ANAEROBE BAKTERIER: KJENNETEGN, TYPER, ARTER, KULTUR - BIOLOGI - 2026

De anaerobe bakteriene er de som ikke bruker oksygen i metabolske prosesser. Faktisk kan ikke mange av disse bakteriene overleve i miljøer der dette elementet er til stede, siden det er giftig for dem.

En av de metabolske prosessene som ble utført av denne typen bakterier, og som har blitt mest undersøkt, er gjæring. Dette er en prosess som har et stort antall bruksområder på industrielt nivå, relatert til produksjon av alkoholholdige drikker, yoghurt og eddik, blant andre produkter.

Bacteroides, en slekt av anaerobe bakterier. Kilde: USAs myndighet

Tilsvarende har mange av disse bakteriene sitt naturlige habitat i menneskekroppen, og finnes hovedsakelig i mage-tarmkanalen. Noen er ufarlige, men andre forårsaker forskjellige patologier i kroppen, hvorav mange kan føre til død.

kjennetegn

Anaerobe bakterier er blant de første levende ting som dukker opp på planeten. Det var viktig at tusenvis av år siden, da de første livsformene begynte å dukke opp, var oksygennivået i atmosfæren virkelig lavt. På grunn av dette hadde de første organismene som ble utviklet andre cellulære mekanismer for å skaffe energi.

For mange av artene som utgjør gruppen av anaerobe bakterier, er oksygen faktisk meget giftig. Dette er grunnen til at noen bakterier finnes i naturtyper der det ikke er oksygen til stede.

På samme måte er det anaerobe bakterier som støtter å leve i nærvær av veldig små mengder oksygen, slik at de kan være lokalisert i et større mangfold av miljøer. Noen av disse bakteriene er en del av den vanlige mikrobiotaen til mennesket, spesielt på nivået av munnhulen og mage-tarmkanalen.

På den annen side gjennomfører disse bakteriene gjæring. Dette er en katabolisk prosess der organiske forbindelser nedbrytes til enklere i fravær av oksygen. Det utføres hovedsakelig av anaerobe bakterier.

På samme måte er det ingen eneste type gjæring. Avhengig av hvilket produkt som er oppnådd finnes det flere typer, for eksempel eddik, melkesyre og alkoholholdig gjæring.

I disse bakteriene fungerer de forskjellige enzymsystemene perfekt i fravær av oksygen. Dette er fordi de bruker andre forbindelser som fumarat, nitrat eller sulfat som elektronakseptorer.

Det er passende å nevne at mange av de anaerobe bakteriene utgjør menneskelige patogener. Blant de mest kjente og studerte, kan blant annet artene av slektene Porphyromonas, Clostridium og Prevotella nevnes.

Typer anaerobe bakterier

Mange av de anaerobe bakteriene kan ikke motstå å være i miljøer der det er oksygen, fordi dette er giftig for dem. Imidlertid er det også noen, til tross for at de ikke bruker oksygen, de kan overleve i miljøer der det er forskjellige konsentrasjoner av denne gassen.

Med dette i bakhodet kan anaerobe bakterier deles inn i tre typer: forplikte anaerobe, aerotolerante og fakultative anaerobe.

Forpliktede anaerober

De er også kjent som strenge anaerobe bakterier. Det er de som ikke bruker oksygen til noen metabolsk prosess. Toleransen din for denne gassen er variabel. I henhold til dette er obligatoriske anaerobe bakterier klassifisert i:

- Streng: tolererer bare oksygenkonsentrasjoner under 0,5%.

- Moderat: de tåler oksygenkonsentrasjoner mellom 2 og 8%.

Aerotolerante anaerober

Dette er bakterier som, selv om de ikke bruker oksygen til å utføre noen cellulær prosess, kan leve i naturtyper der den er til stede. Et klassisk eksempel på denne typen bakterier er Pronibacterium acnespio, som forårsaker mange tilfeller av kviser.

Fakultative anaerober

Fakultative anaerobe bakterier bruker ikke oksygen til sine metabolske prosesser, men de kan leve i nærvær av det, siden det ikke er giftig for dem. De utfører hovedsakelig gjæringsprosessen for å få den nødvendige energien. Blant de mest kjente fakultative anaerobe bakteriene er Escherichia coli og Staphylococcus aureus.

Anaerobe bakterier

For å lette studiet av anaerobe bakterier kan de grupperes i henhold til form og farging i: gram-negative kokker, gram-positive kokker, gram-negative stenger og gram-positive stenger.

