ما هي اللاهوائية في تعريف علم الأحياء. ما هي البكتيريا اللاهوائية والالتهابات اللاهوائية

البكتيريا موجودة في كل مكان في عالمنا. إنها موجودة في كل مكان وفي كل مكان ، وعدد أنواعها مذهل بكل بساطة.

اعتمادًا على الحاجة إلى وجود الأكسجين في وسط المغذيات لتنفيذ النشاط الحيوي ، يتم تصنيف الكائنات الحية الدقيقة إلى الأنواع التالية.

• تلزم البكتيريا الهوائية، التي يتم جمعها في الجزء العلوي من وسط المغذيات ، احتوت النباتات على أكبر قدر من الأكسجين.
• ألزم البكتيريا اللاهوائية الموجودة في الجزء السفلي من البيئة قدر الإمكان من الأكسجين.
• تعيش البكتيريا الاختيارية بشكل أساسي في الجزء العلوي ، ولكن يمكن توزيعها في جميع أنحاء البيئة ، لأنها لا تعتمد على الأكسجين.
• تفضل الكائنات الدقيقة تركيزًا منخفضًا من الأكسجين ، على الرغم من أنها تتجمع في الجزء العلوي من البيئة.
• اللاهوائية اللاهوائية موزعة بالتساوي في وسط المغذيات ، غير حساسة لوجود أو عدم وجود الأكسجين.

مفهوم البكتيريا اللاهوائية وتصنيفها

ظهر مصطلح "اللاهوائيات" عام 1861 ، بفضل أعمال لويس باستير.

البكتيريا اللاهوائية هي كائنات دقيقة تتطور بغض النظر عن وجود الأكسجين في وسط المغذيات. يحصلون على الطاقة عن طريق الفسفرة الركيزة. هناك أنواع هوائية اختيارية وإلزامية ، بالإضافة إلى أنواع أخرى.

أهم اللاهوائيات هي البكتيريا

أهم التمارين الهوائية هي البكتيريا. تقريبًا خمسين في المائة من جميع عمليات التهابات قيحية، العوامل المسببة التي يمكن أن تكون البكتيريا اللاهوائية ، هي البكتيريا.

Bacteroides هي جنس من البكتيريا اللاهوائية سالبة الجرام. هذه قضبان ذات تلوين ثنائي القطب ، لا يتجاوز حجمها 0.5-1.5 × 15 ميكرون. أنها تنتج السموم والإنزيمات التي يمكن أن تسبب الفوعة. تمتلك البكتيريا المختلفة مقاومة مختلفة للمضادات الحيوية: فهناك مقاومة للمضادات الحيوية وعرضة لها.

إنتاج الطاقة في الأنسجة البشرية

بعض أنسجة الكائنات الحية شديدة المقاومة محتوى مخفضالأكسجين. في الشروط القياسيةيحدث تخليق ثلاثي فوسفات الأدينوزين بطريقة هوائية ، ولكن مع زيادة المجهود البدني والتفاعلات الالتهابية ، تظهر الآلية اللاهوائية في المقدمة.

ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP)هو حمض يلعب دور مهمفي إنتاج الطاقة من قبل الجسم. هناك عدة خيارات لتركيب هذه المادة: واحد هوائي وثلاثة لا هوائية.

تتضمن الآليات اللاهوائية لتخليق ATP ما يلي:

• إعادة الفسفرة بين فوسفات الكرياتين و ADP ؛
• تفاعل تحويل الفسفرة لجزيئي ADP ؛
• التحلل اللاهوائي لجلوكوز الدم أو مخازن الجليكوجين.

زراعة الكائنات اللاهوائية

يخرج طرق خاصةلزراعة اللاهوائية. وهي تتكون من استبدال الهواء بمخاليط غازية في منظمات حرارة محكمة الغلق.

طريقة أخرى هي زراعة الكائنات الحية الدقيقة في وسط مغذي تضاف إليه المواد المختزلة.

وسائط الثقافة للكائنات اللاهوائية

هناك وسائط المغذيات المشتركة و وسائط المغذيات التشخيصية التفاضلية. تشمل الأنواع الشائعة وسيط Wilson-Blair ووسيط Kitt-Tarozzi. للتشخيص التفاضلي - وسط هيس ، وسط رسيل ، وسط إندو ، وسط بلوسكيرف وأجار البزموت-كبريتيت.

أساس وسيط ويلسون-بلير هو أجار أجار مع إضافة الجلوكوز وكبريتيت الصوديوم وثاني كلوريد الحديد. تتشكل المستعمرات السوداء من اللاهوائية بشكل رئيسي في عمق عمود أجار.

تم استخدام وسيط Ressel (Russell) في الدراسة الخصائص البيوكيميائيةالبكتيريا مثل الشيغيلا والسالمونيلا. يحتوي أيضًا على أجار أجار والجلوكوز.

الأربعاء بلوسكيرفيمنع نمو العديد من الكائنات الحية الدقيقة ، لذلك يتم استخدامه لأغراض التشخيص التفريقي. تزدهر مسببات الأمراض في مثل هذه البيئة. حمى التيفودوالدوسنتاريا والبكتيريا المسببة للأمراض الأخرى.

الغرض الرئيسي من أجار البزموت كبريتات هو عزل السالمونيلا في شكل نقي. تعتمد هذه البيئة على قدرة السالمونيلا على إنتاج كبريتيد الهيدروجين. هذه الوسيلة تشبه وسيط ويلسون بلير في التقنية المستخدمة.

الالتهابات اللاهوائية

يمكن أن تسبب معظم البكتيريا اللاهوائية التي تعيش في جسم الإنسان أو الحيوان عدوى مختلفة. كقاعدة عامة ، تحدث العدوى خلال فترة ضعف المناعة أو انتهاك البكتيريا العامة للجسم. هناك أيضًا احتمال دخول مسببات الأمراض بيئة خارجيةخاصة في أواخر الخريف والشتاء.

عادة ما ترتبط العدوى التي تسببها البكتيريا اللاهوائية بنباتات الأغشية المخاطية للإنسان ، أي بالموائل الرئيسية للكائنات اللاهوائية. عادة ، هذه الالتهابات مشغلات متعددة في وقت واحد(حتى 10).

يكاد يكون من المستحيل تحديد العدد الدقيق للأمراض التي تسببها اللاهوائية بسبب صعوبة جمع المواد للتحليل ونقل العينات وزراعة البكتيريا نفسها. في أغلب الأحيان ، يوجد هذا النوع من البكتيريا في الأمراض المزمنة.

تصيب الالتهابات اللاهوائية الناس من جميع الأعمار. في نفس الوقت ، الأطفال لديهم مستوى أمراض معديةأعلى.

يمكن أن تسبب البكتيريا اللاهوائية أمراضًا مختلفة داخل الجمجمة (التهاب السحايا والخراجات وغيرها). التوزيع ، كقاعدة عامة ، يحدث مع مجرى الدم. في الأمراض المزمنة ، يمكن أن تسبب اللاهوائية أمراضًا في الرأس والرقبة: التهاب الأذن الوسطى ، التهاب العقد اللمفية ، خراجات. هذه البكتيريا خطيرة الجهاز الهضمي، و سهل. لمختلف أمراض الجهاز البولي التناسلي نظام الأنثىهناك أيضًا خطر الإصابة بالعدوى اللاهوائية. امراض عديدةالمفاصل والجلد قد يكون بسبب تطور البكتيريا اللاهوائية.

أسباب الالتهابات اللاهوائية وأعراضها

تحدث العدوى بسبب جميع العمليات التي تدخل خلالها البكتيريا اللاهوائية النشطة إلى الأنسجة. أيضًا ، يمكن أن يؤدي تطور العدوى إلى ضعف في إمداد الدم ونخر الأنسجة (إصابات مختلفة ، وأورام ، وذمة ، وأمراض الأوعية الدموية). الالتهابات تجويف الفملدغات الحيوانات ، أمراض الرئة, الأمراض الالتهابية أعضاء الحوضوالعديد من الأمراض الأخرى يمكن أن تسببها اللاهوائية.

في كائنات مختلفةتتطور العدوى بطرق مختلفة. يتأثر هذا بنوع العامل الممرض وحالة صحة الإنسان. بسبب الصعوبات المرتبطة بتشخيص الالتهابات اللاهوائية ، غالبًا ما يعتمد الاستنتاج على الافتراضات. تختلف في بعض سمات العدوى التي تسببها اللاهوائية غير المطثية.

العلامات الأولى لعدوى الأنسجة بالأيروبس هي التقيح والتهاب الوريد الخثاري وتكوين الغاز. بعض الأورام والأورام (الأمعاء والرحم وغيرها) مصحوبة أيضًا بتطور الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية. قد تسبب الالتهابات اللاهوائية رائحة كريهةومع ذلك ، فإن غيابه لا يستبعد اللاهوائية كعامل مسبب للعدوى.

ميزات الحصول على العينات ونقلها

الدراسة الأولى في تحديد العدوى التي تسببها اللاهوائية هي الفحص البصري. متنوع الآفات الجلديةنكون مضاعفات متكررة. أيضا ، فإن الدليل على النشاط الحيوي للبكتيريا سيكون وجود الغاز في الأنسجة المصابة.

ل البحوث المخبريةوإنشاء التشخيص الدقيق، أولا وقبل كل شيء ، من الضروري بكفاءة الحصول على عينة الأمرمن المنطقة المصابة. لهذا الغرض ، يتم استخدام تقنية خاصة ، بفضلها لا تدخل النباتات الطبيعية في العينات. أفضل طريقةهو شفط بإبرة مستقيمة. لا ينصح بالحصول على المواد المخبرية عن طريق اللطاخات ، ولكنه ممكن.

تشمل العينات غير المناسبة لمزيد من التحليل ما يلي:

• البلغم الناتج عن الإفراز الذاتي ؛
• العينات التي تم الحصول عليها أثناء تنظير القصبات ؛
• مسحات من أقبية المهبل.
• بول مع التبول الحر
• البراز.

للبحث يمكن استخدام:

• دم؛
• السائل الجنبي;
• نضح عبر القصبة.
• الحصول على القيح من تجويف الخراج.
• السائل النخاعي؛
• ثقوب الرئة.

عينات النقلمن الضروري في أقرب وقت ممكن في حاوية خاصة أو كيس بلاستيكي مع ظروف لاهوائية ، حيث أن التفاعل قصير المدى مع الأكسجين يمكن أن يتسبب في موت البكتيريا. يتم نقل العينات السائلة في أنبوب اختبار أو في محاقن. تُنقل المسحات التي تحتوي على عينات في أنابيب اختبار بها ثاني أكسيد الكربون أو وسط معدة مسبقًا.

في حالة تشخيص عدوى لاهوائية للعلاج المناسب ، من الضروري اتباع المبادئ التالية:

• يجب تحييد السموم التي تنتجها اللاهوائية ؛
• يجب تغيير موائل البكتيريا ؛
• يجب توطين انتشار اللاهوائية.

للامتثال لهذه المبادئ تستخدم المضادات الحيوية في العلاج، التي تؤثر على كل من الكائنات اللاهوائية والكائنات الهوائية ، حيث غالبًا ما تكون النباتات في العدوى اللاهوائية شخصية مختلطة. في نفس الوقت ، التعيينات الأدوية، يجب على الطبيب تقييم التركيب النوعي والكمي للنباتات الدقيقة. تشمل العوامل النشطة ضد مسببات الأمراض اللاهوائية: البنسلين ، والسيفالوسبورينات ، والشامفينيكول ، والفلوروكينولو ، والميترانيدازول ، والكاربابينيمات وغيرها. بعض الأدوية لها تأثير محدود.

للسيطرة على موطن البكتيريا في معظم الحالات ، استخدم تدخل جراحي، والذي يتم التعبير عنه في علاج الأنسجة المصابة ، وتصريف الخراجات ، وضمان الدورة الدموية الطبيعية. يتجاهل طرق جراحيةلا تستحق بسبب خطر الإصابة بمضاعفات تهدد الحياة.

تستخدم في بعض الأحيان طرق المساعدةعلاج، وكذلك بسبب الصعوبات المرتبطة بالتحديد الدقيق للعامل المسبب للعدوى ، يتم استخدام العلاج التجريبي.

مع تطور الالتهابات اللاهوائية في تجويف الفم ، يوصى أيضًا بإضافة أكبر عدد ممكن من الفواكه والخضروات الطازجة إلى النظام الغذائي. الأكثر فائدة هو التفاح والبرتقال. يخضع القيد إلى أطعمة اللحوم والوجبات السريعة.

تحتاج جميع الكائنات الحية على الأرض تقريبًا إلى عملية التنفس. الأكسجين هو أحد أكثر العوامل المؤكسدة شيوعًا في الحيوانات والنباتات والطلائعيات والعديد من البكتيريا. ومع ذلك ، لا يعرف الجميع كيف يختلف جسمنا في التعقيد الهيكلي عن الخلايا الصغيرة للكائنات الحية الدقيقة. السؤال الذي يطرح نفسه: كيف تتنفس البكتيريا؟ هل طريقتهم في الحصول على الطاقة تختلف عن طريقتنا؟

هل تتنفس كل البكتيريا الأكسجين؟

لا يعلم الجميع أن الأكسجين ليس دائمًا مكونًا أساسيًا في سلسلة الجهاز التنفسي. إنه يلعب ، أولاً وقبل كل شيء ، دور متقبل الإلكترون ؛ لذلك ، يتأكسد هذا الغاز جيدًا ويتفاعل مع بروتونات الهيدروجين. ATP هو سبب تنفس جميع الكائنات الحية. ومع ذلك ، فإن أنواعًا عديدة من البكتيريا تعمل بدون أكسجين ، ولا تزال تتلقى مثل هذا المصدر الثمين للطاقة مثل الأدينوزين ثلاثي الفوسفات. كيف تتنفس البكتيريا من هذا النوع؟

تستمر عملية التنفس في أجسامنا على مرحلتين. أولها - اللاهوائي - لا يتطلب وجود الأكسجين في الخلية ، ولا يتطلب سوى مصادر الكربون ومستقبلات بروتون الهيدروجين. المرحلة الثانية - الهوائية - تستمر حصريًا في وجود الأكسجين وتتميز بعدد كبير من التفاعلات التدريجية.

في البكتيريا التي لا تمتص الأكسجين ولا تستخدمه للتنفس ، تحدث فقط المرحلة اللاهوائية. في نهايته ، تتلقى الكائنات الحية الدقيقة أيضًا ATP ، لكن مقدارها يختلف تمامًا عن الكمية التي نتلقاها بعد المرور بمرحلتين من التنفس في وقت واحد. اتضح أن ليس كل البكتيريا تتنفس الأكسجين.

ATP هو مصدر عالمي للطاقة

من المهم لأي كائن حي أن يحافظ على نشاطه الحيوي. لذلك ، في عملية التطور ، كان من الضروري العثور على مصادر الطاقة التي ، عند استخدامها ، يمكن أن توفر موارد كافية لجميع التفاعلات الضرورية التي تحدث في الخلية. أولاً ، ظهر التخمير في البكتيريا: هذا هو اسم مرحلة تحلل السكر أو المرحلة اللاهوائية للتنفس بدائية النواة. وعندها فقط يكون أكثر كمالا الكائنات متعددة الخلاياتطورت التكيفات ، والتي بفضلها ، بمشاركة الأكسجين الجوي ، زادت كفاءة التنفس بشكل ملحوظ. هكذا ظهرت المرحلة الهوائية

كيف تتنفس البكتيريا؟ يُظهر الصف السادس من مقرر علم الأحياء المدرسي أنه من المهم لأي كائن حي أن يتلقى قدرًا معينًا من الطاقة. في عملية التطور ، بدأ تخزينه في جزيئات تم تصنيعها خصيصًا لهذا الغرض ، والتي تسمى أدينوزين ثلاثي الفوسفات.

ATP عبارة عن مادة كبيرة ، أساسها حلقة كربون خماسية ، وهي قاعدة نيتروجينية (أدينوزين). تخرج منه بقايا الفوسفور ، والتي تتشكل بينها روابط عالية الطاقة. عندما يتم تدمير واحد منهم ، يتم إطلاق حوالي 40 كيلو جول في المتوسط ​​، وجزيء ATP واحد قادر على تخزين ثلاث بقايا من الفوسفور كحد أقصى. لذلك ، إذا انكسر ATP إلى ADP (ثنائي فوسفات الأدينوسيد) ، فإن الخلية تتلقى 40 كيلو جول من الطاقة في عملية نزع الفسفرة. على العكس من ذلك ، يحدث التخزين عن طريق فسفرة ADP إلى ATP مع إنفاق الطاقة.

يعطي التحلل الجلدي الخلية البكتيرية 2 جزيئات أدينوسين ثلاثي الفوسفات ، عندما يمكن للمرحلة الهوائية من التنفس ، عند الانتهاء ، أن تزود الخلية على الفور بـ 36 جزيء من هذه المادة. لذلك فإن السؤال "كيف تتنفس البكتيريا؟" يمكن إعطاء الإجابة على النحو التالي: عملية التنفس للعديد من بدائيات النوى هي تكوين ATP دون وجود الأكسجين واستهلاكه.

كيف تتنفس البكتيريا؟ أنواع التنفس

فيما يتعلق بالأكسجين ، تنقسم جميع بدائيات النوى إلى عدة مجموعات. فيما بينها:

1. تلزم اللاهوائية.
2. اللاهوائية الاختيارية.
3. نموذج تعهد.

تتكون المجموعة الأولى فقط من تلك البكتيريا التي لا تستطيع العيش في ظروف الوصول إلى الأكسجين. O2 سام بالنسبة لهم ويؤدي إلى موت الخلايا. أمثلة على هذه البكتيريا هي بدائيات النوى التكافلية البحتة التي تعيش داخل كائن حي آخر في غياب الأكسجين.

كيف تتنفس بكتيريا المجموعة الثالثة؟ تختلف بدائيات النوى هذه من حيث أنها لا تستطيع العيش إلا في ظروف تهوية جيدة. إذا لم يكن هناك ما يكفي من الأكسجين في الهواء ، فإن هذه الخلايا تموت بسرعة ، لأن O2 ضروري للتنفس.

كيف يختلف التخمر عن تنفس الأكسجين؟

التخمير في البكتيريا هو نفس عملية تحلل السكر أنواع مختلفةبدائيات النوى يمكن أن تعطي منتجات مختلفةتفاعلات. على سبيل المثال ، يؤدي إلى تكوين منتج ثانوي لحمض اللبنيك والتخمير الكحولي - الإيثانول و ثاني أكسيد الكربون، حمض الزبد - حمض الزبد (البوتانويك) ، إلخ.

تنفس الأكسجين عبارة عن سلسلة كاملة من العمليات التي تبدأ بمرحلة تحلل السكر مع التكوين وتنتهي بإطلاق ثاني أكسيد الكربون ، و H2O والطاقة. تحدث التفاعلات الأخيرة في وجود الأكسجين.

كيف تتنفس البكتيريا؟ علم الأحياء (الصف 6) من المقرر الدراسي لعلم الأحياء الدقيقة

في المدرسة ، تلقينا فقط أبسط المعرفة حول كيفية حدوث عملية تنفس بدائيات النوى. هذه الكائنات الحية الدقيقة لا تحتوي على ميتوكوندريا ، ومع ذلك ، هناك ميزوسومات - نتوءات تذكر الذكرياتداخل الخلية. لكن هذه الهياكل لا تلعب الدور الرئيسي في التنفس البكتيري.

نظرًا لأن التخمير هو نوع من تحلل السكر ، فإنه يحدث في سيتوبلازم بدائيات النوى. هناك أيضًا العديد من الإنزيمات اللازمة لتنفيذ سلسلة التفاعلات بأكملها. جميع البكتيريا ، دون استثناء ، تشكل أولاً جزيئين من حمض البيروفيك ، كما هو الحال في البشر. وعندها فقط يتحولون إلى آخرين المنتجات الثانويةالتي تعتمد على نوع التخمير.

خاتمة

عالم بدائيات النوى ، على الرغم من بساطتها الظاهرة التنظيم الخلويمليء باللحظات المعقدة وأحيانًا التي يتعذر تفسيرها. الآن هناك إجابة لكيفية تنفس البكتيريا بالفعل ، لأن ليس كلهم ​​بحاجة إلى الأكسجين. على العكس من ذلك ، تكيفت الأغلبية لاستخدام طريقة أخرى أقل عملية للحصول على الطاقة - التخمير.