Аэробными организмами называются такие организмы, которые способны жить и развиваться только при наличии в среде свободного кислорода, используемого ими в качестве окислителя. К аэробным организмам принадлежат все растения, большинство простейших и многоклеточных животных, почти все грибы, то есть подавляющее большинство известных видов живых существ.

У животных жизнь в отсутствие кислорода (анаэробиоз) встречается как вторичное приспособление. Аэробные организмы осуществляют биологическое окисление главным образом посредством клеточного дыхания. В связи с образованием при окислении токсичных продуктов неполного восстановления кислорода, аэробные организмы обладают рядом ферментов (каталаза, супероксиддисмутаза), обеспечивающих их разложение и отсутствующих или слабо функционирующих у облигатных анаэробов, для которых кислород оказывается вследствие этого токсичным.

Наиболее разнообразна дыхательная цепь у бактерий, обладающих не только цитохромоксидазой, но и другими терминальными оксидазами.

Особое место среди аэробных организмов занимают организмы, способные к фотосинтезу, - цианобактерии, водоросли, сосудистые растения. Выделяемый этими организмами кислород обеспечивает развитие всех остальных аэробных организмов.

Организмы, способные развиваться при низкой концентрации кислорода (≤ 1 мг/л), называются микроаэрофилами.

Анаэробные организмы способны жить и развиваться при отсутствии в среде свободного кислорода. Термин «анаэробы» ввел Луи Пастер, открывший в 1861 году бактерии маслянокислого брожения. Распространены они главным образом среди прокариот. Метаболизм их обусловлен необходимостью использовать иные окислители, чем кислород.

Многие анаэробные организмы, использующие органические вещества (все эукариоты, получающие энергию в результате гликолиза), осуществляют различные типы брожения, при которых образуются восстановленные соединения - спирты, жирные кислоты.

Другие анаэробные организмы - денитрифицирующие (часть из них восстанавливает окисное железо), сульфатвосстанавливающие, метанообразующие бактерии - используют неорганические окислители: нитрат, соединения серы, СО 2 .

Анаэробные бактерии разделяются на группы маслянокислых и т.д. в соответствии с основным продуктом обмена. Особую группу анаэробов составляют фототрофные бактерии.

По отношению к О 2 анаэробные бактерии делятся на облигат- ных, которые неспособны использовать его в обмене, и факультативных (например, денитрифицирующие), которые могут переходить от анаэробиоза к росту в среде с О 2 .

На единицу биомассы анаэробные организмы образуют много восстановленных соединений, основными продуцентами которых в биосфере они и являются.

Последовательность образования восстановленных продуктов (N 2 , Fe 2+, H 2 S, CH 4), наблюдаемая при переходе к анаэробиозу, например в донных отложениях, определяется энергетическим выходом соответствующих реакций.

Анаэробные организмы развиваются в условиях, когда О 2 полностью используется аэробными организмами, например в сточных водах, илах.

Влияние количества растворенного кислорода на видовой состав и численность гидробионтов .

Степень насыщенности воды кислородом обратно пропорциональна ее температуре. Концентрация растворенного О 2 в поверхностных водах изменяется от 0 до 14 мг/л и подвержена значительным сезонным и суточным колебаниям, которые в основном зависят от со- отношения интенсивности процессов его продуцирования и потребления.

В случае высокой интенсивности фотосинтеза вода может быть значительно пересыщена О 2 (20 мг/л и выше). В водной среде кислород является ограничивающим фактором. О 2 составляет в атмосфере 21% (по объему) и около 35% от всех газов, растворенных в воде. Растворимость его в морской воде составляет 80% от растворимости в пресной воде. Распределение кислорода в водоеме зависит от температуры, перемещения слоев воды, а также от характера и количества живущих в нем организмов.

Выносливость водных животных к низкому содержанию кислорода у разных видов неодинакова. Среди рыб установлено четыре группы по их отношению к количеству растворенного кислорода:

1) 7 - 11 мг / л - форель, гольян, подкаменщик;

2) 5 - 7 мг / л - хариус, пескарь, голавль, налим;

3) 4 мг / л - плотва, ерш;

4) 0,5 мг / л - карп, линь.

Некоторые виды организмов приспособились к сезонным ритмам в потреблении О 2 , связанными с условиями жизни.

Так, у рачка Gammarus Linnaeus выявили, что интенсивность дыхательных процессов возрастает вместе с температурой и изменяется в течение года.

У животных, живущих в местах, бедных кислородом (прибрежный ил, донный ил), обнаружены дыхательные пигменты, служащие резервом кислорода.

Эти виды способны выживать, переходя к замедленной жизни, к анаэробиозу или благодаря тому, что у них имеется d-гемоглобин, обладающий большим сродством к кислороду (дафнии, олигохеты, полихеты, некоторые пластинчатожаберные моллюски).

Другие водные беспозвоночные поднимаются за воздухом на поверхность. Это имаго жуков-плавунцов и водолюбов, гладыши, водя- ные скорпионы и водяные клопы, прудовики и катушка (брюхоногие моллюски). Некоторые жуки окружают себя воздушным пузырьком, удерживаемым волоском, а насекомые могут использовать воздух из воздухоносных пазух водяных растений.

1. Характеристика анаэробов

2. Диагностика ЭМКАРа

1. Распространение анаэробных микроорганизмов в природе.

Анаэробные микроорганизмы находятся повсеместно там, где происходит разложение органических веществ без доступа О2: в разных слоях почвы, в прибрежном иле, в кучах навоза, в созревающем сыре и т. д.

Встречаются анаэробы и в хорошо аэрируемой почве, если там есть аэробы, поглощающие О2.

В природе встречаются как полезные, так и вредные анаэробы. Например, в кишечнике животных и человека имеются анаэробы, приносящие пользу хозяину (B. bifidus), играющий роль антагониста к вредной микрофлоре. Этот микроб сбраживает глюкозу и лактозу и образует молочную кислоту.

Но в кишечнике есть гнилостные и патогенные анаэробы. Они расщепляют белки, вызывают гниение и различные виды брожения, выделяют токсины (B. Putrificus, B. Perfringens, B. tetani).

Расщепление клетчатки в животном организме осуществляется анаэробами и актиномицетами. В основном этот процесс пробегает в пищеварительном тракте. В основном анаэробы встречаются в преджелудках и толстом отделе кишечника.

Большое количество анаэробов находится в почве. Причем некоторые из них могут находится в почве в вегетативное форме и там же размножаться. Например, B. perfringens. Как правило, анаэробы являются спорообразующими микроорганизмами. Споровые формы обладают значительной устойчивостью к воздействию внешних факторов (химических веществ).

2. Анаэробиоз микроорганизмов.

Несмотря на разнообразие физиологических особенностей микроорганизмов – химический состав их, в принципе, одинаков: белки, жиры, углеводы, неорганические вещества.

Регулирование процессов обмена веществ осуществляется ферментативным аппаратом.

Термин анаэробиоз (an – отрицание, aer – воздух, bios - жизнь) ввел Пастер, который впервые обнаружил анаэробный спороносный микроб B. Buturis, способный развиваться в отсутствие свободного О2 и факультативных, развивающихся в среде, содержащей 0,5%О2 и могут связывать его (например, B. chauvoei).

Анаэробных процессах – при окислении происходит ряд дегидрогенераций, при которых «2Н» последовательно передаются с одной молекулы в другую (в конечном счете участвует О2).

На каждом этапе освобождается энергия, которую клетка использует для синтеза.

Пероксидаза и каталаза – ферменты, которые способствуют использованию или удалению Н2О2 образующийся при этой реакции.

Строгие анаэробы не имеют механизмов связывания с молекулами кислорода, по этому не разрушают Н2О2.Анаэробное действие каталазы и Н2О2 сводится к анаэробному восстановлению железа каталазы перекисью водорода и к аэробному окислению молекулой О2.

3. Роль анаэробов в патологии животных.

В настоящее время считается установленными такие заболевания вызываемые анаэробами:

ЭМКАР – B. Chauvoei

Некробациллез – B. necrophorum

Возбудитель столбняка – B. Tetani.

По течению и клиническим признакам эти заболевания трудно дифферинцировать и только бактериологические исследования дают возможность выделить соответствующий возбудитель и установить причину заболевания.

Некоторые из анаэробов имеют несколько серотипов и каждый из них вызывает различные заболевания. Например, B. perfringens – 6 серогрупп: A, B, C, D, E, F – которые отличаются по биологическим свойствам и токсинообразованию и вызывают разные заболевания. Так

B. perfringens тип А – газовую гангрену у людей.

B. perfringens тип В – B. lamb – dysentery – анаэробною дизентерию у ягнят.

B. perfringens тип С – (B. paludis) и тип D (B. ovitoxicus) – инфекционную энтэроксэмию овец.

B. perfringens тип E – кишечную интоксикацию у телят.

Определенную роль анаэробы играют в происхождении осложнений при других заболеваниях. Например, при чуме свиней, паратифе, ящуре и др. в следствие чего процесс усложняется.

4. Способы создания анаэробных условий для выращивания анаэробов.

Различают: химический, физический, биологический и комбинированный.

Питательные среды и культивирование на них анаэробов.

1.Жидкие питательные среды.

А)Мясо пептонный печеночный бульон – Среда Китт-Тороццы-является основной жидкой питательной средой

Для его приготовления используется 1000 г. бычьей печени, которую заливают 1.л водопроводной воды и стерилизуют 40 мин. При t=110 С

Разводят 3-х кратным количеством МПБ

Устанавливаю рн=7,8-8,2

На 1 л. бульона 1,25 г. Nacle

Добавляют маленькие кусочки печени

На поверхность среды наслаивают вазелиновое масло

Автоклавируют t=10-112 C – 30-45 мин.

Б) Мозговая среда

Состав – свежий мозг крс(не позже 18 часов),очищают от оболочек и измельчают на мясорубке

Смешивают с водой 2: 1 и пропускают через сито

Смесь разливают по пробиркам и стерилизуют 2 часа при t=110

Плотные питательные среды

А)Кровяной сахарный агар цейсмера используют для выделения чистой культуры и определения характера роста.

Пропись агара Цейсслера

3% МПА разливают по 100мл. и стерилизуют

К расплавленному агару добавляют стерильно! 10 мл. 20% глюкозы (т. с. 2%)и 15-20 мл. стерильной крови барана, крс, лошади

Подсушивают

Б) желатина - столбиком

Для определения вида анаэробов необходимо изучать такие их признаки:

Морфологические,культуральные, патологические и серологические с учетом их возможностей к изменчивости.

Морфологические и биохимические свойства анаэробов

Морфологические особенности – характеризуются выраженным многообразием. Формы микробов в мазках, приготовленных из органов, резко отличаются от форм микробов, полученных на искусственных питательных средах. Чаще им присуща форма палочек или нитей и реже кокков. Один и тот же возбудитель может быть и в виде палочек, так и сгруппированными нитями. В старых культурах можно обнаружить в форме кокков (например, B. Necrophorum).

Самыми крупными являются B. Gigas и B. Perfringens имеющие длину до 10 мкм. И ширину 1-1,5 мкм.

Неколько меньше B. Oedematiens 5-8 х 0,8 –1,1. Вместе с тем длина нитей Vibrion Septicum достигают 50-100 мкм.

Среди анаэробов большинство спорообразующих микроорганизмов. Споры располагаются по разному в этих микроорганизмов. Но чаще это Clostridium тип(closter - веретено)Споры могут иметь круглую овальную форму. Расположение спор характерно для определенных видов бактерий: в центре- палочки B. Perfringens, B. Oedematiens и т. д. или же субтерминально(несколько ближе к концу)- Vibrion Septicum, B.Histolyticus и др. а также терминальноB. Tetani

Споры образуются по одной в клетке. Споры, как правило, образуются после гибели животного. Эта особенность состоит с функциональным назаченим спор как сохранение вида в неблагоприятных условиях.

Некоторые анаэробы подвижные и жгутики расположены по перетрическому типу.

Капсула обладает защитной функцией и имеет запасные питательные вещества.

Основные биохимические свойства анаэробных микроорганизмов

По способности разлагать углеводы и белки анаэробов разделяют на сахаролитические и протеолитические.

Описание важнейших анаэробов.

Фезер - 1865 г. в докожной клетчатке коровы.

B. Schauvoei - является возбудителем острого неконтактного инфекционного заболевания, поражающего главным образом КРС и овец. Возбудитель открыт в1879-1884 гг. Арлуенком, Корневеном, Томасом.

Морфология и окраска: в мазках приготовленных из патологического материала (отечная жидкость, кровь, пораженые мышцы, серозные оболочки) B. Schauvoei имеет вид палочек с закругленными концами 2-6 мкм. х 0,5-0,7 мкм. Обычно палочки встречаются поодиночно, но иногда можно встретить короткие цепочки (2-4). Нитей не образует. По своей форме полиморфен и часто имеет формы вздутых бацилл, лимонов, шаров, дисков. Особенно четко полиморфизм наблюдается в мазках, приготовленных из ткани животного и сред, богатых белками и свежей кровью.

B. Schauvoei представляет собой подвижную палочку, имеющие жгутики по 4-6 с каждой стороны. Капсул не образует.

Споры большие, форма от круглой до продолговатой. Спора располагается центрально или субтерминально. Споры образуются как в тканях, так и вне организма. На искусственных питательных средах спора появляется через 24-48 часов.

B. Schauvoei окрашивается почти всеми красителями. В молодых культурах Г+,в старых –Г-.Палочки воспринимают окраску зернисто.

Заболевания ЭМКАР – носит септический характер и поэтому Сl. Schauvoei встречаются не только в органах с патологическими отклонениями, но также в эксудате перикарда, на плевре, в почках, печени, селезенке, в лимфатических узлах, костном мозге, в коже и эпителиальном слое, в крови.

В невскрытом трупе бациллы и другие микроорганизмы быстро размножаются, и поэтому выделяется смешанная культура.

Культуральные свойства. На МППБ Cl. Chauvoei дает обильный рост через 16- 20 часов. В первые часы равномерное помутнение, к 24 часам- постепенное просветление, а к 36 – 48 часам - столбик бульона совершенно прозрачный, а на дне пробирки осадок из микробных тел. При интенсивном встряхивании осадок разбивается в равномерную муть.

На бульоне Мартена – после 20-24 часов роста наблюдается помутнение и обильное выделение газа. Через 2-3 суток - на дне хлопья, просветление среды.

Cl. Chauvoei хорошо растет на мозговой среде, образуя небольшое количество газов. Почернение среды не наступает.

На агаре Цейсмера (кровяном) образует колонии похожие на перламутровую пуговицу или виноградный лист, плоские, в центре имеют возвышение питательной среды, цвет колоний - нежно-фиолетовый.

B. Schauvoei свертывает молоко на 3-6 сутки. Коагулированное молоко имеет вид мягкой, губчатой массы. Пептонизация молока не наступает. Желатину не разжижает. Свернутую сыворотку не разжижает. Индол не образует. Нитриты в нитраты не редуцирует.

Вирулентность на искусственных питательных средах быстро утрачивается. Для поддержания ее необходимо проводить пассаж через организм морских свинок. В кусочках высушенных мышц сохраняет свою вирулентность в течении многих лет.

B. Schauvoei разлагает углеводы:

Глюкозу

Галактозу

Левулезу

Сахарозу

Лактозу

Мальтозу

Не разлагает - маннит, дульцит, глицерин, инулин, салицин. Однако надо признать, что отношение Cl. Chauvoei к углеводам непостоянное.

На агаре по Вейону +2% глюкозы или сывороточном агаре образуются круглые или чечевицеподобные колонии с отростками.

Антигенная структура и токсинообразование

Cl. Chauvoei установлен О - антиген-соматический-термостабильный, несколько Н-антигенов-термолябильных, а также споровый S-антиген.

Cl. Chauvoei – вызывает образование агглютининов и комплемент связывающих антител. Образует ряд сильных гемолитических, некротизирующих и летально действующих токсинов белкового характера, которые обуславливают патогенность возбудителя.

Устойчивость обусловлена наличием споры. В гниющих трупах сохраняется до 3-х месяцев, в кучах навоза с остатками животной ткани - 6 мес. Споры сохраняются в почве до 20-25 лет.

Кипячение в зависимости от питательной среды 2-12 мин.(мозговая), бульонные культуры 30 мин. – t=100-1050С, в мышцах – 6 часов, в солонине – 2 года, прямые солнечные лучи – 24 часа, 3% раствор формалина – 15 мин., 3% раствор карболовой кислоты слабо действует на споры, 25% NaOH – 14 часов, 6% NaOH – 6-7 дней. Низкая температура не оказывает действие на споры.

Чувствительность животных.

В естественных условиях болеет КРС в возрасте от 3 мес. до 4 лет. Животные до 3 мес. не болеют (колостральный иммунитет), старше 4 лет – животные переболели в латентной форме. Не исключено заболевание до 3 мес. и старше 4 лет.

Болеют также овцы, буйволы, козы, олени, но редко.

Верблюды, лошади, свиньи невосприимчивы (отмечались случаи).

Человек, собаки, кошки, куры невосприимчивы.

Лабораторные животные – морские свинки.

Инкубационный период 1-5 дней. Прохождение болезни острое. Заболевание начинается неожиданно повышается температура до 41-43 С. Сильное угнетение остановка жвачки. Часто симптомирует безпричинная хромота, которая сведетильствует о порожение глубоких слоев мускулатуры.

В отделе туловища, поясници, плеча, реже грудины, шее, подчелюстного пространства появляются восполительные опухоли - твердые, горячие, болезненые, а вскоре становятся холодные и бездолезненные.

Перкусия – темпанический звук

Пальпация – крупитацию.

Кожа преобретает темно – синий цвет. Овцы - шерсть на месте опухоли торчит.

Продолжительность болезни 12-48 часов, реже 4-6 дней.

Пат. анатомия: труп очень вздутый. Из носа выделяется кровянистая пена кисловатого запаха(прогорклое масло).Подкожная клетчатка в месте поражения мышц содержит инфильтраты, кровоизлияние, газ. Мышцы черно-красного цвета, покрыты кровоизлияниями, сухие, пористые, при надавливание хрусят. Оболочки с кровоизлияниями. Селезенка, печень увеличены.

Анаэробные организмы

Дыхание и рост аэробов проявляется в виде образования мути в жидких средах или, в случае плотных сред, в виде образования колоний. В среднем для выращивания аэробов в условиях термостатирования потребуется о 18 до 24 часов.

Общие свойства для аэробов и анаэробов

1. Все эти прокариоты не имеют выраженного ядра.
2. Размножаются или почкованием, или делением.
3. Осуществляя дыхание, в результате окислительного процесса , как аэробные, так и анаэробные организмы разлагают огромные массы органических остатков.
4. Бактерии являются единственными живыми существами, чье дыхание связывает молекулярный азот в органическое соединение.
5. Аэробные организмы и анаэробы способны осуществлять дыхание в широком диапазоне температур. Существует классификация, согласно которой безъядерные одноклеточные организмы подразделяют на:

• психрофильные – условия жизни в районе 0°С;
• мезофильные – температура жизнедеятельности от 20 до 40°С;
• термофильные – рост и дыхание происходит при 50-75°С.

Аэробные бактерии – это микроорганизмы, которым для нормальной жизнедеятельности необходим свободный кислород. В отличие от всех анаэробов у них он участвует и в процессе выработки энергии, необходимой им для размножения. Эти бактерии не имеют выраженного ядра. Они размножаются почкованием или делением и при окислении образуют различные токсичные продукты неполного восстановления.

Особенности аэробов

Не многие знают, что аэробные бактерии (простыми словами аэробы) – это такие организмы, которые могут обитать и в почве, и в воздухе, и в воде. Они активно участвуют в круговороте веществ и обладают несколькими специальными ферментами, обеспечивающими их разложение (например, каталазой, супероксиддисмутазой и другими). Дыхание данных бактерий осуществляется путем прямого окисления метана, водорода, азота, сероводорода, железа. Они способны существовать в широком диапазоне при парциальном давлении 0,1-20 атм.

Культивирование аэробных грамотрицательных и грамположительных бактерий подразумевает не только использование подходящей для них питательной среды, но и количественный контроль кислородной атмосферы и удержание оптимальных температур. Для каждого микроорганизма этой группы существует и минимум, и максимум кислородной концентрации в среде, окружающей его, необходимой для его нормального размножения и развития. Поэтому к прекращению жизнедеятельности таких микробов ведет как уменьшение, так и повышение содержания кислорода за предел «максимума». Все аэробные бактерии гибнут при концентрации кислорода от 40 до 50%.

Виды аэробных бактерий

По степени зависимости от свободного кислорода все аэробные бактерии делят на такие виды:

1. Облигатные аэробы – это «безусловные» или «строгие» аэробы, которые способны развиваться только, когда в воздухе высокая концентрация кислорода, так как они получают энергию из окислительных реакций с его участием. К ним относятся:

2. Факультативные аэробы – микроорганизмы, развивающиеся даже при очень низком количестве кислорода. К данной группе относится.

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).

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:

• 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.

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.

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)

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%.

Микроорганизмы, которые могут жить и получать необходимую для жизни энергию без кислорода, называются анаэробными бактериями. Некоторые из них могут просто...

От Masterweb

21.08.2018 00:00

Биохимия бактерий крайне разнообразна и зачастую отличается от того, к чему мы привыкли. Может показаться, что кислород необходим для всего живого, однако это не так. Существуют аэробные бактерии - те, которые, как и мы, нуждаются в этом веществе. Между тем многие виды микробов при производстве энергии обходятся без него. Некоторые из них вместо дыхания применяют брожение или гниение, а другие вместо привычного для нас воздуха используют нитрат, сульфат или фумарат.

Микроорганизмы, которые могут жить и получать необходимую для жизни энергию без кислорода, называются анаэробными бактериями. Некоторые из них могут просто менять способ своего дыхания в зависимости от среды, в которой они находятся, но для кого-то из них воздух является смертельным ядом.

Классификация анаэробных организмов

В зависимости от непереносимости кислорода микроорганизмы делятся на несколько групп:

• Факультативные анаэробы. Могут как использовать кислород для развития, так и жить без него.
• Микроаэрофильные анаэробы. Нуждаются для развития в пониженной концентрации кислорода.
• Аэротолерантные организмы. Не могут переключаться на аэробное дыхание, однако способны какое-то время находиться в кислородной среде.
• Умеренно-строгие бактерии. Выживают в присутствии кислорода, однако не могут размножаться.
• Облигатные анаэробы. Погибают при соприкосновении с воздухом.

Вред от анаэробных микробов

Анаэробы (особенно строгие) должны жить в бескислородной среде, чтобы избежать гибели. Они обитают в местах, в которые не проникает данный элемент, например, в почве, в воде. Живут они внутри организмов эукариот - например, человека. Большинство бактерий, находящихся в различных органах и частях тела, являются анаэробными, и какие-то из них могут вызывать болезни. Обычно на слизистых оболочках и в кишечнике человека живут миллионы микроорганизмов, не причиняющих никакого вреда. Однако если их баланс нарушен, это может привести к бесконтрольному размножению какого-то патогенного организма. Это может произойти из-за повреждения тканей, когда бактерия попадает туда, где ей не место, и вызывает воспаление; или из-за дисбаланса микрофлоры, вызванного, например, неумеренным приемом антибиотиков.

Также анаэробные бактерии могут попасть в организм человека извне - например, из почвы через открытую рану (как при столбняке) или из консервированных продуктов (как при ботулизме). Инфекции, вызванные этими возбудителями, могут проявляться практически во всех органах: в дыхательных путях, центральной нервной системе, брюшной полости, женской половой системе, в костях и суставах, коже, мягких тканях и так далее. Симптомы различаются в зависимости от того, где возникло поражение. Обычно заболевания, которые вызывают анаэробные бактерии, сопровождаются выделением гноя и могут вызывать гнилостный запах. Однако часто при подобных инфекциях проявляется ухудшение общего состояния (слабость, тошнота, головная боль, озноб), предваряющее появление боли в пораженном органе.

Культивирование анаэробных микробов

Для диагностики таких инфекций необходим посев на анаэробные бактерии, который позволит сказать, какие именно возбудители спровоцировали заболевание. Однако исследование данных микроорганизмов осложняется тем фактом, что соприкосновение с кислородом может их уничтожить и сделать результат анализа не показательным. Поэтому при выделении анаэробных бактерий большое внимание уделяется созданию бескислородных условий при хранении и исследовании образцов, для чего используют различные приемы. Например, их можно культивировать в вакуумном аппарате, где вместо воздуха - газовая смесь. Или использовать химические вещества, поглощающие кислород. Из-за того, что анаэробные бактерии сложно вырастить, и результатов нужно какое-то время ждать, чаще всего лечение начинается еще до получения их ответов. Терапия подобных инфекций обычно предполагает хирургическое удаление гнойного очага и антибактериальные процедуры.

Польза от анаэробных микробов для организма

Однако не нужно думать, что все бактерии, находящиеся в нашем теле - безусловное зло, приводящее к болезням. В последние годы происходит переоценка роли микроорганизмов для нашего здоровья и качества нашей жизни. Живущие в внутри нас и на поверхности тела бактерии - не просто случайные попутчики, а наши партнеры, вместе с которыми мы рука об руку прошли миллионы лет эволюции.

Они делают для нас работу, которую не можем сделать мы сами. Например, большая часть витаминов и нейромедиаторов, необходимых для жизни, вырабатывается бактериями, живущими у нас в кишечнике. А значит, от их процветания зависит и наше благополучие, и забота о здоровье должна распространяться и на микрофлору. Желательно не злоупотреблять без необходимости антибиотиками, чтобы не разрушать ее баланс, а также есть больше клетчатки, которой питаются бактерии, и периодически пить пробиотики.

Польза от анаэробных микробов в хозяйстве

Другая выгода, которую могут принести полезные микроорганизмы, - быстрая переработка сточных вод. Существуют специальные бактерии (как анаэробные, так и аэробные), которые добавляют в сточные сооружения, чтобы они ускорили очистку. В каком-то смысле они являются пробиотиками для канализации. Анаэробные бактерии для септика используют бескислородное брожение и способны ускорить процесс гниения сточных вод без необходимости закачивать в стоки воздух. Недостатком этого метода очистки является выпадение большого количества твердого осадка, который нужно регулярно очищать, а также возникновение неприятного запаха, проявляющегося из-за того, что данные организмы выделяют газ метан.

Анаэробная инфекция - это стремительно развивающийся патогенный процесс, который затрагивает различные органы и ткани в организме и нередко приводит к летальному исходу. Ей подвержены все люди вне зависимости от пола или возраста. Своевременная диагностика и лечение позволяет спасти жизнь человека.

Что это такое?

Анаэробная инфекция - это инфекционное заболевание, возникающее как осложнение при различных травмах. Его возбудители - это спорообразующие или неспорообразующие микроорганизмы, прекрасно развивающиеся в бескислородной среде или при небольшом количестве кислорода.

Анаэробы присутствуют всегда в нормальной микрофлоре , слизистых оболочках организма, в желудочно-кишечном тракте и мочеполовой системе. Их относят к условно-патогенным микроорганизмам, поскольку они являются естественными обитателями биотопов живого организма.

При снижении иммунитета или влияние отрицательных факторов бактерии начинают активно бесконтрольно размножаться, а микроорганизмы превращаются в патогенов и становятся источниками инфекции. Их продукты жизнедеятельности являются опасными, токсичными и довольно агрессивными веществами. Они способны легко проникать в клетки или другие органы организма и поражать их.

В организме некоторые ферменты (например, гиалуронидаза или гепариназа) усиливают патогенность анаэробов, в результате последние начинают разрушать волокна мышечной и соединительной ткани, что приводит к нарушению микроциркуляции. Сосуды становятся хрупкими, разрушаются эритроциты. Всё это провоцирует развитие иммунопатологического воспаления сосудов - артерий, вен, капилляров и микротромбоза.

Опасность болезни связана с большим процентом летальных исходов, поэтому крайне важно вовремя заметить начало инфекции и немедленно приступить к её лечению.

Причины развития инфекции

Можно выделить несколько основных причин, по которым происходит инфицирование:

• Создание подходящих условий для жизнедеятельности патогенных бактерий. Это может произойти:
• когда на стерильные ткани попадает активная внутренняя микрофлора;
• при применении антибиотиков, которые не оказывают действия на анаэробные грамотрицательные бактерии;
• при нарушении кровообращения, например, в случае хирургического вмешательства, опухолей, травм, попадания чужеродного тела, болезней сосудов, при омертвении ткани.
• Заражение ткани аэробными бактериями. Они, в свою очередь, создают необходимые условия для жизнедеятельности анаэробных микроорганизмов.
• Хронические заболевания.
• Некоторые опухоли, которые локализуются в , кишечнике и голове нередко сопровождаются этим заболеванием.

Виды анаэробной инфекции

Она отличается в зависимости от того, какими агентами спровоцирована и в какой области:

Хирургическая инфекция или газовая гангрена

Анаэробная хирургическая инфекция или газовая гангрена - это сложная комплексная реакция организма на воздействие специфических возбудителей. Это одно из самых сложных и часто неподдающихся лечению осложнений ран. При этом пациента беспокоят такие симптомы:

• нарастающая боль с чувством распирания, поскольку в ране протекает процесс газообразования;
• зловонный запах;
• выход из раны гнойной неоднородной массы с пузырьками газа или вкраплениями жира.

Отёк тканей прогрессирует очень быстро. Внешне рана приобретает серо-зелёную окраску.

Анаэробная хирургическая инфекция встречается нечасто, и ее возникновение напрямую связано с нарушением антисептических и санитарных норм при выполнении хирургических операций.

Анаэробные клостридиальные инфекции

Возбудителями данных инфекций являются облигатные бактерии, живущие и размножающиеся в бескислородной среде - спорообразующие представители клостридии (грамположительные бактерии). Еще одно название данных инфекций - клостридиозы.

Патоген в этом случае попадает в организм человека из внешней среды. Например, это такие возбудители:

• столбняка;
• ботулизма;
• газовой гангрены;
• токсикоинфекций, связанных с употреблением некачественной заражённой пищи.

Токсин, выделяемый, например, клостридиями, способствуют появлению экссудата - жидкости, которая появляется в полостях организма или ткани при воспалении. В результате, мышцы набухают, становятся бледными, в них появляется много газа, и они отмирают.

Анаэробные неклостридиальные инфекции

В отличие от облигатных бактерий, представители факультативного вида способны выжить в присутствии кислородной среды. Возбудителями являются:

• (шаровидные бактерии);
• шигелла;
• эшерихия;
• иерсиния.

Данные возбудители вызывают анаэробные неклостридиальные инфекции. Это чаще гнойно-воспалительные инфекции эндогенного типа - , отит, сепсис, абсцессы внутренних органов и другие.

В гинекологии

Микрофлора женских половых путей богата различными микроорганизмами и анаэробами в том числе. Они являются частичкой сложной микроэкологической системы, которая способствует нормальному функционированию половых органов женщины. Анаэробная микрофлора напрямую связана с возникновением тяжелых гнойно-воспалительных гинекологических заболеваний, например, острого бартолинита, острого сальпингита и пиосальпинкса.

Проникновению анаэробной инфекции в женский организм способствуют:

• травмы мягких тканей влагалища и промежности, например, при родах, во время абортов или инструментальных исследований;
• различные вагиниты, цервициты, эрозия шейки матки, опухоли половых путей;
• остатки плодных оболочек, плаценты, сгустки крови после родов в матке.

Большую роль в развитии анаэробной инфекции у женщин играет наличие , прием кортикостероидов, лучевая и химиотерапия.

Квалификация анаэробных инфекций по локализации её очага

Выделяют следующие виды анаэробных инфекций:

• Инфекция мягких тканей и кожных покровов . Недуг вызывают анаэробные грамотрицательные бактерии. Это поверхностные заболевания (целлюлит, инфицированные кожные язвы, последствия после основных заболеваний - экзем, чесотки и других), а также подкожные инфекции или послеоперационные - подкожные гнойники, газовая гангрена, раны от укусов, ожоги, инфицированные язвы при диабете, сосудистых заболеваниях. При глубокой инфекции происходит некроз мягких тканей, при которых отмечается скопление газа, серого гноя с мерзким запахом.
• Инфекция костей . Септический артрит часто является следствием запущенной Венсана, остеомиелита - заболевания гнойно-некротического характера, которое развивается в кости или костном мозге и окружающих тканях.
• Инфекции внутренних органов , в том числе и , у женщин может возникнуть бактериальный вагиноз, септический аборт, абсцессы в половом аппарате, внутриматочные и гинекологические инфекции.
• Инфекции кровяного русла - сепсис. Она распространяется с током крови;
• Инфекции серозных полостей - перитонит, то есть воспаление брюшины.
• Бактериемия - присутствия бактерий в крови, которые попадают туда экзогенным или эндогенным путем.

Аэробная хирургическая инфекция

В отличие от анаэробной инфекции, возбудители-аэробы не могут существовать без кислорода. Вызывают инфекцию:

• диплококки;
• иногда ;
• кишечная и тифозная палочки.

К основным видам аэробной хирургической инфекции относят:

• фурункул;
• фурункулез;
• карбункул;
• гидраденит;
• рожистое воспаление.

В организм аэробные микробы проникают через пораженную кожу и слизистые оболочки, а также по лимфатическим и кровеносным сосудам. Характеризуется повышенной температурой тела, местным покраснением, отеком, болью и краснотой.

Диагностика

Для своевременной постановки диагноза необходимо правильно оценить клиническую картину и оказать как можно быстрее необходимую медицинскую помощь. В зависимости от локализации очага инфекции диагностикой занимаются различные специалисты - хирурги разных направлений, отоларингологи, гинекологи, травматологии.

Только микробиологические исследования могут подтвердить наверняка участие анаэробных бактерий в патологическом процессе. Однако отрицательный ответ о наличии в организме анаэробов не отвергает их возможного участия в патологическом процессе. По заявлению специалистов, около 50% анаэробных представителей микробиологического мира на сегодняшний день являются некультивируемыми.

К высокоточным методам индикации анаэробной инфекции относят газожидкостную хроматографию и масс-спектрометрический анализ, который определяет количество летучих жидких кислот и метаболитов - веществ, образующих в процессе обмена веществ. Не менее перспективным методам является определение бактерий или их антител в крови больного с помощью иммуноферментного анализа.

А также используют экспресс-диагностику. Биоматериал изучают в ультрафиолетовом свете. Проводят:

• бактериологический посев содержимого гнойника или отделяемой части раны в питательную среду;
• посев крови на наличие бактерий как анаэробного, так и аэробного вида;
• забор крови на биохимический анализ.

О наличии инфекции говорит увеличение количества в крови веществ - билирубина, мочевины, креатинина, а также уменьшение содержания пептидов. Повышенная активность ферментов - трансаминазы и щелочной фосфатазы.

При рентгенологическом исследовании обнаруживают скопление газов в повреждённой ткани или полости организма.

При диагностике следует исключить наличие в организме больного рожи - кожного инфекционного заболевания, тромбоза глубоких вен, гнойно-некротических поражений тканей другой инфекцией, пневмоторакса, экссудативной эритемы, отморожение 2–4 стадии.

Лечение анаэробной инфекции

При лечении не обойтись таких мер, как:

Хирургическое вмешательство

Рану рассекают, омертвелые ткани радикально иссякают, а рану обрабатывают раствором марганцовки, хлоргексидина или перекисью водорода. Процедура обычно проводится под общим наркозом. При обширном некрозе ткани может потребоваться ампутация конечности.

Медикаментозная терапия

Она включает в себя:

• прием обезболивающих компонентов, витаминов и антикоагулянтов - веществ, препятствующих закупорке сосудов тромбами;
• антибактериальную терапию - приём антибиотиков, причем назначение того или иного препарата происходит после того как проведен анализ на чувствительность возбудителей к антибиотикам;
• ввод больному противогангренозной сыворотки;
• переливание плазмы или иммуноглобулина;
• ввод препаратов, которые выводят из организма токсины и устраняют их негативные воздействия на организм, то есть проводят дезинтоксикацию организма.

Физиотерапия

При физиотерапевтическом лечении раны обрабатывают ультразвуком или лазером. Назначают озонотерапию или гипербарическую оксигенацию, то есть действуют кислородом под высоким давлением на организм в лечебных целях.

Профилактика

Чтобы снизить риск развития заболевания вовремя проводят качественную первичную обработку раны, удаляют чужеродное тело из мягких тканей. При проведении хирургических операций строго соблюдают правила асептики и антисептики. При больших площадях повреждений проводят противомикробную профилактику и специфическую иммунизацию - профилактические прививки.

Какой результат будет от лечения? Это во многом зависит от вида возбудителя, места нахождения очага инфекции, своевременной диагностики и правильно подобранного лечения. Врачи обычно при таких заболеваниях дают осторожный, но благоприятный прогноз. При запущенных стадиях заболевания с высокой долей вероятности можно говорить о летальном исходе пациента.

Следующая статья.