βιολογία

Αερόβια και αναερόβια βακτήρια

γενικότητα

Η ταξινόμηση των βακτηριακών ειδών σε αερόβια και αναερόβια βακτήρια διεξάγεται σύμφωνα με την πηγή ενέργειας που χρησιμοποιείται για την τροφοδότηση των βιοσυνθετικών διεργασιών του μεταβολισμού τους.

Πιο συγκεκριμένα, η ταξινόμηση σε αερόβια και αναερόβια βακτήρια αναφέρεται στην επίδραση που έχει το οξυγόνο (Ο2) στην ανάπτυξη των εν λόγω μικροοργανισμών.

Με βάση αυτόν τον τύπο ταξινόμησης, τα διάφορα βακτηριακά είδη μπορούν να χωριστούν σε τέσσερις μεγάλες ομάδες.

Υποχρεωτικοί αερόμπες

Τα βακτηρίδια που ανήκουν σε αυτή την ομάδα αντλούν ενέργεια από αερόβια αναπνοή . Επομένως, χρειάζονται απολύτως οξυγόνο (Ο 2 ) για να επιβιώσουν.

Υποχρεωτικά αναερόβια

Υποχρεωτικά αναερόβια - γνωστά και ως αεροφόρα - είναι βακτήρια που δεν χρειάζονται 02 για να επιβιώσουν, αλλά, αντίθετα, η παρουσία οξυγόνου στο περιβάλλον τους εμποδίζει την ανάπτυξή τους.

Αυτά τα βακτήρια αντλούν ενέργεια από άλλες μεταβολικές διεργασίες, όπως ζύμωση, αναερόβια αναπνοή, βακτηριακή φωτοσύνθεση ή μεθανογένεση .

Προαιρετικά αερόμπες / αναερόβια

Το οξυγόνο δεν είναι απαραίτητο για την ανάπτυξη των βακτηρίων που ανήκουν σε αυτή την ομάδα, αλλά όταν είναι διαθέσιμο, εξακολουθεί να χρησιμοποιείται.

Αυτοί οι μικροοργανισμοί, στην πραγματικότητα, υπό αναερόβιες συνθήκες (απουσία Ο2) αντλούν ενέργεια από διαδικασίες όπως ζύμωση ή αναερόβια αναπνοή, ενώ παρουσία οξυγόνου (αερόβιες συνθήκες) παράγουν ενέργεια μέσω αερόβιας αναπνοής .

Αναερόβια που είναι αερολύματα

Αυτά τα βακτήρια παράγουν ενέργεια αποκλειστικά μέσω αναερόβιων διεργασιών (γενικά, μέσω ζύμωσης ), αλλά - αντίθετα με ό, τι συμβαίνει για τα αναερόβια, η παρουσία οξυγόνου στο περιβάλλον τους δεν εμποδίζει την ανάπτυξή τους.

Ο τύπος συμπεριφοράς που έχει ένα βακτήριο προς το οξυγόνο εξαρτάται από τον τύπο των ενζύμων που το ίδιο το βακτήριο διαθέτει. Ειδικότερα, εξαρτάται από ένζυμα ικανά να αλληλεπιδράσουν με το οξυγόνο και τις ρίζες του, όπως ανιόν υπεροξειδίου (02), ρίζες υδροξυλίου (ΟΗ) και υπεροξείδιο υδρογόνου (Η2Ο2) .

Αυτά τα ένζυμα είναι:

  • Η υπεροξειδική δισμουτάση, είναι ένα ένζυμο που υπάρχει σε υποχρεωτικούς αερόβιους, σε αναρροφητικούς αερόβια και σε πολλά προαιρετικά αερόμπες. Η δουλειά του είναι να αποτρέψει τη συσσώρευση υπεροξειδίου το οποίο διαφορετικά θα ήταν θανατηφόρο για το κύτταρο.
  • Η καταλάση, είναι ένα ένζυμο που υπάρχει στα υποχρεωτικά αερόβια και σε πολλές προαιρετικές αερόμπες. Ο στόχος του είναι να αποσυνθέσει το υπεροξείδιο του υδρογόνου (H 2 O 2 ) σε νερό (H 2 O) και οξυγόνο (02). Με αυτό τον τρόπο, το ένζυμο αποτοξινώνει το βακτηριακό κύτταρο από αυτό το εξαιρετικά επιβλαβές συστατικό.
  • Η υπεροξειδάση, είναι ένα ένζυμο που υπάρχει σε πολλά αναερόβια που είναι ανθεκτικά στο περιβάλλον. Ο στόχος του είναι να μετατρέψει το υπεροξείδιο του υδρογόνου (H 2 O 2 ) σε νερό (H 2 O) μέσω ενός μηχανισμού μεταφοράς ηλεκτρονίων.

Τα υποχρεωτικά αναερόβια δεν διαθέτουν αυτά τα ένζυμα, γι 'αυτό και η παρουσία οξυγόνου στο περιβάλλον τους εμποδίζει την ανάπτυξή τους.

Οι ρίζες οξυγόνου σχηματίζονται ως προϊόντα αποβλήτων μεταβολικών διεργασιών, τόσο προκαρυωτικών κυττάρων (όπως βακτηριακών) όσο και ευκαρυωτικών κυττάρων (όπως ζωικών και φυτικών κυττάρων). Αυτές οι ρίζες είναι επιβλαβείς για το κύτταρο και πρέπει να αποικοδομούνται αμέσως για να αποτρέψουν την άσκηση της τοξικής τους δράσης. Επομένως, μόνο τα βακτήρια που διαθέτουν τα ένζυμα που είναι υπεύθυνα για την αποικοδόμηση ριζών οξυγόνου μπορούν να επιβιώσουν και να αναπτυχθούν σε αερόβιες συνθήκες.

Οι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί (όπως τα φυτά, τα άλγη και ορισμένα βακτηριακά είδη) και ακόμη και ορισμένοι μη φωτοσυνθετικοί οργανισμοί είναι σε θέση να προστατευθούν από τη δράση των ριζών του Ο 2 χάρη στην παρουσία συγκεκριμένων χρωστικών, καροτενοειδών . Αυτές οι χρωστικές, στην πραγματικότητα, είναι σε θέση να εξουδετερώνουν τοξικές ρίζες οξυγόνου, προστατεύοντας το κύτταρο από οξειδωτικούς μηχανισμούς.

Αερόβια και παθογόνα αναερόβια βακτήρια

Μερικά από τα κύρια αερόβια και αναερόβια βακτηρίδια που μπορεί να είναι παθογόνα για τον άνθρωπο θα περιγραφούν σύντομα παρακάτω.

Παθογόνα υποχρεωμένα στον άνθρωπο

Υπάρχουν πολλά βακτηριακά είδη που είναι παθογόνα για τους ανθρώπους που ανήκουν σε αυτήν την ομάδα, μεταξύ των οποίων θυμόμαστε:

