Посев на аэробную и факультативно-анаэробную флору

Это микробиологическое исследование, позволяющее определить качественный и количественный состав микрофлоры исследуемого биоматериала, в том числе выявить условно-патогенные микроорганизмы в высоком титре и патогенные микроорганизмы, определить их чувствительность к антибиотикам и бактериофагам.

При обнаружении микробиологическим методом микроорганизмов, составляющих нормальную микрофлору, или условно-патогенных микроорганизмов в титре менее диагностического не определяется чувствительность к антибиотикам и бактериофагам, так как это количество не является значимым и не требует лечения противомикробными препаратами.

К анаэробной флоре относятся актиномицеты, бактероиды, клостридии, эубактерии и фузобактерии, пептострептококки, пропионобактерии, вейлонеллы, превотеллы, гемеллы, порфиромонады, бифидобактерии.

Синонимы русские

Бактериологический посев на флору.

Синонимы английские

Culture, routine. Bacteria identification, bacteriophage and antibiotic susceptibility testing.

Метод исследования

Микробиологический метод.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Аспират из полости матки, биоптат, выделения из молочной железы, грудное молоко, материал из дренажа, содержимое желудка, желчь, содержимое желчного пузыря, мазок из зева (ротоглотки), мазок с конъюнктивы, мазок из носа, мазок из носоглотки, мазок из носовых пазух, мазок урогенитальный, мазок урогенитальный (с секретом предстательной железы), мазок из уретры, мазок с внутренней поверхности шейки матки (из цервикального канала), мокрота, постмассажная порция мочи с секретом предстательной железы, отделяемое абсцесса полости рта, отделяемое влагалища, отделяемое уха, плевральная жидкость, синовиальная жидкость, смыв из бронхов, соскоб с кожи, средняя порция утренней мочи, экссудат, эякулят.

Как правильно подготовиться к исследованию?

• Рекомендуется употребить большой объем жидкости (чистой негазированной воды) за 8-12 часов до сбора мокроты.
• За 3-4 часа до взятия мазков из ротоглотки (зева) не употреблять пищу, не пить, не чистить зубы, не полоскать рот/горло, не жевать жевательную резинку, не курить. За 3-4 часа до взятия мазков из носа не закапывать капли/спреи и не промывать нос. Взятие мазков оптимально выполнять утром, сразу после ночного сна.
• Сбор биоматериала рекомендуется проводить до начала противомикробной терапии.
• Женщинам исследование (процедуру взятия урогенитального мазка или сбор мочи) рекомендуется производить до менструации или через 2-3 дня после её окончания.
• Мужчинам — не мочиться в течение 3 часов до взятия урогенитального мазка или сбора мочи.
• Не проводить туалет полости рта в день взятия биоматериала на исследование.

Общая информация об исследовании

Нормальная микрофлора человека представляет собой совокупность микроорганизмов, населяющих кожу и слизистые оболочки человека. Наибольшее их количество (около 40 %) обитает в желудочно-кишечном тракте, остальная часть – на кожных покровах, зеве, глотке, в мочеполовой системе и др. Нормальная микрофлора подразделяется на постоянную (составляет до 90 % присутствующих в организме микробов), факультативную (менее 10 %) и случайную (не более 0,5 %).

По способности вызывать инфекционные заболевания микроорганизмы классифицируют на непатогенные (не вызывающие заболевания), условно-патогенные (в норме могут выделяться в небольших количествах и при определенных условиях активно размножаются, приводя к воспалению) и патогенные (являются возбудителями инфекционных заболеваний и в составе нормальной микрофлоры не обнаруживаются).

Бактериологическое исследование (посев на флору) позволяет определить качественный и количественный состав микрофлоры исследуемого клинического материала, в том числе выявить патогенные микроорганизмы. При обнаружении условно-патогенных микроорганизмов в высоком титре или патогенных микроорганизмов определяется их чувствительность к антимикробным препаратам (антибиотикам и бактериофагам).

Для чего используется исследование?

• Чтобы установить возбудителя инфекционного заболевания.
• Для подбора рациональной антимикробной терапии.
• Чтобы оценить эффективность проводимой терапии.

Когда назначается исследование?

При воспалительных заболеваниях различных локализаций (за исключением воспалительных заболеваний кишечника).

Что означают результаты?

Референсные значения для различных видов микроорганизмов зависят от их локализации (точки взятия биологического материала).

Что может влиять на результат?

Предшествующая противогрибковая или антибактериальная терапия.

 Скачать пример результата

Также рекомендуется

Кто назначает исследование?

Терапевт, врач общей практики, педиатр, хирург, ЛОР, пульмонолог, уролог, гинеколог, дерматовенеролог, офтальмолог.

Литература

• Chernecky С.С. Laboratory tests and diagnostic procedures / С.С. Chernecky, B.J. Berger ; 5th ed. – St Louis : Saunders Elsevier, 2008. – 1232 p.
• Gill V.J., Fedorko D.P., Witebsky F.G. The clinician and the microbiology laboratory. In: Principles and practice of infectious disease / G.L. Mandell, Bennett J.E., R. Dolin (Eds) ; 6th ed. – Churchill Livingstone, Philadelphia, PA 2005. – 2701 p.
• Levinson W. Medical microbiology and immunology: examination and board review (Lange medical books series) / W. Levinson ; 8th ed. – NY : McGraw-Hill, 2004. – 654 p.

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?

1. 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.
2. При долгом отсутствии в доме (например, в зимнее время), консервируйте станцию.
3. 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.
4. Пользуйтесь мягкой туалетной бумагой, не спускайте в канализацию мусор, овощные очистки, предметы гигиены и т.д.
5. Проводите регулярное сервисное обслуживание самостоятельно или при помощи специалиста компании.

Анаэробная инфекция — причины, симптомы, диагностика и лечение

Анаэробная инфекция – инфекционный процесс, вызываемый спорообразующими или неспорообразующими микроорганизмами в условиях, благоприятных для их жизнедеятельности. Характерными клиническими признаками анаэробной инфекции служат преобладание симптомов эндогенной интоксикации над местными проявлениями, гнилостный характер экссудата, газообразующие процессы в ране, быстро прогрессирующий некроз тканей. Анаэробная инфекция распознается на основании клинической картины, подтвержденной результатами микробиологической диагностики, газожидкостной хроматографии, масс-спектрометрии, иммуноэлектрофореза, ПЦР, ИФА и др. Лечение анаэробной инфекции предполагает радикальную хирургическую обработку гнойного очага, интенсивную дезинтоксикационную и антибактериальную терапию.

Общие сведения

Анаэробная инфекция – патологический процесс, возбудителями которого выступают анаэробные бактерии, развивающиеся в условиях аноксии (отсутствия кислорода) или гипоксии (низкого напряжения кислорода). Анаэробная инфекция представляет собой тяжелую форму инфекционного процесса, сопровождающуюся поражением жизненно важных органов и высоким процентом летальности. В клинической практике с анаэробной инфекцией приходится сталкиваться специалистам в области хирургии, травматологии, педиатрии, нейрохиругии, отоларингологии, стоматологии, пульмонологии, гинекологии и других медицинских направлений. Анаэробная инфекция может возникнуть у пациентов любого возраста. Доля заболеваний, вызываемых анаэробной инфекцией, точно не известна; из гнойных очагов в мягких тканях, костях или суставах анаэробы высеваются примерно в 30% случаев; анаэробная бактериемия подтверждается в 2-5% случаев.

Анаэробная инфекция

Причины анаэробной инфекции

Анаэробы входят в состав нормальной микрофлоры кожи, слизистых оболочек, желудочно-кишечного тракта, органов мочеполовой системы и по своим вирулентным свойствам являются условно-патогенными. При определенных условиях они становятся возбудителями эндогенной анаэробной инфекции. Экзогенные анаэробы присутствуют в почве и разлагающихся органических массах и вызывают патологический процесс при попадании в рану извне. Анаэробные микроорганизмы делятся на облигатные и факультативные: развитие и размножение облигатных анаэробов осуществляется в бескислородной среде; факультативные анаэробы способны выживать как в отсутствии, так и в присутствии кислорода. К факультативным анаэробными бактериями принадлежат кишечная палочка, шигеллы, иерсинии, стрептококки, стафилококки и др.

Облигатные возбудители анаэробной инфекции делятся на две группы: спорообразующие (клостридии) и неспорообразующие (неклостридиальные) анаэробы (фузобактерии, бактероиды, вейллонеллы, пропионибактерии, пептострептококки и др.). Спорообразующие анаэробы являются возбудителями клостридиозов экзогенного происхождения (столбняка, газовой гангрены, ботулизма, пищевых токсикоинфекций и др.). Неклостридиальные анаэробы в большинстве случаев вызывают гнойно-воспалительные процессы эндогенной природы (абсцессы внутренних органов, перитонит, пневмонию, флегмоны челюстно-лицевой области, отит, сепсис и др.).

Основными факторами патогенности анаэробных микроорганизмов служат их количество в патологическом очаге, биологические свойства возбудителей, наличие бактерий-ассоциантов. В патогенезе анаэробной инфекции ведущая роль принадлежит продуцируемым микроорганизмами ферментам, эндо- и экзотоксинам, неспецифическим факторам метаболизма. Так, ферменты (гепариназа, гиалуронидаза, коллагеназа, дезоксирибонуклеаза) способны усиливать вирулентность анаэробов, деструкцию мышечной и соединительной тканей. Эндо- и экзотоксины вызывают повреждение эндотелия сосудов, внутрисосудистый гемолиз и тромбоз. Кроме этого, некоторые клостридиальные токисины обладают нефротропным, нейротропным, кардиотропным действием. Также токсическое влияние на организм оказывают и неспецифические факторы метаболизма анаэробов — индол, жирные кислоты, сероводород, аммиак.

