Anaeroobsed bakterid. Elu ilma puhta hapnikuta
Bakterid ilmusid rohkem kui 3,5 miljardit aastat tagasi ja olid esimesed elusorganismid meie planeedil. Tänu aeroobsetele ja anaeroobsetele bakteriliikidele tekkis elu Maal.
Tänapäeval on nad üks liigiliselt mitmekesisemaid ja laialt levinud prokarüootsete (tuumadeta) organismide rühmi. Erinev hingamine võimaldas jagada need aeroobseteks ja anaeroobseteks ning toitumine heterotroofseteks ja autotroofseteks prokarüootideks.
Nende tuumaliste üherakuliste organismide liigiline mitmekesisus on tohutu: teadus on kirjeldanud vaid 10 000 liiki, kuid arvatakse, et baktereid on rohkem kui miljon liiki. Nende klassifikatsioon on äärmiselt keeruline ja põhineb üldistusel järgmised märgid ja omadused:
- morfoloogiline – kuju, liikumisviis, eoste moodustamise võime jne);
- füsioloogiline - hingav hapnik (aeroobne) või hapnikuvaba versioon (anaeroobsed bakterid), ainevahetusproduktide ja teiste olemuse järgi;
- biokeemiline;
- geneetiliste omaduste sarnasus.
Näiteks morfoloogiline klassifikatsioon vastavalt välimus klassifitseerib kõik bakterid järgmiselt:
- vardakujuline;
- käänuline;
- sfääriline.
Hapniku füsioloogiline klassifikatsioon jagab kõik prokarüootid järgmisteks osadeks:
- anaeroobsed – mikroorganismid, mille hingamine ei vaja vaba hapniku olemasolu;
- aeroobsed - mikroorganismid, mis vajavad oma elutähtsate funktsioonide jaoks hapnikku.
Anaeroobsed prokarüootid
Anaeroobsed mikroorganismid vastavad täielikult oma nimetusele - eesliide an- eitab sõna tähendust, aero on õhk ja b- elu. Selgub – õhuta elu, organismid, kelle hingamine ei vaja vaba hapnikku.
Anoksilised mikroorganismid jagunevad kahte rühma:
- fakultatiivne anaeroobne – võimeline eksisteerima nii hapnikku sisaldavas keskkonnas kui ka selle puudumisel;
- kohustuslikud mikroorganismid - surevad vaba hapniku olemasolul keskkonnas.
Anaeroobsete bakterite klassifikatsioon jagab kohustusliku rühma vastavalt sporulatsiooni võimalusele järgmisteks osadeks:
- spoore moodustavad klostriidid on grampositiivsed bakterid, millest enamik on liikuvad, mida iseloomustab intensiivne ainevahetus ja suur varieeruvus;
- mitteklostriidilised anaeroobid – grampositiivsed ja negatiivsed bakterid, mis on osa inimese mikrofloorast.
Klostridia omadused
Spoore moodustavaid anaeroobseid baktereid leidub suurel hulgal pinnases ning loomade ja inimeste seedetraktis. Nende hulgas on teada rohkem kui 10 liiki, mis on inimestele mürgised. Need bakterid toodavad väga aktiivseid eksotoksiine, mis on iga liigi jaoks spetsiifilised.
Kuigi nakkustekitaja võib olla ühte tüüpi anaeroobsed mikroorganismid, on mürgistus erinevate mikroobikoosluste poolt tüüpilisem:
- mitut tüüpi anaeroobsed bakterid;
- anaeroobsed ja aeroobsed mikroorganismid (kõige sagedamini klostriidid ja stafülokokid).
Bakterikultuur
Meile harjumuspärases hapnikukeskkonnas on üsna loomulik, et kohustuslike aeroobide saamiseks on vaja kasutada spetsiaalseid seadmeid ja mikrobioloogilisi keskkondi. Sisuliselt taandub hapnikuvabade mikroorganismide kasvatamine tingimuste loomisele, mille korral õhu juurdepääs keskkondadesse, kus prokarüoote kasvatatakse, on täielikult blokeeritud.
Mikrobioloogilise analüüsi puhul kohustuslike anaeroobide jaoks on äärmiselt olulised proovivõtumeetodid ja proovi laborisse transportimise meetod. Kuna kohustuslikud mikroorganismid surevad õhu mõjul koheselt, tuleb proovi hoida kas suletud süstlas või transportimiseks ettenähtud spetsiaalses keskkonnas.
Aerofiilsed mikroorganismid
Aeroobid on mikroorganismid, mille hingamine on võimatu ilma vaba õhuhapnikuta ja nende kasvatamine toimub toitainekeskkonna pinnal.
Hapnikusõltuvuse astme järgi jagunevad kõik aeroobid:
- kohustuslikud (aerofiilid) - võimelised arenema ainult siis, kui kõrge kontsentratsioon hapnik õhus;
- fakultatiivsed aeroobsed mikroorganismid, mis arenevad isegi vähese hapnikukoguse korral.
Aeroobide omadused ja omadused
Aeroobsed bakterid elavad pinnases, vees ja õhus ning osalevad aktiivselt aineringes. Bakterite, mis on aeroobsed, hingamine toimub metaani (CH 4), vesiniku (H 2), lämmastiku (N 2), vesiniksulfiidi (H 2 S), raua (Fe) otsese oksüdeerimise teel.
Inimestele patogeensete kohustuslike aeroobsete mikroorganismide hulka kuuluvad tuberkuloosibacillus, tulareemia patogeenid ja Vibrio cholerae. Kõik nad peavad elama kõrge sisaldus hapnikku. Fakultatiivsed aeroobsed bakterid, nagu salmonella, on võimelised hingama väga vähese hapnikuga.
Hapnikuatmosfääris hingavad aeroobsed mikroorganismid on võimelised eksisteerima väga laias vahemikus osarõhul 0,1 kuni 20 atm.
Aeroobide kasvatamine
Aeroobide kasvatamine hõlmab sobiva toitekeskkonna kasutamist. Vajalikud tingimused on ka hapnikuatmosfääri kvantitatiivne kontroll ja optimaalsete temperatuuride loomine.
Aeroobide hingamine ja kasv väljendub vedelas keskkonnas hägususe tekkena või tiheda söötme puhul kolooniate tekkena. Aeroobide kasvatamine termostaatilistes tingimustes võtab keskmiselt umbes 18–24 tundi.
