חיידקים נמצאים בכל מקום בעולם שלנו. הם נמצאים בכל מקום ובכל מקום, ומספר הזנים שלהם פשוט מדהים.
בהתאם לצורך בנוכחות חמצן במדיום התזונתי ליישום פעילות חיונית, מיקרואורגניזמים מסווגים לסוגים הבאים.
- מחייב חיידקים אירוביים, אשר נאספים בחלק העליון של המדיום התזונתי, הפלורה הכילה את הכמות המרבית של חמצן.
- חיידקים אנאירוביים מחייבים, הנמצאים בחלק התחתון של הסביבה, רחוק ככל האפשר מחמצן.
- חיידקים פקולטטיביים חיים בעיקר בחלק העליון, אך יכולים להיות מופצים ברחבי הסביבה, מכיוון שהם אינם תלויים בחמצן.
- מיקרואירופילים מעדיפים ריכוז נמוך של חמצן, למרות שהם מתאספים בחלק העליון של הסביבה.
- אנאירובים אירו-סובלניים מפוזרים באופן שווה בתווך התזונתי, לא רגישים לנוכחות או היעדר חמצן.
מושג החיידקים האנאירוביים וסיווגם
המונח "אנאירובים" הופיע בשנת 1861, הודות לעבודתו של לואי פסטר.
משך הליך זה היה פחות מ-30 שניות. כאשר הושג ריכוז גדול או שווה ל-4 mM, הבדיקה תבוטל. כדי למדוד את רמות הגלוקוז בפלזמה, רמה כלליתכולסטרול וטריגליצרידים, הונחו המתנדבים להמשיך בצום עשר שעות לפני נטילת דגימות הדם שלהם.
לאחר ניתוח תיאורי של המדגם, נעשה שימוש במבחנים סטטיסטיים התואמים את התפלגות המדגם כדי לנתח את המשתנים בתוך הקבוצה ובין הקבוצה. מבחנים אלו מוזכרים באגדות הטבלאות והדמויות. פרמטרים אנתרופומטריים ועלויות אנרגיה.
חיידקים אנאירוביים הם מיקרואורגניזמים המתפתחים ללא קשר לנוכחות החמצן בתווך התזונתי. הם מקבלים אנרגיה על ידי זרחון מצע. ישנם אירובי פקולטטיביים ומחויבים, כמו גם סוגים אחרים.
האנאירובים המשמעותיים ביותר הם בקטרואידים
האירובים החשובים ביותר הם בקטרואידים. בְּעֵרֶך חמישים אחוז מכל התהליכים הדלקתיים המוגלתיים, שהגורמים הגורמים להם יכולים להיות חיידקים אנאירוביים, הם בקטרואידים.
העובדה שחמצון שומנים מתרחש אך ורק בתוך המיטוכונדריה באמצעות 20 מסלולי חמצון, בנוסף לדומיננטיות של השימוש חומצות שומןכמצע אנרגיה, כמו גם התאמות חמצוניות כרוניות שנצפו בפעילות גופנית ארוכת טווח המבוצעת בעצימות נמוכה 21, הובילו לאמונה שרק סוג זה של פעילות גופנית יהיה יעיל בהפחתת אחוזי השומן בגוף, בזמן פעילות גופנית עוצמה גבוההנחשבים לא יעילים למטרה זו שכן הם מחמצנים פחמימות בצורה מועדפת כמצע אנרגיה.
Bacteroides הם סוג של חיידקים אנאירוביים גרם-שליליים. אלו הם מוטות בעלי צבע דו קוטבי, שגודלם אינו עולה על 0.5-1.5 על 15 מיקרון. הם מייצרים רעלים ואנזימים שעלולים לגרום לארסיות. לבקטרואידים שונים יש עמידות שונה לאנטיביוטיקה: ישנם גם עמידים וגם רגישים לאנטיביוטיקה.
