Анаэробные организмы. Что это такое анаэробные бактерии и анаэробные инфекции

Анаэробы и аэробы – две формы существования организмов на земле. В статье речь идёт о микроорганизмах.

Анаэробы – микроорганизмы, которые развиваются и размножаются в среде, не содержащей свободный кислород. Анаэробные микроорганизмы обнаруживаются практически во всех тканях человека из гнойно-воспалительных очагов. Их относят к условно-патогенным (существуют у человека в номе и развиваются только у людей с ослабленной иммунной системой), но иногда они могут быть патогенными (болезнетворными).

Хотя есть дрожжевые расы, например, используемые в производстве пива, причем оптимальные температуры намного ниже. Метаболиты дрожжей высвобождаются в среду, ингибируют их распространение и алкогольную ферментацию. Количество продуцируемого спирта важно для активности фермента дрожжей: 10% алкоголя ингибирует дрожжевую активность, 15% ингибирует дрожжевую активность.

Многие материалы ингибируют размножение дрожжей. При содержании 0, 5% серы или 1% уксусной кислоты 1-2 ч дрожжевые клетки могут умереть. Они вредны для концентрации 1% молочной кислоты. Алкогольная ферментация широко используется в производстве этанола, вина, пива, хлеба и вместе с молочной кислотой в производстве различных кислотных молочных продуктов, а также ферментации фруктов и овощей.

Различают факультативные и облигатные анаэробы. Факультативные анаэробы могут развиваться и размножаться и в бескислородной и в кислородной среде. Это такие микроорганизмы как кишечная палочка, иерсинии, стафилококки, стрептококки, шигеллы и другие бактерии. Облигатные анаэробы могут существовать только в бескислородной среде и погибают при появлении свободного кислорода в окружающей среде. Облигатные анаэробы подразделяют на две группы:

В промышленных целях используются культурные дрожжевые расы, поскольку они лучше всего подходят к этим дням по их физиологическим свойствам. Культуры из дикой природы отличаются своей ослабленной способностью формировать споры, синтезировать витамины. Например, культурные дрожжи в синтетической среде, состоящей из сахара и различных минеральных солей, не растут, потому что они нуждаются в некоторых витаминах; Дикие дрожжи растут в синтетической среде, поскольку она сама синтезирует необходимые ей витамины.

В вегетативной фазе обычно диплоидны. Конъюгация которого происходит в результате вяжущей акроспоры или сразу после прорастания. Может развиться диплоидная афаспора. Ас состоит из одного-четырех шаров или эллипса с одинаковой площадью азоспор. Он активно хелатирует сахар и не поглощает нитраты как единственный источник азота.

бактерии, образующие споры, иначе их называют клостридии
бактерии, не образующие споры, или иначе неклостридиальные анаэробы.

Клостридии — это возбудители анаэробных клостридиальных инфекций – ботулизма, клостридиальных раневых инфекций, столбняка. Неклостридиальные анаэробы это нормальная микрофлора человека и животных. К ним относят бактерии палочковидной и шаровидной формы: бактероиды, фузобактерии, пейллонеллы, пептококки, пептострептококки, пропионибактерии, эубактерии и другие.

Этот вид включает большинство дрожжевых рас, используемых в спиртах, вине, пиве, хлебопекарной промышленности. Форма и размер дрожжевых клеток становятся типичной особенностью расы. знак гонки. Различают большие и маленькие клетки. Некоторые стволовые клетки длиннее и достигают до 30 м и более. Резкость дрожжевых клеток является признаком их дегенерации. Здоровые дрожжи всегда имеют небольшую долю наряду с большими клетками, которые при быстром росте не достигают размера, характерного для взрослых клеток.

Клетки измельчаются или, наоборот, сгущаются, набухают, удлиняются, слабо накачиваются, когда в среде отсутствуют питательные вещества, фактор роста, накапливаются токсичные метаболиты или другие токсичные вещества. Такие морфологически измененные клетки будут вырождаться. Конечно, любовь является наиболее цветущей в экспоненциальной, а алкоголь производит - в стационарной фазе роста. Эти колонии от белого до оранжевого или желтовато-коричневого цвета с регулярными интервалами, иногда покрытые точками или акацией с прочной поверхностью с глянцевыми матовыми областями.

