Факультативные анаэробы — это что такое Примеры и классификация

Примечания

1. Газогенерирующие контейнерные системы GasPak: Инструкция МК. — OOO «МК, официальный дистрибьютер Becton Dickinson International», 2010. — С. 7.
2. ↑ К. Д. Пяткин. Микробиология с вирусологией и иммунологией. — М:»Медицина», 1971. — С. 56.
3. Л. Б. Борисов. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. — МИА, 2005. — С. 154—156. — ISBN 5-89481-278-X.
4. Д. Г. Кнорре. Биологическая химия: Учеб. для хим., биол. и мед. спец. вузов. — 3. — М.: Высшая школа, 2000. — С. 134. — ISBN 5-06-003720-7.
5. D. A. Eschenbach, P. R. Davick, B. L. Williams. Prevalence of hydrogen peroxide-producing Lactobacillus species in normal women and women with bacterial vaginosis. — J Clin Microbiol. 1989 February; 27(2): 251–256.
6. М. В. Гусев, Л. А. Минеева. Микробиология. — М:МГУ, 1992. — С. 56.
7. А. А. Воробьев. Атлас по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии. — МИА, 2003. — С. 44. — ISBN 5-89481-136-8.
8. Л. Б. Борисов. Руководство к лабораторным занятиям по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии. — Медицина, 1992. — С. 31—44. — ISBN 5-2225-00897-6.
9. J. H. Brewer, D. L. Allgeier. Disposable hydrogen generator. — Science 147:1033-1034. — 1966.
10. J. H. Brewer, D. L. Allgeier. Safe self-contained carbon dioxide-hydrogen anaerobic system. — Appl. Microbiol.16:848-850. — 1966.
11. G. F. Smirnova. Metabolism peculiarities of bacteria restoring chlorates and perchlorates. — Microbiol Z. 2010 Jul-Aug;72(4):22-8.
12. Филиппович Ю. Б., Коничев А. С., Севастьянова Г. А. Биохимические основы жизнедеятельности организма человека. — Владос, 2005. — С. 302. — ISBN 5-691-00505-7.

Облигатные анаэробы

Облигатные анаэробы – это такие организмы, которые могут существовать и полноценно расти, размножаться только в условиях полного отсутствия молекулярного кислорода в окружающей среде. Для таких микроорганизмов кислород оказывается токсичным и пагубным, он способен их убить. Облигатные анаэробы имеют представителей, у которых в клетках образуются соответствующие ферменты и белки, способные помочь им существовать в условиях кислорода. Но они недостаточно развиты, поэтому все равно погибают в условиях кислорода. Можно предположить, что такие микроорганизмы являются переходной стадией в эволюции, вскоре они смогут адаптироваться и будут способны выживать в кислородной среде.

Энергию, необходимую для полноценной работоспособности и жизни, данные микроорганизмы получают путем расщепления органических и неорганических соединений. Анаэробные микроорганизмы имеют деление на облигатные и факультативные анаэробы. Облигатные, рассмотренные выше, могут полноценно развиваться в бескислородных условиях. Их вегетативные формы умирают при одном соприкосновении с кислородом, но вот споры данных микроорганизмов устойчивы к воздействию кислорода, поэтому вся колония может возродиться из данных спор. У них отсутствуют те ферментные системы, с помощью которых происходит перенос водорода на свободных молекулярный кислород.

К облигатным анаэробам относятся бактерии, которых причисляют к болезнетворным в их большинстве. Это стрептококки, маслянокислые бактерии, бактерии, вызывающие столбняк и гангрену. Данные бактерии развиваются в большинстве бескислородных сред, в том числе в отложениях в иле на дне водоема, а также в ранах на теле человека, что и вызывает тяжелые последствия и сепсис, гангрену. Помимо болезнетворных к облигатным также относятся бифидобактерии, обитающие в кишечнике всех людей. Последние находятся в постоянном противостоянии с микробами, что качественным образом влияет как на процессы пищеварения, так и на общий иммунитет человека.

