životinja i ljudi (osobito u stanju hipoksije tkiva).

Klasifikacija anaeroba

Prema klasifikaciji uspostavljenoj u mikrobiologiji, razlikuju se:

  • Fakultativni anaerobi
  • Kapneistički anaerobi i mikroaerofili
  • Aerotolerantni anaerobi
  • Umjereno strogi anaerobi
  • obvezni anaerobi

Ako se organizam može prebaciti s jednog metaboličkog puta na drugi (npr anaerobno disanje na aerobni i obrnuto), tada se konvencionalno naziva fakultativni anaerobi .

Do 1991. godine isticao se razred iz mikrobiologije kapneistički anaerobi, zahtijevaju nisku koncentraciju kisika i povećanu koncentraciju ugljičnog dioksida (Brucella goveđi tip - B. abortus)

Umjereno strogi anaerobni organizam preživljava u okruženju s molekularnim O 2, ali se ne razmnožava. Mikroaerofili su sposobni preživjeti i razmnožavati se u okruženju s niskim parcijalnim tlakom od O 2 .

Ako organizam nije u stanju "prebaciti" se s anaerobnog na aerobno disanje, ali ne umire u prisutnosti molekularnog kisika, tada spada u skupinu aerotolerantni anaerobi. Na primjer, mliječna kiselina i mnoge maslačne bakterije

obvezujuća anaerobi u prisutnosti molekularnog kisika O 2 umiru - na primjer, predstavnici roda bakterija i archaea: Bacteroides, Fusobacterium, Butyrivibrio, Metanobacterium). Takvi anaerobi stalno žive u okolišu bez kisika. Obvezni anaerobi uključuju neke bakterije, kvasce, flagelate i cilijate.

Toksičnost kisika i njegovih oblika za anaerobne organizme

Okruženje bogato kisikom agresivno je prema organskim oblicima života. To je zbog stvaranja reaktivnih vrsta kisika u procesu života ili pod utjecajem raznim oblicima ionizirajuće zračenje, puno otrovnije od molekularnog kisika O 2 . Čimbenik koji određuje vitalnost organizma u okruženju kisika je prisutnost funkcionalnog antioksidativnog sustava koji je sposoban eliminirati: superoksidni anion (O 2 -), vodikov peroksid (H 2 O 2), singletni kisik (O.) i također molekularni kisik (O 2) iz unutarnje okoline tijela. Najčešće takvu zaštitu osigurava jedan ili više enzima:

  • superoksid dismutase eliminira superoksid anion (O 2 -) bez energetske koristi za tijelo
  • katalaze, eliminirajući vodikov peroksid (H 2 O 2) bez energetske koristi za tijelo
  • citokrom- enzim odgovoran za prijenos elektrona s NAD H na O 2. Ovaj proces tijelu daje značajnu energetsku korist.

Aerobni organizmi najčešće sadrže tri citokroma, fakultativni anaerobi - jedan ili dva, obvezni anaerobi ne sadrže citokrome.

Anaerobni mikroorganizmi mogu aktivno utjecati na okoliš, stvarajući prikladan redoks potencijal okoliša (npr. Cl.perfringens). Neke zasijane kulture anaerobnih mikroorganizama, prije nego što se počnu razmnožavati, snižavaju pH 2 0 s vrijednosti na , štiteći se reduktivnom barijerom, druge - aerotolerantne - proizvode vodikov peroksid tijekom svoje vitalne aktivnosti, povećavajući pH 2 0.

Istodobno, glikoliza je karakteristična samo za anaerobe, koji se, ovisno o konačnim produktima reakcije, dijele na nekoliko vrsta fermentacije:

  • mliječno kiselinsko vrenje Lactobacillus ,Streptococcus , Bifidobakterije, kao i neka tkiva višestaničnih životinja i ljudi.
  • alkoholno vrenje - saharomiceti, candida (organizmi iz carstva gljiva)
  • mravlja kiselina - obitelj enterobakterija
  • butirna - neke vrste klostridija
  • propionska kiselina - propionobakterije (npr. Propionibacterium acnes)
  • fermentacija s oslobađanjem molekularnog vodika - neke vrste Clostridium, Sticklandova fermentacija
  • fermentacija metanom - npr. Metanobacterium

Kao rezultat razgradnje glukoze, troše se 2 molekule, a sintetiziraju se 4 molekule ATP-a. Dakle, ukupni prinos ATP-a je 2 molekule ATP-a i 2 NAD·H 2 molekule. Piruvat dobiven tijekom reakcije stanica koristi na različite načine, ovisno o vrsti fermentacije koja slijedi.

Antagonizam fermentacije i propadanja

U procesu evolucije formiran je i konsolidiran biološki antagonizam fermentativne i truležne mikroflore:

Razgradnju ugljikohidrata mikroorganizmima prati značajno smanjenje okoliša, dok je razgradnja bjelančevina i aminokiselina popraćena povećanjem (alkalizacija). Prilagodba svakog organizma na određenu reakciju okoline igra presudnu ulogu u prirodi i ljudskom životu, npr. procesi fermentacije sprječava se truljenje silaže, fermentiranog povrća, mliječnih proizvoda.

Uzgoj anaerobnih organizama

Izolacija čiste kulture anaeroba shematski

Uzgoj anaerobnih organizama uglavnom je zadatak mikrobiologije.

Za uzgoj anaeroba koriste se posebne metode, čija je bit uklanjanje zraka ili njegova zamjena specijaliziranom mješavinom plinova (ili inertnih plinova) u zatvorenim termostatima. - anaerostati .

Drugi način uzgoja anaeroba (najčešće mikroorganizama) na hranjivim podlogama je dodavanje redukcijskih tvari (glukoza, natrijeva mravlja kiselina i dr.) koje smanjuju redoks potencijal.

Uobičajeni medij za rast anaerobnih organizama

Za opće okruženje Wilson - Blair baza je agar-agar s dodatkom glukoze, natrijevog sulfita i željeznog klorida. Klostridije stvaraju crne kolonije na ovom mediju redukcijom sulfita u sulfidni anion, koji se kombinira s kationima željeza (II) dajući crnu sol. U pravilu se na ovoj podlozi pojavljuju crne kolonije u dubini stupca agara.

srijeda Kitta - Tarozzi sastoji se od mesno-peptonske juhe, 0,5% glukoze i komada jetre ili mljevenog mesa za apsorpciju kisika iz okoline. Prije sjetve medij se zagrijava u kipućoj vodenoj kupelji 20-30 minuta kako bi se uklonio zrak iz medija. Nakon sjetve, hranjivi medij se odmah napuni slojem parafina ili parafinskog ulja kako bi se izolirao od pristupa kisiku.

Opće metode uzgoja anaerobnih organizama

Gaspack- sustav kemijski osigurava postojanost mješavine plina prihvatljivu za rast većine anaerobnih mikroorganizama. U zatvorenom spremniku voda reagira s natrijevim borohidridom i tabletama natrijevog bikarbonata da nastane vodik i ugljični dioksid. Vodik tada reagira s kisikom plinske smjese na paladijevom katalizatoru da nastane voda, koja već ponovno reagira s hidrolizom borohidrida.

Ovu metodu su predložili Brewer i Olgaer 1965. godine. Programeri su uveli jednokratnu vrećicu za stvaranje vodika, koja je kasnije nadograđena na vrećice koje stvaraju ugljični dioksid i sadrže unutarnji katalizator.

Zeisslerova metoda koristi se za izolaciju čistih kultura anaeroba koji stvaraju spore. Da biste to učinili, inokulirajte na medij Kitt-Tarozzi, zagrijte ga 20 minuta na 80 ° C (da uništite vegetativni oblik), ulijte medij vazelinsko ulje i inkubirano 24 sata u termostatu. Zatim se vrši sjetva na šećerno-krvni agar kako bi se dobile čiste kulture. Nakon 24-satnog uzgoja, kolonije od interesa se proučavaju - subkulturiraju se na podlogu Kitt-Tarozzi (s naknadnom kontrolom čistoće izolirane kulture).

Fortnerova metoda

Fortnerova metoda- inokulacije se rade na Petrijevoj zdjelici sa zadebljanim slojem medija, podijeljenom na pola uskim žlijebom izrezanim u agaru. Jedna polovica je zasijana kulturom aerobnih bakterija, druga polovica je inokulirana anaerobnim bakterijama. Rubovi šalice su napunjeni parafinom i inkubirani u termostatu. U početku se opaža rast aerobne mikroflore, a zatim (nakon apsorpcije kisika) rast aerobne mikroflore naglo prestaje i počinje rast anaerobne mikroflore.

Weinbergova metoda koristi se za dobivanje čistih kultura obveznih anaeroba. Kulture uzgojene na Kitta-Tarozzi mediju se prenose u šećernu juhu. Zatim se jednokratnom Pasteurovom pipetom materijal prebacuje u uske epruvete (Vignal tube) sa šećernim mesno-peptonskim agarom, uranjajući pipetu na dno epruvete. Inokulirane epruvete se brzo hlade, što omogućuje fiksiranje bakterijskog materijala u debljini stvrdnutog agara. Epruvete se inkubiraju u termostatu, a zatim se proučavaju uzgojene kolonije. Kada se pronađe kolonija od interesa, na njenom mjestu se napravi rez, materijal se brzo uzima i inokulira na medij Kitta-Tarozzi (uz naknadnu kontrolu čistoće izolirane kulture).

