혐기성 박테리아 : 특성, 유형, 종, 배양 - 생물학 - 2025

혐기성 박테리아는 자신의 대사 과정에서 산소를 사용하지 않는 것들이다. 사실, 이러한 박테리아의 대부분은 독성이 있기 때문에이 요소가 존재하는 환경에서 생존 할 수 없습니다.

이러한 유형의 박테리아에 의해 수행되고 가장 널리 연구 된 대사 과정 중 하나는 발효입니다. 이것은 다른 제품 중에서 알코올성 음료, 요구르트 및 식초 생산과 관련하여 산업 수준에서 많은 응용 프로그램이있는 프로세스입니다.

혐기성 박테리아의 속인 Bacteroides. 출처 : 미국 정부

유사하게, 이러한 박테리아의 대부분은 주로 위장관에서 발견되는 인체 내에 자연 서식지를 가지고 있습니다. 일부는 무해하지만 다른 일부는 신체에 다양한 병리를 유발하며 그 중 많은 부분이 사망으로 이어질 수 있습니다.

형질

혐기성 박테리아는 지구상에서 가장 먼저 출현 한 생물 중 하나입니다. 중요한 것은 수천년 전 최초의 생명체가 출현하기 시작했을 때 대기의 산소 수준이 정말 낮았습니다. 이 때문에 개발 된 최초의 유기체는 에너지를 얻기위한 다른 세포 메커니즘을 가지고있었습니다.

사실, 혐기성 박테리아 그룹을 구성하는 많은 종들에게 산소는 매우 독성이 있습니다. 이것이 산소가없는 서식지에서 일부 박테리아가 발견되는 이유입니다.

마찬가지로, 매우 적은 양의 산소가있는 환경에서 생활하는 것을 지원하는 혐기성 박테리아가 있으므로 훨씬 다양한 환경에 위치 할 수 있습니다. 이러한 박테리아 중 일부는 특히 구강과 위장관 수준에서 일반적인 인간 미생물 총의 일부입니다.

반면에이 박테리아는 발효를 수행합니다. 이것은 산소가없는 상태에서 유기 화합물이 더 단순한 화합물로 분해되는 이화 과정입니다. 주로 혐기성 박테리아에 의해 수행됩니다.

마찬가지로, 단일 유형의 발효는 없습니다. 얻은 제품에 따라 아세트산, 젖산 및 알코올 발효와 같은 여러 유형이 있습니다.

이 박테리아에서 다양한 효소 시스템은 산소가 없을 때 완벽하게 기능합니다. 이는 푸마 레이트, 질산염 또는 황산염과 같은 다른 화합물을 전자 수용체로 사용하기 때문입니다.

많은 혐기성 박테리아가 인간 병원체를 구성한다는 것을 언급하는 것이 적절합니다. 가장 잘 알려지고 연구 된 것 중에서도 Porphyromonas, Clostridium 및 Prevotella 속의 종을 언급 할 수 있습니다.

혐기성 박테리아의 유형

많은 혐기성 박테리아는 산소가있는 환경에있는 것은 저항 할 수 없습니다. 그러나 일부는 산소를 사용하지 않음에도 불구하고이 가스의 농도가 다른 환경에서 생존 할 수 있습니다.

이를 염두에두고 혐기성 박테리아는 절대 혐기성, 호기성 혐기성 및 통성 혐기성의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

의무 혐기성 미생물

그들은 또한 엄격한 혐기성 박테리아로 알려져 있습니다. 그들은 대사 과정에 산소를 사용하지 않는 것들입니다. 이 가스에 대한 내성은 다양합니다. 이에 따르면 절대 혐기성 박테리아는 다음과 같이 분류됩니다.

-엄격함 : 0.5 % 미만의 산소 농도 만 허용합니다.

-보통 : 2 ~ 8 % 범위의 산소 농도를 견딜 수 있습니다.