Üldised omadused aeroobidele ja anaeroobidele
- Kõigil neil prokarüootidel ei ole selgelt väljendunud tuuma.
- Nad paljunevad kas pungumise või jagunemise teel.
- Selle tulemusena hingates oksüdatiivne protsess, nii aeroobsed kui ka anaeroobsed organismid lagundavad tohutuid orgaaniliste jääkainete masse.
- Bakterid on ainsad elusolendid, mille hingamine seob molekulaarse lämmastiku orgaaniliseks ühendiks.
- Aeroobsed organismid ja anaeroobid on võimelised hingama laias temperatuurivahemikus. On olemas klassifikatsioon, mille järgi tuumavabad üherakulised organismid jagunevad:
- psührofiilsed – elutingimused 0°C ümber;
- mesofiilne – elutegevuse temperatuur 20-40°C;
- termofiilne – kasv ja hingamine toimub 50-75°C juures.
Kõik elusorganismid jagunevad aeroobideks ja anaeroobideks, sealhulgas bakterid. Seetõttu on inimorganismis ja üldse looduses kahte tüüpi baktereid – aeroobsed ja anaeroobsed. Aeroobid peavad saama hapnikku elada, kusjuures seda pole üldse vaja või pole vaja. Mõlemat tüüpi bakterid mängivad ökosüsteemis olulist rolli, osaledes orgaaniliste jäätmete lagunemises. Kuid anaeroobide hulgas on palju liike, mis võivad inimestel ja loomadel terviseprobleeme põhjustada.
Inimesed ja loomad, samuti enamik seeni jne. - kõik kohustuslikud aeroobid, mis peavad ellujäämiseks hingama ja hapnikku sisse hingama.
Anaeroobsed bakterid jagunevad omakorda:
- fakultatiivne (tingimuslik) - vajavad tõhusamaks arenguks hapnikku, kuid saab ilma selleta hakkama;
- kohustuslik (kohustuslik) - hapnik on neile surmav ja tapab mõne aja pärast (oleneb liigist).
Anaeroobsed bakterid on võimelised elama kohtades, kus on vähe hapnikku, näiteks inimese suuõõnes ja sooltes. Paljud neist põhjustavad nendes piirkondades haigusi Inimkeha kus on vähem hapnikku - kurk, suu, sooled, keskkõrv, haavad (gangreen ja abstsessid), vistrikud sees jne. Lisaks sellele on ka kasulikud liigid mis aitavad seedimist.
Aeroobsed bakterid, võrreldes anaeroobsete bakteritega, kasutavad rakuhingamiseks O2. Anaeroobne hingamine tähendab energiatsüklit, mis on energia tootmisel vähem efektiivne. Aeroobne hingamine on vabanev energia keeruline protsess, kui O2 ja glükoos metaboliseeritakse koos raku mitokondrites.
Tugevaga kehaline aktiivsus inimkeha võib kogeda hapnikunälg. See põhjustab üleminekut anaeroobsele ainevahetusele skeletilihased, mille käigus toodetakse lihastes piimhappekristalle, kuna süsivesikud ei lagune täielikult. Pärast seda hakkavad lihased hiljem valutama (valu) ja neid ravitakse piirkonna masseerimisega, et kiirendada kristallide lahustumist ja aja jooksul nende loomulikku vereringesse loputamist.
Anaeroobsed ja aeroobsed bakterid arenevad ja paljunevad käärimise käigus – lagunemisprotsessi käigus orgaaniline aine ensüümide abiga. Sel juhul kasutavad aeroobsed bakterid õhus olevat hapnikku energiavahetuseks, võrreldes anaeroobsete bakteritega, kes ei vaja selleks õhust hapnikku.
Seda saab mõista, viies läbi katse tüübi tuvastamiseks, kasvatades vedelkultuuris aeroobseid ja anaeroobseid baktereid. Aeroobsed bakterid kogunevad ülaossa, et hingata rohkem hapnikku ja ellu jääda, samas kui anaeroobsed bakterid kogunevad hapniku vältimiseks pigem alla.
Peaaegu kõik loomad ja inimesed on kohustuslikud aeroobid, kes vajavad hingamiseks hapnikku, samas kui suus olevad stafülokokid on näide fakultatiivsetest anaeroobidest. Eraldi inimese rakud on ka fakultatiivsed anaeroobid: nad lähevad üle piimhappekääritamisele, kui hapnikku pole käepärast.
Aeroobsete ja anaeroobsete bakterite lühike võrdlus
- Aeroobsed bakterid kasutavad elus püsimiseks hapnikku.
Anaeroobsed bakterid vajavad minimaalselt hapnikku või isegi surevad selle juuresolekul (olenevalt liigist) ja väldivad seetõttu O2. - Paljud nende ja teiste bakteritüüpide liigid mängivad ökosüsteemis olulist rolli, osaledes orgaaniliste ainete lagunemises - nad on lagundajad. Kuid seened on selles osas olulisemad.
- Anaeroobsed bakterid põhjustavad mitmesuguseid haigusi, alates kurguvaludest kuni botulismi, teetanuse ja muuni.
- Aga anaeroobsete bakterite hulgas on ka selliseid, mis on kasulikud, näiteks lagundavad soolestikus inimesele kahjulikke taimseid suhkruid.
Neil inimestel, kes elavad maamajas ja kellel puuduvad vahendid ja võimalused tsentraliseeritud kanalisatsiooni paigaldamiseks, tuleb lahendada mitmeid raskusi äravooluga. Tuleb otsida koht, kuhu inimjäätmed maha visatakse.
Enamasti kasutavad inimesed kanalisatsiooniauto teenuseid, mis pole eriti odavad. Alternatiiviks prügikastile on aga septik, mis töötab mikroorganismide baasil. Need on kaasaegsed bioensüümpreparaadid. Need kiirendavad orgaaniliste jäätmete lagunemise protsessi. Reovesi puhastatakse ja suunatakse ümbritsevasse keskkonda kahjustamata.
Majapidamisreovee puhastusmeetodi olemus
Igasugune majapidamisreovee puhastamise süsteem põhineb jäätmete loodusliku lagunemise süsteemil. Lihtbakterid lagundavad keerulisi aineid. See tekitab vett, süsinikdioksiidi, nitraate ja muid elemente. Septikute jaoks kasutatakse bioloogilisi baktereid. See on looduslikest koostisosadest valmistatud kuivpressimine.