  • Bordatella pertussis, υπεύθυνος για λοιμώξεις της αναπνευστικής οδού που προκαλούν κοκκύτη ή οξεία βρογχίτιδα. Η θεραπεία πρώτης επιλογής κατά των λοιμώξεων του Β. Pertussis περιλαμβάνει τη χρήση ερυθρομυκίνης (μακρολίδης). εναλλακτικά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί αμοξικιλλίνη. Ένα εμβόλιο είναι επίσης διαθέσιμο για την πρόληψη αυτού του τύπου μόλυνσης.
  • Legionella pneumophila, υπεύθυνη για την εμφάνιση της νόσου των Λεγεωνάριων (ή της νόσου του Legionnaire). Η λεγιονέλλωση μπορεί να αντιμετωπιστεί με φάρμακα όπως η αζιθρομυκίνη, η ερυθρομυκίνη, η κλαριθρομυκίνη, η τελιθρομυκίνη ή οι φθοροκινολόνες.
  • Το Mycobacterium leprae, είναι υπεύθυνο για την έναρξη της λέπρας. Για την αντιμετώπιση λοιμώξεων που προκαλούνται από αυτόν τον μικροοργανισμό, χρησιμοποιούνται ενώσεις φαρμάκων όπως δαψόνη και ριφαμπικίνη ή ακεδαψόνη και κλοφαζιμίνη.
  • Το Neisseria gonorrhoeae, είναι υπεύθυνο για την εμφάνιση της φάρυγγας γονόρροιας, της γονόρροιας, της οξείας γονοκοκκικής ουρηθρίτιδας, της προστατίτιδας, της τραχηλίτιδας, της ενδομητρίτιδας, της πυελικής φλεγμονώδους νόσου, της δερματίτιδας και της αρθρίτιδας. Οι κεφαλοσπορίνες (όπως η κεφτριαξόνη και η κεφιξίμη) ή οι φθοροκινολόνες χρησιμοποιούνται συνήθως για τη θεραπεία λοιμώξεων από τον ιό της Ν. Gonorrhoeae .

Το παθογόνο υποχρεώνει τους αναερόβιους ανθρώπους

Μεταξύ των διαφόρων παθογόνων βακτηρίων για τους ανθρώπους που μπορούν να αναπτυχθούν μόνο σε οικοτόπους χωρίς οξυγόνο - επομένως σε αναερόβιες συνθήκες - θυμόμαστε:

  • Το Clostridium difficile, αυτό το βακτήριο μπορεί να είναι μέρος της φυσιολογικής βακτηριακής χλωρίδας και είναι υπεύθυνο για ευκαιριακές λοιμώξεις του γαστρεντερικού σωλήνα. Τα αντιβιοτικά όπως η μετρονιδαζόλη, η χλωραμφενικόλη, η βανκομυκίνη ή η ερυθρομυκίνη χρησιμοποιούνται συνήθως κατά των λοιμώξεων του C. difficile .
  • Clostridium tetani, υπεύθυνος για τετάνου (ή σπαστική παράλυση). Γενικά, η μετρονιδαζόλη ή η βενζυλοπενικιλλίνη χρησιμοποιούνται έναντι αυτού του βακτηριδίου. Ένα εμβόλιο είναι επίσης διαθέσιμο για την πρόληψη της λοίμωξης.
  • Clostridium botulinum, υπεύθυνος για την αλλαντίαση (ή χαλαρή παράλυση).
  • Το Bacterioides fragilis, είναι υπεύθυνο για την εμφάνιση κοιλιακών αποστημάτων, σκωληκοειδίτιδας, περιτονίτιδας, ορθικών αποστημάτων ή σηψαιμίας. Τα αντιβιοτικά όπως η μετρονιδαζόλη, η κλινδαμυκίνη ή τα καρβαπενέμη χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία λοιμώξεων του Β. Fragilis .

Προαιρετικά παθογόνα ανθρώπινα αερόβια / αναερόβια

Μεταξύ των προαιρετικών αερόμπων / αναερόβιων που μπορεί να είναι παθογόνοι για τον άνθρωπο, θυμόμαστε:

  • Το Escherichia coli είναι ένα βακτήριο που υπάρχει κανονικά στην ανθρώπινη χλωρίδα του εντέρου, αλλά σε ανοσοκατεσταλμένα άτομα μπορεί να προκαλέσει ευκαιριακές λοιμώξεις που μπορεί να προκαλέσουν ουρηθροκυστίτιδα, προστατίτιδα, νεογνική μηνιγγίτιδα, εντεροαιμορραγική κολίτιδα, υδαρή διάρροια ή διάρροια του ταξιδιώτη.

    Τα ευρέως χρησιμοποιούμενα αντιβιοτικά για τη θεραπεία λοιμώξεων από Ε. Coli είναι καρβαπενέμες, πενικιλλίνες, μονοβακτάμες, αμινογλυκοσίδες, κεφαλοσπορίνες ή μακρολίδες.

