Stoffwechsel Bakterien

Metabolismus oder bakterieller Lebensstil

Die Umweltfaktoren, die das Bakterienleben und den Stoffwechsel bestimmen, sind die Temperaturen, die Wasserstoffionenkonzentration (pH-Wert) der Umwelt, die Osmose Verhältnisse sowie der Stickstoff- und Kohlendioxidpartialdruck in der Gasumgebung. 4.3.1.1 Temperatur: In der allgemeinen mikrobiologischen Forschung wird zwischen folgenden Temperatureinstellungen bei Bakterien unterschieden: Psychophil, kältetolerante Spezies, die eine optimale Wassertemperatur von 15 °C haben, Ã thermophil, solche Bakterien, die an extreme Standorte angepasst sind.

Das Mesophil Bakterium Temperaturpräferenz ist eine ausgezeichnete Adaption an die menschliche Körpertemperatur (Abb. 13). Medizinal bedeutsame Bakterientypen sind immer vom Typ mesophil. Doch: Man kann auch bei niedrigen und niedrigen Außentemperaturen (z.B. in flüssigem Stickstoff) einfrieren ohne diese abzutöten flüssigem Tiefgefrorene oder tiefgefrorene Bakterien sind in der Regel wieder anzüchtbar für lange Zeit (dies gilt z.B. für Krankheitserreger wie bei tiefgefrorener Ware wie den Salmonellen, die bei der Tiefkühlkost vermehrungsfähig nach dem Schmelzofen im Tauwasser auftreten)!

Ebenfalls problembehaftet sind Bakterien, die bei Kühlschranktemperaturen noch eine klare Proliferation aufweisen, wie Listeria monozytogenes (Listeria embryopathy possible after infection während of pregnancy, meningitis in immunosuppressed patients). Beispiel für Bakterien in neutralen und säurehaltigen Umgebungen. Die meisten medizinischen Bakterien bevorzugen die pH-neutrale Milieus. Manche Bakterien sind aber auch an ein säurehaltiges Umfeld angepasst oder passen dieses durch ihre Metaboliten auf einen leicht säurehaltigen pH-Wert an.

So zum Beispiel die Laktobazillen in der Vaginalflora (pH ca. 5) und Hubschrauber (Helicobacter pylori in der Darmschleimhaut, die jedoch ihre Micromilieus durch metabolische Produkte neutralisiert). Die Bakterien brauchen für ihren gesamten Stoffwechselkohlenstoff. Diese Kohlensäure (in vielen Fällen Zuckern) ist der Ausgangspunkt des Energieumsatzes der Bakterien. Der Ursprung von Kohlendioxid kann sehr verschieden sein, autotroph und heterotroph Ernährungstypen, je nach Ursprung des Zellkohlenstoffes (Abb. 14): Ã Autotroph (oft phototroph, d.h. photosynthetische Bakterien) Sie können mit Hilfe der im Tageslicht vorhandenen Energien des Sonnenlichtes Direktzucker aus Kohlendioxid und Wasserstoff aufnehmen und so die Signalenergie einlagern.

Abb. 14: Grundsätzliche Stoffwechselbakterien.

4.4. Stoffwechsel.... Die Gesamtmetabolismus ist in die beiden Bereiche Abbau (Energieerzeugung durch Oxydation von Kohlenstoffen à aerobe Stoffwechsel; oder durch Gärung oder -fermentation von Zucker à anaerobe Stoffwechsel; Abb. 15) und den Anabolismus unterteilt, der Teil des gesamten Stoffwechsels, in dem sich biologischer Makromoleküle mit Stromverbrauch aus Vorprodukten synthetisiert.

Die Aerobier benötigen für die oxidierende Wirkung von Zuckersauerstoff (und zeigen eine höhere Energieausbeute), www. atrobatische Bakterien können selbst giftig sein. Anaerobes bauen den Kristallzucker nur auf enzymatische Weise ab und haben eine sehr niedrige Ausbeute. Bakterien, die den Menschen kolonisieren können, können sowohl vom Stoffwechseltyp (Vorkommen z.B. in der Darmflora oder am Boden der Zahnfleischtaschen, als Krankheitserreger auch in entzündlichen Prozessen) als auch vom Aerobic-Typ sein, einige Bakterien haben spezielle Vorrichtungen in Bezug auf ihre Gasse gegenüber atmosphärischen atmosphärischen Präferenz

Anaerobier fehlt es an diesen Enzymen, so dass schädigende Sauerstoff-Metaboliten nicht abfängt. Abb. 15: Übersicht über Der katabole Stoffwechsel von Bakterien. Zuckersorten wie Energieträger und Kohlenstoffquellen können entweder oxidiert (höherer Energieertrag: pro Molekül Glukose ca. 38 Mole ATP) oder analytisch aufgespalten werden (niedriger Energieertrag, 2-4 Mole ATP pro Molekül Glukose).

Ein aerober Stoffwechsel erfordert nicht unbedingt den Einsatz von molekularem Stickstoff. So können Bakterien auch über eine sauerstofffreie Atmosphäre (anaerobe Atmung) auf diese Weise das Zuckerprodukt oxidieren. Wenn man den Kristallzucker wählt, den Bakterien in ihren Stoffwechsel eindringen können, entstehen Möglichkeiten und Adaptionen. Außer Bakterien, die überhaupt keinen Kristallzucker als Quelle verwenden, gibt es solche, die nur wenige Kristallzucker verwenden können.

