هوائي إلزامي

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
يمكن التمييز بين البكتيريا الهوائية واللاهوائية عن طريق زراعتها في أنابيب اختبار تحتوي على مرق ثيوغليكولات : 1- البكتيريا الهوائية الإجبارية : تحتاج إلى الأكسجين لأنها لا تستطيع التخمر أو التنفس اللاهوائي. تتجمع هذه البكتيريا في الجزء العلوي من الأنبوب حيث يكون تركيز الأكسجين أعلى. 2- البكتيريا اللاهوائية الإجبارية : تتسمم هذه البكتيريا بالأكسجين، لذا تتجمع في الجزء السفلي من الأنبوب حيث يكون تركيز الأكسجين أدنى. 3- البكتيريا اللاهوائية الاختيارية : يمكنها النمو بوجود الأكسجين أو بدونه لأنها تستطيع استقلاب الطاقة هوائياً أو لاهوائياً. تتجمع هذه البكتيريا في الغالب في الجزء العلوي من الأنبوب لأن التنفس الهوائي يُنتج كمية أكبر من جزيئات ATP مقارنةً بالتخمر أو التنفس اللاهوائي. 4- البكتيريا المحبة للأكسجين بكميات قليلة: تحتاج إلى الأكسجين لأنها لا تستطيع التخمر أو التنفس اللاهوائي. ومع ذلك، فإنها تتسمم بتركيزات الأكسجين العالية. تتجمع هذه البكتيريا في الجزء العلوي من أنبوب الاختبار، ولكن ليس في قمته. 5- الكائنات الحية المتحملة للأكسجين : لا تحتاج إلى الأكسجين لأنها تستقلب الطاقة لاهوائياً. وعلى عكس البكتيريا اللاهوائية الإجبارية، فإنها لا تتسمم بالأكسجين. ويمكن العثور عليها منتشرة بالتساوي في جميع أنحاء أنبوب الاختبار.

الكائنات الهوائية الإجبارية هي كائنات حية تحتاج إلى الأكسجين للنمو. [ 1 ] تستخدم هذه الكائنات الأكسجين من خلال التنفس الخلوي لاستقلاب مواد مثل السكريات والدهون، للحصول على الطاقة. [ 1 ] [ 2 ] في هذا النوع من التنفس، يعمل الأكسجين كمستقبل نهائي للإلكترونات في سلسلة نقل الإلكترون . [ 1 ] يتميز التنفس الهوائي بإنتاج طاقة أكبر ( أدينوسين ثلاثي الفوسفات أو ATP ) مقارنةً بالتخمر أو التنفس اللاهوائي ، [ 3 ] إلا أن الكائنات الهوائية الإجبارية معرضة لمستويات عالية من الإجهاد التأكسدي . [ 2 ]

الجدول 1. المصطلحات المستخدمة لوصف علاقات الأكسجين بين الكائنات الحية الدقيقة. [ 4 ]
مجموعةبيئةتأثير الأكسجين​
التمارين الهوائيةاللاهوائية
هوائي إلزامينمولا نمومطلوب (يستخدم للتنفس الهوائي)
اللاهوائيات الإجباريةلا نمونموسامة
اللاهوائية الاختيارية (اللاهوائية الاختيارية)نمونموغير ضروري للنمو، ولكن يتم استخدامه عند توفره.
محب للهواء الدقيقالنمو إذا لم يكن المستوى مرتفعًا جدًالا نمومطلوب ولكن بمستويات أقل من 0.2 ضغط جوي
لاهوائي متحمل للهواءنمونموغير مطلوب وغير مستخدم

أمثلة

من بين الكائنات الحية، تُعدّ جميع الحيوانات تقريبًا، ومعظم الفطريات ، والعديد من البكتيريا ، كائنات هوائية إجبارية. [ 2 ] تشمل أمثلة البكتيريا الهوائية الإجبارية: المتفطرة السلية ( مقاومة للأحماض )، [ 2 ] [ 5 ] والعصوية ( موجبة الغرام )، [ 2 ] والنوكارديا النجمية ( موجبة الغرام ). [ 2 ] [ 6 ] باستثناء الخمائر ، فإن معظم الفطريات هوائية إجبارية. [ 1 ] كما أن جميع الطحالب تقريبًا هوائية إجبارية. [ 1 ]

تُعدّ بكتيريا Streptomyces coelicolor من البكتيريا الهوائية الإجبارية الفريدة ، وهي بكتيريا موجبة الغرام ، تعيش في التربة، وتنتمي إلى شعبة الأكتينوميسيتوتا . [ 7 ] وتتميز هذه البكتيريا بأن جينومها يحتوي على العديد من الإنزيمات ذات الوظائف التي تُعزى عادةً إلى عمليات الأيض اللاهوائي في البكتيريا اللاهوائية الاختيارية والإجبارية . [ 7 ]

