Характерні протеобактерії, таксономія, субфілози, патогенез



The протеобактерій вони є найбільш великим, складним і різноманітним типом бактерій серед прокаріотних організмів. Він включає близько 384 пологів і 1300 видів грамнегативних бактерій з клітинною стінкою, утвореною переважно з ліпополісахаридів.

У людини протеобактерії присутні в шкірі, порожнині рота, мові і вагінальному тракті, а також в кишечнику і калу. Протобактерії є однією з найбільш поширених філ в мікробіоті кишечника людини.

Збільшення нормальних пропорцій бактерій цього типу проти інших (Bacteroidetes і Firmicutes) пов'язано з кишковими і позакишковими захворюваннями, головним чином з запальним фенотипом..

Велика різноманітність патогенних мікроорганізмів входить до складу Proteobacteria, таких як роди Brucella і Рікетція що належать до класу Alphaproteobacteria, Bordetella і Neisseria класу Betaproteobacteria, Escherichia, Shigella, Salmonella і Єрсінія класу Gammaproteobacteria і нарешті, Helicobacter класу Epsilonproteobacteria.

На додаток до патогенів, протеобактерії типу включають взаємні види, такі як облигатні ендосимбіонти комах, включаючи роди Buchnera, Блохманнія, Гамільтонелла, Riesia, Sodalis і Wigglesworthia.

Недавні дослідження прийшли до висновку, що протебобактерії симбіонтів розвинулися в більшості випадків від паразитичних предків, що відповідає парадигмі, що бактеріальні взаємні члени часто розвиваються з патогенів.

Індекс

  • 1 Загальна характеристика
  • 2 Субфіли
    • 2.1 Альфапротеобактерії
    • 2.2 Бетапротеобактерії
    • 2.3 Deltaproteobacteria
    • 2.4 Епсилонпротеобактерії
  • 3 Патогенез
    • 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 Посилання

Особливості загальний

Бактерії цього типу різноманітні морфологічно, фізіологічно і екологічно. Його назва походить від давньогрецького бога моря Proteus, які мали здатність приймати різні форми, натякаючи на велику різноманітність форм бактерій, зібраних у цих таксонах.

Клітини можуть бути у формі бацил або коків, з або без простеки, жгутиковими чи ні, і тільки деякі види можуть утворювати плодові тіла. Вони можуть бути фототрофними, гетеротрофними і хемолітотропними.

Субфіли

Заснований на філогенетичному аналізі гена 16S рРНК, тип протеобактерій поділяється на 6 класів: Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Deltaproteobacteria, Epsilonproteobacteria та Zetaproteobacteria.

Всі класи є монофілетичними, за винятком гаммапротеобактерій, які є парафілетичними з Бетапротеобактеріями.

Alphaproteobacteria

Клас Alfaproteobacteria включає 13 порцій бактерій. Вони можуть приймати різні морфології, такі як переслідувані, зірчасті і спіральні. Вони також можуть утворювати стебла і нирки, що дозволяє їм збільшувати їх співвідношення поверхня-об'єм, дозволяючи їм виживати в середовищах з невеликою кількістю поживних речовин..

Alfaproteobacteria демонструють велику різноманітність метаболічних стратегій, таких як фотосинтез, фіксація азоту, окислення аміаку та метилотрофія. До цієї групи відносяться найбільш рясні морські клітинні організми.

Багато видів цього класу бактерій зазвичай приймають внутрішньоклітинний спосіб життя, як рослинні взаємодії або патогени рослин або тварин, такі як Rhizobim, який утворює з корінням деяких видів рослин або Вольбахія, загальний паразит комарів.

Alfaproteobacteria також асоціюється з родовою групою, яка породжує мітохондрії, Rickettsiales. Інші жанри, наприклад Рікетція, вони патогенні.

Бетапротеобактерії

Бетапротеобактерії утворені 14 порядками бактерій, які виявляють різноманітність форм і метаболізмів. Вони можуть бути строгими або факультативними аеробними.

Деякі види можуть бути хемоавтотрофними, наприклад гендерними Нітросомонас, який є окислювачем аміаку. Інші - це фототрофи Родоцикл і Рубрівівакс, які використовують світло як джерело енергії.

