Strikte anaëroben zijn organismen die niet kunnen overleven in aanwezigheid van zuurstof. Ze missen de benodigde enzymen om reactieve zuurstofspecies (ROS) te ontgiften, die schadelijke bijproducten van zuurstofmetabolisme zijn. Hier is een uitsplitsing van hoe zuurstof giftig is voor strikte anaëroben:

1. Gebrek aan beschermende enzymen:

* Superoxide Dismutase (SOD): Dit enzym converteert de zeer reactieve superoxide -radicaal (o ₂ - ) in waterstofperoxide (H ₂ O ₂ ). Anaeroben missen meestal SOD.

* Catalase: Dit enzym breekt waterstofperoxide af in water en zuurstof. Veel anaëroben missen catalase.

* peroxidase: Dit enzym breekt ook waterstofperoxide af, maar met behulp van een ander mechanisme. Sommige anaëroben kunnen peroxidase hebben, maar het is vaak niet voldoende om de effecten van zuurstof tegen te gaan.

2. Oxidatieve schade:

* schade aan DNA: ROS kan DNA direct beschadigen, wat leidt tot mutaties en celdood.

* schade aan eiwitten: ROS kan eiwitten oxideren en hun structuur en functie veranderen.

* schade aan lipiden: ROS kan celmembranen beschadigen, wat leidt tot lekkage en celdood.

3. Energiemetabolisme verstoring:

* Elektrontransportketen: In aanwezigheid van zuurstof kunnen anaërobe organismen proberen de elektrontransportketen te gebruiken om ATP te produceren. Hun elektronentransportketens zijn echter niet ontworpen om zuurstof efficiënt aan te pakken, wat leidt tot de productie van giftige ROS.

* fermentatie: Anaërobe organismen vertrouwen meestal op gisting voor energieproductie. Zuurstof kan fermentatieroutes remmen, wat leidt tot een gebrek aan energieproductie.

De gevolgen:

* Celdood: De accumulatie van ROS en de schade die ze toebrengen leidt tot celdood.

* groeiremming: Zuurstof kan voorkomen dat anaëroben groeien en reproduceren.

* ziekteprogressie: In gevallen waarin anaëroben ziekteverwekkers zijn, kan hun blootstelling aan zuurstof ze daadwerkelijk virulenter maken, omdat ze gifstoffen kunnen vrijgeven als een overlevingsmechanisme.

Voorbeelden:

* Clostridium difficile: Deze bacterie veroorzaakt ernstige diarree en kan dodelijk zijn. Het is een strikte anaerobe en gedijt in omgevingen zonder zuurstof.

* bacteroides fragilis: Een gemeenschappelijke bewoner van de menselijke darm, deze bacterie is ook een strikte anaerobe.

Samenvattend: Strikte anaëroben zijn zeer gevoelig voor zuurstof omdat ze de nodige verdediging tegen ROS missen. Deze gevoeligheid maakt ze kwetsbaar voor oxidatieve schade en kan leiden tot celdood, groeiremming en ziekteprogressie.