Peretz metoda

Peretz metoda- kultura bakterija se unosi u otopljeni i ohlađeni šećerni agar-agar i izlije pod staklo postavljeno na plutene štapiće (ili ulomke šibica) u Petrijevoj zdjelici. Metoda je najmanje pouzdana od svih, ali je prilično jednostavna za korištenje.

Diferencijalno – dijagnostički hranjivi mediji

  • okruženja gissa("raznobojni red")
  • srijeda Ressel(Russell)
  • srijeda Ploskireva ili baktoagar "Zh"
  • Bizmut-sulfitni agar

His mediji: U 1%-tnu peptonsku vodu dodati 0,5%-tnu otopinu određenog ugljikohidrata (glukoza, laktoza, maltoza, manitol, saharoza itd.) i Andredeov acido-bazni indikator, uliti u epruvete u koje je stavljen plovak za hvatanje plinovitih tvari. produkti koji nastaju tijekom razgradnje ugljikovodika.

Ressel srijeda(Russell) se koristi za proučavanje biokemijskih svojstava enterobakterija (Shigella, Salmonella). Sadrži hranjivi agar-agar, laktozu, glukozu i indikator (bromotimol plavo). Boja medija je travnato zelena. Obično se priprema u tubama od 5 ml sa zakošenom površinom. Sjetva se vrši ubrizgavanjem u dubinu stupa i potezom po zakošenoj površini.

srijeda Ploskirev(Bactoagar Zh) je diferencijalno dijagnostički i selektivni medij, jer inhibira rast mnogih mikroorganizama i potiče rast patogenih bakterija (uzročnika tifusa, paratifusa, dizenterije). Bakterije negativne na laktozu stvaraju bezbojne kolonije na ovom mediju, dok bakterije pozitivne na laktozu stvaraju crvene kolonije. Medij sadrži agar, laktozu, briljantno zelenu, žučne soli, mineralne soli, indikator (neutralno crvena).

Bizmut-sulfitni agar Dizajniran je da izolira salmonelu u svom čistom obliku od zaraženog materijala. Sadrži triptički digest, glukozu, faktore rasta salmonele, briljantno zeleno i agar. Diferencijalna svojstva medija temelje se na sposobnosti salmonele da proizvodi sumporovodik, na njihovoj otpornosti na prisutnost sulfida, briljantnog zelenog i bizmut citrata. Kolonije su označene crnom bojom bizmut sulfida (tehnika je slična mediju Wilson - Blair).

Metabolizam anaerobnih organizama

Metabolizam anaerobnih organizama ima nekoliko različitih podskupina:

Anaerobni energetski metabolizam u tkivima ljudski I životinje

Anaerobna i aerobna proizvodnja energije u ljudskim tkivima

Neka tkiva životinja i ljudi karakterizirana su povećanom otpornošću na hipoksiju (osobito mišićno tkivo). U normalnim uvjetima sinteza ATP-a teče aerobno, a tijekom intenzivne mišićne aktivnosti, kada je dostava kisika u mišiće otežana, u stanju hipoksije, kao i tijekom upalnih reakcija u tkivima, dominiraju anaerobni mehanizmi regeneracije ATP-a. U skeletnim mišićima identificirana su 3 tipa anaerobnog i samo jedan aerobni put regeneracije ATP-a.

3 vrste anaerobnog puta sinteze ATP-a

Anaerobni uključuju:

  • Mehanizam kreatin fosfataze (fosfogeni ili alaktatni) - refosforilacija između kreatin fosfata i ADP-a
  • Miokinaza - sinteza (inače resinteza) ATP u reakciji transfosforilacije 2 molekule ADP (adenilat ciklaze)
  • Glikolitička - anaerobna razgradnja zaliha glukoze u krvi ili glikogena, koja završava stvaranjem

Anaerobi ja Anaerobi (grčki negativni prefiks an- + aēr + b život)

mikroorganizmi koji se razvijaju u nedostatku slobodnog kisika u svojoj okolini. Nalaze se u gotovo svim uzorcima patološkog materijala u raznim gnojno-upalnim bolestima, uvjetno su patogeni, ponekad patogeni. Razlikovati fakultativne i obvezne A. Fakultativne A. mogu postojati i razmnožavati se i u kisiku i u okruženju bez kisika. To uključuje coli, Yersinia, Streptococcus i druge bakterije .

