Дихання мікроорганізмів. Аеробний та анаеробний типи дихання. Ферменти і структури мікробних клітин, що беруть участь в процесі дихання. Методи вирощування анаеробних бактерій.

Дихання бактерій — це складний процес, що супроводиться виділенням енергії, потрібної мікроорганізмам для синтезу різних органічних сполук. Поділ бактерій за типами дихання:

Облігатні аероби (збудники туберкульозу, чуми, холери) – мікроорганізми, для оптимального росту яких необхідно 21 % кисню.

Облігатні анаероби (збудники правця, ботулізму, газової анаеробної інфекції, бактероїди, фузобактерії) – бактерії, які ростуть при відсутності вільного молекулярного кисню за рахунок процесів бродіння. Вони одержують кисень з органічних сполук у процесі їх метаболізму. Деякі з них не виносять навіть незначної кількості вільного кисню.

Факультативні анаероби (стафілококи, ешеріхії, сальмонели, шигели та інші) – пристосувались, залежно від умов середовища (наявності або відсутності кисню), переключати свої метаболічні процеси з використанням молекулярного кисню на бродіння та навпаки.

Мікроаерофіли (молочнокислі, азотфіксуючі бактерії) – особлива група мікробів, для яких концентрація кисню при культивуванні може бути зменшена до 2 %. Вищі його концентрації здатні затримувати ріст.

Капнеїчні(збудник бруцельозу бичачого типу) – мікроорганізми, які потребують, крім кисню, ще й до 10 % вуглекислого газу.

У процесі дихання беруть участь окислювально-відновні ферменти. окислення - віддача донорами (молекулами або атомами) водню або електронів; відновлення - приєднання водню або електронів до акцептору. Акцептором водню або електронів може бути молекулярний кисень (таке дихання називається аеробним) або нітрат, сульфат, фумарат (таке дихання називається анаеробним - нітратним, сульфатним, фумаратним). Анаеробіоз) - життєдіяльність, що протікає при відсутності вільного кисню. Якщо донорами і акцепторами водню є органічні сполуки, то процес називається бродінням. При бродінні відбувається ферментативне розщеплення органічних сполук, переважновуглеводів в анаеробних умовах. З урахуванням кінцевого продукту розщеплення вуглеводів розрізняють спиртове, молочнокисле, уксуснокислое та інші види бродіння.

В лабораторних умовах анаеробів вирощують в спеціальних приладах — анаеростатах, або в пробірках під шаром олії.

Ферменти мікроорганізмів, їх роль в обміні речовин. Використання для диференціації бактерій. Ферменти патогенності.

Розрізняють конструктивні ферменти (ліпази, карбогідрази, протеїнази, оксидази та ін.), які постійно перебувають у клітині незалежно від умов її існування та наявності каталізованого субстрату» і індуктивні, або адаптивні (пеніциліназа, декарбоксилаза амінокислот, лужна фосфатаза, (і-галактозидаза та ін.), що синтезуються, коли є потреба в них; вони виникають тільки в присутності відповідного субстрату. Синтез індуктивних ферментів відбувається внаслідок присутності у клітинах вільних амінокислот і за участю наявних у бактеріях готових білків.

Залежно від наявності того чи іншого фермента можна визначити до якого виду мікроорганізсів вони належать. Для вивчення активності ферментів при ідентифікації мікроорганізмів широко використовують диференційно-діагностичні середовища, до складу яких входять визначені субстрати – цукри чи білки.Фкрменти бактерій ділять на екзо-і ендоферменти. Екзоферментів виділяються в зовнішнє середовище, здійснюють розщеплення високомолекулярних органічних сполук. Здатність до утворення екзоферментів багато в чому визначає інвазивність бактерій-здатність проникати через слизові, сполучнотканинні та інші тканинні бар'єри.
 Основні ферменти вірулентності - гіалуронідаза, плазмокоагулаза, лецитиназа, нейрамінідаза, ДНК-аза. Визначення ферментів патогенності має значення при ідентифікації ряду мікроорганізмів і виявлення їх ролі в патології.
Ряд ферментів мікроорганізмів широко використовується в медицині і біології для отримання різних речовин (аутолітичних, протеолітичні), в генній інженерії (рестриктаз, лігази).