Bakterie tlenowe i beztlenowe

Ogólność

Podział gatunków bakterii na bakterie tlenowe i beztlenowe dokonywany jest według źródła energii wykorzystywanego do zasilania procesów biosyntezy ich metabolizmu.

Dokładniej, klasyfikacja na bakterie tlenowe i beztlenowe odnosi się do wpływu tlenu (O2) na wzrost omawianych mikroorganizmów.
Na podstawie tego typu klasyfikacji różne gatunki bakterii można podzielić na cztery duże grupy.

Obowiązkowe aeroby

Bakterie należące do tej grupy czerpią energię z oddychanie tlenowe; dlatego bezwzględnie potrzebują tlenu (O2), aby przeżyć.

Obowiązkowe beztlenowce

Beztlenowce obowiązkowe - znane również jako aerofob - to bakterie, które do przeżycia nie potrzebują tlenu, ale wręcz przeciwnie, obecność tlenu w ich środowisku hamuje ich wzrost.
Bakterie te czerpią energię z innych procesów metabolicznych, takich jak: fermentacja, ten oddychanie beztlenowe, ten fotosynteza bakteryjna albo metanogeneza.

Aeroby fakultatywne / beztlenowce

Do rozwoju bakterii należących do tej grupy tlen nie jest niezbędny, ale gdy jest dostępny, nadal jest używany.
Mikroorganizmy te w rzeczywistości w warunkach beztlenowych (brak O2) czerpią energię z procesów takich jak fermentacja albo oddychanie beztlenowe, natomiast w obecności tlenu (warunki tlenowe) wytwarzają energię poprzez oddychanie tlenowe.

Beztlenowce tolerujące aerodynamikę

Bakterie te wytwarzają energię wyłącznie w procesach beztlenowych (zazwyczaj poprzez fermentacja), ale - w przeciwieństwie do bezwzględnych beztlenowców - obecność tlenu w ich środowisku nie hamuje ich wzrostu.

Rodzaj zachowania bakterii wobec tlenu zależy od rodzaju enzymów, które sama bakteria posiada, a dokładniej od enzymów zdolnych do interakcji z tlenem i jego rodnikami, takich jak anion ponadtlenkowy (O2-), hydroksyl rodniki (• OH) i nadtlenek wodoru (H2O2).

Te enzymy to:

• Dysmutaza ponadtlenkowa, jest enzymem obecnym w bezwzględnych tlenowcach, w beztlenowcach tolerujących powietrze i wielu fakultatywnych tlenowcach. Jego zadaniem jest zapobieganie gromadzeniu się ponadtlenków, które w przeciwnym razie byłyby śmiertelne dla komórki.
• Katalaza, jest enzymem obecnym w obligatoryjnych tlenowcach iw wielu fakultatywnych tlenowcach. Jego zadaniem jest rozkładanie nadtlenku wodoru (H2O2) na wodę (H2O) i tlen (O2), dzięki czemu enzym detoksykuje komórkę bakterii z tego niezwykle szkodliwego składnika.
• Peroksydaza, jest enzymem obecnym w wielu beztlenowcach tolerujących powietrze. Jego zadaniem jest przekształcenie nadtlenku wodoru (H2O2) w wodę (H2O) poprzez mechanizm przenoszenia elektronów.

Beztlenowce obligatoryjne nie posiadają tych enzymów, dlatego obecność tlenu w ich środowisku hamuje ich wzrost.
Rodniki tlenowe powstają jako produkty odpadowe procesów metabolicznych, zarówno komórek prokariotycznych (takich jak komórki bakteryjne), jak i komórek eukariotycznych (takich jak komórki zwierzęce i roślinne).Te rodniki są szkodliwe dla komórki i muszą zostać natychmiast zdegradowane, aby zapobiec ich wywierając swoje toksyczne działanie, dlatego tylko bakterie, które posiadają enzymy odpowiedzialne za degradację rodników tlenowych, mogą przetrwać i rozwijać się w warunkach tlenowych.
Organizmy fotosyntetyzujące (takie jak rośliny, glony i niektóre gatunki bakterii), a także niektóre organizmy niefotosyntetyczne są w stanie chronić się przed działaniem rodników O2 dzięki obecności określonych pigmentów, karotenoidy. W rzeczywistości pigmenty te są w stanie neutralizować toksyczne rodniki tlenowe, chroniąc komórkę przed mechanizmami oksydacyjnymi.

Bakterie tlenowe i chorobotwórcze beztlenowe

Niektóre z głównych bakterii tlenowych i beztlenowych, które mogą być patogenne dla ludzi, zostaną krótko opisane poniżej.

Ludzkie patogenne bezwzględne tlenowce

Do tej grupy należy wiele gatunków bakterii chorobotwórczych dla człowieka, wśród których pamiętamy:

• Bordatella pertussis, odpowiedzialny za infekcje dróg oddechowych wywołujące krztusiec lub ostre zapalenie oskrzeli. B. krztusiec przewiduje stosowanie erytromycyny (makrolidu); alternatywnie można zastosować amoksycylinę.Dostępna jest również szczepionka zapobiegająca temu typowi infekcji.
• Legionella pneumophila, odpowiedzialny za początek choroby legionistów (lub legionellozy) Legionellozę można leczyć lekami takimi jak azytromycyna, erytromycyna, klarytromycyna, telitromycyna lub fluorochinolony.
• Mycobacterium leprae, jest odpowiedzialny za początek trądu.W celu przeciwdziałania infekcjom wywoływanym przez ten drobnoustroj stosuje się kombinacje leków, takich jak dapson i ryfampicyna lub acedapson i klofazymina.
• Neisseria gonorrhoeae, jest odpowiedzialny za wystąpienie rzeżączki gardłowej, rzeżączki, ostrego rzeżączkowego zapalenia cewki moczowej, zapalenia gruczołu krokowego, zapalenia szyjki macicy, zapalenia błony śluzowej macicy, zapalenia miednicy mniejszej, zapalenia skóry i zapalenia stawów. N. gonorrhoeae Zwykle stosuje się cefalosporyny (takie jak ceftriakson i cefiksym) lub fluorochinolony.

