Što su izborni anaerobni? Primjeri i klasifikacija

Predstavnici kraljevstva Drobnyanka, kao i neke alge i parazitske crve i gljivice karakteriziraju poseban oblik oksidacije organskih tvari, koji se javljaju u odsutnosti molekularnog kisika ili pri niskoj koncentraciji. Organizmi koji žive u okolišu bez kisika su anaerobni. Opcije i obavezne vrste, kao i primjeri njihova životnog stila i klasifikacije, pregledat ćemo u ovom članku.

Zašto je potreban dah

Navest ćemo da ćemo govoriti o tzv. Unutarnjem ili stanični, disanje. Njegov glavni zadatak je dobiti energiju od tvari, prvenstveno glukoze, ulaska u stanicu. Ako kisik sudjeluje u oksidacijskim procesima, organizmi se nazivaju aerobes. Ako pojedinac prima dio energije energijom fosforacije supstrata bez priljeva molekula O₂ Jesu li organizmi, anaerobni.

Ovaj pojam, koji je Louis Pasteur uveo 1861., početno se odnosio samo na neke vrste prokariota koje obavljaju fermentaciju oleinske kiseline. U modernoj mikrobiologiji pod tim imenom svih organizama u kombinaciji, koristeći konačni akceptor nije kisik i nitrate, vodik ili organskih spojeva. Respiracijski lanci aerobnih, fakultativnih i obveznih anaeroba, koji ćemo razmotriti u nastavku, provode procese razmjena energije, zbog čega dolazi do oksidacije glukoze, aminokiselina i masti u CO₂ , H₂O i NH_3. Napominjemo također da je anaerobni metabolizam manje učinkovit nego kisik. To je zbog činjenice da za rast u odsustvu kisika zahtijeva više supstrata, na primjer, glukozu. Energija kao rezultat anoksičnog cijepanja također se oslobađa manje. Na primjer, glikoliza - 2 mola ATP iz svake molekule glukoze, dok se u slučaju cijepanja kisikom sintetiziraju 36 molekula adenozin trifosfata.

Raznolikost anaerobe

Moderna klasifikacija uključuje različite vrste organizama, prvenstveno bakterije. Na primjer, fakultativni anaerobi - jednostruki ili višestruki jednostanični vrsta prokariota, biljaka ili gljiva, koja ne zahtijeva katabolizam O₂. Ali njegova prisutnost u citosolu stanice ili u vanjskom okruženju nije kobno za pojedinca. Na primjer, oni uključuju bakterijske uzročnike ljudskih bolesti: anginalni streptokok, hemolitički staphylococcus aureus. Izborni anaerobni su također neke vrste bakterija čija je vitalna aktivnost korisna ljudima. Dakle, termofilni streptokok, cijepanje laktoze na C₃H₆oh₃ se koristi za proizvodnju fermentiranih mliječnih proizvoda: kiselo vrhnje, fermentirano mlijeko, meke sireve. U medicini je neophodno u proizvodnji probiotika, koji se koriste za sprječavanje enterokolitisa i proljeva različitih etiologija. Nastavljajući uzeti u obzir klasifikaciju anaerobe, obraćamo pažnju na makro-aerofile koji žive u okruženju gdje koncentracija O₂ ne prelazi 0,5-1%.

Među njima, mnogo ljudskih patogenih vrsta, kao što su streptokoki, uzrokujući ždrijela i Lyme bolest. Ostale vrste fakultativnim i aerobnim živjeti u ljudskom probavnom sustavu, što uzrokuje različite vrste gastritisa i ulkusa želuca. Uzročnik gore navedenih bolesti je poznati Helicobacter. Veliki broj makroaerofilov odnose na fakultativne anaerobe, potrebna za njihov metabolizam visokim sadržajem ugljičnog dioksida. Takvi prokarioti nazivaju se kapnofili.

Lanac dišnog sustava fakultativni anaerobni

Nastavit ćemo proučavati značajke metabolizma ove skupine bakterija. U laboratorijskim uvjetima ustanovljeno je da se mogu odrediti u otopini organskih tvari koje sadrže različite maseni udio kisik. Ovi anaerobni će se akumulirati bliže dnu cijevi, gdje je koncentracija O₂ niska. To je zbog činjenice da su fakultativni anaerobni bakterije, pri čemu male doze kisika nemaju ozbiljan štetni učinak. Ranije smo spomenuli da u bakterijama nekih skupina, na primjer, denitrifizirajući, konačni akceptor su nitrati, dušikovi spojevi koji su oksidirani.

Respiratornog lanca u fakultativni anaerobi katalitičkih reakcija uključenih enzim nitrat reduktaze, koji osigurava elektronsku transport iona NO₃^-. Takve bakterije uključuju prokariote iz rodova Micrococcus, Pseudomonas. Žive i u vodenim tijelima iu vlažnoj tlu. Ove bakterije koriste kisik soli nitratnih kiselina kao akceptor elektrona, provodeći tzv. "Nitratno disanje".

Uloga enzima u katabolizmu bakterija

U metabolizmu mikroorganizama, važna funkcija provodi se katalitičkim sustavom kojeg predstavljaju citokromi, katalaza, flavin enzimi, peroksidaza. Dakle, flavoproteini imaju ulogu elementa koji povezuje supstrat i molekule kisika, koji se potom reduciraju u vodikov peroksid. S obzirom na činjenicu da su fakultativni anaerobni mikroorganizmi čiji se metabolizam javlja iu prisutnosti O₂, i u okruženju bez kisika, mogu se razlikovati dvije vrste tih prokariota. Razmotrimo ih detaljnije.

Vrste izbornih bakterija

Aerobes, anaerobni, fakultativni anaerobni, mikroaerofili su prilično potpuni popis prokariota čiji respiratorni lanci ovise djelomično ili u cjelini o prisustvu molekula kisika u hranjivoj otopini. Na primjer, allertolerantne bakterije koje oksidiraju mliječni šećer razvijaju se u prisustvu O₂, ali ga nemojte koristiti u dišnom lancu. Oni sintetiziraju energiju reakcijama fermentacije. Ostali facultativni anaerobni spojevi, na primjer stanice kvasca, ovisno o kemijskom sastavu supstrata, mogu proći od fermentacijskog procesa do disanja kisika.

Citokromi i njihova važnost u metabolizmu

Kompleksni proteini - proteini, uključujući hemu (protetsku skupinu koja sadrži željezo) - su citokromi. Sudjeluju u staničnom disanju u bakterijama i kvascu, oni su i donatori i akceptori elektrona. Željezni atom protetske skupine reverzibilno mijenja svoj oksidacijski status od +2 do +3. To omogućuje citokromima transport elektrona od dehidrogenaza do acetaldehida ili piruvinske kiseline. Izborni aerobni, anaerobni i mikroaerofili mogu imati akceptore elektrona predstavljenih molekulama ugljičnog dioksida, vodikovim ionima, aminokiselinama.

Važnost prokariotske anaerobe u ciklusu supstanci u prirodi

To je nezamislivo ciklusi organogenog porijekla glavni elementi, npr, dušik koji se pojavljuje u biosfere zemlji, bez sudjelovanja mikroorganizama. Jer fakultativne anaerobe - prvenstveno jedan Denitrificirajuće bakterije, oni su u mogućnosti obnoviti topljive soli iz tla dušične kiseline na N₂O ili do slobodnog dušika. Denitrifikacija je najaktivnije u tlima koja sadrže prekomjernu količinu vode i dušikovih gnojiva. Kao rezultat kemijskih reakcija, molekule slobodnog dušika ponovno se vraćaju u atmosferu, zatvarajući ciklus transformacija u prirodi.

Probiotici i njihova važnost za ljude

Od više od 500 vrsta bakterija koje nastanjuju ljudsko gastrointestinalnog trakta, važno mjesto zauzima fakultativne anaerobe. To je prvenstveno predstavnik genera Lactobacillus, Streptococcus, Candida. Najveći broj nalazi se u debelom crijevu. To bakterije regulirati motilitet (kretanje hrane mase) i sintetizirati vitamine B i C. Također su uključeni u razvoj zaštitnih proteina - imunoglobulina, a koji sa svoje strane, osigurati baktericidna sadržaja crijeva. Medicinske studije su pokazale da se sadržaj bakterija u debelom crijevu ljudskog smanjuje naglo nakon zaraznih bolesti uslijed upalnih procesa i nakon antibiotske terapije.

Za vraćanje mikroflore gastrointestinalnog trakta koriste se lijekovi - probiotici. Uključuju korisne fakultativne anaerobe - bifido i laktobacili. Ulazak u debelog crijeva osobe osigurava svoj uobičajeni rad i smanjuje gore navedene negativne posljedice. Najčešće korišteni probiotici, dobro utemeljeni u gastroenterologiji, su Hilak Forte, Lineks, Lactovit.