Η βασική διαφορά μεταξύ υποχρεωτικών αερόβιων και υποχρεωτικών αναερόβιων είναι ότι τα υποχρεωτικά αερόβια δεν μπορούν να ζήσουν χωρίς την παρουσία οξυγόνου ενώ τα υποχρεωτικά αναερόβια δεν μπορούν να ζήσουν παρουσία οξυγόνου.
Οι μικροοργανισμοί παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλομορφία αφού υπάρχουν παντού. Αντιδρούν διαφορετικά στο μοριακό οξυγόνο. Υπάρχουν έξι κύριες ομάδες μικροοργανισμών που βασίζονται στις ανάγκες σε οξυγόνο: υποχρεωτικοί αερόβιοι, υποχρεωτικοί αναερόβιοι, προαιρετικοί αναερόβιοι, αεροανεκτοί, μικροαερόφιλοι και καπνοφίλοι. Τα υποχρεωτικά αερόβια ή τα αυστηρά αερόβια χρειάζονται οξυγόνο για να ζήσουν και να αναπτυχθούν. Χρειάζονται επαρκή ποσότητα οξυγόνου για να επιβιώσουν. Αντίθετα, τα υποχρεωτικά αναερόβια ή τα αυστηρά αναερόβια δεν μπορούν να ζήσουν παρουσία οξυγόνου. Σκοτώνονται από το οξυγόνο.
Τι είναι τα Obligate Aerobes;
Υποχρεωτικά αερόβια ή αυστηρά αερόβια είναι οργανισμοί που δεν μπορούν να αναπτυχθούν χωρίς επαρκή παροχή οξυγόνου. Επομένως, το οξυγόνο είναι απολύτως απαραίτητο για την επιβίωση και τον πολλαπλασιασμό των υποχρεωτικών αερόβιων. Πραγματοποιούν αερόβια αναπνοή με στόχο την οξείδωση των υποστρωμάτων για την παραγωγή ενέργειας. Το οξυγόνο χρησιμοποιείται ως ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων και παράγουν περισσότερη ενέργεια από τα αναερόβια.
Εικόνα 01: Μικρόβια με βάση τις απαιτήσεις οξυγόνου (1. Υποχρεωτικά αερόβια βακτήρια, 2. Υποχρεωτικά αναερόβια βακτήρια, 3. προαιρετικά βακτήρια, 4. μικροαερόφιλα, 5. βακτήρια που αντέχουν στο αέρα)
Όλα τα ζώα, τα φυτά, οι περισσότεροι μύκητες και ορισμένα βακτήρια είναι υποχρεωτικά αερόβια. Τα Mycobacterium tuberculosis, Micrococcus luteus, Neisseria meningitides, N. gonorrheae, Pseudomonas aeruginosa, Nocardia spp, Legionellae και Bacillus είναι αρκετά παραδείγματα υποχρεωτικών αερόβιων βακτηρίων. Τα υποχρεωτικά αερόβια είναι εύκολο να αναπτυχθούν σε εργαστηριακές συνθήκες. Σε δοκιμαστικό σωλήνα καλλιέργειας, τα υποχρεωτικά αερόβια αναπτύσσονται κοντά στην επιφάνεια.
Τι είναι τα υποχρεωτικά αναερόβια;
Υποχρεωτικά αναερόβια είναι μια ομάδα μικροοργανισμών που δεν μπορούν να επιβιώσουν παρουσία οξυγόνου. Τα υποχρεωτικά αναερόβια πεθαίνουν λόγω δηλητηρίασης από οξυγόνο. Δεν διαθέτουν ένζυμα όπως η υπεροξειδική δισμουτάση και η καταλάση που είναι απαραίτητα για τη μετατροπή του θανατηφόρου υπεροξειδίου που σχηματίζεται λόγω της παρουσίας οξυγόνου. Όταν υπάρχει οξυγόνο, όλες οι λειτουργίες που συμβαίνουν στα υποχρεωτικά αναερόβια διακόπτονται.
Υποχρεωτικά αναερόβια δεν απαιτούν οξυγόνο για την αναπνοή. Πραγματοποιούν αναερόβια αναπνοή ή ζύμωση προκειμένου να παράγουν ενέργεια. Κατά τη διάρκεια της αναερόβιας αναπνοής, χρησιμοποιούν διαφορετικούς τύπους μορίων όπως θειικό, νιτρικό, σίδηρο, μαγγάνιο, υδράργυρο ή μονοξείδιο του άνθρακα ως δέκτες ηλεκτρονίων για την αναπνοή. Μερικά παραδείγματα υποχρεωτικών αναερόβιων βακτηρίων είναι τα Actinomyces, Bacteroides, Clostridium spp, Fusobacterium spp, Porphyromonas spp, Prevotella spp, Propionibacterium spp και Veillonella spp.
Εικόνα 02: Υποχρεωτικό αναερόβιο – Clostridium
Αυτοί οι οργανισμοί βρίσκονται σε αναερόβια περιβάλλοντα όπως βαθιά ιζήματα εδάφους, ακίνητα νερά, στο βάθος του ωκεανού, στον εντερικό σωλήνα των ζώων και θερμές πηγές κ.λπ. Επιπλέον, τα υποχρεωτικά αναερόβια είναι δύσκολο να αναπτυχθούν και μελέτη σε εργαστηριακές συνθήκες. Απαιτείται ειδικός εξοπλισμός για τη μελέτη των υποχρεωτικών αναερόβιων. Το αναερόβιο βάζο είναι ένας από τον πιο συχνά χρησιμοποιούμενο εξοπλισμό σε υποχρεωτικές αναερόβιες μελέτες. Αυτός ο εξοπλισμός αφαιρεί το οξυγόνο από το εσωτερικό περιβάλλον και το γεμίζει με διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο διευκολύνει την ανάπτυξη υποχρεωτικών αναερόβιων.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των υποχρεωτικών αερόβιων και των υποχρεωτικών αναερόβιων;
Υποχρεωτικά αερόβια είναι οργανισμοί που απαιτούν επαρκή ποσότητα οξυγόνου για την ανάπτυξη και τον πολλαπλασιασμό, ενώ τα υποχρεωτικά αναερόβια είναι οργανισμοί που ζουν σε αναερόβιο περιβάλλον, σε πλήρη απουσία οξυγόνου. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ των υποχρεωτικών αερόβιων και των υποχρεωτικών αναερόβιων. Τα υποχρεωτικά αερόβια απαιτούν την παρουσία άφθονο οξυγόνο. Αντίθετα, τα υποχρεωτικά αναερόβια σκοτώνονται παρουσία οξυγόνου. Επιπλέον, τα υποχρεωτικά αερόβια εκτελούν αερόβια αναπνοή ενώ τα υποχρεωτικά αναερόβια παρουσιάζουν αναερόβια αναπνοή ή ζύμωση.
Εξάλλου, μια άλλη διαφορά μεταξύ υποχρεωτικών αερόβιων και υποχρεωτικών αναερόβιων είναι ότι σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα καλλιέργειας, τα υποχρεωτικά αερόβια αναπτύσσονται πάντα πολύ κοντά στην επιφάνεια του σωλήνα καλλιέργειας ενώ τα υποχρεωτικά αναερόβια συγκεντρώνονται στο κάτω μέρος του σωλήνα καλλιέργειας.
Ακολουθεί ένας συνοπτικός πίνακας της διαφοράς μεταξύ υποχρεωτικών αερόβιων και υποχρεωτικών αναερόβιων.
Σύνοψη – Υποχρεωτικά αερόβια vs Υποχρεωτικά αναερόβια
Υποχρεωτικά αερόβια χρειάζονται άφθονο οξυγόνο για να αναπτυχθούν και να πολλαπλασιαστούν. Αντίθετα, τα υποχρεωτικά αναερόβια ζουν υπό την πλήρη απουσία οξυγόνου. Το μοριακό οξυγόνο είναι δηλητήριο για τα υποχρεωτικά αναερόβια αφού όλες οι μεταβολικές τους λειτουργίες παύουν παρουσία οξυγόνου. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ υποχρεωτικών αερόβιων και υποχρεωτικών αναερόβιων. Σε ένα σωλήνα καλλιέργειας, μπορούμε να δούμε υποχρεωτικά αερόβια βακτήρια στην επιφάνεια του υγρού μέσου ενώ τα υποχρεωτικά αναερόβια βρίσκονται στο κάτω μέρος του σωλήνα.
