FAKULTATIVE ANAEROBE BAKTERIEN: EIGENSCHAFTEN UND BEISPIELE - BIOLOGIE - 2025

Die fakultativen anaeroben Bakterien sind Bakterien, die sowohl unter Anwesenheit als auch unter Abwesenheit von Sauerstoff leben können. Sauerstoff ist eine hochreaktive Verbindung und für viele Bakterien und die meisten lebenden Organismen essentiell. Dieses Element ist jedoch für einige Bakterienarten tödlich.

Unter den fakultativen anaeroben Bakterien gibt es Arten von industrieller und kommerzieller Bedeutung, unter anderem in der Lebensmittel-, Pharma- oder Kosmetikindustrie. Im Gegensatz dazu können andere Arten tödliche Krankheiten für den Menschen hervorrufen.

Fakultative anaerobe Bakterien Salmonella enteritidis. Entnommen und bearbeitet von: US-Landwirtschaftsministerium.

Eigenschaften

Das Hauptmerkmal fakultativer anaerober Bakterien ist, dass sie Sauerstoff in ihren Stoffwechselprozessen verwenden können, aber sie können auch anaerobe Atmung oder fermentativen Metabolismus in Abwesenheit von Sauerstoff verwenden.

Ein weiteres Merkmal im Zusammenhang mit dem Stoffwechsel ist, dass fakultativen Bakterien das Enzym Superoxiddismutase fehlt. Dieses Enzym ist charakteristisch für strenge aerobe Bakterien. Die Funktion des Enzyms ist der Abbau von Superoxid (O ₂ ^- ), einem Zwischenprodukt des aeroben Stoffwechsels.

Energiestoffwechsel

Alle Lebewesen müssen Energie für ihre Lebensprozesse erhalten; Diese Energie wird aus Lebensmitteln gewonnen, die entweder selbst synthetisiert (Autotrophen) oder zuvor ausgearbeitet und / oder verarbeitet (Heterotrophen) wurden.

Die in Lebensmitteln enthaltene Energie wird (teilweise) für die Synthese von ATP durch eine Reihe chemischer Reaktionen verwendet, die Teil des Stoffwechsels sind. Dazu müssen sie chemische Bindungen innerhalb der Moleküle aufbrechen, aus denen Lebensmittel bestehen.

Das Aufbrechen dieser Bindungen führt zur Freisetzung von Elektronen oder Wasserstoffatomen, die von anderen Verbindungen akzeptiert werden müssen. Wenn der Endakzeptor von Elektronen oder Wasserstoff eine organische Verbindung ist, wird die Reaktion als Fermentation bezeichnet. Wenn der Endakzeptor eine anorganische Verbindung ist, spricht man von Atmung.

Während der Atmung ist Sauerstoff der häufigste Endakzeptor für Elektronen; es heißt aerobe Atmung. In Abwesenheit von Sauerstoff können jedoch einige Organismen, wie z. B. einige Bakterien, andere anorganische Verbindungen als Sauerstoff als endgültige Elektronenakzeptoren verwenden, wobei eine anaerobe Atmung auftritt.

Arten von Bakterien nach ihrer Abhängigkeit von Sauerstoff

Bakterien können wie folgt klassifiziert werden, je nachdem, ob sie Sauerstoff in ihrem Stoffwechsel verwenden oder nicht:

Aerobic

Sie verwenden Sauerstoff als endgültigen Elektronenakzeptor in Stoffwechselprozessen. Daher können sie in Gegenwart von Sauerstoff wachsen und gedeihen. Schließlich können strenge aerobe Spezies unter anoxischen Bedingungen nicht überleben.

Mikroaerophil

Sie sind eine Gruppe von Bakterien, die trotz Sauerstoffbedarf nur in Umgebungen gedeihen können, in denen die Konzentrationen dieses Elements niedriger (weniger als 10%) als die normale Konzentration in der Luft (20%) sind.

Anaerob

Arten, die bei ihren Stoffwechselreaktionen keinen Sauerstoff verwenden. Für einige anaerobe Spezies ist Sauerstoff ein toxisches Element, das für sie selbst in sehr geringen Konzentrationen tödlich ist. Einige Arten können es jedoch tolerieren und schließlich sogar verwenden; Daher können anaerobe Bakterien unterteilt werden in:

Aerotolentes

Sie sind nicht in der Lage, Sauerstoff in ihrem Stoffwechsel zu verwenden, aber dies ist nicht tödlich, so dass sie in Umgebungen mit normalen Sauerstoffkonzentrationen leben können.

