Anaerobni organizam

Anaerobni organizam ili anaerob je organizam kome nije neophodan kiseonik za rast. Takav organizam može da ima negativnu reakciju ili čak da ugine u prisustvu kiseonika, jer bolje izvršava svoje telesne funkcije u odsustvu kiseonika. Anaerobni organizam može da bude jednoćelijski ili višećelijski (poput metazoa ili kompleksnijih organizama kao što su crvi iz dubokog mora). Pojedini paraziti (npr. Trichinella spiralis) imaju anaerobnu respiraciju u infektiranim ćelijama. Neki od uglavnom jednoćelijskih anaerobnih mikroba su protozoe, mada većinu anaerobnih mikroba sačinjavaju bakterije i arheje. Iz praktičnih razloga se dele u tri kategorije:

• obligatni anaerobi - kod njih kiseonik izaziva oštećenja
• aerotolerantni organizmi - oni ne mogu da koriste kiseonik za rast, ali su tolerantni na njegovo prisustvo
• fakultativni anaerobi - oni mogu da rastu sa i bez kiseonika, ali koriste kiseonik kad je dostupan

Aerobne i anaerobne bakterije se mogu identifikovati uzgojom u epruvetama sa tioglikolatnim medijumom:
1: Obligatnim aerobima je neophodan kiseonik, jer oni ne mogu anaerobno da vrše fermenticiju ili dišu. Oni se sakupljaju na vrhu eprivete.
2: Oligatne anaerobe kiseonik truje, tako da se oni sakupljaju na dnu epruvete, gde je koncentracija kiseonika najniža.
3: Fakultativni anaerobi mogu da rastu sa i bez kiseonika, zato što oni mogu da metabolički oslobađaju energiju aerobnim i anaerobnim putem. Oni se uglavnom sakupljaju na vrhu epruvete, jer aerobna respiracija generiše više ATP-a nego bilo fermentacija ili anaerobna respiracija.
4: Mikroaerofilima je potreban kiseonik, jer oni ne mogu da fermentišu ili dišu anaerobno. Međutim, visoke koncentracije kiseonika su otrovne za njih. Oni se sakupljaju u gornjem delu eprovete.
5: Aerotolerantnim organizmima nije neophodan kiseonik, jer oni vrše anaerobno metaboličko oslobađanje energije. Za razliku od obligatnih anaeroba, za njih kiseonik nije otrovan. Oni su ravnomerno rašireni u epriveti.

U ljudskim bićina ti organizmi se obično nalaze u gastrointestinalnom traktu. Neke od anaerobnih bakterija proizvode klinički važne toksine (e.g. tetanus).

Energetski metabolizam

Obligativni anaerobi mogu da koriste fermentaciju ili anaerobnu respiraciju. Aerotolerantni organizmi su strogo fermentativni. U prisustvu kiseonika, fakultativni anaerobi koriste aerobnu respiraciju; dok u odsustvu kiseonika, neki od njih vrše fermentaciju, a neki anaerobnu respiraciju.

Fermentacija

Postoji mnoštvo anaerobnih fermentativnih reakcija.

Fermentativni anaerobni organizmi uglavnom koriste mlečno kiselinski fermentacioni put:

C₆H₁₂O₆ + 2 ADP + 2 fosfat → 2 mlečna kiselina + 2 ATP

Energija oslobođena u ovoj reakciji je oko 150 kJ / mol. Ona se konzervira regeneracijom dva molekula ATP iz ADP po molekulu glukoze. To je samo 5% energije po molekulu šećera koju tipično generiše aerobna reakcija.

Biljke i gljive (e.g., kvasci) generalno koriste alkoholnu (etanolnu) fermentaciju, kad je pristup kiseoniku ograničen:

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

Oslobođena energija je oko 180 kJ / mol, što se konzervira regeneracijom dva ATP molekula iz ADP po molekulu glukoze.

Anaerobne bakterije i arheje koriste ove i niz drugih fermentativnih pateva, e.g., propionsko kiselinska fermentacija, buterno kiselinska fermentacija, mešovita kiselinska fermentacija, butandiolna fermentacija, Stiklandova fermentacija, acetogeneza, ili metanogeneza.

Vidi još

• Aerobni organizam
• Anaerobna infekcija
• Anaerobno varenje
• Biogas