Чем отличаются аэробы от анаэробов
Аэробная и анаэробная среда - Статья в Екатеринбурге
При выполнении гематологических исследований используются два типа организмов аэробные и анаэробные. Они отличаются потребностью в наличии кислорода в окружающей среде. Аэробные микроорганизмы могут функционировать только при наличии кислорода, в то время, как анаэробные в нем совсем не нуждаются.
Классификация этих видов проводится на основе реакции на наличие или отсутствие кислорода. Из-за этого аэробные и анаэробные микроорганизмы по-разному выполняют свои функции в процессе клеточного дыхания.
Особенности аэробных микроорганизмов
Аэробные микроорганизмы не могут существовать без кислорода. Он необходим им для роста, развития и участвует в процессах размножения. Благодаря кислороду они способны окислять моносахариды, например, глюкозу.
Генерация энергии в этих микроорганизмах происходит при гликолизе. После него следует цикл Кребса и цепь переноса электронов. Среды, насыщенные кислородом – отличная питательная среда для таких микроорганизмов. Примеры аэробов – бациллы и нокардии.
Типы аэробов
Аэробные микроорганизмы классифицируют по уровню необходимого для жизнедеятельности кислорода:
- Облигатные аэробы или аэрофилы. В обязательном порядке нуждаются в кислороде. Они используют его для клеточного дыхания и окисления органических веществ – сахаров и жиров, из которых получают энергию. Примеры облигатных аэробных микроорганизмов - Nocardia, Mycobacterium tuberculosis и Vibrio cholerae.
- Микроаэрофильные аэробы. Обладают способностью выживать при малых концентрациях кислорода (около 10 процентов). Пример – Хеликобактер пилори.
Бактерии, нуждающиеся в кислороде для выживания, легко выделяются при культивировании в жидкой среде. Так для полноценной жизнедеятельности им необходим кислород, то чтобы выжить они всплывают на поверхность.
В процессе энергетического обмена эти микроорганизмы не используют кислород. Для этого им необходимы марганец, сера, кобальт, азот, метал или железо. В процессе образования энергии анаэробные микроорганизмы подвергаются ферментации. Для выживания они используют энергию, производимую при анаэробных процессах брожения:
- Молочной кислоты;
- Этанола.
Классификация анаэробных микроорганизмов также определяется по уровню токсичности кислорода:
- Аэротолерантные. Для выживания кислород им не требуется, а его присутствие не наносит им вреда. Пример – лактобациллы.
- Облигатные. Для таких микроорганизмов кислород губителен. Они живут и растут только при полном его отсутствии в среде. Пример – клостридии, метаносарцины.
- Факультативные. На их развитие и жизнедеятельность не влияет наличие кислорода. Они могут жить как при его наличии, так и при отсутствии. Пример – кишечная палочка.
Анаэробы не способны выживать в среде, богатой кислородом. Для облигатных разновидностей он токсичен, а вот факультативным видам он не вредит.
Сходства между аэробами и анаэробами
- Являются прокариотическими микроорганизмами.
- Их начальная стадия клеточного дыхания – гликолиз.
- Их основу составляют патогенные болезнетворные микроорганизмы.
- Применяются в различных сферах промышленности.
Различия аэробов и анаэробов
Отличительные особенности микроорганизмов представлены в таблице.
Параметр сравнения | Аэробы | Анаэробы |
Условия выживания | Нуждаются в кислороде, так как он конечный акцептор электронов в их клеточном дыхании | Для клеточного дыхания им не нужен кислород |
Конечные электронные акцепторы | Кислород | Сера, метан, азот, железо |
Процессы, участвующие в клеточном дыхании | Гликолиз, Цикл Кребса, Цепь переноса электронов | Гликолиз, Ферментация |
Разновидности | Облигатные, Микроаэрофильные, Факультативные, Аэротолерантные | Облигатные, Факультативные |
Среда для роста | Богатые уровнем кислорода среды | Среды, в которых отсутствует кислород |
Токсичность кислорода | Нетоксичен | Токсичен |
Кислородные детоксифицирующие ферменты | Присутствуют | Отсутствуют |
Уровень производства энергии | Высокая эффективность производства энергии | Низкая эффективность производства энергии |
Примеры | Сенная палочка (Bacillus spp), Синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa), Палочка Коха (Mycobacterium tuberculosis) | Актиномицеты (Actinomyces), Бактероиды (Bacteroides), Пропионовокислые бактерии (Propionibacterium), Вейлонелла (Veillonella), Пептострепококки (Peptostreptococcus), Порфиромонас (Porphyromonas), Клостридии (Clostridium spp) |
Аэробы и анаэробы требуют различных по уровню кислорода питательных сред для выживания. Аэробным микроорганизмам кислород необходим для энергетического обмена, а анаэробные микроорганизмы его не используют. Вместо этого они используют нитраты, серу и метан. Именно поэтому ключевыми отличиями этих микроорганизмов являются типы конечных акцепторов электронов, которые используются в процессе клеточного дыхания.
