Оттекті ортада тіршілік ететін бактериялар деп аталады. Анаэробтар. Аэробты және анаэробты микроорганизмдер

Аэробты бактериялар қалыпты өмір сүру үшін бос оттегін қажет ететін микроорганизмдер. Барлық анаэробтардан айырмашылығы, олар көбеюге қажетті энергияны өндіру процесіне де қатысады. Бұл бактериялардың айқын ядросы жоқ. Олар бүршіктену немесе бөліну арқылы көбейеді және тотыққанда толық емес тотықсызданудың әртүрлі улы өнімдерін түзеді.

Аэробты бактериялардың ( қарапайым сөзбен айтқандаАэробтар - топырақта, ауада және суда өмір сүре алатын организмдер. Олар заттардың айналымына белсенді қатысады және олардың ыдырауын қамтамасыз ететін бірнеше арнайы ферменттерге ие (мысалы, каталаза, супероксид дисмутаза және т.б.). Бұл бактериялардың тыныс алуы метанның, сутегінің, азоттың, күкіртті сутегінің және темірдің тікелей тотығуы арқылы жүзеге асады. Олар 0,1-20 атм парциалды қысымда кең ауқымда өмір сүруге қабілетті.

Аэробты грам-теріс және грам-позитивті бактерияларды өсіру олар үшін қолайлы қоректік ортаны пайдалануды ғана емес, сонымен қатар оттегі атмосферасын сандық бақылауды және оңтайлы температураны сақтауды білдіреді. Осы топтың әрбір микроорганизмі үшін оны қоршаған ортада оның қалыпты көбеюі мен дамуы үшін қажетті оттегінің минималды және максималды концентрациясы болады. Демек, оттегінің «максималды» шектен асып кетуі де, азаюы да мұндай микробтардың өмірлік белсенділігінің тоқтатылуына әкеледі. Барлық аэробты бактериялар 40-50% оттегі концентрациясында өледі.

Аэробты бактериялардың түрлері

Бос оттегіге тәуелділік дәрежесі бойынша барлық аэробты бактериялар келесі түрлерге бөлінеді:

1. міндетті аэробтар- бұл ауада ғана дами алатын «шартсыз» немесе «қатаң» аэробтар жоғары концентрацияоттегі, өйткені олар оның қатысуымен өтетін тотығу реакцияларынан энергия алады. Оларға мыналар жатады:

2. Факультативті аэробтар- оттегінің өте аз мөлшерінде де дамитын микроорганизмдер. осы топқа жатады.

Анаэробты бактериялар - аэробты бактериялардан айырмашылығы, оттегі аз немесе мүлдем жоқ ортада тіршілік етуге және өсуге қабілетті бактериялар. Бұл микроорганизмдердің көпшілігі шырышты қабаттарда (ауызда, қынапта) және адамның ішегінде өмір сүреді, тіндер зақымдалған кезде инфекцияның себебі болады.

Синусит, ауыз қуысының инфекциясы, безеу, отит медиасы, гангрена және абсцесс - мұндай бактериялар әкелетін ең танымал аурулар мен жағдайлардың бірі. Олар сондай-ақ жара арқылы немесе ластанған тағамды жеу кезінде ботулизм сияқты қорқынышты ауруларды тудыруы мүмкін. Бірақ зияннан басқа, кейбір түрлер адамға пайдалы, мысалы, оған улы өсімдік қанттарын тоқ ішекте ашыту үшін пайдалыға айналдырады. Сондай-ақ анаэробты бактериялараэробтықпен бірге олар тірі тіршілік иелерінің қалдықтарының ыдырауына қатыса отырып, экожүйеде маңызды рөл атқарады, бірақ бұл жағынан саңырауқұлақтар сияқты үлкен емес.

Классификация

Анаэробты бактериялар, өз кезегінде, оттегіге төзімділігі және оған деген қажеттілігі бойынша 3 топқа бөлінеді:

• Қосымша - аэробты немесе анаэробты түрде өсуге қабілетті, яғни. О2 бар немесе жоқ болғанда.
• Микроаэрофилдер – оттегінің төмен концентрациясын қажет етеді (мысалы, 5%), ал олардың көпшілігі жоғары CO 2 концентрациясын (мысалы, 10%) қажет етеді; оттегінің толық жетіспеушілігінде олар өте әлсіз өседі.
• Міндетті (міндетті, қатаң) – аэробты метаболизмге қабілетсіз (оттегінің қатысуымен өседі), бірақ O 2-ге әртүрлі төзімділікке ие (біраз уақытқа дейін өмір сүру қабілеті).

Облигатты анаэробтар тотығу-тотықсыздану потенциалы төмен жерлерде (мысалы, некрозданған, өлі тіндерде) көбейеді. Олар үшін оттегі улы. Тасымалдау қабілетіне қарай жіктеу бар:

• Қатаң - ауада тек ≤0,5% O 2 төзімді.
• Орташа - 2-8% O 2.
• Аэротолерантты анаэробтар – шектеулі уақыт ішінде атмосфералық O2 шыдайды.

