AËROBE BACTERIËN: KENMERKEN, VOORBEELDEN, CULTUREN, ZIEKTEN - BIOLOGIE - 2026

De aërobe bacteriën zijn een brede groep bacteriën die wordt gekenmerkt die zuurstof nodig hebben voor hun metabolische processen. Deze bacteriën gebruiken zuurstof om organische verbindingen af ​​te breken tot eenvoudigere verbindingen via een proces dat bekend staat als cellulaire ademhaling.

Veel specialisten beweren dat het verschijnen van dit type bacteriën een direct gevolg is van het fotosyntheseproces. Hierdoor namen de atmosferische zuurstofniveaus toe en waren aanvankelijk giftig voor veel levende wezens. Hierdoor moesten veel organismen zich aanpassen en zuurstof gaan gebruiken.

Mycobacterium tuberculosis, aërobe bacteriën. Bron: Photo Credit: Janice Carr Inhoudsaanbieder (s): CDC / Dr. Ray Butler; Janice Carr

Er zijn veel soorten die tot de groep van aerobe bacteriën behoren. De meest representatieve zijn die van de geslachten Bacillus, Mycobacterium en Nocardia. Evenzo zijn veel van deze bacteriën bekende menselijke pathogenen, die zelfs pathologieën veroorzaken die de dood kunnen veroorzaken.

kenmerken

Het belangrijkste kenmerk van aërobe bacteriën is dat ze, om zich te ontwikkelen, noodzakelijkerwijs een omgeving nodig hebben waarin er voldoende zuurstof beschikbaar is, omdat ze in hun metabolisme het proces van cellulaire ademhaling uitvoeren.

In dit proces gebruiken ze zuurstof om moleculen van organische verbindingen, zoals glucose, af te breken tot eenvoudigere verbindingen zoals kooldioxide en water, met als gevolg het verkrijgen van energie in de vorm van ATP.

Evenzo hebben de meeste soorten waaruit deze groep bestaat niet het vermogen om het catalase-enzym te synthetiseren, zodat ze het waterstofperoxidemolecuul niet kunnen splitsen in water en zuurstof.

Soorten aërobe bacteriën

In het algemeen is het duidelijk dat aërobe bacteriën die bacteriën zijn die de aanwezigheid van zuurstof nodig hebben om zich te ontwikkelen en te groeien. De behoefte aan dit chemische element in bacteriën in deze groep is echter niet voor iedereen hetzelfde. In die zin zijn er verschillende soorten aërobe bacteriën: obligaat aëroob, facultatief anaëroob en microaërofiel.

Verplicht aërobe bacteriën

Het zijn bacteriën die noodzakelijkerwijs zuurstof nodig hebben om zich te ontwikkelen. Ze hebben dit element nodig om het proces van cellulaire ademhaling uit te voeren.

Facultatieve anaërobe bacteriën

Dit zijn bacteriën die vanuit evolutionair oogpunt een bepaald voordeel hebben, aangezien ze kunnen overleven in zowel omgevingen waar zuurstof aanwezig is als in die omgevingen waar zuurstof afwezig is.

Dit komt doordat ze in hun cellulaire machinerie de nodige elementen hebben om anaërobe processen uit te voeren waardoor ze energie kunnen verkrijgen. Zodanig dat deze bacteriën bij afwezigheid van zuurstof niet afsterven, maar andere stofwisselingsprocessen uitvoeren.

Microaërofiele bacteriën

Dit is een heel bijzonder type bacterie. Ze gebruiken zuurstof als een primair element om het proces van cellulaire ademhaling uit te voeren. De atmosferische concentraties van dit gas (ongeveer 21%) zijn echter giftig voor deze bacteriën.

Aërobe bacteriesoorten

Bacteriën van het geslacht

Het geslacht Bacillus bestaat uit een grote verscheidenheid aan soorten, die worden gekenmerkt door een staafvorm en grampositief zijn. Een van de meest opvallende kenmerken van deze bacteriën is dat wanneer omgevingsfactoren vijandig worden, ze sporen in hun cellen genereren. Deze zijn zeer resistent en zijn bedoeld om ervoor te zorgen dat de bacteriën kunnen overleven in schadelijke omgevingsomstandigheden.

Binnen dit geslacht zijn er bacteriën die strikt aëroob zijn, terwijl er andere zijn die als facultatief aëroob worden beschouwd. Onder de bacteriesoorten van het geslacht Bacillus kunnen we onder meer noemen: Bacillus anthracis, Bacillus cereus, Bacillus subtilis en Bacillus thuringiensis.

Bacil

Het is een bekende en bestudeerde bacterie in de wereld van de microbiologie, omdat het vanwege zijn potentiële en duidelijke pathogeniteit als biologisch wapen is gebruikt. De sporen zijn zeer giftig en dringen gemakkelijk door het menselijk lichaam, via de luchtwegen door inademing, door inname van besmet voedsel of door contact met een open wond.

Reeds in het lichaam veroorzaakt het een infectie die, in het algemeen, bekend staat onder de naam miltvuur, die cutaan, pulmonaal of gastro-intestinaal kan zijn.

Bacillus cereus

Het is een facultatieve aërobe bacterie die bekend staat om het produceren van gifstoffen. Deze toxines kunnen bij de mens verschillende pathologieën veroorzaken, zoals het braak- en diarree-syndroom, beide op gastro-intestinaal niveau. Evenzo kan het andere organen aantasten, zoals de ogen, waarin het keratitis en endoftalmitis kan veroorzaken.

Bacillus subtilis

Het is misschien wel de meest bestudeerde soort van het geslacht Bacillus. Zozeer zelfs dat het wordt beschouwd als de "typesoort". Net als andere Bacillus-soorten produceert het sporen, met name endosporen die in het midden van de bacteriële cel worden aangetroffen.

Het is een onschadelijke bacterie voor mensen, behalve in enkele zeer geïsoleerde gevallen van vergiftiging door besmet voedsel. Daarnaast heeft het een breed scala aan voordelen, zoals de synthese van antischimmel- en antibiotische stoffen, evenals toepassingen in de industriële omgeving.

Nocardia

Het is een geslacht van gram-positieve bacteriën die de vorm hebben van bacillen. Onder de meest opvallende kenmerken kan worden vermeld dat ze vertakkingen hebben, waarvan er vele haaks staan.

Evenzo zijn deze bacteriën bekende menselijke pathogenen. Twee van zijn soorten in het bijzonder, Nocardia asteroides en Nocardia brasiliensis, zijn voldoende bestudeerd omdat ze respectievelijk pulmonale nocardiose en actinomycotisch mycetoom veroorzaken.

Lactobacillus

Het zijn grampositieve bacteriën die worden gekenmerkt doordat ze facultatief aëroob zijn, de vorm van een bacil hebben en geen sporen produceren. Deze bacteriën worden over het algemeen als onschadelijk en onschadelijk voor mensen beschouwd.

Integendeel, ze staan ​​bekend om de voordelen die ze bieden, waaronder we kunnen benadrukken: ze dragen bij aan het behoud van voedsel, helpen bij het beheersen van sommige ziekten, zoals darmkanker, en maken deel uit van de synthese van bepaalde verbindingen, zoals de B-vitamines.

Staphylococcus

Dit zijn kokosvormige (ronde) bacteriën die de neiging hebben om klontjes cellen te vormen die op een tros druiven lijken. Bacteriën van dit geslacht worden als facultatief aëroob beschouwd, wat betekent dat ze zich zowel in aanwezigheid als in afwezigheid van zuurstof kunnen ontwikkelen.

Veel van de soorten in dit geslacht zijn bekende menselijke pathogenen. Van deze is Staphylococcus aureus de meest virulente, die bepaalde toxines produceert: hemolysine, enterotoxine, toxine voor toxisch shocksyndroom en exfoliatieve toxine. Deze gifstoffen veroorzaken ziekten zoals diarree, pseudomembraneuze colitis en scalded skin-syndroom.

Verschil tussen aërobe en anaërobe bacteriën

Anaërobe bacteriën verschenen op de planeet lang voordat aërobe bacteriën. Dit komt omdat in de eerste tijdperken van het aardse leven zuurstof geen significant deel van de atmosfeer was, zodat de levende wezens die toen bestonden het niet gebruikten voor hun metabolische processen.

Later, toen het leven zich op de planeet ontwikkelde en de niveaus van atmosferische gassen stabiliseerden, verschenen aërobe organismen, die zuurstof begonnen te gebruiken als het belangrijkste element in energieproductieprocessen.

Het belangrijkste verschil tussen beide soorten bacteriën is dat aërobe bacteriën het element zuurstof nodig hebben om verschillende cellulaire processen uit te voeren, waarvan de meest kenmerkende cellulaire ademhaling is. Door dit proces krijgen ze een grote hoeveelheid energie.

Anaërobe bacteriën daarentegen gebruiken voor geen enkel proces zuurstof. Zelfs voor sommige van deze bacteriën is zuurstof zeer giftig. Hierdoor voeren ze andere processen uit om de energie te verkrijgen die de cel nodig heeft.

Een van deze processen is fermentatie, waardoor de afbraak van bepaalde verbindingen, zoals koolhydraten, om andere organische verbindingen te verkrijgen, zoals melkzuur.

