البكتيريا اللاهوائية الاختيارية: الخصائص والأمثلة - مادة الاحياء - 2026

و البكتيريا اللاهوائية الاختيارية هي البكتيريا قادرة على العيش في ظل كلا حضور وغياب الأكسجين. الأكسجين مركب شديد التفاعل وضروري للعديد من البكتيريا ومعظم الكائنات الحية ، ومع ذلك ، فإن هذا العنصر قاتل لبعض أنواع البكتيريا.

من بين البكتيريا اللاهوائية الاختيارية هناك أنواع ذات أهمية صناعية وتجارية ، سواء في الصناعات الغذائية أو الصيدلانية أو مستحضرات التجميل وغيرها. الأنواع الأخرى ، على العكس من ذلك ، قادرة على إنتاج أمراض قاتلة للإنسان.

البكتيريا اللاهوائية الاختيارية Salmonella enteritidis. مأخوذة وتحرير من: وزارة الزراعة الأمريكية.

مميزات

السمة الرئيسية للبكتيريا اللاهوائية الاختيارية هي أنها تستطيع استخدام الأكسجين في عمليات التمثيل الغذائي الخاصة بها ، ولكن يمكنها أيضًا استخدام التنفس اللاهوائي أو التمثيل الغذائي المتخمر في غياب الأكسجين.

ومن الخصائص الأخرى المرتبطة بعملية التمثيل الغذائي أن البكتيريا الاختيارية تفتقر إلى إنزيم ديسموتاز الفائق. هذا الإنزيم هو سمة من سمات البكتيريا الهوائية الصارمة. وظيفة الإنزيم هي تكسير الأكسيد الفائق (O ₂ ^-) ، وهو منتج وسيط لعملية التمثيل الغذائي الهوائي.

استقلاب الطاقة

يجب على جميع الكائنات الحية الحصول على الطاقة لعملياتها الحيوية ؛ يتم الحصول على هذه الطاقة من الطعام ، سواء تم تصنيعه بأنفسهم (ذاتي التغذية) أو تم تطويره و / أو معالجته مسبقًا (الكائنات غيرية التغذية).

تُستخدم الطاقة الموجودة في الطعام (جزئيًا) لتخليق ATP من خلال سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تشكل جزءًا من عملية التمثيل الغذائي. للقيام بذلك ، يجب عليهم كسر الروابط الكيميائية داخل الجزيئات التي يتكون منها الطعام.

يؤدي كسر هذه الروابط إلى إطلاق الإلكترونات أو ذرات الهيدروجين التي يجب أن تقبلها المركبات الأخرى. إذا كان المستقبل النهائي للإلكترونات ، أو الهيدروجين ، مركبًا عضويًا ، يُعرف التفاعل باسم التخمير ، من ناحية أخرى ، إذا كان المستقبل النهائي مركبًا غير عضوي ، فإننا نتحدث عن التنفس.

أثناء التنفس ، المستقبل النهائي الأكثر شيوعًا للإلكترونات هو الأكسجين ؛ يطلق عليه التنفس الهوائي. ومع ذلك ، في حالة عدم وجود الأكسجين ، يمكن لبعض الكائنات الحية ، مثل بعض البكتيريا ، استخدام مركبات غير عضوية غير الأكسجين كمستقبلات نهائية للإلكترون ، يحدث التنفس اللاهوائي.

أنواع البكتيريا حسب اعتمادها على الأكسجين

يمكن تصنيف البكتيريا اعتمادًا على ما إذا كانت تستخدم الأكسجين في عملية التمثيل الغذائي أم لا على النحو التالي:

أيروبيكس

يستخدمون الأكسجين كمستقبل نهائي للإلكترون في عمليات التمثيل الغذائي. لذلك فهم قادرون على النمو والازدهار بوجود الأكسجين. أخيرًا ، لا يمكن للأنواع الهوائية الصارمة البقاء في ظروف نقص الأكسجين.

