MYCOBACTERIUM: CHARAKTERYSTYKA, MORFOLOGIA I PATOGENEZA - BIOLOGIA - 2025

Mycobacterium to rodzaj bakterii, które charakteryzują się między innymi tym, że mają kształt pałeczki i nie wybarwiają się odpowiednio metodą Grama. Stanowi dużą grupę bakterii, dość niejednorodnych, w wielu przypadkach będących patogenami człowieka.

Mykobakterie mają pewne cechy, które sprawiają, że są przedmiotem zainteresowania wszystkich specjalistów w dziedzinie mikrobiologii. Istnieją jednak gatunki, których wiele aspektów jest nadal nieznanych, w tym specyficzne warunki, które są wymagane, aby wywołać jakąkolwiek patologię. W związku z tym istnieje wiele badań, które podjęto, aby spróbować to wyjaśnić.

Komórki bakteryjne Mycobacterium tuberculosis. Źródło: NIAID (Mycobacterium tuberculosis Bacteria), za Wikimedia Commons

Wśród chorób wywoływanych przez bakterie z rodzaju Mycobacterium są dwie, które od lat powodują tysiące zgonów: gruźlica i trąd. Pierwszą wywołuje Mycobacterium tuberculosis, a drugą Mycobacterium leprae. Ze względu na swój potencjał chorobotwórczy są prawdopodobnie najbardziej znanymi i najlepiej zbadanymi prątkami.

Wręcz przeciwnie, są inne całkowicie nieznane. Jednak ogólnie rzecz biorąc, istnieje pogląd na rodzaj Mycobacterium jako grupę bakterii o dobrze zaznaczonych wspólnych i szczególnych cechach. To czyni je jednym z najciekawszych organizmów w domenie Bacteria.

Taksonomia

Klasyfikacja taksonomiczna rodzaju Mycobacterium jest następująca:

Domena: Bakterie

Gromada: Actinobacteria

Zamówienie: Actinomycetales

Podrząd: Corynebacterineae

Rodzina: Mycobacteriaceae

Rodzaj: Mycobacterium.

Morfologia

Bakterie należące do rodzaju Mycobacterium mają kształt wydłużonego pręta. Jego wymiary to: 0,2 - 0,04 mikrona szerokości i 2 - 10 mikronów długości. Niektóre gatunki mają zaokrąglone krawędzie, a inne mają proste krawędzie.

Wszystkie mają dość złożoną ścianę komórkową. Ta złożoność odróżnia go od reszty organizmów prokariotycznych. Jedną z jego najbardziej wyjątkowych cech jest bogactwo lipidów zwanych kwasami mykolowymi.

Podobnie, w ścianie komórkowej zawierają peptydoglikan zwany lipoarabinomannanem, który jest połączony wiązaniami typu fosfodiestrowego z polisacharydem zwanym arabinogalaktanem.

Złożoność ściany komórkowej bakterii należących do rodzaju Mycobacterium polega na wiązaniach, które powstają między cząsteczkami lipoarabinomannanu, arabinogalaktanem i kwasami mykolowymi.

Komórki bakteryjne tego rodzaju na ogół nie mają rzęsek ani wici.

Genom mykobakterii jest ograniczony do pojedynczego okrągłego chromosomu, który składa się z sekwencji nukleotydów, przy czym cytozyna i guanina stanowią 65% całości.

Liczba genów będzie zależeć od gatunku, o którym mówisz. Na przykład Mycobacterium tuberculosis ma jeden z najdłuższych znanych dotychczas genomów.

Charakterystyka ogólna

Rośnie wolno

Większość gatunków tworzących ten rodzaj rośnie wolno. Oznacza to, że wytworzenie widocznych kolonii w kulturach zajmuje im więcej niż 7 dni.

Jedynymi wyjątkami są Mycobacterium smeagmatis i Mycobacterium fortuitum, które wykazały szybki wzorzec wzrostu.

Są aerobowe

Bakterie wchodzące w skład tego rodzaju charakteryzują się aerobowością. Oznacza to, że koniecznie potrzebują środowiska z szeroką dostępnością tlenu, aby móc prawidłowo się rozwijać i przeprowadzać różne procesy metaboliczne.