Жер атмосферасындағы оттегінің орташа пайызы 21.

Қатаң анаэробты бактериялардың мысалдары

облигатты анаэробты бактериялар , әдетте инфекцияларды тудыратын атмосфералық O2-ге кемінде 8 сағат және жиі 3 күнге дейін шыдай алады. Олар шырышты қабаттардағы қалыпты микрофлораның негізгі компоненттері болып табылады, әсіресе ауыз қуысында, төменгі асқазан-ішек жолдары мен қынапта; бұл бактериялар қалыпты шырышты кедергілер бұзылған кезде ауруды тудырады.

Грам-теріс анаэробтар

• Бактероидтар немесе лат. Bacteroides (ең жиі): құрсақішілік инфекциялар;
• Fusobacterium: абсцесстер, жара инфекциялары, өкпе және интракраниальды инфекциялар;
• Profiromonas немесе Porphyromonas: аспирациялық пневмония және пародонтит;
• Превотелла немесе Превотелла: құрсақішілік және жұмсақ тіндердің инфекциялары.

Грам оң анаэробтаржәне олар тудыратын кейбір инфекцияларға мыналар жатады:

• Actinomyces немесе Actinomyces: бас және мойын, құрсақ және жамбас аймағындағы инфекциялар, сондай-ақ аспирациялық пневмония (актиномикоз);
• Clostridium немесе Clostridium: құрсақішілік инфекциялар (мысалы, клостридиальды некроздаушы энтерит), жұмсақ тіндердің инфекциялары және C. perfringens туындаған газды гангрена; C. perfringens А типті тағамдық улану; C. botulinum тудыратын ботулизм; C. tetani салдарынан сіреспе; Difficile - индукцияланған диарея (псевдомембранозды колит);
• Пептострептококк немесе пептострептококк: ауыз қуысы, тыныс алу және құрсақішілік инфекциялар;
• Propionobacteria немесе Propionibacterium - бөгде дененің инфекциясы (мысалы, CSF шунттауында, протездік буын немесе жүрек аппаратында).

Анаэробты инфекциялар әдетте іріңді болып табылады, абсцесс түзілуін және тіндердің некрозын, кейде септикалық тромбофлебитті немесе газды немесе екеуін де тудырады. Көптеген анаэробтар тіндерді ыдырататын ферменттерді, сонымен қатар қазіргі кезде белгілі ең күшті паралитикалық токсиндерді шығарады.

Мысалы, адамда ботулизм тудыратын Clostridium botulinum бактериясы өндіретін ботулинум токсині косметикада тері астындағы бұлшықеттерді салдандыратындықтан, әжімдерді тегістеу үшін инъекция ретінде қолданылады.

Әдетте, жұқтырған тіндерде анаэробтардың бірнеше түрі болады, ал аэробтар (полимикробтық немесе аралас инфекциялар) жиі кездеседі.

Инфекцияны анаэробты бактериялар тудыратын белгілер:

• Грам әдісімен бояу немесе бактериялық бояу арқылы полимикробтық нәтижелер.
• Іріңді немесе жұқтырған тіндерде газдың пайда болуы.
• Инфекцияланған тіндердің іріңді иісі.
• Инфекцияланған тіндердің некрозы (өлу).
• Әдетте анаэробты микрофлора табылған шырышты қабықтың жанындағы инфекция ошағы.

Диагностика

Анаэробты культура үлгілерін әдетте оларда жоқ аймақтардан аспирация немесе биопсия арқылы алу керек. Зертханаға жеткізу жедел болуы керек, ал көліктік жабдық оттегісіз ортаны қамтамасыз етуі керек Көмір қышқыл газы, сутегі және азот. Тампондарды анаэробты түрде зарарсыздандырылған жартылай қатты ортада тасымалдаған дұрыс, мысалы, Cary-Blair тасымалдау ортасы (құрамында ең аз мөлшері бар арнайы ерітінді) қоректік заттарбактериялардың көбеюі үшін және оларды өлтіретін заттар).

Оттегі жоқ кезде энергия алуға қабілетті организмдерді анаэробтар деп атайды. Сонымен қатар, анаэробтар тобына микроорганизмдер де (қарапайымдылар және прокариоттар тобы) және кейбір балдырлар, саңырауқұлақтар, жануарлар мен өсімдіктер кіретін макроорганизмдер кіреді. Біздің мақалада біз жергілікті ағынды суларды тазарту қондырғыларында ағынды суларды тазарту үшін қолданылатын анаэробты бактерияларды егжей-тегжейлі қарастырамыз. Аэробты микроорганизмдерді олармен бірге ағынды суларды тазарту қондырғыларында қолдануға болатындықтан, біз бұл бактерияларды салыстырамыз.