Kui aktiivsed mikroorganismid viiakse kunstlikult septikusse, saab orgaaniliste ainete lagunemise protsessi reguleerida. Kui lekib keemilised reaktsioonid Lõhna praktiliselt ei jää.
On palju tegureid, mis oluliselt mõjutavad mikroorganismide käitumist reoveesüsteemis:
- Kohalolek orgaanilised ühendid;
- Temperatuur 4 kuni 60 kraadi;
- hapnikuvarustus;
- Heitvee happesuse tase;
- Ei mingeid mürgiseid aineid.
Looduslikest bakteritest valmistatud preparaadid täidavad mitmeid ülesandeid:
- Rasva ja naastude eemaldamine septikupaagi seintelt;
- Paagi põhja koguneva setete lahustumine;
- Ummistuste eemaldamine;
- Lõhnade eemaldamine;
- Pärast vee ärajuhtimist ei kahjusta taimi;
- Ärge saastage mulda.
Septikud jagunevad aeroobseteks ja anaeroobseteks. Kõik sõltub kasutatavate mikroorganismide tüübist.
Aeroobsed bakterid
Aeroobsed bakterid on mikroorganismid, mis vajavad funktsioneerimiseks vaba hapnikku. Selliseid baktereid kasutatakse laialdaselt paljudes tööstussektorites. Nad toodavad ensüüme, orgaanilisi happeid ja bioloogiliselt põhinevaid antibiootikume.
Aeroobsete bakterite abil septiku tööskeem
Süvabioloogiliste puhastussüsteemide jaoks kasutatakse anaeroobseid baktereid. Õhk suunatakse septikusse kompressori kaudu, mis reageerib olemasoleva reoveega. Õhus on hapnikku. Tänu sellele hakkavad aeroobsed bakterid väga kiiresti paljunema.
Selle tulemusena toimub oksüdatsioonireaktsioon, mille käigus eraldub süsinikdioksiid ja soojus. Kasulikke baktereid septikust koos veega ei eemaldata.
Need jäävad paagi põhja ja selle seintele. Seal on peene kuhjaga kangas, mida nimetatakse tekstiilkilpideks. Bakterid elavad ka nende peal edasiseks tööks.
Aeroobsetel septikutel on mitmeid eeliseid:
- Vesi puhastatakse koos kõrge aste ja ei vaja täiendavat töötlemist.
- Mahuti põhja jäävat setet (muda) saab kasutada aias või aias väetisena.
- Ei moodustatud suur hulk muda.
- Reaktsiooni käigus ei eraldu metaani, seega ei ebameeldiv lõhn.
- Septikut puhastatakse sageli, mis takistab suure hulga muda kogunemist.
Anaeroobsed bakterid on mikroorganismid, mille elutegevus on võimalik ka siis, kui keskkonnas puudub hapnik.
Anaeroobsetel bakteritel põhineva septiku tööskeem
Kui reovesi mahutisse satub, siis see veeldub. Nende maht muutub väiksemaks. Osa setteid langeb põhja. Siin toimub anaeroobsete bakterite koostoime.
Anaeroobsete mikroorganismidega kokkupuutel toimub biokeemiline puhastus Reovesi.
Siiski tuleb märkida, et sellel puhastusmeetodil on mitmeid puudusi:
- Reovesi puhastatakse keskmiselt 60 protsenti. See tähendab, et filtreerimisväljadel on vaja vett täiendavalt puhastada;
- Tahked setted võivad sisaldada inimesele kahjulikke aineid ja keskkond;
- Reaktsiooni käigus eraldub metaan, mis tekitab ebameeldiva lõhna;
- Septikut tuleb sageli puhastada, kuna tekib suures koguses muda.
Kombineeritud puhastusmeetod
Suurema reovee puhastamise korral kasutatakse kombineeritud meetodit. See tähendab, et aeroobseid ja anaeroobseid baktereid saab kasutada samaaegselt.
Esmane puhastamine toimub anaeroobsete bakterite abil. Aeroobsed bakterid lõpetavad reoveepuhastusprotsessi.
Bioloogiliste toodete valiku tunnused
Selleks, et valida üht või teist tüüpi bioloogilist toodet, peate teadma, milline probleem lahendatakse. Tänapäeval leiate turult suure hulga bioloogilisi tooteid, mis on mõeldud reovee puhastamiseks septikutes. Tasub kohe öelda, et te ei pea ostma ravimeid, millel on pealdised: unikaalne, eriline, uusim arendus jms. See on vale.
Kõik bakterid on elusad mikroorganismid ja keegi pole veel uusi leiutanud ja loodus pole uusi liike sünnitanud. Ravimi ostmisel tuleks eelistada neid kaubamärke, mida on juba varem testitud. See on ainus viis saada maksimaalne summa mõju aktiivsete bakterite loomisel septikus. Kõige tavalisem ravim on Doctor Robic.
Kohaletoimetamise tüübid
Baktereid müüakse kuivas või vedelas vormis. Nii tablette kui ka plastpurke vedelikuga leiab alates 250 milligrammist. Saate osta väikese paki, teekoti suuruse.
Bioloogilise lisandi kogus sõltub septiku mahust. Näiteks ühe kuupmeetri septiku jaoks piisab 250 grammist ainest. Saab osta kodumaine ravim"Septiravi". See sisaldab 12 tüüpi mikroorganisme. Ravim on võimeline hävitama kuni 80 protsenti paagis olevatest jäätmetest. Lõhna praktiliselt ei jää. Patogeensete mikroobide arv väheneb.
On veel üks septikupuhastusvahend nimega BIOFORCE Septic. Ühe kuupmeetri kohta septikus on vaja 400 milligrammi toodet. Ravimi aktiivsuse säilitamiseks septikus peate iga kuu lisama 100 grammi toodet.
Bioloogiline puhastusvahend septikutele “Septic Comfort” on müügil 12 grammistes kottides. Esimese 4 päeva jooksul peate alla laadima 1 paketi. Sellest kogusest piisab 4 kuupmeetri septiku jaoks. Kui septikul on suurem maht, on vaja annust suurendada 2 kotikeseni. Seega kulub kuus 12 või 24 kotikest toodet.
Bioaktivaatorite maksumus
Selle turuhind sõltub ravimi eesmärgist. Olulist rolli mängivad pakendi maht ja tõhususaste.
Nimi | seeria | Kaal (grammi) | Hind, hõõruda) |
Septik 250 | Põhiline | 250 | 450 |
Septik 500 | Põhiline | 500 | 650 |
Septiline mugavus | Mugavus | 672 (12 pakki x 56) | 1750 |
Bioloogiliste toodete kasutamine talvel
Kui septik on vaja säilitada talveks, näiteks pärast suvehooaja lõppu, siis tasub kasutada ravimeid, mis vähendavad nende aktiivsust külmal ja suurendavad seda soojal aastaajal. Ideaalne ravim sellistel eesmärkidel on see " UNIBAC-Talv" (Venemaa).
Kohustuslikud nõuded bakterite kasutamisel
Agressiivne keskkond, nagu kloor, pesupulber, fenool, leelised, avaldab kahjulikku mõju aeroobsele ja anaeroobsele keskkonnale.
Selleks, et septik töötaks tõhusalt ja kõik mikroorganismid saaksid oma ülesandeid täita, on vaja paaki või otse maja kanalisatsiooni regulaarselt lisada bioloogilisi preparaate.
Kord kolme aasta jooksul on vaja paaki, eriti selle seinu, puhastada ummistustest ja mudast. Pärast puhastamist tuleb paak täita puhta veega.
Sest normaalne töö filtreid tuleb pesta kord kuue kuu jooksul kaaliumpermanganaadi lahusega. Kaaliumpermanganaat võib aga kaasa tuua suure hulga bakterite hävimise septikus. Peale puhastamist tuleb arvestada, et suur veekogus võib mikroorganismide populatsiooni koheselt hävitada. Te ei tohiks oma septikut üle täita.
Soovitatav loputage äravoolutorusid rõhu all oleva veega, et mitte kahjustada kemikaalid bakterid. Võime järeldada, et kõige parem on kasutada looduslikel koostisosadel põhinevaid bioloogilisi toidulisandeid. See võib luua tõhusa keskkonna väljaheidete töötlemiseks kanalisatsioonisüsteemis.
Enne mis tahes tüüpi bioloogiliste lisandite kasutamist septiku jaoks kohapeal, peaksite konsulteerima spetsialistidega. Väärib märkimist, et korralikult ehitatud septik võib töötada suure efektiivsusega ja ilma täiendavate lisanditeta.
Tänapäeval on olemas suur hulk bioloogilisi lisandeid, mis mitte ainult ei kiirenda orgaaniliste jäätmete töötlemist, vaid on võimelised puhastama ka struktuuri tervikuna.
Vajalik eelistage ainult tõestatud tooteid, mis ei kahjusta keskkonda. Oluline on järgida kõiki konkreetse toidulisandi kasutamise juhiseid. Vastasel juhul on seda võimatu saavutada positiivne mõju ravimi kasutamisel.
Tänapäeval on turul suur hulk tooteid, mis erinevad hinna ja kvaliteedi poolest. Parim on osta ainult neid, mis põhinevad looduslikel koostisosadel.
Septiku tavapäraseks hoolduseks anaeroobsete ja aeroobsete bakterite abil peate võtma ühendust spetsialistidega, kes aitavad teil valida optimaalsed vahendid teie septiku jaoks. Ainult spetsialistid saavad kõige rohkem nõu anda Parim viis võidelda orgaaniliste jäätmete töötlemisega.
Kanalisatsioonisüsteemi tõrgeteta toimimiseks tuleb selle kasutamisel olla ettevaatlik. Ei ole vaja juhtida kanalisatsiooni kanalisatsiooni erinevaid vahendeid, mis võib kahjustada mikroorganisme, mis töötlevad septikus väljaheiteid. Peate hoolikalt tagama, et võõrkehad, nagu kaltsud ja muu praht, ei satuks kanalisatsiooni.
Anaeroobsed organismid
Aeroobsed ja anaeroobsed bakterid identifitseeritakse esialgselt vedelas toitainekeskkonnas O 2 kontsentratsioonigradiendi järgi:
1. Kohustuslik aeroobne(hapnikunäljased) bakterid enamasti kogutakse katseklaasi ülaossa, et neelata maksimaalne kogus hapnikku. (Erand: mükobakterid – vaha-lipiidmembraani tõttu pinnal kilena kasvamine.)
2. Kohustuslik anaeroobne bakterid kogunevad põhja, et vältida hapnikku (või ei kasva).
3. Valikuline Bakterid kogunevad peamiselt ülemisse (kõige soodsam kui glükolüüs), kuid neid võib leida kogu söötmest, kuna nad ei sõltu O 2 -st.
4. Mikroaerofiilid kogutakse katseklaasi ülemisse ossa, kuid nende optimaalne on madal hapnikukontsentratsioon.
5. Aerotolerantne Anaeroobid ei reageeri hapniku kontsentratsioonile ja on kogu katseklaasis ühtlaselt jaotunud.
Anaeroobid- organismid, mis saavad hapniku puudumisel energiat substraadi fosforüülimise teel; substraadi mittetäieliku oksüdatsiooni lõppsaadusi saab oksüdeerivat fosforüülimist teostavate organismide poolt lõpliku prootoni aktseptori juuresolekul oksüdeerida, et toota rohkem energiat ATP kujul.
Anaeroobid on suur hulk organisme, nii mikro- kui ka makrotasandil:
- anaeroobsed mikroorganismid- suur rühm prokarüoote ja mõned algloomad.
- makroorganismid - seened, vetikad, taimed ja mõned loomad (foraminifera klass, enamus helminte (lestlaste klass, paelussid, ümarussid (näiteks ümarussid)).
Lisaks mängib glükoosi anaeroobne oksüdatsioon olulist rolli loomade ja inimeste vöötlihaste töös (eriti kudede hüpoksia korral).
Anaeroobide klassifikatsioon
Mikrobioloogias väljakujunenud klassifikatsiooni järgi eristatakse:
- Fakultatiivsed anaeroobid
- Kapneistlikud anaeroobid ja mikroaerofiilid
- Aerotolerantsed anaeroobid
- Mõõdukalt ranged anaeroobid
- Kohustuslikud anaeroobid
Kui keha suudab lülituda ühelt metaboolselt rajalt teisele (näiteks anaeroobne hingamine aeroobseks ja vastupidi), siis liigitatakse see tinglikult kui fakultatiivsed anaeroobid .
Kuni 1991. aastani oli mikrobioloogias klass kapneilised anaeroobid, mis nõuab hapniku vähendatud kontsentratsiooni ja süsinikdioksiidi suurenenud kontsentratsiooni (Brucella bullish tüüp - B. abortus)
Mõõdukalt range anaeroobne organism jääb ellu molekulaarse O 2 -ga keskkonnas, kuid ei paljune. Mikroaerofiilid suudavad ellu jääda ja paljuneda keskkonnas, kus on madal O2 osarõhk.
Kui organism ei suuda "lülituda" anaeroobselt hingamiselt aeroobsele, kuid ei sure molekulaarse hapniku juuresolekul, siis kuulub ta sellesse rühma. aerotolerantsed anaeroobid. Näiteks piimhape ja paljud võihappebakterid
Kohustuslik Anaeroobid surevad molekulaarse hapniku O2 juuresolekul - näiteks bakterite ja arhee perekonna esindajad: Bacteroides, Fusobakter, Butyrivibrio, Metanobakter). Sellised anaeroobid elavad pidevalt hapnikuvaeses keskkonnas. Kohustuslike anaeroobide hulka kuuluvad mõned bakterid, pärmid, lipukesed ja ripslased.
Hapniku ja selle vormide mürgisus anaeroobsetele organismidele
Hapnikku sisaldav keskkond on orgaaniliste eluvormide suhtes agressiivne. See on tingitud reaktiivsete hapnikuliikide moodustumisest elu jooksul või nende mõjul erinevaid vorme ioniseeriv kiirgus, oluliselt toksilisem kui molekulaarne hapnik O 2. Tegur, mis määrab organismi elujõulisuse hapnikukeskkonnas, on funktsionaalse antioksüdantide süsteemi olemasolu, mis on võimeline elimineerima: superoksiidi aniooni (O 2 −), vesinikperoksiidi (H 2 O 2), singlethapnikku (O.), samuti molekulaarne hapnik ( O 2) pärit sisekeskkond keha. Enamasti pakuvad sellist kaitset üks või mitu ensüümi:
- superoksiidi dismutaas, mis kõrvaldab superoksiidi aniooni (O 2 −), ilma et see tooks kehale energiat
- katalaas, eemaldades vesinikperoksiidi (H 2 O 2), ilma et see tooks kehale energiat
- tsütokroom- ensüüm, mis vastutab elektronide ülekande eest NAD H-st O 2 -le. See protsess annab kehale märkimisväärset energiakasu.
Aeroobsed organismid sisaldavad kõige sagedamini kolme tsütokroomi, fakultatiivsed anaeroobid - üks või kaks, kohustuslikud anaeroobid ei sisalda tsütokroome.
Anaeroobsed mikroorganismid võivad keskkonda aktiivselt mõjutada, luues sobiva keskkonna redokspotentsiaali (nt Cl. perfringens). Mõned inokuleeritud anaeroobsete mikroorganismide kultuurid, enne kui nad hakkavad paljunema, vähendavad pH 20 väärtuselt väärtusele
Samal ajal on glükolüüs iseloomulik ainult anaeroobidele, mis sõltuvalt lõppreaktsiooni produktidest jagunevad mitmeks kääritamise tüübiks:
- piimhappekäärimine - perekond Lactobacillus ,Streptokokk , Bifidobakter, samuti mõned hulkraksete loomade ja inimeste kuded.
- alkoholkäärimine - Saccharomycetes, Candida (seeneriigi organismid)
- sipelghape - enterobakterite perekond
- võihape - teatud tüüpi klostriidid
- propioonhape - propionobakterid (näiteks Propionibacterium acnes)
- fermentatsioon koos molekulaarse vesiniku vabanemisega - mõned Clostridia liigid, Sticklandi kääritamine
- metaankäärimine – nt. Metanobakter
Glükoosi lagunemise tulemusena kulub 2 molekuli ja sünteesitakse 4 ATP molekuli. Seega on ATP kogusaagis 2 ATP molekuli ja 2 NADH 2 molekuli. Reaktsiooni käigus saadud püruvaati kasutab rakk erinevalt sõltuvalt sellest, millist tüüpi kääritamist see järgneb.
Antagonism käärimise ja mädanemise vahel
Evolutsiooni käigus kujunes ja kinnistus fermentatiivse ja mädaneva mikrofloora bioloogiline antagonism:
Süsivesikute lagunemisega mikroorganismide poolt kaasneb keskkonna oluline vähenemine, valkude ja aminohapete lagunemisega aga suurenemine (leelistumine). Iga organismi kohanemine teatud keskkonnareaktsiooniga mängib looduses ja inimese elus üliolulist rolli, näiteks tänu käärimisprotsessidele hoitakse ära silo, kääritatud juurviljade ja piimatoodete mädanemine.
Anaeroobsete organismide kasvatamine
Anaeroobide puhaskultuuri eraldamine on skemaatiline
Kasvatamine anaeroobsed organismid on peamiselt mikrobioloogia ülesanne.
Kasutatakse anaeroobide kasvatamiseks spetsiaalsed meetodid, mille põhiolemus on õhu eemaldamine või selle asendamine spetsiaalse gaasiseguga (või inertgaasidega) suletud termostaatides - anaerostaadid .
Teine võimalus anaeroobide (kõige sagedamini mikroorganismide) kasvatamiseks toitekeskkonnas on redutseerivate ainete (glükoos, naatriumsipelghape jne) lisamine, mis vähendavad redokspotentsiaali.
Tavaline anaeroobsete organismide söötme
Üldise keskkonna jaoks Wilson - Blair aluseks on agar-agar, millele on lisatud glükoosi, naatriumsulfiti ja raudkloriidi. Klostriidid moodustavad sellel söötmel musti kolooniaid, kuna sulfit redutseerub sulfiidaniooniks, mis ühineb raua (II) katioonidega, moodustades musta soola. Reeglina tekivad sellel söötmel agarkolonni sügavustesse mustad kolooniad.
kolmapäeval Kitta - Tarozzi koosneb lihapeptoonpuljongist, 0,5% glükoosist ja maksatükkidest või hakkliha neelata keskkonnast hapnikku. Enne külvamist kuumutatakse söödet keeva veevannis 20–30 minutit, et söötmest õhk eemaldada. Pärast külvi kaetakse toitekeskkond hapnikust eraldamiseks kohe parafiini või vaseliini kihiga.
