Všeobecnost
Klasifikace bakteriálních druhů na aerobní a anaerobní bakterie se provádí podle zdroje energie, který se používá k výživě biosyntetických procesů jejich metabolismu.
Na základě tohoto typu klasifikace lze různé bakteriální druhy rozdělit do čtyř velkých skupin.
Obligátní aerobes
Bakterie patřící do této skupiny čerpají energii aerobní dýchání; proto ke svému životu nezbytně potřebují kyslík (O2).
Povinné anaeroby
Obligátní anaeroby - také známé jako aerofobů - jsou to bakterie, které k přežití nepotřebují O2, ale naopak přítomnost kyslíku v jejich stanovišti brzdí jejich růst.
Tyto bakterie čerpají energii z jiných metabolických procesů, jako je např kvašení, anaerobní dýchání, bakteriální fotosyntéza nebo methanogeneze.
Fakultativní aerobní / anaerobní
Pro růst bakterií patřících do této skupiny není kyslík zásadní, ale když je k dispozici, stále se používá.
Tyto mikroorganismy ve skutečnosti v anaerobních podmínkách (absence O2) čerpají energii z procesů, jako je kvašení nebo anaerobní dýchání, zatímco v přítomnosti kyslíku (aerobní podmínky) produkují energii prostřednictvím aerobní dýchání.
Aerotolerantní anaeroby
Tyto bakterie vyrábějí energii výhradně anaerobními procesy (obecně prostřednictvím kvašení), ale - na rozdíl od toho, co se děje u obligátních anaerobů - přítomnost kyslíku v jejich stanovišti nebrání jejich růstu.
Typ chování, které má bakterie vůči kyslíku, závisí na typu enzymů, které bakterie sama vlastní. Konkrétněji závisí na enzymech schopných interakce s kyslíkem a jeho radikály, jako je superoxidový anion (O2-), hydroxyl radikály (• OH) a peroxid vodíku (H2O2).
Tyto enzymy jsou:
- Superoxiddismutáza, je enzym přítomný v obligátních aerobech, v aerotolerantních anaerobech a v mnoha fakultativních aerobech. Jeho úkolem je zabránit hromadění superoxidů, které by jinak byly pro buňku smrtelné.
- Kataláza, je enzym přítomný v obligátních aerobech a v mnoha fakultativních aerobech. Jeho úkolem je rozložit peroxid vodíku (H2O2) na vodu (H2O) a kyslík (O2). Tímto způsobem enzym detoxikuje bakteriální buňku této extrémně škodlivé složky.
- Peroxidáza, je enzym přítomný v mnoha aerotolerantních anaerobech. Jeho úkolem je převést peroxid vodíku (H2O2) na vodu (H2O) prostřednictvím mechanismu přenosu elektronů.
Obligátní anaerobové tyto enzymy nemají, a proto přítomnost kyslíku v jejich stanovišti brzdí jejich růst.
Kyslíkové radikály se tvoří jako odpadní produkty metabolických procesů, a to jak prokaryotických buněk (jako jsou bakteriální), tak eukaryotických buněk (například živočišných a rostlinných buněk). Tyto radikály jsou pro buňku škodlivé a musí být okamžitě degradovány, aby se zabránilo jejich vyvíjejí své toxické působení.Proto pouze bakterie, které vlastní enzymy zodpovědné za degradaci kyslíkových radikálů, mohou přežít a růst za aerobních podmínek.
Fotosyntetické organismy (jako jsou rostliny, řasy a některé bakteriální druhy) a také některé nefotosyntetické organismy se dokážou chránit před působením radikálů O2 díky přítomnosti konkrétních pigmentů, karotenoidy. Tyto pigmenty jsou ve skutečnosti schopné neutralizovat toxické kyslíkové radikály a chránit buňku před oxidačními mechanismy.
Aerobní a patogenní anaerobní bakterie
Níže budou stručně popsány některé z hlavních aerobních a anaerobních bakterií, které mohou být pro člověka patogenní.
Lidské patogenní aerobes
Do této skupiny patří mnoho bakteriálních druhů patogenních pro člověka, z nichž si pamatujeme:
- Bordatella pertussis, zodpovědný za infekce dýchacích cest, které způsobují černý kašel nebo akutní bronchitidu. Terapie první volby proti infekcím z B. pertussis poskytuje použití erythromycinu (makrolid); alternativně lze použít amoxicilin, k prevenci tohoto typu infekce je k dispozici také vakcína.
- Legionella pneumophila, zodpovědný za nástup legionářské choroby (nebo legionelózy). Legionelózu lze léčit léky, jako je azithromycin, erythromycin, klarithromycin, telithromycin nebo fluorochinolony.
