PROTEOBAKTÉRIUMOK: JELLEMZŐK, SZUBFILEK, PATOGENEZIS - BIOLÓGIA - 2026

A proteobaktériumok a prokarióták között nagyobb, komplexek és sokféleségű baktériumok. Körülbelül 384 nemzetséget és 1300 fajtájú gram-negatív baktériumot tartalmaz, amelynek sejtfala főleg lipopoliszacharidokból áll.

Az emberekben a proteobaktériumok a bél és a széklet mellett a bőrön, a szájüregben, a nyelven és a hüvelyi traktuson is jelen vannak. A proteobaktériumok az egyik leggyakoribb phyla az emberi bél mikrobiótájában.

E. coli csoport (gammaproteobaktériumok). Fotó: Eric Erbe, digitális színezés: Christopher Pooley, mind az USDA, az ARS, az EMU., a Wikimedia Commonson keresztül

Ennek a fajnak a baktériumok normális arányának növekedése másokhoz viszonyítva (Bacteroidetes és Firmicutes) bél- és bélrendszeri betegségekkel, főként gyulladásos fenotípussal társul.

A proteobaktériumok sokféle kórokozót tartalmaznak, mint például az Alphaproteobacteria osztályba tartozó Brucella és Rickettsia nemzetségek, a Betaproteobacteria osztályba tartozó Bordetella és Neisseria, az Escherichia, Shigella, Salmonella és Yersinia a Gammaproteobacteria osztályból, és végül a Helicobacter a osztály Epsilonproteobaktériumok.

A kórokozók mellett a menedékjellegű proteobaktériumokba beletartoznak a kölcsönös életmódú fajok is, például a rovarok kötelező endosimbiontai, beleértve a Buchnera, Blochmannia, Hamiltonella, Riesia, Sodalis és Wigglesworthia nemzetségeket.

A legújabb tanulmányok arra a következtetésre jutottak, hogy a szimbiotikus proteobaktériumok a legtöbb esetben parazita ősökből fejlődtek ki, ami összhangban áll azzal a paradigmával, hogy a bakteriális kölcsönhatásosok gyakran fejlődnek ki a kórokozókból.

jellemzők

Ennek a fajnak a baktériumai morfológiai, élettani és ökológiai szempontból változatosak. Neve a Proteus ókori görög istenéből származik, aki sokféle formát tudott felvenni, utalva az ebben a taxonban összegyűlt baktériumok formájának nagy változatosságára.

A sejtek lehetnek bacillák vagy cocci-k, prosteca-val vagy anélkül, flagelizáltak vagy sem, és csak egyes fajok képezhetnek gyümölcstesteket. Táplálkozási szempontból fototróf, heterotróf és kemolitotróf is lehet.

Subphiles

A 16S rRNS gén filogenetikai elemzése alapján a proteobaktériumok féregét 6 osztályra osztják: alfaproteobaktériumok, Betaproteobaktériumok, Gammaproteobaktériumok, Deltaproteobaktériumok, Epsilonproteobaktériumok és Zetaproteobaktériumok.

Az összes osztály monofillikus, kivéve a gammaproteobaktériumokat, amelyek a Betaproteobaktériumokkal szemben parafféletak.

Alphaproteobacteria

Az Alphaproteobacteria osztály 13 baktériumrendből áll. Különböző morfológiákat fogadhatnak el, például szárnyas, csillagos és spirális. Szárakat és rügyeket is képezhetnek, amelyek lehetővé teszik számukra a felületi / térfogatarány növelését, lehetővé téve számukra a kevés tápanyagot tartalmazó környezetben való túlélést.

Az alfaproteobaktériumok nagyon sokféle metabolikus stratégiát mutatnak, mint például a fotoszintézis, a nitrogén-rögzítés, az ammónia-oxidáció és a metilotrófia. A leggazdagabb tengeri sejtes organizmusok ebbe a csoportba tartoznak.

A baktériumok ezen osztályának sok faja hajlamos az intracelluláris életmód kialakulására növények kölcsönös kölcsönhatásaként, vagy növények vagy állatok kórokozóiként, például a Rhizobim, amely egyes növényfajok gyökereivel formálódik, vagy a Wolbachia, a közös szúnyog parazitája.

Az alfaproteobaktériumok is társultak az ősi csoporthoz, amely a mitokondriumok kialakulásához vezet, a Rickettsiales-hez. Más nemzetségek, mint például a Rickettsia, kórokozók.

Betaproteobacteria

A betaproteobaktériumokat 14 baktériumrendszer alkotja, amelyek sokféle formát és metabolizmust mutatnak be. Lehetnek szigorúak vagy fakultatív aerobok.

