Облигатные анаэробы. Токсичность кислорода и его форм для анаэробных организмов

Получают энергию либо путем ферментации (при этом конечными акцепторами электронов являются органические соединения), либо путем анаэробного дыхания, при котором акцептором электронов являются неорганические кислородсодержащие соединения (нитраты, сульфаты, СО2). Облигатные анаэробы культивируют в бескислородных условиях или при низком парциальном давления кислорода. При наличии кислорода облигатные анаэробы погибают. Толерантность бактерий к кислороду зависит от наличия супероксиддисмутазы, каталазы и пероксидазы, инактивирующих токсичный для анаэробов кислород.

Облигатные неспорообразующие (неклостридиальные) анаэробы - многочисленная группа бактерий , относящихся к различным родам и семействам. Представлены грамположительными и грамотрицательными палочками, кокками, а также извитыми и ветвящимися формами. Большинство из них являются условно-патогенными бактериями, преобладающими в нормальной микрофлоре человека и животного. Инфекции, вызываемые неклостридиальными анаэробами , развиваются чаще всего у иммунокомпромиссных больных как оппортунистические эндогенные инфекции (аутоинфекции).

Материал для исследования - гной или пораженная ткань, кровь. Проводят бактериоскопию, в т. ч. люминесцентную микроскопию , и бактериологическое исследование в условиях анаэробиоза. Посевы помещают в анаэростат или анаэробоксы. Для ускоренного обнаружения анаэробов применяют газожидкостную хроматографию, ИФА, РИФ и др. Обязательна антибиотикограмма. В ММА им. И. М. Сеченова предложены флюоресцентный и лазерно-флюоресцентный методы экспресс- диагностики гнойно-воспалительных заболеваний, вызываемых анаэробами .

При флюоресцентном методе обнаружения анаэробов в биологическом субстрате исследуемый материал (гной, первичный посев, чистая культура) облучают светом с длиной волны 400-420 нм. Наблюдение ведут через запирающий желтый фильтр. При наличии анаэробов или их продуктов наблюдают малиново-красную флюоресценцию.

Лазерно-флюоресцентный метод позволяет обнаружить анаэробы в субстрате или непосредственно в организме. Эти методы значительно сокращают сроки диагностики и выбора целенаправленного лечения.

Микробиологическая диагностика . Материалом для исследования может быть сыворотка крови пациента и отделяемое из пораженных органов (лаважная жидкость, мокрота и т. п.). Серологический метод: ИФА и РИФ - для выявления антигена ; РПГА и ИФА - для выявления антител . Бактериологический метод применяется для выявления урогенитальных микоплазм. Посевы на плотных средах просматривают при малом увеличении на 3-5-е сутки инкубации. Молекулярно-генетический метод: ПЦР , ДНК-ДНК-гибридизация.

Рис. 3.124.

Таблица 3.50. Факторы вирулентности неспорообразующих (неклостридиальных) анаэробных бактерии (НАБ)

Факторы вирулентности Биологический эффект Бактерии

эндотоксин

Общетоксическое повреждающее действие на органы и ткани

Грамотрицательные НАБ

лейкоцидин

Повреждает лейкоциты

Бактероиды, фузобактерии

гемолизин

Лизирует эритроциты

Fusobacterium necrophorum

гемагглютинин

Склеивает эритроциты

Fusobacterium necrophorum

Ферменты

коллагеназа

Разрушает коллагеновые волокна соединительной ткани

Bacteroides fragilis, фузобактерии

нейраминидаза

Разрушает гликопротеины, содержащие нейраминовую кислоту

Prevotella melaninogenica

дезоксирибонуклеаза

Вызывают внутрисосудистые изменения из-за повышенной свертываемости крови при разрушении гепарина

Бактероиды гепариназа

фибринолизин

Растворяет тромб, способствует развитию септического тромбофлебита

Бактероиды

бета-лактамаза

Разрушает бета-лактамные антибиотики

Бактероиды

Структуры

Адгезия к субстрату

Грамотрицательные НАБ

Защищает бактерии от фагоцитоза

Бактероиды

Метаболиты

летучие и длинноцепочечные жирные кислоты

Угнетают хемотаксис и кислородзависимую цитотоксичность лейкоцитов

Большинство НАБ

Отличаются механизмом обменных процессов т.е. без участия свободного кислорода. Конечным акцептором в дыхательной цепи являются нитраты, сульфаты или органические соединения.

