אווירני אובליגטורי

אווירני אובליגטורי (מאנגלית: Obligate aerobe) או אווירן הכרחי^[1] הוא מושג במיקרוביולוגיה המתאר מיקרואורגניזמים שזקוקים לחמצן על מנת להפיק אנרגיה. אורגניזמים אלה, בשונה ממיקרואירופילים, זקוקים לריכוז אטמוספירי של חמצן (כ-21%) על מנת לשרוד^[2].

זיהוי באמצעות מבחנות מצע נוזלי של חיידקים אווירניים ואל-אווירניים: 1 - חיידקים אווירניים אובליגטוריים, 2 - חיידקים אל-אווירניים אובליגטוריים, 3 - חיידקים אל-אווירניים פקולטטיביים, 4 - מיקרואירופילים, 5 - חיידקים אל-אווירניים סובלי אוויר

תיאור

מיקרואורגניזמים אווירניים אובליגטוריים משתמשים בתהליך של זרחון חמצוני, בו מהווה החמצן קבל אלקטרונים סופי, על מנת להפיק את האנרגיה שדרושה להם מסוכרים וחומצות שומן לשם קיומם. ברם בתהליך זה נוצרים שני תוצרי לוואי רעילים: מימן על-חמצני ויון סופראוקסיד. שני חומרים אלה מחמצנים חזקים שנוטים להגיב עם חומרים אורגניים רבים ובכך לשנות את הרכבם. שינויים אלה מזיקים לאורגניזמים ועלולים לגרום למותם^[3]. אורגניזמים אווירניים הצליחו להתגבר על בעיה זאת באמצעות סינתזה של שלושה אנזימים (סופראוקסיד דיסמוטאז, פראוקסידאז וקטלאז), אשר מנטרלים את תוצרי הלוואי הללו^[2]. חיידקים אווירניים אובליגטוריים מתאפיינים ביכולת סינתזה גבוהה של סופראוקסיד דיסמוטאז וקטלאז בלבד^[4].

תרבית אווירנית

על מנת לתרבת מיקרואורגניזמים על מצע אגר מוצק יש להדגיר את צלחות הפטרי עליהם נזרעו החיידקים בריכוזי חמצן אטמוספיריים בלבד. בתוך מצע נוזלי יגדלו המיקרואורגניזמים האווירניים האובליגטוריים בקצה העליון של המבחנה בלבד, שכן שם ריכוז החמצן גבוה ביותר בשל פעפועו (ראו תמונה להמחשה בראש הערך)^[5].

אווירניים אובליגטוריים בטבע וברפואה

חיידקים ממין Bordetella pertussis, שגדלים בתמונה בתור מושבות לבנות-כסופות על גבי אגר Regan-Lowe, כמו יתר המינים בסוג Bordetella הם אווירניים אובליגטוריים

מרבית האורגניזמים האאוקריוטים הם אווירניים אובליגטוריים, כשיוצאי הדופן בעל-ממלכה זאת הם חלק גדול מהשמרים שנחשבים לאל-אווירניים פקולטטיביים. יצורים רב-תאיים נחשבים אמנם לאל-אווירניים פקולטטיביים ברמת התא הבודד (למשל יכולת הפקת אנרגיה במעגל קורי על ידי תסיסה לקטית), אולם כמכלול שלם הם אווירניים אובליגטוריים לכל דבר^[6][7].

מרבית הארכאונים הם אל-אווירניים אובליגטוריים, כשיוצא הדופן בעל-הממלכה הוא הארכאון Aeropyrum pernix^[8].

אווירניים אובליגטוריים שכיחים ברפואה

הרשימה הבאה כוללת מיקרואורגניזמים אווירניים אובליגטוריים שכיחים שעלולים לגרום לזיהומים בבני אדם ובבעלי חיים^[9][10]:

• חיידקים בסוג Mycobacterium, דוגמת Mycobacterium tuberculosis שגורם למחלת השחפת ו-Mycobacterium leprae שגורם למחלת הצרעת.
• חיידקים בסוג Bordetella, דוגמת Bordetella pertussis ו-Bordetella parapertussis שגורמים למחלת השעלת.
• חיידקים בסוג Moraxella, דוגמת Moraxella catarrhalis שגורם לדלקות בדרכי הנשימה ובאוזן התיכונה.
• חיידקים בסוג Brucella שגורמים למחלת הברוצלוזיס.
• חיידקים בסוג Francisella, דוגמת Francisella tularensis שגורמים למחלת הטולרמיה.
• חיידקים בסוג Leptospira שגורמים למחלת העכברת.

ראו גם

• אורגניזם אווירני
• מיקרואירופיל

הערות שוליים

1. הֶכְרֵחִי במילון מיקרוביולוגיה (תשנ"ה), באתר האקדמיה ללשון העברית
2. ‏Bacteria - Physical requirements. Encyclopædia Britannica.
3. ‏ An Introduction to Reactive Oxygen Species - Measurement of ROS in Cells.
4. ‏Nutrition and Growth of Bacteria.
5. ‏Bacteria Classified by Cellular Respiration.
6. Shimomura-Shimizu M, Karube I. (2010). Yeast based sensors. Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology. 117:1-19. PMID 20087724.
7. Nelson, David L., & Cox, Michael M. Lehninger Principles of Biochemistry (4th ed.). New York: W.H. Freeman and Company. 2004, p. 543. ISBN 978-0716743392.
8. Sako Y, Nomura N, Uchida A, Ishida Y, Morii H, Koga Y, Hoaki T, Maruyama T. (1996). Aeropyrum pernix gen. nov., sp. nov., a novel aerobic hyperthermophilic archaeon growing at temperatures up to 100 degrees C. International Journal of Systemic Bacteriology. Oct;46(4):1070-7. PMID 8863437.
9. ‏Taxonomic Listing of Bacteria.
10. Patrick R. Murray, Ken S. Rosenthal, Michael A. Pfaller. Medical microbiology (5th ed.). Elsevier Mosby. 2005, pp.297, 365, 377, 383, 386, 439. ISBN 978-0323033039.