BACTERI AEROBE: CARACTERISTICI, EXEMPLE, CULTURI, BOLI - BIOLOGIE - 2025

Cele Bacteriile aerobe sunt un grup larg de bacterii , care sunt caracterizate nevoie de oxigen pentru procesele metabolice ale acestora. Aceste bacterii folosesc oxigenul pentru a descompune compușii organici, pentru a simplifica compușii printr-un proces cunoscut sub numele de respirație celulară.

Mulți specialiști susțin că apariția acestui tip de bacterii este o consecință directă a procesului de fotosinteză. Datorită acestui fapt, nivelurile de oxigen atmosferice au crescut și au fost inițial toxice pentru multe ființe vii. Din această cauză, multe organisme au trebuit să se adapteze și să înceapă să folosească oxigen.

Mycobacterium tuberculosis, bacterii aerobe. Sursa: Credit foto: Janice CarrContent Furnizori (i): CDC / Dr. Ray Butler; Janice Carr

Există multe specii care sunt incluse în grupul de bacterii aerobe. Cele mai reprezentative sunt cele din genurile Bacillus, Mycobacterium și Nocardia. În mod similar, multe dintre aceste bacterii sunt agenți patogeni umani cunoscuți, chiar cauzând patologii care pot provoca moartea.

caracteristici

Principala caracteristică a bacteriilor aerobe este că, pentru a se dezvolta, acestea necesită în mod necesar un mediu în care există o disponibilitate suficientă de oxigen, deoarece în metabolismul lor se desfășoară procesul de respirație celulară.

În acest proces, utilizează oxigenul pentru a descompune moleculele din compuși organici, cum ar fi glucoza, pentru compuși mai simpli, cum ar fi dioxidul de carbon și apa, cu consecința obținerea de energie sub formă de ATP.

De asemenea, majoritatea speciilor care alcătuiesc acest grup nu au capacitatea de a sintetiza enzima catalază, deci nu pot împărți molecula peroxidului de hidrogen în apă și oxigen.

Tipuri de bacterii aerobe

În general, se înțelege că bacteriile aerobe sunt cele care necesită prezența oxigenului pentru a se dezvolta și crește. Cu toate acestea, necesitatea acestui element chimic în bacteriile din această grupă nu este aceeași pentru toți. În acest sens, există mai multe tipuri de bacterii aerobe: obligă aerobic, facultativ anaerob și microaerofil.

Obligă bacteriile aerobe

Sunt bacterii care necesită neapărat să se dezvolte oxigen. Acestea necesită acest element pentru a realiza procesul de respirație celulară.

Bacterii anaerobe faciale

Acestea sunt bacterii care din punct de vedere evolutiv au un anumit avantaj, deoarece pot supraviețui atât în ​​mediile în care există o prezență de oxigen, cât și în acele medii în care există o absență a acestuia.

Acest lucru se datorează faptului că în cadrul utilajelor lor celulare, acestea au elementele necesare pentru a efectua procese anaerobe prin care pot obține energie. În așa fel încât, în absența oxigenului, aceste bacterii nu mor, ci realizează alte procese metabolice.

Bacterii microaerofile

Acesta este un tip foarte special de bacterii. Utilizează oxigenul ca element primar pentru a duce la îndeplinire procesul de respirație celulară. Cu toate acestea, concentrațiile atmosferice ale acestui gaz (aproximativ 21%) sunt toxice pentru aceste bacterii.

Specii de bacterii aerobe

Bacteriile genului

Genul Bacillus este format dintr-o mare varietate de specii, care se caracterizează prin faptul că au o formă de tijă și sunt gram pozitive. Una dintre cele mai remarcabile caracteristici ale acestor bacterii este că atunci când condițiile de mediu devin ostile, acestea generează spori în celulele lor. Acestea sunt foarte rezistente și sunt destinate să asigure că bacteriile pot supraviețui în condiții nocive de mediu.

În cadrul acestui gen, există bacterii strict aerobe, în timp ce există altele care sunt considerate aerobice facultative. Printre speciile de bacterii din genul Bacillus putem menționa: Bacillus anthracis, Bacillus cereus, Bacillus subtilis și Bacillus thuringiensis, printre altele.

Bacil

Este o bacterie binecunoscută și studiată în lumea microbiologiei, deoarece, datorită potențialității și a patogenității sale evidente, a fost folosită ca armă biologică. Sporii săi sunt foarte toxici și pătrund cu ușurință în corpul uman, prin tractul respirator prin inhalare, prin ingerarea alimentelor contaminate sau prin contactul cu o rană deschisă.