Условиями, благоприятствующими развитию анаэробной инфекции, являются повреждение анатомических барьеров с проникновением анаэробов в ткани и кровеносное русло, а также снижение окислительно-восстановительного потенциала тканей (ишемия, кровотечение, некроз). Попадание анаэробов в ткани может происходить при оперативных вмешательствах, инвазивных манипуляциях (пункциях, биопсии, экстракции зуба и др.), перфорации внутренних органов, открытых травмах, ранениях, ожогах, укусах животных, синдроме длительного сдавления, криминальных абортах и т. д. Факторами, способствующими возникновению анаэробной инфекции, выступают массивное загрязнение ран землей, наличие инородных тел в ране, гиповолемический и травматический шок, сопутствующие заболевания (коллагенозы, сахарный диабет, опухоли), иммунодефицит. Кроме этого, большое значение имеет нерациональная антибиотикотерапия, направленная на подавление сопутствующей аэробной микрофлоры.

В зависимости от локализации различают анаэробную инфекцию:

• центральной нервной системы (абсцесс мозга, менингит, субдуральная эмпиема и др.)
• головы и шеи (пародонтальный абсцесс, ангина Людвига, средний отит, синусит, флегмона шеи и т. д.)
• дыхательных путей и плевры (аспирационная пневмония, абсцесс легкого, эмпиема плевры и пр.)
• женской половой системы (сальпингит, аднексит, эндометрит, пельвиоперитонит)
• брюшной полости (абсцесс брюшной полости, перитонит)
• кожи и мягких тканей (клостридиальный целлюлит, газовая гангрена, некротизирующий фасциит, абсцессы и др.)
• костей и суставов (остеомиелит, гнойный артрит)
• бактериемию.

Симптомы анаэробной инфекции

Независимо от вида возбудителя и локализации очага анаэробной инфекции, различным клиническим формам свойственны некоторые общие черты. В большинстве случаев анаэробная инфекция имеет острое начало и характеризуется сочетанием местных и общих симптомов. Инкубационный период может составлять от нескольких часов до нескольких суток (в среднем около 3-х дней).

Типичным признаком анаэробной инфекции служит преобладание симптомов общей интоксикации над местными воспалительными явлениями. Резкое ухудшение общего состояния больного обычно наступает еще до возникновения локальных симптомов. Проявлением тяжелого эндотоксикоза служит высокая лихорадка с ознобами, выраженная слабость, тошнота, головная боль, заторможенность. Характерны артериальная гипотония, тахипноэ, тахикардия, гемолитическая анемия, иктеричность кожи и склер, акроцианоз.

При раневой анаэробной инфекции ранним местным симптомом выступает сильная, нарастающая боль распирающего характера, эмфизема и крепитация мягких тканей, обусловленные газообразующими процессами в ране. К числу постоянных признаков относится зловонный ихорозный запах экссудата, связанный с выделением азота, водорода и метана при анаэробном окислении белкового субстрата. Экссудат имеет жидкую консистенцию, серозно-геморрагический, гнойно-геморрагический или гнойный характер, неоднородную окраску с вкраплениями жира и наличием пузырьков газа. На гнилостный характер воспаления также указывает внешний вид раны, содержащей ткани серо-зеленого или серо-коричневого цвета, иногда струпы черного цвета.

Течение анаэробной инфекции может быть молниеносным (в течение 1 суток с момента операции или травмы), острым (в течение 3-4 суток), подострым (более 4 суток). Анаэробная инфекция часто сопровождается развитием полиорганной недостаточности (почечной, печеночной, сердечно-легочной), инфекционно-токсического шока, тяжелого сепсиса, являющихся причиной летального исхода.

Диагностика

Для своевременной диагностики анаэробной инфекции большое значение имеет правильная оценка клинических симптомов, позволяющая своевременно оказать необходимую медицинскую помощь. В зависимости от локализации инфекционного очага диагностикой и лечением анаэробной инфекции могут заниматься клиницисты различных специальностей – общие хирурги, травматологи, нейрохирурги, гинекологи, отоларингологи, челюстно-лицевые и торакальные хирурги.

Методы экспресс-диагностики анаэробной инфекции включают бактериоскопию раневого отделяемого с окраской мазка по Грамму и газожидкостную хроматографию. В верификации возбудителя ведущая роль принадлежит бактериологическому посеву отделяемого раны или содержимого абсцесса, анализу плевральной жидкости, посеву крови на аэробные и анаэробные бактерии, иммуноферментному ана­лизу, ПЦР. В биохимических показателях крови при анаэробной инфекции обнаруживается снижение концентрации белков, увеличение уровня креатинина, мочевины, билирубина, активности трансаминаз и щелочной фосфатазы. Наряду с клиническими и лабораторными исследования, выполняется рентгенография, при которой обнаруживается скопление газа в пораженных тканях или полостях.

Анаэробную инфекцию необходимо дифференцировать от рожистого воспаления мягких тканей, полиморфной экссудативной эритемы, тромбоза глубоких вен, пневмоторакса, пневмоперитонеума, перфорации полых органов брюшной полости.

Лечение анаэробной инфекции

Комплексный подход к лечению анаэробной инфекции предполагает проведение радикальной хирургической обработки гнойного очага, интенсивной дезинтоксикационной и антибактериальной терапии. Хирургический этап должен быть выполнен как можно раньше – от этого зависит жизнь больного. Как правило, он заключается в широком рассечении очага поражения с удалением некротизированных тканей, декомпрессии окружающих тканей, открытом дренировании с промыванием полостей и ран растворами антисептиков. Особенности течения анаэробной инфекции нередко требуют проведения повторных некрэктомий, раскрытия гнойных карманов, обработки ран ультразвуком и лазером, озонотерапии и т. д. При обширной деструкции тканей может быть показана ампутация или экзартикуляция конечности.

Важнейшими составляющими лечения анаэробной инфекции являются интенсивная инфузионная терапия и антибиотикотерапия препаратами широкого спектра действия, высокотропными к анаэробам. В рамках комплексного лечения анаэробной инфекции находят свое применение гипербарическая оксигенация, УФОК, экстракорпоральная гемокоррекция (гемосорбция, плазмаферез и др.). При необходимости пациенту вводится антитоксическая противогангренозная сыворотка.

Прогноз и профилактика

Исход анаэробной инфекции во многом зависит от клинической формы патологического процесса, преморбидного фона, своевременности установления диагноза и начала лечения. Уровень летальности при некоторых формах анаэробной инфекции превышает 20%. Профилактика анаэробной инфекции заключается в своевременной и адекватной ПХО ран, удалении инородных тел мягких тканей, соблюдении требований асептики и антисептики при проведении операций. При обширных раневых повреждениях и высоком риске развития анаэробной инфекции необходимо проведение специфической иммунизации и противомикробной профилактики.

Аэробные и анаэробные упражнения — разница между

Обновлено 24 февраля 2018 г.

Фитнес и здоровье являются одной из основных проблем последних десятилетий. Вы вряд ли можете себе представить, что 150 лет назад кто-нибудь пошел бы и заплатил за тяжелую физическую работу; В наши дни поход в спортзал или фитнес-класс — это распространенный способ провести свободное время после рабочего дня в офисе.

По мере того, как фитнес занимает все более заметное место в нашей жизни, мы узнаем больше о типах упражнений, их преимуществах, правильных формах и отличиях друг от друга.

Один из наиболее распространенных способов разделить всю физическую активность на типы — охарактеризовать каждый режим упражнений как аэробный или анаэробный.

В этой статье мы собираемся выяснить, что все это означает: в чем разница между аэробными и анаэробными упражнениями и их последующим влиянием на организм спортсмена?

Если вы узнаете, какой вид физической активности является аэробным, а какой — анаэробным, это поможет вам значительно улучшить свою форму и здоровье в долгосрочной перспективе и увидеть, сколько времени вам следует потратить на эти упражнения.

Определения

Аэробные упражнения

Для определения аэробных и анаэробных упражнений необходимо понимать следующую науку: для выполнения любых типов физических упражнений организму необходим гликоген, производимый из глюкозы. Это основной источник топлива в организме, который хранится в мышцах и печени.

Для этого преобразования глюкозы в гликоген нам нужно кислорода . Если во время упражнения поступает достаточное количество кислорода, мы обозначаем это как аэробное дыхание.

Аэробные упражнения (также называемые «сердечно-сосудистыми» или просто «кардио») могут включать практически любые упражнения низкой или средней интенсивности, которые подпитываются аэробным механизмом производства энергии.

«Аэробный» в переводе с латыни означает «кислородный». Чаще всего аэробные упражнения можно выполнять достаточно длительное время (более нескольких минут) без утомления. Если мышечные клетки получают достаточное количество топлива и кислорода, они могут непрерывно сокращаться и высвобождаться без перерывов на отдых.

По сути, аэробное состояние включает даже сидение и отдых, поскольку для поддержания энергообеспечения используются одни и те же механизмы, но они имеют действительно низкую интенсивность, поэтому их нельзя назвать «аэробными упражнениями».

При аэробных упражнениях мышцы работают в непрерывных ритмичных движениях; частота сердечных сокращений увеличивается примерно до 50-70% от максимальной; дыхание также ритмичное и довольно частое.

Наиболее популярные примеры аэробных упражнений связаны с выносливостью и включают бег трусцой на средние и длинные дистанции, плавание, ходьбу, езду на велосипеде, использование кардиотренажеров в тренажерном зале и танцы средней интенсивности.

Регулярные занятия аэробикой чрезвычайно полезны для здоровья человека. Они помогают нам похудеть, улучшить работу сердечно-сосудистой и дыхательной систем, повысить выносливость и ускорить обмен веществ. Кардио отлично подходит для предотвращения депрессии, хронических заболеваний сердца и легких и диабета, а также для снятия стресса.

Анаэробное упражнение

Анаэробное упражнение — это любое физическое упражнение средней или высокой интенсивности, которое приводит к накоплению лактата в мышцах.Когда спортсмен выполняет анаэробные упражнения, тело движется к так называемому метаболическому порогу — состоянию, когда потребляемого кислорода недостаточно для снабжения мышц, и организм использует другие источники энергии, вырабатывая молочную кислоту (или лактат) в качестве побочного продукта. .
Режим анаэробных упражнений не использует кислород для повышения производительности. Для этого вида деятельности используются два источника энергии:

• аденозинтрифосфат и креатинфосфат;
• анаэробный гликолиз.

