PROTEOBACTERII: CARACTERISTICI, SUBFILE, PATOGENEZĂ - BIOLOGIE - 2025

Cele Proteobacteria sunt încrengătura bacteriene mai mari, complexe și diverse , printre procariote. Cuprinde aproximativ 384 de genuri și 1.300 de specii de bacterii gram-negative cu un perete celular constând în principal din lipopolizaharide.

La om, proteobacterii sunt prezente pe piele, cavitatea bucală, limba și tractul vaginal, pe lângă intestin și fecale. Proteobacteriile sunt una dintre cele mai abundente fila din microbiota intestinală a omului.

Grup de E. coli (Gammaproteobacterii). De Foto de Eric Erbe, colorizare digitală de Christopher Pooley, ambele USDA, ARS, EMU. , prin Wikimedia Commons

Creșterea proporțiilor normale ale bacteriilor acestui filus în comparație cu altele (Bacteroidete și Firmicute) este asociată cu boli intestinale și extraintestinale, în principal cu un fenotip inflamator.

Proteobacteriile includ o mare varietate de agenți patogeni, precum genele Brucella și Rickettsia aparținând clasei Alphaproteobacteria, Bordetella și Neisseria din clasele Betaproteobacteria, Escherichia, Shigella, Salmonella și Yersinia din clasa Gammaproteobacteria și, în final, Helicobacter din clasa clasa Epsilonproteobacteria.

În afară de agenți patogeni, proteobacteriile filumului includ specii mutualiste, cum ar fi obligarea endosimbiontelor de insecte, inclusiv genurile Buchnera, Blochmannia, Hamiltonella, Riesia, Sodalis și Wigglesworthia.

Studii recente au concluzionat că proteobacteriile simbiotice au evoluat în majoritatea cazurilor de la strămoșii paraziți, ceea ce este în concordanță cu paradigma pe care mutualistii bacterieni evoluează adesea din agenți patogeni.

caracteristici

Bacteriile acestui filon sunt diverse morfologic, fiziologic și ecologic. Numele său este derivat de la zeul grec antic al mării Proteus, care a avut capacitatea de a-și asuma multe forme diferite, făcând aluzie la marea diversitate de forme ale bacteriilor adunate în acest taxon.

Celulele pot avea forma de bacili sau cocci, cu sau fără prosteca, flagelate sau nu, și doar unele specii pot forma corpuri de fructificare. Ele pot fi fototrofice din punct de vedere nutrițional, heterotrofe și chemolitotrofe.

Subphiles

Pe baza analizei filogenetice a genei 16S rRNA, proteobacteria phylum este împărțită în 6 clase: Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Deltaproteobacteria, Epsilonproteobacteria și Zetaproteobacteria.

Toate clasele sunt monofiletice, cu excepția gammaproteobacteriilor care sunt parafiletice cu Betaproteobacteria.

Alphaproteobacteria

Clasa Alphaproteobacteria include 13 ordine de bacterii. Ele pot adopta diverse morfologii, cum ar fi stalked, înstelat și spirală. De asemenea, pot forma tulpini și muguri, ceea ce le permite să-și crească raportul suprafață-volum, permițându-le să supraviețuiască în medii cu puțini nutrienți.

Alphaproteobacteriile prezintă o mare diversitate de strategii metabolice precum fotosinteza, fixarea azotului, oxidarea amoniacului și metilotrofia. Cele mai abundente organisme celulare marine sunt incluse în acest grup.

Multe specii din această clasă de bacterii tind să adopte un stil de viață intracelular ca mutualisti ai plantelor sau agenților patogeni ai plantelor sau animalelor, cum ar fi Rhizobim, care se formează cu rădăcinile unor specii de plante sau Wolbachia, un parazit al țânțarului comun.

Alphaproteobacteriile au fost, de asemenea, asociate cu grupul ancestral care a dat naștere la mitocondrii, Rickettsiales. Alte genuri, cum ar fi Rickettsia, sunt agenți patogeni.

Betaproteobacteria

Betaproteobacteriile sunt formate din 14 ordine de bacterii care prezintă o diversitate de forme și metabolisme. Ele pot fi aerobice stricte sau facultative.

