اندامگان بی‌هوازی

به هر اندامگانی که برای رشد به اکسیژن نیاز نداشته باشد و حتی شاید در حضور اکسیژن بمیرد، اندامگان بی‌هوازی (Anaerobic organism) گفته می‌شود.

انواع باکتری‌های هوازی و غیرهوازی را می‌توان با قرار دادنشان در محیط کشت مایع تایوگلایکولیت (به انگلیسی: Thioglycollate broth) شناسایی نمود، که حاصل آن در شکل بالا مشخص شده‌است: 1-هوازی اجباری (Obligate aerobes): آن دسته که تنها در حضور اکسیژن توانایی زندگی دارند. 2-بیهوازی اجباری (Obligate anaerobes): آن دسته که در حضور اکسیژن توانایی زندگی ندارند. 3-بیهوازی اختیاری (Facultative anaerobes): آن دسته‌ای که توانایی استفاده از الکترون موجود در اکسیژن را هم دارند و در واقع قابل تغییر دادن متابولیسم خود به هوازی در محیط‌های حاوی اکسیژن‌اند. 4-خرد هوازی (Microaerophiles): آن دسته که به اکسیژن نیاز دارند، اما غلظت عادی اکسیژن موجود در جو برای آن‌ها بیش از اندازه و مرگبار است. 5-تحمل‌کننده هوا (Aerotolerant organisms): آن بی هوازیانی که در حضور اکسیژن هم می‌توانند به فعالیت خود ادامه دهند ولی قادر به استفاده از الکترون اکسیژن نیستند.

دسته‌بندی

سه دسته اصلی از بی هوازی‌ها وجود دارد:

بی‌هوازی اجباری (Obligate anaerobes): آن دسته که در حضور اکسیژن توانایی زندگی ندارند.
بی‌هوازی اختیاری (Facultative anaerobes): آن دسته‌ای که توانایی استفاده از الکترون موجود در اکسیژن را هم دارند و در واقع قابل تغییر دادن متابولیسم خود به هوازی در محیط‌های حاوی اکسیژن‌اند.
تحمل کننده هوا (Aerotolerant organisms): آن بی هوازیانی که در حضور اکسیژن هم می‌توانند به فعالیت خود ادامه دهند ولی قادر به استفاده از الکترون اکسیژن نیستند.

متابولیسم بیهوازی‌ها

باکتری‌های بیهوازی اجباری فسفوریلاسیون اکسیداتیو را انجام نمی‌دهند. علاوه براین، آن‌ها در حضور اکسیژن کشته می‌شوند. این باکتری‌ها فاقد آنزیم‌های خاصی مثل کاتالاز(که پراکسید هیدروژن را به آب و اکسیژن تجزیه می‌کند)، پرکسیداز (که بواسطه آن NADH + H2O2 به NAD و O2 تبدیل می‌شوند) و سوپراکسید دیسموتاز (که بواسطه آن سوپراکسید به پراکسید هیدروژن تبدیل می‌شود) هستند. در سایر باکتری‌ها این آنزیم‌ها وجود دارند و آن‌ها سمیت پراکسید و رادیکال‌های آزاد اکسیژن را که طی متابولیسم در حضور اکسیژن تولید شده‌اند برطرف می‌کنند.

ارگانیسم‌های بیهوازی اختیاری مانند اشریشیا کولی می‌توانند بین انواع هوازی و غیرهوازی دگرگشت (متابولیسم) تغییر جهت دهند. تحت شرایط بی‌هوازی، آن‌ها به وسیله تخمیر یا تنفس بی‌هوازی رشد کرده، اما در حضور اکسیژن به سمت تنفس هوازی برمی‌گردند.

ارگانیسم‌های تحمل‌کننده هوا فقط متابولیسم غیراکسیداتیو دارند ولی بدلایلی مانند وجود آنزیم‌های فوق در برابر اکسیژن مقاومند.

متابولیسم بی‌هوازی در بدن انسان

اکثر بافت‌های بدن درصورت نرسیدن اکسیژن به آن‌ها می‌توانند تا چند دقیقه تحمل کرده و زنده بمانند. این زمان در بعضی مواقع به سی دقیقه نیز می‌رسد. در این حالت، سلول‌های بدن انرژی خود را با واکنش‌های متابولیسم بی‌هوازی (یعنی شکستن ناقص مقادیر زیادی گلوکز و گلیکوژن بدون ترکیب آن‌ها با اکسیژن) به دست می‌آورند؛ اما مغز انسان توانایی انجام متابولیسم بی‌هوازی قابل توجهی را ندارد و درصورت قطع ناگهانی دریافت خون و یا فقدان کامل اکسیژن در خون، انسان ظرف ۵ تا ۱۰ دقیقه بیهوش می‌شود. یکی از دلایل اصلی این مسئله، سرعت بسیار زیاد متابولیسم نورون ها است که آن‌ها را به دریافت لحظه به لحظه اکسیژن از خون وابسته می‌کند.[1]

تنفس بیهوازی

تنفس بیهوازی شامل گلیکولیز و تخمیر می‌باشد. در طی مرحل پایانی این فرایند،NADH (محصول گلیکولیز) با از دست دادن یک هیدروژن به NAD تبدیل می‌شود. این هیدروژن به پیرووات منتقل می‌شود و بسته به نوع گونه باکتری، طیف وسیعی از محصولات نهایی تولید می‌شوند مانند الکل‌های زنجیر کوتاه یا اسیدهای چرب (مثل لاکتیک اسید یا اتانول)

عبارت شیمیایی خلاصه‌گر تنفس بیهوازی:

C₆H₁₂O₆ + 2 ADP + 2 phosphate → 2 lactic acid + ۲ ATP

C₆H₁₂O₆ + 2 ADP + 2 phosphate → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂↑ + 2 ATP

جستارهای وابسته

منابع

فیریولوژی پزشکی گایتون و هال، ویرایش سیزدهم ۲۰۱۶. دوم. ترجمهٔ دکتر علی پور متعبد و دیگران. تهران: انتشارات ابن سینا. ۱۳۹۵. صص. ۳۰۹. شابک ۹۷۸-۶۰۰-۷۹۳۹-۵۹-۸.

ویکی‌پدیای انگلیسی

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[1] فیریولوژی پزشکی گایتون و هال، ویرایش سیزدهم ۲۰۱۶. دوم. ترجمهٔ دکتر علی پور متعبد و دیگران. تهران: انتشارات ابن سینا. ۱۳۹۵. صص. ۳۰۹. شابک ۹۷۸-۶۰۰-۷۹۳۹-۵۹-۸.