Факультативные анаэробы – это так называемые условные анаэробы, так как они могут развиваться и размножаться в условиях бескислородной среды и в условиях присутствия кислорода. К ним относятся разные виды дрожжей, палочки брюшного тифа, гноеродные кокки и бактерии, вызывающие сибирскую язву. Также к ним относятся не только микроорганизмы, но и организмы, состоящие из двух и более клеток: животные и растения, обитающие на дне водоемов: реснитчатые инфузории, черви, моллюски и прочие. Помимо этого к факультативным анаэробам относятся крупные паразиты кишечника животных и людей: черви (плоские и круглые), инфузории и прочие.

У факультативных анаэробов есть такие виды, в клетках которых развиваются ферменты, переносящие свободный водород в кислород и наоборот. Это объясняется тем, что некоторые из них лучше живут и размножаются в бескислородной среде, а некоторые – лишь в присутствии кислорода. Поэтому говорить о четкой границе между аэробными и анаэробными микроорганизмами не представляется возможным.

Что представляют собой облигатно-анаэробные микроорганизмы

Жизнь — очень цепкая штука. Однажды зародившись, теперь она не собирается никуда уходить. Микроорганизмы распространены буквально в каждом уголке земного шара, от сдавленных чудовищным давлением пластов горной породы до запущенных человеком орбитальных станций.

Природа приспосабливается к удивительному разнообразию внешних условий, иногда даже превосходя границы людского воображения. Известнейшим примером этого является плесень на международной космической станции «Мир», выросшая снаружи иллюминаторов. То есть в открытом космосе.

Поэтому уже совершенно не удивляет то, что микро-, а иногда и макроорганизмы способны жить и процветать там, где человеку не выжить. Но всё же иногда природа удивляет своей внезапной противоречивостью, как будто некоторые организмы прибыли к нам с других планет. Одним из таких внезапных противоречий является облигатная анаэробность. Чтобы понять, что это такое, нужно разобрать процесс дыхания.

Дыхание

Для человека дыхание — это вентилирование лёгких воздухом для поглощения кислорода и вывода углекислого газа. Кислород нужен не только человеку, но многим другим организмам. Все эти организмы входят в одну большую группу — аэробы.

Кислород необходим этим организмам для участия в реакциях окислительного фосфорилирования. Энергия в теле аэробов переносится и запасается в виде АТФ — аденозинтрифосфорной кислоты.

АТФ образуется путём окисления питательных веществ, энергия из которых используется особым белком — АТФ-синтазой. АТФ-синтаза берёт эту энергию для той самой реакции фосфорилирования, в которой она превращает аденозиндифосфат в АТФ. В роли окислителя в этом цикле как раз используется кислород.

Явление облигатности

Облигатность означает обязательность, необходимость. Для облигатных аэробов кислород строго необходим, без него они умрут, так как не смогут проводить реакции окисления для получения энергии.

Поэтому неудивительно, что в природе существуют анаэробы — организмы, которым не нужен кислород для процессов фосфорилирования.

Анаэробы

Термин «анаэроб» образован добавлением латинской приставки «ан-», означающей отрицание, к слову «аэроб». То есть анаэробный организм — это организм, которому не нужен воздух для жизни.

Анаэробы используют вместо окислительного субстратное фосфорилирование, в котором фосфат переносится на аденозиндифосфат напрямую с определённого промежуточного продукта. Такой продукт должен обладать особыми свойствами, чтобы реакция протекала только в одном направлении. Этими свойствами, например, обладают нитраты, креатинфосфорная кислота и прочие.

В обычных условиях они используют кислород для процессов запасания и освобождения энергии. Но при тяжёлых нагрузках мышцы раздуваются, пережимая собственный кровоток. Начинается явление гипоксии — пониженного содержания кислорода. В этих условиях клетки мышц начинают осуществлять анаэробное окисление глюкозы.

Облигатная анаэробность

Как и облигатные аэробы, которым жизненно необходим кислород, существуют и облигатные анаэробы — микроорганизмы, которым жизненно необходимо отсутствие кислорода. Как уже упоминалось, кислород является агрессивным окислителем. Аэробные организмы имеют особую систему защиты от этого — антиоксидантную систему.

Облигатные анаэробы не имеют в себе ферментов-антиоксидантов, поэтому они вынуждены либо жить в среде без кислорода, либо окружать себя антиоксидантным барьером. Без этого барьера в кислородной среде они быстро гибнут.

Классификация анаэробов

Согласно устоявшейся в микробиологии классификации, различают:

• Факультативные анаэробы
• Капнеистические анаэробы и микроаэрофилы
• Аэротолерантные анаэробы
• Умеренно-строгие анаэробы
• Облигатные анаэробы

Если организм способен переключаться с одного метаболического пути на другой (например, с анаэробного дыхания на аэробное и обратно), то его условно относят к факультативным анаэробам.

До 1991 года в микробиологии выделяли класс капнеистических анаэробов, требовавших пониженной концентрации кислорода и повышенной концентрации углекислоты (Бруцеллы бычьего типа — B. abortus)

Умеренно-строгий анаэробный организм выживает в среде с молекулярным O₂, однако не размножается. Микроаэрофилы способны выживать и размножаться в среде с низким парциальным давлением O₂.

Если организм не способен «переключиться» с анаэробного типа дыхания на аэробный, но не гибнет в присутствии молекулярного кислорода, то он относится к группе аэротолерантных анаэробов. Например, молочнокислые и многие маслянокислые бактерии

Облигатные анаэробы в присутствии молекулярного кислорода O₂ гибнут — например,
представители рода бактерий и архей: Bacteroides,
Fusobacterium, Butyrivibrio, Methanobacterium). Такие анаэробы постоянно живут в лишенной кислорода среде. К облигатным анаэробам относятся некоторые бактерии, дрожжи, жгутиковые и инфузории.

Общие методы культивирования для анаэробных организмов

GasPak — система химическим путём обеспечивает постоянство газовой смеси, приемлемой для роста большинства анаэробных микроорганизмов. В герметичном контейнере, в результате реакции воды с таблетками боргидрида натрия и бикарбоната натрия образуется водород и диоксид углерода. Водород затем реагирует с кислородом газовой смеси на палладиевом катализаторе с образованием воды, уже вторично вступающей в реакцию гидролиза боргидрида.

Данный метод был предложен Брюером и Олгаером в 1965 году. Разработчики представили одноразовый пакет, генерирующий водород, который был позднее усовершенствован ими до саше, генерирующих двуокись углерода и содержащих внутренний катализатор.

Метод Цейсслера применяется для выделения чистых культур спорообразующих анаэробов. Для этого производят посев на среду Китт-Тароцци, прогревают 20 мин при 80 °C (для уничтожения вегетативной формы), заливают среду вазелиновым маслом и инкубируют 24 ч в термостате. Затем производят посев на сахарно-кровяной агар для получения чистых культур. После 24-часового культивирования интересующие колонии изучаются — их пересеивают на среду Китт-Тароцци (с последующим контролем чистоты выделенной культуры).

Метод Фортнера

Метод Фортнера — посевы производят на чашку Петри с утолщенным слоем среды, разделённым пополам узкой канавкой, вырезанной в агаре. Одну половину засевают культуру аэробных бактерий, на другую — анаэробных. Края чашки заливают парафином и инкубируют в термостате. Первоначально наблюдают рост аэробной микрофлоры, а затем (после поглощения кислорода) — рост аэробной резко прекращается и начинается рост анаэробной.

Метод Вейнберга используется для получения чистых культур облигатных анаэробов. Культуры, выращенные на среде Китта-Тароцци, переносят в сахарный бульон. Затем одноразовой пастеровской пипеткой материал переносят в узкие пробирки (трубки Виньяля) с сахарным мясо-пептонным агаром, погружая пипетку до дна пробирки. Засеянные пробирки быстро охлаждают, что позволяет фиксировать бактериальный материал в толще затвердевшего агара. Пробирки инкубируют в термостате, а затем изучают выросшие колонии. При обнаружении интересующей колонии на её месте делают распил, материал быстро отбирают и засеивают на среду Китта-Тароцци (с последующим контролем чистоты выделенной культуры).

Метод Перетца

Метод Перетца — в расплавленный и охлаждённый сахарный агар-агар вносят культуру бактерий и заливают под стекло, помещённое на пробковых палочках(или фрагментах спичек) в чашку Петри. Метод наименее надежен из всех, но достаточно прост в применении.

Примечания

1. ↑ — статья из Большого медицинского словаря
2. ↑ .