-Gram negative kokos

Innenfor denne gruppen er flere slekter som Veillonella og Megasphaera.

Veillonella

Dette er en slekt av gramnegative bakterier som er kjent for sitt fermenteringspotensial. Disse bakteriene gjærer laktat til acetat og propionat gjennom en metabolsk bane kjent som metylmalonyl-CoA-banen.

På samme måte er de en integrert del av mikrobiota i visse deler av kroppen, slik som munnhulen og mage-tarmkanalen.

-Gram positive kokos

De er rundformede bakterier som, når de er farget med grampigmentet, bruker en karakteristisk fiolett farge.

Anaerococcus

Bakterier av denne slekten er funnet som en del av bakteriefloraen i menneskekroppen. Imidlertid er det mulig at det er årsaken til visse patologiske prosesser. Denne bakterien er blitt isolert fra utflod fra skjeden, abscesser i eggstokkene og visse kroniske sår.

På samme måte har det i forskjellige kliniske casestudier blitt fastslått at arter av denne slekten kan forårsake et bredt spekter av infeksjoner i urinveiene, så vel som i blodet.

Pepto-streptococcus

Det er en slekt av bakterier som ofte forårsaker utvikling av patologier hos mennesker. I tillegg er de en del av mikrobiota i visse slimhinner i kroppen, for eksempel orofaryngeal og kjønnsorgan.

-Gram negativ baciller

De er bakterier som har en langstrakt stangform og kjennetegnes ved å tilegne seg en fuchsiafarge når de blir utsatt for Gram-fargeprosessen. Denne gruppen av anaerobe bakterier omfatter flere slekter.

Prevotella

Det er en slekt av bakterier som ofte finnes som komponenter i bakteriefloraen i munnhulen, mage-tarmkanalen og skjedehulen. Til tross for dette, når normale kroppsforhold endrer seg, spredes disse bakteriene ukontrollert.

Når dette skjer forårsaker Prevotella utviklingen av visse infeksjoner, hvor den vanligste er de som oppstår på nivået av periodontal slimhinne. De har også blitt isolert fra pasienter med revmatoid artritt.

-Gram positive baciller

Til denne gruppen tilhører stavformede bakterier som har et tykt lag med peptidoglykan i celleveggen som beholder gramfargestoffpartiklene, noe som gir den en fiolett farge. Denne gruppen inkluderer et bredt utvalg av arter som forårsaker forskjellige sykdommer og patologier hos mennesker.

Clostridium botulinum

Det er en grampositiv bakterie som er preget av å produsere sporer, som utgjør et smittestoff for mennesker. På samme måte syntetiserer og frigjør denne bakterien visse giftstoffer, hvis viktigste funksjon er å lamme musklene.

Blant sykdommene som denne bakterien genererer, kan vi nevne mat botulisme, som påvirker mage-tarmkanalen, og spedbarns botulisme, som påvirker små barn og er forårsaket av direkte inntak av sporer.

Clostridium tetani

Denne bakterien er velkjent innen medisin og har vært gjenstand for en rekke studier på effekten den gir i kroppen. I likhet med resten av bakteriene i slekten Clostridium produserer denne bakterien endosporer, som er veldig motstandsdyktige mot miljøkomponenter.

Clostridium tetani. Kilde: Innholdsleverandører (r): CDC

På samme måte forårsaker denne bakterien en patologi hos mennesker kjent som stivkrampe. Denne sykdommen er forårsaket av inntreden av sporer i kroppen, som spirer og begynner å syntetisere og frigjøre giftstoffene fra denne arten.

Når dette skjer forstyrrer sporer overføringen av nerveimpulser, og får musklene til å spasme smertefullt.

Forskjeller fra aerobe bakterier

Hovedforskjellen mellom anaerobe bakterier og aerobe bakterier refererer til bruk av oksygen og evnen til å utvikle seg i nærvær eller fravær av dette elementet.

I denne forstand bruker ikke anaerobe bakterier oksygen til noen av deres interne energiproduksjonsprosesser. Tvert imot, aerobe bakterier bruker den som en elektronisk akseptor under prosessen med cellulær respirasjon, gjennom hvilken de bryter ned molekyler av organiske forbindelser som glukose, og får en stor mengde energi.

På samme måte er det anaerobe bakterier som, bortsett fra å ikke bruke oksygen i sine forskjellige prosesser, ikke kan være i oksygenrike miljøer, siden dette elementet er svært giftig for dem. I stedet for cellulær respirasjon, driver de gjæring.