Obvezni A. umiru u prisutnosti slobodnog kisika u okolišu. Dijele se u dvije skupine: one koje stvaraju, odnosno klostridije, i bakterije koje ne tvore spore, odnosno tzv. neklostridijalne anaerobi. Među klostridijama razlikuju se uzročnici anaerobnih klostridijskih infekcija - botulizam, infekcija klostridijalne rane, tetanus. Neklostridijalne A. uključuju gram-negativne i gram-pozitivne štapićaste ili sferne bakterije: fuzobakterije, veillonella, peptokoke, peptostreptokoke, propionibakterije, eubakterije itd. Neklostridijalne A. su sastavni dio normalna mikroflora ljudi i životinja, ali u isto vrijeme igraju važnu ulogu u razvoju takvih gnojno-upalnih procesa kao što su apscesi pluća i mozga, empiem pleure, flegmona maksilofacijalno područje, otitis, itd. Većina anaerobnih infekcija (anaerobna infekcija) , uzrokovano neklostridijalnim anaerobima, odnosi se na endogene i razvija se uglavnom uz smanjenje otpornosti tijela kao rezultat, kirurška intervencija, hlađenje, oslabljen imunitet.

Glavni dio klinički značajnih A. čine bakteroidi i fuzobakterije, peptostreptokoki i spore Gram-pozitivne šipke. Bacteroides čine oko polovice gnojno-upalnih procesa uzrokovanih anaerobnim bakterijama.

Bibliografija: Laboratorijske metode istraživanja u klinici, ur. V.V. Menšikov. M., 1987.

II Anaerobi (An- +, sin. anaerobni)

1) u bakteriologiji - mikroorganizmi koji mogu postojati i razmnožavati se u nedostatku slobodnog kisika u okolišu;

Anaerobi su obavezni- A., umirući u prisutnosti slobodnog kisika u okolišu.

Fakultativni anaerobi- A., sposoban postojati i razmnožavati se kako u odsutnosti tako iu prisutnosti slobodnog kisika u okolišu.

1. Mala medicinska enciklopedija. - M.: Medicinska enciklopedija. 1991-96 2. Prvo zdravstvene zaštite. - M.: Velika ruska enciklopedija. 1994. 3. Enciklopedijski rječnik medicinski izrazi. - M.: Sovjetska enciklopedija. - 1982-1984.

Pogledajte što su "anaerobi" u drugim rječnicima:

    Moderna enciklopedija

    - (anaerobni organizmi) mogu živjeti u nedostatku atmosferskog kisika; neke vrste bakterija, kvasac, protozoe, crvi. Energija za život dobiva se oksidacijom organskog, rjeđe ne organska tvar bez sudjelovanja besplatnih ... ... Veliki enciklopedijski rječnik

    - (gr.). Bakterije i slične niže životinje, sposobne živjeti samo s totalna odsutnost kisik zraka. Rječnik stranih riječi uključenih u ruski jezik. Chudinov A.N., 1910. anaerobi (vidi anaerobioza) inače anaerobionti, ... ... Rječnik stranih riječi ruskog jezika

    Anaerobi- (od grčkog negativna čestica, aer zrak i bios život), organizmi koji mogu živjeti i razvijati se u nedostatku slobodnog kisika; neke vrste bakterija, kvasac, protozoe, crvi. Razvijaju se obvezni ili strogi anaerobi ... ... Ilustrirani enciklopedijski rječnik

    Anaerobi- (od ..., an ... i aerobe), organizmi (mikroorganizmi, mekušci, itd.) koji mogu živjeti i razvijati se u okruženju bez kisika. Pojam je uveo L. Pasteur (1861.), koji je otkrio bakterije maslačnog vrenja. Ekološki enciklopedijski rječnik ... ... Ekološki rječnik

    Organizmi (uglavnom prokarioti) koji mogu živjeti u nedostatku slobodnog kisika u okolišu. Obvezni A. dobivaju energiju kao rezultat fermentacije (bakterije maslačne kiseline i sl.), anaerobnog disanja (metanogeni, sulfat-redukcijske bakterije... Mikrobiološki rječnik

    Sk. Ime anaerobni organizmi. Geološki rječnik: u 2 sveska. M.: Nedra. Uredili K. N. Paffengolts i dr. 1978. ... Geološka enciklopedija

    ANAEROBI- (od grčkog negativan čest, zračni i bios život), mikroskopski organizmi koji mogu crpiti energiju (vidi anaerobiozu) ne u reakcijama oksidacije, već u reakcijama cijepanja i organskih i anorganskih spojeva (nitrati, sulfati i sl... Velika medicinska enciklopedija

    ANAEROBI Organizmi koji se normalno razvijaju u potpunoj odsutnosti slobodnog kisika. U prirodi se A. nalaze posvuda gdje se organska tvar razgrađuje bez pristupa zraku (u dubokim slojevima tla, osobito preplavljenog tla, u gnoju, mulju itd.). Tamo su… Uzgoj ribnjačke ribe

