DIPLOCOCCI: CHARAKTERYSTYKA, MORFOLOGIA, TYPY, PRZYKŁADY - BIOLOGIA - 2025

Dwoinek bakterie są kuliste lub jajowate zazwyczaj łączone w pary po podziale komórek. Należą do nich niektóre gatunki chorobotwórcze o dużym znaczeniu medycznym i weterynaryjnym, a także wiele mniej zbadanych gatunków wolno żyjących.

Diplococci nie są grupą monofiletyczną, to znaczy ewolucyjnie nie wywodzą się od wspólnego przodka. Dlatego nie otrzymują naukowej nazwy, która jest używana dla wszystkich razem.

Źródło: Zdjęcie Źródło: Dostawcy treści: CDC / Dr. Norman Jacobs

Wśród chorób człowieka wywoływanych przez bakterie zaliczane do diplococci są: zapalenie stawów, zapalenie oskrzeli, zapalenie tkanki łącznej, zapalenie spojówek, róży i inne choroby skóry, martwicze zapalenie powięzi, gorączka połogowa, zgorzel, infekcje dróg oddechowych (zapalenie płuc i inne), zapalenie opon mózgowych, zapalenie mięśnia sercowego, zapalenie ucha środkowego, posocznica, zapalenie zatok i niegonokokowe zapalenie cewki moczowej (rzeżączka).

Charakterystyka i morfologia

Na podstawie ich kształtu bakterie można podzielić na trzy główne typy:

- kuliste lub jajowate (cocci)

- pręty cylindryczne (pałeczki)

- Wymazy zakrzywione lub spiralne (spirille i krętki).

Wyróżnia się również: krótkie pręciki (coccobacilli); zakrzywione pręty (vibrios); komórki o nieokreślonym lub zmiennym kształcie (bakterie pleomorficzne).

Po podziale komórek ziarniaki mogą pojawiać się jako izolowane bakterie lub jako pary lub grupy zjednoczonych bakterii. W tym drugim przypadku można je podzielić, ze względu na sposób grupowania, na parzyste ziarniaki (diplokoki), ziarenkowce łańcuchowe (paciorkowce) lub ziarniaki gromadne (gronkowce).

Pojawienie się diplokoków i gronkowców spowodowane jest podziałem komórek w jednej płaszczyźnie. Pojawienie się paciorkowców jest spowodowane podziałem komórek na wiele płaszczyzn.

Dyplokoki, gronkowce i paciorkowce są lekko spłaszczone na sąsiednich powierzchniach. Dlatego w przypadku diplokoków często mówi się, że mają wygląd połączonych ziaren kawy (tak jak te ziarna znajdują się wewnątrz owocu).

Dowody na to, że u bakterii zgrupowane rozmieszczenie komórek może być zbieżne, istnieją również pałeczki diplobacillus, czyli pałeczki, w których, podobnie jak w przypadku diplococci, dwie komórki wytworzone przez ten sam podział pozostają połączone.

Historia terminu diplococcus

W 1881 roku G. Sternberg odkrył pneumokoków, nazywając go „Micrococcus Pasteuri”. W tym samym roku L. Pasteur również go zidentyfikował, nazywając go „microbe septicèmique du salive”.

Obecnie rodzaj Micrococcus (Cohn, 1872) pozostaje ważny, ale jest używany do innych gatunków bakterii, które nie są blisko spokrewnione z pneumokokami. Podobnie specyficzny epitet pasteuri odnosi się do innych gatunków bakterii.

W 1886 roku A. Weichselbaum ukuł nazwę Diplococcus pneumoniae dla pneumokoków. Jednak dopiero w 1920 r. Ta nazwa naukowa została przyjęta przez Society of American Bacteriologists.

Opierając się na jego charakterystyce tworzenia ziarniaków łańcuchowych podczas uprawy w płynnej pożywce, w 1974 roku pneumokoki zostały przeklasyfikowane do rodzaju Streptococcus. Od tego czasu znany jest jako Streptococcus pneumoniae. Filogenie molekularne wspierają pneumokoki należące do rodzaju Streptococcus, do którego należą inne gatunki patogenne.

