AERÓBNE BAKTÉRIE: CHARAKTERISTIKY, PRÍKLADY, KULTÚRY, CHOROBY - BIOLÓGIE - 2026

V aeróbne baktérie sú široká skupina baktérií, ktoré sa vyznačujú potrebujú kyslík pre svoje metabolické procesy. Tieto baktérie používajú kyslík na rozklad organických zlúčenín na jednoduchšie zlúčeniny pomocou procesu známeho ako bunkové dýchanie.

Mnoho odborníkov tvrdí, že výskyt tohto typu baktérií je priamym dôsledkom procesu fotosyntézy. V dôsledku toho sa hladiny kyslíka v atmosfére zvýšili a boli spočiatku toxické pre mnoho živých bytostí. Z tohto dôvodu sa mnoho organizmov muselo prispôsobiť a začať používať kyslík.

Mycobacterium tuberculosis, aeróbne baktérie. Zdroj: Fotografický kredit: Poskytovatelia Janice CarrContent: CDC / Dr. Ray Butler; Janice Carr

Existuje veľa druhov, ktoré sú zahrnuté do skupiny aeróbnych baktérií. Najreprezentatívnejšie sú rody Bacillus, Mycobacterium a Nocardia. Podobne mnoho z týchto baktérií sú známe ľudské patogény, dokonca spôsobujú patológie, ktoré môžu spôsobiť smrť.

vlastnosti

Hlavnou charakteristikou aeróbnych baktérií je to, že na to, aby sa mohli rozvíjať, nevyhnutne vyžadujú prostredie, v ktorom je dostatok kyslíka, pretože v rámci svojho metabolizmu vykonávajú bunkový dýchací proces.

Pri tomto postupe používajú kyslík na rozklad molekúl z organických zlúčenín, ako je glukóza, na jednoduchšie zlúčeniny, ako je oxid uhličitý a voda, s následným získavaním energie vo forme ATP.

Podobne väčšina druhov, ktoré tvoria túto skupinu, nemá schopnosť syntetizovať katalázový enzým, takže nemôže rozdeliť molekulu peroxidu vodíka na vodu a kyslík.

Druhy aeróbnych baktérií

Všeobecne sa rozumie, že aeróbne baktérie sú také, ktoré na vývoj a rast potrebujú prítomnosť kyslíka. Potreba tohto chemického prvku v baktériách v tejto skupine však nie je rovnaká pre všetkých. V tomto zmysle existuje niekoľko druhov aeróbnych baktérií: obligátne aeróbne, fakultatívne anaeróbne a mikroaerofilné.

Povinné aeróbne baktérie

Sú to baktérie, ktoré nevyhnutne vyžadujú vývoj kyslíka. Vyžadujú, aby tento prvok vykonával proces bunkového dýchania.

Fakultatívne anaeróbne baktérie

Sú to baktérie, ktoré majú z evolučného hľadiska určitú výhodu, pretože môžu prežiť tak v prostrediach, v ktorých je prítomný kyslík, ako aj v tých prostrediach, v ktorých nie je prítomný.

Je to spôsobené skutočnosťou, že v rámci svojich bunkových mechanizmov majú potrebné prvky na vykonávanie anaeróbnych procesov, prostredníctvom ktorých môžu získavať energiu. Týmto spôsobom, že v neprítomnosti kyslíka tieto baktérie neumierajú, ale vykonávajú iné metabolické procesy.

Mikroerofilné baktérie

Toto je veľmi špecifický druh baktérií. Používajú kyslík ako primárny prvok na vykonávanie procesu bunkového dýchania. Atmosférické koncentrácie tohto plynu (približne 21%) sú však pre tieto baktérie toxické.

Druhy aeróbnych baktérií

Baktérie rodu

Rod Bacillus sa skladá z veľkého množstva druhov, ktoré sa vyznačujú tým, že majú tvar tyčinky a sú grampozitívne. Jednou z najvýraznejších vlastností týchto baktérií je to, že keď sa podmienky prostredia stanú nepriateľskými, vytvárajú vo svojich bunkách spóry. Sú veľmi odolné a ich cieľom je zabezpečiť, aby baktérie prežili v nepriaznivých podmienkach prostredia.

V rámci tohto rodu sú baktérie, ktoré sú prísne aeróbne, zatiaľ čo iné sú považované za fakultatívne aeróbne. Medzi druhy baktérií rodu Bacillus možno zaradiť: Bacillus anthracis, Bacillus cereus, Bacillus subtilis a Bacillus thuringiensis.

bacil

Je to známa a študovaná baktéria vo svete mikrobiológie, pretože sa vďaka svojmu potenciálu a zjavnej patogenite používa ako biologická zbraň. Spóry sú veľmi toxické a ľahko prenikajú do ľudského tela cez dýchacie cesty vdýchnutím, požitím kontaminovanej potravy alebo kontaktom s otvorenou ranou.

