biologie

Aerobe en Anaërobe bacteriën

algemeenheid

De classificatie van bacteriesoorten in aerobe en anaerobe bacteriën wordt uitgevoerd volgens de energiebron die wordt gebruikt om de biosynthetische processen van hun metabolisme te voeden.

Preciezer gezegd, de classificatie in aërobe en anaerobe bacteriën verwijst naar het effect dat zuurstof (O 2 ) heeft op de groei van de betreffende micro-organismen.

Op basis van dit type classificatie kunnen de verschillende bacteriesoorten in vier grote groepen worden verdeeld.

Verplichte aerobes

De bacteriën die tot deze groep behoren, putten energie uit aerobe ademhaling ; daarom hebben ze absoluut zuurstof (O 2 ) nodig om te overleven.

Verplichte anaëroben

Verplichte anaëroben - ook bekend als aerofoben - zijn bacteriën die geen O2 nodig hebben om te overleven, maar, integendeel, de aanwezigheid van zuurstof in hun habitat remt hun groei.

Deze bacteriën onttrekken energie aan andere metabolische processen, zoals fermentatie, anaerobe ademhaling, bacteriële fotosynthese of methanogenese .

Optionele aerobes / anaerobes

Zuurstof is niet onmisbaar voor de groei van bacteriën die tot deze groep behoren, maar wanneer deze beschikbaar is, wordt deze nog steeds gebruikt.

Deze micro-organismen, in feite, onder anaerobe omstandigheden (afwezigheid van O2) halen energie uit processen zoals fermentatie of anaerobe ademhaling, terwijl ze in aanwezigheid van zuurstof (aerobe omstandigheden) energie produceren door aerobe ademhaling .

Aerotolerante anaëroben

Deze bacteriën produceren uitsluitend energie door anaërobe processen (meestal door fermentatie ), maar - in tegenstelling tot wat er gebeurt voor de obligate anaëroben - remt de aanwezigheid van zuurstof in hun habitat hun groei niet.

Het soort gedrag dat een bacterie heeft ten opzichte van zuurstof hangt af van het type enzymen dat de bacterie zelf heeft. Meer specifiek hangt het van enzymen af ​​die in staat zijn om in wisselwerking te treden met zuurstof en zijn radicalen, zoals superoxide-anion (02-), hydroxylradicalen (• OH) en waterstofperoxide (H 2 O 2 ) .

Deze enzymen zijn:

  • Superoxide dismutase, is een enzym dat aanwezig is in obligate aerobes, in aerotolerante anaëroben en in veel optionele aerobes. Het is zijn taak om de opbouw van superoxide te voorkomen die anders dodelijk voor de cel zou zijn.
  • Catalase is een enzym dat aanwezig is in obligate aeroben en in veel optionele aerobes. Het is de taak om het waterstofperoxide (H 2 O 2 ) te ontbinden in water (H 2 O) en zuurstof (O 2 ). Op deze manier ontgift het enzym de bacteriecel van deze uiterst schadelijke component.
  • Peroxidase is een enzym dat aanwezig is in vele aerotolerante anaëroben. Het heeft tot taak om waterstofperoxide (H 2 O 2 ) om te zetten in water (H 2 O) door een mechanisme voor elektronentransfer.

De obligate anaëroben bezitten deze enzymen niet en daarom remt de aanwezigheid van zuurstof in hun habitat hun groei.

Zuurstofradicalen worden gevormd als afvalproducten van metabole processen, zowel van prokaryote cellen (zoals bacteriële cellen) als van eukaryotische cellen (zoals dierlijke en plantaardige cellen). Deze radicalen zijn schadelijk voor de cel en moeten onmiddellijk worden afgebroken om te voorkomen dat ze hun toxische werking uitoefenen. Daarom kunnen alleen de bacteriën die de enzymen bezitten die verantwoordelijk zijn voor de afbraak van zuurstofradicalen, overleven en groeien in aerobe omstandigheden.

Fotosynthetische organismen (zoals planten, algen en sommige bacteriesoorten) en zelfs sommige niet-fotosynthetische organismen kunnen zichzelf beschermen tegen de werking van radicalen van O2 dankzij de aanwezigheid van bepaalde pigmenten, carotenoïden . Deze pigmenten zijn in feite in staat om toxische zuurstofradicalen te neutraliseren en de cel te beschermen tegen oxidatieve mechanismen.

Aërobe en pathogene anaërobe bacteriën

Enkele van de belangrijkste aërobe en anaerobe bacteriën die pathogeen kunnen zijn voor mensen, worden hieronder kort beschreven.

