Anaerobie

Ein anaerober Organismus oder anaerob ist jeder Organismus, der keinen Sauerstoff für das Wachstum benötigt. Es kann negativ reagieren oder sogar sterben, wenn Sauerstoff vorhanden ist. Ein anaerober Organismus kann oder mehrzelligen Polychaeten, juvenile Parasiten Trichinella spiralis) sein. Für praktische Zwecke gibt es drei Kategorien von anaerob:

  • Obligate Anaerobier, die durch die Anwesenheit von Sauerstoff geschädigt werden.
  • Aerotolerant Organismen, die nicht verwenden können, Sauerstoff für Wachstum, aber dulden ihre Präsenz.
  • Fakultativ anaerob, die ohne Sauerstoff wachsen können, sondern verwenden Sauerstoff, wenn es vorhanden ist.

Energiestoffwechsel

Obligate Anaerobier können Fermentation oder anaerobe Atmung verwenden. Aerotolerant Organismen sind strikt fermentative. In Gegenwart von Sauerstoff, fakultativ anaerob verwenden aerobe Atmung; ohne Sauerstoff, einige von ihnen zu fermentieren; einige verwenden anaerobe Atmung.

Gärung

Es gibt viele anaerobe fermentative Reaktionen.

Fermentative anaerobe Organismen meistens nur die Milchsäuregärung Weg:

Die in dieser Gleichung freigesetzte Energie beträgt ungefähr 150 kJ pro mol, die bei der Regeneration von zwei ATP aus ADP pro Glucose konserviert ist. Dies ist nur 5% der Energie pro Zuckermolekül, das die typische aerobe Reaktion erzeugt.

Pflanzen und Pilze in den allgemeinen Gebrauch alkoholische Gärung, wenn Sauerstoff wird Begrenzung:

Die freigesetzte Energie beträgt etwa 180 kJ pro mol, die bei der Regeneration von zwei ATP aus ADP pro Glucose konserviert ist.

Anaerobe Bakterien und Archaeen verwenden diese und viele andere fermentative Wege, beispielsweise Propionsäurefermentation, Buttersäuregärung, Lösungsmittel Gärung, gemischte Säuregärung, Butandiol Gärung Stickland-Reaktion, Acetogenese oder Methanbildung.

Die Kultivierung Anaerobier

Da normale mikrobielle Kultivierung in Atmosphärenluft, die eine aerobe Umgebung auftritt, wird die Kultivierung von Anaerobiern ein Problem dar. Daher sind eine Reihe von Techniken, die von Mikrobiologen bei der Kultivierung von anaeroben Organismen, beispielsweise die Handhabung der Bakterien in einer Glovebox mit Stickstoff oder die Verwendung von anderen speziell abgedichteten Behälter oder Verfahren, wie die Injektion der Bakterien in einer zweikeimblättrigen Pflanze gefüllt ist, eingesetzt werden, die ist eine Umgebung mit begrenztem Sauerstoff. GasPak System ist ein isolierter Behälter, der eine anaerobe Umgebung erreicht durch die Reaktion von Wasser mit Natriumborhydrid und Natriumbicarbonat Tabletten zu Wasserstoffgas und Kohlendioxid. Wasserstoff reagiert dann mit Sauerstoffgas auf einem Palladiumkatalysator, um mehr Wasser zu erzeugen, wodurch Sauerstoffgas zu entfernen. Das Problem mit der GasPak Methode ist, dass eine negative Reaktion, wo die Bakterien sterben, weshalb eine Thioglycolat-Medium sollte verwendet werden, erfolgen. Die Thioglykolat liefert ein Medium, der demjenigen, der eine zweikeimblättrige, wodurch nicht nur eine anaerobe Umgebung sondern alle Nährstoffe für die Bakterien gedeihen benötigt.

Antibiotische Potenz

Bestimmte Antibiotika können oder können nicht wirksam gegen anaerobe oder aerobe in Abhängigkeit von der intrazellulären Umgebung, Zellpermeabilität oder Enzyme von dem Organismus produziert werden. Einige gut beschriebene Mechanismen, warum eine anaerobe kann oder auch nicht anfällig für einen gegebenen Antibiotikum vorgeschlagen; jedoch wenige unklar.

Cephamycine

Eine spezifische Klasse von β-Lactam-Antibiotika genannt Cephamycine sind besonders wirksam gegen anaerobe Bakterien wegen ihrer Fähigkeit, um die strukturelle Integrität in der Gegenwart von Plasmid und chromosomal vermittelte β-Lactamasen aufrechtzuerhalten. Obwohl Cephamycine sind typischerweise wirksam gegen Anaerobier, kann der Widerstand aufgrund der verringerten Zellpermeabilität oder Herstellung unterschiedlicher Penicillin-bindendes Protein auftreten.

Metronidazol

Metronidazol, ein anderes Antibiotikum, das bewiesen hat, um wirksamen spezifisch gegen Anaerobier ist, ist ein Prodrug, wo seine antimikrobiellen Eigenschaften sind nur wirksam in anaeroben Umgebungen. Einmal in der Zelle, ist Metronidazol metabolisiert und teilweise von Ferredoxin, eine Hauptkomponente in der anaeroben Elektronentransportkette beteiligt reduziert. Metronidazol Metaboliten werden in die zelluläre DNA eingebaut und instabile Moleküle, die Proteinsynthese letztlich Tötung der Zelle hemmen, zu bilden. Weil Metronidazol erfordert eine reduzierte Umgebung eindeutig Anaerobier, ist es nicht wirksam gegen aerobe Bakterien.

Aminoglykoside

Eine wichtige Klasse von Antibiotika, sind die Aminoglycoside nicht wirksam gegen anaerobe Bakterien wegen ihrer Unfähigkeit, die Ribosomen erreichen. Um eine Zelle eindringen, Aminoglykoside erfordern einen energieabhängigen Phase mit Sauerstoff oder Nitrat in Elektronentransport-Funktionen. Weil Anaerobier nicht nutzen, Sauerstoff oder Nitrat für den Elektronentransport vermittelten Funktionen können Aminoglykoside nicht in anaeroben Zellen ribosomale Aktivität hemmen.


Beim Menschen

Beim Menschen sind anaerobe Organismen üblicherweise im Gastrointestinaltrakt gefunden. Einige anaerobe Bakterien produzieren klinisch wichtige Toxine.


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