Χαρακτηριστικά προσταοβακτηρίδια, ταξινομία, υποφύλλη, παθογένεση

Το προστατοβακτήρια είναι το πιο εκτεταμένο, πολύπλοκο και ποικίλο φύλλο των βακτηρίων μεταξύ των προκαρυωτικών οργανισμών. Περιλαμβάνει περίπου 384 γένη και 1.300 είδη αρνητικών κατά Gram βακτηρίων με κυτταρικό τοίχωμα που σχηματίζεται κυρίως από λιποπολυσακχαρίτες.

Στους ανθρώπους, προστατοβακτήρια υπάρχουν στο δέρμα, στη στοματική κοιλότητα, στη γλώσσα και στον κόλπο, καθώς και στο έντερο και τα κόπρανα. Τα προστατοβακτήρια είναι ένα από τα πιο άφθονα φυτά στο μικροβιότυπο του ανθρώπινου εντέρου.

Η αύξηση σε κανονικές αναλογίες των βακτηρίων από αυτή την άκρη πέρα ​​από άλλους (Firmicutes και Bacteroidetes) σχετίζεται με εντερικές και εξωεντερικές ασθενειών, κυρίως με μία φλεγμονώδη φαινότυπο.

Μια μεγάλη ποικιλία παθογόνων συμπεριλαμβάνεται στα Proteobacteria, όπως τα γένη Brucella και Ρικέτσια που ανήκουν στην τάξη Alphaproteobacteria, Bordetella και Neisseria των κατηγοριών Betaproteobacteria, Escherichia, Shigella, Salmonella και Yersinia της κατηγορίας Gammaproteobacteria και τέλος, Helicobacter της κατηγορίας Epsilonproteobacteria.

Εκτός από τους παθογόνους παράγοντες, ο φυλλοειδής προσταμπωματώδης περιλαμβάνει αμοιβαία είδη όπως υποχρεωτικά ενδοσύνδετα εντόμων, συμπεριλαμβανομένων των γενών Buchnera, Blochmannia, Hamiltonella, Ριέσια, Σοδάλη και Wigglesworthia.

Πρόσφατες μελέτες έχουν καταλήξει στο συμπέρασμα ότι συμβιωτικών Πρωτεοβακτηρίων έχει εξελιχθεί σε περισσότερες περιπτώσεις από τους προγόνους παράσιτα, σύμφωνα με το υπόδειγμα που βακτηριακή mutualistic συχνά εξελίσσονται από παθογόνα.

Ευρετήριο

• 1 Γενικά χαρακτηριστικά
• 2 Υποφάκεια
  • 2.1 Αλφαπρωτοβακτηρίδια
  • 2.2 Βηταπροτεροβακτήρια
  • 2.3 Deltaproteobacteria
  • 2.4 Epsilonproteobacteria
• 3 Παθογένεια
  • 3.1 Escherichia coli (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)  
  • 3.2 Σαλμονέλλα (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)           
  • 3.3 Vibrio (Vibrionaceae, Gammaproteobacteria)
  • 3.4 Helicobacter (Helicobacteraceae, Epsilonproteobacteria)
  • 3,5 Yersinia (Yersiniaceae, Gammaproteobacteria)
• 4 Αναφορές

Χαρακτηριστικά γενικά

Τα βακτήρια αυτού του φύλου είναι ποικίλα μορφολογικά, φυσιολογικά και οικολογικά. Το όνομά του προέρχεται από τον αρχαίο ελληνικό θεό της θάλασσας Proteus, που είχε την ικανότητα να αναλάβει πολλές διαφορετικές μορφές, υπαινίσσονται τη μεγάλη ποικιλία των μορφών των βακτηρίων που συγκεντρώθηκαν σε αυτά τα είδη.