호기성 혐기성 미생물

이들은 세포 과정을 수행하기 위해 산소를 사용하지 않지만 그것이 존재하는 서식지에서 살 수있는 박테리아입니다. 이러한 유형의 박테리아의 전형적인 예는 Pronibacterium acnespio로, 많은 경우 여드름을 유발합니다.

통용성 혐기성 세균

통성 혐기성 박테리아는 대사 과정에 산소를 사용하지 않지만 독성이 없기 때문에 산소가있는 상태에서 살 수 있습니다. 그들은 주로 필요한 에너지를 얻기 위해 발효 과정을 수행합니다. 가장 잘 알려진 통성 혐기성 박테리아 중에는 대장균 (Escherichia coli)과 황색 포도상 구균 (Staphylococcus aureus)이 있습니다.

혐기성 박테리아 종

혐기성 박테리아의 연구를 용이하게하기 위해 모양과 염색에 따라 그람 음성 구균, 그람 양성 구균, 그람 음성 막대 및 그람 양성 막대로 분류 할 수 있습니다.

-그램 네거티브 코코스

이 그룹에는 Veillonella 및 Megasphaera와 같은 여러 속이 있습니다.

Veillonella

이것은 발효 가능성으로 잘 알려진 그람 음성 박테리아의 속입니다. 이 박테리아는 메틸 말로 닐 -CoA 경로로 알려진 대사 경로를 통해 젖산을 아세테이트와 프로 피오 네이트로 발효시킵니다.

마찬가지로, 그들은 구강 및 위장관과 같은 신체의 특정 부분의 미생물 총의 필수 부분입니다.

-그람 포지티브 코코스

그들은 그람 안료로 염색 될 때 특징적인 보라색을 채택하는 둥근 모양의 박테리아입니다.

혐기성 구균

이 속의 박테리아는 인체의 박테리아 식물상의 일부를 형성하는 것으로 발견됩니다. 그러나 그것이 특정 병리학 적 과정의 원인 일 가능성이 있습니다. 이 박테리아는 질 분비물, 난소 농양 및 특정 만성 상처에서 분리되었습니다.

마찬가지로, 여러 임상 사례 연구에서이 속의 종은 혈액뿐만 아니라 요로에서도 광범위한 감염을 일으킬 수 있다는 것이 입증되었습니다.

펩토 연쇄상 구균

인간의 병리 발달을 자주 일으키는 박테리아 속입니다. 또한 구강 인두 및 비뇨 생식기와 같은 신체의 특정 점막의 미생물 군의 일부입니다.

-그램 음성 간균

그들은 길쭉한 막대 모양을 가진 박테리아이며 그람 염색 과정을 거치면 자홍색을 얻는 것이 특징입니다. 이 혐기성 박테리아 그룹은 여러 속을 포함합니다.

프레 보 텔라

구강, 위장관 및 질 강의 박테리아 식물상의 구성 요소로 자주 발견되는 박테리아 속입니다. 그럼에도 불구하고 정상적인 신체 상태가 변하면이 박테리아는 통제 할 수 없게 증식합니다.

이것이 발생하면 Prevotella는 특정 감염의 발병을 유발하며, 가장 흔한 감염은 치주 점막 수준에서 발생합니다. 류마티스 관절염 환자로부터도 분리되었습니다.

-그램 양성균

이 그룹에는 그람 염료 입자를 유지하는 세포벽에 두꺼운 펩티도 글리 칸 층이있는 막대 모양의 박테리아가 포함되어 보라색으로 착색됩니다. 이 그룹에는 인간에게 다양한 질병과 병리를 일으키는 다양한 종이 포함됩니다.

클로 스트 리듐 보툴리눔

인간의 감염원을 구성하는 포자를 생산하는 특징이있는 그람 양성 박테리아입니다. 같은 방식으로,이 박테리아는 근육을 마비시키는 것이 주요 기능인 특정 독소를 합성하고 방출합니다.

