Definição de anaeróbios obrigatórios
Anaeróbios obrigatórios são organismos que só podem viver em ambientes que não têm oxigênio. Ao contrário da maioria dos organismos do mundo, esses organismos são envenenados pelo oxigênio. Anaeróbios obrigatórios são tipicamente bactérias e vivem em vários lugares naturalmente. Muitos anaeróbios obrigados vivem no corpo humano, em lugares como a boca e o trato gastrointestinal, onde os níveis de oxigênio são muito baixos. Às vezes, essas bactérias podem ser acidentalmente depositadas, onde não devem estar, causando infecções graves. Alguns anaeróbios obrigatórios incluem as bactérias que causam gangrena e várias outras infecções. Abaixo está uma lâmina de microscópio mostrando o gênero Clostridium de bactérias, responsável por gangrena, tétano, botulismo, colite e outras infecções graves.
Por que os anaeróbios obrigatórios são mortos em oxigênio?
Ao contrário de aeróbes obrigatórios, que requerem oxigênio para sobreviver, os anaeróbios obrigatórios são realmente envenenados por ele. Ao contrário de muitos organismos que prosperam em ambientes oxigenados, os anaeróbios obrigatórios não possuem várias enzimas importantes necessárias para desintoxicar o oxigênio na célula. O próprio oxigênio, na presença de água, produz vários subprodutos, incluindo peróxido de hidrogênio (H2O2). O peróxido de hidrogênio é um ácido fraco e afeta uma série de enzimas dentro das células anaeróbicas. Em altos níveis de oxigênio, a célula se torna tão ácida que não pode mais funcionar.
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Significado evolutivo de anaeróbios obrigatórios
A existência de anaeróbios obrigatórios é uma pista significativa na teoria das origens da vida no planeta Terra. Embora nossa atmosfera tenha uma quantidade significativa de oxigênio agora, isso pode nem sempre ter sido o caso. A presença de anaeróbios obrigatórios hoje sugere que a atmosfera já teve muito menos oxigênio, permitindo que as bactérias sobrevivam sem oxigênio que facilite as enzimas. A teoria sugere que, com o surgimento de organismos fotossintéticos, também surgiu um aumento no nível de oxigênio no ambiente.
Onde existem anaeróbios obrigatórios
Hoje, os anaeróbios obrigatórios existem em muitos ambientes, todos que têm uma qualidade definidora de baixos níveis de oxigênio. Muitos anaeróbios obrigatórios existem no solo, longe das camadas superiores que são altamente expostas ao oxigênio. Outros anaeróbios obrigatórios podem ser encontrados nos tratos intestinal, boca e reprodutiva dos animais. Nesses lugares, eles são pouco ou nenhum oxigênio porque não são expostos a vasos sanguíneos.
Às vezes, uma infecção grave pode ser causada quando essas bactérias obtêm acesso às áreas internas estéreis do corpo. Isso normalmente acontece quando um organismo é ferido, permitindo que as bactérias tenham acesso às áreas normalmente fechadas. Se a ferida for fechada rapidamente e de maneira estéril, as bactérias morrerão na presença do sangue oxigenado que chega à área. Se a ferida não tiver fluxo sanguíneo e for exposto a obrigar anaeróbios, ela lhes dá um lugar para se reproduzir e crescer. Muitos desses anaeróbios obrigatórios liberam toxinas que destroem o tecido regular. Isso fez com que a infecção piorasse e permite que as bactérias se espalhem. Muitas infecções causadas por anaeróbios obrigatórias podem ser mortais se não forem tratadas.
Encontrar anaeróbios obrigados
Anaeróbios obrigatórios só podem ser encontrados em ambientes com baixos níveis de oxigênio. Em um mundo saturado por oxigênio, isso pode parecer que os anaeróbios obrigatórios podem ser difíceis de encontrar. Mas, de fato, o oposto é verdadeiro. Anaeróbios obrigatórios podem ser encontrados em quase todos os ambientes, escondidos de expor ao oxigênio. Para encontrar os anaeróbios obrigatórios em qualquer amostra, um experimento simples como o abaixo pode ser realizado.
As cinco imagens mostradas acima representam onde diferentes tipos de bactérias podem ser encontrados em uma amostra cultivada em um tubo de ensaio frouxamente coberto. A tampa solta permite que o oxigênio sature a camada superior da solução de crescimento no tubo. Assim, a imagem 1 representa os aeróbios obrigatórios ou os organismos que precisam de oxigênio. Os anaeróbios obrigatórios, vistos na imagem 2, estão no outro lado completo do tubo de ensaio.
Nesse final do tubo de ensaio, a concentração de oxigênio é a mais baixa. Por um lado, ele deve se difundir através de toda a coluna de água para atingir o fundo do tubo de ensaio. Sem ser perturbado ou aerado de qualquer forma, o nível de oxigênio será naturalmente o mais baixo aqui. Além disso, os organismos no tubo que usam oxigênio tendem a se reunir no topo. Esses organismos tendem a esgotar o oxigênio dentro do tubo de ensaio em todos os níveis. Isso ajuda a impulsionar o gradiente de oxigênio em direção ao topo do tubo. Portanto, os cientistas que procuram anaeróbios obrigatórios simplesmente precisam procurar a parte mais privada de oxigênio de qualquer amostra. As outras imagens (3-5) representam outros tipos de bactérias, como anaeróbios facultativos, que podem sobreviver em várias condições e podem ou não precisar ou usar oxigênio.
Questionário
1. A seguir, é apresentada uma lista de bactérias e suas principais funções metabólicas. Quais destes são anaeróbios obrigatórios?
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Resposta à pergunta nº 1
C está correto. Anaeróbios obrigatórios são obrigados a permanecer em um ambiente anaeróbico. Isso significa que eles não podem sobreviver a oxigênio. Uma bactéria que tolera o oxigênio, mas não a usa, é conhecida como bactérias aerotolerantes.
2. Um cientista leva uma amostra do fundo de um lago próximo. Ele divide a amostra em três tubos de teste. No primeiro tubo de ensaio, ele adiciona uma bomba de ar. No segundo tubo de ensaio, ele sela a tampa e remove o oxigênio. O terceiro tubo que ele deixa não lacrado e imperturbável. Quais tubos não crescerão anaeróbios obrigatórios? A. Tubos 1 e 3 B. Tubo 1 somente C. Tubo 2 somente D. Tube 3 somente
Resposta à pergunta nº 2
B está correto. Somente o tubo 1 será saturado com oxigênio, tornando quase impossível para as bactérias anaeróbicas sobreviver. Sem a capacidade de processar os subprodutos do metabolismo do oxigênio, as bactérias morreriam rapidamente devido à exposição a toxinas à base de oxigênio.
3. Anaeróbios obrigatórios geralmente são formadores de esporos, o que significa que, em tempos de estresse, as bactérias armazenam seu DNA em um pacote seguro que pode se as condições ambientais. Por que é importante que os anaeróbios obrigatórios criem esporos capazes de sobreviver às condições de alto oxigênio? R. Não é importante B. Esses esporos devem sobreviver a ambientes oxigenados para colonizar áreas de baixo oxigênio C. Esses esporos podem usar oxigênio para ajudar a reproduzir as bactérias
Resposta à pergunta nº 3
B está correto. A atmosfera moderna consiste principalmente em nitrogênio, mas possui cerca de 21% de oxigênio. Essa é uma quantidade extremamente alta para anaeróbios obrigatórios e normalmente os mataria. O esporo protege o DNA da degradação do oxigênio e permite que ele viaje para um ambiente favorável antes de crescer em uma bactéria em funcionamento.
Referências
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Scott, M.P., Bretscher, A.,. . . Matsudaira, P. (2008). Biologia celular molecular (6ª ed.). Nova York: W.H. Freeman e companhia.
- Universidade de Comenius. (2018, 3 de outubro). Bactérias anaeróbicas. Retirado de jfmed.uniba.sk: https://www.jfmed.uniba.sk/fileadmin/jlf/pracoviska/ustav-mikrobiologie-a-imunologie/anaerobic_bacteria.pdf
- Widmaier, E.P., Raff, H., & Strang, K. T. (2008). Fisiologia humana de Vander: os mecanismos da função corporal (11ª ed.). Boston: McGraw-Hill Ensino Superior.
Última atualização em 19 de agosto de 2022