  • Haemophilus influenzae, είναι υπεύθυνη για λοιμώξεις της αναπνευστικής οδού και του νευρικού συστήματος. Τα αντιβιοτικά που χρησιμοποιούνται συνήθως για την καταπολέμηση λοιμώξεων που προκαλούνται από αυτόν τον τύπο μόλυνσης είναι οι κεφαλοσπορίνες, οι πενικιλίνες ή τα σουλφάρα.

Αεροτοξικά παθογόνα αναερόβια για τον άνθρωπο

Μεταξύ των διαφόρων παθογόνων βακτηρίων που ανήκουν σε αυτή την ομάδα, αναφέρουμε τα Propionibacterium acnes και Propionibacterium propionicum .

Το P. acnes αποτελεί μέρος της φυσιολογικής βακτηριακής χλωρίδας που υπάρχει στο ανθρώπινο δέρμα και εμπλέκεται στην ανάπτυξη της ακμής. Σε μερικές περιπτώσεις, ωστόσο, ο P. acnes μπορεί να προκαλέσει ευκαιριακές λοιμώξεις που οδηγούν στην εμφάνιση μηνιγγίτιδας, ενδοκαρδίτιδας, αρθρίτιδας ή χειρουργικών λοιμώξεων.

Το P. propionicum είναι αντ 'αυτού υπεύθυνο για την εκδήλωση της δακρυϊκής κανάλιωσης και των οδοντικών αποστημάτων.

Για τη θεραπεία λοιμώξεων που προκαλούνται από αυτόν τον τύπο βακτηριδίων, μπορούν να χρησιμοποιηθούν φάρμακα όπως πενικιλίνες, κεφαλοσπορίνες, κινολόνες ή βανκομυκίνη.

Πρόληψη βακτηριακών λοιμώξεων

Τα βακτήρια είναι μικροοργανισμοί που βρίσκονται παντού, με τους οποίους έρχομαι καθημερινά σε επαφή. Μερικοί από αυτούς τους μικροοργανισμούς είναι αβλαβείς για το σώμα μας, κάποιοι είναι χρήσιμοι, ενώ άλλοι μπορεί να είναι πολύ επικίνδυνοι.

Γενικά, μερικές απλές προφυλάξεις είναι επαρκείς για την πρόληψη βακτηριακών λοιμώξεων, όπως για παράδειγμα:

  • Πλύνετε καλά και σχολαστικά τα χέρια σας πριν αρχίσετε να μαγειρεύετε, να τρώτε ή να αγγίζετε αντικείμενα που μπορεί να είναι ένα όχημα για την εξάπλωση των βακτηρίων.
  • Ακολουθήστε τους βασικούς κανόνες υγιεινής κατά την αποθήκευση τροφίμων, την προετοιμασία ή το μαγείρεμα.

Ωστόσο, η απλή συμμόρφωση με τα πρότυπα υγιεινής δεν είναι πάντα επαρκής για την πρόληψη βακτηριακών λοιμώξεων.

Για παράδειγμα, για την πρόληψη των σεξουαλικά μεταδιδόμενων βακτηριακών λοιμώξεων είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν αντισυλληπτικές μέθοδοι φραγμού (όπως, για παράδειγμα, προφυλακτικά).

Για την πρόληψη ορισμένων τύπων βακτηριακών λοιμώξεων, μερικές φορές δυνητικά θανατηφόρων, είναι επίσης διαθέσιμα εμβόλια (ένα παράδειγμα μπορεί να είναι ο εμβολιασμός με τετάνου).

Τέλος, ο ρόλος του ανοσοποιητικού συστήματος κάθε ατόμου δεν πρέπει επίσης να υποτιμάται. Στην πραγματικότητα, ένα λειτουργικό ανοσοποιητικό σύστημα μπορεί μερικές φορές να είναι αρκετό για να αποτρέψει την ανάπτυξη πολλών βακτηριακών λοιμώξεων.