FAKULTATIVNÍ ANAEROBNÍ BAKTERIE: VLASTNOSTI A PŘÍKLADY - BIOLOGIE - 2025

Tyto fakultativně anaerobní bakterie jsou bakterie, které jsou schopné žít v jak v přítomnosti a v nepřítomnosti kyslíku. Kyslík je vysoce reaktivní složkou a je nezbytný pro mnoho bakterií a pro většinu živých organismů, tento prvek je však pro některé druhy bakterií smrtelný.

Mezi fakultativní anaerobní bakterie patří druhy průmyslového a obchodního významu, mimo jiné v potravinářském, farmaceutickém nebo kosmetickém průmyslu. Naopak jiné druhy jsou schopny vyvolat pro člověka smrtelné choroby.

Fakultativní anaerobní bakterie Salmonella enteritidis. Převzato a upraveno: Ministerstvo zemědělství USA.

vlastnosti

Hlavní charakteristikou fakultativních anaerobních bakterií je to, že mohou používat kyslík ve svých metabolických procesech, ale mohou také použít anaerobní respirační nebo fermentační metabolismus v nepřítomnosti kyslíku.

Další charakteristikou související s metabolickým procesem je to, že fakultativní bakterie postrádají enzym superoxiddismutázu. Tento enzym je charakteristický pro přísné aerobní bakterie. Funkcí enzymu je rozklad superoxidu (O ₂ ^-), meziproduktu aerobního metabolismu.

Metabolismus energie

Všechny živé bytosti musí získat energii pro své životně důležité procesy; Tato energie je získávána z potravy, ať už je syntetizována sama (autotrofy) nebo dříve zpracována a / nebo zpracována (heterotrofy).

Energie obsažená v potravě se používá (částečně) pro syntézu ATP prostřednictvím řady chemických reakcí, které jsou součástí metabolismu. K tomu musí rozbít chemické vazby v molekulách, které tvoří jídlo.

Rozrušení těchto vazeb způsobí uvolnění elektronů nebo atomů vodíku, které musí být přijaty jinými sloučeninami. Pokud je konečným akceptorem elektronů nebo vodíku organická sloučenina, je reakce známa jako fermentace, na druhé straně, pokud je konečným akceptorem anorganická sloučenina, pak mluvíme o dýchání.

Během dýchání je nejčastějším konečným přijímačem elektronů kyslík; nazývá se aerobní dýchání. Avšak v nepřítomnosti kyslíku mohou některé organismy, jako například některé bakterie, použít jako konečné akceptory elektronů jiné anorganické sloučeniny než kyslík, přičemž dochází k anaerobnímu dýchání.

Druhy bakterií podle jejich závislosti na kyslíku

Bakterie lze klasifikovat podle toho, zda ve svém metabolismu používají kyslík:

Aerobik

Používají kyslík jako finální akceptor elektronů v metabolických procesech. Proto jsou schopni růst a prosperovat v přítomnosti kyslíku. Konečně, přísné aerobní druhy nemohou přežít v anoxických podmínkách.

Mikroerofilní

Jsou to skupiny bakterií, které i přes potřebu kyslíku mohou prospívat pouze v prostředích, kde jsou koncentrace tohoto prvku nižší (méně než 10%) než normální koncentrace ve vzduchu (20%).

Anaerobní

Druhy, které při metabolických reakcích nepoužívají kyslík. U některých anaerobních druhů je kyslík toxickým prvkem, který je pro ně smrtelný, a to i ve velmi nízkých koncentracích. Nicméně, některé druhy to mohou tolerovat, a dokonce nakonec použít; proto lze anaerobní bakterie rozdělit na:

Aerotolentes

Nejsou schopni používat kyslík ve svém metabolismu, ale to není smrtelné, takže mohou žít v prostředích s normální koncentrací kyslíku.

Volitelný

Bakterie, které mohou během svého energetického metabolismu používat kyslík jako konečného akceptoru elektronů, ale v nepřítomnosti tohoto prvku mohou přežít pomocí jiných metabolických drah.

Aplikace

Některé fakultativní anaerobní bakterie mají z průmyslového hlediska velký význam. Tato skupina zahrnuje například bakterie používané k získání kvašených alkoholických nápojů, jako je víno nebo pivo.

Používají se také v potravinářském průmyslu mimo jiné k získání fermentovaných potravin, jako jsou sýr, jogurt. Některé druhy se také používají k výrobě probiotik.

Nemoci

Mezi fakultativní anaerobní bakterie existuje několik druhů, které jsou schopné způsobovat nemoci s různým klinickým významem, od samy omezeného průjmu po smrtelná onemocnění, včetně mnoha nozokomiálních nemocí.

Mezi tato onemocnění patří například bakteriální průjem, infekce močových cest, endokarditida, meningitida, peritonitida, pneumonie a septikémie. Některé z těchto onemocnění je obtížné léčit kvůli rezistenci bakterií na léky.

Příklady reprezentativních druhů

Escherichia coli

Je členem skupiny Enterobacteriaceae, která se normálně nachází v gastrointestinálním traktu lidí. Mezi charakteristické rysy tohoto druhu patří skutečnost, že je schopen fermentovat laktózu a degradovat tryptofan, ale nemůže růst v médiu s citrátem jako jediným zdrojem uhlíku.

Přestože je tato bakterie součástí střevní flóry, je schopna způsobovat u lidí nemoci, jako je průjem, infekce močových cest a meningitida.

Salmonella enteritidis

Je to další druh Enterobacteriaceae, jako je E. coli, ale na rozdíl od toho není schopen fermentovat laktózu, ale může přežít v kulturách s citrátem jako jediným zdrojem uhlíku. Může žít v gastrointestinálním traktu velké rozmanitosti druhů obratlovců, včetně některých chladnokrevných.

Tento druh je spolu s dalšími druhy rodu zodpovědný za gastroenteritidu.

Lactococcus lactis

Bakterie patřící do skupiny laktobacilů, různých forem. Může růst osaměle, ve dvojicích nebo ve formě řetězu. Průmysl používá tento druh mimo jiné při výrobě potravin, jako je jogurt, sýr, zelí.

To je také používáno jako probiotikum, a je obecně uznán jako bezpečný (GRAS) podle Food and Drug Administration ve Spojených státech (FDA), nicméně může být zodpovědný za nozokomiální choroby, jako je endokarditida.

Lactobacillus rhamnosus

Je to další zástupce skupiny laktobacilů, jako je Lactococcus lactis. Je to nemobilní bacil, neschopný produkovat spory, které mohou růst samostatně nebo v koloniích s krátkým řetězcem. Může to být fakultativní anaerobní nebo mikroaerobní.

Stejně jako L. lactis se používá v potravinářském průmyslu a jako probiotikum. Souvisí také s nozokomiálními chorobami, včetně bakterémie, meningitidy a peritonitidy

Haemophilus influenzae

Malý bacil, ne mobilní, ale především vyžaduje krevní složky pro jeho vývoj. Je to jedna z hlavních příčin nemocí, jako jsou infekce uší a dýchacích cest, meningititida a epiglottitida.

Morganella morgani

Bakterie ve tvaru tyčinky, které žijí jako komenzální látka v zažívacím traktu lidí a dalších obratlovců. Přestože je tradičním členem střevní flóry zdravých organismů, může být oportunním infekčním činitelem u nemocných organismů nebo při infikování ran.

Mezi nemoci spojené s touto bakterií patří mimo jiné průjem, infekce močových cest, septikémie, bakterémie, pneumonie, empyém, chirurgické infekce. U těchto bakterií vzniká rezistence na léky.

Kultura na krevním agaru fakultativní anaerobní bakterie Morganella morganii. Převzato a upraveno z: Bacteria in Photos.

Reference

1. EW Nester, CE Roberts, NN Pearsall a BJ McCarthy (1978). Mikrobiologie. 2. vydání. Holt, Rinehart a Winston.
2. E. Hogg (2005). Základní mikrobiologie. John Wiley & Sons Ltd.
3. Bakterie. Na Wikipedii. Obnoveno z en.wikipedia.org.
4. C. Lyre. Lactobacillus rhamnosus. V Lifeder. Obnoveno ze stránky lifeder.com.
5. C. Lyre. Morganella morgani. V Lifeder. Obnoveno ze stránky lifeder.com.
6. D. Samaržija, N. Antunac, JL Havranek (2001). Taxonomie, fyziologie a růst Lactococcus lactis: přehled. Mljekarstvo..
7. P. Singleton (2004). Bakterie v biologii, biotechnologii a medicíně, 6. vydání. John Wiley & Sons, Chichester.
8. J. Vera. Fimbriae. V Lifeder. Obnoveno ze stránky lifeder.com
9. AG Moat, JW Foster a MP Spector (2002). Mikrobiální fyziologie, 4. vydání. John Wiley & Sons, Chichester.