Ludzkie chorobotwórcze beztlenowce bezwzględne

Wśród różnych bakterii chorobotwórczych dla człowieka, które mogą rosnąć tylko w siedliskach beztlenowych – a więc w warunkach beztlenowych – pamiętamy:

• Clostridium difficile, bakteria ta może być częścią normalnej flory bakteryjnej człowieka i jest odpowiedzialna za oportunistyczne infekcje przewodu pokarmowego. Przeciw infekcjom od C. trudnezwykle stosuje się antybiotyki, takie jak metronidazol, chloramfenikol, wankomycyna lub erytromycyna.
• Clostridium tetani, odpowiedzialny za tężec (lub porażenie spastyczne). Ogólnie przeciw temu pokonywaniu stosuje się metronidazol lub penicylinę benzylową. Dostępna jest również szczepionka zapobiegająca infekcji.
• Clostridium botulinum, odpowiedzialny za botulizm (lub paraliż wiotki).
• Bacterioides fragilis, jest odpowiedzialny za wystąpienie ropni w jamie brzusznej, zapalenia wyrostka robaczkowego, zapalenia otrzewnej, ropnia odbytnicy lub posocznicy. B. kruche stosuje się antybiotyki, takie jak metronidazol, klindamycyna lub karbapenemy.

tlenowe fakultatywne / beztlenowce chorobotwórcze dla ludzi

Wśród tlenowych fakultatywnych / beztlenowych, które mogą być chorobotwórcze dla człowieka, pamiętamy:

• Escherichia coli, jest bakterią normalnie obecną w ludzkiej florze bakteryjnej jelit, ale u osobników z obniżoną odpornością może powodować infekcje oportunistyczne, które mogą powodować zapalenie cewki moczowej, zapalenie gruczołu krokowego, zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych u noworodków, jelitowo-krwotoczne zapalenie okrężnicy, wodnistą biegunkę lub biegunkę podróżnych.
  Najczęściej stosowane antybiotyki w leczeniu E coli są to karbapenemy, penicyliny, monobaktamy, aminoglikozydy, cefalosporyny lub makrolidy.
• Haemophilus influenzae, odpowiada za infekcje dróg oddechowych i układu nerwowego.Do zwalczania infekcji wywoływanych przez tę bakterię zwykle stosuje się antybiotyki, takie jak cefalosporyny, penicyliny czy sulfonamidy.

Chorobotwórcze beztlenowce tolerujące powietrze dla ludzi

Wśród różnych bakterii chorobotwórczych należących do tej grupy pamiętamy: Propionibacterium acnes i Propionibacterium propionicum.
ten P. acnes jest częścią normalnej flory bakteryjnej obecnej na ludzkiej skórze i bierze udział w rozwoju trądziku. P. acnes może powodować infekcje oportunistyczne prowadzące do zapalenia opon mózgowych, zapalenia wsierdzia, zapalenia stawów lub infekcji chirurgicznych.
ten P. propionicum zamiast tego odpowiada za wystąpienie zapalenia kanalików łzowych i ropni zębowych.
Leki takie jak penicyliny, cefalosporyny, chinolony czy wankomycyna mogą być stosowane w leczeniu zakażeń wywołanych przez ten typ bakterii.

Zapobieganie infekcjom bakteryjnym

Bakterie to mikroorganizmy obecne wszędzie, z którymi stykamy się na co dzień. Niektóre z tych mikroorganizmów są nieszkodliwe dla naszego organizmu, niektóre są pożyteczne, a inne mogą być bardzo niebezpieczne.
Generalnie wystarczy kilka prostych środków ostrożności, aby zapobiec infekcjom bakteryjnym, takich jak na przykład:

• Dokładnie i dokładnie umyj ręce przed rozpoczęciem gotowania, jedzenia lub po dotknięciu przedmiotów, które mogą być nośnikiem rozprzestrzeniania się bakterii;
• Przestrzegaj podstawowych zasad higieny podczas przechowywania, przygotowywania lub gotowania żywności.

Jednak samo przestrzeganie zasad higieny nie zawsze wystarcza, aby zapobiec infekcjom bakteryjnym.
Aby zapobiec na przykład infekcjom bakteryjnym przenoszonym drogą płciową, konieczne jest stosowanie barierowych metod antykoncepcji (takich jak prezerwatywy).
W celu zapobiegania niektórym rodzajom infekcji bakteryjnych, czasami potencjalnie śmiertelnych, dostępne są również szczepionki (przykładem może być szczepienie przeciw tężcowi).
Wreszcie, nie należy lekceważyć roli układu odpornościowego każdego człowieka. Sprawnie działający układ odpornościowy może czasami wystarczyć, aby zapobiec rozwojowi wielu infekcji bakteryjnych.