Род Clostridium.

Палочки, крупные, спорообразующие - диаметр споры больше диаметра палочки, подвижность +/-, форма веритиноообразная, положение споры имеет дифференциальное значение, капсулы не продуцируют (есть исключение). Растут на средах (безкислородных): Кита-Тороци, Вильсон-Блера, глубокий столбик сахарного агара, кровяной агар в условиях анаэростата.

Биохимически активны, обладают набором сахаролитических, протеолитических ферментов, разлагают вещества до газа (аммиака, СО 2), масляных кислот.

Экология клостридий.

В норме входят в состав нормальной микрофлоры ЖКТ животных (особенно жвачных) и человека - переваривают пищу, усиливают перистальтику и одновременно с этим продуцируют токсины, которые тут же разрушаются протеазами соков.

С фекальными массами выбрасываются в среду и переходят в споровидную форму, и сохраняются там в течении десятков лет. Резервуаром клостридий является почва. Клостридиальная анаэробная инфекция имеет экзогенное происхождение - раневая инфекция. Входными воротами является рана в которой создаются анаэробные благоприятные условия для перехода споровой формы в вегетативную.

СТОЛБНЯК.

Тяжелое, острое инфекционное заболевание, которое имеет одного возбудителя C. tetani и проявляется неврологической симптоматикой.

Характеристика C. tetani

Палочка открыта в 1883 году Монастырским.

Морфологические особенности:

· Подвижность +

· Спора - на периферии

· Форма - ракетки

· Культивируется - на сахаро-кровяном агаге, Кита-Тороции

· Б/Х - нет сахаролитических ферментов, мало протеолитических ферметов.

Условия для заражения столбняком: рана, роды, аборты (вне медицинских учреждениях), операция, нарушения кровотока в ране, занос палочки в раневую поверхность с почвой, пылью, мед. инструментами, перевязочным материалом, перевязочным, шовным материалом.

Патогенные свойства. Патогенез заболевания.

Продукция экзотоксинов - тетаноспазмина, тетанолизина. Это белок который действует дистанционно - по нервным отросткам через аксоны попадает в ЦНС и подавляет тормозные процессы нейромедиаторов в синапсах > нарушает передачу нервных импульсов > мышечный спазм разных групп мышц. В легких случаях наблюдается сокращение мышц вокруг раны.

Столбняк у новорожденных: болеют много детей в странах где женщины рожают без медицинской помощи и перерезание пуповины делается не стерильными предметами.

Клинические формы столбняка: учеловека нисходящий - первыми вовлекаются процессы головы, столбняка, верхних конечностей, затем нижных конечностей. У животных восходящий харакетер.

Лабораторная диагностика.

Бактериологический метод. На исследования берут шовный материал, перевязочный материал, препараты для парентерального введения, образцы почвы. Засевают в анаэробные среды (Кита-Тороции) культивируют в условиях анаэростата 2-3 дня, затем проверяют на стерильность (помутнение, газообразование). Материал от больного берут редко т.к. и так видно что это столбнях, но могут взять кровь, ликвор, содержимое раны. В материале ищут сам возбудитель, а могут искать токсины с помощью биологической пробы на мышах одновремнно водят противостолбнячный анатоксин > мышка выживет, и не вводят анатоксин > мышка умирает.

Профилактика.

Экстренная: проводится в случае травмы, ранений, криминальных абортов. Включает ПХО раны, затем вводится АС-анатоксина (для активной профилактики), введение противостолбнячной сыворотки, противостолбнячного иммуноглобулина (готовые антитоксины - для пассивной иммунизации), проводится избирательно под контролем антитоксического иммунитета - делается с помощью реакции пассивной гемагглютинации у пациента. У взрослых 0,2 мл крови из пальца. Если РПГА + в соотношении 1:20 означает нормальный защитный титр. Если титр снижен, вводят вторые два препарата.

Плановая: обязательная иммунизация всех детей с трех месяцев до 17 лет. У взрослых иммунизируются военнослужащих, работники МЧС, пожарники, шахтеры.

