Анаеробні бактерії: поняття, особливість, класифікація, культивування

Біохімія бактерій вкрай різноманітна і часто відрізняється від того, до чого ми звикли. Може здатися, що кисень необхідний для всього живого, однак це не так. Існують аеробні бактерії — ті, які, як і ми, мають потребу в цьому речовині. Між тим багато видів мікробів при виробництві енергії обходяться без нього. Деякі з них замість дихання застосовують бродіння або гниття, а інші замість звичного для нас повітря використовують нітрат, сульфат або фумарат.

Мікроорганізми, які можуть жити і отримувати необхідну для життя енергію без кисню, називаються анаеробними бактеріями. Деякі з них можуть просто змінювати спосіб свого дихання в залежності від середовища, в якій вони знаходяться, але для кого-то з них повітря є смертельною отрутою.

Класифікація анаеробних організмів

Залежно від непереносимості кисню мікроорганізми діляться на кілька груп:

  • Факультативні анаероби. Можуть використовувати як кисень для розвитку, так і жити без нього.
  • Микроаэрофильные анаероби. Потребують для розвитку в зниженій концентрації кисню.
  • Аэротолерантные організми. Не можуть перемикатися на аеробне дихання, однак здатні якийсь час перебувати в кисневій середовищі.
  • Помірно-суворі бактерії. Виживають в присутності кисню, однак не можуть розмножуватися.
  • Облігатні анаероби. Гинуть при зіткненні з повітрям.

Шкода від анаеробних мікробів

Анаероби (особливо суворі) повинні жити в безкисневому середовищі, щоб уникнути загибелі. Вони живуть у місцях, які не проникає даний елемент, наприклад, у ґрунті, у воді. Живуть вони всередині організмів еукаріотів — наприклад, людини. Більшість бактерій, що знаходяться в різних органах і частинах тіла, є анаеробними, і якісь з них можуть викликати хвороби. Зазвичай на слизових оболонках і в кишечнику людини живуть мільйони мікроорганізмів, які не завдають ніякої шкоди. Однак якщо їх баланс порушений, це може призвести до безконтрольного розмноження якогось патогенного організму. Це може статися через пошкодження тканин, коли бактерія потрапляє туди, де їй не місце, і викликає запалення; або із-за дисбалансу мікрофлори, викликаного, наприклад, тривалим прийомом антибіотиків.

Також анаеробні бактерії можуть потрапити в організм людини ззовні — наприклад, з ґрунту через відкриту рану (як при правці) або з консервованих продуктів (як при ботулізмі). Інфекції, викликані цими збудниками, можуть виявлятися практично в усіх органах: в дихальних шляхах, центральної нервової системи, черевної порожнини, жіночої статевої системи, у кістках і суглобах, шкірі, м’яких тканинах і так далі. Симптоми розрізняються в залежності від того, де виникло ураження. Зазвичай захворювання, що спричиняють анаеробні бактерії, що супроводжуються виділенням гною і можуть викликати гнильний запах. Однак часто при подібних інфекціях проявляється погіршення загального стану (слабкість, нудота, головний біль, озноб), що передує поява болю в ураженому органі.

Культивування анаеробних мікробів

Для діагностики таких інфекцій необхідний посів на анаеробні бактерії, який дозволить сказати, які саме збудники спровокували захворювання. Проте дослідження даних мікроорганізмів ускладнюється тим фактом, що зіткнення з киснем може їх знищити і зробити результат аналізу не показовим. Тому при виділенні анаеробних бактерій велика увага приділяється створенню безкисневих умов при зберіганні та дослідженні зразків, для чого використовують різні прийоми. Наприклад, їх можна культивувати в вакуумному апараті, де замість повітря — газова суміш. Або використовувати хімічні речовини, що поглинають кисень. З-за того, що анаеробні бактерії складно виростити, і результатів потрібно якийсь час чекати, найчастіше лікування починається ще до отримання їх відповідей. Терапія подібних інфекцій зазвичай передбачає хірургічне видалення гнійного вогнища і антибактеріальні процедури.

Користь від анаеробних мікробів для організму

Проте не потрібно думати, що всі бактерії, що знаходяться в нашому тілі — безумовне зло, що приводить до хвороб. В останні роки відбувається переоцінка ролі мікроорганізмів для нашого здоров’я і якості нашого життя. Живуть всередині нас і на поверхні тіла бактерії — не просто випадкові попутники, а наші партнери, разом з якими ми пліч-о-пліч пройшли мільйони років еволюції.

Вони роблять для нас роботу, яку не можемо зробити ми самі. Наприклад, велика частина вітамінів і нейромедіаторів, необхідних для життя, виробляється бактеріями, що живуть у нас в кишечнику. А значить, від їх процвітання залежить і наше благополуччя, і турбота про здоров’я повинна поширюватися і на мікрофлору. Бажано не зловживати без необхідності антибіотиками, щоб не руйнувати її баланс, а також є більше клітковини, якою харчуються бактерії, і періодично пити пробіотики.

Користь від анаеробних мікробів в господарстві

Інша вигода, яку можуть принести корисні мікроорганізми, — швидка переробка стічних вод. Існують спеціальні бактерії (як анаеробні, так і аеробні), які додають у стічні споруди, щоб вони прискорили очищення. В якомусь сенсі вони є пробіотиками для каналізації. Анаеробні бактерії для септика використовують безкисневе бродіння і здатні прискорити процес гниття стічних вод без необхідності завантажувати в стоки повітря. Недоліком цього методу очищення є випадання великої кількості твердого осаду, який треба регулярно очищати, а також виникнення неприємного запаху, що проявляється з-за того, що ці організми виділяють газ метан.

Особливість анаеробних мікробів

Отже, завдяки своїй особливості — здатності жити в безкисневому середовищі — анаеробні бактерії відрізняються від аеробних організмів. Вони можуть існувати і працювати в недоступній для інших середовищі. Ми можемо використовувати їх собі на благо. Проте ця особливість робить їх невловимими: ймовірно, велика частина мешкають на Землі мікробів залишається для нас невідомою через складність виявлення і культивування анаеробних бактерій.