Spirochety obecné charakteristiky, morfologie, systematické

3293
Philip Kelley

Spirochety Je to kmen bakterií charakterizovaný tím, že je gramnegativní a má jedinečnou buněčnou ultrastrukturu. Mají vnitřní pohyblivost organel zvaných periplazmatické bičíky, které jim umožňují ohýbat se, otáčet se podél jejich podélné osy a pohybovat se v kapalném a polotuhém prostředí..

Spirochaetes je jedním z mála bakteriálních kmenů, jejichž fenotypové vlastnosti tvoří jeho fylogenetické vztahy založené na analýze 16S rRNA..

Leptospira sp. Autor: CDC / Rob Weyant [public domain], prostřednictvím Wikimedia Commons

Rejstřík článků

  • 1 Obecná charakteristika 
  • 2 Systematické 
    • 2.1 Spirochaetaceae
    • 2.2 Brachyspiraceae
    • 2.3 Brevinemataceae
    • 2.4 Leptospiraceae
  • 3 Patogeneze
    • 3.1 Treponema pallidum (Spirochaetaceae)
    • 3.2 Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae)
    • 3.3 Leptospira spp. (Leptospiraceae)
  • 4 Odkazy 

Obecná charakteristika

Některé volně žijící pleomorfní spirochety, jako např Spirochaeta coccoides, nemají ultrastrukturální a etologické vlastnosti kmene, ale sekvenční analýza genu 16S rRNA je řadí do rodiny Spirochaetaceae.

Jsou chemoorganotrofní, mohou jako zdroje uhlíku a energie používat sacharidy, aminokyseliny, mastné kyseliny s dlouhým řetězcem nebo mastné alkoholy s dlouhým řetězcem.

V závislosti na druhu mohou růst za anaerobních, mikroaerofilních, fakultativně anaerobních nebo aerobních podmínek. Některé jsou volně žijící a jiné mají specifickou asociaci s hostitelem, což mohou být členovci, měkkýši a savci, včetně lidí. O některých druzích je známo, že jsou patogenní.

Tyto bakterie tvoří fylogeneticky starou a dobře diferencovanou skupinu, která více souvisí s kmenem Bacteoides a Acidobacteria než s jinými skupinami..

Je to kmen tvořený pouze třídou Spirochaetia a řádem Spirochaetales, který zahrnuje čtyři dobře vymezené rodiny: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae a Leptospiraceae.

Jsou podlouhlé a spirálovitě vinuté (ve tvaru vývrtky), s velikostí od 0,1 do 3 mikronů v průměru a 4 až 250 mikronů na délku. Mají vnější membránu složenou z několika vrstev, které se nazývají obal buňky nebo vnější plášť, který zcela obklopuje protoplazmatický válec..

Buňky mají vnitřní pohyblivost organel zvaných periplazmatické bičíky. Ty se vkládají interně na každém konci protoplazmatického válce a procházejí po většině buňky a překrývají se ve střední oblasti.

Lokomotivní systém s vnitřními bičíky. Lamiot [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) nebo CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], z Wikimedia Commons.

V případě čeledi Leptospiraceae se periplazmatické bičíky nepřekrývají v buňkách. Protoplazmatický válec a bičíky jsou uzavřeny vnějším pláštěm, které má některé vlastnosti analogické s vnější membránou gramnegativních bakterií..

Na druhou stranu, Spirochaeta plicatilis, je druh velkých bakterií, který má 18 až 20 periplazmatických bičíků vložených poblíž každého konce protoplazmatického válce. 

Systematický

Fylogeneze kmene Spirochaetes je výsledkem nedávné analýzy sekvencí genu 16S rRNA. Na tomto okraji je uznána pouze jedna třída, Spirochaetia, a pouze jedna objednávka, Spirochaetales..

Řád Spirochaetales zahrnuje čtyři čeledi, které jsou dobře vymezeny: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae a Leptospiraceae..

Spirochaetaceae

Bakterie v této rodině jsou spirálovité buňky o průměru 0,1 až 3,0 mikronu a délce 3,5 až 250 mikronů. Buňky nemají zahnuté konce jako členové čeledi Leptospiraceae.

Periplazmatické bičíky se vkládají interně na každém konci buňky a probíhají po většinu délky překrývající se buňky ve střední oblasti..

Diaminokyselinou přítomnou v peptidoglykanu je L-ornithin. Jsou anaerobní, fakultativně anaerobní nebo mikroaerofilní. Jsou chemo-organotrofní.

Používají sacharidy a / nebo aminokyseliny jako zdroje uhlíku a energie, ale nepoužívají mastné kyseliny ani mastné alkoholy s dlouhým řetězcem.

Jsou volně žijící nebo ve spojení se zvířaty, hmyzem a lidmi. Některé druhy jsou patogenní. Druhy zkoumané sekvenční analýzou 16S rRNA jsou odlišné od členů čeledí Brachyspiraceae, Brevinemataceae a Leptospiraceae..

Brachyspiraceae

Tato rodina obsahuje pouze jeden rod, Brachyspira. Jsou to bakterie spirálovitého tvaru s pravidelnými navíjecími vzory. Buňky měří mezi 2 a 11 mikrony o 0,2 až 0,4 mikronu.

Jsou jednobuněčné, ale v rostoucích kulturách lze pozorovat příležitostné páry a řetězce tří nebo více buněk. Za nepříznivých podmínek růstu se tvoří sférická nebo kulatá tělesa.

Mají gramnegativní barvení. Jsou povinně anaerobní nebo aerotolerantní. Konce buněk mohou být tupé nebo špičaté.

Buňky mají typickou spirochetovou buněčnou strukturu, skládající se z vnějšího pláště, spirálového protoplazmatického válce a vnitřních bičíků v prostoru mezi protoplazmatickým válcem a vnějším pláštěm..

Buňky rodu Brachyspira mají 8 až 30 bičíků, v závislosti na druhu. Počet bičíků obecně koreluje s velikostí buněk, takže menší druhy buněk mají méně bičíků..

Bičíky se vnitřně spojují, ve stejném počtu na každém konci buňky, obklopují protoplazmatický válec a jejich volné konce se překrývají ve středu buněk.

Roste mezi 36 a 42 ° C, s optimální teplotou 37 až 39 ° C. Jsou chemoorganotrofní a používají k růstu různé sacharidy. Má oxidázu ke snížení molekulárního kyslíku.

Brevinemataceae

Tato rodina obsahuje pouze jeden rod, Brevinema. Buňky mají šroubovicový tvar a mají průměr 0,2 až 0,3 mikronu o délce 4 až 5 mikronů, přičemž vykazují jeden nebo dva šroubovicové závity s nepravidelnými vlnovými délkami v rozmezí od 2 do 3 mikronů..

Mají obalené periplazmatické bičíky, které dávají buňkám mobilitu flexí, rotací a translací. Nemají cytoplazmatické tubuly. Jsou mikroaerofilní, spojené s hostitelem.

Leptospiraceae

Jsou to pravotočivé spirálové buňky, jejichž průměr může měřit 0,1 až 0,3 mikronu a délku 3,5 až 20 mikronů. Nemotorické buňky mají zahnuté špičky, zatímco aktivně mobilní buňky mají spirálový přední konec a háček na zadním konci buňky.

Mají periplazmatický bičík, který se vkládá interně na každém konci buňky, ale zřídka se překrývá ve středu buňky. Periplazmatické bičíky se nacházejí podél spirálové osy.

Diaminokyselina přítomná v peptidoglykanu je kyselina e-diaminopimelová. Jsou to povinné nebo mikroaerofilní aerobní organismy. Jsou chemoorganotrofní.

Používají mastné kyseliny s dlouhým řetězcem a mastné alkoholy jako zdroje uhlíku a energie. Jsou volně žijící nebo ve spojení se zvířecími a lidskými hostiteli. Některé druhy jsou patogenní.

Patogeneze

Většina druhů kmene Spirochaetes není patogenní, nicméně některé známé druhy vynikají svou patogenezí..

Treponema pallidum (Spirochaetaceae)

Je to organismus, který způsobuje syfilis. Jedná se o mobilní bakterii, která se obecně získává blízkým sexuálním kontaktem a která proniká do tkáně hostitele skvamózním nebo sloupcovitým epitelem.. 

Toto onemocnění je charakterizováno oblastí ulcerace a primárního zánětu v genitálních oblastech, která se projevuje primární infekcí. Pozdější stadia této infekce jsou charakterizována makulopapulárními erupcemi a možnou granulomatózní odpovědí s postižením centrálního nervového systému.. 

Jiné bakterie rodu mohou produkovat nevenerické nemoci, jako je pinta (také známá jako modrá choroba, carate, nárt, burbot, mal de pinto a tina) produkovaná Treponema carateum nebo zatáčení (nebo buba, yaw, yaws, yaws tropic, polipapilloma tropicum nebo thymosis) produkované Treponema pallidum ssp. patřit.

Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae)

Způsobuje lymskou boreliózu. Tento druh má jediné jádro, které obsahuje lineární chromozom a lineární plazmidy. Různé druhy Borrelia jsou přenášeny konkrétními druhy klíšťat rodu Ornithodoros (Argasidae) v různých částech světa.

Tato klíšťata se nacházejí v suchých savanách a křovinatých oblastech, zejména v blízkosti norských hlodavců, jeskyní, hromád dřeva a mrtvých stromů, nebo v trhlinách ve stěnách nebo stropech a pod podlahami z tvrdého dřeva, kdekoli obývají malí hlodavci..

Druhy rezervoárů jsou obratlovci, jako jsou krysy, myši, veverky, psi a ptáci. Klíšťata pohltí Borrelia sp. sáním krve infikovaných zvířat nebo lidí.

Krmí se v noci po dobu nejméně 30 minut, než se vrátí do svých útulků. Infekce probíhá kousnutím, infikovanými slinami nebo kontaminací sliznic infikovanou tekutinou kyčelního kloubu.

Tyto bakterie se nevylučují ve výkalech klíšťat. Klíšťata zůstávají infikována po celý život, i když jim chybí krev po dobu 7 let. Mohou být přenášeny vodorovně mezi muži a ženami; nebo vertikálně, ženami k jejich potomkům.

Kožní léze na lymskou boreliózu způsobená kousnutím infikovaného klíštěte Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae). Autor fotografie: James Gathany Poskytovatelé obsahu: CDC / James Gathany [Public domain], prostřednictvím Wikimedia Commons

V raných stádiích se Lyme nemoc projevuje jako výrazná kožní léze nazývaná erythema migrans, nazývaná také chronický erythema migrans. Časná léze je charakterizována expanzivní oblastí červené vyrážky, často s bledým středem (býčí oko) v místě kousnutí klíštěte..

Pokud se neléčí, může nastat erozivní artritida podobná revmatoidní artritidě a nakonec chronická progresivní encefalitida a encefalomyelitida. Jiné bakterie rodu, jako např B. duttoniiB. hermsii Y B. dugesi, může způsobit endemickou rekurentní horečku.

Leptospira spp. (Leptospiraceae)

Příčinná látka leptospirózy, horečnatého onemocnění, které se může při neléčení zkomplikovat na aseptickou meningitidu. Mezi příznaky infekce patří horečka, zimnice a bolest hlavy s občasnou žloutenkou..

Organismy se mohou šířit zvířaty, vodou nebo půdou kontaminovanou močí psů, krys nebo skotu. Zvířata mohou zůstat asymptomatickými vektory po celá léta a organismy mohou zůstat životaschopné po vylučování několik týdnů nebo měsíců..

Nákaza je častější po silných deštích nebo povodních. Inkubační doba může být až 1 měsíc.

Reference

  1. Herec, J.K. (2012). Klinická bakteriologie. In: lsevier's Integrated Review Immunology and Microbiology (druhé vydání). Pp 105-120.
  2. Krieg, N.R., J, T. Staley, D. R. Brown, B. P. Hedlund, B. J. Paster, N. L. Ward, W. Ludwig a W. B. Whitman. (2010) Bergey's Manual of Systematic Bacteriology: Volume 4: The Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, Fibrobacteres, Fusobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamydiae, and Planctomycetes. POUŽITÍ.
  3. Gupta, R.S., Mahmood, S a Adeolu, M. (2013). Přístup založený na fylogenomických a molekulárních podpisech pro charakterizaci kmene Spirochaetes a jeho hlavních subtypů: návrh taxonomické revize kmene. Fronters in Microbiology, 4: 217.
  4. Spirochety. (2018). Wikipedia, The Free Encyclopedia. Datum konzultace: 14:21, 10. října 2018 z: es.wikipedia.org.
  5. Tilly, K, Rosa, P.A. a Stewart, P.E. 2008. Biologie infekce s Borrelia burgdorferi. Infekční nemoci v Severní Americe, 22 (2): 217-234.

Zatím žádné komentáře