Néhány faj lehet kemoautotróf, például a Nitrosomonas nemzetség, amely az ammónia oxidálója. Mások olyan fototrofok, mint a Rhodocyclus és a Rubrivivax, amelyek fényt használnak energiaforrásként.

A beetaproteobaktériumok az ammónium oxidációjával beavatkoznak a nitrogén rögzítésébe, és nitriteket állítanak elő, ami egy nagyon fontos vegyület a növényi élettanban.

Más fajok is lehetnek patogének e csoporton belül, például a Neisseriaceae (amely gonorrhoea és meningitiszt okoz), a Ralstonia, az éjszakák növényi kórokozója (paradicsom, burgonya) és a Burkholderia glumae, amely károsítja a rizs termesztése.

Deltaproteobacteria

A deltaproteobaktériumok a Gram-negatív baktériumok 7 rendjét csoportosítják. Anaerobok, és általában a tavak, mocsarak és tengerfenék üledékeiben vannak elkülönítve. Szulfát reduktorok és részt vesznek a természetes kén ciklusban.

Ebbe az osztályba azok a baktériumok tartoznak, amelyek megelőzik a többi baktériumot, például a Bdellovibrio és a Myxococcus nemzetség fajai. A myxobaktériumok spórákat bocsátanak ki és csoportosulnak a többsejtű gyümölcstestekben, korlátozottan táplált környezetben. Ezek képezik a baktériumok legbonyolultabb csoportját

Epsilonproteobacteria

Az epsilonproteobaktériumok csak egy sor gram-negatív baktériumot tartalmaznak. Ezek alakja vékony spirális vagy ívelt rudak. Egyes fajok az állatok emésztőrendszerének szimbólumai, mások a gyomor (Helicobacter spp.) Vagy a duodenum (Campylobacter spp.) Parazitái.

Az ebbe a csoportba tartozó baktériumok mikroaerofil vagy anaerob környezetben, például mélytengeri hidrotermikus szellőzőnyílásokban élnek. Kemolitotróf jellegűek, mivel energiájukat redukált kén vagy hidrogén oxidációjával nyerik, és a nitrát vagy az oxigén redukciójához kapcsolódnak. Mások autotrofikusak és a fordított Krebsz-ciklust használják a szén-dioxid biomasszában való rögzítésére.

kórtani

Mivel a proteobaktériumok a legnagyobb fajszámú és a legösszetettebb és legváltozatosabb baktériumok menedékjei, a kórokozók széles skáláját tartalmazzák.

Escherichia coli

Ezek a baktériumok kiválasztódnak a fertőzött állatok ürülékében, és akár három napig is életben maradhatnak a környezetben.

Az E. coli új gazdaszervezetet kolonizál a széklet-orális úton, nyers ételek vagy szennyezett víz lenyelésével, a bélsejtekhez tapadással és hasmenés előidézésével az érintett emberekben.

A széklet baktériumok kolonizálhatják a húgycsövet és átterjedhetnek a húgyutakon a húgyhólyagba és a vesékbe vagy a prosztatába férfiakban, húgyúti fertőzést okozva.

Amikor egy specifikus E. coli törzs, amely K1 nevű kapszula antigént tartalmaz, az újszülött béljét a fertőzött anya hüvelyén keresztül kolonizálja, bakteriémia lép fel, ami újszülött meningitishez vezet.

Ritkábban a virulens törzsek a hemolitikus-urémiás szindróma, peritonitis, mastitis, septicemia és tüdőgyulladásért is felelősek.

Salmonella

Amint az S. enterica új gazdaszervezetbe kerül, megkezdi a fertőzési ciklust a nyirokszövet útján. A baktériumok tapadnak az ileum és az M sejtek bélhámsejtjeihez, indukálva bennük a citoszkeleton átrendeződését, amely nagy hullámok kialakulását váltja ki a felületen, lehetővé téve a nem szelektív endocitózist, amelyben a baktériumoknak sikerül bejutniuk a sejtbe.

Hasonlóképpen, a Salmonella citotoxikus hatásokat vált ki, amelyek elpusztítják az M-sejteket, és aktivált makrofágokban apoptózist indukálnak, és nem aktivált makrofágokban a fagocitózist indukálják, amelyekre a májba és a lépbe kerülnek, ahol szaporodnak.

Emberekben az S. enterica két betegséget okozhat: tífusz, amelyet az S. enterica sub. enterica Paratyphi szerotípusok vagy más szerotípusok által okozott szalmonellózis.

Vibrió baktérium

A legtöbb Vibrio-fertőzés gastroenteritisszel kapcsolatos, de a nyitott sebeket is megfertőzheti és szeptikémia alakulhat ki. Ezeket a baktériumokat tengeri állatok hordozhatják, és lenyelésük halálos fertőzéseket okoz az emberekben.

