Panování | Bakterie |
---|---|
Sub-panování | Negibakterie |
Infra-království | Gracilicutes |
Rodiny nižšího postavení
Na spirochety (řádově Spirochétales ; Spirochaetae , spirochety nebo Spirochaetales ) jsou bakterie z noncolorable spirálovitého tvaru v gram a nekultivovatelná.
Tyto parazitické bakterie jsou zdrojem nemocí pro mnoho zvířat (včetně savců) a zejména pro člověka (např .: syfilis , leptospiróza , lymská borelióza , často se objevující nebo znovu se objevující). Tato někdy závažná nebo smrtelná onemocnění je obtížné diagnostikovat kvůli různým, proměnlivým a nespecifickým příznakům.
Řád Spirochetalia byl dříve zahrnut do prvoků . To je považováno za samostatný řád od poloviny XX -tého století .
Klasifikace: spirochety jsou rozděleny do tří rodin , to vše umístěno v jednom pořadí z Spirochaetales , sám jedinečné pořadí třídy spirochety , samo o sobě jedinečné třída kmene Spirochaetae .
Mezi důležité členy patří:
Velmi stará spirocheta (a priori střeva ) byla objevena v Dominikánské republice , zkamenělá, v jantaru datovaná do miocénu (před 20 miliony let, dlouho před výskytem rodu Homo). Volal Pillotina sp . bylo zjištěno ve fosilii termitů (ve váčku spojeném s membránou) druhu Mastotermes electrodominicus (z čeledi Mastotermitidae ). Podle Ø. Brorson a kol. (2009) tato dobře zachovaná fosilie a současná pozorování in vivo naznačují, že spirochety žily na Zemi desítky milionů let jako (nepatogenní) hmyzí symbionty; v souladu s tímto týmem, spirochetální-živočišné tkáně symbiózy pravděpodobně předcházet tkáně necrotrophy vyvolanou spirochety spojených s patologickými stavy miliony let (např spirochetosis z lymské boreliózy nebo syfilis typu .
Spirálovité bakterie byly objeveny uvnitř klíšťat od Dutton na počátku XX tého století zajímal se objevují horečky u člověka po kousnutí klíštětem, ve východním Kongu , před zveřejněním (v roce 1905 o Dutton a Todd Tyto spirálové baktérie v tomto případě se vyvíjela z velkého počtu „granulí“ pozorovaných u infikovaných klíšťat vystavených teplotě 25 ° C nebo vyšší.
Krátce nato (v roce 1911 ) E. Hindle zjistil, že injekce „granulované formy“ (bez zjevných šroubovicových bakterií v kultivačním médiu) těchto spirochetových bakterií (mezitím nazývaných Borrelia duttoni ) do laboratorních myší způsobila příznaky infekce u tato zvířata.
O 40 let později EG Hampp EG (v roce 1951 ) poznamenal, že cystické formy Borrelia vincentii, které zůstaly „zrnité“ po dobu 31 měsíců, byly přeměněny na mobilní spirálové spirochety, když byly přeneseny do prostředí příznivého pro růst bakterií, což argumentovalo pleomorfní životní cyklus (v několika formách) a naznačuje, že cystická forma má také lékařský význam.
Jiným vědcům se buď nepodařilo najít tyto propagule (spící nebo encysted spirochety), nebo je považovali za umírající spirochety. Tato raná vědecká literatura na toto téma byla poté zapomenuta až do roku 2010, což bylo podle Ø Brorsona a jeho kolegů (2009) neoprávněné.
Spirochety jsou dlouhé buňky spirálovitého tvaru ( „vývrtka“ ), ale mohou také tvořit shluky ve tvaru koloniální koule (viz konec videa v mikroskopii níže) nebo za určitých okolností změnit vzhled.
Od ostatních bakterií se odlišují přítomností dlouhých vnitřních axiálních vláken s jednotným průměrem 18 nm , umístěných podélně mezi buněčnou membránou a buněčnou stěnou, nazývaných axiální vlákna . Chemicky a strukturně jsou tato axiální vlákna podobná bakteriálním bičíkům . Jejich počet se pohybuje od dvou do několika set a jejich umístění je v bakteriálním světě jedinečné. Často se překrývají ve středu buňky.
Tyto pseudo-bičíky - mechanismem, který je stále špatně pochopen (navrhuje se několik modelů) - dávají spirochetám výjimečnou mobilitu a rychlost ve viskózních médiích. Spirochety se mohou rychle ponořit do mírně želatinového média nebo se pohybovat plazením na pevném médiu.
Jejich vnější plášť, trubkovitý a velmi elastický, je také originální. Skládá se ze souboru lipidů, bílkovin a cukrů a u některých druhů je cimbuří a velmi složitý (pět vrstev v Pillotině ). Může se oddělit od buňky za nepříznivých podmínek, například při kontaktu s detergentem , jako je laurylsulfát sodný nebo dodecylsulfát sodný (buňka pak má sférický tvar, který je a priori neživotaschopný).