Столбняк управляемая инфекция и заболеть столбняком неприлично. Болеют им только те кто не обращается к врачам.

ГАЗОВАЯ ГАНГРЕНА.

(клостридиальный мионекроз, клостридиальный целлюлит)

ГГ - острое инфекционное заболевание полимикробной природы с тяжелой интоксикацией организма с некрозом ткани и образованием газов в мягких тканях.

Возбудители.

C. pefringes, C. septicum, C. hovyi. Г+ палочки, дифференцируются по положению споры, наличию жгутиков, капсулообразованию, и продукции типоспецифических токсинов. Перекрестного иммунитета нет.

Возбудитель в споровой форме попадает через раны глубокие, тампонированные, сдавлением мягких тканей, осколочные раны, при которых ПХО произведено после 2-х часов после получения.

Факторы патогенности: продукция экзотоксинов (12 штук) - имеют свойство форментов (фосфолипазы, протеазы). Носят названия по буквам греческого алфавита. Главным из них является токсин б - обладает свойством лецитиназы > действует на клеточную мембрану нарушая ее проницаемость. Другие токсины вызывают отек, третье некроз. Действуют местно на ткань. Интоксикация связана с распадом тканей.

Иммунитет.

Носит антитоксический характер (а не на возбудитель). Типоспецифичен, ненапряженный.

Лабораторная диагностика.

Материал: содержимое раны, кусочки пораженных органов и тканей

Метод: бактериоскопия - Г+ палочки, бактериологический: посев среды, биохимические тесты (створаживание молока, колонии черного цвета). Дифференцировка внутри рода по биологической пробе с фильтратом культуры содержащей экзотоксин и антитоксической сывороткой соответствующего возбудителя. Это надо ни сколько для диагноза, сколько для лечения.

Специфическое: срочное введение противогангренозной сыворотки (поли или моновалентной).

Хирургическое: ведение раны открытым способом, помещение в барокамеру, антибиотики

Профилактика.

Плановая: секста-анатоксин (перфрингинс, септикум, нови, тетанис, ботулинум, дефицилле).

БОТУЛИЗМ.

Пищевая инфекция, факторы передачи - консервированный продукты мясного происхождения, рыбного происхождения, консервированные грибы.

Факторы патогенности: продукция ботулотоксина (самый сильный яд) разовая доза 0,001 мг. Действует исключительно на нервную систему, устойчив к действию пищеварительных ферментов, температуре. Есть 7 вариантов токсина (по буквам латинского алфавита), некоторые устойчивы к пищеварительным ферментам и бактериальным протеазам. Есть штаммы токсина которые разрушаются ферментами. У токсина высокие имуногенные свойства. Активируются трипсином желудочного сока, протеазами пищевых продуктов. Действуют в нервных синапсах где фиксируются и их раздражают. Чаще всего поражают глазодвигательный нерв, языкоглоточный нерв, зрительный нерв > куриная слепота, птоз, анизаккария.

Клинические формы: гастроэнтеритическая, нервно-паралитическая, неврологическая.

Лабораторная диагностика: обнаружение токсина в материале от больного (промывные воды желудка, крвоь) и пищевых консервированных продуктов в биологической пробе на мышах с помощью нейстрализации токсина.

Лечение: введение антиботулитической сыворотки

Профилактика: правильное консервирование пищевых продуктов.

Неклостридиальная анаэробная инфекция.

Вызывается представителями следующих родов:

P. melaninogenica

Носит эндогенный характер т.к. все представители входят в сосав нормальной микрофлоры тела человека (обитают в ЖКТ, ротовая полость).

Условия для возникновения инфекций:

· Нарушение целостности слизистых оболочек и такней, при этом микробы из мест естественного обитания переходят в ткани

· Нарушение кровоснабжения тканей > при синдроме сдавливания

· Раковая опухоль, прорастание ее > повреждение оболочек

· Имунодефицитные состояние

· Химиотерапия (цитостатики)

· Лечение гормонами

· Облучение

· Дизбактериоз

Клинические особенности.

1. Носит гнойновоспалительный характер и проявляется в виде абсцессов, инфильтратов

2. располагается вблизи мест естественного обитания возбудителей

3. Гнилостный характер поражение, омертвение тканей. Гнилостный запах экссудата > продукции большого количества летучих жирных кислот

4. Экссудат окрашен в черный, красный цвет

5. Газообразование

6. Тяжелое состояние больного, не видно очага инфекции

7. Инфекция должна лечится особыми антибиотиками (пенициллинами не лечится)

Лабораторная диагностика.

Бактериологический - очень трудный, дорогой, трудоемкий результат через 7-14 дней. Забор материала берут методом аспирации или пункцией соблюдая правило - материал не должен соприкасаться с кислородом воздуха. Питательные среды - сложного состава сывороточные, кровяные среды + факторы роста + витамины + адсорбенты. Культивируют в анаэростатах в присутствии повышенного содержания СО 2 , при температуре 37. Выросшая колония пигментирована (черный, серый), флюорисцируют, морфологическая идентификация не информативна (палочки, полиморфные, спору не образуют), исключение Fusobacterium - веретено. Основной метод - культуральные ососбенности: B. fragilis культивируются в присутвиии 40% желчи, в средах с антибиотиками (канамицин) растут B. Fragilis, а B. urealyticus не растут в среде с ванкомицином. По отношению к углеводам B. Fragilis - сбраживают углеводы с образованием жирных кислот, B. Urealyticus не сбраживают углеводы. Антигенные свойства изучить с помощью диагностических сувороток невозможно - их нет.

Химиотерапевтические препараты относящиеся к груме метранидазола или препараты нитроимидазольного ряда, из антибиотиков клиндомицин. Улучшение микроциркуляции тканей, создание аэробных условий, оксигенация раны.

Профилактика.

Специфической нет.

тема: Коринобактерии, общая характеристика. Возбудитель дифтерии.

Род Corynobacterum, отдельного семейства нет, порядок: Actinomecitales. Внутри рода видов более 20. Виды имеющие наиболее медицинское значение: C. Diphteriae, pseudodiphteriae, haemiliticum, xerosis, pseudotubercullosis, ulcerens и т.д.

Общая характеристика.

Палочковидные, имеют утолщение на одном или обоих концах неподвижные, имеют микрокапсулу, в клеточной стенке имеют специфические липиды (кориномиколовая кислота), кислотонейстойчивые. Широко распространены в окружающей среде. Существуют виды которые обитают на теле человека, входят в состав нормальной микрофлоры (кожа, носоглотка), животных, растений.

Среди коринобакетрий есть патогенные - дифтерия, условнопатогенные - язвенное поражение (ulcerens), конъюнкивиты (xerosis), циститы, сапрофитические.

C. Diphteriae

Возбудитель дифтерии - острого инфекционного заболевания, которое проявляется глубокой интоксикацией организма, свзанной с дифтерийным токсином и фиброзным воспалением в месте нахожденийния возбудителя. Название болезни от греческого diphtera - пленка. Возбудитель открыт Клебсом в дифтерийнфх пленках. Леффлер в 1884 году вывел в чистой культуре (BL - бактерия леффлера). Ру в 1888 году обнаружил экзотоксин и предложил питательную среду для культивирования. Беринг в 1892 году получил антитоксическую сыворотку от больных и предложил для лечения (получил Нобелевскую премию). Рамон в 1923 году разработал метод получения дифтерийного анатоксина.

Продукция токсина

Токсинообразование у возбудителя кодируется специфическим геном, который находится в составе плазмиды умеренного фага, а не в составе геном клетки > не является постоянным. Если культура лизогенная (в составе есть фаг) > токсигенная.

Морфологические особенности.

Палочки, Г+, располагаются под углом друг к другу, имеют зерна волютина по концам > для выяления зерен волютина красят по методу Нейсера (зерна черные, палочки желтые), простой метиленовой синькой (зерна красные, палочки синие).

Культуральные свойства.

Факультативные анаэробы. Среды - на простых не растет. Группы сред:

· Сывороточные: среда Ру, среда Леффлера - рост коринобактерий опережает все другие бактерии.

