Η βασική διαφορά μεταξύ αερόβιων και αναερόβιων μικροοργανισμών είναι η απαίτηση οξυγόνου για τους αερόβιους μικροοργανισμούς επιβίωσης ενώ δεν είναι για τους αναερόβιους μικροοργανισμούς. Δηλαδή, οι αερόβιοι μικροοργανισμοί απαιτούν οξυγόνο ως τελικό αποδέκτη ηλεκτρονίων κατά τη διάρκεια της αερόβιας αναπνοής ενώ οι αναερόβιοι μικροοργανισμοί δεν απαιτούν οξυγόνο για την κυτταρική τους αναπνοή.
Η απόκριση στο οξυγόνο είναι η βάση για την ταξινόμηση των μικροοργανισμών σε αερόβιους και αναερόβιους. Εξαιτίας αυτού, αυτοί οι μικροοργανισμοί έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά για να εκτελούν τις λειτουργίες τους κατά την κυτταρική αναπνοή. Επομένως, τα αερόβια μικρόβια υποβάλλονται σε αερόβια αναπνοή, ενώ τα αναερόβια μικρόβια υποβάλλονται σε αναερόβια αναπνοή.
Τι είναι οι αερόβιοι μικροοργανισμοί;
Οι αερόβιοι μικροοργανισμοί είναι μια ομάδα μικροοργανισμών στους οποίους το οξυγόνο δρα ως ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων στην κυτταρική αναπνοή. Επομένως, αυτά τα μικρόβια απαιτούν μοριακό οξυγόνο για την επιβίωσή τους. Οξειδώνουν μονοσακχαρίτες όπως η γλυκόζη παρουσία οξυγόνου. Οι κύριες διεργασίες που παράγουν ενέργεια στα αερόβια είναι η γλυκόλυση, ακολουθούμενη από τον κύκλο του Krebs και την αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων. Καθώς τα επίπεδα οξυγόνου δεν είναι τοξικά για αυτούς τους μικροοργανισμούς, αναπτύσσονται καλά σε οξυγονωμένα μέσα. Και έτσι, είναι υποχρεωτικά αερόβια (Bacillus sp,)
Εικόνα 01: Αερόβια βακτήρια
Ταξινόμηση
Μικροαερόφιλα μικρόβια, μικροοργανισμοί που ανέχονται τα αεροσκάφη και προαιρετικά αναερόβια είναι οι τρεις ταξινομήσεις των αερόβιων. Η βάση αυτής της ταξινόμησης είναι τα επίπεδα τοξικότητας του οξυγόνου σε αυτούς τους μικροοργανισμούς.
- Μικροαερόφιλοι μικροοργανισμοί – επιβιώνουν σε χαμηλές συγκεντρώσεις (περίπου 10%) οξυγόνου (το ελικοβακτηρίδιο του πυλωρού είναι ένα παράδειγμα μικροοργανισμού).
- Αεροανεκτικοί μικροοργανισμοί – Δεν απαιτούν οξυγόνο για την επιβίωσή τους. Αντίθετα, η παρουσία οξυγόνου δεν βλάπτει τα μικρόβια (ο Lactobacillus sp είναι ένα παράδειγμα)
- Προαιρετικά αναερόβια – Αυτά τα μικρόβια μπορούν να επιβιώσουν τόσο με την παρουσία όσο και με την απουσία οξυγόνου. (Το Escherichia coli είναι προαιρετικό αναερόβιο)
Τι είναι οι αναερόβιοι μικροοργανισμοί;
Οι αναερόβιοι μικροοργανισμοί είναι υποχρεωτικοί αναερόβιοι. Δεν χρησιμοποιούν οξυγόνο ως τελικό δέκτη ηλεκτρονίων. Αντίθετα, χρησιμοποιούν υποστρώματα όπως άζωτο, μεθάνιο, σίδηρος, μαγγάνιο, κοβάλτιο ή θείο ως τελικούς δέκτες ηλεκτρονίων. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν οργανισμοί όπως το Clostridium sp. Επιπλέον, τα αναερόβια υφίστανται ζύμωση για να παράγουν ενέργεια. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι διεργασιών αναερόβιας ζύμωσης. ζύμωση γαλακτικού οξέος και ζύμωση αιθανόλης. Μέσω αυτών των διεργασιών, τα αναερόβια παράγουν ενέργεια (ATP), η οποία είναι απαραίτητη για την επιβίωσή τους.
