Анаэробные бактерии: понятие, особенность, классификация, культивирование

Биохимия бактерий крайне разнообразна и зачастую отличается от того, к чему мы привыкли. Может показаться, что кислород необходим для всего живого, однако это не так. Существуют аэробные бактерии - те, которые, как и мы, нуждаются в этом веществе. Между тем многие виды микробов при производстве энергии обходятся без него. Некоторые из них вместо дыхания применяют брожение или гниение, а другие вместо привычного для нас воздуха используют нитрат, сульфат или фумарат.

Микроорганизмы, которые могут жить и получать необходимую для жизни энергию без кислорода, называются анаэробными бактериями. Некоторые из них могут просто менять способ своего дыхания в зависимости от среды, в которой они находятся, но для кого-то из них воздух является смертельным ядом.

Классификация анаэробных организмов

В зависимости от непереносимости кислорода микроорганизмы делятся на несколько групп:

• Факультативные анаэробы. Могут как использовать кислород для развития, так и жить без него.
• Микроаэрофильные анаэробы. Нуждаются для развития в пониженной концентрации кислорода.
• Аэротолерантные организмы. Не могут переключаться на аэробное дыхание, однако способны какое-то время находиться в кислородной среде.
• Умеренно-строгие бактерии. Выживают в присутствии кислорода, однако не могут размножаться.
• Облигатные анаэробы. Погибают при соприкосновении с воздухом.

Вред от анаэробных микробов

Анаэробы (особенно строгие) должны жить в бескислородной среде, чтобы избежать гибели. Они обитают в местах, в которые не проникает данный элемент, например, в почве, в воде. Живут они внутри организмов эукариот - например, человека. Большинство бактерий, находящихся в различных органах и частях тела, являются анаэробными, и какие-то из них могут вызывать болезни. Обычно на слизистых оболочках и в кишечнике человека живут миллионы микроорганизмов, не причиняющих никакого вреда. Однако если их баланс нарушен, это может привести к бесконтрольному размножению какого-то патогенного организма. Это может произойти из-за повреждения тканей, когда бактерия попадает туда, где ей не место, и вызывает воспаление; или из-за дисбаланса микрофлоры, вызванного, например, неумеренным приемом антибиотиков.

Также анаэробные бактерии могут попасть в организм человека извне - например, из почвы через открытую рану (как при столбняке) или из консервированных продуктов (как при ботулизме). Инфекции, вызванные этими возбудителями, могут проявляться практически во всех органах: в дыхательных путях, центральной нервной системе, брюшной полости, женской половой системе, в костях и суставах, коже, мягких тканях и так далее. Симптомы различаются в зависимости от того, где возникло поражение. Обычно заболевания, которые вызывают анаэробные бактерии, сопровождаются выделением гноя и могут вызывать гнилостный запах. Однако часто при подобных инфекциях проявляется ухудшение общего состояния (слабость, тошнота, головная боль, озноб), предваряющее появление боли в пораженном органе.

Культивирование анаэробных микробов

Для диагностики таких инфекций необходим посев на анаэробные бактерии, который позволит сказать, какие именно возбудители спровоцировали заболевание. Однако исследование данных микроорганизмов осложняется тем фактом, что соприкосновение с кислородом может их уничтожить и сделать результат анализа не показательным. Поэтому при выделении анаэробных бактерий большое внимание уделяется созданию бескислородных условий при хранении и исследовании образцов, для чего используют различные приемы. Например, их можно культивировать в вакуумном аппарате, где вместо воздуха - газовая смесь. Или использовать химические вещества, поглощающие кислород. Из-за того, что анаэробные бактерии сложно вырастить, и результатов нужно какое-то время ждать, чаще всего лечение начинается еще до получения их ответов. Терапия подобных инфекций обычно предполагает хирургическое удаление гнойного очага и антибактериальные процедуры.

Польза от анаэробных микробов для организма

Однако не нужно думать, что все бактерии, находящиеся в нашем теле - безусловное зло, приводящее к болезням. В последние годы происходит переоценка роли микроорганизмов для нашего здоровья и качества нашей жизни. Живущие в внутри нас и на поверхности тела бактерии - не просто случайные попутчики, а наши партнеры, вместе с которыми мы рука об руку прошли миллионы лет эволюции.

Они делают для нас работу, которую не можем сделать мы сами. Например, большая часть витаминов и нейромедиаторов, необходимых для жизни, вырабатывается бактериями, живущими у нас в кишечнике. А значит, от их процветания зависит и наше благополучие, и забота о здоровье должна распространяться и на микрофлору. Желательно не злоупотреблять без необходимости антибиотиками, чтобы не разрушать ее баланс, а также есть больше клетчатки, которой питаются бактерии, и периодически пить пробиотики.

Польза от анаэробных микробов в хозяйстве

Другая выгода, которую могут принести полезные микроорганизмы, - быстрая переработка сточных вод. Существуют специальные бактерии (как анаэробные, так и аэробные), которые добавляют в сточные сооружения, чтобы они ускорили очистку. В каком-то смысле они являются пробиотиками для канализации. Анаэробные бактерии для септика используют бескислородное брожение и способны ускорить процесс гниения сточных вод без необходимости закачивать в стоки воздух. Недостатком этого метода очистки является выпадение большого количества твердого осадка, который нужно регулярно очищать, а также возникновение неприятного запаха, проявляющегося из-за того, что данные организмы выделяют газ метан.

Особенность анаэробных микробов

Итак, благодаря своей особенности - способности жить в бескислородной среде - анаэробные бактерии отличаются от аэробных организмов. Они могут существовать и работать в недоступной для других среде. Мы можем использовать их свойства себе на благо. Однако эта особенность делает их неуловимыми: вероятно, большая часть обитающих на Земле микробов остается для нас неизвестной из-за сложности обнаружения и культивирования анаэробных бактерий.