· Среды с теллуритом (элективная) - ингибирует рот других микробов - кровяно-теллуритовые среда Клауберга, шоколадный агар (агар + гемолизированные эритроциты) gravis дает R коллонии, mitis - дает гладкие среды

· Среди с добавлением цистиина - среда Тинсдаля

Микроорганизмы растут в присутствии пептонов (не целого белка), аминопептонов с обязательными добавками факторов роста (соли железа, цинка, витамины).

Биохимические свойства.

Сахароза -

Мальтоза +

Глюкоза +

Крахмал +

Цистиназа +

Сероводород +

Факторы патогенности.

Продукция дифтерийного гистотоксина - оказывает ядовитое действие на многие типы тканей - специфически блокирует синтез белка в различных клетках особенно тех органов которые интенсивно снабжаются кровью (ССС, миокард, ПНС, ЦНС, почки, надпочечники) является истинным экзотоксин - имуногенный белок, термолябильны, высокотоксичный из гистотоксина можно получить анатоксин с помощью обработки 0,4% формалином при температе 40 в течении 4-х недель, теряет ядовитые действия, но сохраняет имуногенные свойства. Действие токсина обусловлено 2-мя фракциями А и Б. Фракция А - истинный токсин, способна проникать внутрь клетки и инактивировать фактор элонгации 2, который ответственен за удлинение полипептидной цепи на рибосомах, действует только внутри клетки > не может нейтрализоваться дифтерийной сывороткой > эффект действует на ранних стадиях (первые 3 дня). Фракция Б участвует в фиксации токсина на рецепторах клетки и выполняет трансмембранную фнкцию, сама токсином не является. На многослойном эпителии гистотоксин вызывает дифтеритическую (фибринозную) форму воспаления, которая проявляется в виде образования пленки из фибрина. Пленка плотно срастается с подлежащими тканями. На однослойном и циллиндричском эпителии вызывает крупозное воспаление.

Поверхносные структуры бактериальной клетки липидной и белковой природы - помагает прилипать к ткани и поэтому они называются факторами слияния.

Ферменты адгезии и инвазии - нейроамидаза, гиалуронидаза

Токсионообразование - гемотоксин, дермотоксин, некротоксин, нейротоксин.

Патогенез дифтерии.

Оглавление темы "Перенос веществ в бактериальной клетке. Питательные субстраты бактерий. Энергетический метаболизм бактерий.":
1. Активный перенос веществ в бактериальной клетке. Транспорт веществ обусловленный фосфорилированием. Выделение веществ из бактериальной клетки.
2. Фермент. Ферменты бактерий. Регуляторные (аллостерические) ферменты. Эффекторные ферменты. Определение ферментативной активности бактерий.
3. Питательные субстраты бактерий. Углерод. Аутотрофия. Гетеротрофия. Азот. Использование неорганического азота. Ассимиляционные процессы в клетке.
4. Диссимиляционные процессы. Использование органического азота в клетке. Аммонификация органических соединений.
5. Фосфор. Сера. Кислород. Облигатные (строгие) аэробы. Облигатные (строгие) анаэробы. Факультативные анаэробы. Аэротолерантные бактерии. Микроаэрофильные бактерии.
6. Ростовые факторы бактерий. Ауксотрофы. Прототрофы. Классификация факторов стимулирующих рост бактерий. Пусковые факторы роста бактерии.
7. Энергетический метаболизм бактерий. Схема идентификации неизвестной бактерии. Экзэргонические реакции.
8. Синтез (регенерация) АТФ. Получение энергии в процессе фотосинтеза. Бактерии фототрофы. Реакции фотосинтеза. Стадии фотосинтеза. Световая и темновая фаза фотосинтеза.
9. Получение энергии при окислении химических соединений. Бактерии хемотрофы. Получение энергии субстратным фосфорилированием. Брожение.
10. Спиртовое брожение. Гомоферментативное молочнокислое брожение. Гетероферментативное брожение. Муравьинокислое брожение.

Фосфор. Сера. Кислород. Облигатные (строгие) аэробы. Облигатные (строгие) анаэробы. Факультативные анаэробы. Аэротолерантные бактерии. Микроаэрофильные бактерии.

