Karakteristiske proteobakterier, subfiler, patogenese

4516
Basil Manning

Det proteobakterier De er den mest omfattende, komplekse og forskelligartede bakteriefylum blandt prokaryote organismer. Det omfatter omkring 384 slægter og 1.300 arter af gramnegative bakterier med en cellevæg, der hovedsagelig består af lipopolysaccharider..

Hos mennesker er proteobakterier til stede på huden, mundhulen, tungen og vaginalkanalen ud over tarmen og afføringen. Proteobakterier er en af ​​de mest udbredte phyla i den menneskelige tarmmikrobiota.

Gruppe af E. coli (Gammaproteobacteria). Af foto af Eric Erbe, digital farvning af Christopher Pooley, begge USDA, ARS, EMU. [Offentligt domæne] via Wikimedia Commons

Stigningen i de normale andele af denne fylums bakterier sammenlignet med andre (Bacteroidetes og Firmicutes) er forbundet med tarm- og ekstraintestinale sygdomme, hovedsageligt med en inflammatorisk fænotype..

Proteobakterier inkluderer en lang række patogener, såsom slægterne Brucella Y Rickettsia tilhører klassen Alphaproteobacteria, Bordetella Y Neisseria af klassen Betaproteobacteria, Escherichia, Shigella, Salmonella Y Yersinia af klassen Gammaproteobacteria og endelig, Helicobacter af klassen Epsilonproteobakterier.

Ud over patogener inkluderer phylum proteobakterier mutualistiske arter såsom obligatoriske endosymbionter af insekter, herunder slægterne Buchnera, Blochmannia, Hamiltonella, Riesia, Sodalis Y Wigglesworthia.

Nylige undersøgelser har konkluderet, at symbiotiske proteobakterier i de fleste tilfælde har udviklet sig fra parasitiske forfædre, hvilket er i overensstemmelse med paradigmet, at bakterielle gensidige ofte udvikler sig fra patogener..

Artikelindeks

  • 1 Generelle egenskaber
  • 2 underfiler
    • 2.1 Alphaproteobakterier
    • 2.2 Betaproteobakterier
    • 2.3 Deltaproteobakterier
    • 2.4 Epsilonproteobakterier
  • 3 Patogenese
    • 3.1 Escherichia coli (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)  
    • 3.2 Salmonella (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)           
    • 3.3 Vibrio (Vibrionaceae, Gammaproteobacteria)
    • 3.4 Helicobacter (Helicobacteraceae, Epsilonproteobacteria)
    • 3,5 Yersinia (Yersiniaceae, Gammaproteobacteria)
  • 4 Referencer

Egenskaber generel

Bakterierne i denne fylum er forskellige morfologisk, fysiologisk og økologisk. Navnet stammer fra den antikke græske havgud Proteus, der havde evnen til at antage mange forskellige former, idet de henviste til den store mangfoldighed af former for bakterier samlet i denne taxa.

Cellerne kan være i form af baciller eller kokker, med eller uden prosteca, flagellerede eller ej, og kun nogle arter kan danne frugtlegemer. De kan være ernæringsmæssigt fototrofe, heterotrofe og kemolitotrofe.

Underfiler

Baseret på den fylogenetiske analyse af 16S rRNA genet er proteobakterier phylum opdelt i 6 klasser: Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Deltaproteobacteria, Epsilonproteobacteria and Zetaproteobacteria.

Alle klasser er monofyletiske, undtagen gammaproteobakterier, som er parafyletiske med Betaproteobakterier.

Alphaproteobakterier

Klassen Alphaproteobacteria inkluderer 13 ordrer af bakterier. De kan vedtage forskellige morfologier, såsom stalket, stjerneklar og spiralformet. De kan også danne stængler og knopper, hvilket gør det muligt for dem at øge deres forhold mellem overflade og volumen, så de kan overleve i miljøer med få næringsstoffer..

Alphaproteobacteria udviser en stor mangfoldighed af metaboliske strategier såsom fotosyntese, nitrogenfiksering, ammoniakoxidation og methylotrofi. De mest almindelige marine cellulære organismer er inkluderet i denne gruppe..

Mange arter af denne klasse af bakterier har en tendens til at vedtage en intracellulær livsstil som mutualists af planter eller patogener af planter eller dyr, såsom Rhizobim, at det dannes med rødderne til nogle plantearter eller Wolbachia, almindelig mygparasit.