Anaeroobsete organismide üldkultuurimeetodid
GasPak- süsteem tagab keemiliselt püsiva gaasisegu, mis on vastuvõetav enamiku anaeroobsete mikroorganismide kasvuks. Suletud mahutis reageerib vesi naatriumboorhüdriidi ja naatriumvesinikkarbonaadi tablettidega, tekitades vesinikku ja süsinikdioksiidi. Seejärel reageerib vesinik pallaadiumkatalüsaatoril olevas gaasisegus hapnikuga, moodustades vee, mis seejärel boorhüdriidi hüdrolüüsireaktsioonis teist korda reageerib.
Selle meetodi pakkusid välja Brewer ja Allgaer 1965. aastal. Arendajad tutvustasid ühekordselt kasutatavat vesinikku genereerivat kotikest, millest nad hiljem arendasid süsihappegaasi tekitavateks kotikesteks, mis sisaldasid sisemist katalüsaatorit.
Zeissleri meetod kasutatakse eoseid moodustavate anaeroobide puhaste kultuuride isoleerimiseks. Selleks külvake Kitt-Tarozzi söötmele, kuumutage 20 minutit 80 °C juures (vegetatiivse vormi hävitamiseks) ja valage sööde. Vaseliiniõli ja inkubeerige 24 tundi termostaadis. Seejärel inokuleeritakse need puhaskultuuride saamiseks veresuhkru agarile. Pärast 24-tunnist kultiveerimist uuritakse huvipakkuvaid kolooniaid – need subkultuuritakse Kitt-Tarozzi söötmele (millele järgneb isoleeritud kultuuri puhtuse jälgimine).
Fortneri meetod
Fortneri meetod- inokulatsioonid viiakse läbi Petri tassil, millel on paksendatud söötmekiht, mis jaotatakse pooleks agarisse lõigatud kitsa soonega. Üks pool nakatatakse aeroobsete bakterite kultuuriga, teine anaeroobsete bakteritega. Nõu servad täidetakse parafiiniga ja inkubeeritakse termostaadis. Esialgu täheldatakse aeroobse mikrofloora kasvu ja seejärel (pärast hapniku imendumist) aeroobse mikrofloora kasv järsult peatub ja algab anaeroobse kasv.
Weinbergi meetod kasutatakse kohustuslike anaeroobide puhaste kultuuride saamiseks. Kitta-Tarozzi söötmel kasvatatud kultuurid viiakse suhkrupuljongisse. Seejärel viiakse materjal ühekordselt kasutatava Pasteuri pipeti abil suhkruliha-peptoonagariga kitsastesse katseklaasidesse (Vignal torud), sukeldades pipeti katseklaasi põhja. Inokuleeritud katseklaasid jahutatakse kiiresti, mis võimaldab bakteriaalset materjali fikseerida kõvastunud agari paksuses. Torusid inkubeeritakse termostaadis ja seejärel uuritakse kasvanud kolooniaid. Kui huvipakkuv koloonia leitakse, tehakse selle asemele sisselõige, materjal valitakse kiiresti välja ja inokuleeritakse Kitta-Tarozzi söötmele (koos järgneva isoleeritud kultuuri puhtuse kontrollimisega).
Peretzi meetod
Peretzi meetod- sulatatud ja jahutatud suhkruagar-agarile lisatakse bakterikultuur ja valatakse korgipulkadele (või tikutükkidele) asetatud klaasi alla Petri tassi. Meetod on kõigist kõige vähem töökindel, kuid üsna lihtne kasutada.
Diferentsiaaldiagnostiline toitainekeskkond
- kolmapäeviti Gissa("kirju rida")
- kolmapäeval Ressel(Russell)
- kolmapäeval Ploskireva või baktoagar "J"
- Vismuti sulfiitagar
Sisuline meedia: 1% peptoonveele lisada teatud süsivesiku (glükoos, laktoos, maltoos, mannitool, sahharoos jne) 0,5% lahus ja Andrede happe-aluse indikaator, valada katseklaasidesse, millesse asetatakse ujuk gaasiliste ainete kinnipüüdmiseks. süsivesinike lagunemisel tekkinud saadused.
Russelli keskkond(Russell) kasutatakse enterobakterite (Shigella, Salmonella) biokeemiliste omaduste uurimiseks. Sisaldab toitaineagar-agarit, laktoosi, glükoosi ja indikaatorit (bromotümoolsinist). Keskkonna värvus on rohuroheline. Tavaliselt valmistatakse kaldpinnaga 5 ml katseklaasides. Külvamisel torgatakse samba sügavusele ja triibutatakse piki kaldpinda.
Kolmapäev Ploskireva(bactoagar F) on diferentsiaaldiagnostiline ja selektiivne sööde, kuna see pärsib paljude mikroorganismide kasvu ja soodustab nende kasvu. patogeensed bakterid(patogeenid kõhutüüfus, paratüüfus, düsenteeria). Laktoosnegatiivsed bakterid moodustavad sellel söötmel värvituid kolooniaid, laktoospositiivsed bakterid aga punaseid kolooniaid. Sööde sisaldab agarit, laktoosi, briljantrohelist, sooli sapphapped, mineraalsoolad, indikaator (neutraalne punane).
Vismuti sulfiitagar on ette nähtud puhtal kujul salmonella eraldamiseks nakatunud materjalist. Sisaldab trüptiinhüdrolüsaati, glükoosi, Salmonella kasvufaktoreid, briljantrohelist ja agarit. Söötme erinevad omadused põhinevad salmonella võimel toota vesiniksulfiidi ning nende vastupidavusel sulfiidi, briljantrohelise ja vismuttsitraadi olemasolule. Kolooniad on märgistatud vismutsulfiidiga mustaks (tehnika sarnaneb söötmega Wilson - Blair).