Sulfolobaceae (лат.) — семейство архей из типа кренархеот (Crenarchaeota), единственное в порядке Sulfolobales. Первый представитель семейства был выделен Т. Броком из горячего источника в национальном парке Йеллоустон. Первоначально он был назван Caldariella acidophila, однако сейчас этот вид известен как Sulfolobus acidocaldarius.

Ацетоба́ктер (лат. Acetobacter) — род бактерий из семейства Acetobacteraceae класса альфа-протобактерий, характеризующийся умением окислять этанол до уксусной кислоты, ацетат и лактат — до CO2 и H2O.

Аэро́бы (от греч. αηρ — воздух и βιοζ — жизнь) — организмы, которые нуждаются в свободном молекулярном кислороде для процессов синтеза энергии, в отличие от анаэробов. К аэробам относятся подавляющее большинство животных, все растения, а также значительная часть микроорганизмов.

По отношению к молекулярному кислороду выделяют:

облигатных аэробов,

микроаэрофилов (низкое парциальное давление кислорода в среде),

факультативных анаэробов,

облигатных анаэробов.

Бактериальное заражение (бактериальная инвазия) — процесс передачи патогенных бактерий одним лицом другому, либо заражение бактериями через контакт с внешней средой.

С точки зрения безопасности жизнедеятельности подразумевается, что бактериальное заражение населения происходит на некоторой территории. Для выявления центра этого заражения вводится понятие «очаг бактериального заражения»

Очаги бактериального заражения также делятся на три группы.

Высококонтагиозные;

Малоконтагиозные;

Неконтагиозные.Все организмы по способности вызывать заражение делятся на 3 группы.

Геопатогенные;

Патогенные;

Условно-патогенные.

Микрококки (лат. Micrococcus) — род маленьких грамположительных сферических бактерий семейства Micrococcaceae, которые располагаются поодиночке или в неправильных скоплениях. На плотных питательных средах образуют круглые, гладкие колонии белого, жёлтого или красного цвета. Яркий цвет обусловлен выделением окрашенного продукта в окружающую среду или пигментацией самой клетки (окраска может использоваться как характерный признак).

Факультативные анаэробы — организмы, энергетические циклы которых проходят по анаэробному пути, но способные существовать при доступе кислорода, в отличие от облигатных анаэробов, для которых кислород губителен.

Анаэробный энергетический обмен в тканях человека и животных

Анаэробное и аэробное энергообразование в тканях человека

Некоторые ткани животных и человека отличаются повышенной устойчивостью к гипоксии (особенно мышечная ткань).
В обычных условиях синтез АТФ идет аэробным путём, а при напряженной мышечной деятельности, когда доставка кислорода к мышцам затруднена, в состоянии гипоксии, а также при воспалительных реакциях в тканях доминируют анаэробные механизмы регенерации АТФ. В скелетных мышцах выявлены 3 вида анаэробных и только один аэробный путь регенерации АТФ.

3 вида анаэробного пути синтеза АТФ

К анаэробным относятся:

• Креатинфосфатазный (фосфогеный или алактатный) механизм — перефосфорилирование между креатинфосфатом и АДФ
• Миокиназный — синтез (иначе ресинтез) АТФ при реакции трансфосфорилирования 2 молекул АДФ (аденилатциклаза)
• Гликолитический — анаэробное расщепление глюкозы крови или запаса гликогена, заканчивающийся образованием молочной кислоты (иначе именуется «лактатным»).

Необходимо отметить, что прямым следствием гликолиза является критическое снижение рН тканей — ацидоз. Это ведет к снижению эффективного транспорта кислорода гемоглобином, и формирует положительную обратную связь.

Каждый механизм имеет своё время удержания максимальной мощности и оптимум энергообеспечения тканей.
Наибольшая мощность и наименьшее время удержания:

• креатинфосфаткиназный механизм (3600 Дж/(кг·мин), при времени 6—12 сек)
• лактатный (2510 Дж/(кг·мин), при времени 30—60 сек)
• аэробный (600 Дж/(кг·мин), при времени около 600 секунд).