Τα κύτταρα μπορούν να έχουν τη μορφή βακίλλων ή κοκκίων, με ή χωρίς προστεκά, με μαστίγια ή όχι, και μόνο ορισμένα είδη μπορούν να σχηματίσουν καρποφόρα σώματα. Μπορούν να είναι φωτοτροφική, ετερότροφη και χημειολιθοτροπική διατροφή.

Υποφιλικά

Με βάση τις φυλογενετικές αναλύσεις των 16S rRNA, η άκρη Πρωτεοβακτηρίων χωρίζεται σε 6 είδη: Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Deltaproteobacteria, epsilonproteobacteria και zetaproteobacteria.

Όλες οι κλάσεις είναι μονοφυσιακές, εκτός από τα γαμμαπροβαβακτήρια που είναι παραφυσιολογικά με τα Betaproteobacteria.

Αλφαπροτεροβακτήρια

Η κατηγορία Alfaproteobacteria περιλαμβάνει 13 σειρές βακτηρίων. Μπορούν να υιοθετήσουν διαφορετικές μορφολογίες όπως παρενόχληση, αστερισμό και σπείρα. Μπορούν επίσης να σχηματίσουν μίσχους και μπουμπούκια, που τους επιτρέπει να αυξήσουν την αναλογία επιφάνειας-όγκου τους, επιτρέποντάς τους να επιβιώσουν σε περιβάλλοντα με ελάχιστες θρεπτικές ουσίες.

Τα Alfaproteobacteria παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλία μεταβολικών στρατηγικών όπως η φωτοσύνθεση, η σταθεροποίηση του αζώτου, η οξείδωση αμμωνίας και η μεθυλοτροπική δράση. Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει τους πιο άφθονους θαλάσσιους κυτταρικούς οργανισμούς.

Πολλά είδη αυτής της κατηγορίας βακτηρίων συνήθως υιοθετούν έναν ενδοκυτταρικό τρόπο ζωής ως αμοιβαίους φυτού ή παθογόνους φυτού ή ζώου, όπως Rhizobim, που σχηματίζεται με τις ρίζες ορισμένων φυτικών ειδών ή Wolbachia, κοινό παράσιτο κουνουπιών.

Τα αλφαπρωτοβακτηρίδια έχουν επίσης συσχετιστεί με την προγονική ομάδα που προκάλεσε μιτοχόνδρια, Rickettsiales. Άλλα είδη, όπως Ρικέτσια, είναι παθογόνα.

Βηταπροτεροβακτήρια

Τα Betaproteobacteria σχηματίζονται από 14 σειρές βακτηρίων που παρουσιάζουν ποικιλία μορφών και μεταβολισμών. Μπορούν να είναι αυστηρά ή προαιρετικά αερόβια.

Ορισμένα είδη μπορεί να είναι χημειοατροφικά, όπως το φύλο Νιτροσόμωνες, το οποίο είναι ένα οξειδωτικό αμμωνίας. Άλλοι είναι φωτοτροφοί Rhodocyclus και Rubrivivax, που χρησιμοποιούν το φως ως πηγή ενέργειας.

Τα betaproteobacteria παρεμβαίνουν στη σταθεροποίηση του αζώτου, μέσω της οξείδωσης του αμμωνίου, παράγοντας νιτρώδη άλατα, μια πολύ σημαντική ένωση στη φυσιολογία των φυτών.

Άλλα είδη μπορεί να είναι παθογόνα σε αυτή την ομάδα, όπως τα Neisseriaceae (τα οποία παράγουν γονόρροια και μηνιγγίτιδα), Ράλστονια, φυτικό παθογόνο των Solanaceae (ντομάτα, πατάτα) και το Burkholderia glumae, που προκαλεί βλάβη στον πανικό στην καλλιέργεια του ρυζιού.

Deltaproteobacteria

Τα Deltaproteobacteria συγκροτούν επτά σειρές αρνητικών κατά Gram βακτηρίων. Είναι αναερόβιες και συνήθως απομονώνονται σε ιζήματα από λίμνες, έλη και θαλάσσια στρώματα. Είναι θειικοί αναγωγείς και συμμετέχουν στον κύκλο του φυσικού θείου.

Αυτή η τάξη περιλαμβάνει αρπακτικά βακτήρια από άλλα βακτήρια, όπως είδη ειδών γένους Bdellovibrio και Myxococcus. Τα μυξοβακτήρια εκπέμπουν σπόρια και ομαδοποιούνται σε πολυκύτταρα καρποφόρα σώματα, σε περιβάλλοντα με περιορισμένη τροφή. Αυτές αποτελούν την πιο σύνθετη ομάδα βακτηρίων

Epsilonproteobacteria

Τα epsilonproteobacteria περιλαμβάνουν μόνο μία σειρά gram-αρνητικών βακτηριδίων. Έχουν σχήμα λεπτές ελικοειδείς ή καμπύλες ράβδους. Ορισμένα είδη είναι συμβιωτικά της πεπτικής οδού των ζώων, άλλα είναι παράσιτα του στομάχου (Helicobacter spp.) ή το δωδεκαδάκτυλο (Campylobacter spp.).

Τα βακτηρίδια αυτής της ομάδας κατοικούν σε μικροαερόφιλα ή αναερόβια περιβάλλοντα, όπως υδροθερμικά ανοιγόμενα ανοικτά νερά. Είναι χημειοτροτροφικοί, επειδή αντλούν την ενέργειά τους από την οξείδωση μειωμένου θείου ή υδρογόνου που συνδέεται με τη μείωση του νιτρικού ή του οξυγόνου. Άλλοι είναι αυτοτροφικοί και χρησιμοποιούν τον αντίστροφο κύκλο Krebs για να διορθώσουν το διοξείδιο του άνθρακα στη βιομάζα.

Παθογένεια

Επειδή τα προσταοβακτηρίδια είναι η άκρη των βακτηρίων με τον μεγαλύτερο αριθμό ειδών και τα πιο σύνθετα και ποικίλα, αυτό περιλαμβάνει μια ευρεία ποικιλία παθογόνων.

Escherichia coli (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)

Αυτά τα βακτήρια απεκκρίνονται στα κόπρανα μολυσμένων ζώων και μπορούν να επιβιώσουν στο περιβάλλον για έως και τρεις ημέρες.

Ε. Coli αποικίζει ένα νέο ξενιστή μέσω των κοπράνων-στόματος, από την κατάποση του ακατέργαστου ή μολυσμένο νερό, προσκολλώνται στα εντερικά κύτταρα και προκαλώντας διάρροια σε προσβεβλημένα άτομα.

Κοπράνων βακτήρια μπορούν να αποικίσουν την ουρήθρα και την εξάπλωση μέσω του ουροποιητικού συστήματος στην κύστη και τα νεφρά ή προστάτη στους άνδρες, προκαλώντας λοίμωξη της ουροφόρου οδού.

Όταν ένα συγκεκριμένο στέλεχος του Ε. Coli, που περιέχει ένα αντιγόνο που ονομάζεται καψικό K1, αποικίζει τα έντερα του νεογέννητου μέσω του κόλπου μολυσμένων μητέρα, βακτηριαιμία, οδηγώντας συμβαίνει νεογνική μηνιγγίτιδα.

Σε πιο σπάνιες περιπτώσεις, τα λοιμογόνα στελέχη είναι επίσης υπεύθυνα για το αιμολυτικό-ουραιμικό σύνδρομο, την περιτονίτιδα, τη μαστίτιδα, την σηψαιμία και την πνευμονία.

Salmonella (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)

Μόλις S. enterica εισέρχεται σε μια νέα υποδοχής αρχίζει τον κύκλο της λοίμωξης μέσω λεμφικού ιστού. Βακτήρια προσφύονται στα εντερικά επιθηλιακά κύτταρα του ειλεού και των κυττάρων Μ, επάγοντας τους μία αναδιάταξη του κυτταροσκελετού προκαλώντας το σχηματισμό μεγάλων κυματισμών στην επιφάνεια που επιτρέπει την μη-επιλεκτική ενδοκυττάρωση, με την οποία τα βακτηρίδια είναι σε θέση να εισέλθουν στο κύτταρο.