Diplococcus nie jest już używany jako nazwa naukowa. Nieformalny termin „diplococcus” utrzymuje się i odnosi się do bakterii o różnym pochodzeniu ewolucyjnym i różnych biologiach, które mają wspólną cechę łączenia się w pary.

ID

Status diplokoków jest nieciekawą cechą, która podobnie jak inne cechy wyróżniające jest przydatna w identyfikacji niektórych gatunków bakterii wywołujących choroby.

Pierwszym krokiem w identyfikacji bakterii jest określenie morfologii oraz tego, czy istnieje zagregowany układ ich komórek. Jednym z rezultatów tego pierwszego kroku może być ustalenie, że bakterie są diplokokami. Jednak ostateczna identyfikacja w większości przypadków zależy od dodatkowych cech fenotypowych i genotypowych.

Zapalenie płuc z ropną plwociną może być wywołane przez diplococcus (Streptococcus pneumoniae). Jednak flora bakteryjna jamy ustnej zawiera inne dyplomatki. Charakterystyka diplococcus jest niewystarczająca do identyfikacji S. pneumoniae.

U mężczyzn obecność ziarniaków Gram-ujemnych w wydzielinie cewki moczowej może zdiagnozować rzeżączkę. Jednak u kobiet szyjka macicy może zawierać ziarniaki Gram-ujemne, które nie powodują rzeżączki, dlatego w celu zdiagnozowania choroby konieczne jest uwzględnienie innych cech bakterii.

Coccobacilli z rodzaju Acinetobacter przybierają wygląd dwojakich w płynach ustrojowych i pożywkach hodowlanych. Z powodu tego wyglądu można je pomylić z gatunkami Neisseria, które powodują rzeżączkę, zapalenie opon mózgowych i posocznicę. Tego problemu unika się, biorąc pod uwagę, że Acinetobacter nie wytwarza oksydaz, a Neisseria tak.

Rodzaje

Diplococci mogą być Gram-dodatnie lub Gram-ujemne. Te pierwsze uzyskują intensywny niebieski kolor, gdy zachowują fioletową barwę barwienia Grama. Ten ostatni uzyskuje jasnoróżowy kolor, nie zatrzymując wspomnianego barwnika.

Barwienie metodą Grama to procedura opracowana w 1844 r. Przez duńskiego lekarza Hansa Christiana Grama (1853–1938), która ujawnia różnice między bakteriami pod względem właściwości strukturalnych i biochemicznych ścian komórkowych. Te właściwości pomagają grupować bakterie w różne kategorie taksonomiczne i funkcjonalne.

Zachowanie niebieskiego koloru wynika z faktu, że bakterie mają grubą ścianę komórkową, która zapobiega przenikaniu rozpuszczalników. Nabycie różowego koloru wynika z faktu, że bakterie mają cienką ścianę komórkową, która umożliwia penetrację rozpuszczalnika i usuwanie fioletowego barwnika. Barwienie metodą Grama to kolejny wstępny krok w identyfikacji bakterii.

Bakterie Gram-dodatnie są bardziej wrażliwe niż bakterie Gram-ujemne na penicyliny, kwasy, jod i związki zasadowe, co ma oczywiście implikacje terapeutyczne.

Przykłady

Moraxella catarrhalis

Moraxella (Branhamella) catarrhalis. Jest to orzech kokosowy Gram-ujemny. Dawniej nosił nazwę Micrococcus catarrhalis lub Neisseria catarrhalis. Aż 75% dzieci to nosiciele. Natomiast tylko 1–3% zdrowych dorosłych jest.

Do lat 70. XX wieku uważana była za bakterię komensalną górnych dróg oddechowych. Następnie uznano, że jest to powszechny i ​​ważny patogen tego przewodu.

Pod względem taksonomicznym należy do rodziny Moraxellaceae, z rzędu Pseudomonadales, z klasy Gammaproteobacteria, z gromady Chlorobi, z domeny Bacteria.

