Метаболизм и биохимическая активность микроорганизмов

18 Февраля в 12:40 2220 0


Дифференцировка отдельных видов микроорганизмов внутри крупных таксономических групп на основании только морфологии и характера окраски по Граму невозможна. Так, при световой микроскопии Escherichia coli (кишечная палочка) — микроорганизм, входящий в состав нормальной микрофлоры, и возбудитель брюшного тифа (Salmonella typhi) выглядят в целом одинаково. 

Основное практическое значение для дифференцировки микроорганизмов имеет характер их метаболизма. В повседневной деятельности клиницист достаточно часто встречается с такими терминами, как «аэробные», «анаэробные», «неферментирующие» и «факультативно-анаэробные» микроорганизмы. Эти термины описывают основные типы микробного метаболизма, которые будут кратко охарактеризованы ниже. При этом следует иметь в виду, что рассмотрение многих деталей метаболизма бактерий выходит за рамки данной работы. 

Для практических целей (выделения и идентификации) бактерии разделяют на несколько групп в зависимости от их отношения к кислороду. 
  • Облигатные (строгие) анаэробы — бактерии, размножающиеся в отсутствие свободного кислорода; кислород в концентрации 2% и более оказывает на эти микроорганизмы токсический эффект. 
  • Аэротолерантные анаэробы — микроорганизмы, менее чувствительные к токсическому действию свободного кислорода, сохраняют жизнеспособность при концентрациях кислорода от 2 до 10%. 
  • Факультативные анаэробы — микроорганизмы, способные размножаться как в анаэробных условиях, так и в атмосферном воздухе. 
  • Микроаэрофилы — микроорганизмы, нуждающиеся для роста в кислороде, однако не способные размножаться в атмосферном воздухе. Оптимальная концентрация кислорода для их роста составляет около 5%. 
  • Облигатные (строгие) аэробы — сравнительно небольшая группа микроорганизмов, нуждающихся для роста в свободном кислороде. 
Оценивая практическую значимость разделения бактерий на аэробные и анаэробные, следует иметь в виду, что начальные этапы эволюции жизни на Земле протекали в анаэробных условиях. Появление в атмосфере кислорода явилось результатом жизнедеятельности древних бактерий, после этого самим бактериям пришлось приспосабливаться к существованию в новых аэробных условиях. В результате такой адаптации большинство современных бактерий сформировались как факультативные анаэробы.


В отсутствие свободного кислорода утилизация микроорганизмами углеводов (прежде всего глюкозы), являющихся основными источниками энергии, происходит в результате ферментативного метаболизма (брожения). Накопление энергии в виде аденозинтрифосфата (АТФ) происходит благодаря субстратному фосфорилированию. К конечным продуктам ферментативного метаболизма относятся низкомолекулярные органические кислоты (молочная и др.), возможна также продукция спиртов и углекислого газа.

Альтернативным ферментативному метаболизму является окислительный (дыхание). Накопление АТФ при окислительном характере метаболизма происходит, в основном, в результате окислительного фосфорилирования; в процессе транспорта электронов в дыхательных цепях конечным акцептором электронов является кислород. При дыхании происходит более полная утилизация глюкозы — до воды и углекислого газа. Соответственно эффективность окислительного метаболизма гораздо выше, чем ферментативного. 

Факультативные анаэробы, в зависимости от наличия свободного кислорода, утилизируют углеводы либо по ферментативному, либо по окислительному типу. Группа микроорганизмов, утилизирующих глюкозу только в результате окислительного метаболизма, исторически получила название «неферментирующие» (неспособные к ферментации). К неферментирующим микроорганизмам относятся такие патогены, как P. aeruginosa и некоторые другие.

Ерюхин И.А.
Похожие статьи
  • 15.03.2013 21456 26
    Гнойные заболевания грудной стенки. Гнойный мастит

    Мастит, грудница (mastitis) — воспаление паренхимы и интерстициальной ткани молочной железы; изолированное воспаление молочных ходов — галактофорит (galactoforitis); воспаление желез околососочковой зоны — ареолит (areolitis). Мастит следует отличать от других воспалительных ...

    Инфекционные заболевания
  • 12.03.2013 19568 28
    Сепсис. Лечение

    Лечение сепсиса проводят в отделении интенсивной терапии. Оно включает в себя хирургическое лечение, антибактериальную терапию, детоксикационную терапию и иммунотерапию, устранение водно-электролитных и белковых нарушений, восстановление нарушенных функций органов и систем, сбалансированное высокока...

    Инфекционные заболевания
  • 15.03.2013 19134 28
    Гнойные заболевания легких. Острый абсцесс легкого

    Абсцесс легкого — гнойно-деструктивная наполненная гноем полость, окруженная участком воспалительной перифокальной инфильтрации легочной ткани. Абсцесс легкого — заболевание полиэтиологическое. Острые легочно-плевральные нагноения возникают в результате полимикробного инфицирования аэробно-анаэробны...

    Инфекционные заболевания
показать еще
 
Общее в медицине