Anaerob

vsak organizem, ki za svojo rast ne potrebuje kisika

Anaerob ali anaerobni organizem (tudi anaerobiont[1]) je vsak organizem, ki za svojo rast ne potrebuje kisika. Prisotnost kisika lahko anaerobu škodi ali celo povzroči njegov propad. Nasprotno so aerobi (aerobni organizmi) takšni, ki potrebujejo življenjsko okolje, v katerem je dovolj kisika. Anaerobi so lahko enocelični (kot denimo praživali[2] in bakterije[3]) ali večcelični.[4] Večina gliv je obveznih (obligatnih) aerobov, saj za svoje preživetje potrebujejo kisik, medtem ko delež vrst predstavlja obvezne anaerobe (kot so denimo predstavniki debla Chytridiomycota, ki prebivajo v prebavilih goveda, kjer je izrazito anaerobno okolje). Tudi globoke oceanske vode spadajo med življenjska okolja, kjer je kisika ni (so anaerobne oziroma anoksične) ali ga je malo (so hipoksične).[4]

Veliko različnih anaerobov je v prebavnem sistemu prežvekovalcev. Slika prikazuje značilni štiridelni želodec teh sesalcev.

RazvrščanjeUredi

Običajno anaerobe razvrščamo na tri glavne skupine:

  • Obvezni (striktni ali obligatni) anaerobi v prisotnosti kisika ne morejo preživeti in v takšnih razmerah običajno propadejo.[5][6][7]
  • Aerotolerantni anaerobi kisika ne morejo uporabiti za rast, a lahko preživijo ob njegovi prisotnosti.[8][9][7]
  • Fakultativni anaerobi, ki sicer zmorejo rasti tudi brez kisika, a se ob njegovi prisotnosti poslužijo aerobnega tipa presnovnih reakcij.[8][7]

Kljub temu zgoraj opisana razvrstitev morda ni popolnoma pravilna, saj so raziskave pokazale, da lahko človeški obvezni anaerobi (na primer grampozitivna bakterija Finegoldia magna ali metanogena arheja Methanobrevibacter smithii) rastejo v aerobnem okolju, če so rastnemu mediju dodani antioksidanti (denimo askorbinska kislina oziroma vitamin C, glutation in sečna kislina).[10][11][12][13]

 
Anaerobne in aerobne mikrobe lahko razvrščamo po njihovi razporeditvi v prilagojenem tekočem gojišču.

Določanje tipov anaerobov je mogoče z gojitvijo v tekoči kulturi, saj je za vsako skupino značilno točno določeno vedenje:[7]

  1. Obvezne (obligatne) aerobne bakterije se v velikih količinah zberejo na zgornji strani epruvete, da lahko na tak način pridobijo kar največ kisika, ki ga na drugih mestih gojišča ni ali se nahaja v manjši koncentraciji.[7]
  2. Obvezne (obligatne) anaerobne bakterije se vedejo obratno, saj se vrha epruvete izogibajo, največ pa se jih zbere na spodnjem delu, kjer kisika ni.[7]
  3. Fakultativne anaerobne bakterije ravnajo podobno kot obvezne anaerobne bakterije (največ jih je na vrhu epruvete), četudi so prve zmožne preživeti tudi v okolju brez kisika. Tovrstni mikrobi so raje v s kisikom bogatem okolju, ker so reakcije aerobnega tipa presnove energijsko bolj ugodne in ekonomične. Kljub temu se delež fakultativnih anaerobov nahaja tudi v drugih delih epruvete, kjer je kisika manj ali ga sploh ni.[7]
  4. Mikroaerofilne vrste se v največji količini nahajajo na zgornji polovici epruvete, a ne na samem vrhu, ker jim zadostujejo že majhne koncentracije kisika (izpostavljenost previsokim koncentracijam kisika je lahko za tovrstne bakterije celo strupena).[7]
  5. Porazdelitev aerotolerantnih bakterij je raznolika, saj na njo prisotnost ali odsotnost kisika nima vpliva. Zatorej so tovrstne bakterije najpogosteje enakomerno porazdeljene po epruveti.[7]

Energijska presnovaUredi

 
Za gojitev anaerobov so potrebne specifične tehnike, ki zagotovijo okolje brez kisika.

Nekateri obvezni (obligatni) anaerobi za pridobivanje energije uporabljajo procese vrenja ali fermentacije, medtem ko delež tovrstnih anaerobov izvaja anaerobni tip dihanja, pri katerem so sprejemniki elektronov druge molekule (in ne kisik).[14][7] Vsi aerotolerantni anaerobi naj bi se posluževali izključno fermentacije.[15] Po drugi strani izstopajo fakultativni anaerobi, ki za pridobivanje energije v prisotnosti kisika uporabljajo običajni tip aerobnega celičnega dihanja, medtem ko ob pomanjkanju ali popolni odsotnosti preidejo na bodisi anaerobno dihanje bodisi vrenje.[8]

Gojitev anaerobovUredi

Najpogosteje se mikroorganizme goji v okolju, kjer je prisoten tudi zrak iz ozračja, kar pomeni, da v takšnih razmerah ni mogoče gojiti anaerobnih mikrobov, ki atmosferskega kisika ne prenesejo. Posledično so razvili več različnih tehnik, ki se uporabljajo pri gojenju anaerobnih mikroorganizmov, ker jim omogočajo bivalno okolje brez kisika. Med pogostejše tovrstne metode spadata denimo uporaba zaprtih komor (napolnjenih z dušikom ali zapečatenih na kak drug način) in injiciranje anaerobnih bakterij v dvokaličnice, ki prav tako predstavljajo anaerobno oziroma vsaj hipoksično okolje.[16] Pomembna spoznanja so prispevale tudi novejše raziskave, v katerih je francoska skupina ugotovila, da je nekatere anaerobe mogoče gojiti tudi v normalnih gojiščih, če se jim doda antioksidante.[17][18][19]

