Анаэробные бактерии – классификация, примеры, инфекции

Анаэробное определение организма Анаэробные организмы – это те, которые живут в бескислородной среде, которой не хватает кислорода. В то время как большинству живых существ необходим кислород для выживания – они аэробные – кислород может быть токсичным для анаэробных организмов. Подавляющее большинство организмов производят молекулы энергии, называемые АТФ (аденозинтрифосфат), в процессе аэробики. клеточное дыхание, Этот сложный […]

Степень аэробности среды

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

[1]

Для измерения потенциала среды М. Кларк предложил использовать величину pH20 — отрицательный логарифм парциального 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]

Аэробные организмы, значение для человека

Они могут жить и развиваться только при наличии кислорода. Он необходим для процессов окисления, в результате которых получается энергия в виде молекул АТФ. Она расходуется на процессы жизнедеятельности – передвижение, рост, переваривание пищи, размножение. При отсутствии кислорода такие микроорганизмы гибнут.

К аэробам относятся бактерии, живущие в почве, воздухе, воде, на живых организмах. Они делятся на грамположительные и грамотрицательные. По форме на кокки (в виде шарика), палочки.

Некоторые из них могут провоцировать  развитие болезней у человека:

  • холерный вибрион;
  • микобактерия туберкулеза;
  • палочка туляремии;
  • стафилококк;
  • стрептококк;
  • протей.

Специально выращивают аэробные микроорганизмы в фармацевтической отрасли, нефтеперерабатывающей и добывающей промышленности.

Дыхание бактерий

Что такое бактерии для септиков?

Бактерии для септика – это специальные живые микроорганизмы, которые перерабатывают естественным образом содержимое автономной канализации. Бактериально-ферментный способ переработки канализационных отводов используется за рубежом уже более полувека, у нас этот метод применяется около десятилетия. Воздействие биологического средства для септиков заключается в том, что содержимое выгребных ям туалетов является питательной средой для бактерий. Очистка происходит следующим образом.

  1. Бактерии, помещенные в септик, расщепляют органические компоненты стоков на воду, минеральные вещества и углекислоту.
  2. Углекислый газ улетучивается, а очищенные сточные воды впитываются в почву – в открытых ямах.
  3. На дне может образовываться небольшое количество минерального осадка, который при некоторых условиях используют для удобрения грунта.
  4. Если использовались средство для очистки септика закрытого типа, очищенную воду откачивают с помощью дренажного насоса, затем она поступает на дополнительную обработку в фильтрационные колодцы и уже после этого сливается в грунт.

Использования живых бактерий для септиков при очистке имеет существенные преимущества, на которые обращают внимание владельцы частных домов.

  • Абсолютная безопасность для окружающей среды и здоровья человека.
  • После очистки канализации с помощью живых бактерий для септиков и выгребных ям в некоторых случаях отфильтрованной сточной водой можно поливать огород, а минеральными отложениями удобрять почву.
  • Оказывают дезинфицирующее действие, уничтожая болезнетворные микробы. Очистка происходит быстро, неприятный запах исчезает через несколько часов.
  • В отличие от химических препаратов, не воздействуют разрушающе на стены септиков – бетонные, пластмассовые.
  • Имеют широкую сферу применения – от выгребных ям до промышленных очистных сооружений.
  • Использование биопрепаратов сократит расходы на вызов ассенизаторов. Стоимость этих эффективных средств для септиков несопоставима с той пользой, которую приносят живые бактерии.

Для того, чтобы бактерии работали, нужно соблюдать несколько уcловий: температурный диапазон действия от 3 до 40⁰C (при других показателях микроорганизмы гибнут), обильная питательная среда (при редком использовании септика нужно добавлять препарат), влажная среда (для эффективного использования биологического средства для дачных септиков нужно, чтобы жидкость покрывала дно не менее, чем на 3 см).

Смотрите также:

  • УЧЕНЫЕ РЕКОМЕНДУЮТ “ПОЗУ ОРЛА” →
  • Зачем изучать Марс? →
  • Атом →

Также вам может быть интересно

Классификация анаэробов

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 лишенной кислорода среде. К облигатным анаэробам относятся некоторые бактерии, дрожжи, жгутиковые и инфузории.

Получение энергии путем субстратного фосфорилирования. Брожение. Гниение.

Схема гликолиза с образованием молочной кислоты

  • Также анаэробные организмы могут получать энергию путем 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 качестве примера организма, сбраживающего сахара по пути Энтнера — Дудорова, можно привести облигатно анаэробную бактерию Zymomonas mobilis. Однако ее изучение позволяет предполагать, что Z. mobilis — вторичный анаэроб, произошедший от цитохромсодержащих аэробов. Путь Энтнера — Дудорова обнаружен и у некоторых клостридиев, что еще раз подчеркивает неоднородность эубактерий, объединенных в эту таксономическую группу.[6].