ميكرويروفيليك

إنها مجموعة من البكتيريا التي ، على الرغم من احتياجها للأكسجين ، لا يمكنها الازدهار إلا في البيئات التي تكون فيها تركيزات هذا العنصر أقل (أقل من 10٪) من التركيز الطبيعي في الهواء (20٪).

اللاهوائية

الأنواع التي لا تستخدم الأكسجين في تفاعلاتها الأيضية. بالنسبة لبعض الأنواع اللاهوائية ، يعتبر الأكسجين عنصرًا سامًا ، وقاتلًا لها ، حتى في تركيزات منخفضة جدًا. ومع ذلك ، يمكن لبعض الأنواع تحمله ، وحتى استخدامه في النهاية ؛ لذلك ، يمكن تقسيم البكتيريا اللاهوائية إلى:

أيروتولينتيس

إنهم غير قادرين على استخدام الأكسجين في عملية التمثيل الغذائي الخاصة بهم ، لكن هذا ليس مميتًا ، لذلك يمكنهم العيش في بيئات ذات تركيزات طبيعية من الأكسجين.

اختياري

البكتيريا التي يمكنها استخدام الأكسجين كمستقبل نهائي للإلكترون أثناء عملية التمثيل الغذائي للطاقة ، ولكن في حالة عدم وجود هذا العنصر يمكنها البقاء على قيد الحياة باستخدام مسارات التمثيل الغذائي الأخرى.

التطبيقات

بعض البكتيريا اللاهوائية الاختيارية لها أهمية كبيرة من وجهة نظر صناعية. تشمل هذه المجموعة ، على سبيل المثال ، البكتيريا المستخدمة في الحصول على المشروبات الكحولية المخمرة ، مثل النبيذ أو البيرة.

كما أنها تستخدم في صناعة المواد الغذائية للحصول على الأطعمة المخمرة مثل الجبن واللبن وغيرها. تستخدم بعض الأنواع أيضًا في صنع البروبيوتيك.

الأمراض

من بين البكتيريا اللاهوائية الاختيارية هناك العديد من الأنواع القادرة على التسبب في أمراض ذات صلة سريرية مختلفة ، تتراوح من الإسهال الذاتي إلى الأمراض المميتة ، بما في ذلك العديد من أمراض المستشفيات أيضًا.

تشمل هذه الأمراض ، على سبيل المثال ، الإسهال الجرثومي ، والتهابات المسالك البولية ، والتهاب الشغاف ، والتهاب السحايا ، والتهاب الصفاق ، والالتهاب الرئوي ، وتسمم الدم. يصعب علاج بعض هذه الأمراض بسبب مقاومة البكتيريا للأدوية.

أمثلة على الأنواع التمثيلية

الإشريكية القولونية

إنه عضو في مجموعة Enterobacteriaceae ، والتي يمكن العثور عليها عادةً في الجهاز الهضمي للإنسان. من بين خصائص هذا النوع حقيقة أنه قادر على تخمير اللاكتوز وتحطيم التربتوفان ، لكنه لا يمكن أن ينمو في الوسط مع السترات كمصدر وحيد للكربون.

على الرغم من أنها جزء من الجراثيم المعوية ، إلا أن هذه البكتيريا قادرة على إحداث أمراض للإنسان ، مثل الإسهال والتهابات المسالك البولية والتهاب السحايا.

السالمونيلا المعوية

إنه نوع آخر من بكتيريا Enterobacteriaceae ، مثل E. coli ، ولكن على عكس هذا النوع ، فهو غير قادر على تخمير اللاكتوز ، ولكنه يمكنه البقاء على قيد الحياة في الثقافات التي تحتوي على السترات كمصدر وحيد للكربون. يمكن أن تعيش في الجهاز الهضمي لمجموعة كبيرة ومتنوعة من أنواع الفقاريات ، بما في ذلك بعض الأنواع ذات الدم البارد.

