SPIROCHAETS: CARACTERISTICI GENERALE, MORFOLOGIE, SISTEMATICĂ - BIOLOGIE - 2025

Spirochaetes este un filon de bacterii caracterizat prin faptul că sunt gram-negative și au o ultrastructură celulară unică. Au organele cu motilitate internă numite flageli periplasmici, care le permit să se flexeze, să se rotească pe axa lor longitudinală și să se miște în medii lichide și semisolide.

Spirochaetes este unul dintre puținele fitile bacteriene ale căror caracteristici fenotipice țin cont de relațiile sale filogenetice bazate pe analiza ARN ARS.

Leptospira sp. De CDC / Rob Weyant, prin Wikimedia Commons

Caracteristici generale

Unele Spirochaete pleomorfe cu viață liberă, cum ar fi cocosidele Spirochaeta, nu au caracteristicile ultrastructurale și etologice ale filonului, însă analiza secvențială a genei ARN AR 16S le plasează în familia Spirochaetaceae.

Sunt chimioorganotrofe, pot utiliza carbohidrați, aminoacizi, acizi grași cu lanț lung sau alcooli grași cu lanț lung ca surse de carbon și energie.

În funcție de specie, acestea pot crește în condiții anaerobe, microaerofile, facultativ anaerobe sau aerobe. Unii au viață liberă, iar alții au o asociere specifică cu gazda, care pot fi artropode, moluște și mamifere, inclusiv oameni. Unele specii sunt cunoscute ca fiind patogene.

Aceste bacterii alcătuiesc un grup filogenetic vechi și bine diferențiat, mai legat de Bacteoidele și Acidobacteriile de filon decât de alte grupuri.

Este un filon format doar din clasa Spirochaetia și ordinea Spirochaetales, care include patru familii bine delimitate: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae și Leptospiraceae.

Acestea sunt alungite și înfășurate elicoidal (în formă de tirbușon), cu o dimensiune cuprinsă între 0,1 și 3 microni în diametru și lungime între 4 și 250 microni. Au o membrană exterioară formată din mai multe straturi numite învelișul celulei sau teaca exterioară care înconjoară complet cilindrul protoplasmic.

Celulele au organele cu motilitate internă numite flageli periplasmici. Acestea sunt introduse intern la fiecare capăt al cilindrului protoplasmic și se extind în cea mai mare parte a celulei, suprapunându-se în regiunea centrală.

Sistem de locomoție cu flagel intern. De Lamiot, de la Wikimedia Commons.

În cazul familiei Leptospiraceae, flagelul periplasmic nu se suprapune în celule. Cilindrul protoplasmatic și flagelul sunt închise de o teacă exterioară care are unele caracteristici analogă membranei exterioare a bacteriilor cu colorare gram-negativă.

Pe de altă parte, Spirochaeta plicatilis, este o specie de bacterii mari care are 18 - 20 flageli periplasmici inserate lângă fiecare capăt al cilindrului protoplasmic.

Sistematic

Filogenia filospiratelor este rezultatul analizei recente a secvențelor genei ARNr 16S. O singură clasă, Spirochaetia și o singură comandă, Spirochaetales, sunt recunoscute pe această margine.

Ordinul Spirochaetales cuprinde patru familii bine delimitate: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae și Leptospiraceae.

Spirochaetaceae

Bacteriile din această familie sunt celule elicoidale, cu diametrul de 0,1 până la 3,0 microni și lungimea de 3,5 până la 250 microni. Celulele nu au capete agățate ca membrii familiei Leptospiraceae.

Flagelele periplasmice se introduc intern la fiecare capăt al celulei și se extind pe cea mai mare parte a lungimii celulei care se suprapun în regiunea centrală.

Diaminoacidul prezent în peptidoglican este L-ornitina. Sunt anaerobe, facultativ anaerobe sau microaerofile. Sunt chimio-organotrofice.

Utilizează carbohidrați și / sau aminoacizi ca surse de carbon și energie, dar nu folosesc acizi grași sau alcooli grași cu lanț lung.