Внимание! Компания Медика Групп занимается продажей автоматических микробиологических анализаторов и флаконов с питательными средами, но не оказывает услуги по сбору или расшифровке результатов анализов крови.
Поделиться ссылкой:
Аэробные и анаэробные бактерии | В чем различие?
- Какие именно бактерии используются в станциях биологической очистки и в чем отличие одних от других?
- Что нельзя делать, чтобы ваша колония бактерий в септике не погибла?
Читайте в статье.
Бактерии живут во всем окружающем нас мире, в земле, воздухе, на вашем рабочем столе и экране телефона. Основная классификация бактерий основана на том, необходим ли им кислород для жизнедеятельности или нет.
Анаэробные бактерии
Анаэробные бактерии не нуждаются в кислороде и способны жить в различных средах, где нет света и кислорода, например, в почве, в желудочно-кишечном тракте животных и человека и т.д. Анаэробные бактерии отвечают за гниение, процессе их деятельности органические соединения постепенно разлагаются с выделением метана, который и является причиной неприятного гнилостного запаха.
Анаэробные бактерии царствуют в пластиковых септиках
Пластиковые септики представляют собой емкость с небольшими отверстиями, иногда разделенную перегородками. Малое количество кислорода дает плодородную среду для появления и развития этих бактерий. Отходы в таком септике не перерабатываются полностью - часть из них образуют твердый осадок, оседая на дно и медленно перегнивая. Степень очистки стоков в таком септике не превышает 30-40%, а темная, влажная среда способствует развитию вредных микроорганизмов, в связи с чем, воду и отходы с такого септика нельзя использовать для удобрения - это может привести к заражению. С небольшой периодичностью такие септики необходимо откачивать ассенизаторской машиной.
Наглядный пример принципа работы такого септика - обычный деревянный туалет, имеющий характерный запах работы анаэробных организмов.
Именно анаэробные микроорганизмы вызывают воспалительно-гнойные заболевания различных видов:
- гангрены;
- абсцессы;
- пневманию;
- менингиты;
- инфекции глубоких тканей;
- некрозы и другие заболевания инфекционного характера.
Однако другой подвид анаэробных бактерий также являются частью нормальной микрофлоры кишечника человека и полости рта. Таким образом, различные подвиды анаэробов могут быть как полезными, так и опасными для человека.
Аэробные бактерии
Другой группой бактерий выступают аэробные микроорганизмы. Они живут только в присутствии кислорода и вызывают не гниение, а окисление органики в процессе синтеза энергии, при этом выделяется тепло и углекислота, а не метан, поэтому неприятного запаха в процессе переработки отходов жизнедеятельности человека не возникает. Органические отходы под действием аэробов преобразуются в активный ил и чистую, прозрачную воду. Именно на этом принципе работает любая автономная канализация для загородного дома: как чешский Топас, так и его русский аналог - Юнилос Астра, и недавно появившиеся станции Евробион и Биодека.
С помощью постоянной подачи кислорода и поступления органических отходов в станцию биологической очистки, поддерживается существование колонии аэробных бактерий. После переработки сточных вод, чистая вода из автономной канализации удаляется в канаву или дренажный колодец, а активный ил оседает на дне и стенках станции. Активный ил достаточно чистить раз в 3-6 месяцев, в зависимости от активности эксплуатации. Сточные воды очищаются до 98% и чистая вода из станции может использоваться для полива не плодовых деревьев, газонов, мытья дорожек, веранды или машины.