Что такое аэробные бактерии

Аэробные бактерии относятся к микроорганизмам, которые растут в присутствии кислорода. К четырем типам бактерий, которые могут использовать кислород, относятся облигатные аэробы, факультативные анаэробы, микроаэрофилы и аэротолерантные анаэробы. Облигатные аэробы использовать кислород для окисления сахаров и жиров для выработки энергии в процессе, называемом клеточным дыханием. Если кислород доступен, факультативные анаэробы использовать кислород для их дыхания. Microaerophils для выживания требуется кислород, но требуется среда, в которой уровень кислорода ниже, чем в атмосфере. Аэротолерантные анаэробы не требуют кислорода, но, как анаэробные бактерии, они не вредят кислороду. Поведение различных типов бактерий в жидкой культуре показано в Рисунок 1.

Рисунок 1: Поведение различных бактериальных типов в жидкой культуре.1 — облигатные аэробы, 2 — облигатные анаэробы, 3 — факультативные бактерии, 4 — микроаэрофилы, 5 — аэротолерантные бактерии

Аэробные бактерии окисляют моносахариды, такие как глюкоза, в присутствии кислорода посредством клеточного дыхания. Три стадии аэробного дыхания — цикл Кребса, гликолиз и окислительное фосфорилирование. Во время гликолиза глюкоза (С6) расщепляется на две молекулы пирувата (С3) в цитоплазме. В присутствии кислорода пируват соединяется с оксалоацетатом (С4) с образованием цитрата (С6), удаляя ацетил-КоА в течение цикла лимонной кислоты. Цикл лимонной кислоты является второй стадией клеточного дыхания, которая также называется циклом Кребса. Во время цикла Кребса углекислый газ удаляется как отходы, при этом снижая NAD в NADH. Шесть NADH, два FADH2 и два ATP на одну молекулу глюкозы вырабатываются циклом Кребса. Окислительное фосфорилирование, являющееся третьей стадией клеточного дыхания, при котором электрон-транспортная цепь используется для продукции 30 АТФ ферментом АТФ-синтазой, используют вышеупомянутые NADH и FADH₂ молекулы. Сбалансированная химическая реакция окисления глюкозы показана ниже.

С₆ЧАС₁₂О₆ + 6 O₂ + 38 ADP + 38 фосфатов → 6 CO₂ + 6 ч₂O + 38 ATP

лактобацилла, микобактерия туберкулез, а также Nocardia Вот некоторые из примеров аэробных бактерий.

Аэробная жиросжигающая нагрузка

Как было указано выше — это нагрузка, которая помогает в сжигании излишнего жира и укрепляет сердечно-сосудистую систему. Такие тренировки направлены на обогащение организма кислородом и общее его укрепление. Чаще всего это продолжительные тренировки, размеренного характера. А также их называют кардионагрузками.

Польза аэробных тренировок:

1. Повышается выносливость организма.
2. Укрепляется сердечно-сосудистая система, за счёт чего понижается риск заболеваний сердца и сосудов.
3. Организм очищается от шлаков и загрязнений.
4. За счёт хорошего расхода калорий активно сжигаются жировые запасы, соответственно, это эффективный способ сжечь излишек жира.
5. Улучшается эмоциональный фон и снижается уровень стресса.
6. Повышается плотность костной ткани.

При этом нужно понимать, что наиболее эффективно аэробные тренировки действуют в комплексе с другими упражнениями. И огромную роль играет правильное питание, без которого тренировки редко дают сильный положительный эффект.

Вам обязательно стоит прочитать об основах китайской гимнастики цигун.

Дифференциально диагностические питательные среды

• Среды Гисса («пестрый ряд»)
• Среда Ресселя (Рассела)
• Среда Эндо
• Среда Плоскирева или бактоагар «Ж»
• Висмут-сульфитный агар

Среды Гисса: К 1 % пептонной воде добавляют 0,5 % раствор определенного углевода (глюкоза, лактоза, мальтоза, маннит, сахароза и др.) и кислотно-щелочной индикатор Андреде, разливают по пробиркам, в которые помещают поплавок для улавливания газообразных продуктов, образующихся при разложении углеводородов.

Среда Ресселя (Рассела) применяется для изучения биохимических свойств энтеробактерий(шигелл, сальмонелл). Содержит питательный агар-агар, лактозу, глюкозу и индикатор (бромтимоловый синий).
Цвет среды травянисто-зелёный. Обычно готовят в пробирках по 5 мл со скошенной поверхностью. Посев осуществляют уколом в глубину столбика и штрихом по скошенной поверхности.