Ele sunt în viață liberă sau în asociere cu animale, insecte și oameni. Unele specii sunt patogene. Speciile examinate prin analiza secvenței ARNr 16S sunt distincte de membrii familiilor Brachyspiraceae, Brevinemataceae și Leptospiraceae.

Brachyspiraceae

Această familie conține un singur gen, Brachyspira. Sunt bacterii în formă elicoidală, cu modele obișnuite de curl. Celulele au 2-11 microni cu 0,2-0,4 microni.

Sunt unicelulare, dar perechi și lanțuri ocazionale cu trei sau mai multe celule pot fi observate în culturile în creștere. În condiții de creștere nefavorabile, se formează corpuri sferice sau rotunde.

Sunt pete gram-negative. Sunt obligatorii anaerobe sau aerotolerante. Capetele celulelor pot fi contondate sau orientate.

Celulele au o structură tipică de celule spirochete, constând dintr-o teacă exterioară, un cilindru protoplasmic elicoidal și flagelele interioare în spațiul dintre cilindrul protoplasmatic și teaca exterioară.

Celulele din genul Brachyspira au 8 - 30 flageli, în funcție de specie. Numărul flagelelor se corelează în general cu dimensiunea celulelor, astfel încât speciile de celule mai mici au mai puțini flageli.

Flagelulele se unesc intern, în număr egal la fiecare capăt al celulei, se înfășoară în jurul cilindrului protoplasmic, iar capetele libere se suprapun în centrul celulelor.

Crește între 36 și 42 ° C, cu o temperatură optimă între 37 și 39 ° C. Sunt chimioorganotrofe, folosind diferiți carbohidrați pentru creștere. Are oxidază pentru a reduce oxigenul molecular.

Brevinemataceae

Această familie conține un singur gen, Brevinema. Celulele au formă elicoidală și au un diametru de 0,2 până la 0,3 microni pe o lungime de 4 până la 5 microni, care prezintă una sau două viraje elicoidale cu lungimi de undă neregulate cuprinse între 2 și 3 microni.

Au flageluri periplasmice învelite care conferă celulelor mobilitate prin flexie, rotire și translație. Nu au tuburi citoplasmatice. Sunt microaerofile, asociate cu gazda.

Leptospiraceae

Sunt celule elicoidale drepte, care pot măsura diametrul de la 0,1 până la 0,3 microni și lungimea de 3,5 la 20 microni. Celulele nemotile au vârfuri agățate, în timp ce celulele mobile activ au un capăt spiral și un cârlig în partea din spate a celulei.

Au un flagel periplasmic care se inseră intern la fiecare capăt al celulei, dar rareori se suprapune în centrul celulei. Flagelele periplasmice se găsesc de-a lungul axei elicoidale.

Diaminoacidul prezent în peptidoglican este un acid e-diaminopimelic. Sunt organisme aerobe obligatorii sau microaerofile. Sunt chimioorganotrofe.

Utilizează acizi grași cu lanț lung și alcooli grași ca surse de carbon și energie. Aceștia sunt în viață liberă sau în asociere cu gazdele animale și umane. Unele specii sunt patogene.

patogenia

Cele mai multe specii de filet Spirochaetes nu sunt patogene, cu toate acestea unele specii bine-cunoscute ies în evidență pentru patogeneza lor.

Treponema pallidum

Organismul este cel care provoacă sifilis. Este o bacterie mobilă care este în general dobândită printr-un contact sexual strâns și care pătrunde în țesutul gazdei prin epiteliul scuamos sau coloană.

Boala se caracterizează printr-o zonă de ulcerație și inflamație primară în zonele genitale, manifestată într-o infecție primară. Etapele ulterioare ale acestei infecții se caracterizează prin erupții maculopapulare și un posibil răspuns granulomatos care implică sistemul nervos central.

Alte bacterii ale genului pot produce boli non-venerice, cum ar fi pinta (cunoscută și sub numele de boala albastră, carate, insteps, lota, boala pinto și tina) produse de Treponema carateum sau yaws (sau buba, yaw, yaws, yaws tropica, polipapilloma tropicum sau timoza) produs de Treponema pallidum ssp. aparține.