Как попадают бактерии в автономную канализацию
Бактерии в автономной канализации появляются естественным образом после начала ее использования, дополнительное добавление бактерий в нее не требуется. При грамотной установке и эксплуатации согласно рекомендациям производителя, в дальнейшем покупка бактерий также является лишней тратой денег. Первым признаком неправильной работы станции является сильный гнилостный запах из нее, если его нет, то бактерии в вашей станции отлично справляются со своей задачей. В случае появления неприятного запаха из канализации, обратитесь в компанию, которая производила установку станции, возможно, дело вовсе не в гибели бактерий, а в поломке какой-либо системы.
Как уберечь бактерии от гибели?
- Пользуйтесь станцией регулярно, так как бактериям нужна пища. При этом лить в станцию кефир, молоко и прочую человеческую еду также не нужно, бактерии питаются отходами человеческой деятельности.
- При долгом отсутствии в доме (например, в зимнее время), консервируйте станцию.
- Не используйте средства, содержащие хлор, фенол, щелочи, кислоты, альдегиды и т.д. В основном, поколение современных моющих средств не содержат вышеперечисленные вещества, тем не менее стоит внимательно читать этикетку.
- Пользуйтесь мягкой туалетной бумагой, не спускайте в канализацию мусор, овощные очистки, предметы гигиены и т.д.
- Проводите регулярное сервисное обслуживание самостоятельно или при помощи специалиста компании.
В чем разница между аэробами и анаэробами?
Микроорганизмы, особенно бактерии, подразделяются на несколько групп в зависимости от различных характеристик, таких как внешний вид, культуральные свойства, потребность в энергии и питательных веществах, способность к биосинтезу, оптимальная температура роста, потребность в кислороде и другие. Одной из классификаций, используемых для разделения бактерий, является потребность в кислороде, которая делит партию на две основные группы, а именно аэробы или виды бактерий, которым обычно требуется кислород для роста, и анаэробы или бактерии, которым не нужен кислород для роста.
Кислород (O 2 ) является важной молекулой для метаболизма, роста и выживания многих видов микробов, однако некоторые группы не могут выжить в присутствии кислорода, в то время как другие находятся между этими двумя и считаются толерантными к кислороду микробами. . В биохимических реакциях с участием кислорода образуются высокореактивные молекулы, такие как свободные радикалы пероксида водорода и супероксида, которые наносят вред организму. Чтобы бороться с действием этих молекул, у бактерий есть ферменты, которые превращают свободные радикалы в более безопасные формы соединений кислорода, такие как вода. Некоторые микробы, аэробы, обладают такими ферментами, как каталаза, пероксидаза и супероксиддисмутаза, которые участвуют в кислородном обмене. Другие, анаэробы, не обладают ферментами для преобразования этих свободных радикалов, поэтому они не могут выжить в присутствии кислорода в окружающей среде.
Первая группа, называемая аэробами, делится на три класса, а именно облигатные аэробы, которым требуется кислород для их метаболизма и биосинтеза в основном для аэробного дыхания, факультативные аэробы, с другой стороны, не нуждаются в кислороде, но могут оптимально расти в его присутствие, и последний - микроаэрофильные аэробы, которые используют очень минимальное количество кислорода для своего метаболизма, потому что у них есть некоторые чувствительные к кислороду молекулы внутри клетки. Аэробные бактерии способны использовать кислород в качестве конечного акцептора электронов и превращать его в воду.
Другая группа – это анаэробы, которые подразделяются на два класса. Аэротолерантные анаэробы - это те, которые не нуждаются в кислороде, но выживают даже при наличии кислорода, но не могут использовать кислород в своем метаболизме. С другой стороны, облигатные анаэробы не смогут выжить, если в их среду будет введен кислород. По сравнению с аэробами анаэробы используют другие молекулы, такие как углекислый газ, сера и ацетат, в качестве конечного акцептора электронов во время энергетического метаболизма.
