ما هي البكتيريا الهوائية واللاهوائية البكتيريا هي كائنات وحيدة الخلية توجد في كل مكان حولنا لأنها تستطيع البقاء على قيد الحياة والتكيف مع جميع الظروف البيئية التي تتغير باستمرار.
عند تصنيف البكتيريا، من الضروري تقسيم الأكسجين إلى بكتيريا هوائية أو لاهوائية أو اختيارية على التوالي، وفي مقالنا التالي، سوف ندرس البكتيريا الهوائية وأمثلةها الأكثر شيوعًا والاختلافات بينها وبين الأنواع الأخرى.
البكتيريا الهوائية
- أحد العوامل الأساسية التي تتطلب الأكسجين ليعمل هو أكسدة بعض المواد العضوية (مثل السكريات والدهون) لضمان استمرار نموها.
- تعتمد هذه البكتيريا على الأكسجين لإنتاج الطاقة على شكل أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) أثناء التنفس.
- هذا يسمح لهم بإنتاج المزيد من الطاقة من البكتيريا اللاهوائية، لكنهم بدورهم يتطلبون مستويات أعلى من الإجهاد التأكسدي.
من المعروف أن البكتيريا الهوائية تختلف في الحجم والشكل، ولكن لها خصائص معينة، مثل:
- عندما توضع البكتيريا في أنبوب اختبار مملوء بوسط سائل، فإنها تتراكم في طبقة سميكة.
- اقترب من سطح الوسط السائل بحيث يظل الوسط الموجود أسفل البكتيريا صافيًا وشفافًا تقريبًا.
- عند زراعة البكتيريا الهوائية في المختبر، يجب الحفاظ على كمية كافية من الأكسجين في الحاضنة التي تحتوي عليها.
تصنف الأنواع الأخرى من البكتيريا على النحو التالي:
- البكتيريا اللاهوائية. البكتيريا التي يمكن أن تستمر في النمو بدون أكسجين.
- حيث يكون متقبل الإلكترون النهائي هو ثاني أكسيد الكربون أو الكبريت أو الحديد.
- ينتج خلات مثل الميثان والنترات والكبريتات وسيتراكم الوسط السائل في قاع أنبوب الاختبار.
- البكتيريا الاختيارية. بغض النظر عما إذا كان يتم توفير الأكسجين، يمكن لهذه البكتيريا أن تنمو في حالتين باستخدام بدائل الكربون العضوي.
- كمستقبل للإلكترون لإنتاج ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP).
- عند وضعها في بيئة سائلة، تتجمع هذه البكتيريا بطول أنبوب الاختبار.
أمثلة على البكتيريا الهوائية
- عصية: يتم توزيع هذه البكتيريا في جميع أنحاء العالم وتنقسم إلى البكتيريا الهوائية واللاهوائية.
- لها جينوم كبير، وتتميز هذه البكتيريا بالقدرة على العيش بشكل مستقل أو غزو السلالات المسببة للأمراض.
- السل الفطري. كما يوحي الاسم، يتسبب هذا المرض في الإصابة بالسل في رئتي الثدييات (حيث يكون محتوى الأكسجين أعلى).
- ثم تبدأ في الانقسام وبعد حوالي 15 ساعة من الإصابة تظهر طبقة من الشمع على الحائط.
- نوكارديا. البكتيريا موجبة الجرام (يمكن لهذه البكتيريا أن تحافظ على لون الجدار الأرجواني.
- بعد إضافة الصبغة الحمراء، الزعفران لأن جداره يحتوي على الببتيدوغليكان) ويشبه شكل القضيب وعادة ما يوجد في الفم.
- العصيات اللبنية. يُعتقد عمومًا أن هذه البكتيريا اختيارية وليست هوائية.
- يشاركون في تخثر وتخمير الطعام وتوجد بشكل شائع في الفم والأمعاء دون التسبب في أي مشاكل صحية، ولكن تعتبر بعض البكتيريا مفيدة.
- الزنجارية: البكتيريا سالبة الجرام (بكتيريا يتغير لونها إلى اللون الأحمر بعد إضافة علبة من الزعفران.
- لأنه لا يحتوي على الببتيدوغليكان في جدرانه. لها شكل القضيب وتوجد في كل مكان في البيئة.
- يهاجمون الأشخاص والحيوانات الذين يعانون من ضعف في جهاز المناعة، مما يتسبب في العديد من المشكلات الصحية.
- إذا لامست هذه الأمراض الرئتين أو الأعضاء الحيوية الأخرى، فإنها ستكون قاتلة.
البكتيريا اللاهوائية
- البكتيريا هي كائنات صغيرة وحيدة الخلية لا تحتوي على نواة بداخلها، لذلك يطلق عليها بدائيات النوى، تختلف عن الخلايا (مثل حقيقيات النوى في جسم الإنسان).
- بشكل عام، تستخدم الكائنات الحية الأكسجين في عملية الحصول على الطاقة اللازمة للحياة.
- ولكن في هذا الصدد، تنقسم البكتيريا إلى البكتيريا اللاهوائية والهوائية.