Анаэробная активность не может длиться долгое время без отдыха, обычно от нескольких секунд до примерно 2 минут, поскольку любая активность, продолжающаяся более двух минут, должна иметь большой аэробный метаболический компонент.

Разницу между аэробной и анаэробной активностью легко почувствовать во время тренировки по мере увеличения ее интенсивности. Анаэробные упражнения используются спортсменами для наращивания силы, скорости и мощности, а также бодибилдерами для развития мышечной массы и формы.

Примером анаэробных упражнений являются силовые тренировки, которые подразумевают подходы и определенное количество повторений, интервальные тренировки высокой интенсивности и т. Д.

Анаэробные упражнения помогают поддерживать и наращивать мышцы, необходимые для общей физической формы и здоровья, помогают сохранить внутренние органы на месте и избежать множества проблем с позвоночником и суставами.Силовые тренировки, как один из самых популярных видов анаэробных упражнений, должны регулярно добавляться в любую программу фитнеса для улучшения функциональных характеристик тела, его здоровья и эстетики.

Аэробные и анаэробные упражнения

В чем разница между аэробными и анаэробными упражнениями? Проще говоря, разница заключается в использовании кислорода. Он присутствует при аэробных упражнениях и не требуется для работы мышц во время анаэробных упражнений.

Интересный факт: одни и те же упражнения, выполняемые с разной интенсивностью, можно назвать аэробными или анаэробными.Например, бег трусцой или езда на велосипеде обычно считаются аэробными упражнениями, а поднятие тяжестей — анаэробными.

А что, если бег становится более интенсивным и переходит в спринт, а катание на велосипеде происходит в горах? Люди вряд ли могут толкнуть так трудно в течение длительного времени без перерывов; им требуется больше кислорода, чем они могут вдохнуть, поэтому начинают работать другие механизмы снабжения энергией, и упражнения превращаются в анаэробные.

Напротив, если силовые тренировки подразумевают работу с 1-фунтовой гантелью, любой спортсмен сможет сделать много повторений, и даже сгибания рук на бицепс могут иметь большой аэробный компонент.

Интенсивность, с которой спортсмены выполняют упражнения, и упомянутый выше порог метаболизма (который может варьироваться у одного и того же спортсмена в зависимости от уровня их физической подготовки на данный момент) определяют, является ли упражнение аэробным или анаэробным.

Существует тест, позволяющий определить, какой тип упражнений спортсмен выполняет в данный момент. Это называется «Тест разговора». Во время аэробной активности, такой как ходьба, человек должен иметь возможность активно участвовать в диалоге. Когда скорость увеличивается и ходьба превращается в бег трусцой, человек все еще может говорить, но больше не может петь.Перейдя на спринт, невозможно произнести длинное предложение, не задерживаясь на передышке. Это означает, что аэробное состояние изменилось на анаэробное.

Еще одно интересное различие между этими двумя состояниями состоит в том, что расход анаэробной энергии чрезвычайно трудно точно рассчитать, в то время как существует ряд проверенных методов, позволяющих сделать это с использованием аэробных затрат в зависимости от используемых источников энергии.

Итак, как должен выглядеть идеальный график тренировок, чтобы поддерживать правильный уровень физической подготовки и оставаться здоровым? В первую очередь, такой график должен включать как аэробные, так и анаэробные тренировки.Американская кардиологическая ассоциация рекомендует не менее 30 минут аэробных упражнений средней интенсивности (например, ходьба) не менее 5 раз в неделю и не менее 25 минут интенсивных аэробных упражнений 3 дня в неделю.

Анаэробные упражнения в форме высокоинтенсивного укрепления мышц должны быть включены в график тренировок не реже двух раз в неделю. Рекомендуемая продолжительность — не менее 15-30 минут.

Сравнительная таблица

Аэробные упражнения	Анаэробные упражнения
Вовлекает кислород в производство энергии	Не задействует кислород в производстве энергии
Может длиться более 2 минут	Длится от нескольких секунд до 2 минут, затем требуется пауза
Повышает выносливость, улучшает сердечно-сосудистую систему	Повышает силу, улучшает плотность костей, наращивает мышцы

【Факультативные анаэробы】: тщательное исследование

Что такое факультативный анаэроб?

Прежде чем перейти к определению факультативного анаэроба, было бы полезно понять разницу между значениями терминов аэробный и анаэробный.Аэробные процессы — это процессы, происходящие в присутствии кислорода, тогда как анаэробные процессы — это процессы, происходящие в отсутствие кислорода. Факультативный анаэроб — это микроорганизм, который способен переключаться между аэробным и анаэробным дыханием для выработки энергии в зависимости от наличия или отсутствия кислорода в окружающей среде. Это достоинство делает их самыми универсальными среди бактерий. Факультативные бактерии можно легко найти во всех типах окружающей среды.

Примеры факультативных анаэробов

Факультативные бактерии можно разделить на три основные категории

1. Enterobacteriaceae
2. Vibrionaceae
3. Pasteurellaceae

Примеры каждого типа приведены ниже

1. Enterobacteriaceae

Они образуют наиболее важную коллекцию факультативных анаэробов и очень разнородны.Их можно найти в воде, почве, людях, животных и растительности. Некоторые из них также являются патогенными по своей природе и могут быстро распространяться в присутствии подходящего хозяина, что приводит к инфекциям и заболеваниям. Некоторые примеры этого типа факультативных бактерий:

(а) Сальмонелла

Salmonella зависит от хозяина и не причиняет вреда всем животным. Однако у других это может привести к тяжелому пищевому отравлению и другим расстройствам пищеварения. Сальмонелла в основном содержится в молочных продуктах, яйцах и птице.Воздействие большого количества бактерий сальмонеллы может привести к сильному снижению кислотности желудочного сока, что приводит к различным желудочным расстройствам. Сальмонеллезная инфекция может проявляться в четырех из следующих форм — сепсис, кишечная лихорадка, гастроэнтерит и бессимптомное носительство.

(б) Шигелла

Шигелла обнаруживается у людей, обезьян и обезьян и имеет склонность вызывать бактериальную дизентерию. Они могут проникать в эндотелиальные клетки кишечника и быстро размножаться, что приводит к повреждению тканей.Инфекции шигеллы могут вызвать до 20 дефекаций за один день. Обычно они передаются через фекалии и зараженные руки и редко через пищу. Достаточно даже небольшого количества клеток шигелл, чтобы вызвать болезнь.

(c) Эшерихия

В основном они обнаруживаются в кишечнике животных. Они могут распространяться эндогенно и приводить к менингиту, сепсису и инфекциям мочевыводящих путей. В основном они передаются через пищу и воду.Эшерихия может привести к серьезным проблемам со здоровьем, ведущим к госпитализации. В некоторых случаях это может даже стать причиной смерти пациента.

(г) Клебсиелла

Это капсулированные бактерии, вызывающие пневмонию. В педиатрических отделениях больниц эти бактерии также могут вызывать сепсис.

e) Serratia

Эти бактерии образуют колонии красного цвета. Они могут вызывать инфекции дыхательных путей и мочевыводящих путей, а также приобретенные инфекции в больницах.

(ж) Протеус

Эти бактерии очень подвижны. Они производят уреазу, которая расщепляет мочевину на аммиак и двуокись углерода, что приводит к увеличению pH. Следовательно, они могут вызывать такие проблемы, как инфекция мочевыводящих путей, токсичность уроэпителия и образование камней в почках.

(г) Эрвиния

Это патогенные микроорганизмы, поражающие растение. Эти бактерии способны продуцировать пектиназу, которая способна гидролизовать пектин внутри растительных клеток, вызывая их гниение.

2. Vibrionaceae

Это бактерии в форме комы с полярным жгутиком. Vibrionaceae в основном встречаются в морской и пресной воде, а также в кишечном тракте людей и животных. Среди вибрионов есть три разных рода — aeromonas, vibrio и photobacterium.

(а) Vibrio

Эти бактерии передаются через загрязненную воду, пищу, сточные воды и стул. Употребление морепродуктов также может привести к попаданию вибриона в организм.Попадая в организм, они размножаются и необратимо связываются с тканями кишечника. Это приводит к тому, что клетки теряют свою избирательную проницаемость, что приводит к увеличению оттока электролитов и воды в просвет, что приводит к обезвоживанию. Вакцины могут быть приняты для кратковременного повышения иммунитета.

(b) Aeromonas

В основном они встречаются у водных животных, таких как лягушки, рыбы и черепахи, в виде патогенов. Они также могут вызывать заболевания в организме человека.

(в) Photobacterium

Это биолюминесцентные бактерии, которые использовали фермент люциферазу для создания люминесценции. В основном они встречаются у некоторых рыб, живущих в глубоких водах, и используют эти люминесцентные бактерии для защиты и привлечения партнеров.

3. Pasteurellaceae

(а) Пастерелла

Встречаются как патогенные микроорганизмы у домашних животных. Они также иногда передаются людям через укусы кошек / собак.

(б) Haemophilus

Эти бактерии обычно встречаются во влагалище, ротовой полости, желудочно-кишечном тракте и слизистых оболочках. Они синтезируют части цитохромной системы и приводят к нагреванию крови. Инфекция Haemophilus может вызвать симптомы гриппа, свиной грипп и венерические заболевания.

Функции факультативных анаэробов

Поскольку факультативные анаэробы могут продуцировать АТФ, то есть молекулы энергии, даже в отсутствие достаточного количества кислорода, они дают несколько полезных результатов для людей.

1. Молочная ферментация

Это процесс, посредством которого мышечные клетки человеческого тела, которые являются факультативными анаэробами, производят АТФ при дефиците кислорода, в основном из-за продолжительных физических нагрузок. Производство АТФ через анаэробные пути гарантирует, что мышечные клетки продолжают получать достаточное количество энергии во время интенсивных тренировок или других физических нагрузок, не вызывая замедления.

Процесс молочнокислого брожения, осуществляемый различными факультативными анаэробными микроорганизмами, такими как Lactobacillus, используется для производства различных продуктов для потребления человеком.К ним относятся йогурт, хлеб на закваске, соленья и т. Д.

2. Спиртовое брожение

Это еще один широко применяемый метод ферментации, при котором факультативные анаэробные дрожжи используются для производства пищевых продуктов для человека. Этот процесс в основном находит применение в пекарнях и пивоварнях при производстве алкогольных напитков и всех его разновидностей, таких как пиво, вино, шампанское и т. Д., А также пушистого хлеба.

3. Пищеварительные процессы

Факультативные анаэробные бактерии, присутствующие в кишечнике, также помогают в процессе пищеварения человека.Bacillus spp., Факультативная бактерия, как известно, помогает в разжижении более крупных молекул пищи, в то время как грамположительные кокки, псевдомонады, кишечные палочки и т. Д. Играют роль в переваривании липидов и целлюлозы.

Хотя факультативные анаэробы полезны для человека во многих отношениях, они могут быть причиной ряда заболеваний, таких как болезни полости рта, заболевания брюшной полости, проблемы с дыхательными путями и многие другие.

Как факультативные анаэробы производят АТФ?

Факультативные анаэробы могут переключаться между различными путями производства АТФ в зависимости от наличия кислорода.Если присутствует кислород, они используют цепи переноса электронов для производства АТФ посредством окислительного фосфорилирования, а в отсутствие кислорода они прибегают к анаэробному дыханию или ферментации и производят АТФ в процессе фосфорилирования субстрата. Поскольку АТФ, производимый с помощью последнего метода, намного меньше по сравнению с аэробным дыханием, анаэробное дыхание может только помочь бактериям выжить.

Аэробное дыхание:

Во время аэробного дыхания кислород необходим.Потребляемые реагенты включают жиры, белки и углеводы. Пируват, который расщепляется в процессе гликолиза, попадает в митохондрии, где он полностью окисляется во время цикла Кребса. Побочными продуктами этого процесса являются вода и углекислый газ. Полученная энергия используется для разрыва связей АДФ и образования АТФ после добавления третьей фосфатной группы.

Ферментация:

Во время ферментации НАДН, а также пируват, полученный в результате гликолиза, превращаются в НАД +, который является органическим веществом.В ферментации не используется электрохимический градиент. Во время этого процесса АТФ генерируется только за счет процесса фосфорилирования на уровне субстрата. Хотя окисленные вещества, которые образуются в процессе, обычно образуются в процессе ферментации, они также иногда образуются извне.

Факультативные анаэробы против. Факультативные аэробы

Основное различие между факультативными аэробами и факультативными анаэробами заключается в различных промежуточных этапах метаболизма, которые они используют, а также в различных способах производства энергии, необходимой для их размножения и роста.Факультативные аэробы испытывают идеальные условия для роста в присутствии кислорода, и снижение парциального давления кислорода может в некоторой степени повлиять на их рост и размножение. С другой стороны, факультативные анаэробы испытывают идеальные условия для роста даже при отсутствии кислорода. Следовательно, они продолжают процветать, даже если парциальное давление кислорода в окружающей среде падает.

Чем факультативный анаэроб отличается от обязательного анаэроба?

Давайте сначала поймем значение терминов факультативный и обязательный.Термин факультативный используется для обозначения чего-то, что происходит в ответ на определенное обстоятельство и может отсутствовать, если нет пускового фактора. Обязательный, с другой стороны, означает что-то, что ограничено определенным образом жизни.

Облигатные анаэробы — это те, которые процветают только при полном отсутствии кислорода в окружающей среде. Присутствие кислорода может либо подавить рост этих организмов, либо полностью их убить. Эти организмы полагаются на процесс ферментации для производства АТФ.С другой стороны, факультативные анаэробы могут жить как в кислородной среде, так и в кислородной среде. Это возможно, потому что они могут удобно переключаться между аэробной и анаэробной формами дыхания в соответствии со своими потребностями. Когда присутствует кислород, они используют аэробное дыхание для производства АТФ, а в отсутствие кислорода они переключаются на ферментацию для производства энергии.

Различия между факультативными анаэробами и аэротолерантными анаэробами

Факультативные анаэробы — очень гибкие микроорганизмы, способные выжить как в присутствии, так и в отсутствии кислорода.С другой стороны, аэротолерантные анаэробы — это те микроорганизмы, которые выживают как в присутствии, так и в отсутствие кислорода. Однако они могут производить энергию, расти и размножаться только в анаэробных условиях. Они способны переносить кислород. Однако они не могут расти и размножаться в среде, содержащей кислород.

Заключение

При изучении биоразнообразия микроорганизмы занимают особое место. Есть микроорганизмы, которые можно найти в разных средах.Некоторым нужен кислород для роста и размножения, в то время как другие могут даже процветать при полном недостатке кислорода. Это потому, что кислород был добавлен в окружающую среду намного позже. Факультативные бактерии являются одним из таких штаммов, которые могут выжить как в присутствии, так и в отсутствие кислорода. Они встречаются в различных средах и иногда могут выступать в роли патогенов. Следовательно, они важны, особенно с медицинской точки зрения.

---

Сообщений, которые вы можете прочитать:

Анаэробная инфекция | Грамотно о здоровье на iLive

Как лечится анаэробная инфекция?

Анаэробная инфекция в основном лечится методами хирургического вмешательства и комплексной интенсивной терапии.В основе хирургического лечения лежит радикальное ГООГО с последующей повторной обработкой большой раны и закрытием ее доступными пластическими методами.

Фактор времени в организации хирургической помощи играет важную, иногда решающую роль. Промедление с операцией приводит к распространению инфекции на большие площади, ухудшению состояния пациента и увеличению риска самого вмешательства. Неуклонно прогрессирующий характер течения анаэробной инфекции является показанием к экстренному или неотложному хирургическому лечению, которое следует проводить после кратковременной предварительной предоперационной подготовки, заключающейся в устранении гиповолемии и грубых нарушений гомеостаза.У пациентов с септическим шоком хирургическое вмешательство возможно только после стабилизации артериального давления и разрешения олигоанурии.

Клиническая практика показала, что без некрэктомии необходимо отказаться от так называемых «ламповых» разрезов, широко принятых десятилетия назад и не забытых некоторыми хирургами. Такая тактика почти в 100% случаев приводит к гибели пациентов.

При оперативном лечении необходимо произвести широкое рассечение пораженных инфекцией тканей с выходом разрезов на уровень визуально неизмененных участков.Распространение анаэробной инфекции характеризуется агрессивной агрессией, преодолением различных барьеров в виде фасций, апоневрозов и других структур, что не характерно для инфекций, протекающих без доминирующего участия анаэробов. Патоморфологические изменения в очаге инфекции могут быть крайне неоднородными: участки серозного воспаления чередуются с очагами поверхностного или глубокого некроза тканей. Последние могут быть удалены друг от друга на значительные расстояния. Максимальные патологические изменения тканей в некоторых случаях обнаруживаются вдали от ворот инфекции.

В связи с выраженными особенностями распространения анаэробных инфекций проведена тщательная ревизия воспалительного очага с широкой мобилизацией кожно-жирового и кожно-фасциального лоскутов, рассечение фасций и апоневрозов с ревизией межмышечных, паравазальных, параневральных волокон, группы мышц и каждую мышцу в отдельности. Недостаточная ревизия раны приводит к недооценке распространенности флегмоны, объема и глубины поражения тканей, что приводит к недостаточному наполнению GOOG и неизбежному прогрессированию заболевания с развитием сепсиса.

В GOOGO необходимо удалить все нежизнеспособные ткани, независимо от степени поражения. Очаги кожи бледно-синюшного или малинового цвета уже лишены кровоснабжения из-за тромбоза сосудов. Их следует удалять единым целым с подлежащей жировой тканью. Также должны быть иссечены все пораженные участки фасции, апоневроза, мышечной и межмышечной ткани. На участках, прилегающих к серозным полостям, крупным сосудистым и нервным стволам, суставам, при некрэктомии нужно проявлять определенную сдержанность.

После радикала ГОХО края и дно раны должны быть визуально неизмененными тканями. Площадь раны после операции может занимать от 5 до 40% поверхности тела. Не бойтесь образования очень больших раневых поверхностей, ведь только полная некроктомия — единственный способ спасти жизнь пациента. Паллиативное же хирургическое лечение неизбежно приводит к прогрессированию флегмоны, синдрому системной воспалительной реакции и ухудшению прогноза заболевания.

При анаэробном стрептококковом целлюлите и миозите в стадии серозного воспаления хирургическое вмешательство должно быть более сдержанным. Широкого разведения кожно-жировых лоскутов, кругового воздействия на группу пораженных мышц с разжижением межмышечной ткани достаточно для купирования процесса при адекватной интенсивной детоксикации и направленной антибактериальной терапии. При некротическом целлюлите и миозите хирургическая тактика аналогична описанной выше.

При клостридиальном миозите, в зависимости от степени поражения, удаляют мышцу, группу или несколько групп мышц, нежизнеспособные части кожи, подкожно-жировую клетчатку и фасцию.

Если при ревизии операционной раны с незначительными перспективами сохранения функциональной способности конечности обнаруживается значительное поражение тканей (гангрена или возможность последней), то в этой ситуации показана ампутация или обострение конечности. К радикальному вмешательству в виде усеченной конечности следует прибегать также у пациентов с обширным повреждением тканей одного или нескольких сегментов с симптомами тяжелого сепсиса и некорригируемой СПОН, когда перспектива спасения конечности чревата смертью пациента. а также молниеносные анаэробные инфекции.

Ампутация конечности при анаэробной инфекции имеет свои особенности. Она проводится круговыми движениями, без образования кожно-мышечных лоскутов, в здоровых тканях. Для получения более длинной культи конечности А. П. Колесов с соавт. (1989) предлагают ампутацию на границе патологического процесса с рассечением и разжижением мягких тканей культи. Во всех случаях культя рана не ушивается, открыто рассыпчатыми тампонадными мазями на водорастворимой основе или растворами йодофора.Группа пациентов с ампутацией конечности самая тяжелая. Послеоперационная летальность, несмотря на продолжающуюся реанимацию, остается высокой — 52%.

Анаэробная инфекция характеризуется тем, что воспаление носит затяжной характер с задержкой смены фазы раневого процесса. Резко затягивается фаза очищения раны от некроза. Развитие грануляций задерживается из-за полиморфизма процессов, протекающих в мягких тканях, что связано с грубыми нарушениями микроциркуляции, вторичным инфицированием раны.Вместе с тем возникает необходимость повторного хирургического лечения гнойно-некротического очага (рис. 3.66.1), при котором проводится удаление вторичного некроза, выявление новых гнойных полосок и карманов, тщательная санация раны с использованием дополнительных методов обратной связи ( ультразвуковая обработка кавитации пульсирующими струями антисептиков, озонирование и др.). Прогрессирование процесса с распространением анаэробной инфекции на новые участки служит показанием для экстренной повторной HOGO. Отказ от терминальной некрэктомии возможен только после стойкого купирования местного гнойно-воспалительного процесса и явлений ССВО.

Ближайший послеоперационный период у пациентов с тяжелой анаэробной инфекцией проходит в отделении интенсивной терапии, где проводится интенсивная дезинтоксикационная терапия, терапия антибиотиками, лечение полиорганной дисфункции, адекватная анальгезия, парентеральное и энтеральное питание и т. Д. Пациента направляют в хирургическое отделение отделением как положительная динамика в течение раневого процесса, завершение этапа повторного хирургического лечения гнойного очага, а иногда и пластического лечения, устранение стойких клинико-лабораторных явлений ОПА.

Антибактериальная терапия является важным звеном в лечении пациентов с таким заболеванием, как анаэробная инфекция. Учитывая смешанную микробную этиологию первичного гнойно-некротического процесса, в первую очередь назначают препараты широкого спектра действия, в том числе антианаэробные препараты. Наиболее часто используются комбинации препаратов: цефалоспорины II-IV поколения или фторхинолоны в комбинации с метронидазолом, диоксидином или клиндамицином, карбапенемы в монотерапии.

Контроль за динамикой течения раневого процесса и сепсиса, микробиологический мониторинг ран и других биологических сред, отделяемых от ран, позволяют своевременно корректировать изменение состава, дозировки и способов введения антибиотиков.Так, во время лечения тяжелого сепсиса против анаэробной инфекции схемы приема антибиотиков могут варьироваться от 2 до 8 и более раз. Показаниями к его отмене является стойкое купирование воспалительных явлений в первичных и вторичных гнойных очагах, заживление ран после пластических операций, отрицательные результаты посевов крови и отсутствие температуры в течение нескольких дней.

Важной составляющей комплексного хирургического лечения больных анаэробной инфекцией является местная обработка раны.

Использование той или иной повязки планируется в зависимости от стадии раневого процесса, патоморфологических изменений раны, типа микрофлоры, а также ее чувствительности к антибиотикам и антисептикам.

На первой фазе раневого процесса в случае анаэробной или смешанной инфекции препаратами выбора являются мази на гидрофильной основе с антианаэробным действием — диоксиколь, стрептонит, нитицид, йодопирон, 5% диоксиновая мазь и др. в ране есть грамотрицательная флора, а также антисептики — 1% растворы йодофоров, 1% раствор диоксидина, растворы мирамистина, гипохлорита натрия и др.

В последние годы широко применяется современная аппликационно-сорбционная терапия ран биологически активными набухающими сорбентами многокомпонентного действия на раневой процесс, такими как лизосорб, сорб колладиа, диотевин, анилодиотеин и др.Эти агенты оказывают выраженное противовоспалительное, кровоостанавливающее, антимикробное, противомикробное действие практически на все виды бактериальной флоры, способствуют некролизу, превращают рану, отделяемую в гель, сорбируют и удаляют токсины, продукты распада и микротело вне раны. Использование биологически активных дренажных сорбентов позволяет в раннем периоде купировать гнойно-некротический процесс, воспалительные явления в области раны и подготовить ее к пластическому закрытию.

Образование обширных раневых поверхностей в результате хирургического лечения распространенного гнойного очага создает проблему их быстрого закрытия различными видами пластики.Сделайте пластическую операцию как можно скорее, насколько позволяет состояние раны и состояние пациента. Практически пластическую операцию можно проводить не ранее конца второй — начала третьей недели, что связано с описанными выше особенностями раневого процесса при анаэробной инфекции.

Ранняя пластика гнойной раны считается одним из важнейших элементов комплексного хирургического лечения анаэробной инфекции. Быстрое устранение обширных раневых дефектов, за счет которых осуществляется массовая потеря белков и электролитов, заражение раны госпитальной полиантибиотикорезистентной флорой, вовлекающей ткани во вторичный гнойно-некротический процесс, патогенетически оправдано и необходимо хирургическое вмешательство, направленное на лечение сепсиса и профилактику его прогресс.

На ранних этапах пластической хирургии следует применять простые и наименее травматичные методы, к которым относятся пластика местными тканями, дозированное растяжение тканей тканей, АДФ, комбинация этих методов. Полная (одноэтапная) кожная пластика может быть выполнена у 77,6% пациентов. У оставшихся 22,4% пациентов раневой дефект в связи с особенностями течения раневого процесса и его обширностью может быть закрыт только поэтапно.

Летальность в группе пациентов, перенесших комплекс пластических вмешательств, составила почти 3 человека.В 5 раз ниже, чем в группе пациентов, которые не делали пластику или выполняли с опозданием, соответственно 12,7% и 42,8%.

Общая послеоперационная летальность при тяжелой анаэробной инфекции мягких тканей с преобладанием гнойно-некротического очага на площади более 500 см ^2, составляет 26,7%.

Знание клинических особенностей течения позволяет практическому хирургу на ранней стадии выявить такое опасное для жизни заболевание, как анаэробная инфекция, и спланировать комплекс ответных диагностических и лечебных мероприятий.Своевременное радикальное хирургическое лечение обширного гнойно-некротического очага, повторная этапная некрэктомия, ранняя кожная пластика в сочетании с многокомпонентной интенсивной терапией и адекватным антибактериальным лечением позволяют значительно снизить летальность и улучшить результаты лечения.

Аэробная и анаэробная энергетические системы

Тренировка правильной энергетической системы в соответствии с вашим видом спорта обеспечит оптимальную производительность. Автор Джон Шеперд.

Три энергосистемы

1) Аэробная энергетическая система

Бег на длинные дистанции использует аэробную энергию

Аэробика означает «с воздухом».

Кислород является катализатором химической реакции в наших мышцах (включая сердце), которая генерирует аэробную энергию. Если бы не другие факторы, такие как недостаток мышечного топлива (в частности, углеводов или, точнее, гликогена), перегревание и обезвоживание, мы теоретически могли бы продолжать заниматься аэробикой бесконечно.

Аэробные тренировки часто также называют «устойчивым состоянием». Это потому, что во время них потребности организма в энергии уравновешиваются энергоснабжением.Это позволяет нам непрерывно тренироваться — отсюда и устойчивое состояние. Когда устойчивое состояние нарушается, например, в результате увеличения наших усилий и использования большего количества энергии, наше тело изменит способ производства энергии. Он будет делать это с меньшим количеством кислорода, а энергия будет производиться анаэробно — см. Ниже.

Каким бы ни был наш вид спорта, аэробная энергия обеспечивает основу для фитнеса, независимо от конкретных требований энергетической системы в нашем реальном виде спорта. Хорошая основа позволит спринтеру (который в основном полагается на немедленную анаэробную систему) быстрее восстанавливаться между тренировками или футбольному полузащитнику, чтобы поддерживать высокий выход энергии, необходимый в течение матча (футбол особенно зависит от краткосрочной анаэробной нагрузки). энергетическая система).Следует отметить, что одни виды спорта требуют большей аэробной подготовки, чем другие, а другие — комбинации всех трех. В таблице 1 внизу этой статьи приводится разбивка аэробных и анаэробных компонентов выбранных видов легкой атлетики и спорта.

Жир как источник топлива для аэробной энергетической системы

Хотя углеводы являются предпочтительным источником топлива для организма во время активности, жир также обеспечивает энергию. Аэробные тренировки повышают способность организма мобилизовать жир в качестве источника энергии при субмаксимальной интенсивности (а также улучшают углеводный обмен).Это значительно улучшит «диапазон» спортсменов на выносливость. Чтобы развить улучшенную способность сжигать жир, вам необходимо неукоснительно тренироваться с частотой около 80% от максимальной частоты пульса (HRmax). Это известно как «жирный максимум».

Два и три: анаэробные энергетические системы

Фото: Том Филлипс

Анаэробная энергетическая система — предпочтительная энергетическая система для бегунов на 100 метров.
Анаэробное средство без кислорода.

Наши тела могут вырабатывать анаэробную энергию двумя способами через:

• немедленная анаэробная энергетическая система, и;
• кратковременная анаэробная энергетическая система.

Ни одна из систем не обеспечивает надолго устойчивую энергию.

2) Непосредственная анаэробная энергетическая система

Когда наши тела вырабатывают энергию через непосредственную анаэробную систему, кислород не полагается. Следовательно, он подает энергию не более 6-8 секунд. Чтобы получить свою силу, он использует запасенные в организме «высокоэнергетические» химические вещества, такие как аденозиновая тропосфера (АТФ) и креатинфосфат (КП), а также химическую реакцию, которая «зажигает» их.

Взрывная энергия

Вы могли бы думать о непосредственной анаэробной энергетической системе как о взрыве. За очень короткое время высвобождается невероятное количество энергии. Исходя из этого, вы можете понять, что это энергетическая система, которую выбирают не менее взрывные спортсмены, такие как тяжелоатлеты и спринтеры.

Слишком много аэробных тренировок может притупить эту взрывную силу. Это может снизить силовые возможности нашей силы и скорости, генерируя быстро сокращающиеся мышечные волокна.

3) Кратковременная анаэробная энергетическая система

Как и его собрат по непосредственной энергетической системе, краткосрочная анаэробная энергетическая система также производит мощную энергию. Однако он немного более вынослив и может обеспечивать энергией до 90 секунд.

