Spirochaetes všeobecná charakteristika, morfológia, systematika

spirochéty Je to kmeň baktérií charakterizovaný tým, že je gram-negatívny a má jedinečnú bunkovú ultraštruktúru. Majú interné motility organel nazývané periplazmatické bičíky, ktoré im umožňujú ohýbať sa, otáčať sa na svojej pozdĺžnej osi a pohybovať sa v tekutých a polotuhých médiách..

Spirochaetes je jednou z mála bakteriálnych fylov, ktorých fenotypové charakteristiky odhaľujú ich fylogenetické vzťahy založené na 16S rRNA analýze..

index

• 1 Všeobecné charakteristiky 
• 2 Systematika 
  • 2.1 Spirochaetaceae
  • 2.2 Brachyspiraceae
  • 2.3 Brevinemataceae
  • 2.4 Leptospiraceae
• 3 Patogenéza
  • 3.1 Treponema pallidum (Spirochaetaceae)
  • 3.2 Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae)
  • 3.3 Leptospira spp. (Leptospiraceae)
• 4 Odkazy 

Všeobecné charakteristiky

Niektoré voľne žijúce pleomorfné Spirochaetes, ako napr Spirochaeta coccoides, nemajú ultraštrukturálne a etologické charakteristiky kmeňa, ale sekvenčná analýza 16S rRNA génu ich lokalizuje do rodiny Spirochaetaceae.

Sú chemoorganotrofné, môžu používať uhľovodíky, aminokyseliny, mastné kyseliny s dlhým reťazcom alebo mastné alkoholy s dlhým reťazcom ako zdroje uhlíka a energie..

V závislosti od druhu môžu rásť v anaeróbnych, mikroaerofilných, fakultatívne anaeróbnych alebo aeróbnych podmienkach. Niektoré z nich sú voľne žijúce a iné majú osobitné spojenie s hostiteľom, ktorým môžu byť článkonožce, mäkkýše a cicavce vrátane ľudí. Je známe, že niektoré druhy sú patogénne.

Tieto baktérie tvoria fylogeneticky starú a dobre diferencovanú skupinu, viac príbuznú s kmeňom Bacteoides a Acidobacteria, ako s inými skupinami..

Ide o kmeň tvorený iba triedou Spirochaetia a Spirochaetales, ktorý zahŕňa štyri dobre ohraničené rodiny: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae a Leptospiraceae.

Sú podlhovasté a špirálovito vinuté (v tvare vývrtky) s priemerom od 0,1 do 3 mikrónov v priemere a od 4 do 250 mikrometrov. Majú vonkajšiu membránu tvorenú niekoľkými vrstvami nazývanými bunkový obal alebo vonkajší plášť, ktorý úplne obklopuje protoplazmatický valec.

Bunky majú organely vnútornej motility nazývané periplazmatická bičíka. Tieto sa vložia vnútorne na každom konci protoplazmatického valca a rozprestierajú sa pozdĺž väčšiny buniek, pričom sa prekrývajú v centrálnej oblasti.

V prípade rodiny Leptospiraceae sa periplazmatická bičíka v bunkách neprekrýva. Protoplazmatický valec a bičík sú uzavreté vonkajším plášťom, ktorý má niektoré vlastnosti analogické vonkajšej membráne baktérií s negatívnym farbením.

Na druhej strane, Spirochaeta plicatilis, je druh veľkých baktérií, ktorý má 18 až 20 periplazmatických bičíkov zapustených v blízkosti každého konca protoplazmatického valca.. 

systematika

Fylogenéza kmeňa Spirochaetes je výsledkom nedávnej analýzy 16S rRNA génových sekvencií. Na tomto okraji je rozpoznaná jedna trieda, Spirochaetia a jeden poriadok Spirochaetales.

Poradie Spirochaetales zahŕňa štyri dobre ohraničené rodiny: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae a Leptospiraceae.

Spirochaetaceae

Baktérie tejto rodiny sú helikálne bunky s priemerom od 0,1 do 3,0 mikrometrov a od 3,5 do 250 mikrometrov. Bunky nemajú zahnuté konce ako členovia rodiny Leptospiraceae.

Periplazmatické bičíky sú vložené vnútorne na každom konci bunky a rozširujú sa pozdĺž väčšiny dĺžky superponovanej bunky v centrálnej oblasti..

Diaminokyselina prítomná v peptidoglykáne je L-ornitín. Sú anaeróbne, fakultatívne anaeróbne alebo mikroaerofilné. Sú chemo-organotrofné.

Používajú sacharidy a / alebo aminokyseliny ako uhlíkové a energetické zdroje, ale nepoužívajú mastné kyseliny alebo mastné alkoholy s dlhým reťazcom.

Sú voľne žijúce alebo v spojení so zvieratami, hmyzom a ľuďmi. Niektoré druhy sú patogénne. Druhy skúmané sekvenčnou analýzou 16S rRNA sú odlišné od členov čeľade Brachyspiraceae, Brevinemataceae a Leptospiraceae.

Brachyspiraceae

Táto rodina obsahuje iba jedno pohlavie, Brachyspira. Sú to špirálovito tvarované baktérie s pravidelnými kučeravými vzormi. Bunky merajú medzi 2 a 11 mikrometrami 0,2 až 0,4 mikrometra.

Sú jednobunkové, ale občasné páry a reťazce troch alebo viacerých buniek možno pozorovať v rastúcich kultúrach. Za nepriaznivých podmienok rastu sa vytvárajú sférické alebo okrúhle telieska.

Majú gramnegatívne farbenie. Sú povinné anaeróbne alebo aerotolerantné. Konce buniek môžu byť tupé alebo špicaté.

Bunky majú typickú štruktúru buniek spirochete, ktorá sa skladá z vonkajšieho puzdra, protoplazmatického špirálového valca a vnútorného bičíka v priestore medzi protoplazmatickým valcom a vonkajším plášťom..

Bunky rodu Brachyspira Majú od 8 do 30 bičíkov, v závislosti od druhu. Počet bičíkov zvyčajne koreluje s veľkosťou bunky, takže menšie bunkové druhy majú menej bičíkov.

Bičíky sú spojené vnútorne, v rovnakom počte na každom konci bunky, omotávajú sa okolo protoplazmatického valca a ich voľné konce sa prekrývajú v strede buniek..

Rastie medzi 36 a 42 ° C, s optimálnou teplotou 37 až 39 ° C. Sú chemoorganotrofné, s použitím rôznych sacharidov pre rast. Má oxidázu na zníženie molekulárneho kyslíka.

Brevinemataceae

Táto rodina obsahuje iba jedno pohlavie, Brevinema. Bunky majú špirálovitý tvar a majú priemer 0,2 až 0,3 mikrónov na dĺžku 4 až 5 mikrometrov, pričom vykazujú jeden alebo dva závitnicové závity s nepravidelnými vlnovými dĺžkami v rozsahu od 2 do 3 mikrónov..

Majú listovú periplazmatickú bičík, ktorý poskytuje mobilitu bunkám ohybom, rotáciou a transláciou. Nemajú cytoplazmatické tubuly. Sú mikroaerofilné, spojené s hostiteľom.

Leptospiraceae

Sú to bunky s pravou helikálnou konformáciou, ktoré môžu merať od 0,1 do 0,3 mikrónov v priemere a od 3,5 do 20 mikrometrov na dĺžku. Nehybné bunky majú zahnuté hroty, zatiaľ čo aktívne mobilné bunky majú špirálový predný koniec a háčik na zadnom konci bunky.

Majú periplazmatický bičík, ktorý je vložený vnútorne na každom konci bunky, ale zriedka sa prekrýva v strede bunky. Periplazmatická bičík sa nachádza pozdĺž špirálovej osi.

Diaminokyselina prítomná v peptidoglykáne je kyselina e-diaminopimelová. Sú to povinné aeróbne alebo mikroaerofilné organizmy. Sú chemoorganotrofné.

Používajú mastné kyseliny s dlhým reťazcom a mastné alkoholy, ako sú uhlíkové a energetické zdroje. Sú slobodní alebo sú v spojení so zvieracími a ľudskými hosťami. Niektoré druhy sú patogénne.

pathogen

Väčšina druhov rodu Spirochaetes nie je patogénna, ale niektoré dobre známe druhy sa vyznačujú ich patogenézou.

Treponema pallidum (Spirochaetaceae)

Je to organizmus, ktorý spôsobuje syfilis. Je to mobilná baktéria, ktorá je zvyčajne získaná blízkym sexuálnym kontaktom a preniká do tkaniva hostiteľa cez skvamózny alebo stĺpcový epitel.. 

Choroba je charakterizovaná oblasťou primárnej ulcerácie a zápalu v genitálnych oblastiach, ktorá sa prejavuje v primárnej infekcii. Neskoršie štádiá tejto infekcie sú charakterizované makulopapulárnymi erupciami a možnou granulomatóznou odpoveďou so zapojením centrálneho nervového systému.. 

Iné baktérie rodu môžu produkovať neenerálne choroby, ako je napríklad pinta (tiež známa ako modrá choroba, karate, empeines, lota, pinta a vaňa) produkované Treponema carateum alebo yaws (alebo buba, yaw, framboesia, tropické yaws, polypilloma tropicum alebo thymóza) produkované \ t Treponema pallidum ssp. pertenue.

Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae)

Spôsobuje Lymskú chorobu. Tento druh má jedinečné jadro, ktoré obsahuje lineárny chromozóm a lineárne plazmidy. Rôzne druhy Borrelia sú prenášané konkrétnymi druhmi kliešťov rodu Ornithodoros (Argasidae) v rôznych častiach sveta.

Tieto kliešte sa nachádzajú v oblastiach suchej savany a krovín, najmä v blízkosti nory hlodavcov, jaskýň, drevených pilót a odumretých stromov, alebo v prasklinách v stenách alebo stropoch a pod drevenými podlahami na akomkoľvek mieste obývanom malými hlodavcami.

Druhy nádrže sú stavovce, ako sú potkany, myši, veveričky, psy a vtáky. Kliešte prehltnú Borrelia sp. saním krvi infikovaných zvierat alebo ľudí.

Kŕmia sa v noci, najmenej 30 minút pred návratom do svojich útulkov. Infekcia sa vyskytuje bodnutím, cez infikované sliny alebo kontamináciou slizníc infikovanou koxálnou tekutinou.

Tieto baktérie sa nevylučujú výkaly kliešťov. Kliešte zostávajú infikované na celý život, aj keď im chýba 7 rokov krv. Môžu byť prenášané horizontálne medzi samcami a samicami; alebo vertikálne, samičkami k ich potomstvu.

V skorých štádiách sa Lymská choroba prezentuje ako výrazná kožná lézia nazývaná erythema migrans, tiež nazývaná chronický erytém migrény. Včasná lézia je charakterizovaná expanzívnou oblasťou červenej vyrážky, často s bledým centrom (okienkom) v mieste uhryznutia kliešťom..

Ak sa nelieči, môže sa vyskytnúť erózna artritída podobná reumatoidnej artritíde a prípadne chronickej progresívnej encefalitíde a encefalomyelitíde. Iné baktérie rodu, ako napr B. duttonii, B. hermsii a B. dugesi, môže spôsobiť opakovanú endemickú horúčku.

Leptospira spp. (Leptospiraceae)

Kauzálny agens leptospirózy, horúčkovité ochorenie, ktoré môže byť komplikované pri aseptickej meningitíde, ak sa nelieči. Symptómy infekcie zahŕňajú horúčku, zimnicu a bolesť hlavy, s občasnou prezentáciou žltačky.

Organizmy sa môže šíriť zvierat, vody alebo pôdy kontaminovanej moču psov, krýs alebo hospodárskych zvierat. Zvieratá môžu zostať asymptomatické pre letné vektorov, a organizmy môžu zostať životaschopná po peelingu po niekoľko týždňov alebo mesiacov,.

Získavanie chorôb je častejšie po silných dažďoch alebo povodniach. Inkubačná doba môže byť až 1 mesiac.

referencie

1. Herec, J. K. (2012). Klinická bakteriológie. In: lsevier Integrated Review imunológie a mikrobiológie (Second Edition). 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 príručka of Systematic Bacteriology: Volume 4: Bacteroidetes, spirochéty, Tenericutes (Mollicutes), acidobacteria, fibrobacteres, Fusobacterium, Dictyoglomi, gemmatimonadetes, lentisphaerae, verrucomicrobia, Chlamýdie, a planctomycetes. Spojené štáty americké.
3. Gupta, R. S., Mahmood, S a Adeola, M. (2013). Phylogenomic a molekulárnej prístup založený na podpis pre charakterizáciu kmeň spirochéty a jej hlavných kladov: návrh taxonomickú revíziu kmeňa. Fronters v Microbiology, 4: 217.
4. Spirochéty. (2018). Wikipédia, slobodná encyklopédia. Dátum konzultácie: 14:21, 10. októbra 2018 z: en.wikipedia.org.
5. Tilly, K, Rosa, P.A. a Stewart, P.E. Biológia infekcie s Borrelia burgdorferi. Kliniky infekčnej choroby v Severnej Amerike, 22 (2): 217-234.