Анаэробтар дегеніміз не, біз оны анықтадық. Енді олардың қандай түрлерге бөлінгенін түсіну керек. Микробиологияда анаэробтар үшін келесі жіктеу кестесі қолданылады:

• Факультативті микроорганизмдер. Факультативті анаэробты бактериялар өздерінің зат алмасу жолын өзгерте алатын бактериялар деп аталады, яғни олар тыныс алуды анаэробтыдан аэробтыға және керісінше өзгертуге қабілетті. Олар факультативті өмір сүреді деп айтуға болады.
• Топтың капнеистік өкілдеріоттегі аз және көмірқышқыл газы көп ортада ғана өмір сүруге қабілетті.
• Орташа қатаң организмдерқұрамында молекулалық оттегі бар ортада өмір сүре алады. Алайда олар бұл жерде көбейе алмайды. Макроаэрофилдер оттегінің парциалды қысымы төмендеген ортада өмір сүре алады және көбейе алады.
• Аэротолерантты микроорганизмдерфакультативті өмір сүре алмайтындығымен ерекшеленеді, яғни анаэробты тыныс алудан аэробты тыныс алуға ауыса алмайды. Бірақ олардың факультативті анаэробты микроорганизмдер тобынан айырмашылығы молекулалық оттегі бар ортада өлмейді. Бұл топқа майлы бактериялардың көпшілігі және сүт қышқылы микроорганизмдерінің кейбір түрлері кіреді.
• облигатты бактериялармолекулалық оттегі бар ортада тез өледі. Олар одан толық оқшауланған жағдайда ғана өмір сүре алады. Бұл топқа кірпікшелілер, жілікшелер, бактериялардың кейбір түрлері және ашытқылар жатады.

Оттегінің бактерияларға әсері

Құрамында оттегі бар кез келген орта органикалық тіршілік формаларына агрессивті түрде әсер етеді. Мәселе мынада, өмір барысында әртүрлі формалартіршілік немесе белгілі бір түрлердің әсерінен иондаушы сәулеленумолекулалық затпен салыстырғанда улылығы жоғары реактивті оттегі түрлері түзіледі.

Оттегі ортасында тірі организмнің тіршілігінің негізгі анықтаушы факторы жоюға қабілетті антиоксиданттық функционалдық жүйенің болуы болып табылады. Әдетте, мұндай қорғаныс функцияларын бірден бір немесе бірнеше ферменттер қамтамасыз етеді:

• цитохром;
• каталаза;
• супероксид дисмутаза.

Сонымен қатар факультативті түрдің кейбір анаэробты бактерияларында ферменттің тек бір түрі – цитохром болады. Аэробты микроорганизмдердің үш цитохромы бар, сондықтан олар оттегі ортасында жақсы сезінеді. Ал облигатты анаэробтарда цитохром мүлде болмайды.

Алайда кейбір анаэробты организмдер қоршаған ортаға әсер етіп, оған қолайлы тотығу-тотықсыздану потенциалын жасай алады. Мысалы, кейбір микроорганизмдер көбею алдында қоршаған ортаның қышқылдығын 25-тен 1 немесе 5-ке дейін төмендетеді.Бұл олардың өздерін арнайы тосқауылмен қорғауға мүмкіндік береді. Ал тіршілігі барысында сутегі асқын тотығын бөлетін аэротолерантты анаэробты организмдер қоршаған ортаның қышқылдығын арттыруы мүмкін.

Маңызды: қосымша антиоксиданттық қорғанысты қамтамасыз ету үшін бактериялар А, Е және С дәрумендерін, сондай-ақ лимон және қышқылдардың басқа түрлерін қамтитын төмен молекулалық салмақты антиоксиданттарды синтездейді немесе жинақтайды.

Анаэробтар энергияны қалай алады?

1. Кейбір микроорганизмдер энергияны ақуыздар мен пептидтер сияқты әртүрлі аминқышқылдары қосылыстарының, сондай-ақ аминқышқылдарының өздері катаболизмінен алады. Әдетте бұл энергияның бөліну процесі шірік деп аталады. Ал энергия алмасуында аминқышқылдары қосылыстары мен аминқышқылдарының көптеген катаболизм процестері байқалатын ортаның өзін шіру ортасы деп атайды.
2. Басқа анаэробты бактериялар гексозаларды (глюкозаны) ыдыратуға қабілетті. Бұл жағдайда бөлудің әртүрлі әдістерін қолдануға болады:
   • гликолиз. Одан кейін қоршаған ортада ашыту процестері жүреді;
   • тотығу жолы;
   • Маннан, гексурон немесе глюкон қышқылы жағдайында жүретін Энтнер-Дудороф реакциялары.

