البكتيريا الهوائية واللاهوائية

عمومية

يتم تصنيف الأنواع البكتيرية إلى بكتيريا هوائية ولا هوائية وفقًا لمصدر الطاقة المستخدم لتغذية عمليات التخليق الحيوي لعملية التمثيل الغذائي.

بتعبير أدق ، يشير التصنيف إلى البكتيريا الهوائية واللاهوائية إلى تأثير الأكسجين (O2) على نمو الكائنات الحية الدقيقة المعنية.
بناءً على هذا النوع من التصنيف ، يمكن تقسيم الأنواع البكتيرية المختلفة إلى أربع مجموعات كبيرة.

نموذج تعهد

تستمد البكتيريا التي تنتمي إلى هذه المجموعة الطاقة من التنفس الهوائي؛ لذلك ، فهم يحتاجون تمامًا إلى الأكسجين (O2) للبقاء على قيد الحياة.

تلتزم اللاهوائية

الالتزام اللاهوائي - المعروف أيضًا باسم أيروفوبيس - إنها بكتيريا لا تحتاج إلى O2 للبقاء على قيد الحياة ، ولكن على العكس من ذلك ، فإن وجود الأكسجين في بيئتها يعيق نموها.
تستمد هذه البكتيريا الطاقة من عمليات التمثيل الغذائي الأخرى ، مثل التخمير، ال التنفس اللاهوائي، ال التمثيل الضوئي البكتيري أو ال توليد الميثان.

التمارين الهوائية / اللاهوائية الاختيارية

بالنسبة لنمو البكتيريا التي تنتمي إلى هذه المجموعة ، فإن الأكسجين ليس ضروريًا ، ولكن عندما يكون متاحًا ، فإنه لا يزال مستخدمًا.
هذه الكائنات الدقيقة ، في الواقع ، في الظروف اللاهوائية (غياب O2) تستمد الطاقة من عمليات مثل التخمير أو ال التنفس اللاهوائي، بينما في وجود الأكسجين (الظروف الهوائية) ينتجون الطاقة من خلال التنفس الهوائي.

اللاهوائية الهوائية

تنتج هذه البكتيريا الطاقة حصريًا من خلال العمليات اللاهوائية (بشكل عام ، من خلال التخمير) ، ولكن - على عكس ما يحدث بالنسبة للكائنات اللاهوائية الملزمة - فإن وجود الأكسجين في موطنها لا يمنع نموها.

يعتمد نوع سلوك البكتيريا تجاه الأكسجين على نوع الإنزيمات التي تمتلكها البكتيريا نفسها. وبشكل أكثر تحديدًا ، يعتمد ذلك على الإنزيمات القادرة على التفاعل مع الأكسجين وجذوره ، مثل أنيون الفائق (O2-) والهيدروكسيل الجذور (• OH) وبيروكسيد الهيدروجين (H2O2).

هذه الإنزيمات هي:

• ديسموتاز الفائق، هو إنزيم موجود في الهوائية الملزمة ، في اللاهوائية اللاهوائية وفي العديد من التمارين الهوائية الاختيارية. وتتمثل مهمتها في منع تراكم الأكسيد الفائق الذي قد يكون قاتلاً للخلية.
• كاتالاز، هو إنزيم موجود في التمارين الهوائية الملزمة وفي العديد من التمارين الهوائية الاختيارية. وتتمثل مهمته في تكسير بيروكسيد الهيدروجين (H2O2) إلى ماء (H2O) وأكسجين (O2) ، وبهذه الطريقة يزيل الإنزيم سموم الخلية البكتيرية لهذا المكون الضار للغاية.
• بيروكسيداز، هو إنزيم موجود في العديد من اللاهوائية اللاهوائية. وتتمثل مهمتها في تحويل بيروكسيد الهيدروجين (H2O2) إلى ماء (H2O) من خلال آلية نقل الإلكترون.

لا تحتوي اللاهوائية الملزمة على هذه الإنزيمات ، وهذا هو السبب في أن وجود الأكسجين في موطنها يمنع نموها.
تتشكل جذور الأكسجين كمخلفات لعمليات التمثيل الغذائي ، سواء من الخلايا بدائية النواة (مثل الخلايا البكتيرية) والخلايا حقيقية النواة (مثل الخلايا الحيوانية والنباتية). هذه الجذور ضارة بالخلية ويجب أن تتحلل على الفور لمنعها من ممارسة تأثيرها السام ، لذلك ، يمكن فقط للبكتيريا التي تمتلك الإنزيمات المسؤولة عن تحلل جذور الأكسجين أن تعيش وتنمو في ظل الظروف الهوائية.
كائنات التمثيل الضوئي (مثل النباتات والطحالب وبعض الأنواع البكتيرية) وكذلك بعض الكائنات غير الضوئية قادرة على حماية نفسها من تأثير جذور O2 بفضل وجود أصباغ معينة ، الكاروتينات. هذه الأصباغ ، في الواقع ، قادرة على تحييد جذور الأكسجين السامة ، وحماية الخلية من آليات الأكسدة.

البكتيريا اللاهوائية المسببة للأمراض والهوائية

سيتم وصف بعض البكتيريا الهوائية واللاهوائية الرئيسية التي يمكن أن تكون ممرضة للإنسان بإيجاز أدناه.

مسببات الأمراض البشرية تلزم الهوائية

هناك العديد من الأنواع البكتيرية الممرضة للإنسان والتي تنتمي إلى هذه المجموعة ، من بينها نتذكر:

• بورداتيلا السعال الديكي، المسؤولة عن التهابات الجهاز التنفسي التي تسبب السعال الديكي أو التهاب الشعب الهوائية الحاد. العلاج الخيار الأول ضد الالتهابات من B. السعال الديكي ينص على استخدام الاريثروميسين (الماكروليد) ؛ بدلا من ذلك ، يمكن استخدام أموكسيسيلين.كما يتوفر لقاح لمنع هذا النوع من العدوى.
• البكتيريا المستروحة، المسؤول عن ظهور داء الفيالقة (أو داء الفيلق). يمكن علاج داء الفيالقة بأدوية مثل أزيثروميسين ، إريثروميسين ، كلاريثروميسين ، تيليثروميسين أو فلوروكينولونات.
• المتفطرة الجذامية، هو المسؤول عن ظهور الجذام. ولمقاومة الالتهابات التي تسببها هذه الكائنات الدقيقة ، يتم استخدام مجموعات من الأدوية مثل الدابسون والريفامبيسين أو الأسيديابسون والكلوفازيمين.
• النيسرية البنية، مسؤول عن ظهور السيلان البلعومي والسيلان والتهاب الإحليل الحاد بالمكورات البنية والتهاب البروستاتا والتهاب عنق الرحم والتهاب بطانة الرحم ومرض التهاب الحوض والتهاب الجلد والتهاب المفاصل. N. gonorrhoeae عادة ما تستخدم السيفالوسبورينات (مثل سيفترياكسون وسيفيكسيم) أو الفلوروكينولونات.

مسببات الأمراض البشرية تلزم اللاهوائية

من بين البكتيريا المسببة للأمراض المختلفة للإنسان والتي يمكن أن تنمو فقط في الموائل الخالية من الأكسجين - وبالتالي في الظروف اللاهوائية - نتذكر:

• المطثية العسيرة، يمكن أن تكون هذه البكتيريا جزءًا من النباتات البكتيرية البشرية الطبيعية وهي مسؤولة عن الالتهابات الانتهازية في الجهاز الهضمي. ضد الالتهابات من C. صعبعادة ما تستخدم المضادات الحيوية مثل ميترونيدازول ، كلورامفينيكول ، فانكومايسين أو إريثروميسين.
• كلوستريديوم الكزازية، المسؤولة عن كزاز (أو شلل تشنجي). بشكل عام ، يتم استخدام الميترونيدازول أو بنزيل بنسلين ضد هذا الضرب. يتوفر لقاح أيضًا للوقاية من العدوى.
• كلوستريديوم البوتولينوم، المسؤولة عن التسمم الوشيقي (أو شلل رخو).
• الجراثيم الهشة، مسؤول عن ظهور خراجات في البطن ، التهاب الزائدة الدودية ، التهاب الصفاق ، خراج المستقيم أو تسمم الدم. لعلاج الالتهابات من باء الهشة تستخدم المضادات الحيوية مثل ميترونيدازول ، كليندامايسين أو كاربابينيمات.

