Spirochaetes obecná charakteristika, morfologie, systematika

Spirochaetes Jedná se o kmen bakterií charakterizovaný tím, že je gram-negativní a má unikátní buněčnou ultrastrukturu. Mají interní motility organel zvané periplazmatické bičíky, které jim umožňují ohýbat se, otáčet se na své podélné ose a pohybovat se v kapalných a polotuhých médiích..

Spirochaetes je jedna z mála bakteriálních fyla, jejíž fenotypové charakteristiky odhalují jejich fylogenetické vztahy na základě analýzy 16S rRNA.

Index

• 1 Obecné charakteristiky 
• 2 Systematika 
  • 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 

Obecné vlastnosti

Některé volně žijící pleomorfní Spirochaetes, jako například Spirochaeta coccoides, nemají ultrastrukturální a etologické charakteristiky kmene, ale sekvenční analýza 16S rRNA genu je lokalizuje do rodiny Spirochaetaceae.

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

V závislosti na druhu mohou růst v anaerobních, mikroaerofilních, fakultativně anaerobních nebo aerobních podmínkách. Některé z nich jsou volně žijící a jiné mají specifické spojení s hostitelem, kterým mohou být členovci, měkkýši a savci, včetně lidí. Je známo, že některé druhy jsou patogenní.

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

Jedná se o kmen tvořený pouze třídou Spirochaetia a Spirochaetales, který zahrnuje čtyři dobře vymezené rodiny: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae a Leptospiraceae.

Jsou prodloužené a spirálovitě navinuté (ve tvaru vývrtky) o velikosti v rozmezí od 0,1 do 3 mikronů v průměru a od 4 do 250 mikrometrů. Mají vnější membránu tvořenou více vrstvami zvanou buněčný obal nebo vnější plášť, který zcela obklopuje protoplazmatický válec.

Buňky mají vnitřní motility organelles volal periplasmic flagella. Ty jsou vloženy vnitřně na každém konci protoplazmatického válce a prodlužují se po většině buněk a překrývají se v centrální oblasti.

V případě rodiny Leptospiraceae se periplazmatická bičík v buňkách nepřekrývá. Protoplazmatický válec a bičík jsou uzavřeny vnějším pláštěm, který má některé vlastnosti analogické s vnější membránou bakterií s negativním barvením..

Na druhé straně, Spirochaeta plicatilis, je druh velkých bakterií, který má 18 až 20 periplazmatických bičíků vložených v blízkosti každého konce protoplazmatického válce. 

Systematika

Fylogeneze kmene Spirochaetes je výsledkem nedávné analýzy genových sekvencí 16S rRNA. V této hraně je rozpoznána jedna třída, Spirochaetia a jeden řád Spirochaetales.

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

Spirochaetaceae

Bakterie této rodiny jsou helikální buňky o průměru od 0,1 do 3,0 mikronů a délky od 3,5 do 250 mikronů. Buňky nemají zahnuté konce jako členové rodiny Leptospiraceae.

Periplazmatické bičíky jsou vloženy vnitřně na každém konci buňky a probíhají podél většiny délky superponované buňky v centrální oblasti..

Diaminokyselina přítomná v peptidoglykanu je L-ornitin. Jsou anaerobní, fakultativně anaerobní nebo mikroaerofilní. Jsou chemo-organotrofní.

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

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

Brachyspiraceae

Tato rodina obsahuje pouze jedno pohlaví, Brachyspira. Jsou to spirálovitě tvarované bakterie s pravidelnými kudrlinkami. Buňky měří mezi 2 a 11 mikrometry 0,2 až 0,4 mikronů.

Jsou jednobuněčné, ale občasné páry a řetězce tří nebo více buněk mohou být pozorovány v rostoucích kulturách. Za nepříznivých růstových podmínek se tvoří kulovitá nebo kulatá tělesa.

Mají gram-negativní barvení. Jsou povinné anaerobní nebo aerotolerantní. Konce buněk mohou být tupé nebo špičaté.

Buňky mají typickou strukturu spirochete buněk, která se skládá z vnějšího pláště, protoplazmatického šroubovicového válce a vnitřního bičíku v prostoru mezi protoplazmatickým válcem a vnějším pláštěm..

Buňky rodu Brachyspira Mají 8 až 30 bičíků, v závislosti na druhu. Počet bičíků obvykle koreluje s velikostí buňky, takže menší buněčné druhy mají méně bičíků.

Bičíky jsou spojeny vnitřně, ve stejném počtu na každém konci buňky, zabalují se kolem protoplazmatického válce a jejich volné konce se překrývají ve středu buněk..

Roste mezi 36 a 42 ° C, s optimální teplotou 37 až 39 ° C. Jsou chemoorganotrofní, s použitím různých sacharidů pro růst. Má oxidázu pro snížení molekulárního kyslíku.

Brevinemataceae

Tato rodina obsahuje pouze jedno pohlaví, Brevinema. Buňky jsou helikálního tvaru a mají průměr 0,2 až 0,3 mikronů pro délku 4 až 5 mikrometrů, což ukazuje jeden nebo dva závitnice s nepravidelnými vlnovými délkami v rozmezí od 2 do 3 mikronů..

Mají listový periplazmatický bičík, který propůjčuje buňkám pohyb, flexi, rotaci a translaci. Nemají cytoplazmatické tubuly. Jsou mikroaerofilní, spojené s hostitelem.