Ομοίως, Salmonella παράγει κυτταροτοξικά αποτελέσματα που καταστρέφουν τα κύτταρα Μ και προκαλούν απόπτωση σε ενεργοποιημένους μακροφάγους και φαγοκυττάρωση σε μη ενεργοποιημένους μακροφάγους, για τους οποίους μεταφέρονται στο ήπαρ και σπλήνα, όπου πολλαπλασιάζονται.

Στους ανθρώπους S. enterica μπορεί να προκαλέσει δύο ασθένειες: Τυφοειδής πυρετός, που προκαλείται από S. enterica υπο. enterica Ορότυποι Paratyphi ή σαλμονέλωση που παράγονται από άλλους ορότυπους.

Vibrio (Vibrionaceae, Gammaproteobacteria)

Η πλειονότητα των λοιμώξεων που οφείλονται σε Vibrio συνδέονται με γαστρεντερίτιδα, αλλά μπορούν επίσης να μολύνουν ανοικτές πληγές και να προκαλέσουν σηψαιμία. Αυτά τα βακτήρια μπορούν να μεταφερθούν από θαλάσσια ζώα και η πρόσληψή τους προκαλεί θανατηφόρες λοιμώξεις στους ανθρώπους.

Y. cholerae (ο αιτιολογικός παράγοντας της χολέρας) μεταδίδεται συνήθως μέσω μολυσμένου νερού. Άλλα παθογόνα είδη όπως το V. parahaemolyticus και V. vulnificus μεταδίδονται από μολυσμένα τρόφιμα, που συνδέονται γενικά με την κατανάλωση θαλασσινών που δεν έχουν ψηθεί.

Τα κρούσματα του V. vulnificus Είναι θανατηφόρα και συμβαίνουν συχνά σε θερμά κλίματα. Μετά τον τυφώνα Κατρίνα στη Νέα Ορλεάνη, εμφανίστηκε ένα ξέσπασμα αυτού του είδους.

Helicobacter (Helicobacteraceae, Epsilonproteobacteria)

Μερικά είδη Helicobacter ζουν στην ανώτερη γαστρεντερική οδό και στο ήπαρ των θηλαστικών και ορισμένων πουλιών. Ορισμένα στελέχη αυτών των βακτηρίων είναι παθογόνα για τον άνθρωπο και σχετίζονται έντονα με πεπτικά έλκη, χρόνια γαστρίτιδα, δωδεκαδακτύλου και καρκίνο του στομάχου..

Το είδος του γένους Helicobacter μπορούν να ευδοκιμήσουν στο στομάχι ενός θηλαστικού, παράγοντας μεγάλες ποσότητες ουρεάσης, η οποία τοπικά αυξάνει το ρΗ από 2 σε 6 ή 7, καθιστώντας το ένα πιο συμβατό μέσο.

Y. pylori, μολύνει έως και το 50% του ανθρώπινου πληθυσμού. Βρίσκεται στην βλέννα, στην εσωτερική επιφάνεια του επιθηλίου, και περιστασιακά στο εσωτερικό των επιθηλιακών κυττάρων του στομάχου..

Αποικία του στομάχου από Η. Pylori μπορεί να προκαλέσει χρόνια γαστρίτιδα, μια φλεγμονή της επένδυσης του στομάχου στο σημείο της λοίμωξης.

Yersinia (Yersiniaceae, Gammaproteobacteria)

Το φύλο Yersinia περιλαμβάνει 11 είδη, εκ των οποίων μόνο Y. pestis, Υ. Pseudotuberculosis και ορισμένα στελέχη του Y. enterocolitica έχουν παθογόνο σημασία για τους ανθρώπους και για ορισμένα θερμόαιμα ζώα.