Unele specii pot fi chimioautotrofe, precum genul Nitrosomonas, care este un oxidant al amoniacului. Alții sunt fototrofe precum Rhodocyclus și Rubrivivax, care folosesc lumina ca sursă de energie.

Betaproteobacteriile intervin în fixarea azotului, prin oxidarea amoniului, producând nitrit, un compus foarte important în fiziologia plantelor.

Alte specii pot fi patogene în cadrul acestui grup, cum ar fi Neisseriaceae (care provoacă gonoree și meningită), Ralstonia, un agent patogen al nopții (tomate, cartofi) și Burkholderia glumae, care provoacă daune paniculei în cultivarea orezului.

Deltaproteobacteria

Deltaproteobacteriile grupează 7 ordine de bacterii gram-negative. Sunt anaerobe și sunt izolate în mod obișnuit în sedimentele lacurilor, mlaștinilor și albiilor. Sunt reducători de sulfați și participă la ciclul natural al sulfului.

Această clasă include bacteriile care predau alte bacterii, precum speciile din genurile Bdellovibrio și Myxococcus. Myxobacteriile emit spori și se grupează în corpuri de fructificare multicelulare în medii cu alimente limitate. Acestea constituie cel mai complex grup de bacterii

Epsilonproteobacteria

Epsilonproteobacteriile includ un singur ordin de bacterii gram-negative. Au formă sub formă de bare subțiri elicoidale sau curbate. Unele specii sunt simboluri ale tractului digestiv al animalelor, altele sunt paraziți ai stomacului (Helicobacter spp.) Sau duodenului (Campylobacter spp.).

Bacteriile din acest grup locuiesc în medii microaerofile sau anaerobe, cum ar fi aerisirile hidrotermale de adâncime. Sunt chemolitotrofe, deoarece își obțin energia din oxidarea sulfului redus sau a hidrogenului cuplat la reducerea nitratului sau a oxigenului. Alții sunt autotrofi și folosesc ciclul invers Krebs pentru a fixa dioxidul de carbon în biomasă.

patogenia

Deoarece proteobacteriile sunt filonul de bacterii cu cel mai mare număr de specii și cele mai complexe și diverse, include o mare varietate de agenți patogeni.

Escherichia coli

Aceste bacterii sunt excretate în fecalele animalelor infectate și pot supraviețui în mediu până la trei zile.

E. coli colonizează o nouă gazdă pe calea fecal-orală, prin ingerarea alimentelor crude sau a apei contaminate, aderând la celulele intestinale și provocând diaree la persoanele afectate.

Bacteriile fecale pot coloniza uretra și se pot răspândi prin tractul urinar la vezică și rinichi sau la prostată la bărbați, provocând infecții ale tractului urinar.

Atunci când o tulpină specifică de E. coli, care conține un antigen capsular numit K1, colonizează intestinele nou-născutului prin vaginul mamei contaminate, apare bacteriemia, ceea ce duce la meningită neonatală.

În cazuri mai rare, tulpinile virulente sunt, de asemenea, responsabile de sindromul hemolitic-uremic, peritonită, mastită, septicemie și pneumonie.

Salmonella

Odată ce S. enterica intră într-o nouă gazdă, își începe ciclul de infecție prin țesutul limfoid. Bacteriile aderă la celulele epiteliale intestinale ale ileonului și celulelor M, inducând în ele o reamenajare a citoscheletului lor care declanșează formarea unor mari ondulații pe suprafață permițând endocitoza neselectivă, pentru care bacteriile reușesc să intre în celulă .

De asemenea, Salmonella produce efecte citotoxice care distrug celulele M și induc apoptoza în macrofage activate și fagocitoză în macrofage neactivate, pentru care sunt transportate la ficat și splină, unde se înmulțesc.

La om S. enterica poate provoca două boli: febra tifoidă, cauzată de S. enterica sub. enterica Serotipuri Paratyphi sau salmoneloză cauzate de alte serotipuri.

Vibrio

Majoritatea infecțiilor cu Vibrio sunt asociate cu gastroenterită, dar pot infecta și rănile deschise și pot provoca septicemii. Aceste bacterii pot fi transportate de animale marine și ingestia lor provoacă infecții fatale la om.