Бетапротеобактерії втручаються в фіксацію азоту, окислюючи амоній, виробляючи нітрит, дуже важливу сполуку в фізіології рослин.

Інші види можуть бути патогенними в межах цієї групи, такі як Neisseriaceae (які виробляють гонорею і менінгіт), Ralstonia, рослинний патоген Solanaceae (томатний, картопляний), і Burkholderia glumae, що викликає пошкодження волоті при вирощуванні рису.

Deltaproteobacteria

Deltaproteobacteria групи сім порядків грамнегативних бактерій. Вони є анаеробними і зазвичай виділяються в осадках озер, боліт і морських пластів. Вони являють собою сульфатні редуктори і беруть участь у циклі природного сірки.

До цього класу відносяться хижі бактерії з інших бактерій, такі як види родів Bdellovibrio і Myxococcus. Міксобактерії виділяють спори і групуються в багатоклітинні плодові тіла, в середовищах з обмеженою їжею. Вони складають найбільш складну групу бактерій

Епсилонпротеобактерії

Епсилонпротеобактерії включають лише один порядок грамнегативних бактерій. Вони мають форму тонких гвинтових або вигнутих злитків. Деякі види є симбіонтами шлунково-кишкового тракту тварин, інші - паразитами шлунка (Helicobacter або дванадцятипалої кишки (Campylobacter spp.).

Бактерії в цій групі заселяють мікроаерофільні або анаеробні середовища, такі як глибоководні гідротермальні вентиляційні отвори. Вони є хемолітотрофними, оскільки вони отримують свою енергію від окислення відновленої сірки або водню, пов'язаного з відновленням нітрату або кисню. Інші є автотрофними і використовують зворотний цикл Кребса для фіксації діоксиду вуглецю в біомасі.

Патогенез

Оскільки протеобактерії є краєм бактерій з найбільшою кількістю видів і найбільш складними і різноманітними, це включає широкий спектр патогенів.

Escherichia coli (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)

Ці бактерії виводяться з фекаліями інфікованих тварин і можуть виживати в середовищі до трьох днів.

E. coli колонізує нового господаря через фекально-оральний шлях, споживаючи сиру їжу або забруднену воду, дотримуючись кишкових клітин і виробляючи діарею у уражених людей.

Фекальні бактерії можуть колонізувати уретру і поширюватися через сечові шляхи до сечового міхура і нирок або передміхурової залози у чоловіків, викликаючи інфекцію сечовивідних шляхів..

При специфічному штамі E. coli, який містить капсульний антиген, званий K1, колонізує кишечник новонародженого, через піхву зараженої матері, відбувається бактеріємія, що призводить до неонатальному менінгіту.

У більш рідкісних випадках вірулентні штами також відповідають за гемолітико-уремічний синдром, перитоніт, мастит, септицемію і пневмонію.

Salmonella (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)

Одного разу S. enterica Вступає в новий господар починає свій цикл інфекції через лімфоїдну тканину. Бактерії прилипають до кишкових епітеліальних клітин клубової кишки і М-клітин, індукуючи в них перегрупування їх цитоскелету, який ініціює утворення великих нерівностей на поверхні, що дозволяє неселективний ендоцитоз, завдяки чому бактерії можуть потрапити в клітку.

Аналогічно, Salmonella виробляє цитотоксичні ефекти, які руйнують М-клітини і індукують апоптоз в активованих макрофагах і фагоцитозі в неактивованих макрофагах, для яких вони транспортуються в печінку і селезінку, де вони розмножуються.

У людини S. enterica може викликати два захворювання: черевний тиф, викликаний S. enterica sub. enterica Паратифи серотипів або сальмонельоз, що виробляються іншими серотипами.

Vibrio (Vibrionaceae, Gammaproteobacteria)

Більшість інфекцій обумовлено Vibrio вони пов'язані з гастроентеритом, але вони також можуть інфікувати відкриті рани і викликати септицемію. Ці бактерії можуть транспортуватися морськими тваринами, а їх споживання викликає смертельні інфекції у людей.

