Amonifikace (též hnilobný rozklad, hniloba ) je proces rozkladu organických sloučenin obsahujících dusík ( bílkovin , aminokyselin ) v důsledku jejich enzymatické hydrolýzy působením amonifikujících mikroorganismů za vzniku pro člověka toxických konečných produktů - amoniaku , sirovodík , stejně jako primární a sekundární aminy s neúplnou mineralizací produktů expanze:
Amonizační mikroorganismy (jinak hnilobné mikroorganismy, hnilobná mikroflóra) jsou rozšířeny v půdě, vzduchu, vodě, živočišných a rostlinných organismech. Proto každý vhodný substrát rychle hnije. K nejhlubšímu štěpení bílkovin za vzniku bezdusíkatých a dusíkatých sloučenin (indol, skatol, amoniak, sirovodík) dochází za účasti sporotvorných bakterií rodu Bacillus (například Bacillus subtilis , Bacillus mycoides ), Clostridium ( Clostridium perfringens , Clostridium tetani , Clostridium histolyticum ) a čeleď Enterobacteriaceae (např. Proteus , Escherichia ).
Fyziolog 19. století I. I. Mečnikov věřil, že produkty rozpadu (skatol, indol atd.) neustále vznikající ve střevech způsobují chronickou intoxikaci a jsou jednou z příčin předčasného stárnutí. Příliš intenzivní hniloba v tlustém střevě je příčinou hnilobné dyspepsie , průjmu a dysbakteriózy tlustého střeva.
Prvním stupněm degradace proteinů je jejich hydrolýza jak mikrobiálními proteázami , tak proteázami buněk mrtvého organismu, uvolněnými z lysozomů v důsledku buněčné smrti ( autolýza ). Proteolýza probíhá v několika fázích - na začátku se proteiny štěpí na ještě velké polypeptidy , poté se výsledné polypeptidy štěpí na oligopeptidy , které se zase štěpí na dipeptidy a volné aminokyseliny. [1] Výsledné volné aminokyseliny pak procházejí řadou transformací vedoucích k uvolnění produktů specifických pro rozpad. Prvními kroky jsou deaminace aminokyselin, v důsledku čehož dochází k odštěpení aminoskupiny aminokyseliny a uvolnění volného amoniového iontu , a dekarboxylace , v důsledku čehož dochází k odštěpení karboxylové skupiny s uvolněním oxid uhličitý (k dekarboxylační reakci dochází nejčastěji za podmínek sníženého pH ). V důsledku dekarboxylace se také uvolňují primární aminy:
Rozlišuje se tzv. oxidativní deaminace (nejběžnější typ deaminace, v důsledku čehož se NAD (P) redukuje na NAD (P) H 2 ) a hydrolytická deaminace , při které je nahrazena aminoskupina aminokyseliny . hydroxylem . _
Některé aminokyseliny jsou také transaminovány přesunem aminoskupiny aminokyseliny na 2 -hydroxykyselinu (v důsledku tohoto procesu dochází také k deaminaci aminokyselin, navíc jsou syntetizovány ty aminokyseliny, které bakterie nemohou syntetizovat aminace amonnými ionty).
Produkty vzniklé jako výsledek deaminace a dekarboxylace mohou být mikroorganismy oxidovány za účelem získání energie ve formě ATP a účastnit se meziproduktových výměnných reakcí. [2]
Charakteristickým rysem tzv. proteolytických klostridií (tedy ničení bílkovin - např . Clostridium hystoliticum ) je schopnost fermentovat aminokyseliny (a tím je využívat energeticky a jako zdroj uhlíku ) a produkovat proteolytické enzymy. Členové rodu Clostridium jsou schopni fermentovat kyselinu glutamovou , glutamin , histidin , lysin , arginin , fenylalanin , serin , threonin , alanin a cystein . Některé aminokyseliny mohou být fermentovány jednotlivě (například lysin, v důsledku čehož fermentace vede ke vzniku amoniaku, kyseliny máselné a octové ), a některé pouze v párech (při nichž dochází ke spřažené redoxní reakci , kdy jedna aminokyselina kyselina působí jako donor elektronů a druhý - akceptor). Asparagin , alanin, valin , serin, histidin mohou působit jako donory elektronů v párových fermentačních reakcích a glycin , prolin , ornitin , arginin mohou působit jako akceptor.