Эту энергетическую систему иллюстрируют усилия бегуна на 400 метров. Их высокоинтенсивные усилия выходят далеко за рамки возможностей энергоснабжения непосредственной системы, и, следовательно, огромное количество энергии высвобождается в ходе дальнейших внутримышечных химических реакций.Многие из нас будут знакомы с ощущениями жжения, которые мы ощущаем в мышцах после почти полной нагрузки (это результат кратковременного перегрузки энергетической системы и чрезмерного выброса одного из химических веществ, производящих энергию, лактата. и его преобразование в молочную кислоту). Во время таких усилий наши сердца неизменно достигают максимальной отдачи. Это физиологические последствия того, что наше тело (и в особенности его мышцы) требует все больше и больше кислорода, но не получает его.

Недостаточная подача кислорода

По мере того, как кратковременное производство анаэробной энергии в системе превышает 20-секундную отметку, все больше и больше требуется кислорода в качестве источника топлива, через 30 секунд 20% производимой энергии вырабатывается аэробно, а через 60 секунд — 30%. . Когда будет достигнута отметка в полторы минуты, никакое поглощение кислорода не спасет анаэробный «двигатель», и мы остановимся до потенциально болезненной остановки.

Увеличьте запасы анаэробной энергии

Тренировка анаэробной энергетической системы (например, с помощью интервальных тренировок) увеличит способность вашего тела восполнять запасы высокоэнергетических фосфатов, используемых для выработки энергии.Это, в свою очередь, расширит их способность производить более мощные усилия при условии, что им будет предоставлен достаточный отдых.

Таблица 1: Отдельные спортивные мероприятия и виды спорта и их соответствующие требования к энергетической системе

Культура анаэробных бактерий — процедура, кровь, осложнения, время, инфекция, типы, дети, определение

1. Хирургический
2. A-Ce
3. Культура анаэробных бактерий

Определение

Культура анаэробных бактерий — это метод, используемый для выращивания анаэробов из клинический образец.Облигатные анаэробы — это бактерии, которые могут жить только в отсутствие кислорода. Облигатные анаэробы уничтожаются при воздействии атмосферу всего на 10 минут. Некоторые анаэробы толерантны к небольшому количеству кислорода. Факультативные анаэробы — это те организмы, которые будет расти с кислородом или без него. Способы получения образцов для анаэробная культура и процедура культивирования выполняются, чтобы гарантировать, что организмы защищены от кислорода.

Цель

Анаэробные бактериальные культуры проводятся для выявления бактерий, которые растут. только в отсутствие кислорода и может вызвать заражение человека.Если игнорируемые или погибающие под воздействием кислорода, анаэробные инфекции приводят к такие серьезные последствия как ампутация , органная недостаточность, сепсис, менингит и смерть. Культура необходима для правильно определить анаэробные патогены и назначить эффективный антибиотик лечение.

Меры предосторожности

Очень важно, чтобы поставщик медицинских услуг получил образец для посева. через асептическая техника .Анаэробы обычно обнаруживаются на слизистых оболочках и других участках, таких как влагалище и полость рта. Следовательно, образцы могут быть загрязнены с этими организмами не следует отправлять на посев (например, глотка или вагинальный мазок). Некоторые типы образцов всегда следует культивировать для анаэробы при подозрении на инфекцию. К ним относятся абсцессы, укусы, кровь, спинномозговая жидкость и экссудативные жидкости организма, глубокие раны и мертвые ткани. Во время сбора образец должен быть защищен от кислорода. и транспортировать и должны быть немедленно доставлены в лабораторию.

Описание

Анаэробы обычно встречаются в определенных областях тела, но в результате при серьезной инфекции, когда они имеют доступ к обычно стерильному телу жидкость или глубокая ткань, которая плохо насыщается кислородом. Некоторые анаэробы обычно живут в щелях кожа, нос, рот, горло, кишечник и влагалище. Травма этим ткани (например, порезы, колотые раны или травмы), особенно в области или прилегающей к слизистым оболочкам позволяет анаэробам проникать в стерильные в противном случае области тела и является основной причиной анаэробной инфекции.А второй источник анаэробной инфекции возникает из-за введения споры в обычно стерильное место. Спорообразующие анаэробы обитают в почва и вода, а споры могут быть занесены через раны, особенно проколы. Анаэробные инфекции чаще всего встречаются у людей, которые имеют иммунодефицит, те, кто недавно лечился широким спектром антибиотики , а также лица, у которых есть разлагающееся повреждение ткани на слизистой оболочке или рядом с ней. перепонка, особенно если место неприятно пахнет.

Некоторые образцы, от которых могут быть изолированы анаэробы:

• кровь
• желчь
• Костный мозг
• спинномозговая жидкость
• прямой аспират из легких
• биопсия ткани из обычно стерильного участка
• жидкость из обычно стерильного места (например, сустава)
• зубной абсцесс
• брюшной или тазовый абсцесс
• ножевое, огнестрельное или хирургическое ранение
• сильный ожог

Некоторые образцы, не подходящие для анаэробных культур включают:

• выделения из горла при кашле (мокрота)
• ректальный мазок
• мазок из носа или горла
• мазок из уретры
• опорожненная моча

Сбор образцов

Ключом к созданию эффективных культур анаэробных бактерий является сбор свободный от загрязнений образец и защита его от воздействия кислорода.Культуры анаэробных бактерий следует получать в соответствующем месте. без загрязнения образца медицинским работником бактерии из прилегающей кожи, слизистой оболочки или ткани. Тампоны должны следует избегать при сборе образцов для анаэробной культуры, потому что хлопок волокна могут быть вредными для анаэробов. Абсцессы или жидкости могут быть аспирировали стерильным шприцем, который затем плотно закрывали для предотвращения попадание воздуха. Образцы тканей следует поместить в дегазированный мешок и запечатанный или во флакон с завинчивающейся крышкой, содержащий газ, который может содержать бескислородный предварительно восстановленная питательная среда и плотно закрыта.Образцы должны быть высевают как можно быстрее на подготовленную питательную среду.

Культура

Культуры следует помещать в среду, свободную от кислорода, в 95 ° F (35 ° C) в течение не менее 48 часов, прежде чем чашки будут осмотрел на рост.

Окрашивание по Граму выполняется на образце во время посева. В то время как инфекции могут быть вызваны аэробными или анаэробными бактериями или смесью и то, и другое, некоторые инфекции с высокой вероятностью вызваны анаэробными бактерии.Эти инфекции включают абсцессы головного мозга, абсцессы легких, аспирационная пневмония и стоматологические инфекции. Анаэробные организмы часто могут подозревать, потому что многие анаэробы имеют характерные микроскопические морфология (внешний вид). Например, Бактероиды виды грамотрицательные палочки, плеоморфные (изменчивые по размеру и форма) и демонстрируют нерегулярное биполярное окрашивание. Фузобактерии виды часто представляют собой бледные грамотрицательные веретенообразные стержни с заостренными заканчивается. Clostridium виды представляют собой большие грамположительные палочки, образующие споры. Расположение спора (центральная, субтерминальная, терминальная или отсутствующая) — полезный дифференциал характеристика. Наличие роста, толерантность к кислороду и окраска по Граму результатов достаточно для постановки диагноза анаэробной инфекции и начать лечение антибиотиками препаратом, подходящим для большинства анаэробов такие как клиндамицин, метронидазол или ванкомицин.

Грамотрицательные анаэробы и некоторые из вызываемых ими инфекций включают: следующие роды:

• Бактероиды (наиболее часто встречающиеся в культурах анаэробы; интраабдоминальный инфекции, абсцессы прямой кишки, инфекции мягких тканей, инфекции печени)
• Фузобактерии (абсцессы, раневые инфекции, легочные и внутричерепные инфекции)
• Порфиромонада (аспирационная пневмония, пародонтит)
• Prevotella (внутрибрюшные инфекции, инфекции мягких тканей)

К грамположительным анаэробам относятся следующие:

• Актиномицеты (инфекции головы, шеи, органов малого таза; аспирационная пневмония)
• Бифидобактерии (инфекции уха, инфекции брюшной полости)
• Clostridium (газы, гангрена, пищевое отравление, столбняк, псевдомембранозный колит)
• Пептострептококк (оральные, респираторные и внутрибрюшные инфекции)
• Пропионибактерии (шунтирующие инфекции)

Идентификация анаэробов очень сложна, и лаборатории могут использовать разные системы идентификации.Частичная идентификация часто бывает Цель. Например, существует шесть видов Бактероиды род, который можно идентифицировать как Bacteroides fragilis группа, а не индивидуально. Организмы идентифицируются по их колониальная и микроскопическая морфология, рост на селективных средах, кислородная толерантность и биохимические характеристики. К ним относятся сахар ферментация, растворимость в желчи, гидролиз эскулина, крахмала и желатина, расщепление казеина и желатина, каталаза, липаза, лецитиназа и индол производство, восстановление нитратов, летучие жирные кислоты, определяемые по газу хроматография и чувствительность к антибиотикам.Антибиотик профиль чувствительности определяется разбавлением микропробирки метод. Многие виды анаэробов устойчивы к пенициллину, а некоторые устойчивы к клиндамицину и другим широко используемым антибиотикам.

Диагностика / Подготовка

Медицинский работник должен проявлять особую осторожность, чтобы собрать незагрязненный образец. Все процедуры должны выполняться в асептических условиях. Медицинский работник, собирающий образец, должен быть подготовлен взять два образца, один для анаэробной культуры и один для аэробной культуре, поскольку неизвестно, может ли возбудитель расти с или без кислород.Кроме того, медицинские работники должны задокументировать любые антибиотики, которые пациент принимает в настоящее время, и любые медицинские условия, которые могут повлиять на рост бактерий.

Последующий уход

В случае пункции вены для анаэробного посева крови прямое давление следует прикладывать к месту пункции вены на несколько минут или до кровотечение остановилось. Пластырь может быть наложен, если: подходящее.Если возникнет отек или синяк, можно приложить лед к сайт. Для взятия образцов, кроме крови, пациент и место сбора следует контролировать на предмет любых осложнений после процедура.

Риски

Медицинская бригада должна проявлять особую осторожность при получении, транспортировка и подготовка образца к анаэробной культуре. Бедных методология может задержать идентификацию бактерии, может позволить состояние пациента ухудшается и может потребовать от пациента предоставить больше образцов, чем потребовалось бы в противном случае.Пациенты могут испытывают синяки, дискомфорт или отек в месте сбора, когда ткань, кровь или другие жидкости.

Полученные результаты

Отрицательные результаты указывают на отсутствие патогенного роста в образце. Положительный результаты покажут рост, идентификацию каждой конкретной бактерии, и его профиль чувствительности к антибиотикам.

Обучение пациентов

Член медицинской бригады должен объяснить процедуру взятия пробы. пациенту.Если пациент серьезно болен, член команды должен: объясните процедуру членам семьи пациента. Пациент и его семья должны понимать это, поскольку бактериям нужно время, чтобы расти в лаборатории, бактериям может потребоваться несколько дней идентификация.

Ресурсы

книги

Анель, Рамон Л. и Р. Филлип Деллинджер. «Сепсис и Бактериемия.» В Текущая терапия Конна 2001, под редакцией Роберта Э. Ракеля и Эдварда Т. Бопе. Филадельфия: W.B. Сондерс Компания, 2001, с.56–62.

Фишбах, Фрэнсис. «Культуры крови». В Руководство по лабораторным и диагностическим исследованиям. 6-е изд. Филадельфия: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс, 2000 г., pp.542–545.

Генри, Дж. Б. Клиническая диагностика и лечение лабораторными методами. 20-е изд. Нью-Йорк: Компания У. Б. Сондерса, 2001.

Валлах, Жак. Интерпретация диагностических тестов. 7-е изд. Филадельфия, Пенсильвания: Lippincott Williams & Wilkens, 2000.

периодические издания

Брук, Ицхак. «Анаэробные инфекции у детей». Достижения в Педиатрия 47 (2000): 395–437.

организации

Американское общество микробиологии. 1752 N St. N.W., Вашингтон, округ Колумбия 20036. (202) 737-3600. http://www.asmusa.org .

Национальный центр инфекционных заболеваний, Центры по контролю за заболеваниями и Профилактика. 1600 Clifton Road NE, Атланта, Джорджия, 30333. (800) 311-3435. http://www.cdc.gov .

разное

Национальные институты здоровья.[цитировано 5 апреля 2003 г.] http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/encyclopedia.html .

Линда Д. Джонс, BA, PBT (ASCP) Марк А. Бест, MD, MPH, MBA

Выделение и характеристика факультативных анаэробных бактерий для выработки биоэлектричества с использованием установки микробных топливных элементов

1 ISSN: Special Issue-2 (May-2015) pp. Оригинальная исследовательская статья. Выделение и характеристика факультативных анаэробных бактерий для выработки биоэлектричества с использованием микробных топливных элементов. Сафа Шейх, Дигамбар Джагтап и Шитал Пардеши * Департамент микробиологии, Современный колледж искусств Наука и коммерция, Шиваджинагар, Пуна, Индия * Автор-корреспондент АННОТАЦИЯ: Биоэлектричество, микробные топливные элементы, факультативные анаэробы. Использование нефти и газа, особенно топлива, в последнее десятилетие ускорилось, что вызывает энергетический кризис.Но требование этой базовой потребности удовлетворяется за счет высокой стоимости капитала. Взглянув на Индию, мы видим множество деревень, которые не видели этого основного товара, в то время как во многих городах отключено электричество. Микробные топливные элементы (MFC) — это устройства, которые используют бактериальный метаболизм для создания электрического потенциала из широкого спектра органических субстратов. Целью этого исследования было выработать электричество с помощью факультативных анаэробных бактерий с использованием установки микробного топливного элемента. Мы построили двухкамерный МФЦ, в котором для соединения камер использовался солевой мостик.Образцы коровьего навоза, почвы и промышленных стоков были взяты из Шиваджинагар-Гавтхана, Кашпатхара, Сатары и сахарной промышленности Анурадж, Тхур, соответственно. Образцы были обработаны для выделения факультативных анаэробных организмов. Для этого использовали среду с тиоглихолатом натрия. Изоляты были дополнительно проанализированы на их морфологические признаки и биохимические тесты, такие как каталаза, оксидаза, восстановление нитратов и окислительно-ферментативный тест. Изоляты были протестированы на выработку биоэлектричества, бактериальный изолят IE3 оказался лучшим среди организмов, продуцирующих 0.23 вольта. В консорциуме все изоляты снижают производительность MFC. MFC был оптимизирован для различных параметров, таких как источник углерода, источник азота, концентрация солевого мостика, pH в анодной камере и концентрация буфера в катодной камере. Во время оптимизации глюкоза в качестве источника углерода была заменена 1% сахарозой, крахмалом, маннитом и лактозой, в то время как пептон в качестве источника азота был заменен 1% нитратом калия, сульфатом аммония и мочевиной, из которых лактоза и мочевина показали электричество 0,13 В и 0,30 В. поколение соответственно.1M KCl с 3% агаром при использовании в солевом мостике и pH 8 показал оптимальное производство электроэнергии. Введение Микробные топливные элементы — это устройства, которые преобразуют химическую энергию в электрическую посредством электрохимически активного бактериального разложения. Бактериям для выживания требуется энергия, и потребление энергии происходит в два этапа; окисление, которое 268

2 требует удаления электронов из источника органического вещества и восстановления, которое дает электроны конечному акцептору электронов i.е. кислород. Некоторые виды бактерий дышат, выпуская электроны в окружающую среду. Эти выпущенные электроны проходят через полупроницаемую мембрану или агаровый солевой мостик, который соединяет две камеры микробного топливного элемента (MFC). Перенесенные электроны генерируют ток и могут использоваться для питания устройств (Zuwei Du et al., 2007). Электрохимически активная бактерия образует биопленку на электроде MFC. Биопленка — это внеклеточное полимерное вещество, которое иммобилизует бактерии, предоставляя больше возможностей для межклеточного контакта и коммуникации.Бактерии, продуцирующие биопленку, включают: Грамотрицательные бактерии, такие как Pseudomonas aeruginosa, Geobacters ulphurreducens и грамположительные бактерии, такие как Clostridium acetobutulicum и Enterococcus faecium (Грегори и др., 2004) и многие другие. Биопленки обладают способностью к внеклеточному переносу электронов (EET). Для внеклеточного транспорта электронов учитывались биоэлектрохимические системы. В этом процессе электроны накачиваются к акцептору электронов вне клетки с использованием прямых или косвенных механизмов.Прямой EET происходит через поток электронов через белки внешней мембраны путем установления существенного контакта с анодом с помощью пилей. При непрямом ЭЭТ он включает экзогенные или эндогенные растворимые молекулы, называемые медиаторами или окислительно-восстановительными шаттлами, которые перемещают электроны через внеклеточный водный матрикс от клеток к аноду (Suzanne et al., 2010). Различные факторы окружающей среды, влияющие на рост микробов, — это температура, pH и кислород. Влияние температуры на характеристики MFC в основном включает 4 аспекта; Во-первых, в определенном диапазоне температур активность анодных микроорганизмов будет увеличиваться, во-вторых, структура сообщества и пропорция распределения питательных веществ изменяется в зависимости от температуры, в-третьих, когда температура повышается на 10 ° C, скорость химической реакции увеличивается вдвое и, наконец, проводимость электролитов зависит от температуры.Конструкция MFC Типичный MFC состоит из анодной камеры (анаэробной) и катодной камеры (аэробной), соединенных протонообменной мембраной (PEM) или солевым мостиком агара. Две камеры имеют Н-образную конфигурацию (рис. 1 и 3). В H-конфигурации две камеры соединены трубами из ПВХ и заполнены агаром и солью. На выработку электроэнергии может влиять площадь поверхности анода и поверхности мембраны. Использование феррикцианида в качестве акцептора электронов в катодной камере может быть увеличено.При разработке MFC идентификация электродного материала имеет жизненно важное значение, поскольку он должен быть прочным, проводящим и биосовместимым. Углеродный электрод, углеродная ткань или графитовая лента могут быть предпочтительным материалом для электродов. Золото было определено как потенциальный материал для разработки анодов MFC. Он обладает высокой проводимостью и может осаждаться из паров. МФЦ с использованием золота в качестве анодного материала дал более воспроизводимые результаты (Брюс Логан и др., 2006). Перенос электронов в MFC. Анодный механизм переноса электронов в MFC является фундаментальной проблемой в понимании теории того, как работают MFC.Микробы переносят электроны на электрод через систему переноса электронов, которая состоит либо из ряда компонентов в бактериальном внеклеточном матриксе, либо вместе с электронными переносчиками, растворенными в основной массе раствора. Электроны, генерируемые при микробном окислении органических соединений, доставляются к аноду через компоненты, связанные с микробной мембраной, растворимые электронные челноки или нанопроволоки (Lovely et al., 2004; Vargas et al., 1998). Электроны текут от анода к катоду через внешнюю электрическую цепь. Это событие переноса электрона замыкает цепь. MFC обнаруживает метаболический потенциал микробов для преобразования органического субстрата в электричество путем передачи электронов от клетки к цепи. В анодной камере окисление субстрата респираторными бактериями в отсутствие кислорода производит электрон и протон, которые передаются на конечный акцептор электронов. В отсутствие акцептора электронов некоторые микроорганизмы переносят электрон на анод либо с помощью электронного челнока, либо с помощью посредников, перемещающих электроны.Прямой перенос электронов на анод бактериями требует некоторого физического контакта с электродом для генерации тока. Линия погружения между бактерией и поверхностью анода включает цитохромы, связанные с внешней мембраной, или предполагаемые проводящие пили, называемые нанопроволокой. Электронные медиаторы, такие как Mn 4+ или нейтральный красный, включенные в анод, улучшают характеристики MFC. (Lovely et al., 2004; Vargas et al., 1998; Holmes et al., 2004). Микробы, используемые в MFC Многие микроорганизмы обладают способностью переносить электроны, полученные в результате метаболизма органических веществ, на анод.Морские отложения, почва, сточные воды, пресноводные отложения и активный ил — все это богатые источники этих микроорганизмов (Таблица 1). Типы и применения MFC MFC могут быть четырех различных типов: MFC с мембраной, MFC без мембраны, MFC-посредник и MFC без посредника. MFC может использоваться в различных областях, таких как очистка сточных вод, подача питания на удаленный датчик, в датчике БПК и в производстве водорода. Эти важные приложения означают исследования в этой области и необходимость подробных исследований.Материалы и методы. Сбор образцов. Образцы коровьего навоза, почвы и промышленных стоков были собраны в стерильный полиэтиленовый мешок и стерильную стеклянную бутылку из Шиваджинагар-Гавтхан, Каш-Патхар (Сатара) и Анурадж сахарной промышленности (Теур) соответственно. Выделение и скрининг факультативных анаэробных бактерий для выработки электричества. Образцы высевали штрихами и субкультивировали на стерильных чашках с агаром с тиоглихоллатом натрия (пептон 15, дрожжевой экстракт 5, глюкоза 5,5, NaCl 2,5, ацетат натрия 3,0, цистеин-hcl 0.5, тиоглихоллат натрия 0,5, резазурин натрия г / л) для выделения факультативных анаэробных бактерий. Планшеты инкубировали при 37 ° C в анаэробных условиях. Разработка инокулята для MFC Инокулят был разработан путем выращивания изолята с наибольшим производством электричества в стерильном тиогликолятном растворе натрия (10 мл), который инкубировали при 37 ° C. Через 24 ч инокуляты доводили до 0,10 OD стерильной средой с тиоглихолатом натрия и затем инокулировали в анодной камере. . 270