מצד שני, מחקרים אחרים הראו שפעילות גופנית בעצימות גבוהה יעילה גם בהשראת שינויים משמעותיים ביכולת החמצון 23. עם זאת, יש מעט עדויות בספרות על ההשפעה המושרה על ידי פעילות גופנית אנאירובית בעצימות גבוהה על משתנים אנתרופומטריים ופלזמה פרופיל שומנים הקשור לסיכון לבבי.
עם זאת, שניהם היו יעילים בהפחתת רמות המשתנים הללו וכן בהגדלת המסה הרזה משמעותית בהשוואה לערכי פרוטוקול טרום אימון. למרות שסוגי התרגילים בהם נעשה שימוש במחקר זה אינם צורת ההגדלה העיקרית מסת שריר, כנראה שהתוצאות שנצפו היו קשורות רמה נמוכהאימון גופני של משתתפי המחקר.
ייצור אנרגיה ברקמות אנושיות
כמה רקמות של אורגניזמים חיים עמידות מאוד בפני תוכן מופחתחַמצָן. IN תנאים סטנדרטייםהסינתזה של אדנוזין טריפוספט מתרחשת באופן אירובי, אך עם מאמץ גופני מוגבר ותגובות דלקתיות, המנגנון האנאירובי בא לידי ביטוי.
למרות שהמנגנונים התוך-תאיים המווסתים את ההתאמות הללו אינם מובנים במלואם, יותר מכך רמות גבוהותעוצמות פעילות גופנית נחשבות ליעילות יותר כאשר מופעל המנגנון האחראי על שליטה בביטוי החלבון המיטוכונדריאלי34. מדד C קובע מדד רחב יותר של פיזור השומן בגוף ומדגים תואר גבוהזיקה וספציפיות עם סיכון לבבי באוכלוסיית אל סלבדור 15.
עם זאת, לא נמצאו הבדלים מובהקים, ככל הנראה בשל מקדם השונות הגבוה שנצפה בקבוצות, שנבע מכך תוכן גבוהשומנים בתזונה של אנשים אלה. דמיון זה יכול אולי להיות קשור ספציפית להוצאה הקלורית הנגרמת מפעילות גופנית, ללא קשר לעצימות. לכן, נתונים אלו מצביעים על כך שתוכנית אימונים הכוללת פעילויות עם מאפיינים אירוביים ואנאירוביים נראית שלמה יותר על מנת להשפיע יותרמשתנים הקשורים לסיכון לבבי במבוגרים הסובלים מעודף משקל.
אדנוזין טריפוספט (ATP)היא חומצה שמתנגנת תפקיד חשובבייצור אנרגיה על ידי הגוף. ישנן מספר אפשרויות לסינתזה של חומר זה: אחת אירובית ועד שלוש אנאירובית.
מנגנונים אנאירוביים של סינתזת ATP כוללים:
- רפוספורילציה בין קריאטין פוספט ל-ADP;
- תגובת טרנספוספורילציה של שתי מולקולות ADP;
- פירוק אנאירובי של מאגרי גלוקוז או גליקוגן בדם.
טיפוח של אורגניזמים אנאירוביים
קיימים שיטות מיוחדותלגידול אנאירובים. הם מורכבים בהחלפת אוויר בתערובות גז בתרמוסטטים אטומים.
המחברים מצהירים כי אין ניגוד עניינים בפיתוח כתב יד זה. ניגוד עניינים אפשרי. לא דווח על ניגוד עניינים אפשרי הקשור למאמר זה. מחקר זה אינו מזוהה עם תוכנית הכשרה כלשהי. פעילות גופניתו בריאות ציבור: מומלץ על ידי המרכז לבקרת ומניעת מחלות והמכללה האמריקאית לרפואת ספורט.
התאמות ביוכימיות בשריר: השפעות של פעילות גופנית על ספיגת חמצן במיטוכונדריה ופעילות אנזים נשימתי בשרירי השלד. שינויים בשרירי השלד אצל גברים ונשים לאחר אימוני סיבולת. הסתגלות שרירים מולקולריים ותאיים בתגובה לפעילות גופנית: נקודות מבט ממודלים שונים.