En annen bemerkelsesverdig forskjell mellom de to celletyper har å gjøre med deres habitat. Aerobe bakterier finnes i miljøer der oksygen er allment tilgjengelig, mens aneroidbakterier overlever i miljøer der det er fullstendig fravær av oksygen eller hvor oksygenkonsentrasjonen er veldig lav.

Anaerob bakteriekultur

Dyrking av anaerobe bakterier er en prosess der alle nødvendige forholdsregler må følges for å unngå å gjøre en feil. Her er det viktig å huske på at noen arter av anaerobe bakterier ikke kan ha noen form for kontakt med oksygen, siden dette kan være et giftig middel for dem.

Et av elementene som må tas i betraktning når du utfører en kultur i laboratoriet, er kulturmediet som bør brukes. Hver gruppe bakterier har visse spesifikke krav.

Kulturmedier

For tiden er det mange kulturmedier som kan brukes til såing av alle typer bakterier. I det spesifikke tilfellet av anaerobe bakterier krever dyrkningsmediet tilsetning av et reduksjonsmiddel, så som tioglykollat ​​eller cystein.

For å optimalisere resultatene som forventes å bli oppnådd, kan en redoksindikator tilsettes, som viser mulig tilstedeværelse av oksygen, så som resazurin.

De mest brukte og anbefalte kulturmediene for såing av anaerobe bakterier er:

- Blodagar til anaerober: inneholder blant annet kjøttekstrakt, gjærekstrakt, NaCl, glukose og pepton, blant andre.

- Sjokoladeagar: den brukes ikke mye til å dyrke anaerobe bakterier. Takket være komponentene er det imidlertid mulig å få dem til å vokse der.

- Etylfenylalkoholagar med blod: dette mediet er mye brukt for å isolere anaerobe bakterier på riktig måte.

- Columbia-agar med colistin og nalidixic acid.

- Tioglykollat: det er generelt beriket med L-cystin, hemin og K-vitamin.

- KVLB-agar (kanamycin, vancomycin, lakkert blod): spesielt for gramnegative baciller.

Prosess

Når kulturmediet som skal brukes er valgt, i samsvar med bakteriene som skal dyrkes, kan prosedyren begynne. I denne forstand må det skapes et totalt anaerobt miljø, der det ikke er oksygen. For å oppnå dette kan to prosedyrer følges:

- Natriumhydroksyd - pyrogallinsyremetode: denne metoden er basert på å oppnå et anaerobt miljø gjennom en kjemisk reaksjon, i stedet for et reduksjonsmiddel, en katalysator. Det er en delikat og potensielt farlig prosedyre.

- Bruk av anaerobe kolber: denne typen kolber er veldig nyttige for dyrking av anaerobe organismer. Imidlertid brukes det bare sammen med organismer som tåler lett kontakt med små oksygennivåer.

På samme måte må det skapes et slags vakuum for å fortsette med dyrking. Dette kan gjøres på flere måter: fortrenger oksygen med andre gasser, absorberer oksygen ved hjelp av kjemiske eller biologiske metoder, eller bruker reduksjonsmidler.

Kultur av Clostridium perfringens. Kilde: Fotokreditt: Innholdsleverandører (r): CDC / Dr. Stuart E. Starr

Når disse trinnene er utført, blir inokulering utført for å inkubere kulturen og vente på rimelig tid til å studere de oppnådde koloniene. Ventetiden vil avhenge av arten som dyrkes.

Det er hurtigvoksende arter (18-24 timer) som Clostridium perfringens, og det er andre som har langsom vekst (5-7 dager) som Propionibacterium.

Metoder for platetelling

Disse metodene brukes til å finne ut omtrentlig antall mikroorganismer som finnes i en kultur. Når det gjelder anaerobe bakterier, er det flere teknikker som tillater telling.

Men siden mange av disse bakteriene ikke kan komme i direkte kontakt med oksygen fordi de er giftige, må man være ekstremt forsiktig når man praktiserer disse teknikkene.

I denne forstand vil to metoder bli beskrevet her: det mest sannsynlige antallet (for streng aerobic) og metoden for spredning av plakk (for fakultative og mikroaerofile anaerober).

Mest sannsynlig tallmetode

Denne teknikken er basert på bestemmelse av nærvær eller fravær av mikroorganismer i en prøve. Dette gjøres i kopier av sammenhengende løsninger. Prinsippet bak denne metoden er at en enkelt levende celle kan utvikle seg, og dermed produsere en overskyet kultur.

