Лекция 18 Аэробы и анаэробы

1. Лекция 18 Аэробные и анаэробные микроорганизмы

Преподаватель Гордеева Е.В.

2.

Выяснение физиологии патогенных и
условно-патогенных бактерий важно
для изучения патогенеза вызываемых
ими инфекционных болезней,
постановки микробиологического
диагноза, лечения и профилактики
инфекционных заболеваний и т.д..

3. Дыхание

Дыхание – это метаболический процесс получения энергии в реакциях
окисления – восстановления путем последовательного переноса электронов
от одного соединения к другому до конечного акцептора.
Конечный акцептор электронов при дыхании
молекулярный
кислород (аэробное
дыхание)
неорганические
соединения
(анаэробное
дыхание)

4.

5. Аэробное дыхание

o Если конечным акцептором электронов при дыхании служит
молекулярный кислород, то такой тип дыхания называется аэробным.
o При аэробном типе дыхания реакции расщепления сложных
соединений происходят в присутствии кислорода.
o Размножение аэробных бактерий также происходит в присутствии
кислорода.

6. Анаэробное дыхание

o Если акцептором электронов при дыхании служат неорганические
соединения (сульфаты, нитраты, карбонаты), то такой тип дыхания
называется анаэробным.
o При анаэробном типе дыхания реакции расщепления сложных соединений
происходят в бескислородных условиях.
o Размножение анаэробных бактерий также протекает при отсутствии
кислорода.

7.

По типу дыхания бактерии
подразделяются на несколько групп:
1) облигатные (строгие) аэробы,
2) облигатные анаэробы,
3) факультативные (необязательные) анаэробы,
4) микроаэрофилы.
Различное отношение микроорганизмов к кислороду связано с наличием у
них различных ферментных систем, которые участвуют в нейтрализации
токсичных перекисных соединений.

8. Облигатные аэробы

Облигатные аэробы (бруцеллы, легионеллы,
псевдомонады, микобактерии, возбудитель
сибирской язвы) растут и размножаются
только в присутствии кислорода.
Палочка Коха - микобактерии туберкулеза

9. Облигатные аэробы

Они требуют для своего развития
присутствия в среде культивирования не
менее 20% кислорода.
Кислород для облигатных аэробов является
конечным акцептором электронов.
Палочка Коха - микобактерии туберкулеза

10. Облигатные аэробы

У облигатных аэробов и факультативных
анаэробов накоплению закисного радикала
О2- препятствует фермент
супероксиддисмутаза, расщепляющая
закисный радикал на перекись водорода и
молекулярный кислород.
Перекись водорода у этих бактерий
разлагается ферментом каталазой на воду и
молекулярный кислород.
Палочка Коха - микобактерии туберкулеза

11.

12. Облигатные аэробы

Они подразделяются на:
o строгие аэробы (менингококки,
бордетеллы), которые растут при
парциальном давлении атмосферы
воздуха;
o микроаэрофилы (листерии) растут при
пониженном парциальном давлении
атмосферного воздуха.
Bordetella pertussis – возбудитель коклюша

13. Микроаэрофилы

Микроаэрофилы растут при сниженном парциальном давлении кислорода.
Различают
o микроаэрофильные аэробы
(например, гонококки), которые лучше
культивируются при уменьшенном
содержании О2 (около 5%), и
o микроаэрофильные анаэробы,
которые способны расти в анаэробных
и микроаэрофильных условиях, но не
культивируются в обычной воздушной
среде или в СО2.
Neisseria gonorrhoeae

14. Облигатные анаэробы

Облигатные анаэробы (бифидобактерии,
лактобактерии, клостридии) не используют
кислород для получения энергии.
Тип метаболизма у них бродильный.
Наличие свободного кислорода для
строгих анаэробов является губительным,
так как у них нет ферментов (каталаз),
способных расщеплять Н2О2
Сlostridium botulinum

15. Облигатные анаэробы

Они подразделяются на:
1) Строгие анаэробы – микроорганизмы для
которых молекулярный кислород токсичен;
он либо убивает микроорганизмы, либо
ограничивает их рост. Энергию строгие
анаэробы получают маслянокислым
брожением;
2) Аэротолерантные микроорганизмы
(молочнокислые бактерии) не используют
кислород для получения энергии, но могут
существовать в его атмосфере. Энергию
получают гетероферментативным
молочнокислым брожением.
Сlostridium botulinum

16. Облигатные анаэробы

У аэротолерантных микроорганизмов
накоплению закисного радикала
кислорода препятствует высокая
концентрация ионов марганца, перекись
водорода разрушается ферментом
пероксидазой.
Молочнокислые бактерии

17. Факультативные анаэробы

Факультативные анаэробы (пневмококки,
энтерококки, энтеробактерии, коринебактерии,
франциселлы) способны расти и размножаться как
в присутствии кислорода, так и в отсутствии его.
Могут осуществлять анаэробное дыхание, которое
называется нитратным.
Обладают смешанным типом метаболизма: в
присутствии кислорода энергия у них запасается в
результате дыхания, а при отсутствии кислорода
процесс получения энергии переключается на
брожение.
Кишечная палочка

18. Способы получения энергии

o Основным свойством бактериального метаболизма является
пластичность и высокая интенсивность, обусловленная малыми
размерами организмов.
o К метаболическим путям у прокариот относятся брожение, фотосинтез
и хемосинтез.
o Наиболее примитивным способом получения энергии, присущим
определенным группам прокариот, являются процессы брожения.

19. Брожение

Брожение – метаболический процесс, присущий бактериям, при котором они
осуществляют в анаэробных условиях окислительно - восстановительные
превращения органических соединений, с выходом энергии, которую эти
организмы используют.

20.

Примитивность процессов брожения
заключается в том, что из субстрата в
результате его анаэробного
преобразования извлекается лишь
незначительная доля той химической
энергии, которая в нем содержится.
Продукты, образующиеся в процессе
брожения, все еще содержат в себе
значительное количество энергии,
заключавшейся в исходном субстрате.

21.

22. В зависимости от конечных продуктов выделяют следующие виды брожения:

1) спиртовое (характерно для грибов);
2) пропионово-кислое (характерно для клостридий);
3) молочнокислое (характерно для стрептококков);
4) маслянокислое (характерно для сарцин);
5) бутилденгликолевое (характерно для бацилл).

23.

o Энергия в бактериальной клетке накапливается в форме молекул АТФ.
o У хемоорганотрофных бактерий реакции, связанные с получением
энергии в форме АТФ, - это реакции окисления- восстановления,
сопряженные с реакциями фосфорилирования.
o Хемоорганотрофы – микроорганизмы, в том числе бактерии,
получающие энергию для биосинтеза при окислительновосстановительных реакциях (хемотрофы) и использующие в качестве
донора электронов органические соединения (органотрофы).
o Окисленный в этих реакциях углерод выделяется клеткой в виде СО2.

24.

В зависимости от способа получения энергии у
бактерий имеется несколько типов метаболизма:
окислительный,
или
дыхание
смешанный
бродильный,
или
ферментативный
Тип метаболизма определяет не только реакции, в результате которых
образуется АТФ, но и конечные продукты этих реакций, которые
используются при идентификации бактерий, а также условия
культивирования бактерий.