Een ander verschil dat kan worden genoemd tussen deze twee soorten bacteriën is de habitat waarin ze voorkomen. Anaërobe bacteriën worden vaak aangetroffen op plaatsen waar zuurstofarm is, zoals in het tandsteen dat de tanden bedekt, terwijl aërobe bacteriën gedijen in habitats waar voldoende zuurstof is, zoals aarde.

Aërobe bacteriecultuur

Wanneer in het laboratorium een ​​kweek van aërobe bacteriën wordt uitgevoerd, moet allereerst rekening worden gehouden met het feit dat deze soorten bacteriën voldoende zuurstof nodig hebben. In die zin staan ​​dezelfde atmosferische omstandigheden bekend als ideaal. Er zijn echter enkele bacteriën die extra beluchting nodig hebben.

In deze gevallen is het mogelijk om de kolf krachtig te schudden of gesteriliseerde lucht door het medium te bellen. In het geval dat de teelt vrij extensief is, wordt aanbevolen om de blootstelling van het medium aan de atmosfeer te vergroten. Dit wordt bereikt door het medium in lagen te leggen dat ondiep is.

Staphylococcus aureus-cultuur. Bron: Microrao

Wat nu de samenstelling van het kweekmedium voor aërobe bacteriën betreft, dit zal afhangen van de bacteriesoort die wordt gekweekt. Voor het kweken van Staphylococcus aureus zijn de meest gebruikte kweekmedia bijvoorbeeld 5% bloedagar, trypticase-soja-agar en BHI Brain Heart Infusion Broth. Bacillus-bacteriën worden ook met succes gekweekt in de bovengenoemde kweekmedia.

Het is belangrijk op te merken dat BHI Brain Heart Infusion Broth wereldwijd wordt aanbevolen voor het kweken van aerobe bacteriën. De samenstelling omvat onder meer een kalfsherseneninfusie en een runderhartinfusie, evenals pepton, natriumchloride en glucose.

Methoden voor het tellen van platen

Het kiemgetal is een standaardprocedure die in laboratoria wordt uitgevoerd om een ​​geschat aantal bacteriën te bereiken waaruit een specifieke cultuur bestaat.

Deze techniek is gebaseerd op het tellen van zogenaamde kolonievormende eenheden en maakt het mogelijk om bij benadering een aantal bacteriën te verkrijgen. Het is belangrijk om te benadrukken dat deze procedure moet worden uitgevoerd met de grondigheid en nauwgezetheid die vereist is, aangezien elke fout, hoe klein ook, de resultaten sterk kan beïnvloeden.

Er zijn verschillende technieken die kunnen worden toegepast om het aantal platen uit te voeren. Twee ervan worden hier uitgelegd.

Giettechniek voor borden

Het eerste dat u moet doen, is het ideale kweekmedium voorbereiden voor het type bacteriën dat u wilt kweken. Later, in een heldere en schone ruimte, worden de petrischalen geplaatst waarin de cultuur zal worden geplaatst.

In elke petrischaal moet u 1 ml van de overeenkomstige verdunning toevoegen, evenals ongeveer 20 ml van het kweekmedium dat wordt gesmolten. Hierna moeten bewegingen met de petrischaal als volgt worden uitgevoerd: 6 van rechts naar links, 6 met de klok mee, 6 tegen de klok in en 6 van achteren naar voren. Ten slotte wordt verwacht dat het medium stolt.

De petrischalen worden 24-48 uur bij geschikte temperatuuromstandigheden (37 ° C) geïncubeerd. Zodra deze tijd is verstreken, moet het aantal kolonies dat zich heeft ontwikkeld, worden geteld.

Oppervlaktestrooitechniek op de plaat

Om de telling met deze techniek uit te voeren, moeten de petrischalen met het kweekmedium ordelijk op tafel worden geplaatst om fouten te voorkomen. Vervolgens wordt 1 ml van elke verdunning in elke capsule geïnoculeerd.

Evenzo moet het inoculum met behulp van een glazen staaf homogeen over het hele oppervlak van het kweekmedium worden verspreid. Dit moet gebeuren door middel van draaiende bewegingen.

Zodra het inoculum is geabsorbeerd door het kweekmedium, worden de capsules geïncubeerd gedurende de tijd die nodig is volgens het gekweekte micro-organisme. Ten slotte moeten alle kolonies die zich op de geselecteerde platen hebben ontwikkeld, worden geteld.

Ziekten veroorzaakt

Zoals eerder vermeld, is het bekend dat sommige van de geslachten die deel uitmaken van de groep van aerobe bacteriën ziekten bij mensen veroorzaken. Enkele van deze ziekten met hun respectievelijke symptomen en behandelingen worden hieronder vermeld.

Nocardiose

Nocardiose is een ziekte die acuut of chronisch kan optreden. Volgens de bestudeerde klinische gevallen vertonen ze meestal de symptomen van longontsteking. Soms kan het echter, in plaats van de luchtwegen te infecteren, de huid rechtstreeks aantasten en karakteristieke laesies veroorzaken.

De symptomen die worden gezien bij pulmonale nocardiose zijn:

• Hoge koorts
• Chromische hoest die nergens door wordt verlicht
• Ademhalingsproblemen
• Algemeen ongemak

Aan de andere kant, wanneer bacteriën van het geslacht Nocardia de huid binnendringen, kan zich wat bekend staat als actinomycetoom ontwikkelen. Dit is een chronische, granulomateuze infectie die zeer zeldzaam is en meestal voorkomt bij mensen met een onderdrukt immuunsysteem. De symptomen zijn onder meer:

• Koorts
• Nodulaire laesie met een centrale puist waardoor bloederig materiaal kan zijn afgevoerd.
• Cutaan of onderhuids abces.
• Algemene malaise

Miltvuur

Dit is de naam die wordt gegeven aan infecties veroorzaakt door de Basillus anthracis-bacterie. Het wordt veroorzaakt door direct menselijk contact met de sporen van genoemde bacteriën. Anthrax kan de longen en de huid aantasten. De long is het gevaarlijkst, met een sterftecijfer van meer dan 90%.

Een paar jaar geleden werd deze bacterie beroemd omdat er enveloppen met sporen werden verzonden, die grote gevolgen hadden voor degenen die ze kregen en de dood veroorzaakten.

Aanvankelijk lijken de symptomen van miltvuur in de longen op die van verkoudheid, maar na verloop van tijd evolueren ze naar een meer gecompromitteerd ziektebeeld:

• Aanhoudende koorts
• Ademhalingsproblemen
• Verhoogde hartslag.

Uiteindelijk verergert de patiënt en treedt septische shock op, waarna in de meeste gevallen de dood van de patiënt optreedt.

Met betrekking tot miltvuur van de huid is het eerste teken een laesie die lijkt op een muggenbeet, die chronisch wordt en evolueert naar een necrotisch korstje.

Er is ook een stijging van de lichaamstemperatuur en algemene malaise. Dit klinische beeld lost vaak gunstig op en laat alleen een litteken achter. Het is echter niet verstandig om onzorgvuldig te zijn, omdat het zich kan verspreiden en bacteriëmie kan veroorzaken.

Tuberculose

Het is een pathologie die de luchtwegen aantast en wordt veroorzaakt door een strikte aerobe bacterie, Mycobacterium tuberculosis. De bacteriën worden aangetroffen in de afscheidingen van degenen die aan de ziekte lijden, met name in degene die ze verdrijven als ze hoesten. Contact met deze afscheidingen is de meest voorkomende infectieroute.

De symptomen van tuberculose zijn:

• Constante hoest met bloederig sputum
• Koorts
• Algemeen ongemak
• Pijn op de borst, vooral bij hoesten en ademen
• Overmatig zweten 's nachts.

Lepra

Het is een bekende ziekte die wordt veroorzaakt door een andere bacterie van het geslacht Mycobacterium, Mycobacterium leprae. Dit is een ziekte die eeuwenlang een plaag is geweest, aangezien degenen die eraan leden, uit de samenleving werden vervloekt en gedwongen uit elkaar te leven.

De meest voorkomende symptomen van lepra zijn:

• Lichtgekleurde laesies op de huid
• Hobbels of knobbeltjes op de huid
• Verlies van gevoel in bepaalde gebieden
• Verdikking van de huid

Na verloop van tijd verslechtert het ziektebeeld, waardoor het individu de functionaliteit van de bovenste en onderste ledematen verliest, misvorming veroorzaakt door huidlaesies en ongemak op huidniveau, zoals een constant branderig gevoel op de huid.

Referenties

1. Camacho, A., Giles, M., Ortegón, M., Palao, M., Serrano, B. en Velásquez, O. (2009) Technieken voor de microbiologische analyse van voedsel. UNAM Mexico 2e editie.
2. Carrol, K., Hobden, J., Miller, S., Morse, S., Mietzner, T., Detrick, B., Mitchell, T. en Sakanari, J. Medical Microbiology. Mc Graw en Hill. 27e editie
3. Dorronsoro, I. en Torroba L. Microbiologie van tuberculose. (2007). Annalen van het Navarra Health System. 30 (2).
4. González, P. en Cona, E. (2006). Nocardia asteroides. Chileens tijdschrift voor infectologie. 2. 3. 4).
5. Hernández, P., Mayorga, J. en Pérez, E. (2010). Actinomycetoom door Nocardia brasiliensis. Annals of Pediatrics. 73 (4). 159-228
6. Ryan, K. en Ray, C. (2004). Sherris medische microbiologie. Mc Graw Hill. 4e editie.