דרך נוספת היא לגדל מיקרואורגניזמים במצע תזונתי שאליו מוסיפים חומרים מצמצמים.
אמצעי תרבות לאורגניזמים אנאירוביים
ישנם אמצעים תזונתיים נפוצים ו מדיה תזונתית דיפרנציאלית. הנפוצים כוללים את מדיום ווילסון-בלייר ואת מדיום Kitt-Tarozzi. לאבחון מבדל - מדיום Hiss, Medium Ressel, Endo medium, Ploskirev מדיום ואגר ביסמוט-סולפיט.
תפקיד הדיאטה ו תרגילכדי לשמור על מסת נטולת שומן וקצב חילוף החומרים במהלך הירידה במשקל. קריטריונים להגדרה משקל עודףבמהלך תקופת המעבר: הפניה מידעוהמלצות לארצות הברית. בולטימור: וויליאמס ווילקינס. חישוב עלויות אנרגיה עבור מרשמי פעילות גופנית: עדכון.
Sensibidade ו-Especifidadido פועלות נגד אפליה נגד מחלות כליליות בסיכון גבוה בסלבדור, ברזיל. ויסות שומן אנדוגני ו חילוף חומרים של פחמימותתלוי בעצימות ומשך האימון.
הבסיס למדיום וילסון-בלייר הוא אגר-אגר בתוספת גלוקוז, נתרן סולפיט ודיכלוריד ברזל. מושבות שחורות של אנאירובים נוצרות בעיקר בעומק עמוד האגר.
במחקר נעשה שימוש במדיום Ressel (Russell). תכונות ביוכימיותחיידקים כמו שיגלה וסלמונלה. הוא מכיל גם אגר-אגר וגלוקוז.
מטבוליזם של טריגליצרידים בפלזמה בבני אדם וחולדות במהלך הזדקנות וחוסר פעילות גופנית. עוצמת הפעילות הגופנית אינה משפיעה על הרכב הגוף בנשים לא מאומנות, מאכילות יתר במידה בינונית. השפעת תוכנית אימונים אורכית על תגובות לפעילות גופנית אצל גברים עם עודף משקל. פעולה מווסתת של מתחים שונים על המסלול הגליקוליטי במהלך פעילות גופנית מתמשכת ולסירוגין.
השפעת אימון אירובי ואנאירובי על ליפופרוטאינים בפלזמה. ליפידים, ליפופרוטאינים ופעילות גופנית. הבסיס המדעי לאימון אינטרוולים בעצימות גבוהה: אופטימיזציה של תוכניות האימון ומקסום הביצועים של ספורטאי סיבולת מיומנים.
יום רביעי פלוסקירבמעכב את הצמיחה של מיקרואורגניזמים רבים, ולכן הוא משמש למטרות אבחון דיפרנציאלי. פתוגנים משגשגים בסביבה כזו. קדחת טיפוס, דיזנטריה וחיידקים פתוגניים אחרים.
המטרה העיקרית של אגר ביסמוט סולפיט היא בידוד של סלמונלה ב צורה טהורה. סביבה זו מבוססת על יכולתה של סלמונלה לייצר מימן גופרתי. מדיום זה דומה למדיום וילסון-בלייר בטכניקה שבה נעשה שימוש.
השפעת הכמות והעצימות של תרגילים גופניים על ליפופרוטאינים בפלזמה. מנגנונים מולקולריים המסמנים הסתגלות לכושר גופני. השפעת אימון פעילות גופנית על ליפאז המגיב להורמונים ברקמת שומן תוך-בטני של חולדה ובשריר.