Deja în organism provoacă o infecție care, într-un mod generic, este cunoscută cu numele de antrax, care poate fi cutanată, pulmonară sau gastrointestinală.

Bacillus cereus

Este o bacterie aerobă facultativă, care este bine cunoscută pentru producerea de toxine. Aceste toxine pot provoca diverse patologii la om, cum ar fi sindromul emetic și sindromul diareic, atât la nivel gastro-intestinal. La fel, poate afecta și alte organe, cum ar fi ochii, în care poate provoca cheratită și endoftalmită.

Bacillus subtilis

Este poate cea mai studiată specie a genului Bacillus. Atât de mult, încât este considerată „specia de tip”. La fel ca alte specii de Bacillus, produce spori, în special endospoare care se găsesc în centrul celulei bacteriene.

Este o bacterie inofensivă pentru oameni, cu excepția unor cazuri foarte izolate de otrăvire din alimente contaminate. În plus, acesta oferă o gamă largă de beneficii, cum ar fi sinteza substanțelor antifungice și antibiotice, precum și aplicații în zona industrială.

Nocardia

Este un gen de bacterii gram pozitive care au formă de bacili. Printre cele mai remarcabile caracteristici ale sale, se poate menționa că au ramificații, multe dintre ele fiind în unghi drept.

La fel, aceste bacterii sunt agenți patogeni umani cunoscuți. Două dintre speciile sale, în special, asteroizii Nocardia și Nocardia brasiliensis, au fost suficient de studiați ca cauzând nocardioză pulmonară și, respectiv, micetom actinomicotic.

Lactobacillus

Sunt bacterii gram-pozitive care se caracterizează prin a fi aerobice facultative, având forma unui bacil și nu produc spori. Aceste bacterii sunt considerate în general inofensive și inofensive pentru oameni.

Dimpotrivă, sunt renumiți pentru beneficiile pe care le oferă, printre care le putem evidenția: contribuie la conservarea alimentelor, contribuie la controlul unor boli - precum cancerul de colon - și fac parte din sinteza anumitor compuși, ca vitaminele B.

Stafilococ

Acestea sunt bacterii în formă de nucă de cocos (rotunde) care tind să formeze ciorchine de celule care arată ca o grămadă de struguri. Bacteriile acestui gen sunt considerate aerobice facultative, ceea ce înseamnă că se pot dezvolta atât în ​​prezență, cât și în absența oxigenului.

Multe dintre speciile din acest gen sunt cunoscuți agenți patogeni umani. Printre acestea, cel mai virulent este Staphylococcus aureus, care produce anumite toxine: hemolizină, enterotoxină, toxină cu sindrom de șoc toxic și toxină exfoliativă. Aceste toxine provoacă boli precum diareea, colita pseudomembranoasă și sindromul pielii scaldate.

Diferența dintre bacteriile aerobe și cele anaerobe

Bacteriile anaerobe au apărut pe planetă cu mult înainte de bacteriile aerobe. Acest lucru se datorează faptului că în primele ere ale vieții terestre, oxigenul nu a fost o parte semnificativă a atmosferei, astfel încât ființele vii care existau atunci nu l-au folosit pentru procesele lor metabolice.

Mai târziu, pe măsură ce viața a evoluat pe planetă și nivelurile gazelor atmosferice s-au stabilizat, au apărut organisme aerobe, care au început să folosească oxigenul ca element principal în procesele de producție de energie.

Acum, principala diferență între ambele tipuri de bacterii este că bacteriile aerobe necesită ca elementul oxigen să efectueze diverse procese celulare, cea mai caracteristică fiind respirația celulară. Prin acest proces obțin o cantitate mare de energie.

Bacteriile anaerobe, pe de altă parte, nu utilizează oxigen pentru niciun proces. Chiar și pentru unele dintre aceste bacterii, oxigenul este foarte toxic. Datorită acestui fapt, acestea realizează alte procese pentru a obține energia de care are nevoie celula.

Printre aceste procese se numără fermentația, prin care degradarea anumitor compuși, cum ar fi carbohidrații, pentru a obține alți compuși organici, cum ar fi acidul lactic.

O altă diferență care poate fi menționată între aceste două tipuri de bacterii este habitatul în care pot fi găsite. Bacteriile anaerobe se găsesc adesea în locuri unde există puțin oxigen, cum ar fi în tartrul care acoperă dinții, în timp ce bacteriile aerobe prosperă în habitate unde există suficient oxigen, cum ar fi solul.

