ما هي البكتيريا الهوائية واللاهوائية؟ البكتيريا هي كائنات وحيدة الخلية توجد في كل مكان من حولنا لأنها تتمتع بالقدرة على البقاء والتكيف مع جميع ظروف البيئة التي تتغير بشكل دوري.
في تصنيف البكتيريا، يتعين تقسيمها إلى بكتيريا هوائية أو غير هوائية أو اختيارية، وبالتالي، في هذه المقالة سندرس البكتيريا الهوائية، وأمثلة شائعة لها والاختلافات بينها وبين الأنواع الأخرى.
البكتيريا الهوائية
- تعتبر الأكسجين من العوامل الأساسية التي تحتاجها لتأدية وظيفتها في أكسدة بعض المواد العضوية مثل السكر والدهون لضمان نموها المستمر.
- تعتمد هذه البكتيريا على الأوكسجين لإنتاج الطاقة على شكل ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP) أثناء التنفس.
- وهذا يتيح لهم إنتاج مزيد من الطاقة من البكتيريا التي لا تحتاج إلى الأكسجين، ولكنهم يحتاجون في المقابل إلى مستويات عالية من التأكسد.
عموما، البكتيريا الهوائية تختلف في الحجم والشكل، ولكنها تشترك في بعض الخصائص المشتركة، مثل:
- عند وضع البكتيريا في أنبوب اختبار يحتوي على وسط سائل، فإنها تتراكم في طبقة سميكة.
- بالقرب من سطح السائل، تظل الوسيلة نظيفة وشفافة تقريبا بسبب ذلك.
- عندما ينمو البكتيريا الهوائية في المختبر، يجب الاحتفاظ بكمية مناسبة من الأكسجين في الحاضنة التي تحتوي عليها.
تصنف أنواع البكتيريا الأخرى إلى:
- البكتيريا اللاهوائية: البكتيريا التي قد تنمو بدون وجود أكسجين.
- حيث يتمثل المستقبل الرقمي النهائي في ثاني أكسيد الكربون أو الكبريت أو الحديديك.
- تتراكم المواد السائلة مثل الميثان والنترات والكبريتات في قاع أنبوب الاختبار.
- البكتيريا الاختيارية: بغض النظر عما إذا تم توفير الأكسجين، يمكن لهذه البكتيريا أن تنمو في حالتين يستخدمون فيهما بدائل للكربون العضوي.
- كمستقبل إلكتروني لإنتاج الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP).
- عند وضعها في سائل، تتم جمع هذه البكتيريا على طول أنبوب الاختبار.
أمثلة عن بكتيريا هوائية
- البكتيريا العصوية: تنتشر هذه البكتيريا في مختلف أنحاء العالم وتنقسم إلى بكتيريا هوائية وغير هوائية.
- تتميز هذه البكتيريا بجينوم كبير، وقدرتها على العيش بشكل مستقل أو غزو سلالات ممرضة.
- المتفطرة السلية: هذا المرض السل يسببه في رئتي الثدييات (أي في الرئتين حيث تكون نسبة الأكسجين أعلى)، ويمكن أن يتسبب في ظهوره.
- ثم يبدأ الانقسام بعد حوالي 15 ساعة من الإصابة، ويتشكل طبقة شمعية على الحائط.
- بكتيريا نوكارديا: البكتيريا الإيجابية الغرام (تحفظ لون الجدار الأرجواني.
- بعد إضافة صبغة الزعفران الحمراء، وذلك بسبب وجود الببتيدوجليكان في جدارها وشكلها العصاي، وعادة ما توجد في الفم.
- العصيات اللبنية: يشاع عموما أن هذه البكتيريا ليست بكتيريا هوائية، بل هي بكتيريا اختيارية.
- تشارك هذه البكتيريا في عمليات تخثر وتخمر الطعام وعادة ما توجد في الفم والأمعاء دون أن تسبب أي مشاكل صحية، ولكن بعض البكتيريا ذات فوائد.
- البكتريا الزنجارية: البكتيريا سالبة الجرام (التي يتغير لونها إلى اللون الأحمر بعد إضافة الزعفران).
- لأنها لا تحتوي على الببتيدوجليكان في جدرانها، تتميز بشكل القضيب وتوجد في جميع مناحي البيئة.
- تعتبر هذه الحشرة مهاجمة للأشخاص والحيوانات ذوي ضعف في جهاز المناعة، مما يسبب العديد من المشاكل الصحية.
- وإذا تأثرت هذه الأمراض الرئوية أو غيرها من الأعضاء الهامة، ستكون قاتلة.
البكتيريا اللاهوائية
- البكتيريا هي كائنات صغيرة وحيدة الخلية، لا تحتوي على نواة في داخلها، ولذلك تسمى بدائيات النوى لتمييزها عن الخلايا الأخرى في جسم الإنسان التي تحتوي على نواة حقيقية.
- بشكل عام، تستخدم الكائنات الحية الأكسجين في عملية توليد الطاقة اللازمة للحياة .
- وفي هذا السياق، تنقسم البكتيريا إلى بكتيريا لاهوائية وبكتيريا هوائية.
معلومات عن البكتيريا اللاهوائية
البكتيريا الأنايروبية هي أحياء تستطيع الاستقلاب بدون الأكسجين، بينما الكائنات الأنايروبية تحتاج إلى الأكسجين لتلبية احتياجاتها الطاقوية.
تستخدم البكتيريا غير الهوائية مواد أخرى لهذا الغرض، وتشمل بعض أشكالها الفطريات، Clostridium difficile، البروتولز الأوالي، bifidobacteria، عصية، المغزل و pakchoi.
البكتيريا غير الهوائية هي كائنات لا تحتاج إلى التنفس بالأكسجين وتستخدم مستقبلات إلكترونية لتمثيل الغذاء باستخدام المواد العضوية وغير العضوية. يمكن تقسيمها إلى فئتين
- البكتيريا اللاهوائية الاختيارية.
- والبكتيريا اللاهوائية الإجبارية.
ستكون البكتيريا الاختيارية قادرة على النمو في وجود الأكسجين، وإذا لم يكن هناك أكسجين ولكن عندما تكون في ظروف مثالية، فإنها تعمل في الدورة اللاهوائية لتنفيذ عمليات أخرى مثل التخمير لمواصلة النمو.
تختلف البكتيريا المختبرية عن سابقتها في عدم قدرتها على العيش في بيئة تحتوي على الأكسجين بسبب تأثيرها السام على البكتيريا، ولذلك يتم استخدام مواد أخرى كأجهزة استقبال إلكترونية نهائية.
الفرق بين البكتيريا الهوائية واللاهوائية
- تنتج البكتيريا الهوائية طاقة أكبر بينما تنتج البكتيريا اللاهوائية طاقة أقل.
- في البكتيريا الهوائية، يعتبر الأكسجين الجزيئي هو المستقبل الإلكتروني النهائي، بينما في البكتيريا اللاهوائية، تكون المستقبلات هي ثاني أكسيد الكربون والكبريت والفومارات.
- تتمتع البكتيريا الهوائية بقدرتها على إزالة السموم من الأكسجين باستخدام الإنزيمات، بينما البكتيريا اللاهوائية غير فعالة في ذلك.
كيفية تنفس البكتيريا اللاهوائية
- البكتيريا اللاهوائية لا تستخدم الأكسجين لإنتاج الطاقة من الطعام، بل تستخدم مواد كيميائية طبيعية أخرى بدلا من ذلك.
- للاستخدام في إحداث التفاعلات الكيميائية الضرورية لإطلاق الطاقة المطلوبة.
- وأحد أشهر هذه المواد الكيميائية هو النترات والكبريتات وثاني أكسيد الكربون.
- وعادة ما ينتج هذا التنفس غير الهوائي منتجات ثانوية ضارة لجسم الإنسان، مثل الإيثانول والهيدروجين.
مضارها على الإنسان
- لا تسبب هذه البكتيريا ضررا مباشرا لجسم الإنسان في الظروف العادية.
- ولكن عندما يكون جسم الإنسان مصابا بصدمة، يمكن لهذه البكتيريا أن تسبب عدوى تعرف باسم العدوى اللاهوائية.
- تؤثر هذه العدوى بشكل أكبر على مناطق محددة في الجسم، بما في ذلك البطن.
- وأعضاء التناسل والقلب والعظام والمفاصل والجهاز التنفسي والجهاز العصبي المركزي والجلد والفم.
- تتضمن الالتهابات الشائعة التي قد تصيب الأشخاص التهاب الزائدة الدودية والتهاب الجيوب الأنفية والدماغ والرئة والكبد والخراجات البطنية والكزاز ومتلازمة لومير.
- السبب الأساسي لهذا النوع من الالتهاب هو الصدمة أو الجراحة التي يتعرض لها نخاع الأسنان، وحتى تلف الأنسجة العميقة في الجسم بسبب لدغة الحيوان.
أماكن تواجد البكتيريا اللاهوائية
- يمكن العثور على البكتيريا في عدة أجزاء من الجسم، ولكن إذا وصلت إلى أنسجة عميقة وتعاني من نقص الأكسجة.
- يمكن أن تسبب التهابات خطيرة، حيث تدخل البكتيريا اللاهوائية التي تعيش في الشقوق في الجلد والأنف والفم والأمعاء والمهبل.
- تنتقل بسهولة إلى الجسم وتسبب إصابة الأغشية المخاطية أو الأنسجة المجاورة بسهولة.
- بالإضافة إلى ذلك، يحتمل أن تدخل البكتيريا اللاهوائية المسببة للأمراض جسم الإنسان عن طريق الجروح وتبقى في التربة والمياه، مما يؤدي إلى حدوث العديد من العدوى.
- الأشخاص الأكثر عرضة للإصابة بالعدوى هم الأفراد الذين يعانون من ضعف في جهاز المناعة والذين تناولوا حديثا مضادات حيوية تعمل على مجموعة واسعة من البكتيريا.
زراعة البكتيريا اللاهوائية
- يقوم العلماء ببناء مزارع البكتيريا اللاهوائية لتحديد أنواع البكتيريا التي قد تتسبب في الإضرار بصحة الإنسان.
- هذا العلم مفيد جدا لتحديد أسباب الأمراض التي تسببها ولإيجاد العلاجات المناسبة باستخدام المضادات الحيوية الفعالة.
