ANAEROB BAKTÉRIUMOK: JELLEMZŐK, TÍPUSOK, FAJOK, KULTÚRA - BIOLÓGIA - 2026

Az anaerob baktériumok azok, amelyek anyagcseréjük során nem használnak oxigént. Valójában ezek közül a baktériumok közül sok nem képes túlélni olyan környezetben, ahol ez az elem jelen van, mivel mérgező számukra.

Az egyik ilyen típusú baktérium által végzett metabolikus folyamat, amelyet a legszélesebb körben vizsgáltak, a fermentáció. Ez egy olyan eljárás, amelynek ipari felhasználása számos területen alkalmazható, többek között az alkoholtartalmú italok, a joghurt és az ecet előállításával kapcsolatban.

Bacteroides, az anaerob baktériumok nemzetsége. Forrás: amerikai kormány

Hasonlóképpen, ezeknek a baktériumoknak a természetes élőhelye az emberi testben található, elsősorban a gyomor-bélrendszerben. Néhányuk ártalmatlan, de mások a szervezetben különféle patológiákat okoznak, amelyek közül sok halálhoz vezethet.

jellemzők

Az anaerob baktériumok az első élőlények között jelennek meg a bolygón. Fontos szempont, hogy több ezer évvel ezelőtt, amikor az első életformák megjelentek, az atmoszféra oxigénszintje valóban alacsony volt. Emiatt az első kifejlesztett organizmusok más sejtmechanizmusokkal rendelkeztek az energia előállításához.

Valójában az anaerob baktériumok csoportját alkotó sok faj számára az oxigén nagyon mérgező. Ez az oka annak, hogy néhány baktérium megtalálható az élőhelyekben, ahol nincs jelen oxigén.

Hasonlóképpen vannak olyan anaerob baktériumok, amelyek nagyon kis mennyiségű oxigén jelenlétében támogatják az életvitelt, tehát különféle környezetekben helyezkedhetnek el. Ezeknek a baktériumoknak a része a szokásos emberi mikrobiota része, különösképpen a szájüreg és a gyomor-bél traktus szintjén.

Másrészről, ezek a baktériumok fermentációt folytatnak. Ez egy katabolikus eljárás, amelynek során a szerves vegyületeket oxigén hiányában egyszerűbbé bontják le. Főleg anaerob baktériumok hajtják végre.

Hasonlóképpen, nincs egyetlen típusú erjesztés. A kapott terméktől függően többféle típus létezik, például ecetsav, tejsav és alkoholos erjesztés.

Ezekben a baktériumokban a különféle enzimrendszerek oxigén hiányában tökéletesen működnek. Ennek oka az, hogy más vegyületeket, például fumarátot, nitrátot vagy szulfátot használnak elektronakceptorokként.

Helyénvaló megemlíteni, hogy az anaerob baktériumok nagy része emberi patogének. A legismertebb és tanulmányozott közül többek között a Porphyromonas, a Clostridium és a Prevotella nemzetségek fajai említhetők.

Az anaerob baktériumok típusai

Az anaerob baktériumok sokasága nem képes ellenállni olyan környezetben való létezésnek, ahol oxigén van, mert ez mérgező számukra. Vannak azonban olyanok, amelyek annak ellenére, hogy nem használnak oxigént, túlélhetnek olyan környezetben, ahol a gáz koncentrációja eltérő.

Ezt szem előtt tartva, az anaerob baktériumokat három típusba lehet sorolni: kötelezően anaerob, aerotoleráns és fakultatív anaerob.

Kötelező anaerobok

Szigorú anaerob baktériumokként is ismertek. Ezek azok, amelyek semmilyen anyagcseréhez nem használnak oxigént. Ezzel a gázzal szembeni tolerancia változó. Ennek értelmében a kötelező anaerob baktériumokat az alábbiak szerint kell besorolni:

- Szigorú: csak 0,5% alatti oxigénkoncentrációt toleráljon.

- Mérsékelt: 2–8% közötti oxigénkoncentrációkat tolerálnak.