Εικόνα 02: Αναερόβια βακτήρια
Οι αναερόβιοι μικροοργανισμοί δεν επιβιώνουν σε περιβάλλον πλούσιο σε οξυγόνο επειδή το οξυγόνο είναι τοξικό για τα υποχρεωτικά αναερόβια. Αντίθετα, τα υπερβολικά επίπεδα οξυγόνου δεν βλάπτουν τα προαιρετικά αναερόβια.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ αερόβιων και αναερόβιων μικροοργανισμών;
- Από τη φύση τους, τόσο οι αερόβιοι όσο και οι αναερόβιοι μικροοργανισμοί είναι προκαρυωτικοί.
- Και τα δύο αυτά μικρόβια υφίστανται γλυκόλυση, η οποία είναι το πρώτο βήμα της κυτταρικής αναπνοής.
- Αερόβια και αναερόβια αποτελούνται από παθογόνους μικροοργανισμούς που προκαλούν ασθένειες.
- Και οι δύο τύποι αποτελούνται από βιομηχανικά σημαντικά μικρόβια.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ αερόβιων και αναερόβιων μικροοργανισμών;
Αερόβιοι εναντίον Αναερόβιοι Μικροοργανισμοί |
|
| Αερόβιοι μικροοργανισμοί είναι οι οργανισμοί που απαιτούν οξυγόνο για την επιβίωσή τους αφού είναι ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων της κυτταρικής τους αναπνοής. | Αναερόβιοι μικροοργανισμοί είναι τα μικρόβια που δεν χρειάζονται οξυγόνο για την κυτταρική τους αναπνοή. |
| Τελικοί δέκτες ηλεκτρονίων | |
| Το οξυγόνο είναι ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων των αερόβιων μικροοργανισμών. | Θείο, άζωτο, μεθάνιο, θείο, σίδηρος είναι οι τελικοί δέκτες ηλεκτρονίων των αναερόβιων μικροοργανισμών. |
| Διαδικασίες που εμπλέκονται στην κυτταρική αναπνοή | |
| Γλυκόλυση, κύκλος Krebs και αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων είναι τα τρία στάδια της κυτταρικής αναπνοής. | Η γλυκόλυση και η ζύμωση είναι τα στάδια της αναερόβιας αναπνοής. |
| Τύποι | |
| Υποχρεωτική, προαιρετική, αεροανεκτική και μικροαερόφιλη | Υποχρεωτικά και προαιρετικά αναερόβια |
| Απαιτούμενα μέσα για μικροβιακή ανάπτυξη | |
| Οι υποχρεωτικές αερόβιες απαιτούν μέσα πλούσια σε οξυγόνο. | Τα υποχρεωτικά αναερόβια απαιτούν μέσα χωρίς οξυγόνο. |
| Τοξικότητα του οξυγόνου | |
| Τα αερόβια είναι μη τοξικά για το οξυγόνο. | Οι αναερόβιοι μικροοργανισμοί είναι ιδιαίτερα τοξικοί για το οξυγόνο. |
| Παρουσία ενζύμων αποτοξίνωσης οξυγόνου | |
| Παρουσία σε αερόβια. | Απουσία στα αναερόβια. |
| Αποτελεσματικότητα Παραγωγής Ενέργειας | |
| Η παραγωγή ενέργειας είναι υψηλή στα αερόβια. | Η παραγωγή ενέργειας είναι χαμηλή στα αναερόβια. |
| Παραδείγματα | |
| Bacillus spp, Pseudomonas aeruginosa, Mycobacterium tuberculosis, κ.λπ. | Actinomyces, Bacteroides, Propionibacterium, Veillonella, Peptostreptococcus, Porphyromonas, Clostridium spp κ.λπ. |
Σύνοψη – Αερόβιοι εναντίον Αναερόβιων Μικροοργανισμών
Οι αερόβιοι και οι αναερόβιοι μικροοργανισμοί διαφέρουν στον τελικό δέκτη ηλεκτρονίων. Τα αερόβια χρησιμοποιούν μοριακό οξυγόνο ως τελικό δέκτη ηλεκτρονίων. Αντίθετα, τα αναερόβια χρησιμοποιούν ουσίες όπως νιτρικά άλατα, θείο και μεθάνιο ως τελικό αποδέκτη ηλεκτρονίων. Επομένως, η βασική διαφορά μεταξύ αερόβιων και αναερόβιων μικροοργανισμών είναι ο τύπος του τελικού δέκτη ηλεκτρονίων που χρησιμοποιούν κατά την κυτταρική αναπνοή.