هذا النوع ، مع الأنواع الأخرى من الجنس ، مسؤول عن التهاب المعدة والأمعاء.

لاكتوكوكوس لاكتيس

بكتيريا تنتمي إلى مجموعة العصيات اللبنية ، بأشكال مختلفة. يمكن أن تنمو بشكل فردي ، في أزواج أو في شكل سلسلة. تستخدم الصناعة هذا النوع في إنتاج الأطعمة مثل الزبادي والجبن ومخلل الملفوف وغيرها.

يتم استخدامه أيضًا كبروبيوتيك ، ومعترف به عمومًا على أنه آمن (GRAS) من قبل إدارة الغذاء والدواء بالولايات المتحدة (FDA) ، ومع ذلك ، قد يكون مسؤولاً عن أمراض المستشفيات ، مثل التهاب الشغاف.

رامنوسوس اكتوباكيللوس

وهو ممثل آخر لمجموعة العصيات اللبنية ، مثل Lactococcus lactis. إنها عصية غير متحركة ، غير قادرة على إنتاج الأبواغ التي يمكن أن تنمو منفردة أو في مستعمرات قصيرة السلسلة. يمكن أن يكون اختياريًا لاهوائيًا أو مجهريًا.

مثل L. lactis ، يتم استخدامه في صناعة المواد الغذائية وكمعينات حيوية. كما أنه مرتبط بأمراض المستشفيات ، بما في ذلك تجرثم الدم والتهاب السحايا والتهاب الصفاق

المستدمية النزلية

عصيات صغيرة ، ليست متحركة ، لكنها تتطلب قبل كل شيء مكونات الدم لتنميتها. وهو أحد الأسباب الرئيسية للأمراض مثل التهابات الأذن والجهاز التنفسي والتهاب السحايا والتهاب لسان المزمار.

مورغانيلا مورغاني

بكتيريا على شكل قضيب تعيش كمتعايشة في الجهاز الهضمي للإنسان ، وكذلك الفقاريات الأخرى. على الرغم من كونه عضوًا تقليديًا في النباتات المعوية للكائنات الصحية ، إلا أنه يمكن أن يكون عاملًا معديًا انتهازيًا في الكائنات الحية المريضة أو عند إصابة الجروح.

من بين الأمراض المصاحبة لهذه البكتيريا الإسهال والتهابات المسالك البولية وتسمم الدم وتجرثم الدم والالتهاب الرئوي والدبيلة والالتهابات الجراحية وغيرها. تطور هذه البكتيريا مقاومة للأدوية.

الثقافة على أجار الدم للبكتيريا اللاهوائية الاختيارية Morganella morganii. مأخوذة وتحرير من: Bacteria in Photos.

المراجع

1. إي دبليو نيستر ، سي روبرتس ، إن إن بيرسال وبي جيه مكارثي (1978). علم الاحياء المجهري. الطبعة الثانية. هولت ورينهارت ونستون.
2. هوج (2005). علم الأحياء الدقيقة الأساسي. John Wiley & Sons Ltd.
3. البكتيريا. على ويكيبيديا. تعافى من en.wikipedia.org.
4. جيم ليري. رامنوسوس اكتوباكيللوس. في ليفدر. تعافى من lifeder.com.
5. جيم ليري. مورغانيلا مورغاني. في ليفدر. تعافى من lifeder.com.
6. Samaržija، N. Antunac، JL Havranek (2001). التصنيف وعلم وظائف الأعضاء ونمو Lactococcus lactis: مراجعة. Mljekarstvo..
7. سينجلتون (2004). البكتيريا في علم الأحياء والتكنولوجيا الحيوية والطب ، الطبعة السادسة. جون وايلي وأولاده ، تشيتشستر.
8. J. فيرا. فيمبريا. في ليفدر. تعافى من lifeder.com
9. AG Moat و JW Foster & MP Spector (2002). فسيولوجيا الميكروبات ، الطبعة الرابعة. جون وايلي وأولاده ، تشيتشستر.