이 박테리아가 생성하는 질병 중 위장관에 영향을 미치는 식품 보툴리누스 중독과 유아에게 영향을 미치고 포자를 직접 섭취하여 발생하는 유아 보툴리누스 중독을 언급 할 수 있습니다.

클로 스트 리듐 테타니

이 박테리아는 의학 분야에서 잘 알려져 있으며 신체에서 발생하는 영향에 대한 수많은 연구의 주제가되었습니다. Clostridium 속의 나머지 박테리아와 마찬가지로이 박테리아는 환경 성분에 매우 강한 내생 포자를 생성합니다.

클로 스트 리듐 테타니. 출처 : 콘텐츠 제공자 (들) : CDC

마찬가지로,이 박테리아는 파상풍으로 알려진 인간에게 병리를 일으 킵니다. 이 질병은 포자가 체내로 들어가서 발아하여이 종의 독소를 합성하고 방출하기 시작하여 발생합니다.

이것이 발생하면 포자가 신경 자극의 전달을 방해하여 근육 경련을 유발합니다.

호기성 박테리아와의 차이점

혐기성 박테리아와 호기성 박테리아의 주요 차이점은 산소의 사용 과이 요소의 존재 여부에 관계없이 발생하는 능력입니다.

이러한 의미에서 혐기성 박테리아는 내부 에너지 생산 과정에 산소를 사용하지 않습니다. 반대로 호기성 박테리아는 세포 호흡 과정에서 전자 수용체로 사용하여 포도당과 같은 유기 화합물 분자를 분해하여 많은 양의 에너지를 얻습니다.

마찬가지로 다양한 공정에서 산소를 사용하지 않는 것 외에는 산소가 풍부한 환경에서도 존재할 수없는 혐기성 박테리아가 있습니다. 왜냐하면이 요소는 그들에게 매우 독성이 있기 때문입니다. 세포 호흡 대신 발효를합니다.

두 유형의 세포 사이의 또 다른 주목할만한 차이점은 서식지와 관련이 있습니다. 호기성 박테리아는 산소가 널리 사용 가능한 환경에서 발견되는 반면 무산소 박테리아는 산소가 완전히없는 환경이나 산소 농도가 매우 낮은 환경에서 생존합니다.

혐기성 박테리아 배양

혐기성 박테리아의 배양은 실수를 피하기 위해 필요한 모든 예방 조치를 따라야하는 과정입니다. 여기에서 일부 혐기성 박테리아 종은 산소와 어떤 유형의 접촉도 할 수 없다는 점을 명심하는 것이 중요합니다. 왜냐하면 이것이 독성 물질이 될 수 있기 때문입니다.

실험실에서 배양 할 때 고려해야 할 요소 중 하나는 사용해야하는 배양 배지입니다. 각 박테리아 그룹에는 특정 요구 사항이 있습니다.

문화 미디어

현재 모든 종류의 박테리아를 파종하는 데 사용할 수있는 많은 배양 배지가 있습니다. 혐기성 박테리아의 특정 경우, 배양 배지에는 티오 글리콜 레이트 또는 시스테인과 같은 환원제를 첨가해야합니다.

마찬가지로, 얻을 것으로 예상되는 결과를 최적화하기 위해 레자 주린과 같은 산소의 존재 가능성을 보여주는 산화 환원 지표를 추가 할 수 있습니다.

혐기성 박테리아를 파종하기 위해 가장 널리 사용되고 권장되는 배양 배지는 다음과 같습니다.

-anerobios 용 혈액 한천 : 특히 육류 추출물, 효모 추출물, NaCl, 포도당 및 펩톤을 포함합니다.

-초콜렛 한천 : 혐기성 세균 배양에 널리 사용되지 않습니다. 그러나 구성 요소 덕분에 그곳에서 성장할 수 있습니다.

-Ethyl phenyl alcohol agar with blood :이 배지는 혐기성 박테리아를 적절히 분리하는 데 널리 사용됩니다.

-콜리 스틴과 날 리딕 산이 함유 된 컬럼비아 한천.