Фосфор

В клетках бактерий фосфор присутствует в виде фосфатов (преимущественно фосфатов Сахаров) в составе нуклеотидов и нуклеозидов. Фосфор также входит в состав фосфолипидов различных мембран. Фосфаты играют особую роль в энергетическом обмене, расщеплении углеводов и в мембранном транспорте. Ферментативный синтез ряда биополимеров может начаться только после образования фосфорных эфиров исходных соединений (то есть после их фосфо-рилирования). Основной природный источник фосфора для бактерий - неорганические фосфаты и нуклеиновые кислоты. Они присутствуют в составе бульонов, в синтетические питательные среды их вносят дополнительно.

Сера

Сера входит в состав некоторых аминокислот (цистеин, метионин), витаминов (биотин, тиамин), пептидов (глутатион) и белков; участвует в синтетических процессах в восстановленном состоянии - в виде R-SH-групп, обладающих высокой реакционной способностью и легко дегидрирующих в R-S-S-R"-группы. Последние используются для образования более сложных соединений, соединённых дисульфидными (S-S) мостиками. Гидратирование этих соединений восстанавливает их и разрывает мостики. Подобные реакции имеют важное значение для регуляции окислительно-восстановительного потенциала в цитоплазме бактерий. Основной серосодержащий компонент бактериальной клетки - цистеин, в состав которого сера входит в виде тиоловой (-SH) группы. Так, сера в составе метионина, биотина, тиамина и глутатиона происходит из тиоловой группы цистеина. Хотя сера входит в состав аминокислот и белков в восстановленной форме, большинство бактерий утилизирует серу в форме сульфатов . Перевод окисленной серы из сульфат-иона в восстановленную форму в тиоловой группе известен как ассимиляционная сульфатредукция .

У значительно меньшего числа бактерий (например, анаэробных бактерий рода Desulfovibrio) происходит диссимиляционная сульфатредукция , при которой сульфаты, сульфиты или тиосульфаты используются как терминальные акцепторы электронов. При этом образуется сероводород (H2S), как продукт восстановления. Способность бактерий выделять сероводород применяют на практике как дифференциально-диагностический признак. Отдельные группы бактерий (например, серобактерии родов Beggiatoa, Thiothrix) могут окислять сероводород и элементную серу до сульфатов.

Кислород

Кислород , входящий в состав органических веществ бактерий, включается в них двояким путём: опосредованно (из молекул воды либо из С02) и непосредственно. Специальные ферменты - оксигеназы - включают кислород (О2-) в органические соединения непосредственно из молекулярного кислорода (02). Оксигеназы необходимы для разложения многих веществ (например, ароматических углеводородов), трудно поддающихся действию других ферментов. Многие бактерии удовлетворяют свои энергетические потребности за счёт дыхания, в процессе которого кислород выступает в качестве терминального акцептора электронов и протонов в дыхательной цепи. В соответствии с потребностями в молекулярном кислороде бактерии разделяют на пять основных групп.

Облигатные (строгие) аэробы способны получать энергию только путём дыхания и поэтому обязательно нуждаются в молекулярном кислороде. К строгим аэробам относят, например, представителей рода Pseudomonas.

Облигатные (строгие) анаэробы . Рост таких бактерий может быть остановлен даже при низком р02 (например, при 10"s атм), поскольку у них отсутствуют ферменты, расщепляющие токсические соединения кислорода (каталазы, супероксид дисмутазы). К облигатным анаэробам относят роды Bacteroides, Desulfovibrio.

Факультативные анаэробы растут как в присутствии, так и в отсутствии 02. К факультативным анаэробам относят энтеробактерии и многие дрожжи, способные переключаться с дыхания в присутствии 02 на брожение в отсутствии 02.

Аэротолерантные бактерии способны расти в присутствии атмосферного кислорода, но не использовать его в качестве источника энергии. Энергию аэротолерантные бактерии получают исключительно с помощью брожения (например, молочнокислые бактерии).


