Anaerobios obligados
Definición de anaerobios obligados
Los anaerobios obligados son organismos que solo pueden vivir en ambientes que carecen de oxígeno. A diferencia de la mayoría de los organismos del mundo, estos organismos están envenenados por oxígeno. Los anaerobios obligados son típicamente bacterias y viven en una variedad de lugares de forma natural. Muchos anaerobios obligados viven en el cuerpo humano, en lugares como la boca y el tracto gastrointestinal donde los niveles de oxígeno son muy bajos. A veces, estas bacterias pueden depositarse accidentalmente donde se supone que no deben estar, provocando una infección grave. Algunos anaerobios obligados incluyen las bacterias que causan gangrena y una serie de otras infecciones. A continuación se muestra un portaobjetos de microscopio que muestra el género Clostridium de bacterias, responsables de la gangrena, el tétanos, el botulismo, la colitis y otras infecciones graves.
¿Por qué los anaerobios obligados se matan en oxígeno?
A diferencia de los aerobios obligados, que requieren oxígeno para sobrevivir, los anaerobios obligados en realidad son envenenados por él. A diferencia de muchos organismos que prosperan en ambientes oxigenados, los anaerobios obligados no tienen varias enzimas clave necesarias para desintoxicar el oxígeno en la célula. El oxígeno mismo, en presencia de agua, produce varios subproductos, incluido el peróxido de hidrógeno (H2O2). El peróxido de hidrógeno es un ácido débil y afecta a varias enzimas dentro de las células anaeróbicas. En niveles altos de oxígeno, la célula se vuelve tan ácida que ya no puede funcionar.
Esta es la razón por la que los anaerobios obligados generalmente solo se encuentran en áreas con poco o ningún oxígeno. A este nivel, sus enzimas metabólicas no se ven lo suficientemente obstaculizadas por los cambios que provoca el oxígeno. Las bacterias aeróbicas y eucariotas tienen varios mecanismos de defensa contra el oxígeno. Estos incluyen las enzimas superóxido dismutasa, catalasa y peroxidasa, que ayudan a lidiar con los subproductos del oxígeno manteniéndolos como oxígeno gaseoso o convirtiéndolos en moléculas de agua inofensivas.
Importancia evolutiva de los anaerobios obligados
La existencia de anaerobios obligados es una pista importante en la teoría de los orígenes de la vida en el planeta Tierra. Si bien nuestra atmósfera tiene ahora una cantidad significativa de oxígeno, puede que no siempre haya sido así. La presencia de anaerobios obligados hoy sugiere que la atmósfera alguna vez tuvo mucho menos oxígeno, lo que permitió que las bacterias sobrevivieran sin las enzimas que facilitan el oxígeno. La teoría sugiere que con el aumento de los organismos fotosintéticos, también se produjo un aumento en el nivel de oxígeno en el medio ambiente.
Dónde existen los anaerobios obligatorios
Hoy en día, los anaerobios obligados existen en muchos entornos, todos los cuales tienen una cualidad definitoria de bajos niveles de oxígeno. Existen muchos anaerobios obligados en el suelo, lejos de las capas superiores que están muy expuestas al oxígeno. Se pueden encontrar otros anaerobios obligados en el intestino, la boca y el tracto reproductivo de los animales. En estos lugares, hay poco o nada de oxígeno porque no están expuestos a los vasos sanguíneos.
A veces, se puede producir una infección grave cuando estas bacterias acceden a las áreas internas estériles del cuerpo. Esto suele ocurrir cuando un organismo está herido, lo que permite que las bacterias accedan a las áreas normalmente cerradas. Si la herida se cierra rápidamente y de manera estéril, las bacterias morirán en presencia de la sangre oxigenada que llega a la zona. Si la herida no tiene flujo sanguíneo y está expuesta a anaerobios obligados, les da un lugar para reproducirse y crecer. Muchos de estos anaerobios obligados liberan toxinas que destruyen el tejido regular. Esto hizo que la infección empeorara y permite que las bacterias se propaguen. Muchas infecciones causadas por anaerobios obligados pueden ser mortales si no se tratan.
Encontrar anaerobios obligados
Los anaerobios obligados solo se pueden encontrar en entornos con bajos niveles de oxígeno. En un mundo saturado de oxígeno, esto puede parecer que los anaerobios obligados pueden ser difíciles de encontrar. Pero, de hecho, es todo lo contrario. Los anaerobios obligados se pueden encontrar en casi todos los entornos, escondidos de la exposición al oxígeno. Para encontrar los anaerobios obligados en cualquier muestra, se puede realizar un experimento simple como el que se muestra a continuación.
Las cinco imágenes que se muestran arriba representan dónde se pueden encontrar diferentes tipos de bacterias en una muestra cultivada en un tubo de ensayo sin tapa. La tapa suelta permite que el oxígeno sature la capa superior de la solución de crecimiento en el tubo. Por tanto, la imagen 1 representa los aerobios obligados o los organismos que necesitan oxígeno. Los anaerobios obligados, que se ven en la imagen 2, están en el otro lado completo del tubo de ensayo.
En este extremo del tubo de ensayo, la concentración de oxígeno es la más baja. Por un lado, tiene que difundirse a través de toda la columna de agua para llegar al fondo del tubo de ensayo. Sin ser alterado o aireado de ninguna manera, el nivel de oxígeno será naturalmente el más bajo aquí. Además, los organismos en el tubo que usan oxígeno tenderán a congregarse hacia la parte superior. Estos organismos tenderán a agotar el oxígeno dentro del tubo de ensayo en todos los niveles. Esto ayuda a impulsar el gradiente de oxígeno hacia la parte superior del tubo. Por lo tanto, los científicos que buscan anaerobios obligados simplemente necesitan buscar en la porción más privada de oxígeno de cualquier muestra. Las otras imágenes (3-5) representan otros tipos de bacterias, como anaerobios facultativos, que pueden sobrevivir en diversas condiciones y pueden necesitar o no utilizar oxígeno.