בדקנו פעילות גופנית אירובית ואנאירובית ב-17 חולי סיסטיק פיברוזיס ו-17 בקרות גיל ומין ביחס לתפקודי ריאות ומצב תזונתי. הקיבולת האירובית נקבעה כספיגת חמצן מקסימלית וסף אנאירובי ממבחן מאמץ מדורג על ארגומטר בלמים אלקטרוני. בנבדקי ביקורת, תפקוד הריאות לא היה בקורלציה עם פעילות אירובית או אנאירובית. פעילות אירובית בסיסטיק פיברוזיס מוגבלת על ידי חוסר היכולת של מערכת הלב-נשימה לפצות על הדרישות המטבוליות המוגברות הגלומות במאמץ מתמשך.
זיהומים אנאירוביים
רוב החיידקים האנאירוביים החיים בגוף האדם או החיה עלולים לגרום לזיהומים שונים. ככלל, זיהום מתרחש במהלך תקופה של חסינות מוחלשת או הפרה של המיקרופלורה הכללית של הגוף. יש גם פוטנציאל לחדירת פתוגנים סביבה חיצוניתבמיוחד בסוף הסתיו והחורף.
עם זאת, ייתכן שיש לסוג התרגילים המשמשים במהלך האימון השלכות שונותכדי לשפר את סובלנות הפעילות הגופנית. פעילות יומיומית דורשת פעמים רבות התקפים חוזרים ונשנים של פעילות גופנית אנאירובית ולא מאמץ אירובי מתמשך.
עם זאת, מכיוון שפעילות גופנית אנאירובית קשורה להתפרצויות פעילות קצרות ואינטנסיביות, חשדנו שתת-תזונה, ולא חומרת מחלת הריאות, ישפיעו על היכולת לבצע פעילות גופנית אנאירובית. נבדקי הביקורת היו מבוגרים בריאים שגויסו מצוות בית החולים ובני משפחותיהם. אף נבדקי ביקורת לא עישנו או סבלו ממחלת לב ריאה.
זיהומים הנגרמים על ידי חיידקים אנאירוביים קשורים בדרך כלל לפלורה של ריריות האדם, כלומר עם בתי הגידול העיקריים של אנאירובים. בדרך כלל, זיהומים אלה מספר טריגרים בבת אחת(עד 10).
כמעט בלתי אפשרי לקבוע את המספר המדויק של מחלות הנגרמות על ידי אנאירובים בגלל הקושי באיסוף חומרים לניתוח, הובלת דגימות וטיפוח החיידקים עצמם. לרוב, סוג זה של חיידקים נמצא ב מחלות כרוניות.
התקבלה הסכמה מדעת מכל נבדק. המחקר אושר על ידי משרד הביקורת של בית החולים לילדים בלוס אנג'לס. כל הנבדקים עברו תפקוד ריאתי במעבדה לתפקודי ריאות בבית החולים לילדים בלוס אנג'לס, הממוקם בגובה פני הים. כל המדידות לכל אובייקט בוצעו באותו יום. הקיבולת החיונית הכפויה הטובה ביותר, נפח הנשיפה הכפויה תוך 1 שניות, וזרימת הנשיפה המאולצת הממוצעת במחצית האמצעית של היכולת החיונית הכפויה המתקבלת מנשיפה כפויה בספירומטר טריז נבחרו וכוונו ותוקנו לטמפרטורת גוף רוויה בלחץ.
זיהומים אנאירוביים משפיעים על אנשים בכל הגילאים. יחד עם זאת, לילדים יש רמה מחלות מדבקותגבוה יותר.
חיידקים אנאירוביים עלולים לגרום למחלות תוך גולגולתיות שונות (דלקת קרום המוח, מורסות ועוד). הפצה, ככלל, מתרחשת עם זרם הדם. במחלות כרוניות, אנאירובים יכולים לגרום לפתולוגיות בראש ובצוואר: דלקת אוזן תיכונה, לימפדניטיס, מורסות. החיידקים האלה מסוכנים מערכת עיכול, וקל. למחלות שונות של גניטורינארית מערכת נשיתיש גם סיכון לפתח זיהומים אנאירוביים. מחלות שונותהמפרקים והעור עשויים לנבוע מהתפתחות של חיידקים אנאירוביים.