Konjugovaná oxidace-redukce párů alaninu a glycinu byla dobře studována. Celková reakce vypadá takto:
V důsledku párové fermentace alaninu a glycinu přijme bakterie 1 molekulu ATP na každou molekulu alaninu. [3]
Anaerobní infekce je závažná toxická infekce rány způsobená anaerobní hnilobnou mikroflórou s převládající lézí pojivové a svalové tkáně.
V chirurgii je obvyklé rozlišovat [4] :
Při anaerobní infekci ( plynová gangréna ) jsou tkáně, které se staly nekrotickými působením exotoxinů produkovaných bakteriemi rodu Clostridium , kolonizovány sekundární hnilobnou mikroflórou .
Původci anaerobní neklostridiové infekce jsou zástupci normální lidské mikroflóry lokalizované na kůži, v dutině ústní a v gastrointestinálním traktu . Jedná se o bakteroidy , peptokoky , peptostreptokoky , aktinomycety , mikrokoky .
Hnilobná infekce - iniciovaná zástupci anaerobní neklostridiové mikroflóry v kombinaci s aerobními mikroorganismy (obvykle stafylokoky nebo gramnegativní tyčinky Pseudomonas aeruginosa , Escherichia coli , Proteus vulgaris , Enterobacter aerogenes , Klebsiella ).
Pod hnilobou lidské mrtvoly v soudním lékařství rozumí takové pozdní kadaverózní jevy , při kterých dochází vlivem mikroorganismů k rozkladu složitých organických sloučenin lidských tkání (především bílkovin). Hnití mrtvoly začíná den nebo dva po smrti člověka. Při hnilobě mrtvoly se uvolňuje velké množství plynných produktů (čpavek, sirovodík, metan), přičemž mrtvola bobtná (tzv. kadaverózní emfyzém , zejména otékají tkáně obličeje , končetin, šourku a mléčných žláz ). tkáně mohou prasknout s uvolněním hnědě zbarvené tekutiny a zelených tónů, které představují krevní plazmu uvolněnou do tkáně , obarvené biliverdinem a bilirubinem ( produkty rozkladu hemoglobinu ).
K hnilobě dochází nejintenzivněji v podmínkách vysoké vlhkosti a vysoké teploty. V podmínkách přístupu čerstvého vzduchu také dochází k rozkladu rychleji než ve vodě nebo půdě (v rakvích a jiných hermeticky uzavřených nádobách dochází k rozkladu pomaleji). Při nízkých teplotách se rozpad zpomaluje, při teplotách pod nulou se může úplně zastavit. V přítomnosti hnisavých procesů, stejně jako sepse , se rozpad výrazně urychluje.
Tlusté střevo je jako první zapojeno do procesu hniloby (kvůli hojné kolonizaci střeva symbiotickými bakteriemi ), zatímco při pokojové teplotě se na spodní části břišní stěny za 11-13 dní objeví zelené skvrny, které se šíří do celého těla. Tělo otéká vlivem uvolněných plynných produktů rozkladu, krev se barví špinavě do zelena. V budoucnu se všechny lidské měkké tkáně rozloží, stanou se kašovitými, změní se v páchnoucí tekutinu a dojde ke skeletonizaci mrtvoly, přičemž zůstane pouze jedna kostra . [5]
| Jevy mrtvol | |
|---|---|
| Rané kadaverózní jevy |
|
| Pozdní kadaverózní jevy | |