Анаэробные инфекции. Анаэробные бактерии Анаэробные бактерии список

Лучшим решением для переработки канализационных стоков в загородных условиях является установка локального очистного сооружения – септика или станции биологической очистки.

В качестве компонентов, ускоряющих распад органических отходов, выступают бактерии для септиков – полезные микроорганизмы, не причиняющие вреда окружающей среде. Согласитесь, чтобы правильно подобрать состав и дозу биоактиваторов, необходимо понимать принцип их работы и знать правила их применения.

Эти вопросы подробно изложены в статье. Информация поможет собственникам локальной канализации улучшить функционирование септика и облегчить его обслуживание.

Сведения об аэробах и анаэробах заинтересует тех, кто решил для загородного участка или хочет «модернизировать» уже имеющуюся выгребную яму.

Подобрав нужные виды бактерий и определив дозировку (согласно инструкции), можно улучшить работу простейшего сооружения накопительного типа или наладить функционирование более сложного устройства – двух-трехкамерного септика.

Биологическая переработка органики – природный процесс, который давно используется человеком в хозяйственных целях.

Простейшие микроорганизмы, питаясь отходами жизнедеятельности людей, за короткий промежуток времени превращают их в твердый минеральный осадок, осветленную жидкость и жир, всплывающий на поверхность и образующий пленку.

Галерея изображений

Использование бактерий в бытовых и санитарных целях целесообразно по следующим причинам:

• Природные микроорганизмы, развивающиеся и живущие по законам природы, не наносят ущерб окружающей флоре и фауне. Этот факт необходимо учитывать владельцам приусадебных участков, которые свободную территорию применяют для выращивания садовых и огородных культур, устройства газонов и цветников.
• Пропадает необходимость в приобретении агрессивных химических препаратов, в отличие от естественных элементов, негативно действующих на почву и растения.
• Запах, характерный для хозяйственно-бытовых стоков, чувствуется гораздо слабее или вообще пропадает.
• Стоимость биоактиваторов мала по сравнению с той пользой, которую они приносят.

В связи с загрязнением почвы и водоемов проблема экологии затронула дачные участки, деревни и территории с загородными новостройками – коттеджными поселками. Благодаря действию бактерий-санитаров ее частично можно решить.

В системе канализации задействованы два вида бактерий: анаэробные и аэробные. Более подробная информация об особенностях жизнедеятельности двух видов микроорганизмов поможет вам разобраться в принципе действия септиков и накопителей, а также в нюансах обслуживания очистных сооружений.

Специально для обслуживания септиков и накопителей налажен выпуск бытовых биоактиваторов, которые отличаются невысокой стоимостью и несложным способом приготовления (+)

Основные принципы анаэробной очистки

Микроорганизмы, способные функционировать в бескислородном пространстве, называются анаэробными бактериями или анаэробами. Постараемся разобраться, какое место они занимают в системе очистки сточных вод.

Откуда взялись анаэробы

Следует понимать, что штаммы анаэробных бактерий для бытовых септиков не были специально выведены искусственным путем (хотя сейчас и налажено производство новых, более активных штаммов), они всегда являлись частью природы.

Микроорганизмы, способные существовать без кислорода, развиваются в болотистой и просто влажной почве, в иле, в грунте на большой глубине. Некоторые виды активно участвуют в образовании гумуса и перегноя, образованных путем перегнивания отмерших растений и погибших животных.

Микроорганизмы, функционирующие в почве и в воде (в прудах, сточных канавах, озерах), производят очищение жидкости, отделяя минеральные вещества и газы. Эта способность и пригодилась при устройстве канализационных отстойников и септиков

Переработка сливных вод анаэробного типа происходит в герметичных резервуарах. Примером такой емкости на даче служит уличный туалет-«скворечник» с . Процесс брожения осуществляется анаэробными бактериями, которые в процессе своей жизнедеятельности выделяют метан и тепло.

Анаэробный принцип очистки также применяют в бытовых устройствах (накопителях, септиках) и промышленных сооружениях (метантенках). Ферментацию анаэробами активно используют в животноводческих хозяйствах и на птицефермах.

Условия существования бактерий

Для существования микроорганизмов необходимы специальные условия, среди которых:

• изолирование – отсутствие кислорода, за исключение факультативных анаэробов;
• температурный режим – от +9ºС до +37ºС, оптимальное значение – +28ºС;
• показатель pH – уровень кислотности от 6 до 8;
• регулярность очистки – выемка твердого осадка.

Вследствие процесса брожения часть веществ опускается на дно и перегнивает, другая поднимается наверх. Жидкость остается мутной, часто имеет черный оттенок. При попадании в резервуар большого количества кислорода бактерии могут погибнуть.

Отрицательная температура также является первостепенной угрозой, поэтому выгребные ямы рекомендуют утеплять.

Анаэробные бактерии являются эффективным биопрепаратом для ускорения процессов брожения в накопительных выгребных ямах. Примером накопителя служит дачный туалет летнего типа

Для нормальной жизнедеятельности анаэробам нужна жидкая среда, то есть не менее 2/3 емкости должно быть заполнено водой. Если вовремя не вызвать ассенизаторов, количество твердого осадка достигнет критической отметки и бактерии начнут гибнуть.

Если объем накопителя не соответствует количеству жильцов, емкость придется опустошать довольно часто – 2-3 раза в месяц. Поэтому к выбору септика необходимо отнестись внимательно, оценить параметры и сопоставить их с предстоящими условиями эксплуатации.

Подробнее о подборе очистной установки читайте в .