معلومات عن البكتيريا اللاهوائية
البكتيريا اللاهوائية هي كائنات حية يمكنها التمثيل الغذائي بدون أكسجين، بينما تحتاج الكائنات الهوائية إلى الأكسجين لتلبية احتياجاتها من الطاقة.
تستخدم البكتيريا اللاهوائية مواد أخرى لهذا الغرض، بما في ذلك الفطريات والمطثية العسيرة والبروتوزوا والبكتيريا المشقوقة والعصيات والمغزل والباكشوي.
البكتيريا اللاهوائية هي كائنات لا هوائية لا تتطلب تنفس الأكسجين وتستخدم مستقبلات الإلكترون العضوية وغير العضوية في عملية التمثيل الغذائي ويمكن تقسيمها إلى فئتين:
- البكتيريا اللاهوائية الاختيارية.
- وتلزم البكتيريا اللاهوائية.
ستكون البكتيريا الاختيارية قادرة على النمو في وجود الأكسجين، في غياب الأكسجين، ولكن عندما تكون في ظروف مثالية، لأنها تعمل في دورة لاهوائية لتنفيذ عمليات أخرى، مثل التخمير، لمواصلة النمو.
تختلف بكتيريا الاختبار عن البكتيريا السابقة في أنها لا تستطيع العيش في بيئة تحتوي على الأكسجين بسبب تأثيرها السام على البكتيريا، لذلك أستخدم مواد أخرى كمستقبل نهائي للإلكترون.
الفرق بين البكتيريا الهوائية واللاهوائية
- يمكن للبكتيريا الهوائية إنتاج المزيد من الطاقة، في حين أن البكتيريا اللاهوائية يمكن أن تنتج طاقة أقل.
- في البكتيريا الهوائية، الأكسجين الجزيئي هو متقبل الإلكترون النهائي، بينما في البكتيريا اللاهوائية، المتقبلات هم ثاني أكسيد الكربون، والكبريت، والفومارات.
- تمتلك البكتيريا الهوائية القدرة على إزالة السموم من الأكسجين بمساعدة الإنزيمات، في حين أن البكتيريا اللاهوائية غير قادرة على ذلك.
كيف تتنفس البكتيريا اللاهوائية؟
- لا تستطيع البكتيريا اللاهوائية الاعتماد على الأكسجين لحرق الطاقة الغذائية وستستبدلها بمواد كيميائية طبيعية أخرى.
- يستخدم لإطلاق الطاقة اللازمة لإحداث تفاعلات كيميائية.
- أكثر هذه المواد الكيميائية شيوعًا هي النترات والكبريتات وثاني أكسيد الكربون.
- ينتج هذا التنفس اللاهوائي عادة منتجات ثانوية تعتبر ضارة لجسم الإنسان، مثل الإيثانول والهيدروجين.
ضار بالبشر
- لن تضر هذه البكتيريا بشكل مباشر بجسم الإنسان في ظل الظروف العادية.
- ولكن عندما يكون جسم الإنسان في حالة صدمة، يمكن أن تسبب هذه البكتيريا عدوى تسمى العدوى اللاهوائية.
- تصيب هذه العدوى مناطق معينة من الجسم أكثر من غيرها، بما في ذلك البطن.
- الأعضاء التناسلية والقلب والعظام والمفاصل والجهاز التنفسي والجهاز العصبي المركزي والجلد والفم.
- تشمل الالتهابات اللاهوائية الشائعة التي يمكن أن تصيب البشر التهاب الزائدة الدودية والتهاب الجيوب الأنفية والدماغ والرئة والكبد وخراج البطن والكزاز ومتلازمة ليمير.
- السبب الرئيسي لهذا النوع من الالتهاب هو صدمة أو جراحة لب الأسنان وحتى تلف الأنسجة العميقة في الجسم بسبب عضة حيوان.
أين توجد البكتيريا اللاهوائية؟
- يمكن العثور على البكتيريا في عدة أجزاء من الجسم، ولكن إذا وصلت إلى الأنسجة العميقة في الجسم، فإن السوائل ونقص الأكسجة.
- يمكن أن تسبب التهابات خطيرة حيث تدخل البكتيريا اللاهوائية التي تعيش في الشقوق الجلد والأنف والفم والأمعاء والمهبل.
- يدخل الجسم بسهولة ويسهل إتلاف الأغشية المخاطية أو الأنسجة المجاورة.
- علاوة على ذلك، يمكن للبكتيريا اللاهوائية المنتجة للأبواغ أن تدخل جسم الإنسان من خلال الجروح وتبقى في التربة والمياه، مسببةً العديد من الإصابات.
- الأشخاص الأكثر عرضة للإصابة بالعدوى هم أولئك الذين يعانون من نقص المناعة والذين تناولوا مؤخرًا مضادات حيوية واسعة الطيف.
زراعة البكتيريا اللاهوائية
- ابتكر العلماء مزارع للبكتيريا اللاهوائية لتحديد أنواع البكتيريا التي يمكن أن تضر بصحة الإنسان.
- هذا العلم مفيد جدًا في تحديد أسباب الأمراض التي تسببها وإيجاد العلاج المناسب بالمضادات الحيوية الفعالة.