Neisseria gonorrhoeae

Neisseria gonorrhoeae i N. meningitides. Są ziarniakami Gram-ujemnymi. Ludzie to jedyne znane zbiorniki wodne.

N. gonorrhoeae jest gatunkiem chorobotwórczym w 100% przypadków. W przypadku N. meningitidis ~ 20% populacji nosi go w gardle. Połowa szczepów N. meningitidis jest niekapsułkowana, a zatem niepatogenna.

Pod względem taksonomicznym należą do rodziny Neisseriaceae, z rzędu Neisseriales, z klasy Betaproteobacteria, z gromady Chlorobi, z domeny Bacteria.

Streptococcus pneumoniae

Jest to orzech kokosowy Gram-dodatni, czasami tworzący krótkie pałeczki. Jest to jedna z najlepiej zbadanych naukowo żywych istot. Jest normalnym mieszkańcem nosogardzieli u 5–10% dorosłych i 20–40% dzieci. To bardzo ważny patogen, będący najczęstszą przyczyną płatowego zapalenia płuc.

Charakterystyka S. pneumoniae pozwala na kolonizację różnych nisz. Z nosogardzieli mogą przedostać się do dolnych dróg oddechowych, powodując pneumokokowe płatowe zapalenie płuc. Ta kolonizacja z kolei może być ogniskiem inwazji (bakteriemia, posocznica) krwi, z której może przejść do opon mózgowych (zapalenie opon mózgowych).

Pod względem taksonomicznym należy do rodziny Streptococcaceae, z rzędu Lactobacillales, z klasy Bacilli, z rodzaju Firmicutes, z domeny Bacteria.

Patologie

Moraxella catarrhalis

Najczęściej u dzieci i osób starszych. Moraxella catarrhalis powoduje infekcje oczu, zapalenie ucha środkowego, zapalenie zatok, zapalenie tchawicy, zapalenie oskrzeli, zapalenie płuc i bakteriemię. U dorosłych powoduje przewlekłą obturacyjną chorobę płuc.

U pacjentów z obniżoną odpornością powoduje zapalenie opon mózgowych, zapalenie wsierdzia i posocznicę. U dzieci i dorosłych jest przyczyną szpitalnych infekcji dróg oddechowych.

Zapalenie zatok jest bardzo częstą infekcją u małych dzieci. M. catarrhalis jest przyczyną około 20% przypadków. Ostre zapalenie ucha środkowego i infekcje dolnych dróg oddechowych są również powszechne u dzieci, zwłaszcza poniżej trzeciego roku życia.

Neisseria gonorrhoeae i N. meningitides

Neisseria gonorrhoeae (gonococcus) powoduje rzeżączkę, która objawia się przede wszystkim obfitym wydzielaniem ropnej wydzieliny z męskiej i żeńskiej cewki moczowej oraz żeńskiej szyjki macicy. Wtórne powikłania miejscowe są częste, takie jak zapalenie najądrzy, zapalenie jajowodu, zakażenie odbytu, zakażenie gardła i zapalenie narządów miednicy mniejszej.

W przypadku braku odpowiedniego leczenia mogą wystąpić zmiany skórne, zapalenie stawów, oftalmia, zapalenie wątroby, zapalenie wsierdzia, zapalenie opon mózgowych i gorączka.

Neisseria meningitidis (meningococcus) jest jedyną bakterią zdolną do wywoływania wybuchów ropnego zapalenia opon mózgowych. Te ogniska wymagają transmisji między nosogardzieli pobliskich ludzi, albo przez bezpośredni kontakt fizyczny, albo przez kropelki śluzu, które przemieszczają się w powietrzu. W krajach trzeciego świata ~ 10% przypadków kończy się śmiercią.

Meningokoki mogą również powodować zapalenie spojówek, zapalenie wsierdzia, ból gardła, zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych, zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych, zapalenie mięśnia sercowego, zapalenie osierdzia, zapalenie otrzewnej i ostrą posocznicę.

Streptococcus pneumoniae

Naturalnym siedliskiem Streptococcus pneumoniae (pneumokoków) jest nosogardzieli, zwłaszcza dzieci.

Zakażenia wywoływane przez S. pneumoniae dzielą się na dwie kategorie: 1) naciekanie skóry i błon śluzowych, takie jak zapalenie zatok, zapalenie ucha środkowego i zapalenie spojówek; 2) infekcje inwazyjne, takie jak zapalenie oskrzeli, zapalenie płuc, bakteriemia, zapalenie opon mózgowych, zapalenie wsierdzia, septyczne zapalenie stawów i zapalenie opon mózgowych.

S. pneumoniae i N. meningitidis są głównymi przyczynami bakteryjnego zapalenia opon mózgowych, które zwykle powoduje gorączkę, migrenę i sztywność karku.

W erze przedantybiotykowej zapalenie płuc wywołane przez S. pneumoniae było powszechne i śmiertelne. To zapalenie płuc pozostaje jednym z najważniejszych czynników śmiertelności afrykańskich dzieci.

Ogromne znaczenie epidemiologiczne i niebezpieczeństwo tego zapalenia płuc zdecydowały, że opracowano szczepionki przeciw pneumokokom.

Bibliografia

1. Alcamo, IE 1996. Szybki przegląd Cliffs: mikrobiologia. Wiley, Nowy Jork.
2. Basualdo, JA, Coto, CE, de Torres, RA 2006. Mikrobiologia medyczna. Artykuł redakcyjny Atlante, Buenos Aires.
3. Bauman, RW 2012. Mikrobiologia: z chorobami układu organizmu. Benjamin Cummings, Boston.
4. Bottone, EJ 2004. Atlas klinicznej mikrobiologii chorób zakaźnych, tom 1, czynniki bakteryjne. Partenon, Boca Raton.
5. Brooks, GF, Butel, JS, Carroll, KC, Morse, SA 2007. Mikrobiologia medyczna Jewetz, Melnick & Adelberg. McGraw-Hill, Nowy Jork.
6. Cimolai, N. 2001. Diagnostyka laboratoryjna zakażeń bakteryjnych. Marcel Dekker, Nowy Jork. Zasady i praktyka bakteriologii klinicznej
7. Garrity, GM, Brenner, DJ, Krieg, NR, Staley, JT 2006. Bergey's manual ^® of systematic bakteriology, wydanie drugie, tom drugi, Proteobacteria, część A, eseje wprowadzające. Springer, Cham.
8. Gillespie, SH, Hawkey, PM 2006. Zasady i praktyka bakteriologii klinicznej. Wiley, Chichester.
9. Holmes, KK, Sparling, PF, Stamm, WE, Piot, P., Wasserheit, JN, Corey, L., Cohen, MS, Watts, DH 2008. Choroby przenoszone drogą płciową. McGraw-Hill, Nowy Jork.
10. Leboffe, MJ, Pierce, BE 2011. Atlas fotograficzny dla laboratorium mikrobiologicznego. Morton, Englewood.
11. Levinson. W. 2016. Przegląd mikrobiologii lekarskiej i immunologii. McGraw-Hill, Nowy Jork.
12. Sternberg, GM 1886. On Micrococcus pasteuri (Sternberg). Journal of the Royal Microscopical Society, 6, 391–396.
13. Talaro, KP, Talaro, A. 2002. Podstawy mikrobiologii. McGraw-Hill, Nowy Jork.
14. Török, E., Moran, E., Cooke, FJ 2017. Oxford handbook of infectious disease and microbiology. Oxford University Press, Oxford.
15. Tortora, GJ, Funke, BR, Case, CL 2010. Mikrobiologia: wprowadzenie. Benjamin Cummings, San Francisco.
16. Watson, DA, Musher, DM, Jacobson, JW, Verhoef, J. 1993. Krótka historia pneumokoków w badaniach biomedycznych: wachlarz odkryć naukowych. Clinical Infectious Diseases, 17, 913–924.