Как происходит анаэробная очистка

Распад органики в накопительных ямах происходит в два этапа. Сначала можно наблюдать кислое брожение, сопровождающееся большим количеством неприятного запаха.

Это медленно протекающий процесс, во время которого образуется первичный ил болотного или серого цвета, также испускающий резкий запах. Время от времени кусочки ила отрываются от стенок и поднимаются вверх вместе с пузырьками газа.

Со временем газы, вызванные закисанием, заполняют весь объем емкости, вытесняют кислород и создают среду, идеально подходящую для развития анаэробных бактерий. С этого момента начинается щелочной распад канализационных стоков – метановое брожение.

Оно имеет совершенно иную природу и, соответственно, другие результаты. Например, полностью исчезает специфический запах, а ил обретает очень темную, практически черную окраску.

Схема ЛОС с применением аэробов и анаэробов: двухкамерная конструкция, рассчитанная на 95-процентное очищение стоков с доочисткой на дренажном поле (+)

Если небольшую часть щелочного ила с анаэробами поместить в накопитель или принимающую камеру септика, то процесс разложения будет происходить более эффективно, а период окисления пройдет гораздо быстрее.

При отсутствии живого ила необходимо приобрести подходящий по составу биоактиватор – раствор или сухое вещество в виде таблеток или порошка, представляющий собой комплекс «спящих» анаэробных бактерий для септика.

Благодаря анаэробам сточная биомасса в выгребной яме быстрее распадается на твердый осадок, газы и жидкость, а в очищается примерно на 65-70%.

Галерея изображений

Преимущества анаэробной очистки:

• небольшой объем бактериальной биомассы;
• эффективная минерализация органики;
• отсутствие аэрации, следовательно, экономия на дополнительном оборудовании;
• возможность использования метана (в больших количествах).

К недостаткам можно отнести строгое соблюдение условий существования: определенной температуры, показателя pH, регулярный вывоз твердого осадка. В отличие от активного ила, выпавшие в осадок минерализованные вещества, не являются питательной средой для растений и не применяются в качестве удобрения.

Схемы ЛОС с применением анаэробных бактерий

Простейшим устройством, в котором могут жить и размножаться анаэробные бактерии, является сливная яма. Современные выгребы – это бетонные или , установленные в грунте ниже уровня промерзания.

Изделия из ПНД можно приобрести в специализированных компаниях или на сайтах производителей, бетонные – самостоятельно, при помощи или под контролем специалистов.

Схема устройства простейшего септика, состоящего из двух отделений: в первом производится комбинированная (механическая и анаэробная) очистка, во втором – в большей степени анаэробная (+)

Производительность сооружения увеличивается с появлением дополнительных функциональных камер. Наиболее распространенные конструкции имеют 2-3 отсека, первый из которых играет роль отстойника, а следующие – резервуаров для чистки и осветления.

Чтобы создать благоприятную среду для жизнедеятельности микроорганизмов, на дно емкости помещают пористый материал, например, щебень.

Доочистка осветленной жидкости происходит в или на , посредством которых вода попадает в грунт. Для их устройства необходим подходящий тип грунта (суглинки, пески, супеси), а также низкий уровень грунтовых вод.

Пример установки очистного сооружения, включающего анаэробный септик и фильтрующий колодец, в котором происходит доочистка стоков; роль фильтра выполняет песчано-щебеночный слой (+)

Чтобы сохранить баланс в камерах, необходим регулярный уход. Он заключается в удалении твердого осадка из отстойника, перекачке лишнего активного ила из второй камеры в первую, добавлении биоакиваторов (в случае гибели или при недостаточном количестве анаэробов).

Особенности аэробной очистки

Аэробы, в отличие от анаэробов, не могут существовать без кислорода. В системе биологической очистки стоков они занимают свою, не менее важную, нишу.

Условия, созданные для развития анаэробов, абсолютно не подходят для жизнедеятельности другого вида бактерий – аэробов. Они не могут в замкнутом пространстве, лишенном доступа воздуха, образовывать споры и расти, следовательно, и перерабатывать канализационные стоки.

Для того чтобы аэробная система полностью реализовала свой потенциал, вентиляционного отверстия недостаточно, необходима принудительная подача кислорода.

Система снабжения аэротенка воздухом состоит из нескольких частей. Основную функцию (нагнетание воздуха) выполняет . Обычно его устанавливают в теплом помещении внутри дома, недалеко от выхода канализационных коммуникаций. Воздуховод соединяет компрессор с септиком и проходит в одной траншее с трубами, проложенными в грунте.

Схема станции глубокой биологической очистки с тремя отстойниками и двумя аэротенками производительностью 1,5 м³/сут. В очищении стоков принимают участие анаэробные и аэробные бактерии (+)

Насыщение стоков кислородом происходит с помощью опущенных в воду перфорированных трубок – аэраторов. Подачу воздуха можно регулировать или полностью перекрывать вентилями, находящимися около люка.

Воздух выходит из отверстий и, перемещаясь вверх в виде небольших пузырьков, обогащает стоки кислородом. Аэраторы время от времени необходимо чистить, чтобы процесс подачи кислорода не прекращался.

При устройстве первых ЛОС возникла проблема постепенного смыва аэробных бактерий для септика. Ее решили путем загрузки в емкость дополнительных приспособлений – текстильных щитов и пластиковых «ершиков».

Ткань с мелким ворсом и щетинки из полимерного материала препятствуют вымыванию активного ила и служат основой для его разрастания.