Manche Bakterien können ihre enzymatischen Geräte für die Oxidation gewisser Zuckersorten in Abhängigkeit aus dem Sortiment gewisser Zuckersorten herausmodulieren. E. coli kann beispielsweise mit dem so genannten Lac-Operon den Stoffwechsel in Lactose umwandeln, wenn eine bestimmte Menge dieses Zuckers in der Umgebung produziert wird (verfügbar). Sinken die Konzentrationen von verfügbarer Lactose, können die Bakterien durch erneutes genetisches Schalten auf einen anderen Diabetes zurückschalten.

Das Ã?berprüfung im Kontext der Arbeit des Laborroutine, ob gewisse Stoffwechselvorgänge in einem einzelnen Pathogen vorliegen oder nicht, ist die Basis für die Unterscheidung von Erregern. Die verschiedenen Pathogene sind in der Regel in ihrem komplizierten Stoffwechselverhalten unterschiedlich, wofür sie sich unter anderem auf der Website befähigt befinden. Signifikante Differenzen bestehen beispielsweise bei der Fragestellung, welche Zuckersorten verwendet werden können oder ob gewisse Fermente der Respirationskette detektierbar sind oder nicht (Katalase, Oxidase).

Zum Beispiel ist der Krankheitserreger der purulenten Gehirnhautentzündung, N. Meningitidis, in der Lage, in Kultur umzuwandeln. Die eng verwandten und äuÃ?erlich kaum unterscheidbaren Krankheitserreger der Gonorrhoe, Neisseria Gonorrhoe, können nur Glukose umwandeln, so dass diese beiden Krankheitserreger durch Zuckernutzung leicht gegeneinander abgrenzen. Mit anderen Bakterien kann die Abprüfung von mehreren metabolisch-physiologischen Errungenschaften werden.

Hierfür gibt es fertige Miniatur-Testsysteme für fÃ?r den Handbetrieb (z.B. API-Streifen) und für fÃ?r den Automatikbetrieb (z.B. das Phoenix-System, das eine automatisierte Artenbestimmung nach Inokulation eines â??Panelsâ?? durchfÃ?hrt, in dem metabolisch-physiologische Dienstleistungen geprüft durchgefÃ?hrt werden). Zusammen mit den anderen Eigenschaften wie der Gestalt der bakteriellen Zelle und Anfärbbarkeit nach Gramm oder mittels speziellem Färbungen spiegeln die Differenzen im metabolischen Verhalten auch die gezielte Zugehörigkeit der Bakterien wider.

4.5  Zellteilung von Bakterien.... Durch die kurzen Entstehungszeiten der meisten medizinischen Schlüsselbakterien bietet das schnelle Anzüchtbarkeit im Prüflabor und für den Bakterien den Vorteil, sich rasch an veränderte Umwelteinflüsse zu gewöhnt zu haben. Das Generationsintervall von für reicht von ca. 20 min (Escherichia coli; sichtbarer Wuchs auf fest Nährböden über Nacht) bis ca. 20 h (Mycobacterium tuberculosis; sichtbarer Wuchs auf feststoffhaltigem Nährböden nach 4 bis 8 Wochen).

Rasches Anwachsen ist die Basis für Die Klassifizierung von Bakterien anhand bestimmter Kulturmerkmale und nur so kann eine rasche Pathogendiagnostik durchgeführt werden. Die Wachstums-Kurve der Bakterien. Das Vorgänge in einer Zellkultur kann durch die Wachstums-Kurve für beschrieben werden (Abb. 16). Es wird unterschieden zwischen der sogenannten (i) Verzögerungsphase, während, in der sich die Bakterien an die Umwelt anpassen, und der (ii) Exponentialwachstumsphase â?" gekennzeichnet durch eine rasche Fortpflanzung unter optimierten Anbaubedingungen ( "diese Phase bestimmt die Generationszeit der Bakterien"), der (iii) Phase stationäre, in der kein makroskopischer Anstieg der Population beobachtet werden kann,

sterbende Bakterien und durch Division zugefügte Bakterien das Gleichgewicht halten[makroskopischer Halt, dichteabhängige regulative Mechanismen werden genutzt] und schließlich die (iv) Sterbephase, in der die Bevölkerung durch Überschreiten von Anhäufung¤t des Raumklimas und durch den Einsatz von Anhäufung inhibitorischen oder toxischen Substanzen stirbt. Das Wissen um diese Wuchskurve hat durchaus praktische Bedeutung, sowohl für die routinemäßige Diagnostik als auch für die Versuchsforschung, da man davon ausgeht, dass sich Bakterien nur innerhalb der Exponentialphase typischerweise "hinsichtlich ihrer charakteristischen Eigenschaften" aufhalten.

Zuwachskurve für Bevölkerung allgemein (global und im Bezug auf individuell angelegte Lebensräume): Jeder Wohnraum kann eine gegebene Populationsgröße am Leben lassen. Diese führt in einer Bakterienkultur z.B. über die Anhäufung giftigen Stoffe in die Sterbephase bringen. Bei der Bevölkerung in bestimmten Gebieten können natürliche Katastrophen zum Regelungsmechanismus werden für überbevölkerte regions.