Anaeroobsete organismide ainevahetus
Anaeroobsete organismide ainevahetusel on mitu erinevat alarühma:
Anaeroobne energia metabolism kudedes isik Ja loomad
Anaeroobne ja aeroobne energia tootmine inimese kudedes
Mõned loomade ja inimeste kuded on hüpoksia suhtes väga vastupidavad (eriti lihaskoed). Normaalsetes tingimustes toimub ATP süntees aeroobselt ning intensiivse lihastegevuse ajal, kui hapniku kohaletoimetamine lihastesse on raskendatud, hüpoksia seisundis, samuti kudede põletikuliste reaktsioonide ajal domineerivad ATP regeneratsiooni anaeroobsed mehhanismid. Skeletilihastes on tuvastatud 3 tüüpi anaeroobset ja ainult üks aeroobne rada ATP regenereerimiseks.
3 tüüpi anaeroobset rada ATP sünteesiks
Anaeroobsete hulka kuuluvad:
- Kreatiinfosfataasi (fosfogeenne või alaktaat) mehhanism – refosforüülimine kreatiinfosfaadi ja ADP vahel
- Müokinaas - süntees (muidu resüntees) ATP 2 ADP molekuli transfosforüülimisreaktsioonis (adenülaattsüklaas)
- Glükolüütiline - vere glükoosi- või glükogeenivarude anaeroobne lagunemine, mille tulemusena moodustuvad
Baktereid leidub kõikjal meie maailmas. Neid on kõikjal ja nende sortide arv on lihtsalt hämmastav.
Sõltuvalt toitainekeskkonna hapnikuvajadusest elutegevuse läbiviimiseks liigitatakse mikroorganismid järgmistesse tüüpidesse.
- Toitekeskkonna ülemisse ossa kogunevad kohustuslikud aeroobsed bakterid sisaldasid taimestikus maksimaalselt hapnikku.
- Kohustuslikud anaeroobsed bakterid, mida leidub keskkonna alumises osas, on hapnikust võimalikult kaugel.
- Fakultatiivsed bakterid elavad peamiselt ülemises osas, kuid võivad levida kogu keskkonnas, kuna nad ei sõltu hapnikust.
- Mikroaerofiilid eelistavad madalat hapnikukontsentratsiooni, kuigi nad kogunevad söötme ülemisse ossa.
- Aerotolerantsed anaeroobid on toitainekeskkonnas ühtlaselt jaotunud ja ei ole hapniku olemasolu või puudumise suhtes tundlikud.
Anaeroobsete bakterite mõiste ja nende klassifikatsioon
Mõiste "anaeroobid" ilmus 1861. aastal tänu Louis Pasteuri tööle.
Anaeroobsed bakterid on mikroorganismid, mis arenevad sõltumata hapniku olemasolust toitainekeskkonnas. Nad saavad energiat substraadi fosforüülimise teel. Leidub fakultatiivseid ja kohustuslikke aeroobe, aga ka teisi liike.
Kõige olulisemad anaeroobid on bakteroidid
Kõige olulisemad aeroobid on bakteroidid. Umbes viiskümmend protsenti kõigist mädane-põletikulistest protsessidest, mille põhjustajateks võivad olla anaeroobsed bakterid, moodustavad bakteroidid.
Bacteroides on gramnegatiivsete kohustuslike anaeroobsete bakterite perekond. Need on bipolaarse värvimisvõimega vardad, mille suurus ei ületa 0,5-1,5 x 15 mikronit. Toota toksiine ja ensüüme, mis võivad põhjustada virulentsust. Erinevatel bakteroididel on antibiootikumide suhtes erinev resistentsus: leitakse nii resistentseid kui ka tundlikke antibiootikumide suhtes.
Energia tootmine inimese kudedes
Mõnedel elusorganismide kudedel on suurenenud resistentsus vähendatud sisu hapnikku. IN standardtingimused adenosiintrifosfaadi süntees toimub aeroobselt, kuid suurenenud füüsilise aktiivsuse ja põletikuliste reaktsioonide korral tuleb esile anaeroobne mehhanism.
Adenosiintrifosfaat (ATP) on hape, mis mängib olulist rolli keha energia tootmisel. Selle aine sünteesiks on mitu võimalust: üks aeroobne ja kolm anaeroobset.
ATP sünteesi anaeroobsed mehhanismid hõlmavad järgmist:
- refosforüülimine kreatiinfosfaadi ja ADP vahel;
- kahe ADP molekuli transfosforüülimisreaktsioon;
- vere glükoosi- või glükogeenivarude anaeroobne lagunemine.
Anaeroobsete organismide kasvatamine
Olemas spetsiaalsed meetodid anaeroobide kasvatamiseks. Need koosnevad õhu asendamisest gaasisegud suletud termostaatides.
Teine võimalus oleks kasvatada mikroorganisme toitekeskkonnas, millele lisatakse redutseerivaid aineid.
Toitekeskkond anaeroobsete organismide jaoks
On levinud toitainekeskkond Ja diferentsiaaldiagnostiline toitainekeskkond. Levinud on Wilson-Blairi keskkond ja Kitt-Tarozzi keskkond. Diferentsiaaldiagnostilised hõlmavad Hissi söödet, Resseli söödet, Endo söödet, Ploskirevi söödet ja vismutsulfiitagarit.
Wilson-Blairi söötme aluseks on agar-agar, millele on lisatud glükoosi, naatriumsulfiti ja raudkloriidi. Anaeroobide mustad kolooniad moodustuvad peamiselt agarisamba sügavustes.
Russelli söödet kasutatakse selliste bakterite nagu Shigella ja Salmonella biokeemiliste omaduste uurimiseks. See sisaldab ka agar-agarit ja glükoosi.
Kolmapäev Ploskireva pärsib paljude mikroorganismide kasvu, seetõttu kasutatakse seda diferentsiaaldiagnostika eesmärgil. Sellises keskkonnas arenevad hästi kõhutüüfuse, düsenteeria ja teiste patogeensete bakterite patogeenid.
Vismutsulfitagari peamine eesmärk on isoleerida salmonella puhtal kujul. See keskkond põhineb salmonella võimel toota vesiniksulfiidi. See keskkond on kasutatud metoodika poolest sarnane Wilson-Blairi keskkonnaga.
Anaeroobsed infektsioonid
Enamik inimese või looma kehas elavaid anaeroobseid baktereid võib põhjustada mitmesugused infektsioonid. Reeglina tekib infektsioon nõrgenenud immuunsuse või keha üldise mikrofloora häirete perioodil. Samuti on väliskeskkonnast haigustekitajate sissepääsu võimalus, eriti hilissügisel ja talvel.
Anaeroobsete bakterite põhjustatud infektsioonid on tavaliselt seotud inimese limaskestade taimestikuga, see tähendab anaeroobide peamiste elupaikadega. Tavaliselt on sellised infektsioonid mitu patogeeni korraga(10-ni).
Anaeroobide põhjustatud haiguste täpset arvu on peaaegu võimatu kindlaks teha, kuna analüüsiks vajalike materjalide kogumine, proovide transportimine ja bakterite endi kultiveerimine on keeruline. Kõige sagedamini leitakse seda tüüpi baktereid siis, kui kroonilised haigused.
Igas vanuses inimesed on vastuvõtlikud anaeroobsetele infektsioonidele. Samas on lastel tase nakkushaigused kõrgemale.
Anaeroobsed bakterid võivad põhjustada mitmesuguseid intrakraniaalseid haigusi (meningiit, abstsessid jt). Levitamine toimub tavaliselt vereringe kaudu. Krooniliste haiguste korral võivad anaeroobid põhjustada patoloogiaid pea ja kaela piirkonnas: kõrvapõletik, lümfadeniit, abstsessid. Need bakterid on ohtlikud ja seedetrakti, ja lihtne. Naiste urogenitaalsüsteemi erinevate haiguste korral on ka oht haigestuda anaeroobsed infektsioonid. Erinevad haigused liigesed ja nahk võivad olla tingitud anaeroobsete bakterite arengust.
Anaeroobsete infektsioonide põhjused ja nähud
Kõik protsessid, mille käigus aktiivsed anaeroobsed bakterid kudedesse sisenevad, põhjustavad infektsioone. Samuti võivad infektsioonide tekke põhjuseks olla verevarustuse häired ja kudede nekroos (erinevad vigastused, kasvajad, tursed, veresoonte haigused). Infektsioonid suuõõne, loomahammustused, kopsuhaigused, põletikulised haigused vaagnaelundite ja paljude teiste haiguste põhjuseks võivad olla ka anaeroobid.
Nakkus areneb erinevates organismides erinevalt. Seda mõjutavad nii patogeeni tüüp kui ka inimeste tervislik seisund. Anaeroobsete infektsioonide diagnoosimisega seotud raskuste tõttu põhineb järeldus sageli oletustel. Infektsioonid, mis on põhjustatud mitteklostriidilised anaeroobid.
Aeroobide põhjustatud kudede nakatumise esimesed nähud on mädanemine, tromboflebiit ja gaaside moodustumine. Mõnede kasvajate ja neoplasmidega (soole, emaka ja teised) kaasneb ka anaeroobsete mikroorganismide areng. Anaeroobsete infektsioonide korral võib ilmneda ebameeldiv lõhn, kuid selle puudumine ei välista anaeroobe kui infektsiooni tekitajat.
Proovide võtmise ja transportimise tunnused
Kõige esimene test anaeroobide põhjustatud infektsioonide tuvastamisel on visuaalne kontroll. Erinevad nahakahjustused on tavalised tüsistused. Samuti on tõendiks bakterite elutähtsa aktiivsuse kohta gaasi olemasolu nakatunud kudedes.
Sest laboriuuringud ja täpse diagnoosi seadmine, esiteks on vaja asjatundlikult saada proovi ainest kahjustatud piirkonnast. Selleks kasutavad nad spetsiaalset tehnikat, tänu millele ei satu proovidesse normaalne taimestik. Parim meetod- See on aspiratsioon sirge nõelaga. Laboratoorse materjali saamine määrimismeetodiga ei ole soovitatav, kuid on võimalik.
Proovid, mis edasiseks analüüsiks ei sobi, on järgmised:
- röga, mis on saadud iseseisva eritumise teel;
- bronhoskoopia käigus saadud proovid;
- tupe võlvide määrimine;
- uriin koos vaba urineerimisega;
- väljaheited.
Uurimiseks võib kasutada järgmist:
- veri;
- pleura vedelik;
- transtrahheaalsed aspiraadid;
- mädanik, mis on saadud abstsessi õõnsusest;
- tserebrospinaalvedelik;
- kopsu punktsioonid.
Transpordi näidised see on vajalik võimalikult kiiresti spetsiaalses konteineris või anaeroobsetes tingimustes kilekotis, kuna isegi lühiajaline hapnikuga suhtlemine võib põhjustada bakterite surma. Vedelaid proove transporditakse katseklaasis või süstaldes. Proovidega tampoonid transporditakse katseklaasides koos süsinikdioksiid või eelnevalt ettevalmistatud kandja.
Anaeroobse infektsiooni ravi
Anaeroobse infektsiooni diagnoosimisel tuleb adekvaatse ravi saamiseks järgida järgmisi põhimõtteid:
- anaeroobide poolt toodetud toksiinid tuleb neutraliseerida;
- bakterite elupaika tuleks muuta;
- anaeroobide levik tuleb lokaliseerida.
Nende põhimõtete järgimiseks ravis kasutatakse antibiootikume, mis mõjutavad nii anaeroobe kui ka aeroobseid organisme, kuna sageli on anaeroobsete infektsioonide taimestik segunenud. Samal ajal kohtumised ravimid, peab arst hindama mikrofloora kvalitatiivset ja kvantitatiivset koostist. Anaeroobsete patogeenide vastu on aktiivsed ained: penitsilliinid, tsefalosporiinid, klampfenikool, fluorokinolo, metronidasool, karbapeneemid ja teised. Mõnedel ravimitel on piiratud toime.
Bakterite elupaiga kontrollimiseks kasutavad nad enamikul juhtudel kirurgiline sekkumine, mis väljendub kahjustatud kudede ravis, abstsesside äravoolus ja normaalse vereringe tagamises. Ignoreeri kirurgilised meetodid ei ole seda väärt eluohtlike tüsistuste tekkimise ohu tõttu.
Vahel kasutatud abistavad ravimeetodid, ja ka sellega seotud raskuste tõttu täpne määratlus patogeen, kasutatakse empiirilist ravi.
Kui suuõõnes tekivad anaeroobsed infektsioonid, on soovitatav lisada dieeti võimalikult palju värskeid puu- ja köögivilju. Selleks on kõige kasulikumad õunad ja apelsinid. Lihatoitudele ja kiirtoitudele kehtivad piirangud.