Галерея изображений

По мере накопления лишнего ила его вынимают и используют в качестве удобрения для выращивания овощей, на время помещая в компостные кучи.

Главными врагами биологической очистки являются химические моющие средства и антибиотики, растворенные в канализационных стоках. Они губительны для разного рода бактерий, поэтому агрессивные химические вещества (например, хлор и растворы с его содержанием) запрещено сливать в септик.

Преимущества и недостатки применения аэробов

Практически все существующие станции глубокой биологической очистки имеют в своем составе аэробные камеры, так как «кислородные» бактерии имеют некоторые преимущества перед анаэробами.

Они уничтожают растворенные в воде примеси, оставшиеся после механической и анаэробной очистки. Твердый осадок при этом не образуется, а налет можно удалить вручную.

Один из вариантов установки станции глубокой очистки с принудительным сливом в канаву: для работы компрессора и дренажного насоса требуется подключение к электросети (+)

Активный ил, являющийся результатом жизнедеятельности аэробов, экологически безопасен и, в отличие от химических веществ, приносит пользу произрастающей на участке растительности. Вместо неприятного запаха, характерного для закисающих стоков в выгребных ямах, наружу выходит углекислый газ.

Но главным достоинством является качество очистки воды – до 95-98%. Недостатком является энергозависимость системы.

При отсутствии электрического питания компрессор перестает подавать кислород, и при долгом простаивании без аэрации бактерии могут погибнуть. Оба вида бактерий, аэробы и анаэробы, чувствительны к бытовой химии, поэтому при использовании биологической очистки необходим контроль состава сточных вод.

Схемы ЛОС с аэробной очисткой

Осветление канализационных стоков при помощи аэробов осуществляется в станциях глубокой биологической очистки. Как правило, такая станция состоит из 3-4 камер.

Первый отсек является отстойником, в котором происходит деление отходов на различные субстанции, второй служит для анаэробной очистки, а уже в 3 (в некоторых моделях и в 4) отсеке производится аэробное осветление жидкости.

Схема установки станции глубокой биологической очистки с инфильтратором и накопительным колодцем, из которого производится сброс очищенной воды в канаву (+)

После трех- четырехступенчатой обработки вода используется для хозяйственных нужд (полива) или поступает на доочистку в одно из очистительных сооружений:

• фильтрующий колодец;
• поле фильтрации;
• инфильтратор.

Но иногда вместо одного из сооружений устраивают грунтовый дренаж, в котором доочистка происходит в естественных условиях. В песчаных, гравийных и щебенистых грунтах мельчайшие остатки органики перерабатываются аэробами.

Через глины, суглинки, практически все супеси кроме песчанистого и сильно трещиноватого варианта вода не сможет просочиться в нижележащие слои. Грунтовую доочистку глинистые породы тоже не производят, т.к. обладают крайне низкими фильтрационными качествами.

Если геологический разрез на участке представлен именно глинистыми грунтами, системы грунтовой доочистки (поля фильтрации, поглотительные колодцы, инфильтраторы) не используются.

Эффективный способ доочистки стоков из септика – поле фильтрации, представляющее собой котлован с гравийной засыпкой. Стоки поступают из распределительного колодца по дренам, доступ кислорода обеспечивают стояки

Поле фильтрации представляет собой разветвленную систему перфорированных труб (дрен), отходящих от распределительного колодца. Очищенные стоки поступают сначала в колодец, затем в зарытые в грунт дрены. Трубы снабжены стояками, по которым поступает кислород, необходимый аэробным бактериям.

Инфильтратор – готовое изделие из ПНД, последняя ступень ЛОС для доочистки осветленных стоков. Его зарывают в грунт рядом с септиком, разместив на дренажной подушке из щебня. Условия установки инфильтратора те же – легкий, пропускающий воду грунт и низкий уровень грунтовых вод.

Монтаж группы инфильтраторов в грунт: чтобы обеспечить обработку большого объема жидкости и более высокую степень очистки, применяют несколько изделий, соединенных трубами

Фильтрующий колодец на первый взгляд напоминает накопительную емкость, но имеет одно существенное различие – проникающее дно. Нижняя часть остается открытой, засыпанной на 1-1,2 м дренажным слоем (щебнем, гравием, песком). Обязательно наличие вентиляции и технического люка.

Если доочистки не требуется, очищенные до 95 – 98 % сточные воды прямо из септика выводятся в придорожный кювет или канаву.

Правила применения биоактиваторов

Чтобы запустить или усилить процесс биологической очистки, иногда необходимы добавки – биоактиваторы в виде сухих порошков, таблеток или растворов.

Они пришли на смену хлорке, которая приносила окружающей среде больше вреда, чем пользы. Для производства биоактиваторов выбраны наиболее стойкие и активные штаммы бактерий, живущих в земле.

При выборе биоактиватора следует учитывать такие факторы, как тип очистного сооружения, место засыпки, специфика бактерий и ферментов, входящих в состав препарата

Препараты, помогающие ускорить процесс распада органики, обычно имеют универсальный комплексный состав, иногда – узконаправленный. Например, существуют стартовые разновидности, которые помогают «оживить» процесс очистки после зимней консервации или длительного простоя.

Узконаправленные виды нацелены на решение какой-то определенной проблемы, например, удаления большого количества жира из канализационных труб или расщепления концентрированных мыльных стоков.

Применение биоактиваторов в ЛОС и выгребных ямах имеет ряд преимуществ.