Но неклостридиальные анаэробы могут существенно способствовать развитию гнойно-воспалительных процессов (перитонит, абсцессы лёгких и головного мозга, пневмония, эмпиема плевры, флегмоны челюстно-лицевой области, сепсис, отит и другие). Большинство анаэробных инфекций, вызываемых неклостридиальными анаэробами, относятся к эндогенным (внутреннего происхождения, вызываемые внутренними причинами) и развиваются главным образом при снижении сопротивляемости организма, устойчивости к воздействию болезнетворных микроорганизмов в результате травм, операций, переохлаждения, снижения иммунитета.

Колонии обычно плоские. Образование аскорбинов легко производить, когда дрожжи берут в агаре с ацетатом. Зола обычно формируется от 1 до 4 шариков или эллиптических спор. Аэробные условия используют одни и те же углеводы. В конце ферментации они лежат на дне в чистом слое. Это духи, выпечка и некоторые пивные дрожжи. Они лежали на дне в чистом слое. Они устойчивы к высоким концентрациям алкоголя и сухого вещества.

Это много вин и пивных дрожжей. Хлопковые дрожжевые клетки больше, тяжелее и лучше образуют букет для напитков. На образование хлопьев влияет адгезия массы, которая охватывает поверхность дрожжей и заряд дрожжей. В пищевой промышленности дрожжи, которые не принадлежат к сахаромицам, как правило, имеют отрицательную роль - они препятствуют технологическому процессу и вызывают отказ сырья и готовой продукции. Однако некоторые сахаромициновые дрожжи также приносят пользу, но также наносят значительный урон.

Основную часть анаэробов, играющих роль в развитии инфекций составляют бактероиды, фузобактерии, пептострептококки и споровые палочки. Половину гнойно-воспалительных анаэробных инфекций вызывают бактероиды.

Бактероиды-палочки, размером 1-15 мкм, наподвижные или движущиеся с помощью жгутиков. Они выделяют токсины, действующие в качестве факторов вирулентности (болезнетворности).
Фузобактерии – палочковидные облигатные (выживающие только в отсутствие кислорода) анаэробные бактерии, обитают на слизистой оболочке рта и кишечника, могут быть неподвижными или подвижными, содержат сильный эндотоксин.
Пептострептококки – сферические бактерии, расположены по две, четыре, неправильныи скоплениями или цепочками. Это безжгутиковые бактерии, спор не образуют. Пептококки – род сферических бактерий, представленных одним видом P.niger. Расположены поодиночке, парами или скоплениями. Жгутиков у пептококков нет, спор они не образуют.
Вейонеллы – род диплококков (бактерии кокковой формы, клетки которых располагаются парами), расположенных в виде короткими цепочами, неподвижны, спор не образуют.
Другие неклостридиальные анаэробные бактерии, которые выделяют из инфекционных очагов больных — пропионовые бактерии, волинеллы, роль которых менее изучена.

Клостридии – род спорообразующих анаэробных бактерий. Клостридии обитают на слизистых желудочно-кишечного тракта. Клостридии в основном патогенны (болезнетворны) для человека. Они выделяют специфические для каждого вида высокоактивные токсины. Возбудителем анаэробной инфекции может быть как один вид бактерий, так и несколько видов микроорганизмов: анаэробно-анаэробной (бактероиды и фузобактерии), анаэробно-аэробной (бактероиды и стафилококки, клостридии и стафилококки)

Дрожжи наносят вред фруктовым сокам, напиткам и молочным продуктам. Молочная ферментация представляет собой сложный процесс разложения углеводов молочной кислотой, который включает молочнокислые бактерии. Согласно последним ферментированным продуктам, молочнокислые бактерии делятся на две группы: гомоферментативные и гетероферментативные. Гетеро ферментативные бактерии без молочной кислоты продуцировали много продуктов ферментации: уксусную кислоту, этиловый спирт, двуокись углерода. Кроме того, отдельные молочнокислые бактерии продуцируют ароматические вещества, такие как ацетоин и диацетий, которые дают приятный аромат шоколадных молочных продуктов.

Аэробы - организмы, которым для жизнедеятельности и размножения необходим свободный кислород. В отличие от анаэробов у аэробов кислород участвует в процессе выработки необходимой им энергии. К аэробам относятся животные, растения и значительная часть микроорганизмов, среди которых выделяют.

облигатных аэробов – это «строгие» или «безусловные» аэробы, получают энергию только из окислительных реакций с участием кислорода; к ним относятся, например, некоторые виды псевдомонад, многие сапрофиты, грибы, Diplococcus pneumoniae, дифтерийные палочки
в группе облигатных аэробов можно выделить микроаэрофилов – для жизнедеятельности им необходимо низкое содержание кислорода. При попадании в обычную внешнюю среду такие микроорганизмы подавляются или гибнут, поскольку кислород отрицательно влияет на действие их ферментов. К ним относятся, например, менингококки, стрептококки, гонококки.
факультативные аэробы – микроорганизмы, которые могут развиваться и при отсутствии кислорода, например, дрожжевая палочка. К этой группе относится большинство патогенных микробов.

Для каждого аэробного микроорганизма существует свой минимум, оптимум и максимум концентрации кислорода в окружающей его среде, необходимой для его нормального развития. Повышение содержания кислорода за границу «максимум» ведёт к гибели микробов. Все микроорганизмы гибнут при концентрации кислорода 40-50%.

Гомохимическая молочная ферментация проводится в гликолитах или в Эмбден-Маджерохор-Паране. Этот процесс назван в честь ученых, внесших важный вклад в исследование кислотности молочных продуктов в названии. Все молочнокислые бактерии ферментативные моносахариды и дисахариды. Перед началом дисахариды глюкозы цикла, эти ферментации сахара превращают в моносахариды, например. Когда исходный энергетический материал является лактоза. В случае гомоферментативной молочной кислотности последние два атома водорода, приходящая кислота восстанавливается до молочной кислоты.

Организмы, которые способны получать энергию в условиях отсутствия кислорода, называются анаэробами. Причём к группе анаэробов относятся как микроорганизмы (простейшие и группа прокариотов), так и макроорганизмы, к которым можно отнести некоторые водоросли, грибы, животных и растения. В нашей статье мы подробно рассмотрим анаэробные бактерии, которые используются для очистки сточных вод в локальных очистных сооружениях. Поскольку наряду с ними в очистных сооружениях могут применяться аэробные микроорганизмы, мы проведём сравнение этих бактерий.

Гетероцистические молочнокислые бактерии превращают глюкозу в молочную кислоту пентозофосфатом. Молочнокислые ферментеры. Жирная кислотность вызвана молочнокислыми бактериями. Согласно форме молочнокислых бактерий делятся на шарики и стержни. Клетки являются разветвленными или разветвленными.

Большинство молочнокислых бактерий являются неподвижными, грамположительными, необязательными анаэробными. Молочные бактерии требуют питательных веществ. Что касается углеводородов, то они весьма специфичны. Большинство молочнокислых бактерий используют моносахариды фермента, дисахариды, но не все дисахариды. Нас не интересует сахароза, рога-мальтоза, третья - лактоза. Дисахариды в основном превращаются в моносахариды и консервированные. Гетаферирующие молочнокислые бактерии поглощают пентозы и некоторые кислоты.

Классификация

Что такое анаэробы, мы разобрались. Теперь стоит понять, на какие виды они делятся. В микробиологии используется следующая таблица классификации анаэробов:

Факультативные микроорганизмы . Факультативно-анаэробными называют бактерии, которые могут менять свой метаболический путь, то есть способны менять дыхание с анаэробного на аэробное и наоборот. Можно утверждать, что они живут факультативно.
Капнеистические представители группы способны жить только в среде с пониженным содержанием кислорода и повышенным содержанием углекислого газа.
Умеренно-строгие организмы могут выживать в среде с содержанием молекулярного кислорода. Однако тут они не способны размножаться. Макроаэрофилы могут и выживать, и размножаться в среде с пониженным парциальным давлением кислорода.
Аэротолерантные микроорганизмы отличаются тем, что они не могут жить факультативно, то есть не в состоянии переключаться с анаэробного дыхания на аэробное. Однако от группы факультативно-анаэробных микроорганизмов они отличаются тем, что не гибнут в среде с молекулярным кислородом. В эту группу входит большинство маслянокислых бактерий и некоторые виды молочнокислых микроорганизмов.
Облигатные бактерии быстро гибнут в среде с содержанием молекулярного кислорода. Они способны жить только в условиях полной изоляции от него. В эту группу входят инфузории, жгутиковые, некоторые виды бактерий и дрожжи.