    Jao, pl. (jedinica anaerobna, a; m.). Biol. Organizmi sposobni živjeti i razvijati se u nedostatku slobodnog kisika (usp. aerobi). ◁ Anaerobno, oh, oh. Ah, bakterije. Ah, infekcija. * * * anaerobni (anaerobni organizmi), sposobni živjeti u nedostatku ... ... enciklopedijski rječnik

    - (anaerobni organizmi), organizmi koji mogu živjeti i razvijati se samo u nedostatku slobodnog kisika. Dobivaju energiju zbog oksidacije organskih ili (rjeđe) anorganskih tvari bez sudjelovanja slobodnog kisika. Za anaerobe ... ... Biološki enciklopedijski rječnik

Gram-pozitivni obvezni anaerobni

Propionobakterije, laktobacili, klostridije, bakterije mliječne kiseline, peptostreptokoki.

Gram-pozitivne bakterije su najčešći uzročnici bolesti. Dobili su naziv Gram-pozitivni zbog svoje sposobnosti da apsorbiraju plavu boju u staničnu stijenku i zadrže svoju ljubičastu boju kada se isperu s alkoholnom otopinom prema Gram metodi. Takva flora je označena Gram ().

Ljudski patogeni uključuju najmanje 6 rodova gram-pozitivnih mikroorganizama. Koki - streptokoki, stafilokoki - imaju sferni oblik. Ostali su kao štapići. Oni se pak dijele na ne-spore: Corynebacterium, Listeria i spore: Bacilli, Clostridia.

Gram-negativne obavezne anaerobne bakterije

Fusobakterije, bakterioidi, porphyromonas, prevotella, porphyromonas, veillonella). Ne plave tijekom Gram testa, ne stvaraju spore, ali su u nekim slučajevima patogeni i oslobađaju po život opasne toksine.

Gram-negativne bakterije klasificiraju se kao uvjetno patogena flora, koja se aktivira i postaje opasna samo pod određenim uvjetima, na primjer, s oštrim slabljenjem imunološkog sustava.

Bolesti uzrokovane gram-negativnim bakterijama teško je liječiti jer su debelih stijenki i otporne na antibiotike.

Fakultativno anaerobno

Mikoplazme, gljivice Candida (drozd), streptokoke, stafilokoke, enterobakterije. Savršeno se prilagođavaju, pa mogu postojati i u okruženju bez kisika i u prisutnosti kisika. Neki od njih, poput kandide, također pripadaju oportunističkim patogenima.

Patogeneza anaerobnih infekcija

Anaerobne infekcije obično se mogu okarakterizirati na sljedeći način:

  • Oni se obično pojavljuju kao lokalizirane nakupine gnoja (apscesi i celulitis).
  • Redukcija O2 i nizak potencijal redukcije oksidacije, koji prevladavaju u avaskularnim i nekrotičnim tkivima, ključni su za njihovo preživljavanje,
  • U slučaju bakterijemije, obično ne dovodi do diseminirane intravaskularne koagulacije (DIC).

Neke anaerobne bakterije imaju očite faktore virulencije. Čimbenici virulencije B.

fragilis vjerojatno su ponešto pretjerani zbog njihove česte pojave u kliničkim uzorcima, unatoč njihovoj relativnoj rijetkosti u normalnoj flori.

Ovaj organizam ima polisaharidnu kapsulu, koja očito potiče stvaranje gnojnog žarišta. Eksperimentalni model intratorakalne sepse pokazao je da V.

fragilis može sam uzrokovati apsces, dok drugi Bactericides spp. potreban je sinergijski učinak drugog organizma.

Drugi čimbenik virulencije, snažan endotoksin, uključen je u septički šok povezan s teškim faringitisom Fusobacterium.

Morbiditet i mortalitet kod anaerobne i mješovite bakterijske sepse jednako je visok kao kod sepse uzrokovane jednim aerobnim mikroorganizmom.

Organizmi koji mogu dobiti energiju u nedostatku kisika nazivaju se anaerobi. Štoviše, skupina anaeroba uključuje i mikroorganizme (protozoe i skupina prokariota) i makroorganizme, koji uključuju neke alge, gljive, životinje i biljke. U našem članku pobliže ćemo pogledati anaerobne bakterije koje se koriste za pročišćavanje otpadnih voda u lokalnim postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda. Budući da se aerobni mikroorganizmi mogu koristiti zajedno s njima u postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda, usporedit ćemo te bakterije.