Alphaproteobacteria har også været forbundet med den forfædre gruppe, der gav anledning til mitokondrier, Rickettsiales. Andre genrer, såsom Rickettsia, de er patogener.

Betaproteobakterier

Betaproteobakterier består af 14 ordrer af bakterier, der præsenterer en mangfoldighed af former og stofskifte. De kan være strenge eller fakultative aerobe.

Nogle arter kan være kemoautotrofe, såsom slægten Nitrosomonas, som er ammoniakoxiderende middel. Andre er fototrofiske som Rhodocyclus Y Rubrivivax, der bruger lys som energikilde.

Betaproteobakterier griber ind i nitrogenfiksering gennem ammoniumoxidation og producerer nitrit, en meget vigtig forbindelse inden for plantefysiologi..

Andre arter kan være patogene inden for denne gruppe, såsom Neisseriaceae (som forårsager gonoré og meningitis), Ralstonia, et plantepatogen fra nattskygge (tomat, kartoffel) og Burkholderia glumae, der forårsager skade på panicle i ris dyrkning.

Deltaproteobakterier

Deltaproteobakterier gruppe 7 ordrer af gramnegative bakterier. De er anaerobe og er ofte isoleret i sedimenter af søer, sumpe og havbund. De er sulfatreduktionsmidler og deltager i den naturlige svovlcyklus.

Denne klasse inkluderer bakterier, der går forud for andre bakterier, såsom arter af slægterne Bdellovibrio og Myxococcus. Myxobakterier udsender sporer og grupperer i flercellede frugtlegemer i miljøer med begrænset mad. Disse udgør den mest komplekse gruppe af bakterier

Epsilonproteobakterier

Epsilonproteobakterierne inkluderer kun en række af gramnegative bakterier. De er formet som tynde spiralformede eller buede stænger. Nogle arter er symbionter i fordøjelseskanalen hos dyr, andre er parasitter i maven (Helicobacter spp.) eller tolvfingertarmen (Campylobacter spp.).

Bakterier i denne gruppe lever i mikroaerofile eller anaerobe miljøer, såsom dybhavs hydrotermiske ventilationskanaler. De er kemolitotrofe, fordi de får deres energi fra oxidation af reduceret svovl eller brint koblet til reduktion af nitrat eller ilt. Andre er autotrofiske og bruger den omvendte Krebs-cyklus til at fiksere kuldioxid i biomasse..

Patogeni

Fordi proteobakterier er bakteriefylum med det største antal arter og de mest komplekse og forskelligartede, inkluderer det en lang række patogener.

Escherichia coli (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)

Disse bakterier udskilles i afføringen af ​​inficerede dyr og kan overleve i miljøet i op til tre dage..

E coli koloniserer en ny vært gennem fækal-oral vej ved indtagelse af rå mad eller forurenet vand, klæbning til tarmceller og forårsager diarré hos berørte mennesker.

Fækale bakterier kan kolonisere urinrøret og spredes gennem urinvejen til blæren og nyrerne eller prostata hos mænd og forårsage urinvejsinfektion..

Når en bestemt stamme af E coli, indeholdende et kapselantigen kaldet K1, koloniserer den nyfødtes tarm gennem den forurenede mors vagina, der forekommer bakteriæmi, der fører til neonatal meningitis.

I sjældnere tilfælde er virulente stammer også ansvarlige for hæmolytisk-uræmisk syndrom, peritonitis, mastitis, septikæmi og lungebetændelse..

Salmonella (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)

Enkelt gang S. enterica den går ind i en ny vært og begynder sin infektionscyklus gennem lymfoide væv. Bakterierne klæber til tarmepitelcellerne i ileum og M-cellerne og fremkalder i dem en omlejring af deres cytoskelet, der udløser dannelsen af ​​store krusninger på overfladen, der tillader ikke-selektiv endocytose, som bakterierne formår at komme ind i cellen for..

Ligeledes, Salmonella producerer cytotoksiske effekter, der ødelægger M-celler og inducerer apoptose i aktiverede makrofager og fagocytose i ikke-aktiverede makrofager, hvortil de transporteres til leveren og milten, hvor de formere sig.

Hos mennesker S. enterica kan forårsage to sygdomme: tyfus, forårsaget af S. enterica under. enterisk Paratyphi serotyper eller salmonellose forårsaget af andre serotyper.

Vibrio (Vibrionaceae, Gammaproteobacteria)

De fleste infektioner af Vibrio De er forbundet med gastroenteritis, men kan også inficere åbne sår og forårsage septikæmi. Disse bakterier kan bæres af havdyr, og deres indtagelse medfører dødelige infektioner hos mennesker..

Y. kolera (det forårsagende middel til kolera) overføres normalt med forurenet vand. Andre patogene arter såsom V. parahaemolyticus Y V. vulnificus overføres af forurenet mad, som regel forbundet med forbrug af underkogte skaldyr.

Spirer V. vulnificus de er dødelige og forekommer ofte i varme klimaer. Efter orkanen Katrina i New Orleans opstod der et udbrud af denne art.

Helicobacter (Helicobacteraceae, Epsilonproteobacteria)

Nogle arter af Helicobacter De lever i den øvre mave-tarmkanal og i leveren hos pattedyr og nogle fugle. Nogle stammer af disse bakterier er patogene for mennesker og er stærkt forbundet med mavesår, kronisk gastritis, duodenitis og mavekræft..

Arten af ​​slægten Helicobacter kan trives i et pattedyrs mave og producere store mængder urease, som lokalt hæver pH fra 2 til 6 eller 7, hvilket gør det til et mere kompatibelt medium.

Y. pylori, inficerer op til 50% af den menneskelige befolkning. Det findes i slim, på den indvendige overflade af epitelet og lejlighedsvis inde i epitelcellerne i maven.

Kolonisering af maven ved H. pylori kan føre til kronisk gastritis, en betændelse i maveforingen på infektionsstedet.

Yersinia (Yersiniaceae, Gammaproteobacteria)

Køn Yersinia inkluderer 11 arter, hvoraf kun Y. pestis, Y. pseudotuberculosis og visse stammer af Y. enterocolitica er af patogen betydning for mennesker og nogle varmblodede dyr.

Y. pestis det er det forårsagende middel til pneumonisk, septikæmisk og bubonisk pest. Typen af ​​pest afhænger af infektionsformen, enten gennem bid af inficerede lopper (bubonisk pest og septikæmisk pest) eller fra person til person ved hoste, opkastning og nysen, når sygdommen er udviklet til lungeform. (Lunge- eller lungesygdom) lungepest).

Lungepest opstår, når bakterier inficerer lungerne, mens bubonisk pest opstår, når bakterier kommer ind i kroppen gennem huden fra en loppebid og rejser gennem lymfekarene til en lymfeknude og forårsager betændelse. Endelig opstår septikæmisk pest på grund af blodinfektion efter bid af inficerede lopper

Y. pseudotuberculosis Det erhverves ved kontakt med inficerede dyr eller ved indtagelse af forurenet mad og vand. Det er årsagen til en tuberkuloselignende sygdom kaldet skarlagensfeber, som påvirker lymfeknuderne. Kan forårsage lokaliseret vævsnekrose, granulomer i milt, lever og lymfeknuder.

Infektioner af Y. enterocolitica de forekommer generelt ved indtagelse af underkogt svinekød eller fra forurenet vand, kød eller mælk. Akutte infektioner fører generelt til selvbegrænset entero colitis eller terminal ileitis og adenitis hos mennesker. Symptomer kan omfatte vandig eller blodig diarré og feber, der ligner blindtarmsbetændelse eller salmonellose eller shigellose.

Referencer

  1. Garrity, G.m., Bell, J.A. og Lilburn, T.G. (2004). Taxonomisk oversigt over Prokariotes. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, Anden udgave. Springer-Verlag, New York.
  2. Rizzatti, G., Lopetuso, L. R., Gibiino, G., Binda, C. & Gasbarrini, A. (2017) Proteobacteria: A Common Factor in Human Diseases. Biomed Research International, 2017: 9351507.
  3. Sachs, J.L., Skophammer, R.G., Nidhanjali Bansal & Stajich, J.E. (2013). Evolutionær oprindelse og diversificering af proteobakterielle mutualister. Proceedings of the Royal Society, 281: 20132146.
  4. Euzéby, J.P. (1997). Liste over bakterienavne med stående i nomenklaturen: en mappe tilgængelig på Internettet. International Journal of Systematic Bacteriology 47, 590-592; doi: 10.1099 / 00207713-47-2-590. Hentet 7. oktober 2018.
  5. Kelly P. Williams, K.P., Sobral, B.W. og Dickerman A.W. (2007). Et robust artstræ til Alphaproteobacteria. Journal of Bacterology, 189 (13): 4578-4586.

Endnu ingen kommentarer