I batteri possono essere classificati in aerobi e anaerobi. La principale differenza tra i due è il fatto che i batteri aerobici richiedono ossigeno per rimanere in vita, mentre i batteri anaerobici non si affidano all’ossigeno per i processi metabolici e la sopravvivenza. Mentre gli aerobi sono in grado di prosperare in habitat che hanno abbondante ossigeno, gli anaerobi possono morire in presenza di ossigeno. Questo tipo di batteri ha un vantaggio di crescita nelle aree del corpo non esposte all’ossigeno e possono diventare agenti patogeni virulenti. La differenza nella capacità di utilizzare l’ossigeno tra aerobi e anaerobi è importante nel trattamento delle infezioni corporee.
La classificazione dei batteri può essere basata non solo sulla necessità o meno di ossigeno, ma anche sul modo in cui lo utilizzano. Gli aerobi obbligati sono microrganismi che hanno bisogno di ossigeno per sopravvivere e morire in sua assenza. Un esempio è il batterio Bacillus anthracis. Gli anaerobi obbligati sono organismi che muoiono se esposti all’ossigeno, come Clostridium tetani e Clostridium botulinum, che causano rispettivamente il tetano e il botulismo.
Gli anaerobi facoltativi possono vivere in presenza o assenza di ossigeno, ma preferiscono utilizzare l’ossigeno. Esempi di questo tipo includono Escherichia coli (E. coli) e Staphylococcus, o semplicemente stafilococco. I sottotipi di E. coli, come O157: H7, causano diarrea emorragica, mentre lo stafilococco è noto per causare infezioni della pelle come foruncoli, follicolite e impetigine. Quando una profonda lacerazione della pelle viene infettata da stafilococco, può verificarsi una forma più grave di infezione chiamata cellulite.
Le altre due classificazioni sono batteri microaerofili e batteri aerotolleranti. I microaerofili possono vivere in habitat che hanno livelli di ossigeno inferiori rispetto all’atmosfera. Esempi di microaerofili sono l’Helicobacter pylori, che causa l’ulcera peptica, e la Borrelia burgdorferi, che causa la malattia di Lyme.
I batteri anaerobici aerotolleranti non hanno alcuna utilità per l’ossigeno ma non sono influenzati negativamente dalla sua presenza. Un esempio è il genere Lactobacillus, che si trova normalmente nell’intestino, nella pelle e nella vagina. Quando le popolazioni di Lactobacillus nella vagina si esauriscono, batteri come Gardnerella vaginalis e Bacteroides si moltiplicano, portando alla vaginosi batterica.
I batteri vengono coltivati in un laboratorio di microbiologia per fornire un indizio importante della loro identità. In particolare, se coltivato in provetta, possono essere documentate le seguenti osservazioni. Gli aerobi obbligati si raccolgono sulla superficie del terreno di coltura per massimizzare l’assorbimento di ossigeno, mentre gli anaerobi obbligati si raccolgono sul fondo per tenersi lontani dall’ossigeno. I batteri facoltativi si raccolgono vicino alla parte superiore, mentre i microaerofili si raccolgono vicino alla parte superiore, ma non in superficie. Gli anaerobi aerotolleranti sono distribuiti uniformemente lungo la profondità del terreno.
Identificare se un batterio è un aerobio o un anaerobio è importante nel trattamento delle infezioni batteriche. Il trattamento delle infezioni causate da batteri anaerobici è spesso più impegnativo perché sono resistenti alle normali terapie antibiotiche. Ad esempio, il trattamento di batteri come Bacillus fragilis di solito include una combinazione di antibiotici come piperacillina/tazobactam, imipenem/cilastatina, amoxicillina/clavulanato e metronidazolo più ciprofloxacina o gentamicina.