Среда Плоскирева (бактоагар Ж) — дифференциально-диагностическая и селективная среда, поскольку подавляет рост многих микроорганизмов, и способствует росту патогенных бактерий (возбудителей брюшного тифа, паратифов, дизентерии). Лактозоотрицательные бактерии образуют на этой среде бесцветные колонии, а лактозоположительные — красные. В составе среды — агар, лактоза, бриллиантовый зелёный, соли желчных кислот, минеральные соли, индикатор (нейтральный красный).

Висмут-сульфитный агар предназначен для выделения сальмонелл в чистом виде из инфицированного материала. Содержит триптический гидролизат, глюкозу, факторы роста сальмонелл, бриллиантовый зелёный и агар. Дифференциальные свойства среды основаны на способности сальмонелл продуцировать сероводород, на их устойчивости к присутствию сульфида, бриллиантового зелёного и лимоннокислого висмута. Маркируются колонии в чёрный цвет сернистого висмута (методика схожа со средой Вильсона-Блера).

Метаболизм

Распространено представление, что облигатные анаэробы погибают в присутствии кислорода из-за отсутствия и , которые перерабатывают смертельный , образующийся в их при наличии кислорода. Хотя в некоторых случаях это действительно так, тем не менее, у некоторых облигатных анаэробов была обнаружена активность вышеупомянутых ферментов, а в их были найдены , ответственные за эти ферменты и родственные . К таким облигатным анаэробам относятся, например, Clostridium butyricum и . И всё же эти организмы неспособны существовать в присутствии кислорода.

Имеется несколько других гипотез, объясняющих, почему строгие анаэробы чувствительны к кислороду:

1. Разлагаясь, кислород увеличивает потенциал среды, а высокий потенциал, в свою очередь, подавляет рост некоторых анаэробов. Например, растут при окислительно-восстановительном потенциале менее -0,3 V.
2. является неотъемлемой составляющей некоторых ферментов, а молекулярный кислород окисляет сульфид до и тем самым нарушает активность фермента.
3. Рост может подавляться отсутствием доступных для , так как все электроны идут на восстановление кислорода.

Наиболее вероятно, что чувствительность строгих анаэробов к кислороду обусловлена этими факторами в совокупности .

Вместо кислорода облигатные анаэробы используют альтернативные электронов для , как то: , , , , , (CO). Например, , в большом количестве обитающие в придонных морских отложениях, обусловливают запах тухлых яиц в этих местах из-за выделения . , выделяющаяся при таких дыхательных процессах, меньше, чем при кислородном дыхании, и вышеперечисленные альтернативные акцепторы электронов не дают равное количество энергии.

Культивирование анаэробных организмов

Выделение чистой культуры анаэробов схематично

Культивирование анаэробных организмов в основном является задачей микробиологии.

Сложнее дело обстоит с культивированием анаэробных многоклеточных организмов, поскольку для их культивирования часто необходима специфическая микрофлора, а также определённые концентрации метаболитов. Применяется, например, при исследовании паразитов человеческого организма.

Для культивирования анаэробов применяют особые методы, сущность которых заключается в удалении воздуха или замены его специализированной газовой смесью (или инертными газами) в герметизированных термостатах — анаэростатах.

Другим способом выращивания анаэробов(чаще всего микроорганизмов) на питательных средах — добавление редуцирующих веществ (глюкозу, муравьинокислый натрий, казеин, сульфат натрия, тиосульфат, цистеин, тиогликолят натрия и др.), связывающих токсичные для анаэробов перикисные соединения.

Разница между аэробными и анаэробными бактериями

Определение

Аэробные бактерии: Аэробные бактерии относятся к микроорганизмам, которые растут в присутствии кислорода.

Анаэробные бактерии: Анаэробные бактерии относятся к микроорганизмам, которые растут в отсутствие кислорода.

Значимость

Аэробные бактерии: Конечный акцептор электронов аэробных бактерий — молекулярный кислород.

Анаэробные бактерии: Конечным акцептором электронов анаэробных бактерий может быть железо, сера, нитрат, фумарат или диоксид углерода.