-티오 글리콜 레이트 : 일반적으로 L- 시스틴, 헤민 및 비타민 K가 풍부합니다.

-KVLB 한천 (카나마이신, 반코마이신, 래커 혈액) : 특히 그람 음성 간균 용.

방법

사용할 배양액을 선택하면 배양 할 세균에 따라 절차를 시작할 수 있습니다. 이런 의미에서 산소가없는 완전한 혐기성 환경이 조성되어야합니다. 이를 위해 다음 두 가지 절차를 따를 수 있습니다.

-수산화 나트륨-피로 갈산 법 : 환원제 대신 촉매를 사용하여 화학 반응을 통해 혐기성 환경을 얻는 방법입니다. 이는 섬세하고 잠재적으로 위험한 절차입니다.

-혐기성 플라스크의 사용 :이 유형의 플라스크는 혐기성 유기체의 배양에 매우 유용합니다. 그러나 소량의 산소와 빛의 접촉을 견딜 수있는 유기체에만 사용됩니다.

마찬가지로 재배를 진행하기 위해서는 일종의 진공이 생성되어야합니다. 이는 산소를 다른 가스로 대체하거나 화학적 또는 생물학적 방법을 통해 산소를 흡수하거나 환원제를 사용하는 등 여러 가지 방법으로 수행 할 수 있습니다.

Clostridium perfringens의 문화. 출처 : 사진 출처 : 콘텐츠 제공자 (들) : CDC / Dr. 스튜어트 E. 스타

이러한 단계가 수행되면 접종이 수행되어 배양 물을 배양하고 얻은 콜로니를 연구 할 합리적인 시간을 기다립니다. 대기 시간은 재배중인 종에 따라 다릅니다.

Clostridium perfringens와 같은 빠르게 성장하는 종 (18-24 시간)이 있고 Propionibacterium과 같이 느린 성장 (5-7 일)을 갖는 다른 종들도 있습니다.

플레이트 카운팅 방법

이 방법은 배양에서 발견되는 대략적인 미생물 수를 알아내는 데 사용됩니다. 혐기성 박테리아의 경우 계수를 허용하는 몇 가지 기술이 있습니다.

그러나 이러한 박테리아의 대부분은 독성이 있기 때문에 산소와 직접 접촉 할 수 없기 때문에 이러한 기술을 실행할 때 각별한주의가 필요합니다.

이러한 의미에서 가장 가능성이 높은 수 (엄격한 에어로빅의 경우)와 판 확산 방법 (통성 및 미 호기성 혐기성 혐기성)의 두 가지 방법이 여기에 설명됩니다.

가장 가능성있는 숫자 방법

이 기술은 샘플에서 미생물의 유무를 결정하는 데 기반합니다. 이것은 연속 솔루션의 복제에서 수행됩니다. 이 방법의 원리는 단일 살아있는 세포가 발달하여 탁한 배양을 생성 할 수 있다는 것입니다.

이 과정을 수행하려면 배양 샘플을 연속적으로 용해시켜야합니다. 이를 위해 영양 요구 사항이있는 액체 배양 배지를 사용하는 것이 중요합니다. 이 작업이 완료되면 미생물이 성장할 때까지 기다리는 동안 시험관을 배양합니다.

적당한 시간이 지나면 하나 이상의 박테리아 세포가 접종 된 시험관이 탁한 것처럼 보일 것입니다.

용해 인자가 증가하는 튜브를 검토함에 따라 박테리아 세포가 점점 더 적어 지므로 점차적으로 덜 흐려집니다. 이것은 미생물이 더 이상 존재하지 않거나 단 하나 뿐인 지점에 도달 할 때까지의 경우입니다.

마지막으로, 인구 밀도 추정치는 연속 솔루션의 발생 패턴과이 목적을 위해 설계된 표준 확률 테이블을 사용하여 얻습니다.