נערכה הערכה תזונתית, המורכבת מ מדידות אנתרופומטריותוחישוב משקל הגוף. בכל אתר בוצעו שש מדידות ובחישובים נעשה שימוש בממוצע של שש מדידות. נפחי נשימה בנשיפה ובנשיפה נמדדו באמצעות מתמר נפחי דיגיטלי של טורבינה. מתוכם, נמדדו הפרמטרים הבאים של חילופי גזים מבוססי נשימה: אוורור דקות, צריכת חמצן, ייצור פחמן דו חמצני, שער חליפין דרכי הנשימהומקבילות אוורור עבור חמצן ופחמן דו חמצני.
הגורמים לזיהומים אנאירוביים ותסמיניהם
זיהומים נגרמים מכל התהליכים שבמהלכם חיידקים אנאירוביים פעילים חודרים לרקמות. כמו כן, התפתחות זיהומים עלולה לגרום לפגיעה באספקת הדם ולנמק רקמות (פציעות שונות, גידולים, בצקות, מחלות כלי דם). זיהומים חלל פה, נשיכות של בעלי חיים, מחלות ריאה, מחלות דלקתיות איברי האגןומחלות רבות אחרות יכולות להיגרם גם על ידי אנאירובים.
קצב הלב נוטר ברציפות באמצעות אלקטרוקרדיוגרמה וריווי חמצן שנקבע על ידי דופק אוקסימטר. בדיקה עם תעודת אירובי מקסימלית. העומס שבו הופסקה הבדיקה נרשם.
הנבדקים הורשו לנוח לפחות שעתיים לפני כל פעילות אנאירובית. פעילות גופנית. בכל קרב נצפו אינדיקטורים בסיסיים של מערכת הלב וכלי הדם, בזמן שהמטופלים ישבו ללא תנועה על ה-ergocycle, שאפו את האוויר בחדר. כאשר הערכים הפכו יציבים למשך 60 שניות, דיווש בעומס אפס הותר למשך דקה אחת, ולאחר מכן דיווש החפצים בעומס נתון. הנבדקים קיבלו הוראה לשמור על קצב של כ-70 סל"ד.
IN אורגניזמים שוניםזיהום מתפתח בדרכים שונות. זה מושפע מסוג הפתוגן, ומצב בריאות האדם. בגלל הקשיים הקשורים באבחון זיהומים אנאירוביים, המסקנה מתבססת לרוב על הנחות. שונים במאפיינים מסוימים של הזיהום שנגרם על ידי אנאירובים לא קלוסטרידיאלים.
הבדיקה הופסקה כאשר הנבדק כבר לא יכול היה לשמור על קצב של 40 סל"ד. תוך שבועיים מהשלמת תרגיל זה, הנבדקים עברו ניתוח אנאירובי זהה שני מבחן תרגול. כאשר נעשו מספר השוואות, התאמת Bonferroni alfa נכללה בניתוח. הקשרים בין משתנים אירוביים ואנאירוביים, ערכי תפקודי ריאות ונתונים אנתרופומטריים הוערכו על ידי ניתוח רגרסיה ליניארית וחישוב מקדם המתאם של פירסון.
לנבדקי הביקורת היו בדיקות תפקודי ריאות תקינות. מאפיינים קליניים, ערכי תפקודי ריאות ונתונים אנתרופומטריים ניתנים בטבלה. גם הלחץ הממוצע בסוף לחץ החמצן הגאות והלחץ של הפחמן הדו חמצני בעומסי שיא היו זהים.
הסימנים הראשונים של זיהום של רקמות עם אירובי הם suppuration, thrombophlebitis, היווצרות גזים. כמה גידולים וניאופלזמות (מעיים, רחם ואחרים) מלווים גם בהתפתחות של מיקרואורגניזמים אנאירוביים. זיהומים אנאירוביים עלולים לגרום ריח רעעם זאת, היעדרו אינו שולל אנאירובים כגורם הגורם לזיהום.
