Τι συμβαίνει όταν ένας αερόβιος οργανισμός τοποθετείται σε αναερόβια;
1. Ενεργειακή κρίση:
* στάσεις παραγωγής ATP: Οι αεροβικοί οργανισμοί βασίζονται στο οξυγόνο για την παραγωγή ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη), το πρωτογενές ενεργειακό νόμισμα των κυττάρων. Ελλείψει οξυγόνου, η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων, το τελικό στάδιο της κυτταρικής αναπνοής, κλείνει. Αυτό σταματά την παραγωγή του ATP.
* Η ζύμωση ξεκινάει (αν είναι δυνατόν): Μερικοί αερόβια οργανισμοί μπορούν να μεταβούν σε ζύμωση, μια λιγότερο αποτελεσματική διαδικασία που παράγει ΑΤΡ χωρίς οξυγόνο. Ωστόσο, η ζύμωση παράγει γαλακτικό οξύ ή αιθανόλη ως υποπροϊόντα, τα οποία μπορεί να είναι τοξικά σε υψηλές συγκεντρώσεις.
2. Κυτταρική ζημιά:
* Οξειδωτικό στρες: Χωρίς οξυγόνο, η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων δεν μπορεί να λειτουργήσει, οδηγώντας σε συσσώρευση αντιδραστικών ειδών οξυγόνου (ROS) που μπορούν να βλάψουν τα κυτταρικά συστατικά όπως οι πρωτεΐνες, τα λιπίδια και το DNA.
* Αναερόβια υποπροϊόντα μεταβολισμού: Τα υποπροϊόντα της ζύμωσης, όπως το γαλακτικό οξύ, μπορούν να προκαλέσουν κυτταρική οξύτητα, καταστρέφοντας περαιτέρω τον οργανισμό.
3. Στρατηγικές επιβίωσης:
* υποχρεωτικά αερόμπα: Οι οργανισμοί που απαιτούν αυστηρά οξυγόνο θα πεθάνουν γρήγορα σε ένα αναερόβιο περιβάλλον.
* Παίκτες αναερόβες: Μερικοί οργανισμοί μπορούν να επιβιώσουν τόσο με όσο και χωρίς οξυγόνο. Χρησιμοποιούν οξυγόνο εάν είναι διαθέσιμα, αλλά μπορούν να μεταβούν σε ζύμωση όταν το οξυγόνο είναι σπάνιο.
* Αεροταξικά αναερόβια: Αυτοί οι οργανισμοί ανέχονται οξυγόνο, αλλά δεν το χρησιμοποιούν για παραγωγή ενέργειας. Βασίζονται κυρίως στη ζύμωση.
4. Μακροπρόθεσμες επιπτώσεις:
* Προσαρμογή: Σε μεγάλες περιόδους, ορισμένοι οργανισμοί μπορούν να προσαρμοστούν σε αναερόβια περιβάλλοντα αναπτύσσοντας εναλλακτικές μεταβολικές οδούς που δεν βασίζονται στο οξυγόνο.
* εξαφάνιση: Εάν ένας οργανισμός δεν μπορεί να προσαρμοστεί ή να βρει ένα οξυγονωμένο περιβάλλον, τελικά θα πεθάνει.
Παραδείγματα:
* Άνθρωποι: Είμαστε υποχρεωμένοι αερόβια. Ενώ μπορούμε να κρατήσουμε την αναπνοή μας για σύντομο χρονικό διάστημα, δεν μπορούμε να επιβιώσουμε πολύ χωρίς οξυγόνο.
* ζύμη: Η ζύμη είναι προαιρετικά αναερόβια. Χρησιμοποιούν οξυγόνο για παραγωγή ενέργειας, αλλά μπορούν επίσης να ζυμώσουν ζάχαρη για να παράγουν αλκοόλ και διοξείδιο του άνθρακα.
* clostridium botulinum: Αυτό το βακτήριο είναι ένα υποχρεωτικό αναερόμπο. Ευδοκιμεί σε περιβάλλοντα χωρίς οξυγόνο και παράγει τη θανατηφόρα τοξίνη Botulinum.
Συνοπτικά, Η τοποθέτηση ενός αερόβιου οργανισμού σε ένα αναερόβιο περιβάλλον δημιουργεί μια αγχωτική κατάσταση όπου δεν μπορεί να επιτύχει ενεργειακά αποτελεσματικά και μπορεί να αντιμετωπίσει σημαντικές κυτταρικές βλάβες. Το αν ο οργανισμός επιβιώνει εξαρτάται από την ικανότητά του να προσαρμοστεί στην έλλειψη οξυγόνου ή να βρει ένα οξυγονωμένο περιβάλλον.