Постоянные пользователи отмечают следующие положительные моменты:

• уменьшение объема твердых отходов на 65-70%;
• уничтожение патогенной микрофлоры;
• исчезновение резкого канализационного запаха;
• более быстрое протекание процесса очистки;
• профилактика засоров и заиливания различных частей канализационной системы.

Для быстрой адаптации бактерий необходимы специальные условия, например, достаточное количество жидкости в емкости, наличие питательной среды в виде органических отходов или комфортная температура (в среднем от +5ºС до + 45ºС).

И не стоит забывать, что живым бактериям для септика угрожают химические вещества, нефтепродукты, антибиотики.

Образец универсального типа – французский биоактиватор «Атмосбио». Рекомендуется для использования в септиках, выгребных ямах, дачных туалетах. Стоимость упаковки 300 гр. – 600 руб.

Рынок биопрепаратов дефицита не испытывает, кроме отечественных марок широко представлены и зарубежные. Наиболее известные марки – «Атмосбио» , , «BioExpert» , «Водограй» , , «Микрозим Септи Трит» , «Биосепт» .

Выводы и полезное видео по теме

Представленные видеоролики содержат полезный материал о выборе и применении биологических препаратов.

Практический опыт использования биоактиваторов в деревне:

Микроорганизмы увеличивают эффективность работы ЛОС, не причиняя вреда окружающей среде. Чтобы создать максимально комфортные условия для жизнедеятельности бактерий, следуйте инструкции и не забывайте вовремя обслуживать очистные сооружения.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по теме выбора и применения бактерий для септиков – можете оставлять комментарии к публикации. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Анаэробные бактерии – это те, которые в отличие от аэробных бактерий, способны выживать и расти в среде с небольшим количеством кислорода или его полным отсутствием. Многие из этих микроорганизмов живут на слизистых (во рту, во влагалище) и в кишечнике человека, становясь причиной инфекции при повреждении тканей.

Примерами самых известных заболеваний и состояний, к которым такие бактерии приводят, являются синусит, инфекции ротовой полости, акне, воспаление среднего уха, гангрены и абсцессы. Также они могут попадать и извне через рану или при употреблении зараженной пищи, вызывая такие страшные заболевания, как ботулизм, . Но кроме вреда, некоторые виды приносят пользу человеку, например, превращая в толстой кишке токсичные для него сахара растительного происхождения в полезные для ферментации. Также анаэробные бактерии на ряду с аэробными играют свою важную роль в экосистеме, принимая участие в разложении останков живых существ, но не такую большую, как грибы в этом плане.

Классификация

Анаэробные бактерии в свою очередь делятся на 3 группы по переносимости кислорода и потребности в нем:

• Факультативные – способны расти аэробно или анаэробно, т.е. в присутствии или отсутствии O 2.
• Микроаэрофилы – требует низкой концентрации кислорода (например, 5%), а для многих из них нужна высокая концентрация CO 2 (например, 10%); при полном отсутствии кислорода растут очень слабо.
• Облигатные (обязательные, строгие) – неспособны к аэробному метаболизму (развиваться при наличии кислорода), но имеют различную переносимость к O 2 (способность выживать некоторое время).

Облигатные анаэробы размножаются на участках с низким окислительно-восстановительным потенциалом (например, в некротической, омертвевшей ткани). Кислород для них токсичен. Существует классификация их по его переносимости:

• Строгие – выдерживают только ≤0,5% O 2 в воздухе.
• Умеренные – 2-8% O 2 .
• Аэротолерантные анаэробы – переносят атмосферный O2 в течение ограниченного времени.

Средний процент кислорода в земной атмосфере – 21.

Примеры строгих анаэробных бактерий

Облигатные анаэробные бактерии, которые обычно являются причиной инфекций, могут переносить атмосферный O 2 в течение минимум 8 часов и часто до 3 суток. Они являются основными компонентами нормальной микрофлоры на слизистых оболочках, особенно во рту, нижних отделах желудочно-кишечного тракта и влагалища; эти бактерии вызывают заболевание, когда нарушаются нормальные слизистые барьеры.

Грамотрицательные анаэробы

• Бактероиды или лат. Bacteroides (самые распространенные): внутрибрюшные инфекции;
• Fusobacterium: абсцессы, раневые инфекции, легочные и внутричерепные инфекции;
• Профирмонады или Porphyromonas: аспирационная пневмония и периодонтит;
• Превотеллы или Prevotella: инфекции внутрибрюшной и мягкой ткани.

Грамположительные анаэробы и некоторые из инфекций, которые они вызывают, включают:

• Актиномицеты или Actinomyces: инфекции в области головы и шеи, брюшные и тазовые, а также аспирационная пневмония (актиномикоз);
• Клостридии или Clostridium: внутрибрюшные инфекции(например, клостридиальный некротизирующий энтерит), инфекции мягких тканей и газовая гангрена, которую вызвывает вид C. perfringens; пищевое отравление из-за C. perfringens типа A; ботулизм из-за C. botulinum ; столбняк из-за C. tetani; Difficile – индуцированная диарея (псевдомембранозный колит);
• Пептострептококки или Peptostreptococcus: пероральные, респираторные и внутрибрюшные инфекции;
• Пропионовокислые бактерии или Propionibacterium – инфекции инородных тел (например, в шунтировании спинномозговой жидкости, протезном суставе или сердечном устройстве).

Анаэробные инфекции обычно являются гнойными, вызывают образование абсцесса и некроза тканей, а иногда и септический тромбофлебит или газообразование, или и то, и другое. Многие анаэробы производят разрушающие ткани ферменты, а также некоторые из самых мощных паралитических токсинов, известных на сегодня.

