Anaerobii și aerobii sunt două forme ale existenței organismelor pe pământ. Articolul este despre microorganisme.
Anaerobele sunt microorganisme care se dezvoltă și se înmulțesc într-un mediu care nu conține oxigen liber. Microorganismele anaerobe se găsesc în aproape toate țesuturile umane de la focare purulent-inflamatorii. Acestea sunt clasificate ca oportuniste (există la o persoană în nume și se dezvoltă doar la persoanele cu un sistem imunitar slăbit), dar uneori pot fi patogene (patogene).
Patogeneză: bacteriile clostridiene și exotoxina botulismului cu alimente contaminate intră în tractul gastro-intestinal. Formele vegetative pot produce suplimentar exotoxină în tractul gastrointestinal. Toxina botulinică este absorbită în stomac și în intestinul subțire și trece în fluxul sanguin. Aceasta arată tropismul pentru celulele nervoase. Inhibă eliberarea acetilcolinei în terminațiile nervoase terminale și, ca urmare, mușchii nu pot fi pliați.
Imunitate: pacienții suspendați au imunitate antitoxică. Patoanatomie: mucoasa tractului gastrointestinal se umflă. Substanța are hemoragii punctuale. Mușchii pieptului, peretele abdominal, membrele devin plictisitoare. Clinică: Perioada de incubație este de la 6 ore la 10 zile. La început apar afecțiuni gastro-intestinale - greață, vărsături, rareori diaree. Există oboseală, oboseală ușoară, dureri de cap, scăderea tonusului muscular, reflexe de tendin slăbit. Odată cu evoluția bolii, apar tulburări neurologice.
Distingeți între anaerobe facultative și obligatorii. Anaerobe opționale se pot dezvolta și multiplica atât în \u200b\u200bmediile anoxice, cât și în oxigen. Este vorba despre microorganisme precum E. coli, Yersinia, stafilococi, streptococi, shigella și alte bacterii. Anaerobele obligatorii pot exista doar într-un mediu fără oxigen și mor când apare oxigenul liber în mediu. Anaerobele obligatorii sunt împărțite în două grupuri:
Afectează nervii cranieni. Disfagie, palat moale, lipsa reflexului de înghițire, disartrie, cursă vocală spre afonia. Gura uscată, setea, slăbirea până la absența motilității intestinale, constipație, obstrucție paralitică, retenție urinară sunt mai puțin frecvente. În zilele următoare se dezvoltă paralizia și paralizia mușchilor gâtului, membrelor superioare, mușchilor intervertebrali și mușchilor peretelui abdominal. În cazuri grave, apare insuficiență respiratorie - scurtă respirație, cianoză. Pot apărea asfixie și moarte.
Boala durează 10-20 de zile sau mai mult. O formă specială este botulismul laptelui matern. Cel mai adesea afectează copiii cu vârsta cuprinsă între 3 și 20 de săptămâni. Sporii botulinici cad cu alimente în tractul gastrointestinal al sugarilor. Aici cresc sub formă vegetativă și produc toxină botulinică. Primul simptom este debutul constipației. Apoi apare o suptă anormală, voce răgușită, slăbiciune musculară, ileus.
- bacterii care formează sporii, altfel se numesc clostridie
- bacterii care nu formează spori sau, în alt mod, anaerobe neclostridiene.
Clostridia este agentul cauzal al infecțiilor anaerobe clostridiene - botulism, infecții ale plăgilor clostridiene, tetanos. Anaerobele non-clostridiene sunt microflora normală a oamenilor și animalelor. Acestea includ bacteriile în formă de tijă și sferice: bacteroizi, fusobacterii, peyllonella, peptococi, peptostreptococi, propionibacterii, eubacterii și altele.
Complicații: pneumonie de aspirație, miocardită, miozită poate apărea ca o complicație. Cercetare: Studiile de laborator nu au arătat modificări specifice. Diagnostic: loc pe baza: - date epidemiologice - consum de conserve, cârnați, șuncă, pește. - Simptome neurologice tipice. - teste microbiologice - alocarea agentului fecal din fecale, conținutul tractului gastrointestinal sau din resturile alimentare.
Diagnostic diferențial: Botulismul trebuie diferențiat de poliomielită, miastenie gravis, otrăvire cu atropină etc. Tratament: pacientul este imediat internat. Spălături gastrice și clisme de curățare. Se tratează ser antivirus antitoxic. În cazul mușchilor respiratori, pacientul respiră.
Dar anaerobii non-clostridieni pot contribui semnificativ la dezvoltarea proceselor purulent-inflamatorii (peritonită, abcese ale plămânilor și creierului, pneumonie, empie al pleurei, flegmonul regiunii maxilo-faciale, sepsis, otită medie și altele). Cele mai multe infecții anaerobe cauzate de anaerobe non-clostridiene sunt endogene (origine internă cauzată de cauze interne) și se dezvoltă în principal cu o scădere a rezistenței organismului, a rezistenței la efectele agenților patogeni ca urmare a leziunilor, operațiilor, hipotermiei și scăderii imunității.
Prevenire: nu există profilaxie specifică. Profilaxia nespecifică constă în respectarea cerințelor tehnologice pentru conservarea produselor alimentare. Prognoză: Astăzi, mortalitatea cauzată de botulism este sub 10%, dar în cazuri netratate ajunge la 70%.
Descrierea digestiei anaerobe din practică
Produsele organice de calitate și cantitate necesare sunt colectate în tăvi. Conform rezultatelor analizelor de laborator, raportul dintre componentele deșeurilor individuale este determinat astfel încât digestia anaerobă să se efectueze cât mai intens posibil. Apoi, omogenizarea se realizează într-o unitate de omogenizare și pasteurizare într-o unitate de pasteurizare. Umiditatea este redusă datorită îngroșării cu ajutorul centrifugelor și rezervoarelor de sedimentare. Procesul de îngroșare este accelerat prin adăugarea de floculante și coagulante. Acest lucru dă un precipitat brut care intră în fermentator, unde are loc stabilizarea anaerobă a primei etape.
Partea principală a anaerobilor care joacă un rol în dezvoltarea infecțiilor sunt bacteroizii, fusobacteriile, peptostreptococii și bacilii spori. Jumătate din infecțiile anaerobe purulent-inflamatorii provoacă bacteroizi.
- Batoane bacteriene, cu dimensiunea de 1-15 microni, mobile sau care se deplasează cu ajutorul flagelelor. Ele secretă toxinele care acționează ca factori de virulență (patogenitate).
- Fusobacteriile sunt în formă de tijă obligatorie (supraviețuind doar în absența oxigenului) bacteriilor anaerobe care trăiesc pe membrana mucoasă a gurii și intestinelor, pot fi nemișcate sau mobile, conțin o endotoxină puternică.
- Peptostreptococii sunt bacterii sferice, localizate în două, patru, grupuri sau lanțuri greșite. Acestea sunt bacterii flagelate, nu formează spori. Peptococcus este un gen de bacterii sferice reprezentate de o specie de P. niger. Situat singur, în perechi sau grupuri. Peptococii nu au flageluri, nu formează o sporă.
- Vejonella este un gen de diplococi (bacterii în formă de cocci ale căror celule sunt dispuse în perechi) dispuse în lanțuri scurte, nemișcate, nu formează spori.
- Alte bacterii anaerobe neclostridiene izolate de focarele infecțioase ale pacienților sunt bacteriile propionice, vololinella, al căror rol este mai puțin studiat.
Clostridia este un gen de formare a sporilor bacterii anaerobe. Clostridia trăiește pe membranele mucoase ale tractului gastrointestinal. Clostridia sunt în principal patogene (patogene) la om. Ele secretă toxine extrem de active specifice fiecărei specii. Agentul cauzal infecție anaerobă poate exista fie un singur tip de bacterii, fie mai multe tipuri de microorganisme: anaerobe-anaerobe (bacteroizi și fusobacterii), anaerobe-aerobe (bacteroizi și stafilococi, clostridie și stafilococ)
Cu ajutorul revărsării, acesta intră în fermentator, al doilea grad de stabilizare. Dintre acești doi fermentatori sunt biogaz și digestie. Biogazul este depozitat într-un recipient special. Întregul obiect, care permite utilizarea procesului de digestie anaerobă, este construit pentru funcționare continuă. Acest lucru ajută la asigurarea revărsării între fermentator pentru a stabiliza prima etapă și fermentatorul pentru a stabiliza a doua etapă. Fermentatorii nu vor fi descărcați niciodată numai în caz de descompunere, de exemplu, fermentarea excesivă a conținutului fermentatorului sau prezența inhibitorilor.
Aerobele sunt organisme care necesită oxigen gratuit pentru viață și reproducere. Spre deosebire de anaerobii din aerobi, oxigenul este implicat în procesul de generare a energiei de care au nevoie. Aerobii includ animale, plante și o parte semnificativă a microorganismelor, dintre care sunt izolate.
- aerobele obligatorii sunt aerobe „stricte” sau „necondiționate”; primesc energie numai din reacțiile oxidative care implică oxigen; acestea includ, de exemplu, unele tipuri de pseudomonade, numeroase saprofite, ciuperci, Diplococcus pneumoniae, difteria coli
- în grupul aerobilor obligați, se pot distinge microaerofile - pentru activitatea vitală au nevoie de un conținut scăzut de oxigen. Dacă intră într-un mediu extern normal, astfel de microorganisme sunt suprimate sau mor, deoarece oxigenul afectează în mod negativ acțiunea enzimelor lor. Acestea includ, de exemplu, meningococi, streptococi, gonococi.
- aerobi facultăți - microorganisme care se pot dezvolta în absența oxigenului, de exemplu, bacilul cu drojdie. Acest grup include majoritatea microbilor patogeni.
Fiecare microorganism aerob are propriul său concentrație minimă, optimă și maximă de oxigen în mediul său, ceea ce este necesar pentru dezvoltarea sa normală. Creșterea conținutului de oxigen în străinătate „maxim” duce la moartea microbilor. Toate microorganismele mor la o concentrație de oxigen de 40-50%.
Peroxidarea poate apărea în câteva ore, deci trebuie să luați constant eșantioane de la fermentatori și să verificați dacă conținutul este bun. Dacă are loc o acidifiere excesivă, fermentatorul trebuie să fie drenat și curățat, ceea ce poate duce la pierderi nedorite de timp și acumularea excesivă a materialelor de intrare.
Microorganisme prezente în digestia anaerobă
Microorganismele sunt împărțite în utilizarea oxigenului pentru uz anaerob și aerob. Microorganismele anaerobe nu necesită oxigen pentru a descompune substanțele organice. În schimb, microorganismele aerobe au nevoie de oxigen. De asemenea, este posibilă separarea microorganismelor din punctul de vedere al procesului de digestie anaerobă, în care își găsesc aplicarea în descompunere, precum și ce tipuri de materiale prelucrează și ce produse produc. Acestea sunt, de exemplu, bacterii metanogene, care pot fi împărțite în continuare în acetotrofe și hidrotrofice.
Bacteriile aerobe sunt microorganisme care necesită oxigen gratuit pentru a funcționa normal. Spre deosebire de toate anaerobele din ele, el participă și la procesul de generare a energiei de care au nevoie pentru reproducere. Aceste bacterii nu au un nucleu pronunțat. Se înmulțesc prin înmugurire sau divizare și după oxidare formează diverse produse toxice de recuperare incompletă.
Microorganisme care utilizează digestia anaerobă
Un alt grup care poate și ar trebui să se întâmple în faza metanogenă sunt grupuri mici de microorganisme care produc sulf și azot. Cantități mai mici pot fi, de asemenea, prezente în ciuperci, mucegai și drojdie. De asemenea, nitrosomonele și nitrobacterul nitrifiant sunt prezente în mod regulat. Prezența microorganismelor fibroase este frecventă, dar dacă este suprimată, aceasta va cauza probleme tehnologice cu sedimentele slabe și proprietățile de îngroșare ale sedimentului. Dintre organismele superioare, diverse protozoare, rotifere, nematode, etc. intră regulat în compoziția nămolului activat. peritrexul este cel mai reprezentativ dintre cei mai simpli.
Nu multe persoane știu că bacteriile aerobe (în cuvinte simple aerobe) sunt organisme care pot trăi în sol, în aer și în apă. Aceștia participă activ la ciclul substanțelor și posedă mai multe enzime speciale care asigură descompunerea lor (de exemplu, catalază, superoxid dismutaza și altele). Aceste bacterii respiră prin oxidarea directă a metanului, hidrogenului, azotului, hidrogenului sulfurat și fierului. Ele pot exista într-o gamă largă la o presiune parțială de 0,1-20 atm.