الهوائية الاختيارية / اللاهوائية الممرضة للإنسان

من بين الأكياس الهوائية الاختيارية / اللاهوائية التي يمكن أن تكون مسببة للأمراض للبشر ، نتذكر:

• الإشريكية القولونية، هي بكتيريا موجودة عادة في النبيت الجرثومي المعوي للإنسان ، ولكن في الأشخاص الذين يعانون من كبت المناعة ، يمكن أن تؤدي إلى عدوى انتهازية يمكن أن تسبب التهاب الإحليل ، التهاب البروستات ، التهاب السحايا الوليدي ، التهاب القولون النزفي المعوي ، الإسهال المائي أو إسهال المسافر.
  المضادات الحيوية الأكثر استخدامًا للعلاج بكتريا قولونية هم كاربابينيمات ، بنسلين ، مونوباكتام ، أمينوغليكوزيدات ، سيفالوسبورينات أو ماكروليدات.
• المستدمية النزلية، مسؤول عن التهابات الجهاز التنفسي والجهاز العصبي ، والمضادات الحيوية التي تستخدم عادة لمكافحة الالتهابات التي تسببها هذه البكتيريا هي السيفالوسبورينات ، البنسلين أو السلفوناميدات.

اللاهوائية المسببة للأمراض الهوائية للبشر

من بين البكتيريا المسببة للأمراض المختلفة التي تنتمي إلى هذه المجموعة ، نتذكر حب الشباب بروبيونيباكتيريوم و ال Propionibacterium propionicum.
ال P. حب الشباب وهي جزء من النباتات البكتيرية الطبيعية الموجودة على جلد الإنسان وتشارك في ظهور حب الشباب. ومع ذلك ، في بعض الحالات ، P. حب الشباب يمكن أن يسبب عدوى انتهازية تؤدي إلى التهاب السحايا والتهاب الشغاف والتهاب المفاصل أو العدوى الجراحية.
ال P. propionicum بدلاً من ذلك ، فهي مسؤولة عن ظهور التهاب القناة الدمعية وخراجات الأسنان.
يمكن استخدام عقاقير مثل البنسلين ، والسيفالوسبورينات ، والكينولونات ، والفانكومايسين لعلاج الالتهابات التي يسببها هذا النوع من البكتيريا.

الوقاية من الالتهابات البكتيرية

البكتيريا هي كائنات دقيقة موجودة في كل مكان ، نتعامل معها بشكل يومي. بعض هذه الكائنات الحية الدقيقة غير ضارة لجسمنا ، وبعضها مفيد ، في حين أن البعض الآخر قد يكون خطيرًا للغاية.
بشكل عام ، بعض الاحتياطات البسيطة كافية للوقاية من الالتهابات البكتيرية ، على سبيل المثال:

• اغسل يديك جيدًا وجيدًا قبل البدء في الطهي أو تناول الطعام أو بعد لمس الأشياء التي يمكن أن تكون وسيلة لانتشار البكتيريا ؛
• اتبع قواعد النظافة الأساسية عند تخزين الطعام أو تحضيره أو طهيه.

ومع ذلك ، فإن مجرد الالتزام بقواعد النظافة لا يكفي دائمًا للوقاية من الالتهابات البكتيرية.
لمنع العدوى البكتيرية المنقولة جنسيًا ، على سبيل المثال ، من الضروري استخدام وسائل منع الحمل (مثل الواقي الذكري).
للوقاية من بعض أنواع العدوى البكتيرية ، التي قد تكون قاتلة في بعض الأحيان ، تتوفر أيضًا لقاحات (يمكن أن يكون التطعيم ضد التيتانوس على سبيل المثال).
أخيرًا ، لا ينبغي الاستهانة بدور الجهاز المناعي لكل فرد ، فقد يكون الجهاز المناعي الفعال أحيانًا كافيًا لمنع تطور العديد من الالتهابات البكتيرية.