Например, ботулотоксин, вырабатываемый бактериями Clostridium botulinum, которые вызывают ботулизм у человека, применятся в косметологии в виде инъекций для разглаживания морщин, так как он парализует подкожные мышцы.

Обычно в инфицированных тканях присутствует несколько видов анаэробов, часто присутствуют также аэробы (полимикробные или смешанные инфекции).

Признаки того, что инфекция вызвана анаэробными бактериями:

• Полимикробные результаты по окраске методом Грамма или высевании бактерий.
• Образование газа в гнойных или инфицированных тканях.
• Гнойный запах из зараженных тканей.
• Некроз (отмирание) инфицированных тканей.
• Место заражения вблизи слизистой оболочки, где обычно находится анаэробная микрофлора.

Диагностика

Образцы анаэробной культуры должны быть получены путем аспирации или биопсии из участков, которые в норме их не содержат. Доставка в лабораторию должна быть оперативной, а оборудование для транспортировки должно обеспечивать безкислородну среду с углекислым газом, водородом и азотом. Мазки лучше всего транспортировать в анаэробно стерилизованной полутвердой среде, такой как транспортная среда Кэри-Блэр (специальный раствор, содержащий минимум питательных веществ для размножения бактерий, и веществ, способных их убить).

Бактерии присутствуют в нашем мире повсеместно. Они везде и всюду, и количество их разновидностей просто поражает.

В зависимости от необходимости наличия кислорода в питательной среде для осуществления жизнедеятельности микроорганизмы классифицируют на следующие виды.

• Облигатные аэробные бактерии, которые собираются в верхней части питательной среды, в составе флоры был максимальный объем кислорода.
• Облигатные анаэробные бактерии, которые находятся в нижней части среды, максимально далеко от кислорода.
• Факультативные бактерии в основном обитают в верхней части, но могут быть распределены по всей среде, так как не зависят от кислорода.
• Микроаэрофилы предпочитают небольшую концентрацию кислорода, хотя и собираются в верхней части среды.
• Аэротолерантные анаэробы равномерно распределяются в питательной среде, нечувствительны к наличию или отсутствию кислорода.

Понятие анаэробных бактерий и их классификации

Термин «анаэробы» появился в 1861 году, благодаря работам Луи Пастера.

Анаэробные бактерии – это микроорганизмы, которые развиваются вне зависимости от присутствия в питательной среде кислорода. Они получают энергию путем субстратного фосфорилирования . Различают факультативные и облигатные аэробы, а также другие виды.

Наиболее значимые анаэробы - бактероиды

Наиболее значимыми аэробами являются бактероиды. Примерно пятьдесят процентов всех гнойно-воспалительных процессов , возбудителями которых могут быть анаэробные бактерии, приходится на бактероиды.

Бактероиды – это род граммотрицательных облигатных анаэробных бактерий. Это палочки с биполярной окрашиваемостью, размер которых не превышает 0,5-1,5 на 15 мкм. Вырабатывают токсины и ферменты, которые могут вызывать вирулентность. Различные бактероиды обладают разной устойчивостью к антибиотикам: встречаются как устойчивые, так и чувствительные к антибиотикам.

Вырабатывание энергии в тканях человека

Некоторые ткани живых организмов обладают повышенной устойчивостью к пониженному содержанию кислорода. В стандартных условиях синтез аденозинтрифосфата идет аэробным путем, но при повышенных физических нагрузках и при воспалительных реакциях на первый план выходит анаэробный механизм.

Аденозинтрифосфат (АТФ) – это кислота, играющая важную роль при вырабатывании организмом энергии. Существует несколько вариантов синтеза этого вещества: один аэробный и целых три анаэробных.

К анаэробным механизмам синтеза АТФ относятся:

• перефосфорилирование между креатинфосфатом и АДФ;
• реакция трансфосфорилирования двух молекул АДФ;
• анаэробное расщепление глюкозы крови или запаса гликогена.

Культивирование анаэробных организмов

Существуют специальные методы для выращивания анаэробов. Они заключаются в замене воздуха на газовые смеси в герметизированных термостатах.

Другим способом будет выращивание микроорганизмов в питательной среде, в которую добавляют редуцирующие вещества.

Питательные среды для анаэробных организмов

Существуют общие питательные среды и дифференциально-диагностические питательные среды . К общим относят среду Вильсона-Блера и среду Китта-Тароцци. К дифференциально-диагностическим – среды Гисса, среду Ресселя, среду Эндо, среду Плоскирева и висмут-сульфитный агар.

Базой для среды Вильсона-Блера является агар-агар с добавлением глюкозы, сульфита натрия и двухлористого железа. Черные колонии анаэробов образуются в основном в глубине агарового столбика.

Среда Ресселя (Рассела) используется в изучении биохимических свойств таких бактерий, как шигеллы и сальмонеллы. Она также содержит агар-агар и глюкозу.

Среда Плоскирева подавляет рост многих микроорганизмов, поэтому ее используют в дифференциально-диагностических целях. В такой среде хорошо развиваются возбудители брюшного тифа, дизентерии и другие патогенные бактерии.

Основное назначение висмут-сульфитного агара – выделение сальмонелл в чистом виде. Данная среда основывается на способности сальмонелл производить сероводород. Данная среда схожа со средой Вильсона-Блера по применяемой методике.

Анаэробные инфекции

Большинство анаэробных бактерий, живущих в организме человека или животных, могут вызывать различные инфекции. Как правило, заражение происходит в период ослабления иммунитета или нарушения общей микрофлоры организма. Также существует вероятность попадания возбудителей инфекций из внешней среды, особенно поздней осенью и зимой.