Существуют определенные биохимические реакции, используемые для классификации бактерий на основе их потребности в кислороде. Красители-индикаторы окислительно-восстановительной реакции обычно добавляют в среду, чтобы определить, может ли неизвестная бактерия использовать кислород. Краситель резазурин - это обычно используемый краситель для демонстрации анаэробных условий и использования кислорода, его цвет меняется с синего на розовый при восстановлении, что указывает на реакцию с кислородом. Интенсивность изменения цвета обычно связана с потребностью бактерий в кислороде, присутствующих в среде. Этот метод обычно применяется в молоке для демонстрации анаэробных условий в молоке.
Некоторые исследователи, как правило, сталкиваются с проблемами при использовании обычных методов для определения потребности бактерий в кислороде, поскольку не все виды бактерий можно культивировать в лаборатории, в то время как другие, особенно некоторые анаэробные бактерии, очень чувствительны к присутствию необходимого им кислорода строгие методы поддержания анаэробных условий. Однако с помощью новых технологий, таких как технологии секвенирования, можно легко определить потребность в кислороде и другие биохимические характеристики. Полногеномное секвенирование дает целостное представление обо всех характеристиках, которыми обладает организм. Его можно использовать, чтобы узнать, есть ли в организме гены, кодирующие ферменты, используемые в кислородном обмене. С другой стороны, специальные методы секвенирования, такие как секвенирование транскриптома, можно использовать для наблюдения за реакцией бактерий на изменения условий роста, такие как изменение концентрации кислорода.
Ссылки
- Арбер, В. Генетическая изменчивость: молекулярные механизмы и влияние на микробную эволюцию. FEMS Microbiology Reviews , 2000, 24(1) 1-7.
- Каракашев Д., Галабова Д., Симеонов И. Простой и экспресс-тест для дифференциации аэробных и анаэробных бактерий. Всемирный журнал микробиологии и биотехнологии , 2003, 19: 233-238.
* Только для исследовательских целей. Не для использования в диагностических процедурах или других клинических целях.
- Имя
- * Телефон
- * Электронная почта
- Организация:
- * Интересующие услуги и продукты:
- Описание Проекта
Аэробные и анаэробные тренировки | Nuffield Health
- Обзор
Обзор
Вернуться к топ
Фил Голдинг Nuffield Health Старший персональный тренер
Старший персональный тренер Nuffield Health Фил Голдинг объясняет разницу между аэробными и анаэробными энергетическими системами и связанными с ними типами тренировок.
Термины «аэробный» и «анаэробный» используются для описания того, как клетки тела производят энергию, и относятся к энергетическим системам. Но в чем разница?
Каждое движение, которое мы делаем, требует создания энергии, и есть три основных способа сделать это: один с кислородом и два без кислорода.
Аэробный означает «с воздухом» и относится к телу, производящему энергию с использованием кислорода. Обычно это включает в себя любое упражнение, которое длится более двух минут. Непрерывные упражнения в «устойчивом состоянии» выполняются аэробно.
Анаэробный означает «без воздуха» и относится к телу, производящему энергию без кислорода. Обычно это упражнения, которые выполняются с более высокой интенсивностью. Есть два способа, которыми тело может производить энергию анаэробно.
Всплески энергии и медленное высвобождение
Одна анаэробная энергетическая система известна как система АТФ-СР и обеспечивает немедленную энергию для мгновенного всплеска упражнений, таких как бросок, спринт или прыжок, и может длиться от 0 до 10 секунд.
Другая анаэробная система, известная как система молочной кислоты, обеспечивает энергию для очень тяжелых усилий, длящихся примерно 10-120 секунд, и связана с ощущением жжения в мышцах из-за накопления лактата и других метаболитов в мышцах.
Хотя удобно рассматривать эти энергетические системы по отдельности, когда вы тренируетесь, энергия будет получена из всех трех систем, но акцент будет меняться в зависимости от интенсивности упражнений по отношению к вашему уровню физической подготовки.
Аэробная и анаэробная тренировка относится к тому, какую энергетическую систему вы пытаетесь улучшить во время тренировки, и ее структура и интенсивность будут сильно различаться в зависимости от того, какую из них вы пытаетесь улучшить.
Аэробные тренировки, как правило, находятся в диапазоне 60–80 % от предполагаемой максимальной частоты сердечных сокращений, и их можно выполнять непрерывно в течение продолжительных периодов времени. анаэробная тренировка будет составлять от 80 до 90% от предполагаемой максимальной частоты сердечных сокращений.