- Mycobacterium leprae, je zodpovědný za nástup lepry. K boji proti infekcím způsobeným tímto mikroorganismem se používají kombinace léků, jako je dapson a rifampicin nebo acedapson a clofazimin.
- Neisseria gonorrhoeaeje zodpovědný za nástup faryngální kapavky, kapavky, akutní gonokokové uretritidy, prostatitidy, cervicitidy, endometritidy, zánětlivých onemocnění pánve, dermatitidy a artritidy. N. gonorrhoeae obvykle se používají cefalosporiny (jako je ceftriaxon a cefixime) nebo fluorochinolony.
Lidské patogenní obligátní anaeroby
Mezi různými patogenními bakteriemi pro člověka, které mohou růst pouze na stanovištích bez kyslíku - tedy v anaerobních podmínkách - si pamatujeme:
- Clostridium difficileTato bakterie může být součástí normální lidské bakteriální flóry a je zodpovědná za oportunní infekce gastrointestinálního traktu. Proti infekcím z C. obtížnéobvykle se používají antibiotika jako metronidazol, chloramfenikol, vankomycin nebo erythromycin.
- Clostridium tetani, zodpovědný za tetanus (nebo spastická paralýza). Proti tomuto výprasku se obecně používá metronidazol nebo benzylpenicilin. K prevenci infekce je k dispozici také vakcína.
- Clostridium botulinum, zodpovědný za botulismus (nebo ochablá paralýza).
- Bacterioides fragilis, je zodpovědný za vznik břišních abscesů, apendicitidy, peritonitidy, rektálního abscesu nebo septikémie. K léčbě infekcí od B. fragilis používají se antibiotika jako metronidazol, klindamycin nebo karbapenemy.
Fakultativní aerobes / anaerobes patogenní pro člověka
Z fakultativních aerobů / anaerobů, které mohou být pro člověka patogenní, si pamatujeme:
- Escherichia coli, je bakterie běžně přítomná v lidské střevní bakteriální flóře, ale u subjektů s oslabenou imunitou může vést k oportunním infekcím, které mohou způsobit uretrocystitidu, prostatitidu, neonatální meningitidu, enterohemoragickou kolitidu, vodnatý průjem nebo cestovatelský průjem.
K léčbě se nejčastěji používají antibiotika E-coli jsou to karbapenemy, peniciliny, monobaktamy, aminoglykosidy, cefalosporiny nebo makrolidy. - Haemophilus influenzae, je zodpovědný za infekce dýchacích cest a nervového systému. Antibiotika obvykle používaná k boji proti infekcím způsobeným touto bakterií jsou cefalosporiny, peniciliny nebo sulfonamidy.
Patogenní aerotolerantní anaeroby pro člověka
Mezi různými patogenními bakteriemi patřícími do této skupiny si pamatujeme Propionibacterium acnes a Propionibacterium propionicum.
The P. acnes je součástí normální bakteriální flóry přítomné na lidské kůži a podílí se na vzniku akné. V některých případech však P. acnes může způsobit oportunní infekce vedoucí k meningitidě, endokarditidě, artritidě nebo chirurgickým infekcím.
The P. propionicum místo toho je zodpovědný za nástup slzné kanakulitidy a zubních abscesů.
K léčbě infekcí způsobených tímto typem bakterií lze použít léky jako peniciliny, cefalosporiny, chinolony nebo vankomycin.
Prevence bakteriálních infekcí
Bakterie jsou mikroorganismy přítomné všude, se kterými denně přicházíme do styku. Některé z těchto mikroorganismů jsou pro naše tělo neškodné, některé jsou užitečné, zatímco jiné mohou být velmi nebezpečné.
Obecně k prevenci bakteriálních infekcí stačí několik jednoduchých opatření, například:
- Před vařením, jídlem nebo po dotyku předmětů, které mohou být prostředkem šíření bakterií, si důkladně a důkladně umyjte ruce;
- Při skladování, přípravě nebo vaření jídla dodržujte základní hygienická pravidla.
Pouhé dodržování hygienických pravidel však vždy nestačí k prevenci bakteriálních infekcí.
Aby se předešlo například sexuálně přenosným bakteriálním infekcím, je nezbytné používání bariérových metod antikoncepce (jako jsou kondomy).
Pro prevenci některých typů bakteriálních infekcí, někdy potenciálně smrtelných, jsou k dispozici také vakcíny (příkladem může být očkování proti tetanu).
Nakonec by neměla být podceňována ani role imunitního systému každého jedince. Fungující imunitní systém může někdy stačit k prevenci vzniku mnoha bakteriálních infekcí.
