BACTEROIDETES: OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA I SYSTEMATYKA - BIOLOGIA - 2026

Bacteroidetes to jedna z gromad, w których klasyfikowane są bakterie. Gromada ta składa się z czterech klas (Bacteroidia, Flavobacteria, Sfingobacteria i Cytophagia) i ponad 7 000 różnych gatunków, które skolonizowały wszystkie typy siedlisk na Ziemi.

Występują w glebie, osadzie czynnym, rozkładającym się materiale roślinnym, kompoście, oceanach, słodkiej wodzie, algach, produktach mlecznych i chorych zwierzętach. Występuje w ekosystemach umiarkowanych, tropikalnych i polarnych. Bacteroidetes izolowane w siedliskach otwartych należą głównie do klas Flavobacteria, Cytophagia i Sphingobacteria.

Bacteroides termitidis. www.pixnio.com. Autorzy: Janice Haney Carr, CDC, dr Brian J. Beck, American Type Culture Collection, USCDCP

Bacteroidetes są ważną częścią przewodu pokarmowego człowieka oraz innych ssaków i ptaków. U ludzi ingerują w aktywację układu odpornościowego i odżywianie poprzez degradację polisacharydów i węglowodanów, które wytwarzają produkty uboczne, ponownie wchłaniane przez gospodarza, które stanowią ważne źródło energii.

Gatunki z gromady Bacteroidetes są przeważnie niepatogenne, z wyjątkiem rodzaju Bacteroides, na który składają się patogeny oportunistyczne oraz niektóre Flavobacteriaceae, chorobotwórcze dla ludzi, innych ssaków, ryb słodkowodnych lub ryb morskich.

cechy

Bakterie zaliczane do tej gromady mają wspólną historię ewolucyjną i szeroką różnorodność morfologiczną, fizjologiczną i ekologiczną. Mogą być krótkie lub długie, proste, wrzecionowate lub cienkie. Są gram-ujemne i nie tworzą przetrwalników.

Mogą być fakultatywnie anaerobowe lub ściśle tlenowe. Mogą być nieruchome, biczowane lub poruszać się przez przesuwanie.

Są chemoorganotroficzne, tlenowe lub względnie beztlenowe z metabolizmem oddechowym, chociaż są też gatunki z metabolizmem fermentacyjnym.

Systematyczny

Gromada Bacteroidetes, znana również jako grupa Cytophaga-Flexibacter-Bacteroides, obejmuje cztery klasy: Bacteroidia, Flavobacteria, Sphingobacteria i Cytophagia, które obejmują ponad 7000 różnych gatunków.

We wcześniejszych klasyfikacjach gromada Bacteroidetes obejmowała trzy klasy (Bacteroidia, Flavobacteriia i Sphingobacteriia). Jednak nowsze badania, oparte na analizie sekwencji genu 16S rRNA, uzasadniają powstanie czwartej klasy w tej gromadzie, Cytophagia.

Do tej nowej klasy zalicza się wiele rodzajów wcześniej sklasyfikowanych w rodzinach Flexibacteraceae, Flammeovirgaceae i Crenotrichaceae. Zatem gromada Bacteroidetes obejmuje co najmniej cztery grupy filogenetyczne, które są dobrze określone.

Klasa I. Bacteroidia

Ta klasa obejmuje pojedynczy rząd zwany Bacteroidales. Kolejność obejmuje obecnie pięć rodzin: Bacteroidaceae, Marinilabiliaceae, Porphyromonadaceae, Prevotellaceae i Rikenellaceae.

Jest reprezentowany w ponad 850 gatunkach. Komórki tej klasy są prostymi, wrzecionowatymi lub cienkimi pręcikami lub coccobacilli z barwieniem Gram-ujemnym. Nie tworzą zarodników.

Są głównie beztlenowe, chociaż niektóre są względnie beztlenowe. Fermentują proste węglowodany wytwarzając maślan jako produkt fermentacji, chociaż mogą degradować białka i inne substraty. Są niemobilne lub ruchome przez przesuwanie.

Klasa II. Flavobacteria

Klasa Flavobacteria obejmuje pojedynczy rząd zwany Flavobacteriales. Zakon obejmuje obecnie trzy rodziny: Flavobacteriaceae, Blattabacteriaceae i Cryomorphaceae. To największa klasa z gromady bakteroidów, licząca ponad 3500 gatunków.

Komórki to pręciki lub włókna, które nie tworzą zarodników, są gram-ujemne, bez pęcherzyków gazowych i granulek wewnątrzkomórkowych. Na ogół są mnożone przez rozszczepienie binarne.

Członkowie rodziny Blattabacteriaceae to wewnątrzkomórkowe symbionty owadów. Rodziny Flavobacteriaceae i Cryomorphaceae składają się z tlenowych lub względnie beztlenowych bakterii chemoorganotroficznych z metabolizmem oddechowym, chociaż istnieją gatunki z metabolizmem fermentacyjnym.

Nie są mobilni. Wielu członków tych rodzin do wzrostu potrzebuje NaCl lub soli z wody morskiej.

Członkowie rodziny Flavobacteriaceae są szeroko rozpowszechnieni w glebie lub w wodach słodkich, słonawych lub morskich na obszarach umiarkowanych, tropikalnych lub polarnych, podczas gdy członkowie rodziny Cryomorphaceae są jak dotąd ograniczeni do siedlisk morskich o niskiej temperaturze.

