Charakteristické proteobakterie, taxonomie, subfilos, patogeneze



proteobakterií jsou nejrozsáhlejším, nejkomplexnějším a nejrůznějším kmenem bakterií mezi prokaryotickými organismy. Zahrnuje asi 384 rodů a 1 300 druhů gramnegativních bakterií s buněčnou stěnou tvořenou převážně lipopolysacharidy.

U lidí jsou proteobakterie přítomny v kůži, ústní dutině, jazyku a vaginálním traktu, stejně jako střeva a stolice. Proteobakterie jsou jedním z nejhojnějších phyla v lidské střevní mikrobiotě.

Nárůst normálních podílů bakterií tohoto kmene proti ostatním bakteriím (Bacteroidetes a Firmicutes) je spojován se střevními a extraintestinálními onemocněními, zejména se zánětlivým fenotypem..

Široká škála patogenů je zahrnuta v Proteobacteria, jako například rodech Brucella a Rickettsia patřící do třídy Alphaproteobacteria, Bordetella a Neisseria třídy Betaproteobacteria, Escherichia, Shigella, Salmonella a Yersinia třídy Gammaproteobacteria a nakonec, Helicobacter třídy Epsilonproteobacteria.

Kromě patogenů zahrnuje fylum proteobakterií také druhové druhy, jako jsou obligatorní endosymbiony hmyzu, včetně rodů. Buchnera, Blochmannia, Hamiltonella, Riesia, Sodalis a Wigglesworthia.

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

Index

  • 1 Obecné charakteristiky
  • 2 Subfily
    • 2.1 Alfaproteobakterie
    • 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 obecně

Bakterie tohoto kmene jsou morfologicky, fyziologicky a ekologicky rozmanité. Jeho jméno je odvozeno od starověkého řeckého boha moře Proteus, kdo měl schopnost převzít mnoho různých forem, odkazovat se na velkou rozmanitost forem baktérií shromážděných v tomto taxonu.

Buňky mohou být ve formě bacilli nebo cocci, s prostékou nebo bez ní, bičíkovité nebo ne, a pouze některé druhy mohou tvořit plodnice. Mohou to být fototrofní, heterotrofní a chemolitotropní výživa.

Subfily

Na fylogenetické analýzy 16S rRNA bázi se proteobacteria hrana je rozdělena do 6 druhů: alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Deltaproteobacteria, epsilonproteobacteria a zetaproteobacteria.

Všechny třídy jsou monofyletické, s výjimkou gammaproteobakterií, které jsou parafyletické s Betaproteobacteria.

Alphaproteobacteria

Třída Alfaproteobacteria zahrnuje 13 řádů bakterií. Mohou přijmout různá morfologie, jako je obtěžování, stelát a spirála. Mohou také tvořit stonky a pupeny, což jim umožňuje zvýšit poměr povrchu a objemu, což jim umožňuje přežít v prostředí s malým obsahem živin.

Alfaproteobakterie vykazují velkou rozmanitost metabolických strategií, jako je fotosyntéza, fixace dusíku, oxidace amoniaku a methylotrofie. Tato skupina zahrnuje nejhojnější mořské buněčné organismy.

Mnoho druhů této třídy bakterií obvykle přijímá intracelulární životní styl jako rostlinní vzájemníci nebo rostlinné nebo živočišné patogeny, jako je například Rhizobim, které se tvoří s kořeny některých rostlinných druhů nebo. \ t Wolbachia, běžný parazit komárů.

Alfaproteobakterie byla také spojena s rodovou skupinou, která dala vznik mitochondriím, Rickettsiales. Jiné žánry, jako Rickettsia, jsou patogenní.

Betaproteobakterie

Betaproteobakterie jsou tvořeny 14 řády bakterií, které představují rozmanitost forem a metabolismu. Mohou být přísný nebo fakultativní aerobik.

Některé druhy mohou být chemoautotrofní, jako je pohlaví Nitrosomonas, což je oxidant amoniaku. Jiní jsou jako fototrofy Rhodocyclus a Rubrivivax, které používají světlo jako zdroj energie.

Betaproteobakterie zasahují do fixace dusíku, oxidací amoniaku, produkující dusitan, velmi důležitou sloučeninu ve fyziologii rostlin.

Jiné druhy mohou být patogenní v této skupině, takový jako Neisseriaceae (který produkovat kapavku a meningitis), \ t Ralstonia, rostlinný patogen Solanaceae (rajče, brambory) a. \ t Burkholderia glumae, způsobující poškození laloku při pěstování rýže.

Deltaproteobakterie

Skupina Deltaproteobacteria obsahuje sedm řádů gramnegativních bakterií. Jsou anaerobní a jsou běžně izolovány v sedimentech jezer, bažin a mořských lůžek. Jsou to sulfátové reduktory a účastní se přirozeného cyklu síry.

Tato třída zahrnuje dravé bakterie z jiných bakterií, jako jsou druhy rodů Bdellovibrio a Myxokoky. Myxobakterie emitují spory a jsou seskupeny do mnohobuněčných plodnic, v prostředích s omezeným příjmem potravy. Ty představují nejsložitější skupinu bakterií

Epsilonproteobakterie

Epsilonproteobakterie zahrnují pouze jeden řád gramnegativních bakterií. Jsou tvarovány jako tenké spirálové nebo zakřivené tyče. Některé druhy jsou symbionty trávicího traktu zvířat, jiné jsou parazity žaludku (Helicobacter spp.) nebo dvanáctníku (Campylobacter spp..

Bakterie v této skupině obývají mikroaerofilní nebo anaerobní prostředí, například hlubokomořské hydrotermální průduchy. Oni jsou chemolitotrophic, protože oni odvodí jejich energii od oxidace redukované síry nebo vodík spojený s redukcí dusičnanů nebo kyslíku. Jiní jsou autotrofní a používají reverzní Krebsův cyklus pro fixaci oxidu uhličitého v biomase.

Patogeneze

Protože proteobakterie jsou hranicí bakterií s největším počtem druhů a nejsložitější a nejrůznější, zahrnuje širokou škálu patogenů..

Escherichia coli (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)

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

E. coli kolonizuje nového hostitele cestou fekálně-orální cestou tím, že jí syrové potraviny nebo kontaminovanou vodu, drží se na střevních buňkách a vyvolává průjem u postižených osob.

Fekální bakterie mohou kolonizovat močovou trubici a šířit se močovým traktem do močového měchýře a ledvin nebo prostaty u mužů, což způsobuje infekci močových cest.

Při specifickém kmeni E. coli, který obsahuje kapsulární antigen zvaný K1, kolonizuje střeva novorozence, přes vaginu kontaminované matky, dochází k bakteriémii, která vede k neonatální meningitidě.

Ve vzácnějších případech jsou virulentní kmeny také zodpovědné za hemolyticko-uremický syndrom, peritonitidu, mastitidu, septikémii a pneumonii.

Salmonella (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)

Jednou S. enterica vstupuje do nového hostitele, začíná svůj cyklus infekce prostřednictvím lymfoidní tkáně. Bakterie lnou k buňkám střevního epitelu ilea a M buněk, indukci jim jeden přeskupení cytoskeletu vyvolávající tvorbu velkých nerovností na povrchu umožňuje neselektivní endocytózu, čímž bakterie jsou schopny vstoupit do buňky.

Stejně tak, 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, způsobené S. enterica sub. enterica Paratyphi sérotypy nebo salmonelóza produkovaná jinými sérotypy.

Vibrio (Vibrionaceae, Gammaproteobacteria)

Většina infekcí způsobených Vibrio jsou spojeny s gastroenteritidou, ale mohou také infikovat otevřené rány a způsobit septikémii. Tyto bakterie mohou být transportovány mořskými živočichy a jejich příjem způsobuje smrtelné infekce u lidí.

Y. cholerae (původce cholery) se obvykle přenáší kontaminovanou vodou. Jiné patogenní druhy jako V. parahaemolyticus a V. vulnificus jsou přenášeny kontaminovanými potravinami, které jsou obecně spojeny s konzumací nekvařených mořských plodů.

