aerob

Figur 1. Fermentation (forgæring) af sukkerarter, som først er nedbrudt fra fx glukose til pyrodruesyre vha. Embden-Meyerhofs glykolytiske reaktionskæde, Entner-Doudoroffs reaktionskæde eller pentose-fosfat-shunten. Fermentation foregår under anaerobe forhold og kan hos forskellige bakterier føre til forskellige slutprodukter: 1. mælkesyre-forgæring, 2. smørsyre-forgæring, 3. mixed-acid-forgæring, 4. butandiol-forgæring, 5. butandiol-acetone-forgæring, 6. propionsyre-forgæring. En af reaktionsvejene fører også til dannelse af luftarter (H₂ og CO₂).

Fra N. Høiby & Å Bengård Andersen (red). Klinisk Mikrobiologi og Infektionsmedicin, 5. udg. FADLs Forlag 2021.

Fermentation

Af Niels Høiby.

Licens: CC BY SA 3.0

Figur 2. Kreb's cyklus til oxidation af pyrodruesyre (aerobe forhold) via acetyl-coenzym A til slutprodukterne CO₂ og H₂O. Den frigjorte brint og elektronerne føres derefter med NADH som elektron- og brintdonor vha. respirationskæden (Figur 3) til den endelige elektron- og brintacceptor O₂, som bliver til H₂O (vand).

Fra N. Høiby & Å Bengård Andersen (red). Klinisk Mikrobiologi og Infektionsmedicin, 5. udg. FADLs Forlag 2021

Krebs cyklus

Af Niels Høiby.

Licens: CC BY SA 3.0

Aerob er en betegnelse, der bruges om dyr, planter og mikroorganismer, som omsætter organisk stof ved hjælp af ilt. Organismer, som kan leve uden ilt, kaldes anaerobe.

Faktaboks

Også kendt som: iltkrævende

Dyrkningsforhold

Inden for bakteriologien og mykologien kræver de strikt aerobe bakterier en dyrkningsatmosfære svarende til atmosfærens luft, dvs. med 20 % ilt. Strikt aerobe bakterier er de bakterier, der har brug for ilt til at vokse, fx Bacillus-slægten.

De fakultativt anaerobe bakterier, fx Escherichia coli, kan vokse med og uden ilt i atmosfæren. De mikroaerofile bakterier, fx Campylobacter jejuni, kræver 5-10 % ilt. De strikt anaerobe bakterier, fx Clostridium-slægten, kan ikke vokse i tilstedeværelse af ilt, og nogle af dem dør, hvis der er ilt i atmosfæren. De dyrkes ofte i en atmosfære med 75 % N₂, 20 % H₂ og 5 % CO₂ i særlige krukker eller kamre med en sluse til indføring af materialet med de anaerobe bakterier.

Aerob og anaerob respiration

Ilten fungerer som elektron- og hydrogenacceptor i aerob respiration. Strikt anaerobe og fakultativt anaerobe bakterier fermenterer sukkerstoffer, fx glukose, til forskellige alkoholer og syrer, idet elektroner og hydrogenioner overføres til en organisk acceptor. De omdannes sommetider til slutprodukterne luftarterne H₂ og CO₂(Figur 1).

Strikt aerobe og fakultativt anaerobe bakterier, som vokser under aerobe forhold, vil i begyndelsen nedbryde glukose ligesom ved fermentationen, men fra dannelsen af pyrodruesyre følge Krebs' cyklus (Figur 2) og siden respirationskæden (Figur 3). På denne måde overføres energien i pyrodruesyremolekylet gradvist til bakterien. Samtidig kobles den frigjorte hydrogen og elektroner til luftens ilt, så der dannes vand, mens kulstofatomerne frigøres som CO₂.

Oxidativ proces

Denne fuldstændige forbrænding af glukose under samtidig frigørelse af store mængder energi kaldes en respiratorisk eller oxidativ proces, fordi den forudsætter, at der er ilt til stede eller iltholdige kemiske forbindelser, fx nitrat (NO₃^-), sulfat (SO₄^2-) eller karbonat (CO₃^2-), hvorfra ilten kan overføres. Den mængde energi i form af ATP (adenosintrifosfat), der frigøres ved fuldstændig oxidation af glukose, er mere end ti gange så stor som ved fermentation. Halvdelen kan bruges til at syntetisere cellemateriale i bakterierne.