Glej tudiUredi

SkliciUredi

  1. "Termania - Sopomenke 1.0 - Slovar sopomenk sodobne slovenščine - anaerob". www.termania.net. Pridobljeno dne 2021-03-25.
  2. Upcroft P, Upcroft JA (January 2001). "Drug Targets and Mechanisms of Resistance in". Clin. Microbiol. Rev. 14 (1): 150–164. doi:10.1128/CMR.14.1.150-164.2001. PMC 88967. PMID 11148007.
  3. Levinson, W. (2010). Review of Medical Microbiology and Immunology (11th izd.). McGraw-Hill. str. 91–93. ISBN 978-0-07-174268-9.
  4. 4,0 4,1 Danovaro R; Dell'anno A; Pusceddu A; Gambi C; et al. (April 2010). "The first metazoa living in permanently anoxic conditions". BMC Biology. 8 (1): 30. doi:10.1186/1741-7007-8-30. PMC 2907586. PMID 20370908.
  5. Prescott LM, Harley JP, Klein DA (1996). Microbiology (3rd izd.). Wm. C. Brown Publishers. str. 130–131. ISBN 978-0-697-29390-9.
  6. Brooks GF, Carroll KC, Butel JS, Morse SA (2007). Jawetz, Melnick & Adelberg's Medical Microbiology (24th izd.). McGraw Hill. str. 307–312. ISBN 978-0-07-128735-7.
  7. 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 7,7 7,8 7,9 "Anaerobes - Types of Bacteria, Classification and Examples". MicroscopeMaster. Pridobljeno dne 2021-03-25.
  8. 8,0 8,1 8,2 Hogg, S. (2005). Essential Microbiology (1st izd.). Wiley. str. 99–100. ISBN 978-0-471-49754-7.
  9. "Termania - Mikrobiološki slovar - áerotoleránten". www.termania.net. Pridobljeno dne 2021-03-24.
  10. La Scola, B.; Khelaifia, S.; Lagier, J.-C.; Raoult, D. (2014). "Aerobic culture of anaerobic bacteria using antioxidants: a preliminary report". European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases. 33 (10): 1781–1783. doi:10.1007/s10096-014-2137-4. ISSN 0934-9723. PMID 24820294.
  11. Dione, N.; Khelaifia, S.; La Scola, B.; Lagier, J.C.; Raoult, D. (2016). "A quasi-universal medium to break the aerobic/anaerobic bacterial culture dichotomy in clinical microbiology". Clinical Microbiology and Infection. 22 (1): 53–58. doi:10.1016/j.cmi.2015.10.032. PMID 26577141.
  12. Khelaifia, S.; Lagier, J.-C.; Nkamga, V. D.; Guilhot, E.; Drancourt, M.; Raoult, D. (2016). "Aerobic culture of methanogenic archaea without an external source of hydrogen". European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases. 35 (6): 985–991. doi:10.1007/s10096-016-2627-7. ISSN 0934-9723. PMID 27010812.
  13. Traore, S.I.; Khelaifia, S.; Armstrong, N.; Lagier, J.C.; Raoult, D. (2019). "Isolation and culture of Methanobrevibacter smithii by co-culture with hydrogen-producing bacteria on agar plates". Clinical Microbiology and Infection. 25 (12): 1561.e1–1561.e5. doi:10.1016/j.cmi.2019.04.008. PMID 30986553.
  14. Pommerville, Jeffrey (2010). Alcamo's Fundamentals of Microbiology. Jones and Bartlett Publishers. str. 177. ISBN 9781449655822.
  15. Slonim, Anthony; Pollack, Murray (2006). Pediatric Critical Care Medicine. Lippincott Williams & Wilkins. str. 130. ISBN 9780781794695.
  16. "GasPak System" Arhivirano 2009-09-28 na Wayback Machine.. Accessed May 3, 2008.
  17. Million, Matthieu; Raoult, Didier (December 2018). "Linking gut redox to human microbiome". Human Microbiome Journal. 10: 27–32. doi:10.1016/j.humic.2018.07.002.
  18. Million, Matthieu; Tidjani Alou, Maryam; Khelaifia, Saber; Bachar, Dipankar; Lagier, Jean-Christophe; Dione, Niokhor; Brah, Souleymane; Hugon, Perrine; Lombard, Vincent; Armougom, Fabrice; Fromonot, Julien (May 2016). "Increased Gut Redox and Depletion of Anaerobic and Methanogenic Prokaryotes in Severe Acute Malnutrition". Scientific Reports. 6 (1): 26051. Bibcode:2016NatSR...626051M. doi:10.1038/srep26051. ISSN 2045-2322. PMC 4869025. PMID 27183876.
  19. Guilhot, Elodie; Khelaifia, Saber; La Scola, Bernard; Raoult, Didier; Dubourg, Grégory (March 2018). "Methods for culturing anaerobes from human specimen". Future Microbiology. 13 (3): 369–381. doi:10.2217/fmb-2017-0170. ISSN 1746-0913. PMID 29446650.