Što su anaerobi, shvatili smo. Sada je vrijedno razumjeti na koje su vrste podijeljene. U mikrobiologiji se koristi sljedeća klasifikacijska tablica za anaerobe:

  • Fakultativni mikroorganizmi. Fakultativne anaerobne bakterije nazivaju se bakterije koje mogu promijeniti svoj metabolički put, odnosno sposobne su promijeniti disanje iz anaerobnog u aerobno i obrnuto. Može se tvrditi da žive fakultativno.
  • Kapneistički predstavnici grupe sposobni živjeti samo u okruženju s niskim sadržajem kisika i visokim udjelom ugljičnog dioksida.
  • Umjereno strogi organizmi mogu preživjeti u okruženju koje sadrži molekularni kisik. Međutim, ovdje se ne mogu razmnožavati. Makroaerofili mogu preživjeti i razmnožavati se u okruženju sa smanjenim parcijalnim tlakom kisika.
  • Aerotolerantni mikroorganizmi razlikuju se po tome što ne mogu živjeti fakultativno, odnosno nisu u stanju prijeći s anaerobnog disanja na aerobno disanje. Međutim, razlikuju se od skupine fakultativnih anaerobnih mikroorganizama po tome što ne umiru u okruženju s molekularnim kisikom. Ova skupina uključuje većinu bakterija maslačne kiseline i neke vrste mikroorganizama mliječne kiseline.
  • obvezne bakterije brzo propadaju u okruženju koje sadrži molekularni kisik. Oni su u stanju živjeti samo u uvjetima potpune izolacije od toga. U ovu skupinu spadaju cilijati, flagelati, neke vrste bakterija i kvasci.

Utjecaj kisika na bakterije


Svaki okoliš koji sadrži kisik agresivno utječe na organske oblike života. Stvar je u tome da u procesu života različitih oblika života ili pod utjecajem određenih vrsta ionizirajućeg zračenja nastaju reaktivne vrste kisika koje su toksičnije u odnosu na molekularne tvari.

Glavni odlučujući čimbenik za opstanak živog organizma u okruženju kisika je prisutnost antioksidansa funkcionalni sustav koji je sposoban eliminirati. Obično takve zaštitne funkcije osiguravaju jedan ili više enzima odjednom:

  • citokrom;
  • katalaza;
  • superoksid dismutaza.

Istodobno, neke anaerobne bakterije fakultativne vrste sadrže samo jednu vrstu enzima - citokrom. Aerobni mikroorganizmi imaju čak tri citokroma, pa se odlično osjećaju u okruženju kisika. A obvezni anaerobi uopće ne sadrže citokrom.

Međutim, neki anaerobni organizmi mogu utjecati na svoj okoliš i stvoriti odgovarajući redoks potencijal za njega. Primjerice, određeni mikroorganizmi prije uzgoja smanjuju kiselost okoliša s 25 na 1 ili 5. To im omogućuje da se zaštite posebnom barijerom. Aerotolerantni anaerobni organizmi, koji tijekom svog života ispuštaju vodikov peroksid, mogu povećati kiselost okoliša.

Važno: kako bi osigurale dodatnu antioksidativnu zaštitu, bakterije sintetiziraju ili akumuliraju antioksidanse niske molekularne težine, koji uključuju vitamine A, E i C, kao i limunsku i druge vrste kiselina.

Kako anaerobi dobivaju energiju?


  1. Neki mikroorganizmi dobivaju energiju katabolizmom različitih spojeva aminokiselina, poput proteina i peptida, kao i samih aminokiselina. Obično se ovaj proces oslobađanja energije naziva truljenjem. A sama okolina, u čijoj se razmjeni energije promatraju mnogi procesi katabolizma spojeva aminokiselina i samih aminokiselina, naziva se truležnim okolišem.
  2. Druge anaerobne bakterije mogu razgraditi heksozu (glukozu). U ovom slučaju mogu se koristiti različite metode cijepanja:
    • glikoliza. Nakon njega u okolišu se javljaju procesi fermentacije;
    • oksidativni put;
    • Entner-Doudoroffove reakcije koje se odvijaju u uvjetima mannanske, heksuronske ili glukonske kiseline.

U ovom slučaju, samo anaerobni predstavnici mogu koristiti glikolizu. Može se podijeliti na nekoliko vrsta fermentacije, ovisno o proizvodima koji nastaju nakon reakcije:

  • alkoholno vrenje;
  • mliječna fermentacija;
  • vrsta enterobakterije mravlje kiseline;
  • maslačna fermentacija;
  • reakcija propionske kiseline;
  • procesi s oslobađanjem molekularnog kisika;
  • metanska fermentacija (koristi se u septičkim jama).

Značajke anaeroba za septičku jamu


Anaerobne septičke jame koriste mikroorganizme koji su u stanju prerađivati ​​otpadne vode bez kisika. U pravilu se u odjeljku gdje se nalaze anaerobi procesi propadanja otpadnih voda značajno ubrzavaju. Kao rezultat ovog procesa, čvrsti spojevi padaju na dno u obliku sedimenta. Istodobno, tekuća komponenta otpadne vode kvalitativno se čisti od raznih organskih nečistoća.

Tijekom života ovih bakterija nastaje veliki broj čvrstih spojeva. Svi se talože na dnu lokalnog pročistača, pa ga treba redovito čistiti. Ako se čišćenje ne provede pravodobno, učinkovit i dobro koordiniran rad uređaja za pročišćavanje može biti potpuno poremećen i isključen.

Pažnja: sediment izvađen nakon čišćenja septičke jame ne smije se koristiti kao gnojivo, jer sadrži štetne mikroorganizme koji mogu štetiti okolišu.

Budući da anaerobni predstavnici bakterija tijekom svoje životne aktivnosti proizvode metan, objekti za pročišćavanje koji rade uz korištenje ovih organizama moraju biti opremljeni učinkovitim ventilacijskim sustavom. Inače, neugodan miris može pokvariti okolni zrak.

Važno: učinkovitost pročišćavanja otpadnih voda pomoću anaeroba je samo 60-70%.

Nedostaci korištenja anaeroba u septičkim jama


Anaerobni predstavnici bakterija, koji su dio različitih bioloških proizvoda za septičke jame, imaju sljedeće nedostatke:

  1. Otpad koji nastaje nakon obrade otpadnih voda bakterijama nije prikladan za gnojidbu tla zbog sadržaja štetnih mikroorganizama u njima.
  2. Budući da se tijekom života anaeroba stvara velika količina gustog sedimenta, njegovo uklanjanje mora se redovito provoditi. Da biste to učinili, morat ćete pozvati usisavače.
  3. Pročišćavanje otpadnih voda korištenjem anaerobnih bakterija nije dovršeno, već samo maksimalno 70 posto.
  4. Postrojenje za pročišćavanje otpadnih voda koje radi s tim bakterijama može ispuštati vrlo neugodan miris, što je posljedica činjenice da ti mikroorganizmi tijekom svoje vitalne aktivnosti ispuštaju metan.

Razlika između anaerobnih i aerobnih


Glavna razlika između aeroba i anaeroba je u tome što prvi mogu živjeti i razmnožavati se u uvjetima s visokim sadržajem kisika. Stoga su takve septičke jame nužno opremljene kompresorom i aeratorom za crpljenje zraka. Ova lokalna postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda u pravilu ne ispuštaju tako neugodan miris.

Nasuprot tome, anaerobnim predstavnicima (kao što pokazuje gore opisana tablica mikrobiologije) nije potreban kisik. Štoviše, neke od njihovih vrsta mogu umrijeti kada visok sadržaj ovu tvar. Stoga takve septičke jame ne zahtijevaju pumpanje zraka. Za njih je važno samo uklanjanje nastalog metana.

Druga razlika je količina nastalog sedimenta. U sustavima s aerobima količina mulja je znatno manja, pa se čišćenje konstrukcije može provoditi mnogo rjeđe. Osim toga, septička jama se može očistiti bez pozivanja vakumskih kamiona. Za uklanjanje gustog taloga iz prve komore možete uzeti običnu mrežu, a za ispumpavanje aktivnog mulja nastalog u posljednjoj komori dovoljno je koristiti drenažnu pumpu. Štoviše, aktivni mulj iz uređaja za pročišćavanje pomoću aeroba može se koristiti za gnojidbu tla.

Aerobni organizmi su oni organizmi koji su sposobni živjeti i razvijati se samo u prisutnosti slobodnog kisika u okolišu koji koriste kao oksidacijsko sredstvo. Sve biljke, većina protozoa i višestaničnih životinja, gotovo sve gljive, odnosno velika većina poznatih vrsta živih bića, pripadaju aerobnim organizmima.

Kod životinja se život u nedostatku kisika (anaerobioza) javlja kao sekundarna prilagodba. Aerobni organizmi provode biološku oksidaciju uglavnom putem staničnog disanja. U vezi s stvaranjem toksičnih produkata nepotpune redukcije kisika tijekom oksidacije, aerobni organizmi imaju niz enzima (katalaza, superoksid dismutaza) koji osiguravaju njihovu razgradnju, a nedostaju ili slabo funkcioniraju u obveznim anaerobima, za koje se kisik ispostavlja da je toksičan. kao rezultat.

Dišni lanac je najraznolikiji u bakterijama koje posjeduju ne samo citokrom oksidazu, već i druge terminalne oksidaze.

Posebno mjesto među aerobnim organizmima zauzimaju organizmi sposobni za fotosintezu - cijanobakterije, alge, vaskularne biljke. Kisik koji oslobađaju ti organizmi osigurava razvoj svih ostalih aerobnih organizama.