Инфекции, вызванные анаэробными бактериями, как правило, связаны с флорой слизистых оболочек человека, то есть с основными местами обитания анаэробов. Как правило, у таких инфекций сразу несколько возбудителей (до 10).

Точное число заболеваний, вызванных анаэробами, практически невозможно определить в связи с затрудненным сбором материалов для анализа, транспортировкой образцов и культивированием самих бактерий. Чаще всего этот тип бактерий обнаруживают при хронических заболеваниях.

Анаэробным инфекциям подвержены люди любого возраста. При этом у детей уровень инфекционных заболеваний выше.

Анаэробные бактерии могут вызывать различные внутричерепные заболевания (менингит, абсцессы и другие). Распространение, как правило, происходит с током крови. При хронических заболеваниях анаэробы способны вызывать патологии в области головы и шеи: отит, лимфадениты, абсцессы . Несут опасность эти бактерии и желудочно-кишечному тракту, и легким. При различных заболеваниях мочеполовой женской системы также существует риск развития анаэробных инфекций. Различные заболевания суставов и кожи могут быть следствием развития анаэробных бактерий.

Причины появления анаэробных инфекций и их признаки

К возникновению инфекций приводят все процессы, во время которых на ткани попадают активные анаэробные бактерии. Также развитие инфекций могут вызвать нарушенное кровоснабжение и некроз тканей (различные травмы, опухоли, отеки, болезни сосудов). Инфекции ротовой полости, укусы животных, легочные заболевания, воспалительные заболевания тазовых органов и многие другие заболевания также могут быть вызваны именно анаэробами.

В разных организмах инфекция развивается по-разному. На это влияет и вид возбудителя, и состояние здоровья человека. Из-за трудностей, связанных с диагностированием анаэробных инфекций, заключение часто основывается на предположениях. Отличаются некоторыми особенностями инфекции, вызванные неклостридиальными анаэробами .

Первыми признаками заражения тканей аэробами являются нагноения, тромбофлебиты, газообразование. Некоторые опухоли и новообразования (кишечные, маточные и другие) также сопровождаются развитием анаэробных микроорганизмов. При анаэробных инфекциях может появляться неприятный запах, однако, его отсутствие не исключает анаэробов в качестве возбудителя инфекции.

Особенности получения и транспортировки образцов

Самым первым исследованием в определении инфекций, вызванных анаэробами, является визуальный осмотр. Различные кожные поражения являются частым осложнением. Также свидетельством жизнедеятельности бактерий будет наличие газа в зараженных тканях.

Для лабораторных исследований и установления точного диагноза, прежде всего, надо грамотно получить образец материи из пораженного участка. Для этого используют специальную технику, благодаря которой нормальная флора не попадает в образцы. Наилучший метод – это аспирация прямой иглой. Получение лабораторного материала методом мазков не рекомендуется, но возможно.

К числу проб, непригодных для проведения дальнейшего анализа, относятся:

• мокроты, полученные путем самовыделения;
• пробы, которые получены при бронхоскопии;
• мазки из влагалищных сводов;
• моча при свободном мочеиспускании;
• фекалии.

Для исследования могут быть использованы:

• кровь;
• плевральная жидкость;
• транстрахеальные аспираты;
• гной, полученный из полости абсцесса;
• спинно-мозговая жидкость;
• пунктаты легких.

Транспортировать образцы необходимо максимально быстро в специальном контейнере или пластмассовой сумке с анаэробными условиями, так как даже кратковременное взаимодействие с кислородом может вызвать гибель бактерий. Жидкие образцы перевозят в пробирке или в шприцах. Тампоны с образцами транспортируют в пробирках с углекислым газом или заранее подготовленными средами.

В случае диагностирования анаэробной инфекции для адекватного лечения необходимо следовать следующим принципам:

• токсины, вырабатываемые анаэробами, надо нейтрализовать;
• среду обитания бактерий следует изменить;
• распространение анаэробов нужно локализовать.

Для соблюдения этих принципов в лечении используют антибиотики , которые воздействуют как на анаэробов, так и на аэробные организмы, так как часто флора при анаэробных инфекциях носит смешанный характер. При этом, назначения лекарственные препараты, врач должен оценить качественный и количественный состав микрофлоры. К средствам, которые активны против анаэробных возбудителей относят: пенициллины, цефалоспорины, хлопамфеникол, фторхиноло, метранидазол, карбапенемы и другие. Некоторые препараты имеют ограниченное действие.

Для контроля среды обитания бактерий в большинстве случаев используют хирургическое вмешательство, которые выражается в обработке пораженных тканей, дренировании абсцессов, обеспечении нормальной циркуляции крови. Игнорировать хирургические методы не стоит из-за риска развития опасных для жизни осложнений.

Иногда используют вспомогательные методы лечения , а также из-за трудностей, связанных с точным определением возбудителя инфекции, применяют эмпирическое лечение.

При развитии анаэробных инфекций в ротовой полости также рекомендуется добавить в рацион как можно больше свежих фруктов и овощей. Наиболее полезны при этом яблоки и апельсины. Ограничению подвергают мясную пищу и фастфуд.

Анаэробы (греч. отрицательная приставка an- + aē r воздух + b жизнь) - микроорганизмы, развивающиеся при отсутствии в окружающей их среде свободного кислорода. Обнаруживаются практически во всех образцах патологического материала при различных гнойно-воспалительных заболеваниях, являются условно-патогенными, иногда патогенными. Различают факультативные и облигатные А. Факультативные А. способны существовать и размножаться как в кислородной, так и в бескислородной среде. К ним относятся кишечная палочка, иерсинии, и, стрептококки, шигеллы и другие бактерии .