Микроаэрофильные бактерии хотя и нуждаются в кислороде для получения энергии, лучше растут при повышенном содержании С02, поэтому они также известны как «капнофильные микроорганизмы» [от грсч. kapnos, дым, + philos, любовь1. К микроаэрофилам относят большинство аэробных бактерий (например, бактерии родов Campylobacter и Helicobacter). Бактерии могут существовать в среде, содержащей кислород только при наличии толерантности к кислороду, которая связана со способностью бактериальных ферментов нейтрализовать токсичные соединения кислорода. В зависимости от количества электронов, одновременно переносимых на молекулу 02, образуются: ион пероксида 02 (образуется флавиновыми оксида-зами при переносе 2е"), супероксид-радикал (могут образовать ксантин оксидаза, альдегид ок-сидаза, НАДФН-оксидаза при переносе 1е-), и гидроксил-радикал (продукт реакции супероксид-радикала с перекисью водорода). В детоксикации реактивных кислородных радикалов участвуют супероксид дисмутаза, пероксидаза и каталаза.

Супероксид дисмутаза конвертирует супероксид-радикал (наиболее токсичный метаболит) в Н202. Фермент присутствует в аэробных и аэротолерантных бактериях. Катализа превращает Н202 в Н20 и 02 Фермент имеется у всех аэробных бактерий, но отсутствует у аэротолерантных организмов.

Строгие анаэробы обычно каталаза - и супероксиддисмутаза -отрицательны.

Пероксидаза . Из всех каталаза-отрицательных микроорганизмов лишь молочнокислые бактерии способны расти в присутствии воздуха. Их аэротолерантность связана со способностью накапливать пероксидазу . Фермент нейтрализует Н202 в реакции с глутатионом; при этом перекись водорода превращается в воду.

облигатные анаэробы это, облигатные анаэробы представители
Облига́тные (стро́гие) анаэро́бы - организмы, живущие и растущие только при отсутствии молекулярного кислорода в среде, он для них губителен.

Метаболизм

Распространено представление, что облигатные анаэробы погибают в присутствии кислорода из-за отсутствия ферментов супероксиддисмутазы и каталазы, которые перерабатывают смертельный супероксид, образующийся в их клетках при наличии кислорода. Хотя в некоторых случаях это действительно так, тем не менее, у некоторых облигатных анаэробов была обнаружена активность вышеупомянутых ферментов, а в их геномах были найдены гены, ответственные за эти ферменты и родственные белки. К таким облигатным анаэробам относятся, например, Clostridium butyricum и Methanosarcina barkeri. И всё же эти организмы неспособны существовать в присутствии кислорода.

Имеется несколько других гипотез, объясняющих, почему строгие анаэробы чувствительны к кислороду:

  1. Разлагаясь, кислород увеличивает окислительно-восстановительный потенциал среды, а высокий потенциал, в свою очередь, подавляет рост некоторых анаэробов. Например, метаногены растут при окислительно-восстановительном потенциале менее -0,3 V.
  2. Сульфид является неотъемлемой составляющей некоторых ферментов, а молекулярный кислород окисляет сульфид до дисульфида и тем самым нарушает активность фермента.
  3. Рост может подавляться отсутствием доступных для биосинтеза электронов, так как все электроны идут на восстановление кислорода.

Наиболее вероятно, что чувствительность строгих анаэробов к кислороду обусловлена этими факторами в совокупности.

Вместо кислорода облигатные анаэробы используют альтернативные акцепторы электронов для клеточного дыхания, как то: сульфаты, нитраты, железо, марганец, ртуть, угарный газ (CO). Например, сульфатредуцирующие бактерии, в большом количестве обитающие в придонных морских отложениях, обусловливают запах тухлых яиц в этих местах из-за выделения сероводорода. Энергия, выделяющаяся при таких дыхательных процессах, меньше, чем при кислородном дыхании, и вышеперечисленные альтернативные акцепторы электронов не дают равное количество энергии.

Представители

Bacteroides и Clostridium могут служить примерами неспорообразующих и спорообразующих строгих анаэробов соответственно.

Другими примерами облигатных анаэробов являются Peptostreptococcus, Treponema, Fusiform, Porphyromonas, Veillonella и Actinomyces.

Примечания

  1. Kim, Byung Hong and Geoffrey Michael Gadd. Bacterial Physiology and Metabolism. Cambridge University Press, Cambridge, UK. 2008.
  2. ANAEROBIC BACILLI(недоступная ссылка - история). Проверено 10 марта 2009. Архивировано из первоисточника 29 января 2009.

облигатные анаэробы и, облигатные анаэробы представители, облигатные анаэробы это