Անաէրոբները օրգանիզմներ են, որոնք էներգիա են ստանում թթվածնի հասանելիության բացակայության դեպքում սուբստրատի ֆոսֆորիլացման միջոցով: «Անաէրոբ» տերմինը ներմուծել է Լուի Պաստերը, ով 1861 թվականին հայտնաբերեց թութային խմորման բակտերիաները։

Բոլոր միկրոօրգանիզմները, ըստ շնչառության տեսակի, բաժանվում են աերոբ և անաէրոբ: Անաէրոբ շնչառությունը կենսաքիմիական ռեակցիաների մի շարք է, որը տեղի է ունենում կենդանի օրգանիզմների բջիջներում, երբ այլ նյութեր (օրինակ՝ նիտրատներ) օգտագործվում են որպես վերջնական պրոտոն ընդունող և վերաբերում է էներգիայի նյութափոխանակության գործընթացներին (կատաբոլիզմ, դիսիմիլացիա), որոնք բնութագրվում են օքսիդացումով։ ածխաջրեր, լիպիդներ և ամինաթթուներ մինչև ցածր մոլեկուլային քաշի միացություններ:

Եթե ​​մարմինը կարող է անցնել մեկից նյութափոխանակության ուղինմյուսին (օրինակ՝ անաէրոբ շնչառությունից դեպի աերոբ և հակառակը), ապա այն պայմանականորեն կոչվում է ֆակուլտատիվ անաէրոբներ։ Մինչև 1991 թվականը մանրէաբանության մեջ առանձնանում էր կապնեիստական ​​անաէրոբների դաս, որը պահանջում էր թթվածնի ցածր կոնցենտրացիան և ածխաթթու գազի բարձր կոնցենտրացիան (Brucella bovine type – B. abortus): Չափավոր խիստ անաէրոբ օրգանիզմը գոյատևում է մոլեկուլային O2 ունեցող միջավայրում, բայց չի բազմանում։ Միկրոաերոֆիլները կարողանում են գոյատևել և բազմանալ O2-ի ցածր մասնակի ճնշմամբ միջավայրում։ Եթե ​​օրգանիզմը չի կարողանում անաէրոբ շնչառությունից «անցում կատարել» աերոբի, բայց չի մեռնում մոլեկուլային թթվածնի առկայության դեպքում, ապա այն պատկանում է աերոտոլերանտ անաէրոբների խմբին։ Օրինակ՝ կաթնաթթուն և շատ կարագային բակտերիաներ։ Պարտադիր անաէրոբները մահանում են O2 մոլեկուլային թթվածնի առկայության դեպքում, օրինակ՝ բակտերիաների և արխեաների սեռի ներկայացուցիչներ՝ Bacteroides, Fusobacterium, Butyrivibrio, Methanobacterium): Նման անաէրոբները մշտապես ապրում են թթվածնից զրկված միջավայրում։ TO պարտադիր անաէրոբներներառում են որոշ բակտերիաներ, խմորիչներ, դրոշակներ և թարթիչավորներ:

Թթվածնի թունավորությունը և դրա ձևերը անաէրոբ օրգանիզմների համար

Թթվածնով հարուստ միջավայրը ագրեսիվ է օրգանական կյանքի ձևերի նկատմամբ: Դա պայմանավորված է կյանքի ընթացքում կամ իոնացնող ճառագայթման տարբեր ձևերի ազդեցության տակ ռեակտիվ թթվածնի տեսակների ձևավորմամբ, որոնք շատ ավելի թունավոր են, քան մոլեկուլային O2 թթվածինը: Թթվածնային միջավայրում օրգանիզմի կենսունակությունը որոշող գործոնը ֆունկցիոնալ հակաօքսիդանտ համակարգի առկայությունն է, որն ունակ է վերացնել սուպերօքսիդ անիոնը (O2−), ջրածնի պերօքսիդը (H2O2), միանգամյա թթվածինը (O) և մոլեկուլային թթվածինը (O2): ներքին միջավայրի օրգանիզմ։ Ամենից հաճախ նման պաշտպանությունն ապահովվում է մեկ կամ մի քանի ֆերմենտներով՝ սուպերօքսիդ դիսմուտազով, որը վերացնում է սուպերօքսիդ անիոնը (O2−)՝ առանց մարմնի էներգիայի օգուտների։ կատալազը, որը վերացնում է ջրածնի պերօքսիդը (H2O2)՝ առանց օրգանիզմի համար էներգետիկ օգուտների. ցիտոքրոմ - ֆերմենտ, որը պատասխանատու է էլեկտրոնների փոխանցման համար NAD H-ից O2: Այս գործընթացը մարմնին տալիս է զգալի էներգետիկ օգուտ: Աերոբ օրգանիզմներն առավել հաճախ պարունակում են երեք ցիտոքրոմ, ֆակուլտատիվ անաէրոբները՝ մեկ կամ երկու, պարտադիր անաէրոբները չեն պարունակում ցիտոքրոմներ։ Հավելյալ հակաօքսիդանտ պաշտպանություն կարող է ապահովվել ցածր մոլեկուլային քաշի հակաօքսիդանտների՝ C, A, E, կիտրոնաթթուների և այլ թթուների սինթեզի կամ կուտակման միջոցով:

Անաէրոբ միկրոօրգանիզմները մարդու օրգանիզմի նորմալ միկրոֆլորան են, մինչդեռ 30-100% դեպքերում նրանք կարող են լինել պյոբորբոքային հիվանդությունների պատճառ։

Կասկածելի ներկայություն անաէրոբ բակտերիաներՓորձարկման նյութում անհրաժեշտ է հետևյալ չափանիշներով. Փորձանմուշի տհաճ հոտ, վարակի տեղայնացում լորձաթաղանթի մոտ, վարակ մարդու կամ կենդանու կծումից հետո, Գազ փորձարկման նյութում, Անաէրոբների դեմ ոչ ակտիվ դեղամիջոցներով նախկին բուժում ( հակաբիոտիկներ՝ ամինոգիկոզիդներ, հին քինոլոններ, տրիմետոպրիմ), արյուն պարունակող էքսուդատների սև երանգավորում, սեկրեցներում «ծծմբի հատիկների» առկայություն, գրամ ներկման եզակի ձևաբանություն, էքսուդատային սլայդներում երևացող միկրոօրգանիզմների աերոբ աճի բացակայություն, անաէրոբ գոտում աճ։ կուլտուրայի միջավայր, Անաէրոբ աճ անաէրոբ սելեկտիվ միջավայրում, Բնութագրական գաղութներ անաէրոբ ագարի թիթեղների վրա, գաղութների ֆլյուորեսցենցիան ուլտրամանուշակագույն լույսի ներքո:

Մանրէաբանական ախտորոշում.Ներկայումս ախտորոշման հիմնական մեթոդները մանրէաբանական են՝ կենսաքիմիական հատկություններով ընդլայնված նույնականացմամբ, ինչպես նաև գազային քրոմատոգրաֆիան (քիմոտաքսոնոմիա) և ՊՇՌ (գենային ախտորոշում):

Անաէրոբ օրգանիզմների աճեցում.Անաէրոբների աճեցման համար օգտագործվում են հատուկ մեթոդներ, որոնց էությունը օդը հեռացնելն է կամ այն ​​փոխարինել մասնագիտացված գազային խառնուրդով (կամ իներտ գազերով) կնքված թերմոստատներում՝ անաէրոստատներում: Անաէրոբները (առավել հաճախ միկրոօրգանիզմներ) սննդարար միջավայրում աճեցնելու մեկ այլ միջոց է ավելացնել վերականգնող նյութեր (գլյուկոզա, նատրիումի մածուցիկ թթու, կազեին, նատրիումի սուլֆատ, թիոսուլֆատ, ցիստեին, նատրիումի թիոգլուկոնատ և այլն), որոնք կապում են պերօքսիդի միացությունները թունավոր անաէրոբների համար:

Ընդհանուր են մշակութային լրատվամիջոցներանաէրոբ օրգանիզմների համար. Wilson-Blair-ի ընդհանուր միջավայրի համար հիմքը ագար-ագարն է՝ գլյուկոզայի, նատրիումի սուլֆիտի և երկաթի քլորիդի ավելացումով: Այս միջավայրում կլոստրիդիաները ձևավորում են սև գաղութներ՝ սուլֆիտը վերածելով սուլֆիդային անիոնի, որը միանում է երկաթի (II) կատիոններին և տալիս է սև աղ: Որպես կանոն, այս միջավայրի վրա սև գաղութային գոյացությունները հայտնվում են ագարի սյունակի խորքում։ Kitt-Tarozzi միջավայրը բաղկացած է միս-պեպտոն արգանակից, 0,5% գլյուկոզայից և լյարդի կամ աղացած մսի կտորներից՝ միջավայրից թթվածինը կլանելու համար: Ցանքից առաջ միջավայրը 20-30 րոպե տաքացնում են եռացող ջրային բաղնիքում՝ միջավայրից օդը հեռացնելու համար։ Ցանքից հետո սննդարար միջավայրը անմիջապես լցվում է պարաֆինի կամ պարաֆին յուղի շերտով՝ թթվածնի հասանելիությունից մեկուսացնելու համար։ GasPak - համակարգը քիմիապես ապահովում է գազային խառնուրդի կայունություն, որն ընդունելի է անաէրոբ միկրոօրգանիզմների մեծ մասի աճի համար: Կնքված տարայի մեջ ջուրը փոխազդում է նատրիումի բորոհիդրիդ և նատրիումի բիկարբոնատ հաբերի հետ՝ առաջացնելով ջրածին և ածխաթթու գազ։ Այնուհետև ջրածինը փոխազդում է գազային խառնուրդի թթվածնի հետ պալադիումի կատալիզատորի վրա՝ առաջացնելով ջուր, որն արդեն կրկին արձագանքում է բորոհիդրիդի հիդրոլիզին։ Այս մեթոդը առաջարկվել է Բրյուերի և Օլգաերի կողմից 1965 թ. Մշակողները ներկայացրել են միանգամյա օգտագործման ջրածնի գեներացնող պարկ, որը հետագայում վերածվել է ածխածնի երկօքսիդ արտադրող պարկերի, որոնք պարունակում են ներքին կատալիզատոր:

ԴասակարգումԱնաէրոբ բակտերիաները հիմնված են գենոտիպային հոմոլոգիայի սկզբունքների վրա, ինչը թույլ է տալիս որոշել ֆիլոգենետիկ կապը, բացի այդ, բոլոր անաէրոբները կարող են դասակարգվել ըստ մորֆոլոգիայի և գրամի գույնի առնչության:

Գրամ-դրական՝ ձողիկներ (Clostridium, Bifidobacterium, Lactobacillus, Mobiluncus), կոկի (Anaerococcus, Peptococcus, Peptostreptococcus, Coprococcus): Գրամ-բացասական՝ ձողիկներ (Bacteroides, Porphyromonas, Prevotella, Fusobacterium, Leptotrichia), կոկիներ (Acidaminococcus, Veillonella, Megasphaera):

Դիտարկենք բժշկական մեծ նշանակություն ունեցող հիմնական տաքսոնոմիկ խմբերի ներկայացուցիչները։

Գրամ-դրական սպոր առաջացնող ձողեր:

սեռի սպոր առաջացնող բակտերիաներԿլոստրիդիում

Սեռի սպոր առաջացնող անաէրոբներ ԿլոստրիդիումԿան ավելի քան 150 տեսակներ: Սպորները ունեն կլոր կամ օվալաձև ձև, որոնք գտնվում են բջջի կենտրոնում ենթատերմինալ կամ վերջնամասում՝ կախված միկրոբի տեսակից։ Սպորի տրամագիծը սովորաբար ավելի մեծ է, քան բջջի տրամագիծը, ուստի սպոր պարունակող բջիջը այտուցված տեսք ունի և հիշեցնում է spindle (լատ. կլոստրիդիում - spindle): Այս բակտերիաները բարենպաստ պայմաններում կարող են առաջացնել գազային գանգրենա, տետանուս, բոտուլիզմ, կեղծ մեմբրանային խոցային էնտերոկոլիտ, սննդային թունավորումներ և այլ հիվանդություններ՝ կապված տարբեր օրգանների և համակարգերի կլոստրիդային վնասվածքների հետ:

ներս ազատ թթվածնի առկայության դեպքում մահանալով Ա միջավայրը … Մեծ բժշկական բառարան

Տես Անաէրոբ օրգանիզմներ։ Երկրաբանական բառարան՝ 2 հատորով։ Մ.: Նեդրա: Խմբագրվել է K. N. Paffengolts et al. 1978 թ. Երկրաբանական հանրագիտարան

Ժամանակակից հանրագիտարան

- (անաէրոբ օրգանիզմները) կարողանում են ապրել մթնոլորտային թթվածնի բացակայության պայմաններում. որոշ տեսակի բակտերիաներ, խմորիչ, նախակենդանիներ, որդեր: Կյանքի էներգիան ստացվում է օրգանական, ավելի քիչ հաճախ անօրգանական նյութերի օքսիդացումից՝ առանց անվճար ... ... Մեծ Հանրագիտարանային բառարան

Անաէրոբներ- (հունարենից՝ բացասական մասնիկ, օդային օդ և բիոս կյանք), օրգանիզմներ, որոնք կարող են ապրել և զարգանալ ազատ թթվածնի բացակայության դեպքում. որոշ տեսակի բակտերիաներ, խմորիչ, նախակենդանիներ, որդեր: Պարտադիր կամ խիստ անաէրոբները զարգանում են ... ... Պատկերազարդ հանրագիտարանային բառարան

Օրգանիզմներ (հիմնականում պրոկարիոտներ), որոնք կարող են ապրել շրջակա միջավայրում ազատ թթվածնի բացակայության պայմաններում։ Պարտադիր Ա.-ն էներգիա ստանալ խմորման (յուղաթթվային բակտերիաներ և այլն), անաէրոբ շնչառության (մեթանոգեններ, սուլֆատ վերականգնող բակտերիաներ ... Մանրէաբանական բառարան

Ow, pl. (միավոր անաէրոբ, ա; մ.): Բիոլ. Օրգանիզմներ, որոնք ունակ են ապրել և զարգանալ ազատ թթվածնի բացակայության պայմաններում (տես՝ աերոբներ)։ ◁ Անաէրոբ, օ՜, օ՜հ: Ահ, բակտերիաներ: Ահ, վարակը: * * * Անաէրոբներ (անաէրոբ օրգանիզմներ), որոնք կարող են ապրել ... ... Հանրագիտարանային բառարան

I Անաէրոբները (հունարեն բացասական նախածանց an + aēr օդ + b կյանք) միկրոօրգանիզմներ են, որոնք զարգանում են իրենց միջավայրում ազատ թթվածնի բացակայության դեպքում։ Դրանք հայտնաբերվել են պաթոլոգիական նյութի գրեթե բոլոր նմուշներում ... ... Բժշկական հանրագիտարան

Անաէրոբ օրգանիզմներ, անաէրոբիոնտներ, անօքսիբիոնտներ (հունարենից՝ բացասական մասնիկից և Աերոբներից), օրգանիզմներ, որոնք կարող են ապրել և զարգանալ ազատ թթվածնի բացակայության պայմաններում և կյանքի համար էներգիա ստանալ՝ տրոհվելով ... ... Խորհրդային մեծ հանրագիտարան

ANAEROBES- (հունարենից՝ բացասական մասնիկ, օդային օդ և բիոս կյանք), օրգանիզմներ, որոնք կարող են ապրել և վերարտադրվել ատմ-ի բացակայության դեպքում։ թթվածին. Նրանք կյանքի համար էներգիա են ստանում՝ պառակտելով Չ. arr. օրգանական նյութեր առանց ազատ թթվածնի մասնակցության. Անասնաբուժական հանրագիտարանային բառարան

Թթվածինը լայնորեն տարածված է բնության մեջ՝ լինելով և՛ կապված, և՛ ազատ վիճակում։ Առաջին դեպքում այն ​​ջրի մոլեկուլների, օրգանական և անօրգանական միացությունների մի մասն է։ Երկրորդում՝ ժամանակակից մթնոլորտում առկա է մոլեկուլային թթվածնի (O2) տեսքով, որի ծավալային բաժինը կազմում է 21%։

Թթվածինը պարտադիր է քիմիական բաղադրիչցանկացած բջիջ: Օրգանիզմների ճնշող մեծամասնությունը բավարարում է այս տարրի իրենց կարիքները՝ օգտագործելով թթվածնի երկու ձևերը: 18O2-ի և H218O-ի առկայության դեպքում Pseudomonas-ի աճեցման ժամանակ գազային թթվածինը ծառայում էր որպես բջջային նյութի թթվածնի մոտավորապես 10%-ի աղբյուր, իսկ բջջային թթվածնի 50-60%-ը ստացվում էր ջրից: Թթվածնի մնացած մասը բջջին մատակարարվել է սննդարար միջավայրի օրգանական և անօրգանական բաղադրիչներով (գլյուկոզա, ֆոսֆատներ, նիտրատներ, սուլֆատներ և այլն)։

Պրոկարիոտների շրջանում զգալի տարբերություններ կան մոլեկուլային թթվածնի հետ կապված։ Այս հիման վրա դրանք կարելի է բաժանել մի քանի խմբերի (նկ. 34): Պրոկարիոտները, որոնց աճի համար անհրաժեշտ է O2, կոչվում են պարտադիր (պարտադիր) աերոբներ։ Դրանք ներառում են պրոկարիոտների մեծ մասը: Պարտադիր աերոբների շրջանում զգալի տարբերություններ են հայտնաբերվել շրջակա միջավայրում մոլեկուլային թթվածնի մակարդակի հետ կապված: Այս խմբի որոշ ներկայացուցիչներ ի վիճակի չեն աճել O2-ի կոնցենտրացիայի դեպքում, որը հավասար է մթնոլորտային, բայց կարող է աճել, եթե շրջակա միջավայրում O2-ի պարունակությունը զգալիորեն ցածր է (մոտ 2%): Նման պարտադիր աերոբ պրոկարիոտները կոչվում են միկրոաերոֆիլներ։

Միջավայրում O2-ի ցածր կոնցենտրացիայի համար պրոկարիոտների պահանջը կապված է նրանց նյութափոխանակության առանձնահատկությունների հետ: Շատ աերոբ ազոտ ամրագրող բակտերիաներ կարող են աճել մոլեկուլային ազոտով միջավայրում միայն O2-ի 2%-ից ցածր կոնցենտրացիաների դեպքում, այսինքն. որպես միկրոաերոֆիլներ և օդում կապված ազոտի, օրինակ՝ ամոնիումի առկայության դեպքում։ Սա բացատրվում է մոլեկուլային թթվածնի արգելակող ազդեցությամբ նիտրոգենազի ակտիվության վրա՝ ֆերմենտային համալիրի, որը պատասխանատու է N2-ի ֆիքսման համար։

Նմանատիպ օրինաչափություն հայտնաբերվել է շատ ջրածնի օքսիդացնող բակտերիաների մոտ: Չորեքշաբթի օրը հետ օրգանական միացություններորպես էներգիայի աղբյուր՝ նրանք լավ են աճում մթնոլորտային O2 պարունակության դեպքում: Եթե ​​էներգիայի աղբյուրը մոլեկուլային ջրածնի օքսիդացումն է, ապա այս նույն բակտերիաները աճի համար պահանջում են O2-ի ցածր կոնցենտրացիան: Վերջինս կապված է մոլեկուլային թթվածնի կողմից H2-ի օգտագործումը կատալիզացնող ֆերմենտի՝ ​​հիդրոգենազի անակտիվացման հետ։

Վերջապես, պարտադիր աերոբների շրջանում կան դիմադրության զգալի տարբերություններ բարձր մակարդակներ O2 շրջակա միջավայրում. 100% մոլեկուլային թթվածինը արգելակում է բոլոր պարտադիր աերոբների աճը: Շատ աերոբ բակտերիաներ կարող են գաղութներ ձևավորել 40% O2 պարունակող մթնոլորտում պինդ սննդային միջավայրի մակերեսին, սակայն դրանց աճը դադարում է, երբ մթնոլորտում O2 պարունակությունը բարձրանում է մինչև 50%:

Հայտնի են պրոկարիոտները, որոնց նյութափոխանակությունը չի պահանջում O2, այսինքն՝ նրանց էներգիան և կառուցվածքային գործընթացները տեղի են ունենում առանց մոլեկուլային թթվածնի մասնակցության: Նման օրգանիզմները կոչվում են պարտադիր անաէրոբներ։ Դրանք ներառում են մեթան ձևավորող արխեբակտերիաներ, սուլֆատ վերականգնող, կարագեղեն և որոշ այլ էվբակտերիաներ: Մինչև համեմատաբար վերջերս ենթադրվում էր, որ պարտադիր անաէրոբները կարող են էներգիա ստանալ միայն խմորման գործընթացում: Ներկայումս հայտնի են շատ պարտադիր անաէրոբ պրոկարիոտներ, որոնք առաջացել են աերոբներից՝ անաէրոբ պայմաններին երկրորդական հարմարվելու արդյունքում, ինչը հանգեցրել է շնչառության ընթացքում O2-ը որպես վերջնական էլեկտրոն ընդունող օգտագործելու ունակության կորստի: Նման պարտադիր անաէրոբները էներգիա են ստանում անաէրոբ շնչառության գործընթացներում, այսինքն. էլեկտրոնների փոխանցում կրիչների շղթայի երկայնքով դեպի CO2, SO4--, ֆումարատ և այլ ընդունիչներ:

Պարտադիր անաէրոբ պրոկարիոտների շրջանում, որոնք նյութափոխանակության ռեակցիաներում չեն ներառում O2, կա արտաքին միջավայրում առկա մոլեկուլային թթվածնի նկատմամբ դիմադրության լայն շրջանակ: Պարտադիր անաէրոբներից շատերը չեն կարող հանդուրժել նույնիսկ փոքր քանակությամբ մոլեկուլային թթվածնի առկայությունը շրջակա միջավայրում և արագ մահանում են: Նման օրգանիզմները կոչվում են խիստ անաէրոբներ։ Խիստ անաէրոբները ներառում են Bacteroides, Fusobacterium, Butyrivibrio, Methanobacterium և այլն սեռի ներկայացուցիչներ:

Բուտիրաթթվային բակտերիաները նույնպես պատկանում են պարտադիր անաէրոբների խմբին, սակայն դրանց թվում կան տեսակներ, որոնք չափավոր (Clostridium tetani, Clostridium carnis, Clostridium tertium, Clostridium sporogenes) կամ բավականին բարձր (Clostridium perfringens, Clostridium acetobutylicum) հանդուրժող են O2-ի նկատմամբ:

Վերջապես, կաթնաթթվային բակտերիաները, որոնք ունեն միայն անաէրոբ տիպի նյութափոխանակություն, կարող են աճել օդի առկայության դեպքում և մեկուսացված են աերոտոլերանտ անաէրոբների առանձին խմբում։ (Որոշ հեղինակներ դասակարգում են Lactobacillus սեռի կաթնաթթվային բակտերիաները որպես միկրոաերոֆիլներ՝ հիմնավորելով, որ դրանց բջիջները պարունակում են ֆլավոպրոտեիններ, որոնք կատալիզացնում են էլեկտրոնների փոխանցումը NAD * H2-ից O2: Այնուամենայնիվ, այս գործընթացը կապված չէ բջջի կողմից էներգիա ստանալու հետ):

Չնայած պարտադիր անաէրոբ բակտերիաները, ընդհանուր առմամբ, շատ զգայուն են O2-ի նկատմամբ, դրանք բնականաբար կարող են առաջանալ աերոբ գոտիներում: Clostridium սեռի ներկայացուցիչների լայն տարածումը O2-ի բարձր մասնակի ճնշում ունեցող վայրերում բացատրվում է մոլեկուլային թթվածնի նկատմամբ անզգայուն էնդոսպորների առկայությամբ։ Այնուամենայնիվ, շատ խիստ անաէրոբ պրոկարիոտներ, որոնք սպորներ չեն կազմում, հայտնաբերվել են բնության մեջ այն վայրերում, որտեղ նկատվում է պարտադիր աերոբների ակտիվ զարգացում։ Հավանաբար, պարտադիր աերոբների հետ համատեղ զարգացումը, ակտիվորեն սպառելով մոլեկուլային թթվածինը, ինչը հանգեցնում է 02 ցածր կոնցենտրացիայի գոտիների ձևավորմանը, հնարավորություններ է ստեղծում խիստ անաէրոբ տեսակների զարգացման համար:

Նկարագրված են պրոկարիոտ օրգանիզմներ, որոնք կարող են աճել ինչպես աերոբ, այնպես էլ անաէրոբ պայմաններում: Այս երեւույթի ուսումնասիրությունը ցույց տվեց, որ նրա բնույթն այլ է. Բակտերիաները, որոնք O2-ի կարիք չունեն (վերջինս չի մասնակցում նրանց նյութափոխանակության ռեակցիաներին), բայց կարող են աճել դրա առկայությամբ, պարտադիր անաէրոբ են, դիմացկուն են արտաքին միջավայրի O2-ին՝ ըստ իրենց կողմից իրականացվող նյութափոխանակության։ Նման օրգանիզմների օրինակ են կաթնաթթվային բակտերիաները։ Նույն խմբին պատկանող շատ պրոկարիոտներ հարմարվել են, կախված շրջակա միջավայրում O2-ի առկայությունից կամ բացակայությունից, մի նյութափոխանակության ուղուց անցնելու մյուսին, օրինակ՝ շնչառությունից խմորման և հակառակը։ Այդպիսի օրգանիզմները կոչվում են ֆակուլտատիվ անաէրոբներ կամ ֆակուլտատիվ աերոբներ։ Պրոկարիոտների այս ֆիզիոլոգիական խմբի ներկայացուցիչները էնտերոբակտերիաներն են։ Աերոբիկ պայմաններում նրանք էներգիա են ստանում շնչառության գործընթացով։ (Ֆակուլտատիվ անաէրոբների թվում իրենց աերոբ նյութափոխանակության պայմաններում կարող են լինել նաև միկրոաերոֆիլներ)։ Անաէրոբ պայմաններում նրանց համար էներգիայի աղբյուրը խմորման կամ անաէրոբ շնչառության գործընթացներն են։

Օ2-ի անհրաժեշտությունը աերոբներում որոշվում է նրա մասնակցությամբ էներգետիկ և կառուցվածքային գործընթացներին: Առաջին դեպքում O2-ը ծառայում է որպես պարտադիր վերջնական էլեկտրոն ընդունող, երկրորդում՝ այն մասնակցում է ռեակցիաներին (կամ մեկ ռեակցիայի) բջջային մետաբոլիտների կամ էկզոգեն սուբստրատների բազմաստիճան փոխակերպման ճանապարհին։ Պարտադիր աերոբներում O2-ի մեծ մասն օգտագործվում է որպես վերջնական էլեկտրոն ընդունող ռեակցիաներում, որոնք կատալիզացվում են ցիտոքրոմ օքսիդազներով: Ավելի փոքր մասն ընդգրկված է մոլեկուլների մեջ ստացված ֆերմենտների օգնությամբ ընդհանուր անունօքսիգենազներ. Ֆակուլտատիվ անաէրոբների բջիջները պարունակում են նաև ցիտոքրոմ օքսիդազներ։ Պարտադիր անաէրոբները չունեն ֆերմենտներ, որոնք կատալիզացնում են փոխազդեցությունը O2-ի հետ:

Ջերմաստիճանի ազդեցությունը միկրոօրգանիզմների կենսագործունեության վրա. Ջերմաստիճանի տատանում. Հոգեֆիլներ, մեզոֆիլներ, թերմոֆիլներ և դրանց տարածումը բնության մեջ. Հոգե- և թերմոֆիլիայի մեխանիզմներ. Բարձր ջերմաստիճանի օգտագործումը միկրոօրգանիզմների անակտիվացման համար: Միկրոօրգանիզմների պահպանման համար ցածր ջերմաստիճանի օգտագործումը.

Ջերմաստիճանը. յուրաքանչյուր միկրոօրգանիզմի կենսագործունեությունը սահմանափակված է որոշակի ջերմաստիճանի սահմաններով: Ջերմաստիճանի այս կախվածությունը սովորաբար արտահայտվում է երեք կետով՝ նվազագույն (min) ջերմաստիճան, որից ցածր վերարտադրությունը դադարում է, օպտիմալ (օպտիմալ) ջերմաստիճան՝ միկրոօրգանիզմների աճի և զարգացման լավագույն ջերմաստիճան, և առավելագույն (առավելագույն) ջերմաստիճան՝ ջերմաստիճան։ որի դեպքում բջիջների աճը կա՛մ դանդաղում է, կա՛մ դադարում։ Գիտության պատմության մեջ առաջին անգամ Պաստերը բարձր ջերմաստիճանի ազդեցության տակ միկրոօրգանիզմների ոչնչացման մեթոդներ է մշակել։
Օպտիմալ ջերմաստիճանը սովորաբար հավասարվում է շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանին:
Ջերմաստիճանի հետ կապված բոլոր միկրոօրգանիզմները պայմանականորեն կարելի է բաժանել 3 խմբի.
Առաջին խումբ. փսիխրոֆիլներ - Սրանք սառնասեր միկրոօրգանիզմներ են, աճում են ցածր ջերմաստիճաններում՝ min t - 0 °С, opt t - 10-20 °С, max t - մինչև 40 °С: Այս միկրոօրգանիզմները ներառում են հյուսիսային ծովերի և ջրամբարների բնակիչները: Ցածր ջերմաստիճանի ազդեցությանը շատ միկրոօրգանիզմներ շատ դիմացկուն են: Օրինակ, Vibrio cholerae-ն կարելի է երկար ժամանակ պահել սառույցի մեջ՝ չկորցնելով իր կենսունակությունը։ Որոշ միկրոօրգանիզմներ կարող են դիմակայել մինչև -190°C, իսկ բակտերիաների սպորները կարող են դիմակայել մինչև -250°C: Ցածր ջերմաստիճանի ազդեցությունը դադարեցնում է փտած և ֆերմենտացման գործընթացները, ուստի մենք օգտագործում ենք սառնարաններ առօրյա կյանքում: Ցածր ջերմաստիճանի դեպքում միկրոօրգանիզմները ընկնում են կասեցված անիմացիայի վիճակի մեջ, որի դեպքում բջջի բոլոր կենսական գործընթացները դանդաղում են:
Երկրորդ խումբը ներառում է մեզոֆիլներ - սա բակտերիաների ամենաընդարձակ խումբն է, որը ներառում է սապրոֆիտներ և գրեթե բոլոր պաթոգեն միկրոօրգանիզմները, քանի որ նրանց համար նախընտրելի ջերմաստիճանը 37 °C է (մարմնի ջերմաստիճան), min t = 10 °C, առավելագույնը = 45 °C:
Երրորդ խումբը ներառում է թերմոֆիլներ - ջերմասեր բակտերիաներ, զարգանում են t 55 °C-ից բարձր, min t նրանց համար = 30 °C, max t = 70-76 °C: Այս միկրոօրգանիզմները ապրում են տաք աղբյուրներում։ Թերմոֆիլների մեջ կան բազմաթիվ սպոր ձևեր։ Բակտերիաների սպորները շատ ավելի դիմացկուն են բարձր ջերմաստիճանների նկատմամբ, քան բակտերիաների վեգետատիվ ձևերը: Օրինակ՝ սիբիրյան խոցի բացիլների սպորները 10-20 վայրկյան եռման են դիմանում։ Բոլոր միկրոօրգանիզմները, ներառյալ սպորները, մահանում են 165-170°C ջերմաստիճանում մեկ ժամվա ընթացքում։ Մանրէազերծման հիմքում ընկած է միկրոօրգանիզմների վրա բարձր ջերմաստիճանի ազդեցությունը:

պարտադիր անաէրոբներն են, պարտադիր անաէրոբները ներկայացուցիչներ են
Պարտադիր (խիստ) անաէրոբներ- օրգանիզմներ, որոնք ապրում և աճում են միայն շրջակա միջավայրում մոլեկուլային թթվածնի բացակայության դեպքում, դա վնասակար է նրանց համար:

Նյութափոխանակություն

Տարածված կարծիք կա, որ պարտադիր անաէրոբները մահանում են թթվածնի առկայության պատճառով սուպերօքսիդ դիսմուտազի և կատալազի ֆերմենտների բացակայության պատճառով, որոնք մշակում են իրենց բջիջներում գոյացած մահացու սուպերօքսիդը թթվածնի առկայության դեպքում։ Թեև որոշ դեպքերում դա ճիշտ է, այնուամենայնիվ, վերոհիշյալ ֆերմենտների ակտիվությունը հայտնաբերվել է որոշ պարտադիր անաէրոբների մոտ, և այդ ֆերմենտների և հարակից սպիտակուցների համար պատասխանատու գեները հայտնաբերվել են նրանց գենոմներում: Նման պարտադիր անաէրոբները ներառում են, օրինակ, Clostridium butyricum և Methanosarcina barkeri: Այնուամենայնիվ, այս օրգանիզմները չեն կարողանում գոյություն ունենալ թթվածնի առկայության դեպքում:

Կան մի քանի այլ վարկածներ, որոնք բացատրում են, թե ինչու են խիստ անաէրոբները զգայուն թթվածնի նկատմամբ.

1. Քայքայվելով՝ թթվածինը մեծացնում է շրջակա միջավայրի ռեդոքս պոտենցիալը, իսկ բարձր ներուժը, իր հերթին, արգելակում է որոշ անաէրոբների աճը։ Օրինակ, մեթանոգենները աճում են -0,3 Վ-ից պակաս ռեդոքս պոտենցիալով:
2. Սուլֆիդը որոշ ֆերմենտների անբաժանելի բաղադրիչն է, և մոլեկուլային թթվածինը սուլֆիդը վերածում է դիսուլֆիդի և դրանով իսկ խաթարում է ֆերմենտի գործունեությունը:
3. Աճը կարող է արգելակվել կենսասինթեզի համար հասանելի էլեկտրոնների բացակայության պատճառով, քանի որ բոլոր էլեկտրոնները գնում են թթվածինը նվազեցնելու համար:

Ամենայն հավանականությամբ, խիստ անաէրոբների զգայունությունը թթվածնի նկատմամբ պայմանավորված է այս գործոնների համակցությամբ:

Թթվածնի փոխարեն պարտադիր անաէրոբները բջջային շնչառության համար օգտագործում են այլընտրանքային էլեկտրոն ընդունիչներ, ինչպիսիք են սուլֆատները, նիտրատները, երկաթը, մանգանը, սնդիկը, ածխածնի օքսիդը (CO): Օրինակ, սուլֆատը նվազեցնող բակտերիաները, որոնք մեծ քանակությամբ հայտնաբերված են ստորին ծովային նստվածքներում, ջրածնի սուլֆիդի արտազատման պատճառով այս վայրերում առաջացնում են փտած ձվերի հոտ: Նման շնչառական պրոցեսներից արձակված էներգիան ավելի քիչ է, քան թթվածնի շնչառությունը, և վերը նշված այլընտրանքային էլեկտրոն ընդունիչները չեն ապահովում հավասար քանակությամբ էներգիա։

ներկայացուցիչներ

Bacteroides-ը և Clostridium-ը համապատասխանաբար ոչ սպոր առաջացնող և սպոր առաջացնող խիստ անաէրոբների օրինակներ են:

Պարտադիր անաէրոբների այլ օրինակներ են՝ Peptostreptococcus, Treponema, Fusiform, Porphyromonas, Veillonella և Actinomyces:

Նշումներ

1. Քիմ, Բյուն Հոնգ և Ջեֆրի Մայքլ Գադդ. Բակտերիալ ֆիզիոլոգիա և նյութափոխանակություն. Քեմբրիջի համալսարանի հրատարակչություն, Քեմբրիջ, Մեծ Բրիտանիա: 2008 թ.
2. ԱՆԱԷՐՈԲ ԲԱԿԻԼԻՆԵՐ (անմատչելի հղում - պատմություն). Վերցված է 2009 թվականի մարտի 10-ին Արխիվացված օրիգինալից 2009 թվականի հունվարի 29-ին։

Մանրէաբանություն՝ բակտերիաներ Պաթոգեն բակտերիաներ Բակտերիալ աղտոտում Coli տոքսիններ Exotoxins Լիզոգեն ցիկլ Մարդու միկրոֆլորան Աղիքային միկրոֆլորա Մաշկի միկրոֆլորա Հեշտոցային միկրոֆլորա Ենթաշերտի առանձնահատկությունը Լիպոֆիլներ Օսմոֆիլներ Շունչ Աերոբներ (պարտադիր) Անաէրոբներ (ըստ ցանկության) պարտավորեցնող) Միկրոաերոֆիլներ Նանաէրոբներ կառույցները Բջջային պատը Բջջային թաղանթ Բջջային պատ՝ պեպտիդոգլիկան (N-ացետիլմուրամիկ թթու N-ացետիլգլյուկոզամին դիամինոպիմելաթթու) Միայն գրամ-դրական բակտերիաներում՝ տեյխոյաթթուներ Լիպոտեիխոյաթթուներ Միայն գրամ-բացասական բակտերիաներում. արտաքին թաղանթ (Բակտերիալ պորիններ Լիպոպոլիսաքարիդներ) Պերիպլազմիկ տարածություն Միայն միկոբակտերիաներ՝ արաբինոգալակտան միկոլիկ թթուներ արտաքին ծածկույթ Բակտերիալ պարկուճ Բարակ շերտ S-շերտ Glycocalyx Պրոկարիոտների ցիտոկմախք Աերոզոմներ Կարբոքսիզոմներ Մագնետոսոմներ Քլորոսոմներ Pili fimbriae Ձև Ձև բակտերիալ բջիջներ L- ձևավորում է կոկի (Diplococci Tetracocci Micrococci Streptococci Staphylococci Sarcines) Bacilli (Diplobacilli Streptobacilli) Clostridia Corynebacteria Fusobacteria Coccobacilli Spirochaetes Vibrio Spirilla Christispira Treponema Borrelia Leptobacilli Գենետիկա և վերարտադրություն Պրոկարիոտային բջիջների բաժանում Կոնյուգացիա բակտերիաներում Փոխակերպում Փոխակերպում Մերոզիգոտ Բակտերիոֆագներ (պրոֆագ լամբդա ֆագ) Պլազմիդներ (F-պլազմիդ R-պլազմիդներ Բակտերիոցինածինություն պլազմիդներ Hly-պլազմիդներ Էնտ-պլազմիդներ Գաղութացում հակագեն պլազմիդներ Քայքայվող պլազմիդներ հանգստի ձևեր Endospores Exospores Cysts Myxospores Akinetes Bacteroides Նյութափոխանակություն Ֆերմենտացիա (կաթնաթթվային ալկոհոլային պրոպիոնաթթու կոթաթթու կոթաթթու) ֆոտոսինթեզ (ցիանոբակտերիաների պրոքլորոֆիտներ կանաչ բակտերիաներ մանուշակագույն բակտերիաներ) քիմոսինթեզ (երկաթի բակտերիաներ ծծմբի բակտերիաներ սուլֆատ նվազեցնող բակտերիաներ Նիտրացնող մանրէներ Բակտերիաներ Թհիդրոգեն) տես նաեւ Biofilm Hormogonia Heterocyst

պարտադիր անաէրոբները և, պարտադիր անաէրոբները, պարտադիր անաէրոբներն են

Անաէրոբները և աերոբները երկրի վրա օրգանիզմների գոյության երկու ձևեր են: Այս հոդվածը միկրոօրգանիզմների մասին է:

Անաէրոբները միկրոօրգանիզմներ են, որոնք զարգանում և բազմանում են ազատ թթվածին չպարունակող միջավայրում: Անաէրոբ միկրոօրգանիզմներ հայտնաբերվել են մարդու գրեթե բոլոր հյուսվածքներում՝ պյոբորբոքային օջախներից: Դրանք դասակարգվում են որպես պայմանականորեն ախտածին (դրանք գոյություն ունեն նոմի մարդու մոտ և զարգանում են միայն թուլացած մարդկանց մոտ իմմունային համակարգ), բայց երբեմն դրանք կարող են լինել պաթոգեն (հիվանդություն առաջացնող):

Կան ֆակուլտատիվ և պարտադիր անաէրոբներ։ Ֆակուլտատիվ անաէրոբները կարող են զարգանալ և բազմանալ ինչպես թթվածնազուրկ, այնպես էլ թթվածնային միջավայրում: Սրանք այնպիսի միկրոօրգանիզմներ են, ինչպիսիք են E. coli, Yersinia, staphylococcus, streptococcus, shigella և այլ բակտերիաներ: Պարտադիր անաէրոբները կարող են գոյություն ունենալ միայն անօքսիկ միջավայրում և մահանալ, երբ միջավայրում ազատ թթվածին է հայտնվում: Պարտադիր անաէրոբները բաժանվում են երկու խմբի.

• սպոր առաջացնող բակտերիաներ, որոնք այլ կերպ հայտնի են որպես կլոստրիդիա
• բակտերիաներ, որոնք չեն ստեղծում սպորներ, կամ այլ կերպ՝ ոչ կլոստրիդային անաէրոբներ:

Կլոստրիդիումը անաէրոբ կլոստրիդային վարակների՝ բոտուլիզմի, կլոստրիդային վերքերի վարակների, տետանուսի հարուցիչն է։ Ոչ կլոստրիդային անաէրոբները մարդկանց և կենդանիների նորմալ միկրոֆլորան են: Դրանց թվում են ձողաձև և գնդաձև բակտերիաներ՝ բակտերիաներ, ֆուզոբակտերիաներ, պեյլոնելլա, պեպտոկոկներ, պեպտոստրեպտոկոկներ, պրոպիոնաբակտերիաներ, էվբակտերիաներ և այլն։

Բայց ոչ կլոստրիդային անաէրոբները կարող են զգալիորեն նպաստել թարախային-բորբոքային պրոցեսների զարգացմանը (պերիտոնիտ, թոքերի և ուղեղի թարախակույտեր, թոքաբորբ, պլևրային էմպիեմա, դիմածնոտային շրջանի ֆլեգմոն, սեպսիս, օտիտ և այլն): Ոչ կլոստրիդային անաէրոբներով առաջացած անաէրոբ վարակների մեծ մասը էնդոգեն է (ներքին ծագման, ներքին պատճառներով) և զարգանում է հիմնականում մարմնի դիմադրողականության նվազմամբ, պաթոգենների նկատմամբ դիմադրողականությամբ՝ վնասվածքների, վիրահատությունների, հիպոթերմիայի և իմունիտետի նվազման հետևանքով:

Անաէրոբների հիմնական մասը, որոնք դեր են խաղում ինֆեկցիաների զարգացման մեջ, մանրէներ են, ֆուզոբակտերիաները, պեպտոստրեպտոկոկերը և սպորային բացիլները։ Թարախային-բորբոքային անաէրոբ վարակների կեսը առաջանում է բակտերոիդներով։

• Բակտերոիդներ-ձողեր՝ 1-15 մկմ չափի, անշարժ կամ շարժվող դրոշակակիրների օգնությամբ։ Նրանք արտազատում են տոքսիններ, որոնք գործում են որպես վիրուսային գործոններ (պաթոգեններ):
• Ֆուսոբակտերիաները ձողաձև պարտադիր (գոյատեւում են միայն թթվածնի բացակայության դեպքում) անաէրոբ բակտերիաները, որոնք ապրում են բերանի և աղիքների լորձաթաղանթի վրա, կարող են լինել անշարժ կամ շարժական, պարունակում են ուժեղ էնդոտոքսին:
• Peptostreptococci-ները գնդաձեւ բակտերիաներ են, որոնք դասավորված են երկու, չորս, անկանոն կլաստերներով կամ շղթաներով: Սրանք չխարխափող բակտերիաներ են, որոնք սպորներ չեն առաջացնում: Peptococci-ն գնդաձեւ բակտերիաների սեռ է, որը ներկայացված է մեկ տեսակի P.niger-ով: Դասավորվում են առանձին, զույգերով կամ խմբերով: Պեպտոկոկները չունեն դրոշակներ և չեն առաջացնում սպորներ։
• Veionella-ն դիպլոկոկների ցեղ է (կոկային ձևի բակտերիաներ, որոնց բջիջները դասավորված են զույգերով), դասավորված են կարճ շղթաներով, անշարժ, սպորներ չեն առաջացնում։
• Այլ ոչ կլոստրիդային անաէրոբ բակտերիաներ, որոնք մեկուսացված են հիվանդների վարակիչ օջախներից, պրոպիոնային բակտերիաներն են՝ վոլինելլան, որի դերը քիչ է ուսումնասիրված։

Clostridium-ը սպոր առաջացնող անաէրոբ բակտերիաների ցեղ է։ Կլոստրիդիաները ապրում են ստամոքս-աղիքային տրակտի լորձաթաղանթների վրա: Կլոստրիդիաները հիմնականում ախտածին են (հիվանդություն առաջացնող) մարդկանց համար։ Նրանք արտազատում են բարձր ակտիվ տոքսիններ, որոնք հատուկ են յուրաքանչյուր տեսակի: Պաթոգեն անաէրոբ վարակկարող են լինել կամ մեկ տեսակի բակտերիաներ կամ մի քանի տեսակի միկրոօրգանիզմներ՝ անաէրոբ-անաէրոբ (բակտերոիդներ և ֆուզոբակտերիաներ), անաէրոբ-աէրոբ (բակտերոիդներ և ստաֆիլոկոկներ, կլոստրիդիաներ և ստաֆիլոկոկներ)

Աերոբները օրգանիզմներ են, որոնց կյանքի և վերարտադրության համար անհրաժեշտ է ազատ թթվածին: Ի տարբերություն անաէրոբների, աերոբները մասնակցում են իրենց անհրաժեշտ էներգիայի առաջացման գործընթացին: Աերոբները ներառում են կենդանիներ, բույսեր և միկրոօրգանիզմների զգալի մասը, որոնց թվում նրանք առանձնացված են:

• պարտադիր աերոբներ - սրանք «խիստ» կամ «անվերապահ» ​​աերոբներ են, նրանք էներգիա են ստանում միայն թթվածին պարունակող օքսիդատիվ ռեակցիաներից. դրանք ներառում են, օրինակ, Pseudomonas-ի որոշ տեսակներ, բազմաթիվ սապրոֆիտներ, սնկեր, Diplococcus pneumoniae, դիֆթերիայի բացիլներ:
• Պարտադիր աերոբների խմբում կարելի է առանձնացնել միկրոաերոֆիլները՝ իրենց կենսագործունեության համար նրանց անհրաժեշտ է թթվածնի ցածր պարունակություն։ Երբ արտանետվում են նորմալ միջավայր, նման միկրոօրգանիզմները ճնշվում կամ սպանվում են, քանի որ թթվածինը բացասաբար է ազդում դրանց ֆերմենտների գործողության վրա: Դրանք ներառում են, օրինակ, meningococci, streptococci, gonococci:
• ֆակուլտատիվ աերոբներ - միկրոօրգանիզմներ, որոնք կարող են զարգանալ թթվածնի բացակայության դեպքում, օրինակ, խմորիչ բացիլ: Այս խմբին են պատկանում պաթոգեն մանրէների մեծ մասը։

Յուրաքանչյուր աերոբ միկրոօրգանիզմ ունի իր միջավայրում թթվածնի իր նվազագույն, օպտիմալ և առավելագույն կոնցենտրացիան, որն անհրաժեշտ է նրա բնականոն զարգացման համար: «Առավելագույն» սահմանից այն կողմ թթվածնի պարունակության ավելացումը հանգեցնում է մանրէների մահվան: Բոլոր միկրոօրգանիզմները մահանում են 40-50% թթվածնի կոնցենտրացիայի դեպքում: