FACULTATIEVE ANAËROBE BACTERIËN: KENMERKEN EN VOORBEELDEN - BIOLOGIE - 2026

De facultatieve anaërobe bacteriën zijn bacteriën die in staat zijn om te leven onder zowel aanwezigheid als afwezigheid van zuurstof. Zuurstof is een zeer reactieve verbinding en essentieel voor veel bacteriën en voor de meeste levende organismen, maar dit element is dodelijk voor sommige soorten bacteriën.

Onder de facultatieve anaërobe bacteriën zijn er soorten van industrieel en commercieel belang, onder andere in de voedings-, farmaceutische of cosmetische industrie. Andere soorten daarentegen zijn in staat dodelijke ziekten voor de mens te veroorzaken.

Facultatieve anaërobe bacteriën Salmonella enteritidis. Genomen en bewerkt uit: US Department of Agriculture.

kenmerken

Het belangrijkste kenmerk van facultatieve anaërobe bacteriën is dat ze zuurstof kunnen gebruiken in hun metabolische processen, maar ze kunnen ook anaërobe ademhaling of fermentatief metabolisme gebruiken in afwezigheid van zuurstof.

Een ander kenmerk, gerelateerd aan het metabolische proces, is dat facultatieve bacteriën het enzym superoxide-dismutase missen. Dit enzym is kenmerkend voor strikt aërobe bacteriën. De functie van het enzym is de afbraak van superoxide (O ₂ ^- ), een tussenproduct van aëroob metabolisme.

Energiemetabolisme

Alle levende wezens moeten energie krijgen voor hun vitale processen; Deze energie wordt verkregen uit voedsel, ofwel zelf gesynthetiseerd (autotrofen) of eerder bewerkt en / of verwerkt (heterotrofen).

De energie in voedsel wordt (gedeeltelijk) gebruikt voor de synthese van ATP via een reeks chemische reacties die deel uitmaken van het metabolisme. Om dit te doen, moeten ze chemische bindingen verbreken binnen de moleculen waaruit voedsel bestaat.

Het verbreken van deze bindingen veroorzaakt het vrijkomen van elektronen of waterstofatomen die door andere verbindingen moeten worden geaccepteerd. Als de laatste acceptor van elektronen, of waterstof, een organische verbinding is, staat de reactie bekend als fermentatie, en als de laatste acceptor een anorganische verbinding is, dan spreken we van ademhaling.

Tijdens de ademhaling is zuurstof de meest gebruikelijke eindacceptor voor elektronen; het heet aërobe ademhaling. Bij afwezigheid van zuurstof kunnen sommige organismen, zoals sommige bacteriën, andere anorganische verbindingen dan zuurstof gebruiken als uiteindelijke elektronenacceptoren, waarbij anaërobe ademhaling optreedt.

Soorten bacteriën op basis van hun afhankelijkheid van zuurstof

Bacteriën kunnen als volgt worden geclassificeerd, afhankelijk van het feit of ze zuurstof gebruiken in hun metabolisme:

Aerobics

Ze gebruiken zuurstof als de laatste elektronenacceptor in metabolische processen. Daarom kunnen ze groeien en bloeien in de aanwezigheid van zuurstof. Ten slotte kunnen strikt aërobe soorten niet overleven in anoxische omstandigheden.

Microaërofiel

Het is een groep bacteriën die, ondanks dat ze zuurstof nodig hebben, alleen kan gedijen in omgevingen waar de concentraties van dit element lager zijn (minder dan 10%) dan de normale concentratie in de lucht (20%).

Anaëroob

Soorten die geen zuurstof gebruiken bij hun metabolische reacties. Voor sommige anaerobe soorten is zuurstof een giftig element, dat zelfs in zeer lage concentraties dodelijk voor hen is. Sommige soorten kunnen het echter verdragen en uiteindelijk zelfs gebruiken; daarom kunnen anaërobe bacteriën worden onderverdeeld in:

Aerotolentes

Ze zijn niet in staat zuurstof te gebruiken in hun stofwisseling, maar dit is niet dodelijk, dus ze kunnen leven in omgevingen met normale zuurstofconcentraties.

Optioneel

Bacteriën die zuurstof kunnen gebruiken als de laatste elektronenacceptor tijdens hun energiemetabolisme, maar bij afwezigheid van dit element kunnen ze overleven met behulp van andere metabole routes.

Toepassingen

Enkele van de facultatieve anaërobe bacteriën zijn van groot belang vanuit industrieel oogpunt. Deze groep omvat bijvoorbeeld bacteriën die worden gebruikt om gefermenteerde alcoholische dranken te verkrijgen, zoals wijn of bier.

Ze worden ook gebruikt in de voedingsindustrie om gefermenteerd voedsel te verkrijgen, zoals onder andere kaas, yoghurt. Sommige soorten worden ook gebruikt om probiotica te maken.