판 살포 방법

이것은 매우 간단한 방법입니다. 첫째, 배양 배지가있는 여러 개의 페트리 접시를 순서대로 배열해야합니다. 이어서 각 캡슐에 1 mL의 용액을 접종합니다. 용액에는 계수 할 미생물이 포함되어 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.

그런 다음 유리 막대의 도움으로 접종 된 물질이 배양 배지의 전체 표면을 덮도록 균일하게 펴집니다.

마지막으로, 배양 접시는 각 미생물 유형에 필요한 시간에 필요한 조건에서 배양됩니다. 마지막으로 생성 된 식민지가 계산됩니다.

발생하는 질병

많은 혐기성 박테리아는 사람에게 알려진 병원균이며 개인의 생명을 위협 할 수있는 질병과 병리를 유발합니다.

구강 수준의 감염

구강은 많은 혐기성 박테리아에 이상적인 환경으로, 그곳에서 증식하여 치주염, 괴사 성 치은염 및 농양과 같은 특정 병리를 생성합니다.

이러한 감염의 대부분은 통증, 점막의 병변 및 고름의 진정과 함께 존재하며 결과적으로 체온이 상승합니다.

원인균 중 Porphyromonas gingivalis는 이러한 병변에서 가장 자주 분리되는 박테리아입니다.

장 감염

이러한 유형의 박테리아 감염 경로 중 하나는 포자 (포자 성 박테리아의 경우) 또는 오염 된 음식과 물의 섭취를 통한 것입니다.

이 경우 박테리아는 장에 고정되어 장 점막에 손상을 일으키기 시작하여 발열, 복통, 액체 변, 팽만감, 메스꺼움 및 전반적인 불쾌감과 같은 증상을 유발합니다.

이 임상상을 생성 할 수있는 혐기성 박테리아는 특히 Clostridium difficile과 Escherichia coli입니다.

피부 감염

이러한 박테리아 중 일부는 열린 상처와 접촉하면 감염 될 수 있습니다. 이것이 발생하면 원인 물질이 클로 스트 리듐 퍼 프린지 스 인 가스 괴저와 같은 심각한 피부 감염이 발생할 수 있습니다.

가스 괴저의 증상으로는 피가 섞인 물집, 피하 폐기종, 심한 통증 및 고열 등이 있습니다.

피부 수준에서 혐기성 박테리아로 인한 또 다른 병리는 괴사 성 근막염으로, 감염이 피부 조직 너머로 퍼져 근육을 둘러싸고있는 근막에도 영향을 미칩니다.

증상으로는 심한 통증, 심한 홍반, 물집, 대부분의 경우 괴저 등이 있습니다. 이 병리의 원인 물질 중에는 황색 포도상 구균이 있습니다.

참고 문헌

1. Brook I. (2016) 비포 자 형성 혐기성 박테리아로 인한 질병. 에서 : Goldman L, Schafer AI, eds. Goldman-Cecil Medicine. 25 판. 펜실베이니아 주 필라델피아
2. Carrol, K., Hobden, J., Miller, S., Morse, S., Mietzner, T., Detrick, B., Mitchell, T. 및 Sakanari, J. Medical Microbiology. Mc Graw와 Hill. 27 판
3. Corrales, L., Antolinez, D., Bohórquez, J. 및 Corredor, A. (2015). 혐기성 박테리아 : 지구상의 생명체의 지속 가능성을 수행하고 이에 기여하는 과정. NOVA 13 (23) 55-81
4. Curtis, H., Barnes, S., Schneck, A. 및 Massarini, A. (2008). 생물학. 편집 Médica Panamericana. 7 판.
5. Holt, J. (1994) Bergey 's Manual of Determinative Bacteriology. 윌리엄스 & 윌킨스. 9 판.
6. Mc Faddin (1985) 의료용 박테리아의 분리 배양 식별 유지를위한 배지. Vol 1. 볼티모어.
7. Quintero, L. (2009). 혐기성 세균 감염 : 임상 관리 기준 및 미생물 진단 절차. 로고, 과학 및 기술 매거진. 1 (1) 121-136