Charakteristické proteobakterie, subfily, patogeneze

3096
Abraham McLaughlin

The proteobakterie Jsou nejrozsáhlejším, nejkomplexnějším a nejrozmanitějším kmenem bakterií mezi prokaryotickými organismy. Zahrnuje přibližně 384 rodů a 1300 druhů gramnegativních bakterií s buněčnou stěnou skládající se převážně z lipopolysacharidů..

U lidí jsou proteobakterie přítomné na kůži, ústní dutině, jazyku a vaginálním traktu, kromě střeva a stolice. Proteobakterie jsou jednou z nejhojnějších kmenů v lidské střevní mikroflóře.

Skupina E. coli (Gammaproteobacteria). Autor: Eric Erbe, digitální zbarvení: Christopher Pooley, oba USDA, ARS, EMU. [Public domain], prostřednictvím Wikimedia Commons

Zvýšení normálního podílu bakterií tohoto kmene ve srovnání s ostatními (Bacteroidetes a Firmicutes) je spojeno se střevními a extraintestinálními chorobami, zejména se zánětlivým fenotypem..

Proteobakterie zahrnují širokou škálu patogenů, jako jsou rody Brucella Y Rickettsia patřící do třídy Alphaproteobacteria, Bordetella Y Neisseria třídy Betaproteobacteria, Escherichia, Shigella, Salmonella Y Yersinia třídy Gammaproteobacteria a nakonec, Helicobacter třídy Epsilonproteobakterie.

Kromě patogenů zahrnují kmenové bakterie kmenů vzájemné druhy, jako jsou obligátní endosymbionty hmyzu, včetně rodů Buchnera, Blochmannia, Hamiltonella, Riesia, Sodalis Y Wigglesworthia.

Nedávné studie dospěly k závěru, že symbiotické proteobakterie se ve většině případů vyvinuly z parazitických předků, což je v souladu s paradigmatem, že bakteriální mutanti se často vyvíjejí z patogenů..

Rejstřík článků

  • 1 Obecná charakteristika
  • 2 subfili
    • 2.1 Alphaproteobacteria
    • 2.2 Betaproteobakterie
    • 2.3 Deltaproteobakterie
    • 2.4 Epsilonproteobakterie
  • 3 Patogeneze
    • 3.1 Escherichia coli (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)  
    • 3.2 Salmonella (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)           
    • 3.3 Vibrio (Vibrionaceae, Gammaproteobacteria)
    • 3.4 Helicobacter (Helicobacteraceae, Epsilonproteobacteria)
    • 3.5 Yersinia (Yersiniaceae, Gammaproteobacteria)
  • 4 Odkazy

Vlastnosti Všeobecné

Bakterie tohoto kmene jsou morfologicky, fyziologicky a ekologicky rozmanité. Jeho název je odvozen od starořeckého boha moře Proteus, kteří měli schopnost převzít mnoho různých forem, v narážce na velkou rozmanitost forem bakterií shromážděných v tomto taxonu.

Buňky mohou být ve formě bacilů nebo koky, s prostékou nebo bez ní, bičíkaté nebo ne, a pouze některé druhy mohou tvořit plodnice. Mohou být nutričně fototrofní, heterotrofní a chemolithotrofní.

Subfili

Na základě fylogenetické analýzy genu 16S rRNA je kmen proteobakterií rozdělen do 6 tříd: Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Deltaproteobacteria, Epsilonproteobacteria a Zetaproteobacteria.

Všechny třídy jsou monofyletické, kromě gamaproteobakterií, které jsou parafyletické s betaproteobakteriemi.

Alphaproteobacteria

Třída Alphaproteobacteria zahrnuje 13 řádů bakterií. Mohou přijmout různé morfologie, jako je stalked, starry a spirála. Mohou také tvořit stonky a pupeny, což jim umožňuje zvýšit jejich poměr povrchu k objemu, což jim umožňuje přežít v prostředích s malým množstvím živin..

Alphaproteobacteria vykazují velkou rozmanitost metabolických strategií, jako je fotosyntéza, fixace dusíku, oxidace amoniaku a methylotrofie. Do této skupiny jsou zahrnuty nejhojnější mořské buněčné organismy..

Mnoho druhů této třídy bakterií má tendenci adoptovat si intracelulární životní styl jako vzájemní příbuzní rostlin nebo patogenů rostlin nebo zvířat, jako jsou Rhizobim, že se tvoří s kořeny některých druhů rostlin nebo Wolbachia, obyčejný parazit proti komárům.

Alphaproteobacteria byly také spojovány se skupinou předků, která vedla k vzniku mitochondrií, Rickettsiales. Jiné žánry, jako např Rickettsia, jsou to patogeny.

Betaproteobakterie

Betaproteobakterie jsou tvořeny 14 řády bakterií, které představují rozmanitost forem a metabolismu. Mohou být přísní nebo fakultativně aerobní.

Některé druhy mohou být chemoautotrofní, například rod Nitrosomonas, což je oxidační činidlo amoniaku. Jiní jsou fototrofní Rhodocyclus Y Rubrivivax, které používají světlo jako zdroj energie.

Betaproteobakterie zasahují do fixace dusíku oxidací amoniaku a produkují dusitany, což je velmi důležitá sloučenina ve fyziologii rostlin..

V této skupině mohou být patogenní i jiné druhy, například Neisseriaceae (které způsobují kapavku a meningitidu), Ralstonia, rostlinný patogen hnízda (rajče, brambor) a Burkholderia glumae, které způsobují poškození laty při pěstování rýže.

Deltaproteobakterie

Skupina deltaproteobakterií tvoří 7 řádů gramnegativních bakterií. Jsou anaerobní a běžně se izolují v sedimentech jezer, močálů a mořských dna. Jsou reduktory síranů a účastní se přirozeného cyklu síry.

Tato třída zahrnuje bakterie, které předcházejí jiným bakteriím, jako jsou druhy rodů Bdellovibrio a Myxococcus. Myxobakterie vylučují spory a seskupují se v mnohobuněčných plodnicích, v prostředích s omezeným množstvím potravy. Ty tvoří nejsložitější skupinu bakterií

Epsilonproteobakterie

Epsilonproteobakterie zahrnují pouze jeden řád gramnegativních bakterií. Mají tvar tenkých spirálových nebo zakřivených tyčí. Některé druhy jsou symbionty trávicího traktu zvířat, jiné jsou parazity žaludku (Helicobacter spp.) nebo duodenum (Campylobacter spp.).

Bakterie v této skupině obývají mikroaerofilní nebo anaerobní prostředí, jako jsou hlubinné hydrotermální průduchy. Jsou chemolithotrophic, protože získávají svou energii z oxidace redukované síry nebo vodíku spojené s redukcí dusičnanů nebo kyslíku. Jiné jsou autotrofní a používají reverzní Krebsův cyklus k fixaci oxidu uhličitého v biomase..

Patogeneze

Protože proteobakterie jsou kmenem bakterií s největším počtem druhů a nejsložitějším a nejrůznějším, zahrnuje širokou škálu patogenů.

Escherichia coli (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)

Tyto bakterie se vylučují ve stolici infikovaných zvířat a mohou v prostředí přežít až tři dny..

E-coli kolonizuje nového hostitele fekálně-orální cestou, požitím surového jídla nebo kontaminované vody, ulpíváním na střevních buňkách a vyvoláním průjmu u postižených lidí.

Fekální bakterie mohou kolonizovat močovou trubici a šířit se močovými cestami do močového měchýře a ledvin nebo prostaty u mužů a způsobit infekci močových cest..

Když konkrétní kmen E-coli, obsahující kapsulární antigen zvaný K1, kolonizuje střeva novorozence prostřednictvím kontaminované matčiny vagíny dochází k bakteremii vedoucí k neonatální meningitidě.

Ve vzácnějších případech jsou virulentní kmeny také zodpovědné za hemolyticko-uremický syndrom, peritonitidu, mastitidu, septikemii a zápal plic..

Salmonella (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)

Jednou S. enterica vstupuje do nového hostitele a začíná svůj cyklus infekce prostřednictvím lymfoidní tkáně. Bakterie ulpívají na střevních epiteliálních buňkách ilea a M buňkách a vyvolávají v nich přeskupení jejich cytoskeletu, které spouští tvorbu velkých vln na povrchu umožňujících neselektivní endocytózu, pro kterou se bakteriím podaří vstoupit do buňky.

Rovněž, Salmonella produkuje cytotoxické účinky, které ničí M buňky a indukují apoptózu v aktivovaných makrofágech a fagocytózu v neaktivovaných makrofágech, pro které jsou transportovány do jater a sleziny, kde se množí.

U lidí S. enterica může způsobit dvě nemoci: tyfus, způsobený S. enterica sub. střevní Sérotypy paratyphi nebo salmonelóza způsobená jinými sérotypy.

Vibrio (Vibrionaceae, Gammaproteobacteria)

Většina infekcí Vibrio Jsou spojeny s gastroenteritidou, ale mohou také infikovat otevřené rány a způsobit septikemii. Tyto bakterie mohou být přenášeny mořskými živočichy a jejich požití způsobí u lidí smrtelné infekce..

Y. cholerae (původce cholery) se obvykle přenáší kontaminovanou vodou. Jiné patogenní druhy, jako např V. parahaemolyticus Y V. vulnificus jsou přenášeny kontaminovanými potravinami, obvykle spojenými s konzumací nedostatečně tepelně upravených měkkýšů.

Klíčky V. vulnificus jsou smrtelné a běžně se vyskytují v horkém podnebí. Po hurikánu Katrina v New Orleans došlo k vypuknutí tohoto druhu.

Helicobacter (Helicobacteraceae, Epsilonproteobacteria)

Některé druhy Helicobacter Žijí v horní části trávicího traktu a v játrech savců a některých ptáků. Některé kmeny těchto bakterií jsou pro člověka patogenní a jsou silně spojeny s peptickými vředy, chronickou gastritidou, duodenitidou a rakovinou žaludku..

Druh rodu Helicobacter může prospívat v žaludku savce a produkovat velké množství ureázy, což lokálně zvyšuje pH ze 2 na 6 nebo 7, což z něj dělá kompatibilnější médium.

Y. pylori, infikuje až 50% lidské populace. Nachází se v hlenu, na vnitřním povrchu epitelu a příležitostně uvnitř epiteliálních buněk žaludku.

Kolonizace žaludku H. pylori může vést k chronické gastritidě, zánětu výstelky žaludku v místě infekce.

Yersinia (Yersiniaceae, Gammaproteobacteria)

Pohlaví Yersinia zahrnuje 11 druhů, z nichž pouze Y. pestis, Y. pseudotuberculosis a některé kmeny Y. enterocolitica mají pro člověka a některá teplokrevná zvířata patogenní význam.

Y. pestis je původcem pneumonického, septikemického a bubonického moru. Typ moru závisí na formě infekce, a to buď kousnutím infikovaných blech (bubonický mor a septikemický mor), nebo od člověka k člověku kašláním, zvracením a kýcháním, když onemocnění prošlo do pneumonické formy (plicní nebo pneumonický mor).

Pneumonický mor nastává, když bakterie infikují plíce, zatímco bubonický mor nastává, když bakterie vstupují do těla kůží z kousnutí blechami a cestují lymfatickými cévami do lymfatické uzliny a způsobují zánět. Nakonec se septikemický mor vyskytuje v důsledku infekce krve po kousnutí infikovaných blech

Y. pseudotuberkulóza Získává se kontaktem s infikovanými zvířaty nebo konzumací kontaminovaných potravin a vody. Je příčinou onemocnění podobného tuberkulóze zvaného šarlach, které postihuje lymfatické uzliny. Může způsobit lokalizovanou nekrózu tkáně, granulomy ve slezině, játrech a lymfatických uzlinách.

Infekce Y. enterocolitica obvykle k nim dochází při konzumaci nedostatečně tepelně upraveného vepřového masa nebo kontaminované vody, masa nebo mléka. Akutní infekce obecně vedou u lidí k samoobslužné enterokolitidě nebo terminální ileitidě a adenitidě. Příznaky mohou zahrnovat vodnatý nebo krvavý průjem a horečku, podobně jako apendicitidu nebo salmonelózu nebo shigelózu.

Reference

  1. Garrity, G.m., Bell, J.A., & Lilburn, T.G. (2004). Taxonomické osnovy prokariátů. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, Second Edition. Springer-Verlag, New York.
  2. Rizzatti, G., Lopetuso, L. R., Gibiino, G., Binda, C. & Gasbarrini, A. (2017) Proteobacteria: A Common Factor in Human Diseases. Biomed Research International, 2017: 9351507.
  3. Sachs, J.L., Skophammer, R.G., Nidhanjali Bansal & Stajich, J.E. (2013). Evoluční počátky a diverzifikace proteobakteriálních mutantů. Proceedings of the Royal Society, 281: 20132146.
  4. Euzéby, J.P. (1997). Seznam bakteriálních jmen se stálým názvoslovím: složka dostupná na internetu. International Journal of Systematic Bacteriology 47, 590-592; doi: 10.1099 / 00207713-47-2-590. Citováno 7. října 2018.
  5. Kelly P. Williams, K.P., Sobral, B.W. a Dickerman A.W. (2007). Robustní druhový strom pro Alphaproteobacteria. Journal of Bacterology, 189 (13): 4578-4586.

Zatím žádné komentáře