Способность детоксифицировать кислород

Аэробные бактерии: Аэробные бактерии обладают ферментами для детоксикации кислорода каталазой или супероксидом.

Анаэробные бактерии: Анаэробные бактерии не обладают ферментами для детоксикации кислорода.

Присутствие кислорода

Аэробные бактерии: Аэробные бактерии могут выживать только в присутствии кислорода.

Анаэробные бактерии: Анаэробные бактерии не могут выжить в присутствии кислорода.

Конечный электронный акцептор

Аэробные бактерии: Вода производится из молекулярного кислорода аэробными бактериями.

Анаэробные бактерии: Нитратные, метановые, сульфидные и ацетатоподобные вещества вырабатываются анаэробными бактериями.

Место обитания

Аэробные бактерии: Аэробные бактерии живут в почве, воде и на разных поверхностях.

Анаэробные бактерии: Анаэробные бактерии живут в областях, истощенных кислородом, таких как пищеварительная система (желудок до прямой кишки) животных.

Эффективность производства энергии

Аэробные бактерии: Аэробные бактерии производят больше энергии.

Анаэробные бактерии: Анаэробные бактерии производят меньше энергии.

В жидкой среде

Аэробные бактерии: Аэробные бактерии попадают на поверхность среды в жидкой среде.

Анаэробные бактерии: Анаэробные бактерии оседают на дне среды.

Примеры

Аэробные бактерии: лактобацилла, микобактерия туберкулез, а также Nocardia Вот некоторые из примеров аэробных бактерий.

Анаэробные бактерии: Bacteroides, Clostridium, а также Кишечная палочка Вот некоторые примеры анаэробных бактерий.

Заключение

Аэробные и анаэробные бактерии — это два типа бактерий, которые различаются по конечному акцептору электронов в цепи переноса электронов. Аэробные бактерии используют молекулярный кислород в качестве конечного акцептора электронов, тогда как анаэробные бактерии используют другие вещества в качестве конечного акцептора электронов. Основное различие между аэробными и анаэробными бактериями заключается в типе конечного акцептора электронов при клеточном дыхании.

Ссылка:

1. Хэддок, Б. А. и С. В. Джонс. «Бактериальное дыхание».Бактериологические обзорыНациональная медицинская библиотека США, март 1977 г.,

Получение энергии путём субстратного фосфорилирования. Брожение. Гниение

Схема гликолиза с образованием молочной кислоты

• Также анаэробные организмы могут получать энергию путём катаболизма аминокислот и их соединений (пептидов, белков). Такие процессы именуют гниением, а микрофлору в энергетическом обмене которой преобладают процессы катаболизма аминокислот называют гнилостной.
• Анаэробные микроорганизмы расщепляют гексозы (например, глюкозу) разными путями:
  • Гликолиз (Путь Эмдена-Мейергофа) после которого продукт подвергается брожению
  • окислительный пентозофосфатный путь (другие названия: Фосфогликонатный путь, иначе гексозомонофосфатный(ГКМ), иначе путь Варбурга — Диккенса — Хореккера)
  • Путь Энтнера — Дудорова (особенно значимый, когда субстратами служат глюконовая, маннановая, гексуроновые кислоты или их производные)

При этом характерным только для анаэробов является гликолиз, который в зависимости от конечных продуктов реакции разделяют на несколько типов брожения:

• молочнокислое брожение — род Lactobacillus,Streptococcus, Bifidobacterium, а также некоторые ткани многоклеточных животных и человека.
• спиртовое брожение — сахаромицеты, кандида (организмы царства грибов)
• муравьинокислое — семейство энтеробактерий
• маслянокислое — некоторые виды клостридий
• пропионовокислое — пропионобактерии(например, Propionibacterium acnes)
• брожение с выделением молекулярного водорода — некоторые виды клостридий, ферментация Stickland
• метановое брожение — например, Methanobacterium

В результате расщепления глюкозы расходуется 2 молекулы, а синтезируется 4 молекулы АТФ. Таким образом общий выход АТФ составляет 2 молекулы АТФ и 2 молекулы НАД·Н₂. Полученный в ходе реакции пируват утилизируется клеткой по-разному в зависимости от того, какому типу брожения она следует.