Prionii indică starea nămolului activat. Sunt prezenți în el pentru că au o dietă bogată. Principala sursă de agenți patogeni este excreția persoanelor infectate și a animalelor în suspensiile de curățare. Patogenii care pot apărea în apele uzate includ virusuri, cum ar fi hepatita A, salmonella, E. coli, protozoare și viermi paraziti.
Bacteriile din faza metanogenă pot fi subdivizate doar în hidrotrofice sau numai acetotrofice, în special în descompunerea substratului. Comparativ cu cel de-al doilea grup, cresc mai lent. Cresc relativ repede, timpul de generare este de aproximativ 6 ore. În procesul anaerob, acționează ca un auto-regulator. Ele elimină hidrogenul din proces, a cărui concentrație ar trebui să fie minimă în sănătatea organismului. Cea mai mare influență asupra hidrogenului o exercită bacteriile acetogene care descompun acid propionic și acid butiric.
Cultivarea bacteriilor aerobice gram-negative și gram-pozitive implică nu numai utilizarea unui mediu nutritiv adecvat pentru acestea, ci și controlul cantitativ al atmosferei de oxigen și menținerea temperaturilor optime. Pentru fiecare microorganism al acestui grup, există atât un minim cât și un maxim de concentrație de oxigen în mediul înconjurător, necesar pentru reproducerea și dezvoltarea sa normală. Prin urmare, atât scăderea, cât și creșterea conținutului de oxigen dincolo de „maximul” conduc la încetarea activității acestor microbi. Toate bacteriile aerobe mor la o concentrație de oxigen de 40 până la 50%.
Pentru aceste organisme, prezența organismelor hidrogenotrofe este vitală. Bacteriile metanice sunt cel mai important grup metabolic al procesului de metanizare. Aceste bacterii transformă produsele finale conținând carbon în faza gazoasă și completează astfel lanțul metabolic de descompunere anaerobă a materiei organice. Bacteriile metanogene din peretele celular nu conțin moraină. Ele sunt asociate filogenetic cu cele mai primitive organisme de la începutul vieții de pe Pământ.
Acestea necesită un potențial redus de redox pentru creșterea lor, deoarece la începutul vieții mediul a fost extrem de reducător. Pe baza formării metanului din diferite substraturi cunoscute, s-a constatat că utilizarea acestor bacterii este cea mai puțin eficientă reacție energetică a metanului din acid acetic. Rata de producție de metan și rata de creștere a metanogenezei sunt afectate de diverse randamente energetice ale reacțiilor. Când sunt cultivate pe acid acetic, timpul de generare a bacteriilor metanogene este de la 2 la 10 zile.
Tipuri de bacterii aerobe
În funcție de gradul de dependență de oxigenul liber, toate bacteriile aerobe sunt împărțite în următoarele tipuri:
1. Aerobii obligatorii - Acestea sunt aeroburi „necondiționate” sau „stricte”, care se pot dezvolta doar atunci când aerul are o concentrație mare de oxigen, deoarece primesc energie din reacțiile oxidative cu participarea sa. Acestea includ:
Când sunt cultivate pe hidrogen cu dioxid de carbon, timpul de generare al acestor bacterii este de la 9 la 24 de ore. Inhibarea utilizării acidului acetic poate apărea în prezența unor substraturi eficiente din punct de vedere energetic care conțin hidrogen și metanol. În cazul comparării consumului de energie cinetică de acid acetic și hidrogen, descoperim că rata de creștere maximă este de 5-10 ori mai mare cu consumul de hidrogen decât acidul acetic. Afinitatea pentru acidul acetic este de aproximativ 10 ori mai mică decât cea a hidrogenului, în funcție de tipul de metanogen.
Tehnologii de curățare anaerobă
Stabilizarea nămolurilor în reactoarele anaerobe, tratarea anaerobă a apelor uzate a fost îmbunătățită de-a lungul a o sută de ani. Unul dintre cei mai importanți factori care afectează funcționarea economică a stațiilor de tratare a nămolului care utilizează digestia anaerobă este concentrația nămolului care trebuie tratat. Din acest motiv, precipitatul se îngroașă sub acțiunea gravitației - mecanic înainte de a intra în reactor. Condensarea nămolului determină o creștere a procesului de digestie anaerobă. Odată cu îngroșarea, are loc o altă etapă semnificativă de intensificare - degradarea celulelor nămolului activat.
2. Aerobi opționale - microorganisme care se dezvoltă chiar și cu o cantitate foarte mică de oxigen. Acest grup aparține.