Už v tele spôsobuje infekciu, ktorá sa generickým spôsobom nazýva antrax, ktorý môže byť kožný, pľúcny alebo gastrointestinálny.

Bacillus cereus

Je to fakultatívna aeróbna baktéria, ktorá je dobre známa pre produkciu toxínov. Tieto toxíny môžu u ľudí spôsobovať rôzne patológie, ako je emetický syndróm a hnačkový syndróm, a to na gastrointestinálnej úrovni. Rovnako môže ovplyvniť ďalšie orgány, ako sú oči, v ktorých môže spôsobiť keratitídu a endoftalmitídu.

Bacillus subtilis

Je to pravdepodobne najviac študovaný druh rodu Bacillus. Toľko, že sa považuje za „typový druh“. Rovnako ako iné druhy Bacillus produkuje spóry, konkrétne endospory, ktoré sa nachádzajú v strede bakteriálnej bunky.

Je to neškodná baktéria pre človeka, s výnimkou veľmi ojedinelých prípadov otravy kontaminovanou potravou. Okrem toho prináša celý rad výhod, ako je syntéza fungicídnych a antibiotických látok, ako aj aplikácie v priemyselnej oblasti.

Nocardia

Je to rod grampozitívnych baktérií, ktoré sú tvarované ako bacily. Medzi jej najvýraznejšie vlastnosti možno uviesť, že majú následky, z ktorých mnohé sú v pravom uhle.

Tieto baktérie sú tiež dobre známymi ľudskými patogénmi. Najmä dva z týchto druhov, Nocardia asteroides a Nocardia brasiliensis, boli dostatočne skúmané ako látky spôsobujúce pľúcnu nocardiózu a aktinomykotický mycetóm.

Lactobacillus

Sú to grampozitívne baktérie, ktoré sa vyznačujú fakultatívnou aeróbiou, majú tvar bakulov a nevyrábajú spóry. Tieto baktérie sa všeobecne považujú za neškodné a pre človeka neškodné.

Naopak, sú známe výhodami, ktoré poskytujú, medzi ktoré môžeme zdôrazniť: prispievajú k konzervácii potravín, pomáhajú kontrolovať niektoré choroby - napríklad rakovinu hrubého čreva - a sú súčasťou syntézy určitých zlúčenín, ako vitamíny B.

Staphylococcus

Jedná sa o kokosové (okrúhle) baktérie, ktoré majú tendenciu vytvárať zhluky buniek, ktoré vyzerajú ako hrozno. Baktérie tohto rodu sa považujú za fakultatívne aeróbne, čo znamená, že sa môžu vyvíjať tak v prítomnosti, ako aj v neprítomnosti kyslíka.

Mnoho druhov tohto rodu sú známe ľudské patogény. Spomedzi nich je naj virulentnejším Staphylococcus aureus, ktorý produkuje určité toxíny: hemolyzín, enterotoxín, toxín syndrómu toxického šoku a exfoliatívny toxín. Tieto toxíny spôsobujú choroby, ako je hnačka, pseudomembranózna kolitída a syndróm obarenia.

Rozdiel medzi aeróbnymi a anaeróbnymi baktériami

Anaeróbne baktérie sa objavili na planéte dlho pred aeróbnymi baktériami. Je to tak preto, lebo v prvej ére pozemského života nebol kyslík významnou súčasťou atmosféry, takže živé bytosti, ktoré existovali, ho potom nepoužívali na svoje metabolické procesy.

Neskôr, keď sa na planéte vyvíjal život a hladiny atmosférických plynov sa stabilizovali, objavili sa aeróbne organizmy, ktoré začali používať kyslík ako hlavný prvok v procesoch výroby energie.

Teraz je hlavným rozdielom medzi oboma typmi baktérií to, že aeróbne baktérie vyžadujú, aby elementárny kyslík vykonával rôzne bunkové procesy, najcharakteristickejšie je bunkové dýchanie. Týmto procesom získavajú veľké množstvo energie.

Anaeróbne baktérie na druhej strane nepoužívajú kyslík na žiadny proces. Aj pre niektoré z týchto baktérií je kyslík vysoko toxický. Z tohto dôvodu vykonávajú ďalšie procesy na získanie energie, ktorú bunka potrebuje.

Medzi tieto procesy patrí fermentácia, pri ktorej dochádza k degradácii určitých zlúčenín, ako sú uhľohydráty, aby sa získali ďalšie organické zlúčeniny, ako je kyselina mliečna.

Ďalším rozdielom medzi týmito dvoma druhmi baktérií je biotop, v ktorom sa nachádzajú. Anaeróbne baktérie sa zvyčajne vyskytujú na miestach, kde je málo kyslíka, napríklad v zubnom kamene, ktorý zakrýva zuby, zatiaľ čo aeróbne baktérie prosperujú v biotopoch, kde je dostatok kyslíka, napríklad v pôde.

Kultivácia aeróbnych baktérií

Keď sa v laboratóriu bude vykonávať kultivácia aeróbnych baktérií, je potrebné mať na pamäti, že tieto druhy baktérií vyžadujú dostatočné množstvo kyslíka. V tomto zmysle je známe, že ide o rovnaké atmosférické podmienky. Avšak, tam sú niektoré baktérie, ktoré potrebujú ďalšie prevzdušnenie.

V týchto prípadoch je možné intenzívne pretrepať bankou alebo vzduchom sterilizovaným vzduchom cez médium. V prípade, že je kultivácia pomerne rozsiahla, odporúča sa zvýšenie vystavenia média atmosfére. Toto sa dosiahne vrstvením média, ktoré je plytké.

Kultúra Staphylococcus aureus. Zdroj: Microrao

Teraz, čo sa týka zloženia kultivačného média, ktoré sa má použiť pre aeróbne baktérie, bude to závisieť od kultivovaného bakteriálneho druhu. Napríklad na pestovanie Staphylococcus aureus sú najbežnejšie používanými kultivačnými médiami 5% krvný agar, sójový agar tryptikázy a BHI Brain Heart Infusion Broth. Baktérie baktérie Bacillus sa tiež úspešne kultivujú vo vyššie uvedených kultivačných médiách.

Je dôležité si uvedomiť, že BHI Brain Heart Infusion Broth je celosvetovo odporúčaný na kultiváciu aeróbnych baktérií. Jeho zloženie zahŕňa infúziu mozgu teľacieho tela a infúziu hovädzieho srdca, ako aj peptón, chlorid sodný a glukózu.

Metódy počítania doštičiek

Počet doštičiek je štandardný postup, ktorý sa vykonáva v laboratóriách, aby sa dosiahol približný počet baktérií, ktoré tvoria špecifickú kultúru.

Táto technika je založená na počte tzv. Jednotiek tvoriacich kolónie a umožňuje získať približný počet baktérií. Je dôležité zdôrazniť, že tento postup sa musí vykonávať s dôkladnosťou a dôslednosťou, ktorá sa vyžaduje, pretože akákoľvek chyba, bez ohľadu na to, ako malá, môže výrazne ovplyvniť výsledky.

Na vykonanie počtu doštičiek je možné použiť niekoľko techník. Dva z nich budú vysvetlené tu.

Technika nalievania doštičiek

Prvá vec, ktorú musíte urobiť, je pripraviť ideálne kultivačné médium pre typ baktérií, ktoré chcete pestovať. Neskôr sa na čistom a čistom mieste umiestnia Petriho misky, do ktorých bude umiestnená kultúra.

Do každej Petriho misky musíte pridať 1 ml zodpovedajúceho riedenia a približne 20 ml kultivačného média, ktoré sa roztopí. Potom by sa pohyby s Petriho miskou mali vykonávať takto: 6 sprava doľava, 6 doprava, 6 proti smeru hodinových ručičiek a 6 zozadu dopredu. Nakoniec sa očakáva, že médium stuhne.

Petriho misky sa inkubujú pri vhodných teplotných podmienkach (37 ° C) 24 až 48 hodín. Po uplynutí tohto času by sa mal spočítať počet vyvinutých kolónií.

Technika nanášania povrchu na dosku

Aby sa vykonal počet pomocou tejto techniky, Petriho misky s kultivačným médiom by sa mali umiestniť na stôl tak, aby sa zabránilo chybám. Ďalej sa do každej kapsuly inokuluje 1 ml každého riedenia.

Podobne by malo byť pomocou sklenenej tyčinky inokulum rovnomerne rozložené po celom povrchu kultivačného média. To sa musí urobiť skrútenými pohybmi.

Keď sa inokulum absorbuje kultivačným médiom, kapsuly sa inkubujú po dobu, ktorá je potrebná podľa kultivovaného mikroorganizmu. Nakoniec sa musia spočítať všetky kolónie, ktoré sa vyvinuli na vybratých doštičkách.

Spôsobené choroby

Ako už bolo uvedené, je známe, že niektoré z rodov, ktoré tvoria skupinu aeróbnych baktérií, spôsobujú u ľudí ochorenie. Niektoré z týchto chorôb s príslušnými príznakmi a liečbou sú uvedené nižšie.

nokardióza

Nokardióza je choroba, ktorá sa môže prejavovať akútne alebo chronicky. Podľa študovaných klinických prípadov sa väčšinou prejavujú príznakmi pneumónie. Avšak občas, skôr ako infikovať dýchacie cesty, môže priamo ovplyvniť pokožku a spôsobiť charakteristické lézie.

Príznaky pozorované pri pľúcnej nokardióze sú:

• Vysoká horúčka
• Chromický kašeľ, ktorý nie je ničím zmiernený
• Ťažké dýchanie
• Všeobecné nepohodlie

Na druhú stranu, keď baktérie rodu Nocardia napadnú pokožku, môže sa vyvinúť tzv. Aktinomycetóm. Je to chronická granulomatózna infekcia, ktorá je veľmi zriedkavá a zvyčajne sa vyskytuje u ľudí s oslabeným imunitným systémom. Medzi jej príznaky patrí:

• Horúčka
• Nodulárna lézia, ktorá predstavuje centrálnu pustulu, cez ktorú môže krvavý materiál odtekať.
• Kožný alebo subkutánny absces.
• Všeobecná nevoľnosť

antrax

Toto je meno dané infekciám spôsobeným baktériami Basillus anthracis. Je to spôsobené priamym kontaktom človeka so spórami uvedených baktérií. Antrax môže ovplyvniť pľúca a pokožku. Pľúcny pľúc je najnebezpečnejší s úmrtnosťou vyššou ako 90%.

Pred niekoľkými rokmi sa táto baktéria stala slávnou, pretože boli zasielané obálky obsahujúce spóry, ktoré veľmi zasiahli tých, ktorí ich prijali, a spôsobili smrť.

Najprv sa príznaky antraxu v pľúcach podobajú príznakom nachladnutia, avšak s postupom času sa vyvíjajú na kompromitovanejší klinický obraz:

• Pretrvávajúca horúčka
• Ťažké dýchanie
• Zvýšená srdcová frekvencia.

Nakoniec sa pacient zhoršuje a dochádza k septickému šoku, po ktorom vo väčšine prípadov dôjde k jeho smrti.

Pokiaľ ide o kožnú antrax, prvým príznakom je lézia podobná uhryznutiu komárom, ktorá sa stáva chronickou a vyvíja sa v nekrotický výpar.

Zvyšuje sa aj telesná teplota a nevoľnosť. Tento klinický obraz sa často vyrieši priaznivo a zostane iba jazva. Nie je múdre byť neopatrný, pretože sa môže šíriť a spôsobiť bakterémiu.

tuberkulóza

Je to patológia, ktorá ovplyvňuje dýchacie cesty a je spôsobená prísnou aeróbnou baktériou Mycobacterium tuberculosis. Baktérie sa nachádzajú v sekrétoch tých, ktorí trpia touto chorobou, konkrétne v tej, ktorú vylúčia pri kašle. Kontakt s týmito sekréciami je najbežnejšou cestou infekcie.

Príznaky tuberkulózy sú:

• Neustály kašeľ s krvavým spútom
• Horúčka
• Všeobecné nepohodlie
• Bolesť na hrudníku, najmä pri kašli a dýchaní
• Silné potenie v noci.

malomocenstvo

Je to dobre známe ochorenie spôsobené ďalšou baktériou rodu Mycobacterium, Mycobacterium leprae. Toto ochorenie je po stáročia metlou, pretože tí, ktorí ho utrpeli, boli popravení zo spoločnosti a boli nútení žiť oddelene.

Najbežnejšie príznaky lepry sú:

• Svetlo sfarbené lézie na koži
• Rany alebo hrče na koži
• Strata citlivosti v určitých oblastiach
• Zahusťovanie pokožky

V priebehu času sa klinický obraz zhoršuje, čo spôsobuje, že jedinec stráca funkčnosť svojich horných a dolných končatín, znetvorenie spôsobené kožnými léziami a nepohodlie na úrovni kože, ako napríklad neustály pocit pálenia na koži.

Referencie

1. Camacho, A., Giles, M., Ortegón, M., Palao, M., Serrano, B. a Velásquez, O. (2009) Techniky pre mikrobiologickú analýzu potravín. UNAM Mexico 2. vydanie.
2. Carrol, K., Hobden, J., Miller, S., Morse, S., Mietzner, T., Detrick, B., Mitchell, T. a Sakanari, J. Medical Microbiology. Mc Graw a Hill. 27. vydanie
3. Dorronsoro, I. a Torroba L. Mikrobiológia tuberkulózy. (2007). Anály zdravotníckeho systému Navarra. 30 (2).
4. González, P. a Cona, E. (2006). Nocardia asteroides. Čílsky časopis o infekcii. 2. 3. 4).
5. Hernández, P., Mayorga, J. a Pérez, E. (2010). Actinomycetoma kvôli Nocardia brasiliensis. Detské anále. 73 (4). 159-228
6. Ryan, K. a Ray, C. (2004). Sherris Medical Microbiology. Mc Graw Hill. 4. vydanie.