Az Y. kolera (a kolera kórokozója) általában a szennyezett vízben terjed. Más patogén fajok, mint például a V. parahaemolyticus és a V. vulnificus fertőzött élelmiszerekkel terjednek, általában az alul főtt kagylók fogyasztásával összefüggésben.

A V. vulnificus kitörései halálosak és általában meleg éghajlaton fordulnak elő. A Katrina hurrikán után, New Orleansban, ezen faj kitörése történt.

Helicobacter

Néhány Helicobacter faj emlősök és egyes madarak felső emésztőrendszerében és májában él. Ezeknek a baktériumoknak néhány törzse patogén az emberekre és szorosan kapcsolódik peptikus fekélyekhez, krónikus gasztritiszhez, duodenitishez és gyomorrákhoz.

A Helicobacter nemzetség fajai az emlősök gyomorában virágzhatnak, nagy mennyiségű ureázt termelve, amely a pH-t helyette 2-ről 6-ra vagy 7-re emeli, így kompatibilisebb táptalajt képez.

A Y. pylori az emberi populáció akár 50% -át is megfertőzi. A nyálkahártyában, a hám belső felületén és esetenként a gyomor hámsejtjeiben található.

A gyomornak a H. pylori általi kolonizálása krónikus gasztritiszt, a gyomorbél gyulladását okozhatja a fertőzés helyén.

Yersinia

A Yersinia nemzetségbe beletartozik 11 faj, amelyek közül csak Y. pestis, Y. pseudotuberculosis és bizonyos Y. enterocolitica törzsek patogén jelentőséggel bírnak az emberek és néhány melegvérű állat szempontjából.

Az Y. pestis a pneumonikus, septicemikus és bubonic pestis kórokozója. A pestis típusa a fertőzés formájától függ, akár a fertőzött bolhacsípésen keresztül (bubonic pestis és szeptikus pestis), akár egyénről köhögés, hányás és tüsszentés útján, amikor a betegség a tüdőgyulladásos formává vált. (tüdő- vagy pneumonos pestis).

Pneumonus pestis akkor fordul elő, amikor a baktériumok megfertőzik a tüdőt, míg a bubonic pestis akkor fordul elő, amikor a baktériumok a bolhacsípésen keresztül a bőrön keresztül jutnak be a testbe, és átjutnak a nyirokokon egy nyirokcsomóba, gyulladást okozva. Végül a vérfertőzés következtében szeptikus vér jár a fertőzött bolhák harapása után

Az Y pseudotuberculosis fertőzött állatokkal való érintkezés vagy fertőzött ételek és víz fogyasztása révén alakul ki. A tuberkulózishoz hasonló betegség oka, az úgynevezett skarlát, amely a nyirokcsomókat érinti. Lokális szöveti nekrózist, granulómákat okozhat a lépben, a májban és a nyirokcsomókban.

Y. az enterocolitica fertőzések általában az alul főtt sertés fogyasztásából vagy a szennyezett vízből, húsból vagy tejből származnak. Az akut fertőzések általában önkorlátozott entero kolitiszhez vagy terminális ileitishez és adenitishez vezetnek az emberekben. A tünetek között szerepelhet vizes vagy véres hasmenés és láz, hasonló az ízületi gyulladáshoz vagy szalmonellózishoz vagy shigellózishoz.

Irodalom

1. Garrity, G., Bell, JA, és Lilburn, TG (2004). A prokarióták taxonómiai vázlata. Bergey Kézikönyv a szisztematikus bakteriológiáról, második kiadás. Springer-Verlag, New York.
2. Rizzatti, G., Lopetuso, LR, Gibiino, G., Binda, C. és Gasbarrini, A. (2017) Proteobaktériumok: közös tényező az emberi betegségekben. Biomed Research International, 2017: 9351507.
3. Sachs, JL, Skophammer, RG, Nidhanjali Bansal és Stajich, JE (2013). A proteobaktériumok kölcsönös képviselőinek evolúciós eredete és diverzifikálása Proceedings of the Royal Society, 281: 20132146.
4. Euzéby, JP (1997). A nómenklatúrában álló állandó baktériumnevek listája: az interneten elérhető mappa. International Journal of Systematic Bacteriology 47, 590-592; doi: 10.1099 / 00207713-47-2-590. Beérkezett 2018. október 7-én.
5. Kelly P. Williams, KP, Sobral, BW és Dickerman AW (2007). Robusztus fafaj az alfaproteobaktériumok számára. Journal of Bacterology, 189 (13): 4578-4586.