Облигатные А. погибают при наличии свободного кислорода в окружающей среде. Их разделяют на две группы: бактерии, образующие споры, или клостридии, и бактерии, не образующие спор, или так называемые неклостридиальные анаэробы. Среди клостридий различают возбудителей анаэробных клостридиальных инфекций - а, клостридиальной раневой инфекции, а. К неклостридиальным А. относят грамотрицательные и грамположительные бактерии палочковидной или шаровидной формы: бактероиды, фузобактерии, вейллонеллы, пептококки, пептострептококки, пропионибактерии, эубактерии и др. Неклостридиальные А. являются составной частью нормальной микрофлоры человека и животных, но в то же время играют большую роль в развитии таких гнойно-воспалительных процессов, как перитонит, ы легких и головного мозга, плевры, флегмоны челюстно-лицевой области, и др. Большинство анаэробных инфекций , вызываемых неклостридиальными анаэробами, относится к эндогенным и развивается главным образом при снижении резистентности организма в результате травмы, оперативного вмешательства, охлаждения, нарушения иммунитета.

Основную часть клинически значимых А. составляют бактероиды и фузобактерии, пептострептококки и споровые грамположительные палочки. На долю бактероидов приходится около половины гнойно-воспалительных процессов, вызванных анаэробными бактериями.

Бактероиды (Bacteroides) - род грамотрицательных облигатных анаэробных бактерий семейства Bacteroidaceae, палочки с биполярной окрашиваемостью, размером 0,5-1,5´ 1-15 мкм , неподвижные или движущиеся с помощью перитрихиально расположенных жгутиков, нередко имеют полисахаридную капсулу, являющуюся фактором вирулентности. Продуцируют различные токсины и ферменты, действующие в качестве факторов вирулентности. По чувствительности к антибиотикам неоднородны: бактероиды, например группы В. fragilis, устойчивы к бензилпенициллину. Устойчивые к b -лактамным антибиотикам бактероиды продуцируют b -лактамазы (пенициллиназы и цефалоспориназы), разрушающие пенициллин и цефалоспорины. Бактероиды чувствительны к некоторым производным имидазола - метронидазолу (трихополу,

Фузобактерии (Fusobacterium) - род грамотрицательных палочковидных облигатных анаэробных бактерий; обитают на слизистой оболочке рта и кишечника, бывают неподвижными или подвижными, содержат мощный эндотоксин. Наиболее часто в патологическом материале обнаруживают F. nucleatum и F. necrophorum. Большинство фузобактерии чувствительны к b -лактамным антибиотикам, однако встречаются резистентные к пенициллину штаммы. Фузобактерии, за исключением F. varium, чувствительны к клиндамицину.

Пептострептококки (Peptostreptococcus) - род грамположительных сферических бактерий; располагаются парами, тетрадами, в виде неправильных скоплений или цепочек. Жгутиков не имеют, спор не образуют. Чувствительны к пенициллину, карбенициллину, цефалоспоринам, хлорамфениколу, устойчивы к метронидазолу.

Пептококки (Peptococcus) - род грамположительных сферических бактерий, представленный единственным видом P. niger. Располагаются поодиночке, парами, иногда в виде скоплений. Жгутиков и спор не образуют.

Вейонеллы (Veillonella) - род грамотрицательных анаэробных диплококков; располагаются в виде коротких цепочек, неподвижны, спор не образуют. Чувствительны к пенициллину, левомицетину, тетрациклину, полимиксину, эритромицину, резистентны к стрептомицину, неомицину, ванкомицину.

Из других неклостридиальных анаэробных бактерий, выделяющихся из патологического материала больных, следует упомянуть грамположительные пропионовые бактерии, грамотрицательные волинеллы и другие, значение которых менее изучено.

Клостридий (Clostridium) - род грамположительных палочковидных спорообразующих анаэробных бактерий. Клостридий широко распространены в природе, особенно в почве, обитают также в желудочно-кишечном тракте человека и животных. Около десяти видов клостридий являются патогенными для человека и животных: С. perfringens, С. novyii, С. septicum, С. ramosum, С. botulirnim, С. tetani, С. difficile и др. Эти бактерии образуют специфические для каждого вида экзотоксины высокой биологической активности, к которым чувствительны человек и многие виды животных. С. difficile - подвижные, имеющие перитрихиально расположенные жгутики, бактерии. По мнению ряда исследователей, эти бактерии после нерациональной антимикробной терапии, размножившись, могут вызывать псевдомембранозный . С. difficile чувствительны к пенициллину, ампициллину, ванкомицину, рифампицину,

Возбудителем анаэробной инфекции может быть какой-либо один вид бактерий, однако чаще эти инфекции вызываются различными ассоциациями микробов: анаэробно-анаэробной (бактероиды и фузобактерии); анаэробно-аэробной (бактероиды и

Бактерии появились более 3,5 миллиардов лет назад и были первыми живыми организмами на нашей планете. Именно благодаря аэробным и анаэробным видам бактерий на Земле зародилась жизнь.

Сегодня они являются одной из самых разнообразных в видовом плане и широко распространенной группой прокариотических (не имеющих ядра) организмов. Различное дыхание позволило подразделить их на аэробные и анаэробные, а питание – на гетеротрофные и автотрофные прокариоты.

