2) факультативные анаэробы (+)
3) чрезвычайно кислородочувствительные
4) облигатные анаэробы
Факультативные анаэробы наиболее широко представлены среди патогенных бактерий благодаря метаболической пластичности: при наличии кислорода они используют более энергетически выгодное аэробное дыхание, а при снижении его концентрации переходят на анаэробное дыхание или брожение. Такая способность позволяет возбудителю сохранять жизнеспособность в различных компартментах организма — на поверхности слизистых, в крови, кишечнике, ишемизированных тканях, абсцессах и очагах воспаления, где напряжение кислорода постоянно изменяется. К факультативным анаэробам относятся многие клинически значимые микроорганизмы, включая Staphylococcus aureus, представителей порядка Enterobacterales, Listeria monocytogenes и энтерококки.
Устойчивость к кислороду обеспечивается ферментными системами защиты от активных форм кислорода, прежде всего супероксиддисмутазой, каталазой и пероксидазами. Они нейтрализуют супероксид-анион и перекись водорода, уменьшая повреждение белков, мембран и нуклеиновых кислот. Облигатные аэробы зависят от кислородного дыхания и поэтому ограничены хорошо оксигенированными тканями, тогда как облигатные и особенно чрезвычайно кислородочувствительные анаэробы размножаются преимущественно в участках с низким окислительно-восстановительным потенциалом. Следовательно, именно способность факультативных анаэробов переносить широкий диапазон кислородных условий повышает вероятность колонизации, инвазии и распространения в организме хозяина.
| Группа бактерий | Отношение к кислороду | Основной метаболический принцип | Клинически значимые примеры | Лабораторный признак |
|---|---|---|---|---|
| Факультативные анаэробы | Растут как при наличии, так и при отсутствии O2 | Аэробное или анаэробное дыхание, при необходимости — брожение | Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella spp., Enterococcus spp. | Рост в аэробных и анаэробных условиях, обычно более интенсивный при доступе кислорода |
| Облигатные аэробы | Нуждаются в кислороде | Дыхательная цепь с O2 как конечным акцептором электронов | Pseudomonas aeruginosa, Mycobacterium tuberculosis, Nocardia spp. | Рост преимущественно в зоне максимальной аэрации |
| Микроаэрофилы | Требуют пониженной концентрации O2 | Кислородное дыхание при ограниченной способности обезвреживать активные формы кислорода | Campylobacter jejuni, Helicobacter pylori | Оптимальный рост в специальной газовой атмосфере с уменьшенным содержанием кислорода |
| Аэротолерантные анаэробы | Не используют кислород, но переносят его присутствие | Преимущественно брожение | Некоторые стрептококки и молочнокислые бактерии | Сходный рост по всей толще полужидкой среды |
| Облигатные анаэробы | Не размножаются при обычной концентрации кислорода | Анаэробное дыхание или брожение | Clostridium spp., Bacteroides fragilis, Fusobacterium spp. | Рост только после создания анаэробной атмосферы и низкого окислительно-восстановительного потенциала |
| Чрезвычайно кислородочувствительные анаэробы | Быстро теряют жизнеспособность даже при кратком контакте с O2 | Строго анаэробные ферментативные процессы при недостаточной антиоксидантной защите | Отдельные представители анаэробной микробиоты кишечника и полости рта | Требуют немедленного помещения материала в бескислородную транспортную систему |
При бактериологическом исследовании кислородные потребности предполагаемого возбудителя определяют правила забора, транспортировки и посева клинического материала. Для выявления факультативных анаэробов обычно пригодны стандартные питательные среды, инкубируемые как в обычной атмосфере, так и в условиях сниженного содержания кислорода. Подозрение на строгую анаэробную инфекцию требует защиты образца от контакта с воздухом и использования специальных транспортных сред. Неправильная преаналитическая обработка особенно опасна для чрезвычайно кислородочувствительных микроорганизмов и может привести к ложноотрицательному результату посева.