Y. cholerae (agentul cauzal al holerei) este de obicei răspândită de apa contaminată. Alte specii patogene precum V. parahaemolyticus și V. vulnificus sunt transmise prin alimente contaminate, în general asociate cu consumul de crustacee crudă.

Focarele de V. vulnificus sunt mortale și apar frecvent în climele calde. După uraganul Katrina, în New Orleans, a apărut un focar al acestei specii.

Helicobacter

Unele specii Helicobacter trăiesc în tractul gastrointestinal superior și în ficatul mamiferelor și al unor păsări. Unele tulpini ale acestor bacterii sunt patogene pentru om și sunt puternic asociate cu ulcere peptice, gastrită cronică, duodenită și cancer la stomac.

Speciile din genul Helicobacter pot prospera în stomacul unui mamifer, producând cantități mari de ureeză, care ridică local pH-ul de la 2 la 6 sau 7, ceea ce îl face un mediu mai compatibil.

Y. pylori infectează până la 50% din populația umană. Se găsește în mucus, pe suprafața interioară a epiteliului și, ocazional, în celulele epiteliale ale stomacului.

Colonizarea stomacului cu H. pylori poate duce la gastrită cronică, o inflamație a mucoasei stomacului la locul infecției.

Yersinia

Genul Yersinia include 11 specii, dintre care doar Y. pestis, Y. pseudotuberculosis și anumite tulpini de Y. enterocolitica au o importanță patogenă pentru oameni și unele animale cu sânge cald.

Y. pestis este agentul cauzal al ciumei pneumonice, septicemice și bubonice. Tipul de ciumă depinde de forma infecției, fie prin mușcarea puricilor infectate (ciuma bubonică și ciuma septicemică), fie de la persoană la persoană prin tuse, vărsături și strănut, când boala a progresat spre forma pneumonică. (ciuma pulmonară sau pneumonică).

Ciuma pneumonică apare atunci când bacteriile infectează plămânii, în timp ce ciuma bubonică apare când bacteriile intră în corp prin piele de la o mușcătură de purici și călătoresc prin vasele limfatice până la un nodul limfatic, provocând inflamații. În cele din urmă, ciuma septicemică apare din cauza infecției cu sânge, după mușcarea puricilor infectate

Y. pseudotuberculoza este dobândită prin contactul cu animale infectate sau prin consumul de alimente și apă contaminate. Este cauza unei boli similare cu tuberculoza, numită scarlatină, care afectează ganglionii limfatici. Poate provoca necroză tisulară localizată, granuloame în splină, ficat și ganglioni.

Infecțiile enterocolitica Y apar, în general, de la consumul de carne de porc nedecolată sau de la apă, carne sau lapte contaminate. Infecțiile acute duc, în general, la o colită entero-limitată sau ileită terminală și adenită la om. Simptomele pot include diaree și apă febrilă sau sângeroasă, asemănătoare cu apendicita sau salmoneloza sau shigeloza.

Referințe

1. Garrity, Gm, Bell, JA, & Lilburn, TG (2004). Schiță taxonomică a procariotelor. Manualul Bergey de Bacteriologie Sistemică, ediția a doua. Springer-Verlag, New York.
2. Rizzatti, G., Lopetuso, LR, Gibiino, G., Binda, C. & Gasbarrini, A. (2017) Proteobacteria: un factor comun în bolile umane. Biomed Research International, 2017: 9351507.
3. Sachs, JL, Skophammer, RG, Nidhanjali Bansal & Stajich, JE (2013). Origini evolutive și diversificarea mutualistilor proteobacterieni. Proceedings of the Royal Society, 281: 20132146.
4. Euzéby, JP (1997). Lista denumirilor bacteriene cu poziție în nomenclatură: o fișă disponibilă pe Internet. Revista internațională de bacterieologie sistematică 47, 590-592; doi: 10.1099 / 00207713-47-2-590. Preluat pe 7 octombrie 2018.
5. Kelly P. Williams, KP, Sobral, BW și Dickerman AW (2007). Un arbore robust al speciilor pentru Alphaproteobacteria. Journal of Bacterology, 189 (13): 4578-4586.