Cultura bacteriilor aerobe

Atunci când o cultură de bacterii aerobe va fi efectuată în laborator, primul lucru care trebuie avut în vedere este faptul că aceste tipuri de bacterii necesită o cantitate adecvată de oxigen. În acest sens, aceleași condiții atmosferice sunt cunoscute ca fiind ideale. Cu toate acestea, există unele bacterii care au nevoie de o aerare suplimentară.

În aceste cazuri, ceea ce se poate face este să agitați puternic balonul sau aerul sterilizat cu bule prin mediu. În cazul în care cultivarea este destul de extinsă, ceea ce se recomandă este ca expunerea mediului în atmosferă să fie crescută. Acest lucru se realizează prin stratarea mediului care este superficial.

Cultura stafilococului aureus. Sursa: Microrao

Acum, în ceea ce privește compoziția mediului de cultură care va fi utilizat pentru bacteriile aerobe, acest lucru va depinde de speciile bacteriene cultivate. De exemplu, pentru a crește Staphylococcus aureus, cele mai utilizate medii de cultură sunt agar de sânge 5%, agar de soia tripticază și bulion de infuzie cardiacă Brain Brain. Bacteriile Bacillus sunt, de asemenea, cultivate cu succes în mediile de cultură menționate anterior.

Este important de menționat că BHI Brain Heart Infusion Broth este recomandat la nivel mondial pentru cultivarea bacteriilor aerobe. Compoziția sa include o infuzie de creier de vițel și o infuzie de inimă bovină, precum și peptone, clorură de sodiu și glucoză, printre alte componente.

Metode de numărare a plăcilor

Numărul plăcilor este o procedură standard care se realizează în laboratoare pentru a ajunge la un număr aproximativ de bacterii care alcătuiesc o cultură specifică.

Această tehnică se bazează pe numărul de așa-numite unități care formează colonii și permite obținerea unui număr aproximativ de bacterii. Este important de subliniat faptul că această procedură trebuie efectuată cu minuțiozitatea și rigurozitatea necesară, deoarece orice eroare, indiferent cât de mică, poate afecta foarte mult rezultatele.

Există mai multe tehnici care pot fi aplicate pentru efectuarea numărului plăcilor. Două dintre ele vor fi explicate aici.

Tehnica de turnare a plăcilor

Primul lucru de făcut este să pregătiți mediul de cultură ideal pentru tipul de bacterii pe care doriți să le crească. Ulterior, într-o zonă limpede și curată, sunt așezate vasele Petri în care se va pune cultura.

În fiecare farfurie Petri ar trebui să adăugați 1 ml din diluția corespunzătoare, precum și aproximativ 20 ml din mediul de cultură topit. După aceasta, mișcările cu vasul Petri trebuie efectuate după cum urmează: 6 de la dreapta la stânga, 6 în sensul acelor de ceasornic, 6 în sensul acelor de ceasornic și 6 de la spate la față. În cele din urmă, mediu se așteaptă să se solidifice.

Vasele Petri sunt incubate în condiții de temperatură adecvate (37 ° C) timp de 24-48 ore. După ce a trecut acest timp, numărul de colonii care s-au dezvoltat ar trebui să fie numărat.

Tehnica de răspândire a suprafeței pe placă

Pentru a efectua numărarea folosind această tehnică, vasele Petri cu mediul de cultură trebuie așezate pe masă într-o manieră ordonată, pentru a evita erorile. Apoi, 1 ml din fiecare diluție este inoculat în fiecare capsulă.

De asemenea, cu ajutorul unei tije de sticlă, inoculul trebuie răspândit omogen pe întreaga suprafață a mediului de cultură. Acest lucru trebuie făcut prin mișcări de răsucire.

Odată ce inoculul a fost absorbit de mediul de cultură, capsulele sunt incubate pentru timpul necesar conform microorganismului de cultură. În cele din urmă, toate coloniile care s-au dezvoltat pe plăcile selectate trebuie să fie numărate.

Boli cauzate

Așa cum am menționat anterior, unele dintre genurile care alcătuiesc grupul de bacterii aerobe sunt cunoscute ca cauzând boală la om. Unele dintre aceste boli cu simptomele și tratamentele lor respective sunt enumerate mai jos.

nocardioză

Nocardioza este o boală care se poate prezenta acut sau cronic. Conform cazurilor clinice studiate, de cele mai multe ori se prezintă simptomele pneumoniei. Cu toate acestea, uneori, în loc să infecteze tractul respirator, poate afecta pielea direct, provocând leziuni caracteristice.