Y. cholerae (збудник холери) зазвичай передається через забруднену воду. Інші патогенні види, такі як V. parahaemolyticus і V. vulnificus передаються забрудненими продуктами харчування, як правило, пов'язані з вживанням малоприготованих морепродуктів.

Спалахи Росії V. vulnificus Вони смертельні і зазвичай зустрічаються в теплому кліматі. Після урагану Катріна в Новому Орлеані сталася спалах цього виду.

Helicobacter (Helicobacteraceae, Epsilonproteobacteria)

Деякі види Helicobacter вони живуть у верхніх відділах шлунково-кишкового тракту і в печінці ссавців і деяких птахів. Деякі штами цих бактерій є патогенними для людини і сильно пов'язані з пептичними виразками, хронічними гастритами, дуоденітом і раком шлунка..

Види роду Helicobacter вони можуть процвітати в шлунку ссавця, виробляючи великі кількості уреази, яка локально підвищує рН від 2 до 6 або 7, що робить її більш сумісною.

Y. pylori, вона заражає до 50% людської популяції. Вона виявляється в слизі, на внутрішній поверхні епітелію, а іноді і в інтер'єрі епітеліальних клітин шлунка..

Колонізація шлунка шляхом H. pylori може викликати хронічний гастрит, запалення слизової оболонки шлунка в місці інфекції.

Єрсінія (Yersiniaceae, Gammaproteobacteria)

Стать Єрсінія включає 11 видів, з яких тільки Y. pestis, Y. pseudotuberculosis і певних штамів Y. enterocolitica мають патогенне значення для людини і деяких теплокровних тварин.

Y. pestis є збудником пневмонічної, септицемічної і бубонної чуми. Тип чуми залежить від форми інфекції, або через укус інфікованих бліх (бубонна чума і септицемічна чума), або від людини до людини при кашлі, блювоті та чханні, коли захворювання прогресує до пневмонічної форми (легенева або пневмонічна чума).

Пневмонічна чума виникає, коли бактерії інфікують легені, а бубонна чума виникає, коли бактерії потрапляють в організм через шкіру від укусу бліх і проходять через лімфатичні судини до лімфатичного вузла, викликаючи запалення. Нарешті, септицемічна чума виникає через інфекцію крові, після укусу інфікованих бліх.

Y. псевдотуберкульоз Вона набувається при контакті з інфікованими тваринами або через споживання забрудненої їжі і води. Вона є причиною захворювання, подібного туберкульозу, який називається скарлатиною, що вражає лімфатичні вузли. Він може виробляти некроз локалізованої тканини, гранульоми в селезінці, печінці і лімфатичних вузлах.

Інфекції Y. enterocolitica вони зазвичай відбуваються з недостатньо звареної свинини або від забрудненої води, м'яса або молока. Гострі інфекції зазвичай призводять до повного самоограничивающегося коліту або термінального ілеїту і аденіту у людей. Симптоми можуть включати водянисту або криваву діарею і лихоманку, подібні до апендициту або сальмонельозу або шигельозу.

Список літератури

  1. Garrity, G.m., Bell, J.A., & Lilburn, T.G. (2004). Таксономічний план прокаріотів. «Посібник з систематичної бактеріології», друге видання. Springer-Verlag, Нью-Йорк.
  2. Rizzatti, G., Lopetuso, L.R., Gibiino, G., Binda, C. & Gasbarrini, A. (2017) Proteobacteria: загальний фактор захворювань людини. Biomed Research International, 2017: 9351507.
  3. Sachs, J.L., Skophammer, R.G., Nidhanjali Bansal & Stajich, J.E. (2013). Еволюційне походження і диверсифікація протеобактеріальних взаємників. Праці Королівського товариства, 281: 20132146.
  4. Euzéby, J.P. (1997). Перелік назв бактерій з номенклатурою: папка, доступна в Інтернеті. Міжнародний журнал систематичної бактеріології 47, 590-592; doi: 10.1099 / 00207713-47-2-590. Отримано 7 жовтня 2018 року.
  5. Kelly P. Williams, K.P., Sobral, B.W. і Dickerman A.W. (2007). Міцне дерево видів для альфапротеобактерій. Journal of Bacterology, 189 (13): 4578-4586.