Типи метаболізму бактерій

В конструктивному метаболізмі основна  роль належить вуглецю,  оскільки всі ссполуку, з яких побудовано живі організми, — цесполуки вуглецю. ЇХ відомо біля міліону. Прокаріоти здатні діяти на будь-яку відому вуглецеву сполуку, тобто використовувати її в свому метаболізмі. Залежно від джерела вуглецю для конструктивного метаболізму  всі прокаріоти поділяються на двігрупи:автотрофи і гетеротрофи.

 Термін "автотрофія" означає, що організм живтиться самостійно, "гетеротрофія"—той, що живиться іншими; від грецьких слів:autos—сам, heteros— інший, , trophe —їжа.

Понятия "авто-" і "гетеротрофія" характеризують, тип конструктивного метаболізму Якщо автотрофія — досить чітке та вузьке поняття, то гетеротрофія — поняття достатньо широке та об’єднує організми,які  різко різняться своїми потребами в живильних речовинах..

Автотрофи (autos - сам, trophe - живлення) здатні синтезувати всі необхідні їм органічні сполуки з CO₂ як єдиного джерела вуглецю.

Гетеротрофи (heteros -інший) - мікроорганізми, джерелом вуглецю для яких є органічні сполуки. Вони здатні  споживати будь-які прості й складні вуглецеві сполуки - цукри, амінокислоти, багатоатомні спирти, парафіни та ін.

Ступінь вираження гетеротрофії у бактерій може бути найрізноманітніша.  Найвищу гетеротрофність мають прокаріотичні організми, які здатні жити тільки всередині  живих клітин (рикетсії, хламідії). Їх метаболічні шляхи повністю залежать від організму хазяїна. Такі мікрорганізми називають облігатними (суворими) паразитами. Паразитичний спосіб життя прзвів до редукції деяких метаболічних шляхів у цих прокаріот, що зумовило повнеу їх залежність від метаболізму клітини господаря.

Однак багато мікробів можна вирощувати на штучних живильних середовищах, до складу яких входять білки, або продукти їх неглибокого гідролізу ( пептиди), повний набір вітамінів, фрегменти нуклеїнових кислот. Для виготовлення живильних середовищсред такого сокаду виуоричтовують м’ясні гідролізати, цільну кровь або її сроватку. Такі форми бактерій, здатних рости поза клітинами людини або тварин при створенні необхідних умов, називають  факультативними паразитами.

Сапрофиты — гетеротрофні організми,які безпосередньо від від інших організів не залежать, але потребують готові органічні сполуки. Вони використовують продукти життєдіяльності інших організмів, або рослинні чи тваринні тканини, які розкладаються. До  сапрофітів належить більша частина бактерій. Ступінь вимогливості до к субстрату у сапрофитів достатньо різна. В цю группу входят організми, якц можуть рости тільки на достатньо складних субстратах (молоко, трупи тварин, ,рослинні рештки, що гниють, тобто їм потрібні як обов’язкові елементи живлення вуглевоиы, органічні форми азоту у вигляді набору амінокислот, пептидів, білків, всі або частини вітамінів, нуклеотиди або готові компоненти, необхідні для їх синтез последних (азотисті основия, п’ятивуглецев цукри).ЩОБ Задовільнитис потреби цих гетеротрофів в элементах живлення, їх, як правило, культивиють на на есредовищах, які містять, м’ясні гідролізати, автолізати дріжджів, рослинні екстракти, молочну сироватку.

Отож, більшість бактерій, що населяють земну кулю (понад 99 %), належать до сапрофітів. Вони безпосередньо від живих організмів не залежать  і живляться за рахунок мертвих органічних залишків.

Мікроорганізмам необхідний азот для синтезу азотомістких сполук. Джерела його можуть бути різноманітними. Одні бактерії здатні засвоювати молекулярний азот повітря (бульбочкові мікроби), інші використовують різноманітні субстрати. Бактерії, як правило,  засвоюють азот у відновленій формі - це солі амонію, сечовини, органічні сполуки  (амінокислоти, пептиди). Однак окислені форми азотистих сполук (нітрати) також можуть бути засвоєні мікробами. У клітині вони  відновлюються до аміаку за допомогою ферментів нітратредуктази й нітритредуктази.

Дикі штами бактерій здатні синтезувати всі необхідні їм речовини з обмеженого числа органічних сполук, наприклад, глюкози та солей амонію. Вони називаються прототрофами. Окремі мікроорганізми  (варіанти прототрофів) втратили здатність до синтезу деяких необхідних їм ростових факторів, отже не можуть рости на мінімальних живильних середовищах. Їх називаютьауксотрофними організмами.

Джерела енергії та донори електронів. Залежно  від джерела енергії, що засвоюють мікробні клітини, їх поділяють нафототрофи і хемотрофи.

Фототрофні бактерії здатні використовувати енергію сонячного світла. Їх інакше називають фотосинтезуючими бактеріями. Патогенних для людини серед них   немає.  Інші прокаріоти, які  одержують енергію за рахунок окисно-відновних реакцій в субстратах, називаються хемотрофами.

Для здійснення різноманітних реакцій клітині необхідні електрони. Речовини, які в процесах біохімічних перетворень віддають електрони, називаються донорами. Молекули, які одержують електрони, називаються акцепторами.

Мікроорганізми, для яких джерелом електронів є неорганічні сполуки типу Н₂, Н₂S, NH₃⁺ , Fe ⁺² та інші, називаютьсялітотрофами (litos - камінь). Інші бактерії, для яких донором електронів  виступають органічні речовини, називаютьсяорганотрофами.

Залежно від способу одержання енергії, донора електронів та джерела вуглецю для засвоєння можна виділити 8 основних типів прокаріотичних організмів: фотолітоавтотрофи й фотолітогетеротрофи, фотоорганоавтотрофи й фотоорганогетеротрофи, хемолітоавтотрофи й хемолітогетеротрофи, хемооргано-автотрофи й хемоорганогетеротрофи.

Мікроорганізми, які здатні викликати у людини захворювання, належать до хемоорганогетеротрофів.

Таблиця