اندامگان بی‌هوازی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

اندامگان بی‌هوازی (به انگلیسی: Anaerobic organism) به موجود زنده‌ای اطلاق می‌شود که می‌تواند بدون اکسیژن زنده مانده و رشد کند. بی‌هوازی‌ها ممکن است پروکاریوت یا یوکاریوت، تک‌سلولی یا پرسلولی باشند. برای تشخیص میکروب‌های بی‌هوازی از تست تایوگلیکولات استفاده می‌شود.

دسته‌بندی

بی‌هوازی‌ها همگی بدون نیاز به اکسیژن توان زنده ماندن و رشد کردن را دارند اما بر اساس واکنشی که به حضور اکسیژن دارند به ۳ گروه تقسیم می‌شوند:

  1. بی‌هوازی‌های اجباری در حضور اکسیژن ضعیف می‌شوند یا می‌میرند.
  2. تحمل کنندگان هوا برای رشد از اکسیژن استفاده نمی‌کنند اما از آسیب در مقابل اکسیژن نیز در امان هستند (به نوعی اکسیژن را تحمل می‌کنند).
  3. بی‌هوازی‌های اختیاری نیز بدون اکسیژن زنده می‌مانند اما اگر محیط غنی از اکسیژن باشد، از آن برای متابولیسم و رشد استفاده می‌کنند.

متابولیسم بی‌هوازی ها

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 به واسطه آن NADH + H2O2 به NAD و O2 تبدیل می‌شوند) و سوپراکسید دیسموتاز (که به واسطه 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.[۱]

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

  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.