Y. pestis Είναι ο αιτιολογικός παράγοντας της πνευμονικής, σηψαιμική και βουβωνική πανώλη. Ο τύπος της πανώλης εξαρτάται από τη μορφή της λοίμωξης, είτε μέσω της τσίμπημα μολυσμένων ψύλλων (βουβωνική και σηψαιμικής πανώλης) ή από άτομο σε άτομο με το βήχα, εμετό και φτέρνισμα, όταν η νόσος έχει προχωρήσει σε πνευμονική μορφή (πνευμονική ή πνευμονική πανούκλα).

Πνευμονικής πανώλης συμβαίνει όταν τα βακτήρια μολύνει τους πνεύμονες, ενώ η βουβωνική πανώλη συμβαίνει όταν εισέλθουν τα βακτηρίδια στο σώμα μέσω του δέρματος από το τσίμπημα των ψύλλων και ταξιδεύουν μέσω των λεμφαγγείων στους λεμφαδένες, προκαλώντας φλεγμονή. Τέλος, η σηψαιμική πανούκλα συμβαίνει λόγω λοίμωξης αίματος, μετά από το δάγκωμα μολυσμένων ψύλλων.

Γ pseudotuberculosis Λαμβάνεται μέσω επαφής με μολυσμένα ζώα ή μέσω κατανάλωσης μολυσμένων τροφίμων και νερού. Είναι η αιτία μίας ασθένειας παρόμοιας με τη φυματίωση, που ονομάζεται οστρακιά, η οποία επηρεάζει τους λεμφαδένες. Μπορεί να παράγει εντοπισμένη νέκρωση ιστού, κοκκιώματα σε σπλήνα, το ήπαρ και τους λεμφαδένες.

Λοιμώξεις από Y. enterocolitica Συνήθως εμφανίζονται από ανεπαρκώς μαγειρεμένο χοιρινό κρέας ή από μολυσμένο νερό, κρέας ή γάλα. Οξείες λοιμώξεις γενικά οδηγούν σε ολόκληρες τελική ειλεΐτιδα ή ελκώδη autolimited και αδενίτιδα σε ανθρώπους. Τα συμπτώματα μπορεί να περιλαμβάνουν υδαρή ή αιματηρή διάρροια και πυρετό, όπως η σκωληκοειδίτιδα ή δυσεντερία ή σαλμονέλωση.

Αναφορές

1. Garrity, Ο.Μ., Bell, J.A., & Lilburn, T.G. (2004). Ταξινόμηση των Prokariotes. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, δεύτερη έκδοση. Springer-Verlag, Νέα Υόρκη.
2. Rizzatti, G., Lopetuso, L.R., Gibiino, G., Binda, C. & Gasbarrini, Α. (2017) Proteobacteria: ένας κοινός παράγοντας σε ανθρώπινες ασθένειες. Biomed Research International, 2017: 9351507.
3. Sachs, J.L., Skophammer, R.G., Nidhanjali Bansal & Stajich, J.E. (2013). Εξέλιξη της προέλευσης και διαφοροποίηση των προσταοβακτηριακών αμοιβαίων. Πρακτικά της Βασιλικής Εταιρείας, 281: 20132146.
4. Euzéby, J.P. (1997). Λίστα βακτηριακών ονομάτων με την ονοματολογία: ένας φάκελος που διατίθεται στο Διαδίκτυο. International Journal of Systematic Bacteriology 47, 590-592; doi: 10.1099 / 00207713-47-2-590. Ανακτήθηκε στις 7 Οκτωβρίου 2018.
5. Kelly Ρ. Williams, Κ.Ρ., Sobral, B.W. , και Dickerman Α. W. (2007). Ένα δέντρο με ισχυρά είδη για τα αλφαπροτεοβακτηρίδια. Journal of Bacterology, 189 (13): 4578-4586.