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·Н2. Полученный в ходе реакции пируват утилизируется клеткой по-разному в зависимости от того, какому типу брожения она следует.

Что и куда лить и досыпать

Препараты добавляют в накопитель через люк напрямую или заливают в канализацию. В зависимости от состава можно встретить следующие классы активаторов:

  • «Стартовые». Естественным образом формируются в баках до 2-х недель. Им можно помочь, досыпав «стартовую» численность. Также это актуально после холодной зимы или длительного отъезда, когда канализация не использовалась и колония могла погибнуть. Также стартовую смесь регулярно досыпают в штатном режиме.
  • «Усиленные». Применяются циклом для борьбы с сильным загрязнением, дальше можно опять перейти на «стартовые».
  • «Специальные». Предназначены для расщепления одного типа загрязнения. Например, жирной пленки или мыльного осадка.

Ссылки

  • Арнольд П. (2009). Примеры анаэробных бактерий. Получено с http://www.brighthub.com
  • Рис, Дж. Б. и Кэмпбелл, Н. А. (2011). Кэмпбелл Биология. Бостон: Бенджамин Каммингс / Пирсон.
  • Clostridium botulinum. (2013). Департамент сельского хозяйства, инспекции пищевых продуктов и безопасности США. Получено с www.fsis.usda.gov
  • Hoecker, J. (2015). Как я могу защитить своего ребенка от детского ботулизма? Клиника Майо. Получено с http://www.mayoclinic.org
  • Тейлор А. (2016). Что делает горячие источники Йеллоустона такими красочными? Получено с http://www.livescience.com

Примеры заболеваний, которые вызывают анаэробы

Одно из самых опасных заболеваний – ботулизм. Клостридия размножается в анаэробных условиях. Часто сохраняется в виде спор в консервах, мясе и рыбе, не прошедших полноценную тепловую обработку. В процессе жизнедеятельности она выделяет ботулотоксин, поражающий нервную систему человека. Без своевременного лечения ботулизм может привести к летальному исходу.

Столбняк — еще одно смертельно опасное заболевание. Вызывает его клостридия тетанус. Она находится в земле в виде спор. При попадании в рану переходит в вегетативную форму, продуцирует столбнячный экзотоксин. Он поражает ЦНС. Патология сопровождается сокращениями всех мышц тела человека (повышенный тонус и судороги), нарушением глотания, дыхания, работы сердца. Наблюдается распад эритроцитов, сепсис, поражение сердца, пневмония.

Газовую гангрену вызывает клостридия перфрингенс. Она попадает в рану с пылью, землей. Внутри тканей выделяет ферменты и газ. По этой причине при надавливании на края раны ощущается крепитация и слышен хруст. Ферменты этого микроба вызывают гемолиз эритроцитов. Учитывая особенности бактерий, такие раны необходимо максимально широко раскрывать при первичной хирургической обработке, иссекать все омертвевшие ткани. Раневую поверхность обильно обрабатывают перекисью, применяют гипербарическую оксигенацию (воздействуют кислородом под давлением). Сверху не бинтуют, а оставляют открытыми для доступа кислорода.

Понимание особенностей процессов жизнедеятельности аэробных и анаэробных микроорганизмов помогает успешно использовать их в промышленных процессах, очистке сточных вод, почвы, бороться с заболеваниями, которые они вызывают.

Аэробные и анаэробные бактерии для септика, как выращивать, как занести в септик. Обо всем этом в видео:

Источники:

  • https://ru-ecology.info/term/19582
  • https://ru.wikipedia.org/wiki/Анаэробные_организмы

Самое важное

Соответствующая подготовка организма позволяет более рационально и эффективно использовать его энергетические системы. Тренированный человек может заниматься спортом более продолжительное время и с большей интенсивностью, а значит, быстрее худеть, становиться выносливее и сильнее.

Фото: stroopsmma

Чтобы оставить комментарий – необходимо быть авторизованным пользователем

Анаэробный энергетический обмен в тканях человека и животных[12]

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 путем, а при напряженной 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.

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 ведет к снижению эффективного транспорта кислорода гемоглобином, и формирует положительную обратную связь.

Каждый механизм имеет свое время удержания максимальной мощности и оптимум энергообеспечения тканей. Наибольшая мощность и наименьшее время удержания:

  • креатинфосфаткиназный механизм (3600 Дж/(кг·мин), при времени 6—12 сек)
  • лактатный (2510 Дж/(кг·мин), при времени 30—60 сек)
  • аэробный (600 Дж/(кг·мин), при времени около 600 секунд).

Примечания

  1. Газогенерирующие контейнерные системы GasPak: Инструкция МК. — OOO “МК, официальный дистрибьютер Becton Dickinson International”, 2010. — С. 7.
  2. 1 2 3 К. 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

  • Анаэробии (анаэробы) // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Анаэробы // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...