AEROBNE BAKTERIJE: KARAKTERISTIKE, PRIMJERI, KULTURE, BOLESTI - BIOLOGIJA - 2025

Su aerobne bakterije su široko skupine bakterija koje karakterizira potreba kisika za svoje metaboličke procese. Te bakterije koriste kisik za razgradnju organskih spojeva do jednostavnijih spojeva postupkom poznatim kao stanično disanje.

Mnogi stručnjaci tvrde da je pojava ove vrste bakterija izravna posljedica procesa fotosinteze. Zbog toga se razina kisika u atmosferi povećala i u početku je bila toksična za mnoga živa bića. Zbog toga su se mnogi organizmi morali prilagoditi i početi koristiti kisik.

Mycobacterium tuberculosis, aerobne bakterije. Izvor: Fotograf: Janice CarrContent Ponuditelji: CDC / Dr. Ray Butler; Janice Carr

Postoji mnogo vrsta koje su uključene u skupinu aerobnih bakterija. Najreprezentativniji su rodovi Bacillus, Mycobacterium i Nocardia. Slično tome, mnogim su tim bakterijama poznati patogeni ljudi, čak i uzrokujući patologije koje mogu uzrokovati smrt.

karakteristike

Glavna karakteristika aerobnih bakterija je da su za razvoj nužno potrebne okoline u kojima postoji velika dostupnost kisika, jer u svom metabolizmu provode proces staničnog disanja.

U ovom procesu oni koriste kisik za razgradnju molekula organskih spojeva, poput glukoze, do jednostavnijih spojeva poput ugljičnog dioksida i vode, s posljedičnim dobivanjem energije u obliku ATP-a.

Isto tako, većina vrsta koje čine ovu skupinu nemaju sposobnost sinteze enzima katalaze, pa ne mogu podijeliti molekulu vodikovog peroksida na vodu i kisik.

Vrste aerobnih bakterija

Općenito, podrazumijeva se da su aerobne bakterije one kojima je potrebna prisutnost kisika da bi se razvijale i rasle. Međutim, potreba za ovim kemijskim elementom u bakterijama ove skupine nije ista za sve. U tom smislu, postoji nekoliko vrsta aerobnih bakterija: obligacijska aerobna, fakultativna anaerobna i mikroaerofična.

Oblijevati aerobne bakterije

Oni su bakterije koje nužno trebaju kisik da bi se razvile. Oni zahtijevaju da ovaj element provodi proces staničnog disanja.

Fakultativne anaerobne bakterije

Riječ je o bakterijama koje s evolucijskog stajališta imaju određenu prednost, jer mogu preživjeti kako u sredinama u kojima postoji prisutnost kisika, tako i u onim sredinama u kojima ga nema.

To je zbog činjenice da unutar svoje stanične mehanizacije imaju potrebne elemente za provođenje anaerobnih procesa kroz koje mogu dobiti energiju. Na takav način da u nedostatku kisika, ove bakterije ne umiru, već provode druge metaboličke procese.

Mikroaerofilne bakterije

To je vrlo posebna vrsta bakterija. Oni koriste kisik kao primarni element za provođenje procesa staničnog disanja. Međutim, atmosferske koncentracije ovog plina (oko 21%) su toksične za ove bakterije.

Vrste aerobnih bakterija

Bakterije roda

Rod Bacillus sastoji se od različitih vrsta koje se odlikuju šipkastim oblikom i gram-pozitivnošću. Jedna od najistaknutijih karakteristika ovih bakterija je da, kada okolišni uvjeti postanu neprijateljski, u njihovim stanicama stvaraju spore. Oni su vrlo otporni i namijenjeni su osiguravanju preživljavanja bakterija u štetnim okolišnim uvjetima.

Unutar ovog roda postoje bakterije koje su strogo aerobne, dok postoje i druge koje se smatraju fakultativnim aerobnim. Među vrstama bakterija roda Bacillus možemo spomenuti: Bacillus anthracis, Bacillus cereus, Bacillus subtilis i Bacillus thuringiensis, između ostalih.

Bacil

Riječ je o dobro poznatoj i proučenoj bakteriji u svijetu mikrobiologije, jer se zbog svog potencijala i evidentne patogenosti koristi kao biološko oružje. Spore su vrlo otrovne i lako prodiru u ljudsko tijelo, kroz dišne ​​puteve udisanjem, gutanjem kontaminirane hrane ili dodirom s otvorenom ranom.