For å utføre denne prosessen er det nødvendig å lage en serie serieoppløsninger av kulturprøven. For dette er det viktig å bruke et flytende kulturmedium med ernæringsmessige krav. Når dette er gjort, blir rørene inkubert mens de venter på at mikroorganismene skal vokse.

Etter at den rimelige tiden har gått, vil prøverørene som en eller flere bakterieceller ble inokulert i virke uklar.

Når rørene som oppløsningsfaktoren øker gjennomgås, blir de gradvis mindre overskyet, da de inneholder færre og færre bakterieceller. Dette er tilfelle til et punkt er nådd der det ikke lenger vil være noen eller bare en mikroorganisme.

Til slutt oppnås estimatet av populasjonstetthet fra mønsteret av forekomst i serielle løsninger og gjennom bruk av en standard sannsynlighetstabell som er designet for dette formålet.

Platespredningsmetode

Dette er en ganske grei metode. For det første skal flere petriskåler med kulturmedium ordnes på en ordnet måte. Deretter inokuleres 1 ml løsning i hver kapsel. Det er viktig å merke seg at løsningene inneholder mikroorganismen som skal telles.

Deretter, med hjelp av en glassstav, blir det inokulerte materialet spredt homogent og dekker hele overflaten til kulturmediet.

Til slutt inkuberes petriskålene under betingelsene som er nødvendig i den tid som er nødvendig for hver type mikroorganisme. Til slutt telles koloniene som er blitt generert.

Sykdommer forårsaket

Mange av de anaerobe bakteriene er kjente patogener for mennesker og forårsaker sykdommer og patologier som til og med kan svekke individets liv.

Infeksjoner på nivået av munnhulen

Munnhulen er det ideelle miljøet for mange anaerobe bakterier, som sprer seg der og genererer visse patologier som periodontitt, nekrotiserende gingivitt og abscesser, blant andre.

De fleste av disse infeksjonene har smerter, lesjoner i slimhinnen og suppurasjon av pus, med den påfølgende økningen i kroppstemperatur.

Blant de forårsakende bakteriene er Porphyromonas gingivalis den som oftest isoleres i disse lesjonene.

Tarminfeksjoner

En av smitteveiene for denne typen bakterier er ved inntak, enten sporer (i tilfelle av sporulerte bakterier) eller forurenset mat og vann.

I disse tilfellene forankrer bakteriene seg i tarmen og begynner å forårsake skade på tarmslimhinnen, noe som utløser symptomer som: feber, magesmerter, avføring i væske, oppblåsthet, kvalme og generell ubehag.

De anaerobe bakteriene som kan generere dette kliniske bildet, er Clostridium difficile og Escherichia coli, blant andre.

Hudinfeksjoner

Noen av disse bakteriene, når de kommer i kontakt med et åpent sår, kan smitte den. Hvis dette oppstår, kan det genereres alvorlige hudinfeksjoner, for eksempel gass-koldbrann, hvis forårsakende middel er Clostridium perfringes.

Symptomer på gass-koldbrann inkluderer: blemmer fylt med blodig væske, subkutant emfysem, alvorlig smerte og høy feber, blant andre.

En annen patologi forårsaket av anaerobe bakterier på kutan nivå er nekrotiserende fasciitt, ​​der infeksjonen sprer seg utover hudvevet, og påvirker til og med fascia som omgir musklene.

Symptomer inkluderer akutt smerte, alvorlig erytem, ​​blemmer og oftest koldbrann. Blant de forårsakende midlene til denne patologien er Staphylococcus aureus.

referanser

1. Brook I. (2016) Sykdommer forårsaket av ikke-spordannende anaerobe bakterier. I: Goldman L, Schafer AI, red. Goldman-Cecil Medicine. 25. utg. 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. utgave
3. Corrales, L., Antolinez, D., Bohórquez, J. og Corredor, A. (2015). Anaerobe bakterier: prosesser som gjennomfører og bidrar til bærekraften for livet på planeten. NOVA 13 (23) 55-81
4. Curtis, H., Barnes, S., Schneck, A. og Massarini, A. (2008). Biologi. Redaksjonell Médica Panamericana. 7. utgave.
5. Holt, J. (1994) Bergeys Manual of Determinative Bacteriology. Williams & Wilkins. 9. utgave.
6. Mc Faddin (1985) Medier for isolasjon-kultivering-identifikasjon-vedlikehold av medisinske bakterier. Vol 1. Baltimore.
7. Quintero, L. (2009). Anaerobe bakterielle infeksjoner: kliniske behandlingskriterier og mikrobiologiske diagnostiske prosedyrer Logos, Science & Technology Magazine. 1 (1) 121-136