Бұл жағдайда гликолизді анаэробты өкілдер ғана қолдана алады. Реакциядан кейін түзілетін өнімдерге байланысты оны ашытудың бірнеше түріне бөлуге болады:

• алкогольдік ашыту;
• сүтті ашыту;
• энтеробактериялардың түрі құмырсқа қышқылы;
• майлы ашыту;
• пропион қышқылы реакциясы;
• молекулалық оттегінің бөлінуімен жүретін процестер;
• метан ашыту (септиктерде қолданылады).

Септиктерге арналған анаэробтардың ерекшеліктері

Анаэробты септиктерде ағынды суларды оттегісіз өңдеуге қабілетті микроорганизмдер қолданылады. Әдетте, анаэробтар орналасқан бөлімшеде ағынды сулардың ыдырау процестері айтарлықтай жеделдетіледі. Осы процестің нәтижесінде қатты қосылыстар шөгінді түрінде түбіне түседі. Бұл ретте ағынды судың сұйық құрамдас бөлігі әртүрлі органикалық қоспалардан сапалы тазаланады.

Бұл бактериялардың тіршілік ету кезеңінде көп санықатты қосылыстар. Олардың барлығы жергілікті тазарту қондырғысының түбіне орналасады, сондықтан ол үнемі тазалауды қажет етеді. Тазалау уақытылы жүргізілмесе, тазарту қондырғысының тиімді және жақсы үйлестірілген жұмысы толығымен бұзылып, істен шығуы мүмкін.

Назар аударыңыз: септикті тазартқаннан кейін алынған шламды тыңайтқыш ретінде пайдалануға болмайды, өйткені оның құрамында қоршаған ортаға зиян келтіретін зиянды микроорганизмдер бар.

Бактериялардың анаэробты өкілдері тіршілік әрекеті кезінде метан шығаратындықтан, осы организмдерді қолданумен жұмыс істейтін тазарту қондырғылары тиімді желдету жүйесімен жабдықталуы керек. Әйтпесе, жағымсыз иіс айналадағы ауаны бұзуы мүмкін.

Маңызды: ағынды суларды анаэробтар арқылы тазарту тиімділігі тек 60-70% құрайды.

Септиктерде анаэробтарды қолданудың кемшіліктері

Септиктерге арналған әртүрлі биологиялық өнімдердің құрамына кіретін бактериялардың анаэробты өкілдерінің келесі кемшіліктері бар:

1. Ағынды суларды бактериялар өңдегеннен кейін пайда болатын қалдықтар олардағы зиянды микроорганизмдердің болуына байланысты топырақты тыңайтуға жарамайды.
2. Анаэробтар тіршілігінде көп мөлшерде тығыз шөгінді түзілетіндіктен, оны жою жүйелі түрде жүргізілуі керек. Мұны істеу үшін сізге шаңсорғыштарды шақыру керек.
3. Ағынды суларды анаэробты бактериялар арқылы тазарту толық емес, тек максимум 70 пайызды құрайды.
4. Осы бактериялармен жұмыс істейтін ағынды суларды тазарту қондырғысы өте жағымсыз иіс шығаруы мүмкін, бұл бұл микроорганизмдердің өмір сүру кезеңінде метан шығаруымен байланысты.

Анаэробтар мен аэробтардың айырмашылығы

Аэробтар мен анаэробтардың негізгі айырмашылығы - біріншілерінің оттегі мөлшері жоғары жағдайда өмір сүріп, көбеюге қабілеттілігі. Сондықтан мұндай септиктер міндетті түрде компрессормен және ауаны соруға арналған аэратормен жабдықталған. Әдетте, бұл жергілікті ағынды суларды тазарту қондырғылары мұндай жағымсыз иіс шығармайды.

Керісінше, анаэробты өкілдерге (жоғарыда сипатталған микробиология кестесінде көрсетілгендей) оттегі қажет емес. Сонымен қатар, олардың кейбір түрлері осы заттың көп мөлшерімен өле алады. Сондықтан мұндай септиктерге ауаны сору қажет емес. Олар үшін пайда болған метанды жою ғана маңызды.

Тағы бір айырмашылық - түзілген шөгінділердің мөлшері. Аэробтары бар жүйелерде шламның мөлшері әлдеқайда аз, сондықтан құрылымды тазалауды әлдеқайда аз жиі жүргізуге болады. Сонымен қатар, септикті шаңсорғыштарды шақырмай-ақ тазалауға болады. Бірінші камерадан қалың шөгінділерді кетіру үшін қарапайым торды алуға болады, ал соңғы камерада пайда болған белсенді тұнбаны сорып алу үшін дренаждық сорғыны пайдалану жеткілікті. Сонымен қатар, аэробтарды пайдаланатын тазарту қондырғысының белсенді тұнбасын топырақты құнарландыру үшін пайдалануға болады.