Optional

Bakterien, die während ihres Energiestoffwechsels Sauerstoff als endgültigen Elektronenakzeptor verwenden können, aber in Abwesenheit dieses Elements über andere Stoffwechselwege überleben können.

Anwendungen

Einige der fakultativen anaeroben Bakterien sind aus industrieller Sicht von großer Bedeutung. Diese Gruppe umfasst beispielsweise Bakterien, die zur Gewinnung fermentierter alkoholischer Getränke wie Wein oder Bier verwendet werden.

Sie werden auch in der Lebensmittelindustrie verwendet, um fermentierte Lebensmittel wie Käse, Joghurt usw. zu erhalten. Einige Arten werden auch zur Herstellung von Probiotika verwendet.

Krankheiten

Unter den fakultativen anaeroben Bakterien gibt es mehrere Arten, die Krankheiten von unterschiedlicher klinischer Relevanz verursachen können, von selbstlimitierendem Durchfall bis zu tödlichen Krankheiten, einschließlich vieler nosokomialer Erkrankungen.

Diese Krankheiten umfassen beispielsweise bakteriellen Durchfall, Harnwegsinfektionen, Endokarditis, Meningitis, Peritonitis, Lungenentzündung und Septikämie. Einige dieser Krankheiten sind aufgrund der Arzneimittelresistenz der Bakterien schwer zu behandeln.

Beispiele für repräsentative Arten

Escherichia coli

Es gehört zur Gruppe der Enterobacteriaceae, die normalerweise im Magen-Darm-Trakt des Menschen vorkommt. Zu den Merkmalen dieser Art gehört die Tatsache, dass sie in der Lage ist, Laktose zu fermentieren und Tryptophan abzubauen, jedoch nicht in Medien mit Citrat als einziger Kohlenstoffquelle wachsen kann.

Obwohl es Teil der Darmflora ist, kann dieses Bakterium beim Menschen Krankheiten wie Durchfall, Harnwegsinfektionen und Meningitis verursachen.

Salmonella enteritidis

Es ist eine andere Art von Enterobacteriaceae, wie E. coli, aber im Gegensatz dazu ist es nicht in der Lage, Laktose zu fermentieren, aber es kann in Kulturen mit Citrat als einziger Kohlenstoffquelle überleben. Es kann im Magen-Darm-Trakt einer großen Vielfalt von Wirbeltierarten leben, darunter auch einige kaltblütige.

Diese Art ist zusammen mit anderen Arten der Gattung für Gastroenteritis verantwortlich.

Lactococcus lactis

Bakterien der Gruppe der Lactobacillus unterschiedlicher Form. Es kann einzeln, paarweise oder in Form einer Kette wachsen. Die Industrie verwendet diese Art unter anderem für die Herstellung von Lebensmitteln wie Joghurt, Käse und Sauerkraut.

Es wird auch als Probiotikum verwendet und von der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) allgemein als sicher (GRAS) anerkannt. Es kann jedoch für nosokomiale Erkrankungen wie Endokarditis verantwortlich sein.

Lactobacillus rhamnosus

Es ist ein weiterer Vertreter der Gruppe der Laktobazillen wie Lactococcus lactis. Es ist ein nicht mobiler Bazillus, der keine Sporen produzieren kann, die einzeln oder in kurzkettigen Kolonien wachsen können. Es kann fakultativ anaerob oder mikroaerob sein.

Wie L. lactis wird es in der Lebensmittelindustrie und als Probiotikum verwendet. Es ist auch mit nosokomialen Erkrankungen verbunden, einschließlich Bakteriämie, Meningitis und Peritonitis

Haemophilus influenzae

Kleiner Bazillus, nicht beweglich, aber vor allem benötigt er Blutbestandteile für seine Entwicklung. Es ist eine der Hauptursachen für Krankheiten wie Ohren- und Atemwegsinfektionen, Meningititis und Epiglottitis.

Morganella Morgani

Stabförmige Bakterien, die als Kommensal im Verdauungstrakt des Menschen sowie anderer Wirbeltiere leben. Obwohl es ein traditionelles Mitglied der Darmflora gesunder Organismen ist, kann es ein opportunistischer Infektionserreger bei erkrankten Organismen oder bei der Infektion von Wunden sein.

Zu den mit diesem Bakterium verbundenen Krankheiten zählen unter anderem Durchfall, Harnwegsinfektionen, Septikämie, Bakteriämie, Lungenentzündung, Empyem und chirurgische Infektionen. Dieses Bakterium entwickelt Resistenz gegen Medikamente.

Kultur auf Blutagar des fakultativen anaeroben Bakteriums Morganella morganii. Entnommen und bearbeitet von: Bakterien in Fotos.

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