Экологическая группа анаэробных бактерий

Анаэробиоз (от aer – воздух и bios – жизнь), т.е. способность к жизни в бескислородной среде, был открыт Пастером в 1861 году, когда он доказал, что бактерия Closridium butiricum растёт именно в такой среде. Если при аэробном дыхании акцептором водорода в окислительно-восстановительных реакциях является молекулярный кислород, то у анаэробов в этой роли выступает или нитрат (так называемое, «нитратное дыхание»), сульфат («сульфатное дыхание») или фумарат («фумаратное дыхание»), причём первое – нитратное дыхание – возможно и у факультативных анаэробов. В том случае, если и донорами и акцепторами водорода выступают органические соединения, такое процесс называется брожением. При брожении ферментативному расщеплению в анаэробных условиях подвергаются преимущественно углеводы, в виде конечных продуктов процесса образуются спирт и органические кислоты – масляная, уксусная, молочная и некоторые другие.

В процессе метаболизма в кислородной среде в ходе окислительно-восстановительных реакций образуетс, перекисный радикал (О^·), являющийся очень сильным окислителем. Перекисный радикал ферментом супероксиддисмутазой переводится в менее активное соединение – перекись водорода, которая, наряду с другими токсическими продуктами кислорода, разлагается такими ферментами как каталаза и пероксидаза до воды и молекулярного кислорода. Микроорганизмы, не обладающие супероксиддисмутазой, называются строгими анаэробами – они погибают даже при кратковременном контакте с кислородом воздуха. Микроорганизмы, обладающие супероксиддисмутазой, но лишённые каталазы и пероксидазы, называются аэротолерантными анаэробами, они выносят кратковременный контакт с кислородом воздуха, но не могут расти в кислородной среде – при более длительном контакте с кислородом воздуха такие бактерии погибают.

Анаэробы представлены как грамположительными, так и грамотрицательными бактериями. К грамположительным анаэробным бактериям относятся кокки родов Peptococcus и Peptostreptococcus, палочки, формирующие споры – Clostridium, а также неспорообразующие палочки – Propionibacterium и Eubacterium. К грамотрицательным анаэробным бактериям относятся кокки рода Veilonella и неспорообразующие палочки родов Bacteroides, Porphyromonas, Prevotella, Fusobacterium.

Анаэробы у человека могут поражать мозг, зубную ткань, ротовую полость, лёгкие (при аспирации заразного начала), эндокард (в результате бактериемии), кожу и мягкие ткани, органы брюшной полости, органы малого таза. Анаэробы могут служить этиологическим фактором абсцесса мозга, хронического отита, мастоидита и синусита, поражений зубной ткани, септического тромбофлебита, селлюлита, раневой инфекции, пневмонии, абсцесса лёгкого, эмпиемы, субдиафрагмального абсцесса, перитонита, абсцесса брюшной полости, аппендицита, дивертикулярного абсцесса, изъязвления пролежней и язвы стопы, воспалительных заболеваний органов малого таза и эндометрита. Часто анаэробы вызывают смешанные (микст-) инфекции.

Клостридии

Клостридии – это палочки, имеющие спору, превышающую диаметр бактериальной клетки. Эта морфологическая особенность позволяет идентифицировать клостридии (в случае наличия спорообразования) до рода по результатам микроскопии мазка. Клостридии вызывют маслянокислое брожение, патогенные для человека виды гидролизируют желатин. Все клостридии вырабатывают белковые токсины.

В общей микробиологии клостридии классифицируются на возбудителей бродильных процессов (такие клостридии, у которых преобладает сахаролитическая активность) и на возбудителей процессов гниения (такие клостридии, у которых превалируют протеолитические свойства). Поскольку патогенные для человека клостридии встречаются среди обеих этих групп, в медицинской микробиологии клостридии классифицируются на возбудителей травматических клостридиозов и на возбудителей энтеральных клостридиозов. К первым относятся возбудители газовой гангрены (C. perfringens типа А, C. novyi, ранее называвшаяся C. oedematiens, C. histolyticum, C. septicum, C. sporogenes, C. sordellii и др.) и столбняка (C. tetani), а ко вторым – та же C. perfringens типов А, С, D, но уже в роли возбудителя пищевой токсикоинфекции, возбудитель псевдомембранозного язвенного колита и антибиотико-ассоциированной диареи (C. difficile), возбудитель ботулизма (C. botulinum).

Клостридии обитают в кишечнике человека и животных, в почве (в неё они попадают с испражнениями, однако для многих клостридий именно почва является естественной средой обитания), на дне водоёмов.

Спорообразование клостридий происходит во внешней среде, а также – в толстом кишечнике. Споры у клостридий бывают круглые или овальные, в бактериальной клетке споры могут находиться центрально, терминально (т.е. на конце палочки), субтерминально (т.е. ближе к одному из концов палочки).

Устойчивость во внешней среде вегетативных форм клостридий не отличается от большинства других, неспорообразующих, бактерий, а вот устойчивость спор клостридий – может быть очень высока (у некоторых видов они выдерживают кипячение и сохраняются во внешней среде десятки и даже сотни лет).

Основными факторами вирулентности клостридии являются их белковые токсины (клостридиозы относятся к токсикоинфекциям). При этом белковые токсины клостридий могут обладать также ферментативной активностью и действовать не только как бактериальные яды, но и как ферменты вирулентности (так называемые фермент-токсины).