Ziekten

Onder de facultatieve anaërobe bacteriën zijn er verschillende soorten die ziekten van verschillende klinische relevantie kunnen veroorzaken, variërend van zelfbeperkte diarree tot dodelijke ziekten, waaronder ook veel van de nosocomiale ziekten.

Deze ziekten omvatten bijvoorbeeld bacteriële diarree, urineweginfecties, endocarditis, meningitis, peritonitis, longontsteking en bloedvergiftiging. Sommige van deze ziekten zijn moeilijk te behandelen vanwege de resistentie van de bacteriën tegen medicijnen.

Voorbeelden van representatieve soorten

Escherichia coli

Het is een lid van de groep Enterobacteriaceae, die normaal gesproken in het maagdarmkanaal van mensen voorkomt. Een van de kenmerken van deze soort is het feit dat het in staat is lactose te fermenteren en tryptofaan af te breken, maar het kan niet groeien in media met citraat als enige koolstofbron.

Hoewel het deel uitmaakt van de darmflora, is deze bacterie in staat ziekten bij mensen te veroorzaken, zoals diarree, urineweginfecties en meningitis.

Salmonella enteritidis

Het is een andere soort van Enterobacteriaceae, zoals E. coli, maar in tegenstelling tot dit is het niet in staat lactose te fermenteren, maar het kan overleven in culturen met citraat als enige koolstofbron. Het kan leven in het maagdarmkanaal van een grote diversiteit aan gewervelde soorten, waaronder enkele koudbloedige soorten.

Deze soort is, samen met andere soorten van het geslacht, verantwoordelijk voor gastro-enteritis.

Lactococcus lactis

Bacteriën die behoren tot de groep van lactobacillus, met variabele vormen. Het kan solitair groeien, in paren of in de vorm van een ketting. De industrie gebruikt deze soort bij de productie van onder andere yoghurt, kaas, zuurkool.

Het wordt ook gebruikt als probioticum en wordt algemeen erkend als veilig (GRAS) door de Food and Drug Administration van de Verenigde Staten (FDA), maar het kan verantwoordelijk zijn voor nosocomiale ziekten, zoals endocarditis.

Lactobacillus rhamnosus

Het is een andere vertegenwoordiger van de groep lactobacillen, zoals Lactococcus lactis. Het is een niet-mobiele bacil, die niet in staat is sporen te produceren die afzonderlijk of in kolonies met een korte keten kunnen groeien. Het kan facultatief anaëroob of microaëroob zijn.

Net als L. lactis wordt het gebruikt in de voedingsindustrie en als probioticum. Het is ook gerelateerd aan nosocomiale ziekten, waaronder bacteriëmie, meningitis en peritonitis

Haemophilus influenzae

Kleine bacil, niet mobiel, maar bovenal heeft het bloedcomponenten nodig voor zijn ontwikkeling. Het is een van de hoofdoorzaken van ziekten zoals oor- en luchtweginfecties, meningititis en epiglottitis.

Morganella morgani

Staafvormige bacteriën die als commensaal leven in het spijsverteringskanaal van mensen, evenals andere gewervelde dieren. Ondanks dat het een traditioneel lid is van de darmflora van gezonde organismen, kan het een opportunistisch infectieus agens zijn bij zieke organismen of bij het infecteren van wonden.

Onder de ziekten die met deze bacterie worden geassocieerd, zijn onder meer diarree, urineweginfecties, bloedvergiftiging, bacteriëmie, longontsteking, empyeem, chirurgische infecties. Deze bacterie ontwikkelt resistentie tegen medicijnen.

Kweek op bloedagar van de facultatieve anaërobe bacterie Morganella morganii. Genomen en bewerkt uit: Bacteria in Photos.

Referenties

1. EW Nester, CE Roberts, NN Pearsall en BJ McCarthy (1978). Microbiologie. 2e editie. Holt, Rinehart en Winston.
2. E. Hogg (2005). Essentiële microbiologie. John Wiley & Sons Ltd.
3. Bacterie. Op Wikipedia. Opgehaald van en.wikipedia.org.
4. C. Lyre. Lactobacillus rhamnosus. In Lifeder. Opgehaald van lifeder.com.
5. C. Lyre. Morganella morgani. In Lifeder. Opgehaald van lifeder.com.
6. D. Samaržija, N. Antunac, JL Havranek (2001). Taxonomie, fysiologie en groei van Lactococcus lactis: een overzicht. Mljekarstvo ..
7. P. Singleton (2004). Bacteria in Biology, Biotechnology and Medicine, 6e editie. John Wiley & Sons, Chichester.
8. J. Vera. Fimbriae. In Lifeder. Opgehaald van lifeder.com
9. AG Moat, JW Foster & MP Spector (2002). Microbial Physiology, 4e edn. John Wiley & Sons, Chichester.