Влияние кислорода на бактерии

Любая среда, содержащая кислород, агрессивно воздействует на органические формы жизни. Всё дело в том, что в процессе жизнедеятельности различных форм жизни или из-за влияния некоторых видов ионизирующего излучения образуются активные формы кислорода, которые отличаются большей токсичностью в сравнении с молекулярным веществом.

Молочнокислые бактерии продуцируют углеводы с таким же количеством молочной кислоты, потому что сами они чувствительны к полученной молочной кислоте. Они хорошо развиваются, когда среда имеет рН 5, 5-6. Источником азота для молочнокислых бактерий могут быть аминокислоты, органические соединения азота. Таким образом, молочнокислые бактерии культивируются в сложном химическом составе в питательной среде.

Это семейство связывает 5 племен. Племена стрептококков и лейкостоков более важны в микробиологии пищевых продуктов. С технической точки зрения эти гомоферментативные шарики представляют собой молочнокислые бактерии. Они являются основным молочным ферментером.

Главным определяющим фактором для выживания живого организма в условиях кислородной среды является наличие у него антиоксидантной функциональной системы, которая способна к элиминации. Обычно такие защитные функции обеспечиваются одним или сразу несколькими ферментами:

цитохром;
каталаза;
супероксиддисмутаза.

При этом некоторые анаэробные бактерии факультативного вида содержат только один вид фермента – цитохром. Аэробные микроорганизмы имеют целых три цитохрома, поэтому прекрасно себя чувствуют в условиях кислородной среды. А облигатные анаэробы вообще не содержат цитохром.

Отдельные стрептококковые расстройства молочной кислоты продуцируют антибиотин-низин, который ингибирует действие некоторых бактерий. Сливочный стрептококк слабо вырабатывает молочную кислоту. Индивидуальные биотипы производят антибиотики - диплококцин.

Он чаще всего содержится в сметане, которая дает кислый вкус и густую консистенцию. В дополнение к молочной кислоте они продуцируют диацетил, который обеспечивает особый аромат для шоколадных молочных продуктов. В среде они накапливают около 1% молочной кислоты. В производстве горького молока сыры входят в состав дрожжей. В дополнение к молочной кислоте они производят спирты, простые эфиры, уксусную кислоту, углекислый газ и водород. Гомохимические молочнокислые бактерии.

Однако некоторые анаэробные организмы могут воздействовать на окружающую их среду и создавать подходящий ей окислительно-восстановительный потенциал. Например, определённые микроорганизмы перед началом размножения снижают кислотность среды с показателя 25 до 1 или 5. Это позволяет им оградить себя особым барьером. А аэротолерантные анаэробные организмы, которые в процесс своей жизнедеятельности выделяют перекись водорода, могут повышать кислотность среды.

Они состоят из разных групп и цепей. Они успокаивают сахарозу и мальтозу, накапливают до 2, 5% молочной кислоты в среде. Широко распространены на растениях, фруктах и овощах, используемых при производстве молочной кислоты и хлеба. Найдите молоко и аккумулируйте около 1, 7% молочной кислоты. Они активно производят молочную кислоту.

Они богаты горьким молоком. Широко используется для приготовления сырной квашеной капусты. Отдельные биотипы выделяют слизь в окружающей среде. Обильно найден в пищеварительном тракте младенцев и плотин. Эти бактерии используются для производства ацидофильного молока для производства дрожжей. В среде они накапливают до 1, 5% молочной кислоты. Широко используется для дубления фруктов, овощей и силоса. Они успокаивают различные сахара - глюкозу, лактозу, раффинозу, мальтозу, производят до 1, 2% молочной кислоты, уксусной кислоты, этилового спирта и двуокиси углерода.

Важно: для обеспечения дополнительной антиоксидантной защиты, бактерии синтезируют или накапливают низкомолекулярные антиоксиданты, к которым относятся витамины группы А, Е и С, а также лимонная и другие виды кислот.

Как анаэробы получают энергию?

Некоторые микроорганизмы получают энергию в процессе катаболизма различных соединений аминокислот, например, белков и пептидов, а также самих аминокислот. Как правило, такой процесс высвобождения энергии называется гниением. А саму среду, в энергообмене которой наблюдается много процессов катаболизма соединений аминокислот и самих аминокислот, называют гнилостной средой.
Другие анаэробные бактерии способны расщеплять гексозы (глюкозу). При этом могут использоваться разные пути расщепления:
- гликолиз. После него в среде происходят бродильные процессы;
- окислительный путь;
- реакции Энтнера-Дудорова, которые проходят в условиях маннановой, гексуроновой или глюконовой кислоты.

При этом только анаэробные представители могут использовать гликолиз. Он может делиться на несколько разновидностей брожения в зависимости от продуктов, которые образуются после реакции:

Широко распространены на растениях, используемые для ферментации фруктов, овощей, кормления силосом. Молочную брожение широко применяется в различных отраслях народного хозяйства, особенно в молочной промышленности, производства, различные кисломолочные продукты: творог, кефир, подкисленного молоко, сливки, сливочное масло, сыр и другие. Ферментация молочной кислоты происходит при ферментации фруктов и овощей, использование серной кислоты в производстве молочной кислоты имеет промышленное значение для кормления кормов.

Чистая молочная кислота используется в пищевой промышленности - кондитерские изделия, консервы, безалкогольные напитки, фармацевтическая, химическая промышленность. Алкогольная ферментация применяется к коже, мехам. Действуя на молочнокислые бактериальные эндофиты, кожа становится мягче и эластичнее.

спиртовое брожение;
молочнокислое брожение;
вид энтеробактерий муравьиной кислоты;
маслянокислое брожение;
пропионовокислая реакция;
процессы с выделением молекулярного кислорода;
метановое брожение (используется в септиках).

Особенности анаэробов для септика

В анаэробных септиках используются микроорганизмы, которые способны производить переработку стоков без доступа кислорода. Как правило, в отсеке, где находятся анаэробы, значительно ускоряются процессы гниения сточных вод. В результате этого процесса твёрдые соединения выпадают на дно в виде осадка. При этом жидкая составляющая стоков качественно очищается от различных органических включений.

Во время жизнедеятельности этих бактерий образуется большое количество твёрдых соединений. Все они оседают на дне локального очистного сооружения, поэтому оно нуждается в регулярной очистке. Если очистку производить не своевременно, то эффективная и слаженная работа очистной установки может быть полностью нарушена и выведена из строя.

Внимание: осадок, добытый после очистки септика, не стоит использовать в качестве удобрения, поскольку в нём содержатся вредные микроорганизмы, способные нанести вред окружающей среде.

Поскольку анаэробные представители бактерий в процесс своей жизнедеятельности вырабатывают метан, очистные сооружения, которые работают с использованием этих организмов, должны укомплектовываться эффективной системой вентиляции. В противном случае неприятный запах способен испортить окружающий воздух.

Важно: эффективность очистки стоков с использованием анаэробов составляет только 60-70 %.

Недостатки использования анаэробов в септиках

Анаэробные представители бактерий, входящие в состав различных биопрепаратов для септиков, имеют следующие недостатки:

Отходы, которые образуются после переработки бактериями сточных вод, не подходят для удобрения почвы из-за содержания в них вредных микроорганизмов.
Поскольку в ходе жизнедеятельности анаэробов образуется большое количество плотного осадка, его удаление необходимо проводить регулярно. Для этого вам придётся вызывать ассенизаторов.
Очистка стоков с использованием анаэробных бактерий происходит не полностью, а только максимум на 70 процентов.
Очистное сооружение, функционирующее с использованием этих бактерий, может издавать очень неприятный запах, который обусловлен тем, что данные микроорганизмы выделяют метан в процессе жизнедеятельности.

Отличие анаэробов от аэробов

Главное отличие между аэробами и анаэробами состоит в том, что первые способны жить и размножаться в условиях с высоким содержанием кислорода. Поэтому такие септики обязательно укомплектовываются компрессором и аэратором для закачивания воздуха. Как правило, эти локальные очистные сооружения не издают такого неприятного запах.

В отличие от них анаэробные представители (как показывает таблица микробиологии, описанная выше) не нуждаются в кислороде. Более того некоторые их виды способны погибнуть при высоком содержании этого вещества. Поэтому такие септики не требуют закачивания воздуха. Для них важно лишь удаление образовавшегося метана.

Ещё одно отличие состоит в количестве образующегося осадка. В системах с аэробами количество осадка намного меньше, поэтому очистку сооружения можно проводить намного реже. Кроме этого, очистку септика можно выполнять без вызова ассенизаторов. Для удаления густого осадка из первой камеры можно взять обычный сачок, а чтобы откачать активный ил, образующийся в последней камере, достаточно использовать дренажный насос. Более того активный ил из очистного сооружения с использованием аэробов можно использовать для удобрения почвы.