Pathogenen verplicht voor de mens

Er zijn veel bacteriesoorten die pathogeen zijn voor mensen die tot deze groep behoren, waaronder we herinneren aan:

  • Bordatella pertussis, verantwoordelijk voor infecties van de luchtwegen die pertussis of acute bronchitis veroorzaken. De eerste keuze behandeling tegen B. pertussis infecties omvat het gebruik van erythromycine (een macrolide); als alternatief kan amoxicilline worden gebruikt. Een vaccin is ook beschikbaar om dit type infectie te voorkomen.
  • Legionella pneumophila, verantwoordelijk voor het ontstaan ​​van de veteranenziekte (of de ziekte van Legionnaire). Legionellose kan worden behandeld met geneesmiddelen zoals azithromycine, erytromycine, clarithromycine, telithromycine of fluoroquinolonen.
  • Mycobacterium leprae, is verantwoordelijk voor het begin van lepra. Om infecties veroorzaakt door dit micro-organisme tegen te gaan, worden medicamenteuze associaties gebruikt zoals dapson en rifampicine of acedapson en clofazimine.
  • Neisseria gonorrhoeae, is verantwoordelijk voor het begin van keelontsteking, gonorroe, acute gonococcale urethritis, prostatitis, cervicitis, endometritis, pelvic inflammatory disease, dermatitis en artritis. Cephalosporines (zoals ceftriaxon en cefixime) of fluoroquinolonen worden meestal gebruikt om N. gonorrhoeae- infecties te behandelen.

Pathogeen verplicht anaëroben voor mensen

Van de verschillende ziekteverwekkende bacteriën voor mensen die alleen kunnen groeien in habitats zonder zuurstof - dus in anaerobe omstandigheden - herinneren we ons aan:

  • Clostridium difficile, deze bacterie kan deel uitmaken van de normale menselijke bacteriële flora en is verantwoordelijk voor opportunistische infecties van het maag-darmkanaal. Antibiotica zoals metronidazol, chlooramfenicol, vancomycine of erytromycine worden meestal gebruikt tegen C. difficile- infecties.
  • Clostridium tetani, verantwoordelijk voor tetanus (of spastische verlamming). Over het algemeen worden metronidazol of benzylpenicilline tegen deze bacterie gebruikt. Een vaccin is ook beschikbaar om infectie te voorkomen.
  • Clostridium botulinum, verantwoordelijk voor botulisme (of slappe verlamming).
  • Bacterioides fragilis, is verantwoordelijk voor het begin van buikabcessen, blindedarmontsteking, peritonitis, rectale abcessen of septikemie. Antibiotica zoals metronidazol, clindamycine of carbapenems worden gebruikt om B. fragilis- infecties te behandelen.

Optionele pathogene menselijke aeroben / anaëroben

Onder de optionele aëroben / anaëroben die mogelijk pathogeen zijn voor mensen, herinneren we ons aan:

  • Escherichia coli, is een bacterie die normaal aanwezig is in de menselijke darmflora, maar bij immunosuppressieve patiënten kan dit aanleiding geven tot opportunistische infecties die urethrocystitis, prostatitis, neonatale meningitis, enterohemorragische colitis, waterige diarree of reizigersdiarree kunnen veroorzaken.

    De meest gebruikte antibiotica voor de behandeling van E. coli- infecties zijn carbapenems, penicillines, monobactams, aminoglycosiden, cefalosporines of macroliden.

  • Haemophilus influenzae, is verantwoordelijk voor infecties van de luchtwegen en het zenuwstelsel. De antibiotica die gewoonlijk worden gebruikt om infecties te bestrijden die door dit type infectie worden veroorzaakt, zijn cefalosporines, penicillines of sulfamedicijnen.

Aerotolerante pathogene anaëroben voor mensen

Van de verschillende pathogene bacteriën die tot deze groep behoren, noemen we Propionibacterium acnes en Propionibacterium propionicum .

P. acnes maakt deel uit van de normale bacteriële flora die aanwezig is op de menselijke huid en is betrokken bij de ontwikkeling van acne. In sommige gevallen kan P. acnes echter opportunistische infecties veroorzaken die leiden tot het ontstaan ​​van meningitis, endocarditis, artritis of chirurgische infecties.

P. propionicum is in plaats daarvan verantwoordelijk voor het begin van lacrimal canaliculitis en tandabcessen.

Voor de behandeling van infecties die door dit type bacteriën worden veroorzaakt, kunnen geneesmiddelen zoals penicillines, cefalosporines, quinolonen of vancomycine worden gebruikt.

Preventie van bacteriële infecties

Bacteriën zijn overal micro-organismen, waarmee we dagelijks in contact komen. Sommige van deze micro-organismen zijn onschadelijk voor ons lichaam, sommige zijn nuttig, terwijl andere zeer gevaarlijk kunnen zijn.

Over het algemeen zijn enkele eenvoudige voorzorgsmaatregelen voldoende om bacteriële infecties te voorkomen, zoals bijvoorbeeld:

  • Was uw handen grondig en grondig voordat u begint met koken, eten of aanraken van voorwerpen die een bacterieel verspreidingsmiddel kunnen zijn;
  • Volg de basishygiëneregels tijdens het bewaren, bereiden of koken van voedsel.

Het eenvoudig voldoen aan hygiënenormen is echter niet altijd voldoende om bacteriële infecties te voorkomen.

Om bijvoorbeeld seksueel overdraagbare bacteriële infecties te voorkomen, is het essentieel om barrière-anticonceptiemethoden te gebruiken (zoals bijvoorbeeld condooms).

Voor de preventie van sommige soorten bacteriële infecties, soms potentieel fatale, zijn vaccins ook beschikbaar (een voorbeeld kan tetanusvaccinatie zijn).

Ten slotte moet ook de rol van het immuunsysteem van elk individu niet worden onderschat. In feite kan een functionerend immuunsysteem soms voldoende zijn om de ontwikkeling van vele bacteriële infecties te voorkomen.