La diferencia entre anaerobios estrictos, facultativos y aerotolerantes

Placa petri con cultivo bacteriano (Propionibacterium acnes)
Placa petri con cultivo bacteriano (Propionibacterium acnes)

Los organismos anaerobios son aquellos que no necesitan oxígeno para vivir, crecer y multiplicarse. Para estos organismos, el oxígeno puede ser inocuo, pero también puede ser tóxico y perjudicial, incluso letal.

Aunque las bacterias anaerobias son las más populares, existen otros muchos tipos de organismos anaerobios, por ejemplo hongos, arqueas e incluso algunos invertebrados acuáticos. Eso sí, al hablar de anaerobios estrictos u obligados, anaerobios facultativos y aerotolerantes, se suele estar hablando de microorganismos, casi siempre de bacterias.

De forma más precisa, un organismo anaerobio es aquel que no utiliza oxígeno molecular (O2) en su metabolismo energético. Para sintetizar ATP utilizan diversos tipos fermentación y respiración anaerobia en los que no interviene el oxígeno.

Una clasificación de las más habituales para los organismos anaerobios distingue tres grupos:

  1. Anaerobios estrictos u obligados: el oxígeno molecular les resulta tóxico. Los hay que realizan fermentación y los hay que realizan algún tipo de respiración anaerobia. Por ejemplo, Acitomyces, Clostridium, Porphyromonas o Propionibacterium.
  2. Anaerobios aerotolerantes: no necesitan el oxígeno pero que tampoco les es perjudicial. Todos los aerotolerantes conocidos son organismos fermentadores. Por ejemplo, Streptococcus mutans.
  3. Anaerobios facultativos: utilizan preferentemente respiración aerobia en presencia de oxígeno, pero tienen la capacidad o facultad, de ahí el nombre, de realizar fermentación o algún tipo de respiración anaerobia si no disponen de oxígeno. Por ejemplo, Escherichia coli, Salmonella, Listeria o Staphylococcus.

Anaerobios estrictos u obligados

Los organismos y bacterias anaerobias estrictas son aquellas que no pueden vivir en presencia de oxígeno. No es solo que no lo utilicen, es que el oxígeno molecular es tóxico para ellos.

De una forma más exacta, se suelen definir como anaerobios estrictos aquellos organismos que mueren si se exponen a concentraciones atmosféricas normales de oxígeno (20.95%), por eso también se les llama anaerobios obligados, o viven en sitios sin oxígeno o mueren.

Existen anaerobios estrictos que realizan fermentación y otros que realizan respiración anaerobia.

Los organismos anaeróbicos fermentativos estrictos utilizan principalmente la fermentación láctica. Las levaduras utilizan generalmente la fermentación etanólica. Entre las arqueas se da un gran variedad de fermentaciones: propiónica, butírica, butadienólica, fermentación Stikland, acetogénesis, metanogénesis, etc.

Las respiración anaerobia es un tipo de respiración celular que no utiliza oxígeno molecular como aceptor final de electrones en la cadena respiratoria, sino otras moléculas inorgánicas, como nitratos, sulfatos, hierro, manganeso, mercurio o dióxido de carbono, incluso hay organismos que utilizan un aceptor electrónico orgánico, por ejemplo el fumarato.

Ser anaerobio estricto no significa que estos organismos no puedan propagarse por entornos donde hay oxígeno, eso sí, bajo alguna forma de resistencia. Por ejemplo, las bacterias del género Clostridium forman endosporas para sobrevivir ante condiciones desfavorables, y en forma de endosporas pueden sobrevivir al aire atmosférico sin problemas.

Entre los hongos también se pueden encontrar ejemplos de anaerobios obligados. Por ejemplo, los géneros Neocallimastix, Piromonas, Sphaeromonas y otros hongos del rumen, la primera cámara estomacal de vacas, cabras y otros rumiantes.

Anaerobios aerotolerantes

Los anaerobios aerotolerantes no utilizan ningún tipo de respiración anaerobia, todos son organismos fermentadores. A diferencia de los anaerobios estrictos, los aerotolerantes cuentan con sistemas de protección contra el poder oxidante del oxígeno molecular.

Entre estos mecanismos antioxidantes destacan las enzimas peroxidasa y superóxido dismutasa, esta última cataliza la dismutación del ión superóxido (O2).

Sin embargo, los anaerobios aerotolerantes no cuentan con catalasa, el enzima que cataliza la descomposición del peróxido de hidrógeno, o agua oxigenada (H2O2), en agua y oxígeno molecular. La catalasa es una de las enzimas antioxidantes más importantes a nivel celular de prácticamente cualquier otro organismo expuesto al oxígeno.

Anaerobios facultativos

Los anaerobios facultativos utilizan la respiración aerobia si hay oxígeno disponible, pero si no lo hay pueden pasar a metabolismo anaerobio, unos realizan fermentación y otros respiración anaerobia.

También se llaman aerobios facultativos, en contraposición del aerobio obligado, que serían los organismos incapaces de sintetizar ATP sin no tienen oxígeno.

Entre los anaerobios facultativos hay muchas bacterias, pero también muchos eucariotas, por ejemplo el hongo Saccharomyces cerevisiae. También se consideran anaerobios facultativos numerosas especies de invertebrados acuáticos, por ejemplo muchos tipos de poliquetos o gusanos marinos.