Aerobio obrigado

Un aerobio obrigado é un organismo que necesita oxíxeno para crecer e sen el morrería.^[1] Por medio da respiración celular estes organismos utilizan o oxíxeno para metabolizar substancias, xeralmente azucres e graxas, para obter enerxía.^[1][2] Neste tipo de respiración o oxíxeno funciona como aceptor final de electróns da cadea de transporte de electróns respiratoria.^[1] Na respiración aerobia o rendemento enerxético (produción de ATP) é maior que na fermentación ou na respiración anaerobia, que son ambos procesos anaerobios,^[3] Os aerobios obrigados están sometidos a altos niveis de estrés oxidativo, pero teñen mecanismos metabólicos para evitar os danos que este produce.^[2]

As bacterias anaeróbicas e aeróbicas poden identificarse pola súa forma de crecemento en tubos de ensaio de caldo de tioglicolato:
1: Aerobio obrigado, que necesita oxíxeno porque non pode fermentar nin respirar anaerobicamente. Xúntanse na parte superior do tubo, onde a concentración de oxíxeno é maior.
2: Anaerobio obrigado, que morre envelenado polo oxíxeno, polo que crecen todos xuntos no fondo do tubo, onde a concentración de oxíxeno é menor.
3: Anaerobio facultativo, que crece con ou sen oxíxeno, porque pode metabolizar enerxía aeróbica ou anaerobicamente. Crecen en maior número na parte superior do tubo porque a respiración aeróbica xera máis ATP que a fermentación ou a respiración anaeróbica, pero algúns crecen tamén no resto do tubo.
4: Microaerófilo, que necesita pequenas cantidades de oxíxeno porque non pode fermentar ou respirar anaerobicamente, pero que morre envelenado en altas concentracións de oxíxeno. Crecen na zona superior do tubo pero non na parte máis superior.
5: Aerotolerante, que non require oxíxeno, xa que ten un metabolismo enerxético anaerobio, pero non morre envelenado se está en presenza de oxíxeno. Crecen en todo o tubo.

Os organismos anaerobios facultativos poden tamén vivir en ambientes con oxíxeno e utilizalo, pero, a diferenza dos aerobios obrigados, poden vivir tamén en anaerobiose.

Termos usados para describir as relacións dos microorganismos co O₂.^[4]

Grupo	Ambiente		Efecto do O2
	Aerobio	Anaerobio
Aerobio obrigado	Crecemento	Non hai crecemento	Necesario (usado para a respiración aerobia)
Anaerobio obrigado	Non hai crecemento	Crecemento	Tóxico
Anaerobio facultativo (tamén se lle podería chamar aerobio facultativo)	Crecemento	Crecemento	Non necesario para o crecemento pero utilizado cando está dispoñible
Microaerófilo	Crecemento se o nivel non é demasiado alto	Non hai crecemento	Necesario pero só a niveis por debaixo de 0,2 atm
Anaerobio aerotolerante	Crecemento	Crecemento	Non necesario e non utilizado

Exemplos

Entre os organismos, case todos os animais, as plantas e a maioría dos fungos e protistas, así como moitas bacterias son aerobios obrigados.^[2] Exemplos de bacterias aerobias obrigadas son Mycobacterium tuberculosis (ácidorresistente),^[2][5] Pseudomonas aeruginosa (gramnegativa),^[2] Bacillus (grampositiva),^[2] e Nocardia asteroides (grampositiva).^[2][6] Coa excepción dos lévedos, a maioría dos fungos son aerobios obrigdos.^[1] Ademais, case todas as algas son aerobios obrigados.^[1]

Un aerobio obrigado moi particular é Streptomyces coelicolor, que é unha bacteria grampositiva que vive no solo e pertence ao filo Actinobacteria.^[7] É peculiar porque o xenoma deste aerobio obrigado codifica numerosos encimas con funcións que se adoitan atribuír ao metabolismo anaerobio de bacterias anaerobias facultativas e estritas.^[7]

Estratexias de supervivencia

Cando os aerobios obrigados son privados temporalmente de oxíxeno no seu ambiente, necesitan estratexias para sobrevivir para evitar a morte.^[8] Nesas condicións, por exemplo, Mycobacterium smegmatis pode cambiar rapidamente entre a produción de hidróxeno fermentativa e a oxidación do hidróxeno usando oxíxeno ou a redución do fumarato dependendo da dispoñibilidade de aceptor de electróns.^[8] Este exemplo é a primeira vez na que se observou produción de hidróxeno nun aerobio obrigado.^[8] Isto tamén confirma a fermentación nunha micobacteria e é unha proba de que o hidróxeno xoga un papel na supervivencia e crecemento dalgunhas bacterias.^[8]

Os ambientes ricos en oxíxeno poden orixinar tamén poblemas para os organismos, normalmente atribuídos ao estrés oxidativo. Isto ocorre cando hai un desequilibrio de radicais libres e antioxidantes nas células do organismo, principalmente debido á contaminación e radiación no medio ambiente. A estratexia que utilizan os aerobios obrigados para sobrevivir a este fenómeno é utilizar certos encimas e (en vertebrados) o sistema inmunitario do organismo para corrixir este desequilibrio.^[9]