Niektórzy członkowie rodziny Flavobacteriaceae są patogenami ludzi, ryb lub płazów.

Klasa III. Sfingobakterie

Ta klasa obejmuje tylko rząd Sphingobacteriales, który obejmuje trzy rodziny (Sphingobacteriaceae, Chitinophagaceae i Saprospiraceae), 29 rodzajów i 787 gatunków.

Bakterie z tej klasy mają kształt pręcika. Nie są ruchome, nie tworzą zarodników, z barwieniem Gram-ujemnym. Wzrost tlenowy lub względnie beztlenowy.

Z ograniczonymi możliwościami fermentacji u niektórych członków. Niektóre rodzaje, głównie Sphingobacterium, zawierają wysokie stężenia sfingofosfolipidów jako składników lipidów komórkowych.

Klasa IV. Cytofagia

Ta klasa obejmuje tylko rząd Cytophagales i niektóre inne grupy filogenetyczne, które są traktowane jako zamówienia incertae sedis, nazwane tak, aby wskazać na niemożność umieszczenia ich dokładnie w tej klasyfikacji.

Ogniwa tej klasy mogą być krótkimi lub długimi pręcikami lub włóknami. Niektóre rodzaje tworzą pierścienie, zwoje lub komórki w kształcie litery S. Nie produkują zarodników, z wyjątkiem rodzaju Sporocytophaga. Są mobilne przez przesuwanie lub nie. Jedynym rodzajem z wici jest Balneola. Barwienie Gram-ujemne.

Wzrost jest zwykle ściśle tlenowy, ale w niektórych kończynach występuje wzrost mikroaerobowy i beztlenowy. Są chemoorganotroficzne. Są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie.

Niektóre rodzaje to organizmy morskie, które do wzrostu wymagają soli wody morskiej. Większość gatunków jest mezofilnych, ale są przedstawiciele psychrofilów i termofilów.

Mikrobiota jelitowa

Bacteroidetes skolonizowały różne części przewodu pokarmowego u ludzi. Występują również w mikrobiocie innych ssaków, takich jak szkarłupnie, myszy, psy, świnie i przeżuwacze; od ptaków domowych i dzikich, takich jak kury, indyki, gęsi i strusie; oraz u bezkręgowców, takich jak krocionogi i termity.

Wzajemność

Większość Bacteroidetes ma wzajemne relacje z żywicielami. U ludzi oddziałują z układem odpornościowym, wywołując aktywację odpowiedzi, w której pośredniczą limfocyty T i kontrolują kolonizację potencjalnych bakterii chorobotwórczych.

Bakterie te generalnie wytwarzają maślan jako końcowy produkt fermentacji, który ma właściwości przeciwnowotworowe i dlatego odgrywa ważną rolę w utrzymaniu zdrowia jelit.

Metabolizm kwasów żółciowych

Biorą również udział w metabolizmie kwasów żółciowych i przemianach związków toksycznych i / lub mutagennych. Przyczyniają się do degradacji polisacharydów w jelicie grubym, cząsteczek trudnych do degradacji przez ssaki, odpornych na działanie enzymów trawiennych.

Bakteryjna fermentacja tych polisacharydów prowadzi do uwolnienia lotnych krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (głównie octanu, propionianu i maślanu), które są ponownie wchłaniane przez gospodarza. Dlatego te bakterie jelitowe pomagają gospodarzowi uzyskać energię z opornych źródeł węglowodanów.

Zbieranie energii

U wszystkożernych ssaków, zwłaszcza ludzi, to dodatkowe źródło energii stanowi od 7% do 10% dziennego spożycia.

Wykazano, że u szczurów zwierzęta wolne od zarazków wydalają 87% więcej kalorii z kałem niż ich normalne odpowiedniki i muszą jeść o 30% więcej pożywienia, aby utrzymać swoją masę ciała.

Dlatego obecność mikrobioty jelitowej jest niezbędna do optymalnego pobierania energii z pożywienia.

Bibliografia

1. Hahnke, RL, J P. Meier-Kolthoff, M. García-López, S Mukherjee, M Huntemann, N. N. Ivanova, T Woyke, N. C. Kyrpides, Hans-Peter, K. i M. Göker. (2016). Klasyfikacja taksonomiczna Bacteroidetes oparta na genomie. Frontiers in Microbiology, 7: 2003.
2. Współtwórcy Wikipedii. Bacteroidetes. Wikipedia, wolna encyklopedia, 2017. Dostępne na es.wikipedia.org
3. Johnson, EL, Heaver, SL, Walters, WA i Ley, RE (2017). Mikrobiom i choroby metaboliczne: powrót do gromady bakterii Bacteroidetes. Journal of Molecular Medicine, 95 (1): 1–8.
4. Krieg, NR, J, T. Staley, DR Brown, BP Hedlund, BJ Paster, NL Ward, W. Ludwig i WB Whitman. (2010) Bergey's Manuał of Systematic Bacteriology: Tom 4: The Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, Fibrobacteres, Fusobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamydomyciae i Planctomyciae. ZASTOSOWANIA.
5. Thomas, F. Hehemann, JH, Rebuffet, E., Czjzek, M. and Michel, G. 2011. Środowiskowe i jelitowe Bacteroidetes: The Food Connection. Frontiers in Microbiology 2:93.