Vypuknutí V. vulnificus Jsou smrtelné a běžně se vyskytují v teplém podnebí. Po hurikánu Katrina v New Orleans, vypuknutí tohoto druhu nastalo.

Helicobacter (Helicobacteraceae, Epsilonproteobacteria)

Některé druhy Helicobacter žijí v horním gastrointestinálním traktu av játrech savců a některých ptáků. Některé kmeny těchto bakterií jsou patogenní pro člověka a jsou silně spojeny s peptickými vředy, chronickou gastritidou, duodenitidou a rakovinou žaludku..

Druhy rodu Helicobacter mohou prospívat v žaludku savce, produkovat velké množství ureázy, která lokálně zvyšuje pH z 2 na 6 nebo 7, což z něj činí kompatibilnější médium.

Y. pylori, infikuje až 50% lidské populace. Nachází se v hlenu, na vnitřním povrchu epitelu a občas v epitelových buňkách žaludku..

Kolonizace žaludku H. pylori může způsobit chronickou gastritidu, zánět sliznice žaludku v místě infekce.

Yersinia (Yersiniaceae, Gammaproteobacteria)

Pohlaví Yersinia zahrnuje 11 druhů, z nichž pouze Y. pestis, Y. pseudotuberkulóza a určité kmeny Y. enterocolitica mají patogenní význam pro lidi a některé teplokrevné živočichy.

Y. pestis jedná se o původce pneumonického, septikemického a bubonického moru. Typ moru závisí na formě infekce, a to buď skusem infikovaných blech (moru plic a septikemického moru), nebo od osoby k člověku při kašli, zvracení a kýchání, kdy nemoc postupovala do pneumonické formy. (plicní nebo pneumonický mor).

K pneumonickému moru dochází, když bakterie infikují plíce, zatímco dýmová epidemie nastává, když bakterie vstupují do těla kůží z kousnutí blech a procházejí lymfatickými cévami do lymfatické uzliny, což způsobuje zánět. Konečně, septikemický mor se vyskytuje v důsledku infekce krve, po kousnutí infikovaných blech.

Y. pseudotuberkulóza Získává se kontaktem s nakaženými zvířaty nebo konzumací kontaminovaných potravin a vody. To je příčina nemoci podobné tuberkulóze, volal scarlet horečku, který ovlivní lymfatické uzliny. Může způsobit lokalizovanou nekrózu tkáně, granulomy ve slezině, játra a lymfatické uzliny.

Infekce Y. enterocolitica obvykle se vyskytují z nedostatečně vařeného vepřového masa nebo kontaminované vody, masa nebo mléka. Akutní infekce obvykle vedou k úplné samolimitující kolitidě nebo terminální ileitidě a adenitidě u lidí. Symptomy mohou zahrnovat vodnatý nebo krvavý průjem a horečku, podobně jako apendicitida nebo salmonelóza nebo shigellosis.

Odkazy

  1. Garrity, G.m., Bell, J.A., & Lilburn, T.G. (2004). Taxonomický přehled prokariotů. Bergeyho manuál Systematické bakteriologie, druhé vydání. Springer-Verlag, New York.
  2. Rizzatti, G., Lopetuso, L. R., Gibiino, G., Binda, C. & Gasbarrini, A. (2017) Proteobakterie: Společný faktor lidských nemocí. Biomed Research International, 2017: 9351507.
  3. Sachs, J. L., Skophammer, R.G., Nidhanjali Bansal & Stajich, J.E. (2013). Evoluční původy a diverzifikace proteobakteriálních vzájemníků. Sborník Královské společnosti, 281: 20132146.
  4. Euzéby, J.P. (1997). Seznam bakteriálních jmen se stojícím v názvosloví: složka K dispozici na internetu. International Journal of Systematic Bacteriology 47, 590-592; doi: 10.1099 / 00207713-47-2-590. Získáno 7. října 2018.
  5. Kelly P. Williams, K.P., Sobral, B.W. a Dickerman A.W. (2007). Robustní druh stromu pro Alphaproteobacteria. Journal of Bacterology, 189 (13): 4578-4586.