كيموعضوي الاغتذاء: كيف تحصل الكائنات على الطاقة؟

يشير المصطلح إلى الكائن الذي يحصل على طاقته من تفاعلات كيميائية، ويستخدم مركبات عضوية مصدرًا للإلكترونات. والمركبات العضوية هنا تشمل مواد مثل السكريات والأحماض الدهنية والأحماض الأمينية. عندما تدخل هذه المواد في تفاعلات الأكسدة، يمكن للخلية الاستفادة من الطاقة المنطلقة لتشغيل وظائفها وصنع جزيئات جديدة.

ولا تعني كلمة «عضوي» أن الغذاء مزروع دون مبيدات أو حاصل على شهادة زراعة عضوية؛ فالمقصود معنى كيميائي يرتبط بطبيعة المركبات. كذلك لا يقتصر الوصف على كائنات تعيش في أجسام البشر، إذ توجد هذه الكائنات في التربة والمياه والأغذية وبيئات أخرى.

يصنف علماء الأحياء أنماط التغذية وفق جوانب منفصلة. وقد يبدو الفصل بينها تفصيلًا نظريًا، لكنه يمنع الخلط بين مصطلحات متقاربة:

• من أين تأتي الطاقة؟ الكائن الكيميائي التغذية يستمدها من التفاعلات الكيميائية، بينما يستخدم الكائن الضوئي التغذية الضوء.
• من أين تأتي الإلكترونات؟ الكائن عضوي التغذية يستخدم مركبات عضوية مانحة للإلكترونات، بينما يستخدم الكائن غير العضوي التغذية مواد غير عضوية، مثل الهيدروجين أو بعض مركبات الكبريت.
• من أين يأتي الكربون لبناء الخلايا؟ الكائن غيري التغذية يعتمد على مركبات عضوية، أما ذاتي التغذية فيستطيع استخدام ثاني أكسيد الكربون مصدرًا رئيسيًا للكربون.

لذلك، لا يكون «كيموعضوي الاغتذاء» مرادفًا دقيقًا لـ«غيري التغذية». الأول يصف مصدر الطاقة والإلكترونات، والثاني يصف مصدر الكربون. ومع ذلك، تجمع كائنات كثيرة بين الصفات الثلاث، فتستخدم المادة العضوية للحصول على الطاقة والإلكترونات والكربون معًا.

تبدأ العملية بتفكيك المركبات أو تحويلها عبر سلسلة من التفاعلات التي تنظمها الإنزيمات. وتخزن الخلية جزءًا من الطاقة في جزيء يسمى أدينوسين ثلاثي الفوسفات، أو ATP، ثم تستخدمه للنمو والنقل عبر الأغشية والإصلاح والتكاثر. ولا تعني الاستفادة من المادة العضوية أن جميع الكائنات تتبع المسار نفسه.

التنفس الهوائي

تستخدم كائنات عديدة الأكسجين مستقبلًا نهائيًا للإلكترونات خلال التنفس الخلوي. يتيح هذا المسار عادة استخراج قدر كبير من الطاقة من المادة الغذائية. ويحدث في خلايا الإنسان، وكذلك لدى أنواع من البكتيريا والفطريات عندما تتوفر الظروف المناسبة.

التنفس اللاهوائي والتخمر

بعض الميكروبات تتنفس دون أكسجين، مستخدمة مواد أخرى لاستقبال الإلكترونات، مثل النترات لدى أنواع معينة. أما التخمر فهو مسار مختلف لا يعتمد على سلسلة نقل الإلكترونات التنفسية. وقد ينتج أحماضًا عضوية أو كحولًا أو غازات بحسب الكائن والمواد المتاحة. ولهذا لا يصح اعتبار التنفس اللاهوائي والتخمر عملية واحدة، أو افتراض أن كل كائن كيموعضوي يحتاج إلى الأكسجين.

• الإنسان والحيوانات: تستفيد الخلايا من المركبات العضوية الموجودة في الغذاء للحصول على الطاقة وبناء مكوناتها.
• الفطريات: تشمل الخمائر والعفن، وتعتمد على مواد عضوية تحصل عليها من البيئة المحيطة.
• كثير من البكتيريا: مثل أنواع من بكتيريا حمض اللاكتيك، وأنواع تعيش طبيعيًا في الأمعاء، وأخرى قد تسبب العدوى.
• ميكروبات التحلل: تسهم في تفكيك بقايا الكائنات وإعادة العناصر إلى البيئة.

تستغل صناعة الأغذية بعض هذه الأنشطة في إنتاج الزبادي والخبز وأطعمة مخمرة أخرى. لكن وجود التخمر لا يضمن تلقائيًا سلامة أي طعام؛ فسلامة المنتج تعتمد أيضًا على نوع الميكروبات وظروف التصنيع والتخزين ومنع التلوث.

تستخدم ميكروبات كثيرة في القولون بقايا غذائية لم يهضمها الجسم بالكامل، ومنها بعض الألياف. وخلال نشاطها قد تنتج أحماضًا دهنية قصيرة السلسلة، مثل الزبدات، التي تستفيد منها خلايا القولون. وتسهم هذه العمليات في التفاعل المعقد بين الغذاء والميكروبات وبطانة الأمعاء.

وقد يترافق تخمير بعض الأطعمة مع إنتاج الغازات، لكن الانتفاخ وحده لا يكشف نوع البكتيريا ولا يثبت وجود عدوى. كما أن وصف كائن بأنه كيموعضوي الاغتذاء لا يبرر تناول مكملات البروبيوتيك أو إجراء فحوص للميكروبيوم. ففائدة المكملات تختلف بحسب السلالة والحالة الصحية، ولا يحتاج إليها الجميع.

لا. تعتمد قدرة الميكروب على إحداث المرض على عوامل أخرى، منها إنتاج السموم، والقدرة على الالتصاق بالأنسجة وغزوها، وموضع دخوله إلى الجسم، وحالة المناعة. وقد يعيش ميكروب دون ضرر في موضع معين، لكنه يسبب مشكلة إذا انتقل إلى موضع آخر.

كذلك لا يحدد هذا التصنيف حساسية البكتيريا للمضادات الحيوية. اختيار العلاج يتوقف على نوع العدوى ومكانها وشدتها، وقد يستلزم مزرعة واختبار حساسية. أما العدوى الفطرية فتختلف في علاجها عن البكتيرية؛ لذلك لا يوجد دواء واحد يستهدف جميع الكائنات كيموعضوية الاغتذاء.

يساعد فهم احتياجات الميكروبات الغذائية على اختيار أوساط مناسبة لزراعتها في المختبر. لكن نمو ميكروب في عينة لا يعني دائمًا وجود عدوى تحتاج إلى علاج؛ فقد يمثل استعمارًا طبيعيًا أو تلوثًا أثناء جمع العينة، وتُفسر النتيجة مع الأعراض ونوع العينة.

وفي الغذاء، تؤثر الرطوبة والحرارة والحموضة وتوافر المغذيات في نمو الميكروبات. ولتقليل مخاطر العدوى المنقولة بالطعام:

• اغسل اليدين والأدوات، وافصل الطعام النيئ عن الطعام الجاهز للأكل.
• اطه الطعام جيدًا، واحفظ الأغذية سريعة التلف في التبريد المناسب دون تأخير.
• استخدم ماءً مأمونًا، والتزم بإرشادات الحفظ المدونة على العبوات.
• لا تعتمد على الرائحة أو المظهر وحدهما للحكم على سلامة الطعام.

المصطلح نفسه لا يستدعي زيارة الطبيب، لأنه ليس مرضًا. لكن اطلب التقييم الطبي إذا ظهرت أعراض عدوى مستمرة أو متفاقمة، مثل الإسهال المصحوب بحمى، أو ألم البطن الملحوظ، أو القيء المتكرر. وتكون مراجعة الطبيب أكثر أهمية لدى الرضع وكبار السن والحوامل ومن لديهم ضعف في المناعة.

اطلب رعاية عاجلة عند وجود دم في البراز، أو ألم شديد، أو علامات جفاف واضحة مثل قلة التبول والدوار الشديد، أو عدم القدرة على الاحتفاظ بالسوائل. ولا تبدأ مضادًا حيويًا اعتمادًا على الاشتباه وحده؛ فالتعامل الصحيح يكون مع الحالة وأسبابها، لا مع نمط تغذية الميكروب.