Simptomele observate în nocardioza pulmonară sunt:

• Febră mare
• Tuse cromică care nu este ușurată de nimic
• Respiratie dificila
• Disconfort general

Pe de altă parte, atunci când bacteriile din genul Nocardia invadează pielea, se poate dezvolta ceea ce este cunoscut sub numele de actinomicetom. Aceasta este o infecție cronică, granulomatoasă, care este foarte rară și apare de obicei la persoanele care au un sistem imunitar deprimat. Simptomele sale includ:

• Febră
• Leziune nodulară care prezintă o pustulă centrală prin care s-a putut scurge material sângeros.
• Abces cutanat sau subcutanat.
• Stare de rău generală

Antrax

Acesta este numele dat infecțiilor cauzate de bacteriile Basillus anthracis. Este cauzată de contactul direct uman cu sporii respectivei bacterii. Antraxul poate afecta plămânii și pielea. Cel pulmonar este cel mai periculos, cu o rată a mortalității mai mare de 90%.

Cu câțiva ani în urmă, această bacterie a devenit celebră, deoarece au fost trimise plicuri care conține spori, ceea ce i-a afectat foarte mult pe cei care le-au primit, provocând moartea.

La început, simptomele antraxului în plămâni seamănă cu cele ale unei răceli, cu toate acestea, pe măsură ce trece timpul, ele evoluează spre un tablou clinic mai compromis:

• Febră persistentă
• Respiratie dificila
• Frecvența cardiacă crescută.

În cele din urmă, pacientul se agravează și apare șocul septic, după care moartea pacientului apare în majoritatea cazurilor.

În ceea ce privește antraxul cutanat, primul semn este o leziune similară cu o mușcătură de țânțar, care devine cronică și evoluează într-o escară necrotică.

Există, de asemenea, o creștere a temperaturii corpului și stare generală de rău. Acest tablou clinic se rezolvă adesea favorabil, lăsând doar o cicatrice. Cu toate acestea, nu este înțelept să fii nepăsător, deoarece se poate răspândi și provoca bacteriemie.

Tuberculoză

Este o patologie care afectează tractul respirator și este cauzată de o bacterie aerobă strictă, Mycobacterium tuberculosis. Bacteriile se găsesc în secrețiile celor care suferă de boală, în special în cea pe care o expulzează când tusesc. Contactul cu aceste secreții este cea mai frecventă cale de infecție.

Simptomele tuberculozei sunt:

• Tuse constantă cu spută sângeroasă
• Febră
• Disconfort general
• Durere în piept, mai ales atunci când tușești și respir
• Transpirație profună noaptea.

Lepră

Este o boală binecunoscută cauzată de o altă bacterie din genul Mycobacterium, Mycobacterium leprae. Aceasta este o boală care de secole a fost un flagel, de vreme ce cei care au suferit de ea au fost executați din societate și obligați să trăiască deoparte.

Cele mai frecvente simptome ale leprei sunt:

• Leziuni de culoare deschisă pe piele
• Bombe sau noduli pe piele
• Pierderea senzației în anumite zone
• Grosirea pielii

În timp, tabloul clinic se agravează, determinând individul să piardă funcționalitatea membrelor superioare și inferioare, desfigurări cauzate de leziuni ale pielii și disconfort la nivelul pielii, cum ar fi o senzație de arsură constantă pe piele.

Referințe

1. Camacho, A., Giles, M., Ortegón, M., Palao, M., Serrano, B. și Velásquez, O. (2009) Tehnici pentru analiza microbiologică a alimentelor. UNAM Mexico ediția a II-a.
2. Carrol, K., Hobden, J., Miller, S., Morse, S., Mietzner, T., Detrick, B., Mitchell, T. și Sakanari, J. Medical Microbiology. Mc Graw and Hill. Ediția a 27-a
3. Dorronsoro, I. și Torroba L. Microbiologia tuberculozei. (2007). Analele sistemului de sănătate din Navarra. 30 (2).
4. González, P. și Cona, E. (2006). Asteroizi din Nocardia. Revista chineză de infectologie. 2. 3. 4).
5. Hernández, P., Mayorga, J. și Pérez, E. (2010). Actinomicetom datorat Nocardia brasiliensis. Analele de pediatrie. 73 (4). 159-228
6. Ryan, K. și Ray, C. (2004). Sherris Medical Microbiology. Mc Graw Hill. Ediția a 4-a.