Borrelia burgdorferi

Provoacă boala Lyme. Această specie are un nucleu unic care conține un cromozom liniar și plasmide liniare. Diferitele specii de Borrelia sunt transmise de anumite specii de căpușe din genul Ornithodoros (Argasidae) în diferite părți ale lumii.

Aceste căpușe se găsesc în zonele de savană uscată și scrub, în ​​special în apropierea arborilor de rozătoare, peșterilor, lemnelor și copacilor morți, sau în fisuri în pereți sau tavane și sub podele din lemn, oriunde locuite de rozătoare mici. .

Speciile de acumulare sunt vertebrate precum șobolani, șoareci, veverițe, câini și păsări. Căpușele ingerează Borrelia sp. supt sângele animalelor infectate sau al oamenilor.

Se hrănesc noaptea, cu cel puțin 30 de minute înainte de a se întoarce la adăposturile lor. Infecția apare prin mușcătura, prin saliva infectată sau prin contaminarea membranelor mucoase cu lichidul de șold infectat.

Aceste bacterii nu sunt excretate în fecalele căpușelor. Căpușele rămân infectate pe viață, chiar dacă au lipsă de sânge timp de 7 ani. Ele pot fi transmise orizontal între bărbați și femei; sau vertical, de către femele până la descendența lor.

Leziune cutanată a bolii Lyme cauzată de mușcatura unei căpușe infectate Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae). Prin Photo Photo: James Gathany Furnizori de conținut: CDC / James Gathany, prin Wikimedia Commons

În stadiile incipiente, boala Lyme se prezintă ca o leziune distinctivă a pielii numită eritem migrans, numită și cronică de eritem migrans. Leziunea timpurie se caracterizează printr-o zonă expansivă de erupții roșii, adesea cu un centru palid (ochi de taur) la locul mușcăturii de căpușă.

Dacă este lăsată netratată, poate apărea artrita erozivă similară cu artrita reumatoidă și, în cele din urmă, encefalită progresivă cronică și encefalomielită. Alte bacterii din gen, cum ar fi B. duttonii, B. hermsii și B. dugesi, pot provoca febră recidivă endemică.

Leptospira

Agentul cauzal al leptospirozei, o boală febrilă care se poate complica în meningita aseptică dacă este lăsată netratată. Printre simptomele de infecție se numără febra, frisoane și dureri de cap, cu icter ocazional.

Organismele pot fi răspândite prin animale, apă sau sol contaminate de urina câinilor, șobolanilor sau bovinelor. Animalele pot rămâne vectori asimptomatici ani de zile, iar organismele pot rămâne viabile după vărsare săptămâni sau luni.

Dobândirea de boli este mai frecventă după ploi abundente sau inundații. Perioada de incubație poate fi de până la 1 lună.

Referințe

1. Actor, JK (2012). Bacteriologie clinică. În: lsevier's Integrated Review Immunology and Microbiology (ediția a doua). Pop 105-120.
2. Krieg, NR, J, T. Staley, DR Brown, BP Hedlund, BJ Paster, NL Ward, W. Ludwig și WB Whitman. (2010) Bergey Manual of Baticeriology Systematic: Volume 4: The Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, Fibrobacteres, Fobobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamydiacets, and Planctacetes. UTILIZĂRI.
3. Gupta, RS, Mahmood, S și Adeolu, M. (2013). O abordare bazată pe semne filogenomice și moleculare pentru caracterizarea spiralelor filate și a cladelor sale majore: propunere de revizuire taxonomică a filonului. Frunze în microbiologie, 4: 217.
4. Spirochete. (2018). Wikipedia, enciclopedia gratuită. Data consultării: 14:21, 10 octombrie 2018 de la: es.wikipedia.org.
5. Tilly, K, Rosa, PA și Stewart, PE 2008. Biologia infecției cu Borrelia burgdorferi. Clinici de boli infecțioase din America de Nord, 22 (2): 217–234.