Već u tijelu izaziva infekciju koja je, generički, poznata po imenu antraksa, koja može biti kožna, plućna ili gastrointestinalna.

Bacillus cereus

To je fakultativna aerobna bakterija dobro poznata po proizvodnji toksina. Ti toksini mogu uzrokovati različite patologije kod ljudi, kao što su emetički sindrom i dijarejski sindrom, oboje na gastrointestinalnoj razini. Isto tako, može utjecati i na druge organe, poput očiju, u kojima može izazvati keratitis i endoftalmitis.

Bacillus subtilis

To je možda najviše proučena vrsta roda Bacillus. Toliko da se smatra "vrstom vrste". Kao i druge vrste bacila, ona proizvodi spore, posebno endospore koje se nalaze u središtu bakterijske stanice.

To je bezopasna bakterija za ljude, osim za neke vrlo izolirane slučajeve trovanja kontaminiranom hranom. Uz to, on ima širok spektar koristi, poput sinteze antifungalnih i antibiotskih tvari, kao i primjene u industrijskom području.

Nocardia

To je rod gram pozitivnih bakterija koje su u obliku bacila. Među njegovim najistaknutijim karakteristikama može se spomenuti da imaju posljedice, od kojih su mnoge pod pravim kutom.

Isto tako, ove su bakterije dobro poznati ljudski patogeni. Dvije vrste, posebno Nocardia asteroides i Nocardia brasiliensis, dovoljno su proučavane kako izazivaju plućnu nokardiozu, odnosno aktinomikotski micetom.

Lactobacillus

Oni su gram-pozitivne bakterije koje su karakterizirane time što su fakultativno aerobne, imaju oblik bacila i ne proizvode spore. Te se bakterije u pravilu smatraju neškodljivim i bezopasnim za ljude.

Suprotno tome, poznati su po blagodatima koje pružaju, a među kojima možemo istaknuti: doprinose očuvanju hrane, pomažu u kontroli nekih bolesti - poput raka debelog crijeva - i dio su sinteze određenih spojeva, poput vitamina skupine B.

Staphylococcus

Riječ je o bakterijama u obliku kokosovog oraha (okrugle) koje imaju tendenciju stvaranja nakupina stanica koje nalikuju grozdu grozda. Bakterije ovog roda smatraju se fakultativnim aerobnim, što znači da se mogu razvijati i u prisutnosti i u nedostatku kisika.

Mnoge su vrste ovog roda poznati patogeni ljudi. Među njima naj virulentniji je Staphylococcus aureus, koji proizvodi određene toksine: hemolizin, enterotoksin, toksin sindroma toksičnog šoka i eksfoliativni toksin. Ovi toksini uzrokuju bolesti poput proljeva, pseudomembranoznog kolitisa i sindroma prosipane kože.

Razlika između aerobnih i anaerobnih bakterija

Anaerobne bakterije pojavile su se na planeti mnogo prije aerobnih bakterija. To je zato što u prvim epohama zemaljskog života kisik nije bio značajan dio atmosfere, tako da živa bića koja su tada postojala nisu ga koristila za svoje metaboličke procese.

Kasnije, kako se život razvijao na planeti i razine atmosferskih plinova stabilizirale, pojavili su se aerobni organizmi koji su počeli koristiti kisik kao glavni element u procesima proizvodnje energije.

Glavna razlika između obje vrste bakterija je u tome što aerobnim bakterijama treba element kisik za obavljanje različitih staničnih procesa, a najznačajnije je stanično disanje. Ovim postupkom oni dobivaju veliku količinu energije.

Anaerobne bakterije, s druge strane, ne koriste kisik ni za jedan postupak. Čak je i za neke od tih bakterija kisik vrlo toksičan. Zbog toga provode druge procese kako bi dobili energiju koja je stanici potrebna.

Među tim postupcima je i fermentacija kroz koju se razgradnjom određenih spojeva, poput ugljikohidrata, dobivaju drugi organski spojevi, poput mliječne kiseline.

Druga razlika koja se može spomenuti između ove dvije vrste bakterija je stanište u kojem se mogu naći. Anaerobne bakterije obično se nalaze na mjestima gdje ima malo kisika, poput one u zubnom kamenu koji pokriva zube, dok aerobne bakterije uspevaju u staništima gdje ima dovoljno kisika, poput tla.

Kultura aerobnih bakterija

Kada će se kultura aerobnih bakterija provesti u laboratoriju, prvo što treba imati na umu jest da ove vrste bakterija zahtijevaju odgovarajuću količinu kisika. U tom smislu, isti atmosferski uvjeti su poznati kao idealni. Međutim, postoje neke bakterije kojima je potrebna dodatna provjetravanje.

U tim se slučajevima može učiniti snažno protresati tikvicu ili sterilizirani zrak iz mjehurića kroz medij. U slučaju da je kultura prilično opsežna, preporučuje se povećavanje izlaganja medija atmosferi. To se postiže nanošenjem plitkog medija.

Kultura stafilokoka aureusa. Izvor: Microrao

Sada, o sastavu medija za kulturu koji će se koristiti za aerobne bakterije, to će ovisiti o bakterijskim vrstama koje se uzgajaju. Na primjer, za uzgoj Staphylococcus aureus najčešće se koriste kulturi kao 5% agar u krvi, sojin agar triptilicaze i BHI Brain Heart Infusion brojovi. Bakterije bacila uspješno se uzgajaju u spomenutim kulturama.

Važno je napomenuti da se BHI Brain Heart Infusion broth širom svijeta preporučuje za uzgoj aerobnih bakterija. Njegov sastav uključuje infuziju teleta mozga i infuziju goveđeg srca, kao i pepton, natrijev klorid i glukozu, među ostalim komponentama.

Metode brojanja ploča

Broj ploča je standardni postupak koji se provodi u laboratorijima kako bi se dobio približan broj bakterija koje čine određenu kulturu.

Ova se tehnika temelji na broju takozvanih jedinica koje formiraju koloniju i omogućava dobivanje približnog broja bakterija. Važno je naglasiti da se ovaj postupak mora izvoditi s potrebnom temeljitošću i strogošću, jer svaka greška, ma koliko bila mala, može u velikoj mjeri utjecati na rezultate.

Postoji nekoliko tehnika koje se mogu primijeniti za brojanje ploča. Dvije od njih bit će ovdje objašnjene.

Tehnika lijevanja ploča

Prvo što trebate učiniti je pripremiti idealan medij za kulturu vrste bakterija koje želite uzgajati. Kasnije se na čistom i čistom prostoru postavljaju petrijeve posude u koje će se stavljati kultura.

U svaku Petrijevu zdjelu trebali biste dodati 1mL odgovarajućeg razrjeđenja, kao i oko 20mL otopljenog medija. Nakon toga, kretanje Petrijevom tanjurom treba izvesti na sljedeći način: 6 s desna na lijevo, 6 u smjeru kazaljke na satu, 6 u smjeru suprotnom od kazaljke na satu i 6 s leđa naprijed. Napokon se očekuje da se medij stvrdne.

Petrijeve posude se inkubiraju u prikladnim temperaturnim uvjetima (37 ° C) 24-48 sati. Kad protekne ovo vrijeme, potrebno je računati broj razvijenih kolonija.

Tehnika širenja površine na tanjuru

Da bi se izbrojilo pomoću ove tehnike, Petrijeve posude sa sredstvom za kulturu trebaju se uredno staviti na stol kako bi se izbjegle pogreške. Zatim se u svaku kapsulu inokulira 1 ml svakog razrjeđenja.

Isto tako, uz pomoć staklene šipke, inokulum treba homogeno širiti po cijeloj površini medija za uzgoj. To se mora obaviti pokretima uvijanja.

Nakon što je inokuulum apsorbiran u kulturi, kapsule se inkubiraju potrebno vrijeme prema uzgojenom mikroorganizmu. Na kraju, sve kolonije koje su se razvile na odabranim pločama moraju se prebrojati.

Uzroci bolesti

Kao što je prethodno spomenuto, poznato je da neki rodovi koji čine skupinu aerobnih bakterija uzrokuju bolest kod ljudi. Neke od ovih bolesti s njihovim simptomima i načinima liječenja navedeni su u nastavku.

Nocardiosis

Nokardioza je bolest koja se može predstaviti akutno ili kronično. Prema ispitivanim kliničkim slučajevima, većinu vremena prezentiraju sa simptomima upale pluća. Međutim, ponekad, umjesto da zarazi dišne ​​puteve, može izravno utjecati na kožu uzrokujući karakteristične lezije.

Simptomi koji se vide kod plućne nokardioze su:

• Visoka temperatura
• Kromni kašalj koji ništa ne ublažava
• Teškoće u disanju
• Opća nelagoda

S druge strane, kada bakterije roda Nocardia napadnu kožu, može se razviti ono što je poznato kao aktinomicecetom. Ovo je kronična, granulomatozna vrsta infekcije koja je vrlo rijetka i obično se javlja kod ljudi koji imaju depresivni imunološki sustav. Njeni simptomi uključuju:

• Vrućica
• Nodularna lezija koja predstavlja središnju pustulu kroz koju je mogao procuriti krvavi materijal.
• Kožni ili potkožni apsces.
• Opće slabost

Antraks

To je ime koje se daje infekcijama uzrokovanim bakterijama Basillus anthracis. Nastaje izravnim ljudskim kontaktom s sporama spomenutih bakterija. Antraks može utjecati na pluća i kožu. Plućno je najopasnije, stopa smrtnosti veća od 90%.

Prije nekoliko godina ova je bakterija postala poznata jer su se slale koverte koje sadrže spore, što je uvelike utjecalo na one koji su ih primili, prouzrokujući smrt.

U početku simptomi antraksa u plućima nalikuju simptomima prehlade, međutim, kako vrijeme prolazi, razvijaju se u kompromitiraniju kliničku sliku:

• Trajna groznica
• Teškoće u disanju
• Povećani otkucaji srca.

Na kraju se pacijent pogorša i dolazi do septičkog šoka, nakon čega u većini slučajeva nastupi smrt pacijenta.

S obzirom na kožni antraks, prvi znak je lezija slična ubodu komaraca, koja postaje kronična i evoluira u nekrotični eshar.

Dolazi i do porasta tjelesne temperature i općeg nereda. Ova se klinička slika često rješava povoljno, ostavljajući samo ožiljak. Međutim, nije pametno biti bezbrižan jer se može širiti i uzrokovati bakteremiju.

Tuberkuloza

To je patologija koja utječe na dišne ​​putove, a uzrokovana je strogom aerobnom bakterijom, Mycobacterium tuberculosis. Bakterije se nalaze u izlučevinama osoba koje pate od bolesti, točnije u onom koje izbacuju kad kašlju. Kontakt s ovim izlučevinama je najčešći put infekcije.

Simptomi tuberkuloze su:

• Konstantni kašalj s krvavim ispljuvak
• Vrućica
• Opća nelagoda
• Bol u prsima, posebno kada kašljete i dišete
• Noć se znoji.

Guba

To je dobro poznata bolest koju uzrokuje druga bakterija roda Mycobacterium, Mycobacterium leprae. To je bolest koja je stoljećima bila muka, jer su oni koji su patili od nje bili egzecirani od društva i prisiljeni živjeti odvojeno.

Najčešći simptomi lepre su:

• Svijetle lezije na koži
• Udarci ili kvržice na koži
• Gubitak osjeta u određenim područjima
• Zgušnjavanje kože

S vremenom se klinička slika pogoršava, zbog čega pojedinac gubi funkcionalnost svojih gornjih i donjih udova, izobličenost uzrokovana lezijama kože i nelagoda na razini kože, poput stalnog peckanja na koži.

Reference

1. Camacho, A., Giles, M., Ortegón, M., Palao, M., Serrano, B. i Velásquez, O. (2009) Tehnike mikrobiološke analize hrane. 2. izdanje UNAM Mexico.
2. Carrol, K., Hobden, J., Miller, S., Morse, S., Mietzner, T., Detrick, B., Mitchell, T. i Sakanari, J. Medical Microbiology. Mc Graw i Hill. 27. izdanje
3. Dorronsoro, I. i Torroba L. Mikrobiologija tuberkuloze. (2007). Anali zdravstvenog sustava Navarre. 30 (2).
4. González, P. i Cona, E. (2006). Nocardia asteroides. Čileanski časopis o infektologiji. 2. 3. 4).
5. Hernández, P., Mayorga, J. i Pérez, E. (2010). Aktinomicecetom zbog Nocardia brasiliensis. Anali pedijatrije. 73 (4). 159-228
6. Ryan, K. i Ray, C. (2004). Sherris medicinska mikrobiologija. Mc Graw Hill. 4. izdanje.