השוואה של שיא ערכים אנאירוביים מוצגת בטבלה. מתאם של תפקוד ריאות ומצב תזונתי לפעילות גופנית. נבדקו מתאמים פוטנציאליים בין תפקוד ריאות ומצב תזונתי לפעילות גופנית אירובית ואנאירובית.
ביצועים אירוביים בנבדקי ביקורת לא הראו מתאמים מובהקים עם כל מדד של תפקוד ריאות. עם זאת, בנבדקי ביקורת, היה מתאם מובהק בין יכולת אירובית לביצועים אנאירוביים. זה מצביע על כך שלתפקוד הריאות אין השפעה מועטה עד לא על היכולת לבצע פעילות גופנית אינטנסיבית וקצרה.
תכונות של השגת והובלה של דוגמאות
המחקר הראשון בקביעת זיהומים הנגרמים על ידי אנאירובים הוא בדיקה ויזואלית. שׁוֹנִים נגעים בעורהם סיבוך תכוף. כמו כן, עדות לפעילות החיונית של חיידקים תהיה נוכחות של גזים ברקמות נגועות.
ל מחקר מעבדהומקים אבחנה מדויקת, קודם כל, יש צורך במיומנות לקבל מדגם חומרמהאזור הפגוע. לשם כך, נעשה שימוש בטכניקה מיוחדת, שבזכותה הצמחייה הרגילה אינה נכנסת לדגימות. השיטה הטובה ביותרהוא שאיפה עם מחט ישרה. השגת חומר מעבדה על ידי מריחות אינה מומלצת, אך אפשרית.
דוגמאות שאינן מתאימות לניתוח נוסף כוללות:
- ליחה המתקבלת בהפרשה עצמית;
- דגימות שהתקבלו במהלך ברונכוסקופיה;
- מריחות מקמרונות הנרתיק;
- שתן עם השתן חופשי;
- צוֹאָה.
למחקר ניתן להשתמש:
- דָם;
- נוזל פלאורלי;
- אספירציות טרנסרכיות;
- מוגלה המתקבלת מחלל המורסה;
- נוזל מוחי;
- דקירות ריאות.
דגימות הובלהיש צורך בהקדם האפשרי במיכל מיוחד או בשקית ניילון עם תנאים אנאירוביים, שכן אפילו אינטראקציה קצרת טווח עם חמצן עלולה לגרום למוות של חיידקים. דגימות נוזליות מועברות במבחנה או במזרקים. ספוגיות עם דגימות מועברות במבחנות עם פחמן דו חמצני או מדיה מוכנה מראש.
במקרה של אבחון זיהום אנאירובי לטיפול הולם, יש צורך להקפיד על העקרונות הבאים:
- יש לנטרל רעלים המיוצרים על ידי אנאירובים;
- יש לשנות את בית הגידול של החיידקים;
- התפשטות האנאירובים חייבת להיות מקומית.
כדי לעמוד בעקרונות אלו אנטיביוטיקה משמשת בטיפול, המשפיעים הן על אנאירובים והן על אורגניזמים אירוביים, מכיוון שלעתים קרובות הפלורה בזיהומים אנאירוביים היא אופי מעורב. במקביל, פגישות תרופות, על הרופא להעריך את ההרכב האיכותי והכמותי של המיקרופלורה. החומרים הפעילים נגד פתוגנים אנאירוביים כוללים: פניצילינים, צפלוספורינים, צ'מפניקול, פלורוקינולו, מטרנידזול, קרבפנמים ואחרים. לתרופות מסוימות יש השפעה מוגבלת.
כדי לשלוט בבית הגידול של חיידקים ברוב המקרים, השתמש התערבות כירורגית, שמתבטא בטיפול ברקמות נגועות, ניקוז מורסות, הבטחת זרימת דם תקינה. להתעלם שיטות כירורגיותלא שווה בגלל הסיכון לפתח סיבוכים מסכני חיים.
לפעמים בשימוש שיטות עוזריַחַס, וגם בגלל הקשיים הקשורים בקביעה המדויקת של הגורם הסיבתי של הזיהום, נעשה שימוש בטיפול אמפירי.
עם התפתחות זיהומים אנאירוביים בחלל הפה, מומלץ להוסיף לתזונה כמה שיותר פירות וירקות טריים. השימושיים ביותר הם תפוחים ותפוזים. ההגבלה כפופה למזון בשרי ומזון מהיר.
כמעט כל האורגניזמים החיים על פני כדור הארץ זקוקים לתהליך הנשימה. חמצן הוא אחד מחומרי החמצון הנפוצים ביותר בבעלי חיים, בצמחים, בפרוטיסטים ובחיידקים רבים. עם זאת, לא כולם יודעים כיצד הגוף שלנו שונה במורכבות המבנית מתאי מיקרואורגניזמים קטנים. נשאלת השאלה: איך חיידקים נושמים? האם הדרך שלהם לקבל אנרגיה שונה משלנו?
האם כל החיידקים נושמים חמצן?
לא כולם יודעים שחמצן אינו תמיד מרכיב חיוני בשרשרת הנשימה. הוא ממלא, קודם כל, את התפקיד של מקבל אלקטרונים; לכן, גז זה מחומצן היטב ומקיים אינטראקציה עם פרוטוני מימן. ATP היא הסיבה לכך שכל היצורים החיים נושמים. עם זאת, סוגים רבים של חיידקים מסתדרים ללא חמצן, ועדיין מקבלים מקור אנרגיה יקר כמו אדנוזין טריפוספט. איך חיידקים מסוג זה נושמים?
תהליך הנשימה בגופנו מתמשך על פני שני שלבים. הראשון שבהם - אנאירובי - אינו מצריך נוכחות חמצן בתא, והוא דורש רק מקורות פחמן ומקבלי פרוטונים מימן. השלב השני - אירובי - מתקדם אך ורק בנוכחות חמצן ומאופיין במספר רב של תגובות שלבים.
בחיידקים שאינם סופגים חמצן ואינם משתמשים בו לנשימה, מתרחש רק השלב האנאירובי. בסיומו מקבלים גם מיקרואורגניזמים ATP, אך כמותו שונה מאוד מזו שאנו מקבלים לאחר שעברנו שני שלבי נשימה בבת אחת. מסתבר שלא כל החיידקים נושמים חמצן.
ATP הוא מקור אוניברסלי לאנרגיה
חשוב לכל אורגניזם לשמור על פעילותו החיונית. לכן, בתהליך האבולוציה, היה צורך למצוא מקורות אנרגיה שבשימושם יוכלו לספק מספיק משאבים לכל התגובות הנחוצות להתרחש בתא. ראשית, התסיסה הופיעה בחיידקים: זהו שמו של שלב הגליקוליזה או השלב האנאירובי של הנשימה הפרוקריוטית. ורק אז הכי מושלם אורגניזמים רב תאייםהתפתחו התאמות, שבזכותן, בהשתתפות חמצן אטמוספרי, יעילות הנשימה עלתה בצורה ניכרת. כך הופיע השלב האירובי
איך חיידקים נושמים? כיתה ו' בקורס ביולוגיה בבית הספר מראה שחשוב לכל אורגניזם לקבל כמות מסוימת של אנרגיה. בתהליך האבולוציה החלו לאחסן אותו במולקולות שסונתזו במיוחד למטרה זו, הנקראות אדנוזין טריפוספט.
ATP הוא חומר מאקרואירגי, שבסיסו הוא טבעת פחמן פנטוז, בסיס חנקני (אדנוזין). יוצאים ממנו שאריות זרחן שביניהם נוצרים קשרים עתירי אנרגיה. כאשר אחד מהם מושמד, משתחררים בממוצע כ-40 קילו-ג'יי, ומולקולת ATP אחת מסוגלת לאגור לכל היותר שלושה שאריות זרחן. לכן, אם ATP מתפרק ל-ADP (אדנוזיד דיפוספט), התא מקבל 40 קילו ג'ל של אנרגיה בתהליך של דה-פוספורילציה. לעומת זאת, אחסון מתרחש על ידי זרחון של ADP ל-ATP עם הוצאת אנרגיה.
הגליקוליזה מעניקה לתא החיידק 2 מולקולות של אדנוזין טריפוספט, כאשר השלב האירובי של הנשימה, עם סיומו, יכול לספק לתא מיד 36 מולקולות של חומר זה. לכן, השאלה "איך חיידקים נושמים?" ניתן לתת את התשובה כדלקמן: תהליך הנשימה עבור פרוקריוטים רבים הוא היווצרות ATP ללא נוכחות וצריכה של חמצן.
איך חיידקים נושמים? סוגי נשימות
ביחס לחמצן, כל הפרוקריוטים מחולקים למספר קבוצות. ביניהם:
- אנאירובים חובה.
- אנאירובים פקולטטיביים.
- אירובי חובה.
הקבוצה הראשונה מורכבת רק מאותם חיידקים שאינם יכולים לחיות בתנאים של גישה לחמצן. O2 רעיל עבורם ומוביל למוות של תאים. דוגמאות לחיידקים כאלה הם פרוקריוטים סימביוטיים גרידא שחיים בתוך אורגניזם אחר בהיעדר חמצן.
כיצד נושמים חיידקים מהקבוצה השלישית? פרוקריוטים אלה נבדלים זה מזה בכך שהם יכולים לחיות רק בתנאים של אירוליזציה טובה. אם אין מספיק חמצן באוויר, תאים כאלה מתים במהירות, שכן O2 חיוני לנשימה שלהם.
במה שונה התסיסה מנשימת חמצן?
תסיסה בחיידקים היא אותו תהליך של גליקוליזה כלומר סוגים שוניםפרוקריוטים יכולים לתת מוצרים שוניםתגובות. לדוגמה, מוביל להיווצרות תוצר לוואי של חומצת חלב, תסיסה אלכוהולית - אתנול ו פחמן דו חמצני, חומצה בוטירית - חומצה בוטירית (בוטנואית) וכו'.
נשימת חמצן היא שרשרת שלמה של תהליכים שמתחילים בשלב הגליקוליזה עם היווצרות ומסתיימים בשחרור CO2, H2O ואנרגיה. התגובות האחרונות מתרחשות בנוכחות חמצן.
איך חיידקים נושמים? ביולוגיה (כיתה ו') של הקורס של בית הספר למיקרוביולוגיה
בבית הספר, קיבלנו רק את הידע הפשוט ביותר על איך מתרחש תהליך הנשימה של פרוקריוטים. למיקרואורגניזמים אלה אין מיטוכונדריה, עם זאת, ישנם מזוזומים - בליטות ממברנה ציטופלזמיתבתוך התא. אבל מבנים אלה אינם ממלאים את התפקיד המרכזי ביותר בנשימה חיידקית.
מכיוון שהתסיסה היא סוג של גליקוליזה, היא מתרחשת בציטופלזמה של פרוקריוטים. ישנם גם אנזימים רבים הדרושים לביצוע כל שרשרת התגובות. כל החיידקים, ללא יוצא מן הכלל, יוצרים תחילה שתי מולקולות של חומצה פירובית, כמו בבני אדם. ורק אז הם הופכים לאחרים תוצרי לוואי, התלויים בסוג התסיסה.
סיכום
עולם הפרוקריוטים, למרות הפשטות לכאורה ארגון סלולרמלא ברגעים מורכבים ולפעמים בלתי מוסברים. עכשיו יש תשובה לאופן שבו חיידקים נושמים בפועל, כי לא כולם צריכים חמצן. להיפך, הרוב הסתגלו להשתמש בדרך אחרת, פחות מעשית, להשגת אנרגיה - תסיסה.