Organizmi koji mogu rasti pri niskim koncentracijama kisika (≤ 1 mg/l) nazivaju se mikroaerofili.

Anaerobni organizmi mogu živjeti i razvijati se u nedostatku slobodnog kisika u okolišu. Termin "anaerobi" uveo je Louis Pasteur, koji je otkrio bakterije maslačne fermentacije 1861. godine. Rasprostranjeni su uglavnom među prokariotima. Njihov metabolizam nastaje zbog potrebe korištenja drugih oksidacijskih sredstava osim kisika.

Mnogi anaerobni organizmi koji koriste organsku tvar (svi eukarioti koji dobivaju energiju iz glikolize) provode različiti tipovi fermentacija, u kojoj nastaju reducirani spojevi - alkoholi, masne kiseline.

Ostali anaerobni organizmi - denitrificirajuće (neki od njih reduciraju željezni oksid), sulfat-reducirajuće bakterije, bakterije koje stvaraju metan - koriste anorganska oksidirajuća sredstva: nitrate, spojeve sumpora, CO 2.

Anaerobne bakterije dijele se na skupine maslaca itd. prema glavnom proizvodu razmjene. Posebna skupina anaeroba su fototrofne bakterije.

U odnosu na O 2 anaerobne bakterije se dijele na obveznice, koji ga ne mogu koristiti u zamjenu, i neobavezno(na primjer, denitrifiranje), koji može prijeći od anaerobioze do rasta u okruženju s O 2 .

Po jedinici biomase, anaerobni organizmi tvore mnoge reducirane spojeve, čiji su glavni proizvođači u biosferi.

Redoslijed stvaranja reduciranih produkata (N 2 , Fe 2+, H 2 S, CH 4) uočenih tijekom prijelaza u anaerobiozu, na primjer, u sedimentima dna, određen je energetskim prinosom odgovarajućih reakcija.

Anaerobni se organizmi razvijaju u uvjetima kada aerobni organizmi u potpunosti koriste O 2, na primjer, u kanalizaciji i mulju.

Utjecaj količine otopljenog kisika na sastav vrsta i brojnost hidrobionata.

Stupanj zasićenosti vode kisikom obrnuto je proporcionalan njezinoj temperaturi. Koncentracija otopljenog O 2 u površinskim vodama varira od 0 do 14 mg/l i podložna je značajnim sezonskim i dnevnim fluktuacijama, koje uglavnom ovise o omjeru intenziteta procesa njegove proizvodnje i potrošnje.

U slučaju visokog intenziteta fotosinteze voda može biti značajno prezasićena O 2 (20 mg/l i više). U vodenom okolišu kisik je ograničavajući čimbenik. O 2 je u atmosferi 21% (volumenski) i oko 35% svih plinova otopljenih u vodi. Njegova topljivost u morskoj vodi je 80% od one u slatkoj vodi. Raspodjela kisika u rezervoaru ovisi o temperaturi, kretanju slojeva vode, kao i o prirodi i broju organizama koji u njemu žive.

Izdržljivost vodenih životinja na nizak sadržaj kisika u različiti tipovi nije isto. Među ribama su ustanovljene četiri skupine prema njihovom odnosu prema količini otopljenog kisika:

1) 7 - 11 mg / l - pastrva, gavčica, sculpin;

2) 5 - 7 mg / l - lipljan, lipan, klen, prazan;

3) 4 mg/l - žohar, ruf;

4) 0,5 mg / l - šaran, linjak.

Neke vrste organizama prilagodile su se sezonskim ritmovima u potrošnji O 2 povezanim s životnim uvjetima.

Tako je kod rakova Gammarus Linnaeus utvrđeno da se intenzitet respiratornih procesa povećava s temperaturom i mijenja se tijekom cijele godine.

Kod životinja koje žive na mjestima siromašnim kisikom (priobalni mulj, donji mulj) pronađeni su respiratorni pigmenti koji služe kao rezerva kisika.

Ove vrste su sposobne preživjeti prelazeći u polagani život, u anaerobiozu ili zbog činjenice da imaju d-hemoglobin koji ima visok afinitet prema kisiku (dafnije, oligoheti, poliheti, neki lamelno-škržni mekušci).

Ostali vodeni beskralješnjaci dižu se na površinu po zrak. Riječ je o odraslim jedinkama plivača i vodenih kornjaša, glatkim ribama, vodenim škorpionima i vodenim stjenicama, ribnjačkim puževima i zavojnicama (puževi). Neki se kornjaši okružuju mjehurićem zraka koji drži dlaka, a kukci mogu koristiti zrak iz dišnih puteva vodenih biljaka.

Udio: