FAKULTATYWNE BAKTERIE BEZTLENOWE: CHARAKTERYSTYKA I PRZYKŁADY - BIOLOGIA - 2025

Te fakultatywne bakterie beztlenowe bakterie są zdolne do utrzymania zarówno pod obecności i pod nieobecność tlenu. Tlen jest związkiem wysoce reaktywnym, niezbędnym dla wielu bakterii i większości organizmów żywych, jednak pierwiastek ten jest śmiertelny dla niektórych gatunków bakterii.

Do fakultatywnych bakterii beztlenowych należą gatunki o znaczeniu przemysłowym i handlowym, czy to m.in. w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym czy kosmetycznym. Wręcz przeciwnie, inne gatunki są zdolne do wywoływania śmiertelnych chorób dla człowieka.

Fakultatywnie beztlenowe bakterie Salmonella enteritidis. Zrobione i zredagowane przez: Departament Rolnictwa Stanów Zjednoczonych.

cechy

Główną cechą fakultatywnych bakterii beztlenowych jest to, że mogą wykorzystywać tlen w swoich procesach metabolicznych, ale mogą również wykorzystywać oddychanie beztlenowe lub metabolizm fermentacyjny przy braku tlenu.

Inną cechą charakterystyczną związaną z procesem metabolicznym jest to, że bakterie fakultatywne nie mają enzymu dysmutazy ponadtlenkowej. Enzym ten jest charakterystyczny dla ścisłych bakterii tlenowych. Funkcją enzymu jest rozkład ponadtlenku (O ₂ ^- ), produktu pośredniego metabolizmu tlenowego.

Metabolizm energetyczny

Wszystkie żyjące istoty muszą pozyskiwać energię do swoich procesów życiowych; Energia ta jest pozyskiwana z pożywienia, niezależnie od tego, czy są one syntetyzowane samodzielnie (autotrofy), czy też wcześniej przygotowane i / lub przetworzone (heterotrofy).

Energia zawarta w pożywieniu jest wykorzystywana (częściowo) do syntezy ATP poprzez szereg reakcji chemicznych, które są częścią metabolizmu. Aby to zrobić, muszą zerwać wiązania chemiczne w cząsteczkach tworzących pożywienie.

Zerwanie tych wiązań powoduje uwolnienie elektronów lub atomów wodoru, które muszą zostać zaakceptowane przez inne związki. Jeśli ostatecznym akceptorem elektronów, czyli wodoru, jest związek organiczny, reakcja ta nazywana jest fermentacją, z drugiej strony, jeśli akceptorem końcowym jest związek nieorganiczny, to mówimy o oddychaniu.

Podczas oddychania najpowszechniejszym akceptorem końcowym elektronów jest tlen; nazywa się to oddychaniem tlenowym. Jednak przy braku tlenu niektóre organizmy, takie jak niektóre bakterie, mogą wykorzystywać związki nieorganiczne inne niż tlen jako końcowe akceptory elektronów, co powoduje oddychanie beztlenowe.

Rodzaje bakterii ze względu na ich zależność od tlenu

Bakterie można sklasyfikować w zależności od tego, czy wykorzystują tlen w swoim metabolizmie, w następujący sposób:

Aerobik

Wykorzystują tlen jako ostateczny akceptor elektronów w procesach metabolicznych. Dlatego są w stanie rosnąć i prosperować w obecności tlenu. Wreszcie, gatunki ściśle tlenowe nie mogą przetrwać w warunkach beztlenowych.

Mikroaerofilny

To grupa bakterii, które pomimo zapotrzebowania na tlen mogą rozwijać się tylko w środowiskach, w których stężenie tego pierwiastka jest niższe (poniżej 10%) niż jego normalne stężenie w powietrzu (20%).

Beztlenowe

Gatunki, które nie wykorzystują tlenu w swoich reakcjach metabolicznych. Dla niektórych gatunków beztlenowych tlen jest pierwiastkiem toksycznym, który jest dla nich śmiertelny, nawet w bardzo małych stężeniach. Jednak niektóre gatunki mogą to tolerować, a nawet w końcu z niego korzystać; dlatego bakterie beztlenowe można podzielić na:

Aerotolentes

Nie są w stanie wykorzystywać tlenu w swoim metabolizmie, ale nie jest to śmiertelne, więc mogą żyć w środowisku o normalnym stężeniu tlenu.

Opcjonalny

Bakterie, które mogą wykorzystywać tlen jako ostateczny akceptor elektronów podczas metabolizmu energetycznego, ale w przypadku braku tego pierwiastka mogą przetrwać, korzystając z innych szlaków metabolicznych.

Aplikacje

Niektóre z fakultatywnych bakterii beztlenowych mają duże znaczenie z przemysłowego punktu widzenia. Do tej grupy zaliczają się np. Bakterie wykorzystywane do otrzymywania fermentowanych napojów alkoholowych, takich jak wino czy piwo.

Są również wykorzystywane w przemyśle spożywczym do otrzymywania sfermentowanej żywności, takiej jak między innymi ser, jogurt. Niektóre gatunki są również używane do produkcji probiotyków.

Choroby

Wśród fakultatywnych bakterii beztlenowych jest kilka gatunków zdolnych do wywoływania chorób o różnym znaczeniu klinicznym, od samoograniczającej się biegunki po choroby śmiertelne, w tym również wiele chorób szpitalnych.

Choroby te obejmują na przykład biegunkę bakteryjną, infekcje dróg moczowych, zapalenie wsierdzia, zapalenie opon mózgowych, zapalenie otrzewnej, zapalenie płuc i posocznicę. Niektóre z tych chorób są trudne do wyleczenia ze względu na oporność bakterii na leki.

Przykłady reprezentatywnych gatunków

Escherichia coli

Należy do grupy Enterobacteriaceae, które normalnie występują w przewodzie pokarmowym człowieka. Cechą charakterystyczną tego gatunku jest fakt, że jest on zdolny do fermentacji laktozy i degradacji tryptofanu, ale nie może rosnąć w pożywkach z cytrynianem jako jedynym źródłem węgla.

Chociaż jest częścią flory jelitowej, bakteria ta może powodować choroby u ludzi, takie jak biegunka, infekcje dróg moczowych i zapalenie opon mózgowych.

Salmonella enteritidis

Jest to inny gatunek Enterobacteriaceae, jak E. coli, ale w przeciwieństwie do tego nie jest zdolny do fermentacji laktozy, ale może przetrwać w kulturach, w których jedynym źródłem węgla jest cytrynian. Może żyć w przewodzie pokarmowym wielu różnych gatunków kręgowców, w tym niektórych gatunków zimnokrwistych.

Gatunek ten, wraz z innymi gatunkami z rodzaju, jest odpowiedzialny za zapalenie żołądka i jelit.

Lactococcus lactis

Bakterie należące do grupy Lactobacillus, o różnych formach. Może rosnąć pojedynczo, w parach lub w formie łańcucha. Przemysł wykorzystuje ten gatunek do produkcji żywności, takiej jak między innymi jogurt, ser, kapusta kiszona.

Jest również stosowany jako probiotyk i jest ogólnie uznawany przez Amerykańską Agencję ds.Żywności i Leków (FDA) za bezpieczny (GRAS), jednak może być odpowiedzialny za choroby szpitalne, takie jak zapalenie wsierdzia.

Lactobacillus rhamnosus

Jest kolejnym przedstawicielem grupy pałeczek kwasu mlekowego, takich jak Lactococcus lactis. Jest to niemobilna pałeczka, niezdolna do wytwarzania zarodników, które mogą rosnąć pojedynczo lub w krótkołańcuchowych koloniach. Może to być fakultatywne beztlenowe lub mikroaerobowe.

Podobnie jak L. lactis, jest stosowany w przemyśle spożywczym oraz jako probiotyk. Jest to również związane z chorobami szpitalnymi, w tym bakteriemią, zapaleniem opon mózgowych i otrzewnej

Haemophilus influenzae

Pałeczka mała, nie mobilna, ale przede wszystkim wymaga do rozwoju składników krwi. Jest to jedna z głównych przyczyn chorób takich jak infekcje ucha i dróg oddechowych, zapalenie opon mózgowych i nagłośni.

Morganella morgani

Bakterie w kształcie pałeczek, które żyją jako komensal w przewodzie pokarmowym ludzi, a także innych kręgowców. Pomimo tego, że jest tradycyjnym członkiem flory jelitowej zdrowych organizmów, może być oportunistycznym czynnikiem zakaźnym w chorych organizmach lub podczas infekowania ran.

Wśród chorób związanych z tą bakterią są między innymi biegunka, infekcje dróg moczowych, posocznica, bakteriemia, zapalenie płuc, ropniak, infekcje chirurgiczne. Ta bakteria rozwija odporność na leki.

Posiew na agarze z krwią fakultatywnej beztlenowej bakterii Morganella morganii. Zrobione i zredagowane z: Bacteria in Photos.

Bibliografia

1. EW Nester, CE Roberts, NN Pearsall i BJ McCarthy (1978). Mikrobiologia. Wydanie 2. Holt, Rinehart i Winston.
2. E. Hogg (2005). Podstawowa mikrobiologia. John Wiley & Sons Ltd.
3. Bakteria. Na Wikipedii. Odzyskany z en.wikipedia.org.
4. C. Lyre. Lactobacillus rhamnosus. W Lifeder. Odzyskany z lifeder.com.
5. C. Lyre. Morganella morgani. W Lifeder. Odzyskany z lifeder.com.
6. D. Samaržija, N. Antunac, JL Havranek (2001). Taksonomia, fizjologia i wzrost Lactococcus lactis: przegląd. Mljekarstvo ..
7. P. Singleton (2004). Bacteria in Biology, Biotechnology and Medicine, 6 edycja. John Wiley & Sons, Chichester.
8. J. Vera. Fimbriae. W Lifeder. Odzyskany z lifeder.com
9. AG Moat, JW Foster i MP Spector (2002). Microbial Physiology, 4th edn. John Wiley & Sons, Chichester.