ลักษณะและตัวอย่างของแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจน FACULTATIVE - ชีววิทยา - 2026

แบคทีเรียตามอำเภอใจเป็นเชื้อแบคทีเรียที่มีความสามารถในการดำรงชีวิตภายใต้ทั้งมีและไม่มีออกซิเจน ออกซิเจนเป็นสารประกอบที่มีปฏิกิริยาสูงและจำเป็นสำหรับแบคทีเรียหลายชนิดและสำหรับสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่อย่างไรก็ตามองค์ประกอบนี้เป็นอันตรายถึงชีวิตสำหรับแบคทีเรียบางชนิด

ในบรรดาแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนทางปัญญามีหลายชนิดที่มีความสำคัญทางอุตสาหกรรมและการค้าไม่ว่าจะเป็นในอุตสาหกรรมอาหารยาหรือเครื่องสำอางเป็นต้น ในทางตรงกันข้ามสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นสามารถผลิตโรคร้ายแรงสำหรับมนุษย์ได้

แบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจน facultative Salmonella enteritidis ถ่ายและเรียบเรียงจาก: กระทรวงเกษตรสหรัฐฯ.

ลักษณะเฉพาะ

ลักษณะสำคัญของแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนทางปัญญาคือสามารถใช้ออกซิเจนในกระบวนการเผาผลาญ แต่ยังสามารถใช้การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนหรือเมแทบอลิซึมในการหมักในกรณีที่ไม่มีออกซิเจน

อีกลักษณะหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเมตาบอลิซึมคือแบคทีเรีย facultative ไม่มีเอนไซม์ซูเปอร์ออกไซด์ดิสมูเทส เอนไซม์นี้เป็นลักษณะของแบคทีเรียแอโรบิคที่เข้มงวด หน้าที่ของเอนไซม์คือการสลายซูเปอร์ออกไซด์ (O ₂ ^- ) ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลางของการเผาผลาญแบบแอโรบิค

การเผาผลาญพลังงาน

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดต้องได้รับพลังงานสำหรับกระบวนการสำคัญของพวกมัน พลังงานนี้ได้มาจากอาหารไม่ว่าจะสังเคราะห์ขึ้นเอง (autotrophs) หรือเตรียมและ / หรือแปรรูปก่อนหน้านี้ (heterotrophs)

พลังงานที่มีอยู่ในอาหารถูกใช้ (บางส่วน) สำหรับการสังเคราะห์ ATP โดยใช้ปฏิกิริยาทางเคมีที่เป็นส่วนหนึ่งของการเผาผลาญ ในการทำเช่นนี้พวกเขาต้องทำลายพันธะเคมีภายในโมเลกุลที่ประกอบกันเป็นอาหาร

การแตกพันธะเหล่านี้ทำให้เกิดการปลดปล่อยอิเล็กตรอนหรืออะตอมของไฮโดรเจนซึ่งต้องได้รับการยอมรับจากสารประกอบอื่น ๆ หากตัวรับสุดท้ายของอิเล็กตรอนหรือไฮโดรเจนเป็นสารประกอบอินทรีย์ปฏิกิริยาจะเรียกว่าการหมักในทางกลับกันถ้าตัวรับสุดท้ายเป็นสารประกอบอนินทรีย์เราจะพูดถึงการหายใจ

ในระหว่างการหายใจตัวรับสุดท้ายที่พบมากที่สุดสำหรับอิเล็กตรอนคือออกซิเจน เรียกว่าการหายใจแบบแอโรบิค อย่างไรก็ตามในกรณีที่ไม่มีออกซิเจนสิ่งมีชีวิตบางชนิดเช่นแบคทีเรียบางชนิดสามารถใช้สารประกอบอนินทรีย์อื่นที่ไม่ใช่ออกซิเจนเป็นตัวรับอิเล็กตรอนขั้นสุดท้ายการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนเกิดขึ้น

ประเภทของแบคทีเรียตามการพึ่งพาออกซิเจน

แบคทีเรียสามารถจำแนกได้ขึ้นอยู่กับว่าพวกมันใช้ออกซิเจนในการเผาผลาญอาหารหรือไม่ดังนี้:

กายกรรม

พวกมันใช้ออกซิเจนเป็นตัวรับอิเล็กตรอนขั้นสุดท้ายในกระบวนการเผาผลาญ ดังนั้นพวกเขาจึงสามารถเติบโตและประสบความสำเร็จในที่ที่มีออกซิเจน ในที่สุดสายพันธุ์แอโรบิคที่เข้มงวดไม่สามารถอยู่รอดได้ในสภาวะที่ไม่เป็นพิษ

microaerophilic

เป็นกลุ่มแบคทีเรียที่แม้จะต้องการออกซิเจน แต่ก็สามารถเจริญเติบโตได้เฉพาะในสภาพแวดล้อมที่ความเข้มข้นขององค์ประกอบนี้ต่ำกว่าความเข้มข้นปกติในอากาศ (น้อยกว่า 10%) (20%)

แบบไม่ใช้ออกซิเจน

สายพันธุ์ที่ไม่ใช้ออกซิเจนในปฏิกิริยาการเผาผลาญ สำหรับสิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช้ออกซิเจนบางชนิดออกซิเจนเป็นองค์ประกอบที่เป็นพิษซึ่งเป็นอันตรายถึงชีวิตแม้ในความเข้มข้นที่ต่ำมาก อย่างไรก็ตามบางชนิดสามารถทนได้และในที่สุดก็ใช้มัน ดังนั้นแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนสามารถแบ่งย่อยได้เป็น:

Aerotolentes

พวกมันไม่สามารถใช้ออกซิเจนในการเผาผลาญ แต่ไม่ถึงตายดังนั้นพวกมันจึงสามารถอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนความเข้มข้นปกติ

ไม่จำเป็น

แบคทีเรียที่สามารถใช้ออกซิเจนเป็นตัวรับอิเล็กตรอนขั้นสุดท้ายในระหว่างการเผาผลาญพลังงาน แต่ในกรณีที่ไม่มีองค์ประกอบนี้พวกมันสามารถอยู่รอดได้โดยใช้วิถีการเผาผลาญอื่น ๆ

การประยุกต์ใช้งาน

แบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนบางตัวมีความสำคัญอย่างยิ่งจากมุมมองทางอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่นกลุ่มนี้ ได้แก่ แบคทีเรียที่ใช้ในการหมักเครื่องดื่มแอลกอฮอล์เช่นไวน์หรือเบียร์

นอกจากนี้ยังใช้ในอุตสาหกรรมอาหารเพื่อให้ได้อาหารหมักเช่นชีสโยเกิร์ตเป็นต้น บางชนิดใช้ทำโปรไบโอติกได้ด้วย

โรค

ในบรรดาแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนทางปัญญามีหลายสายพันธุ์ที่สามารถก่อให้เกิดโรคที่มีความเกี่ยวข้องทางคลินิกที่แตกต่างกันตั้งแต่โรคท้องร่วงที่ จำกัด ตัวเองไปจนถึงโรคร้ายแรงรวมถึงโรคในโรงพยาบาลด้วยเช่นกัน

โรคเหล่านี้ ได้แก่ โรคอุจจาระร่วงจากเชื้อแบคทีเรียการติดเชื้อทางเดินปัสสาวะเยื่อบุหัวใจอักเสบเยื่อหุ้มสมองอักเสบเยื่อบุช่องท้องอักเสบปอดบวมและภาวะโลหิตเป็นพิษ โรคเหล่านี้บางชนิดรักษาได้ยากเนื่องจากแบคทีเรียดื้อต่อยา

ตัวอย่างของสายพันธุ์ที่เป็นตัวแทน

Escherichia coli

เป็นสมาชิกของกลุ่ม Enterobacteriaceae ซึ่งปกติสามารถพบได้ในระบบทางเดินอาหารของมนุษย์ ลักษณะเด่นของสัตว์ชนิดนี้คือความสามารถในการหมักแลคโตสและย่อยสลายทริปโตเฟน แต่ไม่สามารถเจริญเติบโตได้ในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีซิเตรตเป็นแหล่งคาร์บอนเพียงแหล่งเดียว

แม้ว่าจะเป็นส่วนหนึ่งของพืชในลำไส้ แต่แบคทีเรียนี้สามารถก่อให้เกิดโรคในมนุษย์ได้เช่นท้องร่วงการติดเชื้อทางเดินปัสสาวะและเยื่อหุ้มสมองอักเสบ

เชื้อ Salmonella enteritidis

เป็น Enterobacteriaceae อีกชนิดหนึ่งเช่น E. coli แต่ต่างจากนี้คือไม่สามารถหมักแลคโตสได้ แต่สามารถอยู่รอดได้ในวัฒนธรรมที่มีซิเตรตเป็นแหล่งคาร์บอนเพียงแห่งเดียว มันสามารถอาศัยอยู่ในระบบทางเดินอาหารของสัตว์มีกระดูกสันหลังหลายชนิดรวมทั้งสัตว์เลือดเย็น

สายพันธุ์นี้ร่วมกับสายพันธุ์อื่น ๆ มีส่วนรับผิดชอบต่อโรคกระเพาะและลำไส้อักเสบ

แลคโตคอคคัสแลคทิส

แบคทีเรียที่อยู่ในกลุ่มของแลคโตบาซิลลัสในรูปแบบตัวแปร มันสามารถเติบโตแบบโดดเดี่ยวเป็นคู่หรือในรูปแบบของโซ่ อุตสาหกรรมใช้สายพันธุ์นี้ในการผลิตอาหารเช่นโยเกิร์ตชีสกะหล่ำปลีดองและอื่น ๆ

นอกจากนี้ยังใช้เป็นโปรไบโอติกและโดยทั่วไปได้รับการยอมรับว่าปลอดภัย (GRAS) โดยสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกา (FDA) อย่างไรก็ตามอาจทำให้เกิดโรคเกี่ยวกับโพรงจมูกเช่นเยื่อบุหัวใจอักเสบ

แลคโตบาซิลลัส rhamnosus

เป็นตัวแทนอีกกลุ่มของแลคโตบาซิลลัสเช่น Lactococcus lactis มันเป็นบาซิลลัสที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ไม่สามารถสร้างสปอร์ที่สามารถเติบโตแบบเดี่ยวหรือในโคโลนีสายสั้น อาจเป็นแบบไม่ใช้ออกซิเจนหรือ microaerobic

เช่นเดียวกับ L. lactis ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารและเป็นโปรไบโอติก นอกจากนี้ยังเกี่ยวข้องกับโรคเกี่ยวกับโพรงจมูก ได้แก่ แบคทีเรียเยื่อหุ้มสมองอักเสบและเยื่อบุช่องท้องอักเสบ

Haemophilus influenzae

บาซิลลัสขนาดเล็กไม่ใช่มือถือ แต่เหนือสิ่งอื่นใดต้องใช้ส่วนประกอบของเลือดในการพัฒนา เป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของโรคเช่นการติดเชื้อที่หูและทางเดินหายใจเยื่อหุ้มสมองอักเสบและลิ้นปี่

มอร์กาเนลลามอร์กานี

แบคทีเรียรูปแท่งที่อาศัยอยู่ในระบบทางเดินอาหารของมนุษย์เช่นเดียวกับสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่น ๆ แม้จะเป็นสมาชิกดั้งเดิมของพืชในลำไส้ของสิ่งมีชีวิตที่มีสุขภาพดี แต่ก็สามารถเป็นเชื้อฉวยโอกาสในสิ่งมีชีวิตที่เป็นโรคหรือเมื่อติดเชื้อจากบาดแผล

ในบรรดาโรคที่เกี่ยวข้องกับแบคทีเรียนี้ ได้แก่ อาการท้องร่วงการติดเชื้อทางเดินปัสสาวะภาวะโลหิตเป็นพิษภาวะแบคทีเรียปอดบวมภาวะอวัยวะการติดเชื้อจากการผ่าตัดและอื่น ๆ แบคทีเรียนี้พัฒนาความต้านทานต่อยา

การเพาะเชื้อวุ้นในเลือดของเชื้อแบคทีเรียไร้ออกซิเจน Morganella morganii ถ่ายและแก้ไขจาก: Bacteria in Photos.

อ้างอิง

1. EW Nester, CE Roberts, NN Pearsall และ BJ McCarthy (1978) จุลชีววิทยา พิมพ์ครั้งที่ 2. Holt, Rinehart และ Winston
2. E. Hogg (2005) จุลชีววิทยาที่จำเป็น John Wiley & Sons Ltd.
3. แบคทีเรีย. บน Wikipedia สืบค้นจาก en.wikipedia.org.
4. ค. พิณ แลคโตบาซิลลัส rhamnosus. ใน Lifeder. กู้คืนจาก lifeder.com.
5. ค. พิณ มอร์กาเนลลามอร์กานี. ใน Lifeder. กู้คืนจาก lifeder.com.
6. D. Samaržija, N. Antunac, JL Havranek (2001). อนุกรมวิธานสรีรวิทยาและการเจริญเติบโตของ Lactococcus lactis: บทวิจารณ์ Mljekarstvo ..
7. พีซิงเกิลตัน (2547). Bacteria in Biology, Biotechnology and Medicine, 6th edition. John Wiley & Sons, Chichester
8. J. Vera. fimbriae ใน Lifeder. กู้คืนจาก lifeder.com
9. AG Moat, JW Foster & MP Spector (2002). สรีรวิทยาจุลินทรีย์ฉบับที่ 4 John Wiley & Sons, Chichester