4 Конструкция и работа МТЭ Анодная и катодная камеры размером 15 см 13 см 13 см и объемом 2.5 л были соединены солевым мостиком (труба ПВХ: 7 см). Н-образный микробный топливный элемент был построен из акриловых листов (рис. 3). Графитовые электроды вставлялись в крышку анодной и катодной камеры. Вся эта сборка была стерилизована с помощью 70% этанола и перед инокуляцией подвергалась воздействию УФ-лучей в течение 30 минут в ламинарном потоке воздуха. Мультиметр был подключен к анодному и катодному электродам с помощью зажимов типа «крокодил» для записи показаний в вольтах. Солевой мостик получали с использованием 3% агара и 1 М KCl, автоклавировали при 15 фунт / кв. Дюйм в течение 15 минут.В анодную камеру добавляли стерильную среду тиоглихоллата натрия. Парафиновая пленка использовалась для герметизации анодной камеры и поддержания анаэробных условий в анодной камере. Все операции выполнялись при комнатной температуре (23 ° C) и pH 7 для изолятов. Показания записывались через определенный промежуток времени. Носитель выбрасывали, когда наблюдаемая разность потенциалов была ниже 0,5 В. Оптимизация параметров MFC MFC была оптимизирована с использованием следующих параметров для увеличения разности потенциалов между анодом и катодом.Влияние концентрации солевого мостика 1M, 2M, 3M, 4M, KCl и NaCl и 3% концентрации агара в солевом мостике были протестированы на эффективный перенос ионов через солевой мостик для выработки большого количества электроэнергии. Концентрация, которая показывает высокую проводимость, была взята для оптимизации. Влияние источников углерода Различные источники сахара были протестированы на максимальную разность потенциалов путем замены глюкозы в среде тиоглихоллата натрия на 1% сахарозу, лактозу, крахмал и маннит. Влияние источников азота Три разных источника азота, а именно нитрат калия, сульфат аммония, мочевина, добавляли отдельно в разных концентрациях (0.5%, 1%, 1,5%, 2%) путем замены пептона в среде тиоглихоллата натрия. Влияние ph ph среды тиоглихоллата натрия регулировали до различных значений (5, 6, 7 и 8), чтобы проверить эффективность микробного топливного элемента. Результаты и обсуждение В этом исследовании мы акцентировали внимание на выработке биоэлектроэнергии факультативными анаэробными микроорганизмами, выделенными из коровьего навоза, почвы и промышленных стоков. Изоляты, положительные как на окислительный, так и на ферментативный тест, были отобраны для дальнейших исследований. Затем отобранные изоляты проверяли на выработку биоэлектричества.Изоляты, полученные из образца почвы, показали образование самой высокой разности потенциалов. Консорциумы (смешанные культуры всех изолятов) также были изучены на предмет выработки электроэнергии с использованием изолятов, полученных из трех образцов. Изолят, дающий самую высокую разность потенциалов при скрининге, был дополнительно оптимизирован с различными параметрами, необходимыми для увеличения выработки биоэлектричества. Солевой мостик с 3% агаром и различной молярной концентрацией NaCl и KCl (1M, 2M, 3M и 4M) проверяли на генерирование биоэлектричества.271

5 Таблица 1 Микробы, используемые в МФЦ (Zuwei Du et. Al., 2007) Микробы Acetinobacillus succinogens Aeromonas hydrophila Clostridium beijerinckii Clostridium butyricium Desulfovibrio desulfuricans Erwinia disolven Escherichia coliarchcus, Strebsiella pneumoniae. , мальтоза Крахмал, глюкоза, мальтоза Сахароза, сахароза Рис.1 Микробный топливный элемент с мембраной (Брюс Логан и др., 2006) 272

6 Рисунок 2 Компоненты, которые участвуют в переносе электронов от ячеек к аноду в MFC (Lovely et al., 2004) Рисунок 3 Схема установки микробного топливного элемента Рисунок 4 Влияние концентрации солевого мостика на производство электроэнергии 273

7 Рисунок.5 Влияние различных источников углерода на производство электроэнергии Рисунок.6 Влияние различных источников азота на производство электроэнергии Рисунок.7 Влияние ph на производство электроэнергии 274

8 Среди обоих 1M KCl дал наивысший выход 0,17 В, в то время как 2M, 3M и 4M KCl и NaCl показали 0,11, 0,14 и 0,13 В соответственно (Рисунок 4). В среду с тиоглихоллатом натрия по отдельности входили пять различных источников углерода. Было замечено, что среди различных источников углерода, добавленных в анолит, выработка биоэлектричества лактозы, крахмала, сахарозы и маннита составляла 0,14, 0,11, 0.12 и 0,11 соответственно (рисунок 5). дает максимальную разность потенциалов, тогда как крахмал дает минимальную разность потенциалов. Потенциальная разница производства измерялась в течение 24 часов. Аналогичным образом для пяти различных источников азота с разной концентрацией (0,5%, 1%, 1,5% и 2%, рис. 6), внесенных в среду, было замечено, что мочевина дает максимальную биоэлектрическую мощность 0,30 В при концентрации 1%. МФЦ, инокулированный нитратом калия различной концентрации, показал самую низкую разность потенциалов 0.03V при 2% концентрации. MFC работали на фазах 5, 6, 7 и 8. Через 24 часа фаза 7 показала самую высокую разность потенциалов 0,18 В (рисунок 7). Результат, сообщенный Шивом и др. Для лактозы как источника углерода и мочевины как источника азота, дал максимальный выход 0,626 В и 1,575 В соответственно. При данной оптимизации глюкоза и мочевина также показали максимальное генерирование биоэлектричества 0,20 В и 0,30 В соответственно. Таким образом, полученные данные рекомендуют использовать глюкозу в качестве углерода и мочевину в качестве добавки азота для изолятов в среде тиогликолата натрия.Благодарность Мы выражаем глубокую благодарность Департаменту микробиологии, Современному колледжу искусств, науки и коммерции, Шиваджинагар, Пуна 5, за предоставление помещения, инфраструктуры и средств для проведения этого исследования. 275 Ссылки Брюс, Э., Логан, Берт Х., Рене, Р., Уве, С., Юрг, К., Стефано, Ф., Питер, А., Вилли, В., и Корнель, Р., Микробное топливо клетки: методология и технология, Чин, Т., Ван, Р., Яо, Х., Яо, К., Чонг, З., Электродный материал из углеродных нанотрубок / полианилиновой углеродной бумаги, применяемой в микробных топливных элементах, журнал чистой энергии технологии, т.1 шт. 3, Геан, К.Гилс. С., Чанг, Б., Миа, К., Джэ, К., Хён, С., С., Хён, К., Операционные параметры, влияющие на производительность МФЦ без медиаторов (2002), Хуэйцзе, Х., Лей , Л., Янгхак К., Пол, Ф., Арум, Х., Микробиологические массивы топливных элементов обнаруживают электрохимически активные микробы, Ян Б. Арендс и Вилли В. 100 лет микробного производства электроэнергии: три концепции для будущего. микробная биотехнология 2010: 5 (3), Мин, В., Чжэньхуа, Ю., Баосю, Х., Цзиньшэн, З., Жэньминь, Л., Производство электроэнергии микробными топливными элементами, питаемыми гидролизом Enteromorphaprolifera, Int.j. Электрохим. Наук, 8 (2013). Пранаб, К., и Дека, Д., Производство электроэнергии из микробных топливных элементов на основе биологических отходов, том 1, Рэйчел, А., Сравнение модификации конструкции с новыми микробными топливными элементами для производства электроэнергии и снижения бактериальной нагрузки, Epistimi Shaoan, К., Хонг, Л., Брюс, Э., Повышение эффективности однокамерных микробных топливных элементов с использованием улучшенной структуры катода,

9 Электрохимия, коммуникация 8 (2006) Шив К., Харш.К., Гириш К., Исследование выработки электроэнергии из коровьего навоза с использованием микробных топливных элементов (2012). Шив К., Гириш Б., Рина С. и Нидхи В., Bacillus sp. BVB01AS elctrogenin в двухкамерном микробном топливном элементе. (2012) Сингх, Д., Пратап, Д., Баранвал, Ю., Кумар, Б., Чаудхари, Р., Микробные топливные элементы: зеленая технология для выработки энергии, Анналы биологических исследования, 2010, 1 (3): Сюзанна, Т., Паритма, Д., Филипп Б., Юрг К., Корнил, Р., Первоначальное развитие и структура биопленок на анодах микробных топливных элементов, BMC Microbiology 2010, 10: 98.