Respirația (sau oxidarea biologică) a microorganismelor este o combinație de procese biochimice, ca urmare a eliberării energiei necesare activității vitale a celulelor microbiene.
Toate procesele fiziologice, cum ar fi mișcarea, creșterea și reproducerea, formarea de spori și capsule, producția de toxine, pot avea loc cu un flux constant de energie. Microorganismele extrag energia prin oxidarea diferiților compuși chimici: carbohidrați (mai des glucoză), alcooli, acizi organici, grăsimi etc. Esența oxidării este că substanța oxidabilă dă electroni, iar substanța recuperată le primește.
Prin tipul de respirație, toate microorganismele sunt împărțite în aerobe obligatorii (stricte), obligă anaerobe și anaerobe opționale (opționale).
Aerobii obligați (mycobacterium tuberculosis etc.) trăiesc și se dezvoltă cu acces liber la oxigen, adică reacțiile de oxidare se efectuează în ele cu participarea oxigenului molecular cu eliberarea unei cantități mari de energie. Un exemplu este oxidarea glucozei în condiții aerobe:
82,6 kD (688,5 kcal)
Există, de asemenea, microaerofili, care necesită cantități mici de oxigen (unele leptospira, brucela). Anaerobii obligați (clostridium de tetanus, botulism, etc.) sunt capabili să trăiască și să se înmulțească numai în absența oxigenului liber de aer. Respirația în anaerobi are loc prin fermentarea substratului cu formarea unei cantități mici de energie.
Astfel, în descompunerea anaerobă a 1 mol de energie de glucoză se eliberează mult mai puțin decât în respirația aerobă:
C6H206
2C2H5OH + 2CO2 + 130,6 kD (31,2 kcal)
Prezența oxigenului liber pentru anaerobe obligatorii este dezastruoasă. Acest lucru se datorează faptului că, în prezența oxigenului, produsul final de oxidare a compușilor organici este peroxidul de hidrogen. Și deoarece anaerobii nu au capacitatea de a produce o enzimă catalază care scindează peroxidul de hidrogen, se acumulează și exercită un efect toxic asupra bacteriilor.
Anaerobii opționali se pot multiplica atât în prezența oxigenului molecular, cât și în absența acestuia. Acestea includ majoritatea bacteriilor patogene și saprofite. Procesele de descompunere a substanțelor organice în condiții anoxice, însoțite de eliberarea energiei, se mai numesc și fermentație. În funcție de participarea anumitor microorganisme și a produselor finale de degradare a carbohidraților, există mai multe tipuri de fermentație: alcoolul, realizat de drojdie; Acid lactic, cauzat de bacterii de acid lactic; acidul petrolier, cauzat de bacteriile acide de ulei, etc.
Eliberarea căldurii în timpul respirației microorganismelor poate fi observată atunci când culturile sunt cultivate în recipiente protejate împotriva pierderilor de căldură - temperatura mediului nutritiv va crește treptat. Odată cu eliberarea excesului de căldură în timpul respirației anumitor microorganisme, sunt asociate procesele de ardere spontană a turbei, a gunoiului de grajd, a fânului umed și a bumbacului. Mecanismele biochimice de respirație sunt descrise mai detaliat în manualele de chimie biologică.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: