Spirochaetes algemene karakteristieken, morfologie, systematiek

spirochaeten Het is een stam van bacteriën die wordt gekenmerkt door gram-negatief en door een unieke cellulaire ultrastructuur te hebben. Ze hebben interne motiliteitsorganellen die periplasmatische flagellen worden genoemd, waardoor ze kunnen buigen, roteren op hun lengteas en bewegen in vloeibare en halfvaste media.

Spirochaetes is een van de weinige bacteriële phyla waarvan de fenotypische kenmerken hun fylogenetische relaties onthullen op basis van 16S rRNA-analyse.

index

• 1 Algemene kenmerken 
• 2 Systematiek 
  • 2.1 Spirochaetaceae
  • 2.2 Brachyspiraceae
  • 2.3 Brevinemataceae
  • 2.4 Leptospiraceae
• 3 Pathogenese
  • 3.1 Treponema pallidum (Spirochaetaceae)
  • 3.2 Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae)
  • 3.3 Leptospira spp. (Leptospiraceae)
• 4 Referenties 

Algemene kenmerken

Sommige vrijlevende pleomorfe Spirochaetes, zoals Spirochaeta coccoides, ze hebben niet de ultrastructurele en ethologische kenmerken van de phylum, maar de sequentieanalyse van het 16S rRNA-gen lokaliseert ze binnen de Spirochaetaceae-familie.

Ze zijn chemorganogroof, kunnen koolhydraten, aminozuren, langeketenvetzuren of langketenige vetalcoholen als koolstof- en energiebronnen gebruiken.

Afhankelijk van de soort kunnen ze groeien in anaërobe, micro-aerofiele, facultatief anaerobe of aërobe omstandigheden. Sommigen zijn vrij in leven en anderen hebben een specifieke associatie met de gastheer, wat geleedpotigen, weekdieren en zoogdieren kan zijn, inclusief de mens. Sommige soorten staan ​​bekend als pathogeen.

Deze bacteriën vormen een fylogenetisch oude en goed gedifferentieerde groep, meer gerelateerd aan de phylum Bacteoides en Acidobacteria, dan aan andere groepen.

Het is een cutting edge alleen gevormd door de klasse Spirochaetia en Spirochaetales orde, die vier families die goed afgebakend omvat: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae en Leptospiraceae.

Ze zijn langwerpig schroeflijnvormig gewonden (kurkentrekker), met een grootte tussen 0,1 en 3 micron in diameter en 4-250 micron lang. Ze hebben een buitenmembraan dat wordt gevormd door meerdere lagen, cellulaire omhulling of buitenste omhulsel genoemd, die de protoplasmatische cilinder volledig omringt.

De cellen hebben interne motiliteitsorganellen die periplasmatische flagellen worden genoemd. Deze worden aan elk uiteinde van de protoplasmatische cilinder ingebracht en strekken zich uit langs het grootste deel van de cel, overlappend in het centrale gebied

In het geval van de Leptospiraceae-familie overlappen de periplasmatische flagellen niet in de cellen. De protoplasmatische cilinder en de flagellen worden omgeven door een externe omhulling die enkele kenmerken heeft die analoog zijn aan de buitenmembraan van de bacteriën gramnegatieve kleuring.

Aan de andere kant, Spirochaeta plicatilis, is een soort van grote bacteriën met 18 tot 20 periplasmatische flagellen ingebracht in de buurt van elk uiteinde van de protoplasmatische cilinder. 

systematiek

De fylogenie van de phylum van Spirochaet is het resultaat van recente analyse van de 16S-rRNA-gensequenties. In deze rand wordt een klasse herkend, Spirochaetia, en een enkele bestelling, Spirochaetales.

De orde Spirochaetales bestaat uit vier families die goed zijn afgebakend: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae en Leptospiraceae.

Spirochaetaceae

De bacteriën van deze familie zijn spiraalcellen met een diameter van 0,1 tot 3,0 micron en een lengte van 3,5 tot 250 micron. Cellen hebben geen haakse uiteinden zoals leden van de Leptospiraceae-familie.

De periplasmische flagella worden intern ingebracht aan elk uiteinde van de cel en strekken zich uit over het grootste deel van de lengte van de boven elkaar gelegen cel in het centrale gebied.

Het diaminozuur dat in het peptidoglycaan aanwezig is, is L-ornithine. Ze zijn anaerobe, facultatief anaërobe of microaerofiele. Ze zijn chemo-organotroof.

Ze gebruiken koolhydraten en / of aminozuren als koolstof- en energiebronnen, maar gebruiken geen vetzuren of vetalcoholen met lange ketens.

Ze leven vrij of zijn geassocieerd met dieren, insecten en mensen. Sommige soorten zijn pathogeen. De soorten onderzocht met 16S rRNA-sequentieanalyse zijn verschillend van leden van de families Brachyspiraceae, Brevinemataceae en Leptospiraceae.

Brachyspiraceae

Deze familie bevat slechts één geslacht, Brachyspira. Het zijn spiraalvormige bacteriën met regelmatige krulpatronen. De cellen meten tussen 2 en 11 micron bij 0,2 tot 0,4 micron.

Ze zijn eencellig, maar af en toe paren en ketens van drie of meer cellen kunnen worden waargenomen in groeiende culturen. Onder ongunstige groeiomstandigheden worden bolvormige of ronde lichamen gevormd.

Ze hebben gram-negatieve kleuring. Ze zijn verplicht anaeroob of aerotolerant. De uiteinden van de cellen kunnen stomp of puntig zijn.

De cellen hebben een typische structuur van spirocheten cellen, bestaande uit een buitenmantel, een spiraalvormige protoplasmatisch cilinder en flagella binnenruimte tussen het protoplasma cilinder en de buitenhuis.

De cellen van het geslacht Brachyspira Ze hebben van 8 tot 30 flagella, afhankelijk van de soort. Het aantal flagellen correleert gewoonlijk met de grootte van de cel, zodat de kleinere celsoorten minder flagellen hebben.

Flagellen zijn intern verbonden, gelijk aantal aan elk einde van de cel, worden ze rond de protoplasma cilinder en de vrije einden overlappen in het midden van de cellen.

Het groeit tussen 36 en 42 ° C, met een optimale temperatuur van 37 tot 39 ° C. Ze zijn chemorganotroof en gebruiken verschillende koolhydraten voor de groei. Het heeft oxidase om moleculaire zuurstof te verminderen.

Brevinemataceae

Deze familie bevat slechts één geslacht, Brevinema. Cellen zijn spiraalvormig en hebben een diameter van 0,2 tot 0,3 micron over een lengte van 4-5 micron, waarbij één of twee spiraalvormige windingen met onregelmatige golflengten van 2 tot 3 micron.

Ze hebben periplasmatische flagellen die de cellen mobiliteit verlenen door flexie, rotatie en translatie. Ze hebben geen cytoplasmatische tubuli. Ze zijn microaerofiel, geassocieerd met de gastheer.

Leptospiraceae

Het zijn cellen met de juiste helixconformatie, die een diameter van 0,1 tot 0,3 micron en een lengte van 3,5 tot 20 micron kunnen meten. Niet-mobiele cellen hebben verslaafd aan uiteinden, terwijl actief mobiele cellen een spiraalvormig anterieure uiteinde en een haak aan het achteruiteinde van de cel hebben.

Ze hebben een periplasmatisch flagellum dat intern aan elk uiteinde van de cel wordt ingebracht, maar zelden overlapt in het midden van de cel. De periplasmatische flagellen bevinden zich langs de spiraalvormige as.

Het diaminozuur dat aanwezig is in peptidoglycaan is een e-diaminopimelinezuur. Het zijn obligate aerobe of micro-aerofiele organismen. Ze zijn chemoorganotroof.

Ze gebruiken lange keten vetzuren en vetalcoholen, zoals koolstof en energiebronnen. Ze leven vrij of in samenwerking met dierlijke en menselijke gasten. Sommige soorten zijn pathogeen.

pathogenie

De meeste phylum-soorten van Spirochaet zijn niet pathogeen, maar sommige bekende soorten vallen op door hun pathogenese.

Treponema pallidum (Spirochaetaceae)

Het is het organisme dat syfilis veroorzaakt. Het is een mobiele bacterie die meestal wordt verkregen door nauw seksueel contact en het weefsel van de gastheer binnendringt via het plaveisel- of kolomepitheel.. 

De ziekte wordt gekenmerkt door een gebied van primaire ulceratie en ontsteking in de genitale gebieden, die zich manifesteert in een primaire infectie. Latere stadia van deze infectie worden gekenmerkt door maculopapulaire erupties en een mogelijke granulomateuze reactie met betrokkenheid van het centrale zenuwstelsel. 

Andere bacteriën van het geslacht kunnen niet-geslachtsziekten veroorzaken, zoals pinta (ook bekend als blauwe ziekte, caraat, empeïne, lota, pinta en vat) geproduceerd door Treponema carateum of yaws (of buba, yaw, framboesia, tropic yaws, polypilloma tropicum of thymosis) geproduceerd door Treponema pallidum ssp. pertenue.

Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae)

Het veroorzaakt de ziekte van Lyme. Deze soort heeft een unieke kern die een lineair chromosoom en lineaire plasmiden bevat. De verschillende soorten Borrelia worden overgedragen door bepaalde soorten teken van het geslacht Ornithodoros (Argasidae) in verschillende delen van de wereld.

Deze teken zijn te vinden op het gebied van droge savanne en struikgewas, in het bijzonder in de buurt van knaagdier holen, grotten, stapels hout en dode bomen, of scheuren in muren of plafonds en onder houten vloeren, overal bewoond door kleine knaagdieren.

De reservoirsoorten zijn gewervelde dieren zoals ratten, muizen, eekhoorns, honden en vogels. Teken nemen de Borrelia sp. door het bloed van geïnfecteerde dieren of mensen te zuigen.

Ze voeden zich 's nachts, tenminste 30 minuten voordat ze terugkeren naar hun schuilplaatsen. Infectie vindt plaats door steken, door geïnfecteerd speeksel of door contaminatie van de slijmvliezen met geïnfecteerde coxale vloeistof.

Deze bacteriën worden niet uitgescheiden in de tekenuitwerpselen. Teken blijven voor het leven geïnfecteerd, zelfs als ze 7 jaar lang bloed missen. Ze kunnen horizontaal worden overgedragen tussen mannen en vrouwen; of verticaal, door vrouwen tot hun nageslacht.

In de vroege stadia presenteert de ziekte van Lyme zich als een kenmerkende huidlaesie genaamd erythema migrans, ook wel chronisch migraine erytheem genoemd. De vroege laesie wordt gekenmerkt door een uitgestrekt gebied van rode uitslag, vaak met een bleek midden (patrijspoort) ter hoogte van de tekenbeet..

Indien onbehandeld, kan eroderende artritis vergelijkbaar met reumatoïde artritis en, uiteindelijk, chronische progressieve encefalitis en encefalomyelitis optreden. Andere bacteriën van het geslacht, zoals B. duttonii, B. hermsii en B. dugesi, kan terugkerende endemische koorts veroorzaken.

Leptospira spp. (Leptospiraceae)

Het veroorzakende agens van leptospirose, een febriele ziekte die gecompliceerd kan zijn bij aseptische meningitis als deze niet wordt behandeld. Symptomen van infectie zijn koorts, koude rillingen en hoofdpijn, met af en toe de geelzucht.

Organismen kunnen zich verspreiden via dieren, water of bodem verontreinigd door de urine van honden, ratten of runderen. Dieren kunnen jarenlang als asymptomatische vectoren blijven en organismen kunnen na weken of maanden weken blijven leven.

De verwerving van ziekten komt vaker voor na zware regenval of overstromingen. De incubatietijd kan tot 1 maand zijn.

referenties

1. Actor, J.K. (2012). Klinische bacteriologie. In: lsevier's Integrated Review Immunology and Microbiology (tweede editie). Pp 105-120.
2. Krieg N. R., J.T. Staley, D. R. Brown, P. B. Hedlund, B. J. Paster, N. L. Ward, W. Ludwig en W.B. Whitman. (2010) Handboek van Bergey van Systematische Bacteriologie: Deel 4: The Bacteroidetes, spirochaeten, Tenericutes (mollicuten), Acidobacteria, fibrobacteres, Fusobacterium, Dictyoglomi, gemmatimonadetes, lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamydiae en planctomycetales. VS.
3. Gupta, R.S., Mahmood, S en Adeolu, M. (2013). Een phylogenomic en moleculaire handtekeningen gebaseerde aanpak voor de karakterisering van de stam spirocheten en haar belangrijkste clades: voorstel voor een taxonomische herziening van de stam. Fronters in Microbiology, 4: 217.
4. Spirochaetes. (2018). Wikipedia, de gratis encyclopedie. Datum van overleg: 14:21, 10 oktober 2018 van: en.wikipedia.org.
5. Tilly, K, Rosa, P.A. en Stewart, P.E. 2008. Biologie van infectie met Borrelia burgdorferi. Infectious Disease Clinics of North America, 22 (2): 217-234.