Leptospiraceae

Jedná se o buňky s pravou helikální konformací, které mohou měřit od 0,1 do 0,3 mikronů v průměru a od 3,5 do 20 mikronů na délku. Nehybné buňky mají zahnuté hroty, zatímco aktivní mobilní buňky mají spirálový přední konec a háček na zadním konci buňky.

Mají periplazmatický bičík, který je vložen vnitřně na každém konci buňky, ale zřídka se překrývá ve středu buňky. Periplazmatická bičík se nachází podél šroubovicové osy.

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

Používají mastné kyseliny s dlouhým řetězcem a mastné alkoholy, jako jsou uhlíkové a energetické zdroje. Jsou svobodně žijící nebo ve spojení se zvířecími a lidskými hosty. Některé druhy jsou patogenní.

Patogeneze

Většina druhů kmene Spirochaetes není patogenní, nicméně některé dobře známé druhy se vyznačují patogenezí.

Treponema pallidum (Spirochaetaceae)

Je to organismus, který způsobuje syfilis. Je to mobilní bakterie, která je obvykle získávána úzkým pohlavním stykem a proniká do tkáně hostitele skrz dlaždicový nebo sloupcový epitel.. 

Onemocnění je charakterizováno oblastí primární ulcerace a zánětu v genitálních oblastech, která se projevuje v primární infekci. Pozdější stadia této infekce jsou charakterizovány makulopapulárními erupcemi a možnou granulomatózní reakcí s postižením centrálního nervového systému.. 

Jiné bakterie rodu mohou produkovat non-pohlavní nemoci, takový jako pinta (také známý jako modrá nemoc, carate, empeines, lota, pinta a vana) produkoval \ t Treponema carateum nebo yaws (nebo buba, yaw, framboesia, tropická yaws, polypilloma tropicum nebo thymóza) produkované Treponema pallidum ssp. pertenue.

Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae)

To způsobuje lymskou chorobu. Tento druh má jedinečné jádro, které obsahuje lineární chromozom a lineární plazmidy. Různé druhy Borrelia jsou přenášeny určitými druhy klíšťat rodu Ornithodoros (Argasidae) v různých částech světa.

Tyto klíšťata se nacházejí v oblastech suché savany a křoviny, zejména v blízkosti nory hlodavců, jeskyní, hromady dřeva a mrtvých stromů, nebo v prasklinách ve stěnách nebo stropech a pod dřevěnými podlahami, na jakémkoli místě obývaném malými hlodavci..

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

Krmí se v noci, nejméně 30 minut před návratem do svých útulků. Infekce nastává bodáním, infikovanými slinami nebo kontaminací sliznic infikovanou koxální tekutinou.

Tyto bakterie se nevylučují ve výkalech klíšťat. Klíšťata zůstávají infikovaná po celý život, i když jim chybí krev po dobu 7 let. Mohou být přenášeny horizontálně mezi samci a samicemi; nebo svisle, samicemi k jejich potomkům.

V časných stádiích, Lyme nemoc představuje jako výrazná kožní léze volala erythema migrans, také volal chronický migrenový erytém. Časná léze je charakterizována expanzivní oblastí červené vyrážky, často s bledým středem (okénkem) v místě kousnutí klíštěte..

Pokud se neléčí, může dojít k erozivní artritidě podobné revmatoidní artritidě a případně chronické progresivní encefalitidě a encefalomyelitidě. Další bakterie rodu, jako například B. duttonii, B. hermsii a B. dugesi, může způsobit opakovanou endemickou horečku.

Leptospira spp. (Leptospiraceae)

Původce leptospirózy, je horečnaté onemocnění, které může komplikovat aseptickou meningitidu pokud se neléčí. Symptomy infekce zahrnují horečku, zimnici a bolest hlavy, s občasným projevem žloutenky.

Organismy se může šířit zvířat, vody nebo půdy kontaminované moči psů, krys nebo hospodářských zvířat. Zvířata mohou zůstat asymptomatické pro letní vektorů, a organismy mohou zůstat životaschopná po peelingu po několik týdnů nebo měsíců,.

Po těžkých deštích nebo povodních je častější pořízení nemocí. Inkubační doba může být až 1 měsíc.

Odkazy

1. Herec, J.K. (2012). Klinická bakteriologie. V: lsevier je integrovaná recenze imunologie a mikrobiologie (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 příručka of Systematic Bacteriology: Volume 4: Bacteroidetes, spirochety, Tenericutes (Mollicutes), acidobacteria, fibrobacteres, Fusobacterium, Dictyoglomi, gemmatimonadetes, lentisphaerae, verrucomicrobia, Chlamydie, a planctomycetes. USA.
3. Gupta, R.S., Mahmood, S a Adeolu, M. (2013). Phylogenomic a molekulární přístup založený na podpis pro charakterizaci kmen spirochety a jejích hlavních kladů: návrh taxonomickou revizi kmene. Fronters in Microbiology, 4: 217.
4. Spirochaetes. (2018). Experimentální strojový překlad hesla Wikipedia z encyklopedie Wikipedia pořízený překladačem Eurotran. Datum konzultace: 14:21, 10. října 2018 z: en.wikipedia.org.
5. Tilly, K, Rosa, P.A. a Stewart, P.E. Biologie infekce s Borrelia burgdorferi. Kliniky infekční nemoci v Severní Americe, 22 (2): 217-234.