Aerobérzékeny anaerobok

Ezek olyan baktériumok, amelyek noha semmilyen sejtfolyamat elvégzéséhez nem használnak oxigént, élőhelyekben élhetnek, ahol vannak. Az ilyen típusú baktériumok klasszikus példája a Pronibacterium acnespio, amely sok pattanást okoz.

Fakultatív anaerobok

A fakultatív anaerob baktériumok nem használnak oxigént anyagcseréjükhöz, de ennek jelenlétében élhetnek, mivel nem mérgező számukra. Elsősorban a fermentációs folyamatot végzik a szükséges energia előállítása érdekében. A legismertebb fakultatív anaerob baktériumok közé tartozik az Escherichia coli és a Staphylococcus aureus.

Anaerob baktériumfajok

Az anaerob baktériumok tanulmányozásának megkönnyítése érdekében alakjuk és festésük alapján csoportosíthatók: gram-negatív kakasokba, gram-pozitív kakasokba, gram-negatív rudakba és grampozitív rudakba.

-Gram-negatív kókuszdiók

Ezen a csoporton belül számos nemzetség, például Veillonella és Megasphaera.

Veillonella

Ez egy gram-negatív baktérium nemzetsége, amely jól ismert fermentációs képességéről. Ezek a baktériumok a laktátot acetátra és propionátra fermentálják egy metilmalonil-CoA útnak nevezett metabolikus úton.

Hasonlóképpen, szerves részét képezik a test bizonyos részeinek, például a szájüregnek és a gyomor-bélrendszernek a mikrobiotájában.

-Gram-pozitív kókuszdiók

Kerek alakú baktériumok, amelyek a gram-pigmenssel festetve jellegzetes ibolya színűek.

Anaerococcus

A nemzetség baktériumai az emberi test baktériumflórájának részét képezik. Lehetséges azonban, hogy ez bizonyos kóros folyamatok oka. Ezt a baktériumot izolálták a hüvelyi ürítésből, petefészek-tályogokból és bizonyos krónikus sebekből.

Hasonlóképpen, különféle klinikai esettanulmányokban megállapították, hogy ennek a nemzetségnek a fajai a húgyúti és a vér számos fertőzést okozhatnak.

Pepto-streptococcus

Ez egy baktériumok nemzetsége, amelyek gyakran okoznak patológiák kialakulását az emberekben. Ezenkívül a test bizonyos nyálkahártyájának, például az oropharyngealis és az uro-urinális mikrobiotájának a részét képezik.

-Gram-negatív bacillák

Olyan baktériumok, amelyek hosszúkás rúd alakúak, és jellemzik, hogy fukszia színűek, amikor a Gram festési eljárásnak vetik alá őket. Az anaerob baktériumok e csoportja számos nemzetet foglal magában.

Prevotella

Ez egy baktérium nemzetség, amelyet gyakran találnak a szájüreg, a gyomor-bél traktus és a hüvelyüreg baktériumflórájának összetevőiént. Ennek ellenére, amikor a normális testállapotok megváltoznak, ezek a baktériumok ellenőrizetlenül szaporodnak.

Amikor ez bekövetkezik, a Prevotella bizonyos fertőzések kialakulását okozza, amelyek közül a leggyakoribbok a periodontális nyálkahártya szintjén fordulnak elő. Rheumatoid arthritisben szenvedő betegektől is izoláltak.

-Gram pozitív bacillák

Ebbe a csoportba rúd alakú baktériumok tartoznak, amelyek sejtfalában vastag peptidoglikán réteg található, amely megtartja a gramm festékrészecskéket, ibolyaszínűvé válva. Ez a csoport fajok széles skáláját foglalja magában, amelyek különböző betegségeket és patológiákat okoznak az emberekben.

Clostridium botulinum

Ez egy gram-pozitív baktérium, amelyet spórák termesztése jellemez, amelyek fertőző ágensek az emberek számára. Hasonlóképpen, ez a baktérium bizonyos toxinokat szintetizál és felszabadít, amelyek fő feladata az izmok megbénítása.

A betegségek között, amelyeket ez a baktérium generál, említhetjük az élelmiszer-botulizmust, amely érinti a gyomor-bélrendszert, és a csecsemőbotulizmust, amely kisgyermekeket érint, és amelyet a spórák közvetlen elnyelése okoz.

Clostridium tetani

Ez a baktérium az orvostudomány területén jól ismert, és számos tanulmány tárgyát képezte a szervezetben kifejtett hatásokról. A Clostridium nemzetség többi baktériumához hasonlóan ez a baktérium endoszpórokat termel, amelyek nagyon ellenállnak a környezeti összetevőknek.

Clostridium tetani. Forrás: Tartalomszolgáltatók: CDC

Hasonlóképpen, ez a baktérium tetanusznak nevezett patológiát okoz az emberekben. Ezt a betegséget a spóráknak a testbe történő belépése okozza, amelyek csíráznak és elkezdenek szintetizálni és felszabadítani ezen faj toxinjait.

Amikor ez megtörténik, a spórák zavarják az idegimpulzusok továbbítását, és az izmok fájdalmasan görcsöket okoznak.

Különbségek az aerob baktériumoktól

Az anaerob baktériumok és az aerob baktériumok közötti fő különbség az oxigén felhasználásával és a fejlődési képességgel kapcsolatos ezen elem jelenlétében vagy hiányában.

Ebben az értelemben az anaerob baktériumok belső energiatermelési folyamataik során nem használnak oxigént. Ellenkezőleg, az aerob baktériumok elektronakceptorként használják fel a sejtek légzésének folyamata során, amelyek révén lebontják a szerves vegyületek molekuláit, például a glükózt, nagy energiát nyerve.

Hasonlóképpen vannak olyan anaerob baktériumok, amelyek amellett, hogy különféle folyamataikban nem használnak oxigént, nem lehetnek oxigénben gazdag környezetben, mivel ez az elem nagyon mérgező számukra. A sejtes légzés helyett erjedést folytatnak.

Egy másik figyelemre méltó különbség a két sejttípus között az élőhelyükhöz kapcsolódik. Az aerob baktériumokat olyan környezetben találják meg, ahol az oxigén széles körben elérhető, míg az aneroid baktériumok olyan környezetben maradnak fenn, ahol teljes oxigén hiányzik, vagy ahol az oxigénkoncentráció nagyon alacsony.

Anaerob baktériumok tenyészete

Az anaerob baktériumok tenyésztése olyan folyamat, amelynek során a hiba elkerülése érdekében minden szükséges óvintézkedést be kell tartani. Fontos szem előtt tartani, hogy az anaerob baktériumok egyes fajtái nem érintkezhetnek bármilyen módon az oxigénnel, mivel ez mérgező anyag lehet számukra.

Az egyik elem, amelyet figyelembe kell venni a laboratóriumi tenyésztés során, a táptalaj, amelyet használni kell. Minden baktériumcsoportnak vannak bizonyos speciális követelményei.

Kulturális média

Jelenleg sok olyan táptalaj található, amelyek bármilyen típusú baktérium vetésére felhasználhatók. Az anaerob baktériumok konkrét esetben a tápközeg redukálószer, például tioglikolát vagy cisztein hozzáadásához szükséges.

Hasonlóképpen, az elvárt eredmények optimalizálása érdekében redox mutatót adhatunk hozzá, amely megmutatja az oxigén, például a resazurin esetleges jelenlétét.

Az anaerob baktériumok vetésére a legszélesebb körben alkalmazott és ajánlott táptalajok:

- Az anerobiosz vér-agar: többek között húskivonatot, élesztőkivonatot, NaCl-t, glükózt és peptont tartalmaz.

- Csokoládé-agar: nem széles körben használják anaerob baktériumok termesztésére. Komponenseinek köszönhetően azonban ott növekedhetnek.

- Etil-fenil-alkohol agar vérrel: ezt a táptalajt széles körben használják az anaerob baktériumok megfelelő izolálására.

- Columbia agar kolistinnal és nalidixinsavval.

- Tioglikolát: általában L-cisztin, hemin és K-vitamin dúsítja.

- KVLB agar (kanamicin, vankomicin, lakkozott vér): kifejezetten a gram-negatív baktériumok esetében.

Folyamat

Miután kiválasztottuk a használni kívánt tápközeget, a kezelendő baktériumok szerint, az eljárás megkezdődhet. Ebben az értelemben teljesen anaerob környezetet kell létrehozni, amelyben nincs oxigén. Ennek elérése érdekében két eljárást lehet követni:

- Nátrium-hidroxid - pirogénsav módszer: ez a módszer azon alapul, hogy egy anaerob környezetet kémiai reakció útján nyernek, redukálószer helyett katalizátort használva. Ez kényes és potenciálisan veszélyes eljárás.

- Anaerob lombikok használata: az ilyen lombikok nagyon hasznosak az anaerob organizmusok tenyésztéséhez. Ezt azonban csak azokkal a szervezetekkel használják, amelyek ellenállnak a kis oxigénszinttel való könnyű érintkezésnek.

Hasonlóképpen, egyfajta vákuumot kell létrehozni a művelés folytatásához. Ezt többféle módon lehet megtenni: az oxigént más gázokkal kiszorítva, kémiai vagy biológiai módszerekkel abszorbeálva az oxigént, vagy redukáló szerekkel.

A Clostridium perfringens tenyészete. Forrás: Fotókredit: Tartalomszolgáltatók: CDC / Dr. Stuart E. Starr

Miután ezeket a lépéseket elvégeztük, beoltjuk a tenyészet inkubálása céljából, és várjuk meg az ésszerű időt a kapott kolóniák tanulmányozására. A várakozási idő az ápolt fajtól függ.

Vannak gyorsan növekvő fajok (18–24 óra), például a Clostridium perfringens, és vannak olyanok is, amelyek lassan növekednek (5–7 nap), például a Propionibacterium.

A lemezszámlálási módszerek

Ezeket a módszereket használják a tenyészetben található mikroorganizmusok hozzávetőleges számának meghatározására. Az anaerob baktériumok esetében számos módszer létezik, amelyek lehetővé teszik a számolást.

Mivel azonban ezeknek a baktériumoknak sokasága nem érintkezhet közvetlenül az oxigénnel, mert mérgező, ezért ezen technikák gyakorlása során rendkívül óvatosan kell eljárni.

Ebben az értelemben itt két módszert írunk le: a legvalószínűbb számot (szigorú aerobikra) és a plakkos elterjedési módszert (fakultatív és mikroaerofil anaerobok esetében).

Valószínűleg szám módszer

Ez a módszer a mintában lévő mikroorganizmusok jelenlétének vagy hiányának meghatározására épül. Ezt egymást követő megoldások másolatain végzik. Ennek a módszernek az az alapelve, hogy egyetlen élő sejt fejlődik ki, így zavaros kultúrát hozhat létre.

Ennek a folyamatnak a végrehajtásához a tenyésztési minta sorozatos oldódását kell készíteni. Ehhez fontos egy folyékony tápközeg használata a táplálkozási igényekkel összhangban. Miután ezt megtették, a kémcsöveket inkubálják, miközben várják a mikroorganizmusok növekedését.

Az ésszerű idő eltelte után azok a kémcsövek, amelyekbe egy vagy több baktériumsejtet beoltottak, zavarosnak tűnnek.

Mivel a csöveket, amelyekben az oldódási tényező növekszik, felülvizsgálják, fokozatosan kevésbé zavarosodnak, mivel kevesebb és kevesebb baktériumsejtet tartalmaznak. Ez a helyzet addig, amíg el nem érik egy olyan pontot, ahol már nem lesz egyetlen vagy egyetlen mikroorganizmus.

Végül a népsűrűség becslését a soros megoldások előfordulási mintázatából és egy erre a célra kialakított standard valószínűségi táblázat felhasználásával nyerik.

Lemezterjesztési módszer

Ez egy meglehetősen egyszerű módszer. Először, a Petri-csészéket a tápközeggel rendesen kell elrendezni. Ezt követően az egyes kapszulákba 1 ml oldatot oltunk be. Fontos megjegyezni, hogy az oldatok tartalmazzák a számolni kívánt mikroorganizmust.

Ezután üvegrúd segítségével a beoltott anyagot homogén módon eloszlatják, lefedve a táptalaj teljes felületét.

Végül a Petri-csészéket inkubáljuk az egyes mikroorganizmus-típusokhoz szükséges ideig szükséges körülmények között. Végül a generált kolóniákat megszámoljuk.

Okozó betegségek

Az anaerob baktériumok közül sok ismert patogén az ember számára, és olyan betegségeket és patológiákat okozhat, amelyek akár az egyén életét is veszélyeztethetik.

Fertőzések a szájüreg szintjén

A szájüreg ideális környezet számos anaerob baktérium számára, amelyek ott szaporodnak, és bizonyos patológiákat idéznek elő, például parodontitiszt, nekrotizáló ínygyulladást és tályogokat.

Ezeknek a fertőzéseknek a többsége fájdalommal, nyálkahártya sérülésekkel és gennyesedéssel jár, ezzel együtt a testhőmérséklet emelkedésével.

A kórokozó baktériumok közül a Porphyromonas gingivalis az egyik leggyakrabban izolált ezekben a léziókban.

Bélfertőzések

Az ilyen típusú baktériumok fertőzésének egyik útja a lenyelés, vagy spórák (sporulált baktériumok esetén), vagy szennyezett ételek és víz.

Ezekben az esetekben a baktériumok a bélbe rögzülnek, és a bél nyálkahártyájának károsodását kezdenek elindítani, például: láz, hasi fájdalom, folyékony széklet, puffadás, émelygés és általános rossz közérzet.

Azok a anaerob baktériumok, amelyek ezt a klinikai képet előállíthatják, többek között a Clostridium difficile és az Escherichia coli.

Bőrfertőzések

Ezeknek a baktériumoknak egy része, amikor nyílt sebekkel érintkeznek, megfertőzheti azt. Ha ez bekövetkezik, súlyos bőrfertőzések alakulhatnak ki, például gáz Gangrén, amelynek kórokozója a Clostridium perfringes.

A gázgangrén tünetei a következők: véres folyadékkal töltött hólyagok, szubkután emfizéma, erős fájdalom és magas láz.

Az anaerob baktériumok által a bőr szintjén okozott másik patológia a nekrotizáló fasciitis, amelyben a fertőzés a bőr szövetén túl is elterjed, sőt az izmokat körülvevő fasciát is érinti.

A tünetek között szerepel az akut fájdalom, súlyos eritéma, hólyagok és leggyakrabban a gangrén. Ennek a kórokozónak a Staphylococcus aureus.

Irodalom

1. Brook I. (2016) Nem spórát alkotó anaerob baktériumok által okozott betegségek. In: Goldman L, Schafer AI, szerk. Goldman-Cecil Medicine. 25. kiadás Philadelphia, PA
2. Carrol, K., Hobden, J., Miller, S., Morse, S., Mietzner, T., Detrick, B., Mitchell, T. és Sakanari, J. Orvosi mikrobiológia. Mc Graw és Hill. 27. kiadás
3. Corrales, L., Antolinez, D., Bohórquez, J. és Corredor, A. (2015). Anaerob baktériumok: olyan folyamatok, amelyek végrehajtják és hozzájárulnak a bolygó életének fenntarthatóságához. NOVA 13 (23) 55-81
4. Curtis, H., Barnes, S., Schneck, A. és Massarini, A. (2008). Biológia. Szerkesztő Médica Panamericana. 7. kiadás.
5. Holt, J. (Bergey Manual of Determinative Bacteriology, 1994). Williams és Wilkins. 9. kiadás.
6. Mc Faddin (1985) Táptalajok az orvosi baktériumok izolálására, tenyésztésére, azonosítására és karbantartására. Volim 1. Baltimore.
7. Quintero, L. (2009). Anaerob bakteriális fertőzések: klinikai kezelési kritériumok és mikrobiológiai diagnosztikai eljárások. Logos, Science & Technology Magazine. 1 (1) 121-136