Transmisní elektronová mikroskopie umožňuje pozorovat tři hlavní typy „klasické struktury“:
V roce 2000 byla zdůrazněna výjimečná (a obousměrná) motorická kapacita určitých spirochet ( borrelia ). Jejich způsob lokomoce a jejich spirální tvar - v určitých (viskózních) prostředích organismu - jim pomáhají snadno předběhnout fagocytující makrofágy, které by je normálně zničily.
V roce 2008 pozorování pomocí videomikroskopie s fázovým kontrastem v reálném čase ukázalo, že se Borrelia burgdorferi pohybovala průměrnou rychlostí 1636 mikrometrů za minutu (průměr pro 28 pozorovaných bakterií), s maximální rychlostí 2800 µm / min (2,8 mm / min) ve 3 pozorované bakterie, tj. nejrychlejší zaznamenaná rychlost spirochety, a o dva řády vyšší než rychlost lidského polynukleárního neutrofilu , považované za nejrychlejší z našich mobilních buněk.
Tyto spirochety mají 2 sady bičíků, které jim umožňují pohybovat se v opačných směrech podél jejich osy (dopředu nebo dozadu). Na rozdíl od jiných známých mobilních bakterií se jedná o vnitřní bičíky ( organely známé jako „endoflagella“ nebo „periplazmatické bičíky“).
Tyto bičíky jsou koupány ve vnitřním prostředí ( periplazmě ) bakteriální buňky. Každé bičík je připevněn jedním ze svých dvou konců k jednomu konci buňky. Jejich délka se liší v závislosti na druhu spirochety. U některých druhů se bičíky (jejichž počet se také liší v závislosti na druhu) překrývají ve středu buňky. Bičíky jsou animovány rotačním pohybem ve vnitřním médiu (periplazmatický prostor).
Tyto vnitřní bičíky nejsou ve velmi tekuté kapalině příliš účinné: jako žížala ve vodě musí bakterie provádět flexe a rotace, které spotřebovávají hodně energie. Postupuje pouze rychlostí přibližně 4,25 μm / s nebo 255 μm / min. Stejně jako žížala v substrátu, který se staví proti rezistenci vůči ní, se borrélie stávají velmi rychlými, když se zvyšuje stupeň „ viskoelasticity “ média; bakterie se tak stává „velmi“ rychlou (až do přibližně 2 000 μm / min nebo 2 mm / min) a mnohem lépe se dokáže pohybovat ve viskóznější tekutině srovnatelné s extracelulárním médiem našeho organismu (například v methylcelulóze, jejíž viskozitní vlastnosti napodobují extracelulární matrix, různé hyaluronové kyseliny, které tvoří naše sklivce, a humánní maziva včetně synovie ). Rychlost spirochet pozorovaná v těchto „gelech“ přímo souvisí s viskoelasticitou média, více než s jeho obsahem živin. Pozorovali jsme tedy, že spirochety zůstávají v takovém médiu po dobu 3 hodin mobilní, a to i přes obsah živin stokrát nižší než je standard přijatý pro kultivační média, a také na površích, kde jsou podezřelé.
Zdá se, že mechanismus vysvětlující motilitu se u jednotlivých druhů spirochet liší. Model vyvinutý pro leptospiry , který je pro některé spirochety stále přesvědčivý, nevysvětluje pohyb Borrelia burgdorferi, která „plave“ odlišně a velmi efektivně v gelech. Pohyby této borélie byly pozorovány pod mikroskopem a srovnání s mutanty stejné bakterie spojené s molekulárními studiemi proteinů a genů zapojených do mobility by mělo brzy v tomto aspektu osvětlit, co ji odlišuje od ostatních spirochet. Tyto studie a první dostupné genomové sekvence již ukazují, že proteinová vlákna, která tvoří vnitřní bičíky spirochet, patří mezi nejsložitější ze známých bakteriálních bičíků a že jsou organizována a regulována velkým počtem genů podílejících se na motilitě spirochety. To naznačuje, že tyto borélie již dávno přizpůsobily svůj život těmto viskóznějším prostředím.
Tomografie aplikován na mikroskopii mohl lépe pochopit, jak „biologický stroj flagelární “ , který umožňuje spirochety pohybovat tak rychle, v tekuté nebo viskózní tekutiny (pro tuto chvíli z organismu ( Treponema ) jednoduché: Treponema primitia ).
Bakteriologičtí biologové, jako je Lynn Margulis, se domnívají, že některé spirochety pravděpodobně již dlouhou dobu koevolují s lidmi a jejich imunitním systémem.
V roce 2009 L. Margulis spolu s dalšími šesti vědci v článku odhadl, že „ je nezbytně nutný podrobný výzkum, který koreluje historii symbiotických spirochet se změnami imunitního systému obratlovců .“ Tento článek naléhavě žádá „ nový výzkum přirozené historie savců a klíšťat i pohlavní přenos spirochet ve vztahu ke zhoršení lidského imunitního systému “.
Podle NCBI (5. ledna 2011) (což podle webu není spolehlivý zdroj):
Dva spirochety, v krevním nátěru , uprostřed červených krvinek
Skupina spirochet v kapce vody ze žlabu