Классификационное деление прокариотов

Видовое разнообразие этих безъядерных одноклеточных организмов огромно: наука описала только 10000 видов, а предположительно существует более миллиона видов бактерий. Их классификация крайне сложна и осуществляется, опираясь на общность следующих признаков и свойств:

• морфологических – форма, способ передвижения, способность к спорообразованию и другие);
• физиологических – дыхание кислородом (аэробные) или бескислородный вариант (анаэробные бактерии), по характеру продуктов метаболизма и другие;
• биохимических;
• сходство генетических характеристик.

К примеру, морфологическая классификация по внешнему виду подразделяет все бактерии как:

• палочковидные;
• извилистые;
• шаровидные.

Классификация физиологическая по отношению к кислороду делит все прокариоты на:

• анаэробные – микроорганизмы, дыхание которых не требует наличия свободного кислорода;
• аэробные – микроорганизмы, нуждающиеся в кислороде для своей жизнедеятельности.

Анаэробные прокариоты

Анаэробные микроорганизмы полностью соответствуют своему названию – приставка ан- отрицает значение слова, аэро – это воздух и б- жизнь. Получается – безвоздушная жизнь, организмы, чье дыхание не нуждается в свободном кислороде.

Бескислородные микроорганизмы делятся на две группы:

• факультативно-анаэробные – способные существовать как в среде, содержащей кислород, так и при его отсутствии;
• облигатные микроорганизмы – погибающие при наличии в среде свободного кислорода.

Классификация анаэробных бактерий подразделяет облигатную группу по возможности спорообразования на следующие:

• спорообразующие клостридии – грамположительные бактерии, большинство из которых подвижны, характеризуются интенсивным метаболизмом и большой изменчивостью;
• неклостридиальные анаэробы – грамположительные и отрицательные бактерии, которые являются частью микрофлоры человека.

Свойства клостридий

Спорообразующие анаэробные бактерии в большом количестве встречаются в почве и в желудочно-кишечном тракте животных и человека. Среди них известно более 10 видов, которые являются токсичными для человека. Эти бактерии образуют высокоактивные экзотоксины, специфические для каждого вида.

Хотя инфекционным возбудителем может быть один вид анаэробных микроорганизмов, более характерна интоксикация различными микробными ассоциациями:

• несколькими видами анаэробных бактерий;
• анаэробных и аэробных микроорганизмов (чаще всего клостридии и стафилококки).

Бактериальный посев

Вполне закономерно в привычной нам кислородной среде, что для получения облигатных аэробов необходимо использовать специальное оборудование и микробиологические среды. По сути, культивирование бескислородных микроорганизмов сводится к созданию условий, при которых доступ воздуха к средам, где производится культивирование прокариотов, полностью перекрыт.

В случае проведения микробиологического анализа на облигатные анаэробы крайне важным являются методы забора пробы и способ транспортировки образца в лабораторию. Так как под действием воздуха облигатные микроорганизмы незамедлительно погибнут, пробу необходимо сохранять либо в герметичном шприце, либо в специализированных средах, предназначенных для подобных транспортировок.

Аэрофильные микроорганизмы

Аэробами называют микроорганизмы, чье дыхание невозможно без свободного кислорода воздуха, а их культивирование проходит на поверхности питательных сред.

По степени зависимости от кислорода все аэробы делят на:

• облигатные (аэрофилы) – способны развиваться только при высокой концентрации кислорода в воздухе;
• факультативно-аэробные микроорганизмы, развивающиеся и при пониженном количестве кислорода.

Свойства и особенности аэробов

Аэробные бактерии обитают в почве, воде и воздухе и активно участвуют в круговороте веществ. Дыхание бактерий, которые являются аэробами, осуществляется путем прямого окисления метана (СН 4), водорода (Н 2), азота (N 2), сероводорода (Н 2 S), железа (Fe).

К облигатным аэробным микроорганизмам, которые являются патогенными для человека, относятся туберкулезная палочка, возбудители туляремии и холерный вибрион. Всем им для жизнедеятельности необходимо высокое содержание кислорода. Факультативно-аэробные бактерии, такие как сальмонелла, способны осуществлять дыхание при весьма незначительном количестве кислорода.

Аэробные микроорганизмы, осуществляющие свое дыхание в кислородной атмосфере, способны существовать в весьма широком диапазоне при парциальном давлении от 0,1 до 20 атм.

Выращивание аэробов

Культивирование аэробов подразумевает использование подходящей питательной среды. Необходимыми условиями являются также количественный контроль кислородной атмосферы и создание оптимальных температур.

Дыхание и рост аэробов проявляется в виде образования мути в жидких средах или, в случае плотных сред, в виде образования колоний. В среднем для выращивания аэробов в условиях термостатирования потребуется о 18 до 24 часов.

Общие свойства для аэробов и анаэробов

1. Все эти прокариоты не имеют выраженного ядра.
2. Размножаются или почкованием, или делением.
3. Осуществляя дыхание, в результате окислительного процесса, как аэробные, так и анаэробные организмы разлагают огромные массы органических остатков.
4. Бактерии являются единственными живыми существами, чье дыхание связывает молекулярный азот в органическое соединение.
5. Аэробные организмы и анаэробы способны осуществлять дыхание в широком диапазоне температур. Существует классификация, согласно которой безъядерные одноклеточные организмы подразделяют на:

• психрофильные – условия жизни в районе 0°С;
• мезофильные – температура жизнедеятельности от 20 до 40°С;
• термофильные – рост и дыхание происходит при 50-75°С.