استراتيجيات البقاء

عندما تتعرض الكائنات الهوائية الإجبارية لبيئة تفتقر مؤقتًا إلى الأكسجين، فإنها تحتاج إلى استراتيجيات للبقاء لتجنب الموت. [ 8 ] في ظل هذه الظروف، تستطيع بكتيريا المتفطرة السمغماتية التبديل بسرعة بين إنتاج الهيدروجين بالتخمر وأكسدة الهيدروجين باستخدام الأكسجين أو اختزال الفومارات، وذلك اعتمادًا على توافر مستقبل الإلكترون . [ 8 ] يُعد هذا المثال أول حالة يُرصد فيها إنتاج الهيدروجين في كائن هوائي إجباري. [ 8 ] كما يؤكد حدوث التخمر في المتفطرة، ويُعد دليلًا على أن الهيدروجين يلعب دورًا في البقاء والنمو على حد سواء. [ 8 ]

قد تنشأ مشاكل أيضًا في البيئات الغنية بالأكسجين، ويعزى ذلك في الغالب إلى الإجهاد التأكسدي . يحدث هذا عندما يختل توازن الجذور الحرة ومضادات الأكسدة في خلايا الكائن الحي، ويعود ذلك في الغالب إلى التلوث والإشعاع في البيئة. وتنجو الكائنات الهوائية الإجبارية من هذه الظاهرة باستخدام جهاز المناعة في الكائن الحي لتصحيح هذا الخلل. [ 9 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 بريسكوت إل إم، هارلي جيه بي، كلاين دي إيه (1996). علم الأحياء الدقيقة (  الطبعة الثالثة). دار نشر ويليام سي براون. الصفحات 130-131 . ISBN  0-697-29390-4.
  2. 1 2 3 4 5 6 "الكائنات الهوائية الإجبارية - تعريف من موقع Biology-Online.org." موقع Biology Online. Biology-Online، بدون تاريخ على الإنترنت. 12 ديسمبر 2009. < http://www.biology-online.org/dictionary/Obligate_aerobe >
  3. ↑ هوغ، س. (2005). علم الأحياء الدقيقة الأساسي ( الطبعة الأولى). وايلي. الصفحات 99-100 ، 118-148 . ISBN   0-471-49754-1.
  4. ↑ WI، كينيث تودار، ماديسون. "تغذية ونمو البكتيريا" . textbookofbacteriology.net . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 أبريل 2021 .{{cite web}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  5. ↑ ليفينسون، و. (2010). مراجعة علم الأحياء الدقيقة الطبية وعلم المناعة ( الطبعة الحادية عشرة). ماكجرو هيل. الصفحات 150-157 . ISBN   978-0-07-174268-9.
  6. ↑ ريان كيه جيه؛ راي سي جي، محرران. (2004). شيريس في علم الأحياء الدقيقة الطبية ( الطبعة الرابعة). ماكجرو هيل. الصفحات 460-462 . ISBN   0-8385-8529-9.
  7. 1 2 فيشر، ماركو؛ ألديرسون، جيسي؛ فان كولين، جيرتجي؛ وايت، جانيت؛ ساورز، ر. غاري واي آر 2010 (2010). "البكتيريا الهوائية الإجبارية Streptomyces coelicolor A3(2) تُصنّع ثلاثة مختزلات نترات تنفسية نشطة" . علم الأحياء الدقيقة . 156 (10): 3166-3179 . doi : 10.1099/mic.0.042572-0 . ISSN 1465-2080 . PMID 20595262 .  {{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء رقمية: قائمة المؤلفين ( رابط )
  8. 1 2 3 4 بيرني، مايكل؛ غرينينغ، كريس؛ كونراد، رالف؛ جاكوبس، ويليام ر.؛ كوك، غريغوري م. (2014-08-05). "إنتاج الهيدروجين بالتخمر بواسطة بكتيريا حلزونية هوائية إجبارية للبقاء على قيد الحياة في ظل الإجهاد الاختزالي أثناء نقص الأكسجين" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 111 (31): 11479-11484 . Bibcode : 2014PNAS..11111479B . doi : 10.1073/pnas.1407034111 . ISSN 0027-8424 . PMC 4128101. PMID 25049411 .   
  9. ↑ إيسكي، جيمي (2019-04-03). "ما هو الإجهاد التأكسدي؟ آثاره على الجسم وكيفية الحد منه" . أخبار طبية اليوم . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2021-05-08 .