Są odporne na kwasy i alkohole

Rodzaj Mycobacterium ma swoją osobliwość, a mianowicie, że gatunki, które go tworzą, są odporne na przebarwienia przez kwasy lub alkohole.

W różnych procedurach barwienia jednym z podstawowych etapów jest odbarwianie za pomocą kwaśnych substancji lub alkoholi. W przypadku mykobakterii nie można ich odbarwić tą metodą. Wynika to głównie z obecności kwasów mykolowych w ścianie komórkowej, które zapewniają niskie wchłanianie.

Są katalazo-dodatnie

Wszyscy przedstawiciele rodzaju Mycobacterium syntetyzują enzym katalazę. Enzym ten działa na nadtlenek wodoru (H ₂ O ₂ ) i rozkłada go na tlen i wodę, powodując uwalnianie bąbelków.

Ta właściwość jest bardzo ważna, ponieważ wraz z innymi testami umożliwia identyfikację bakterii na poziomie eksperymentalnym.

Istnieją pewne gatunki, takie jak Mycobacterium tuberculosis, które wytwarzają katalazę zwaną termostabilną, która nadal działa po przekroczeniu 68 ° C przez około 20 minut.

Są zdolne do produkcji pigmentów

Mykobakterie mają zdolność wytwarzania pigmentów, gdy występują w obecności lub przy braku światła.

Te, w których światło pobudza produkcję pigmentów, są znane jako fotochromowe. Wyraźnymi przykładami tego typu bakterii są Mycobacterium kansasii, Mycobacterium simiae i Mycobacterium marinum.

Wręcz przeciwnie, te, które wytwarzają pigmenty przy braku światła, nazywane są szkotochromogenami. Należą do nich: Mycobacterium scrofulaceum, Mycobacterium szulgai i Mycobacterium flavescens.

Posiada zdolność redukcji azotanów

Niektóre z bakterii należących do rodzaju Mycobacterium syntetyzują enzym znany jako nitratoreduktaza, który katalizuje reakcję chemiczną, w której azotany są redukowane do azotynów:

NO ₃ ^- + 2 ë -------- NO ₂ + H ₂ O

Mykobakterie syntetyzujące ten enzym to między innymi Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium kansasii, Mycobacterium fortuitum, Mycobacterium chelonae.

Barwiony techniką Ziehl Neelsen

Ze względu na budowę ściany komórkowej prątki nie mogą być zabarwione metodą Grama.

Można je jednak przetwarzać za pomocą innych procedur, takich jak Ziehl Neelsen. W tym przypadku barwnik jest poddawany wcześniejszemu ogrzewaniu, aby mógł przejść przez ścianę komórkową złożoną z kwasów mykolowych (kwasów tłuszczowych).

Później jest chłodzony wodą, powodując zestalenie kwasów tłuszczowych, zachowując barwnik. Na koniec dodaje się błękit metylenowy, aby stworzyć kontrast między kwasoodpornymi komórkami bakteryjnymi a tymi, które nie są.

Zsyntetyzuj enzym ureazę

Różne gatunki bakterii należące do rodzaju Mycobacterium syntetyzują enzym zwany ureazą, który katalizuje reakcję, w której mocznik jest hydrolizowany do amoniaku i dwutlenku węgla.

Wśród tych bakterii można wymienić Mycobacterium bovis, Mycobacterium africanum i Mycobacterium malmoense.

Temperatura wzrostu

W zależności od gatunku mykobakterii temperatura wzrostu jest różna. Można jednak stwierdzić, że większość z nich rozwija się optymalnie w temperaturze 37 ° C.

Podobnie, istnieją wyjątki, na przykład Mycobacterium marinum i Mycobacterium haemophilum wymagają do rozwoju temperatury 30 ° C, podczas gdy Mycobacterium termorezystibile robi to w 52 ° C.

Patogeneza

Nie wszystkie gatunki mykobakterii stanowią zagrożenie dla organizmów żywych, zwłaszcza człowieka.

Wśród prątków, które są ściśle patogenne, można wymienić Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, Mycobacterium bovis i Mycobacterium africans.

Wręcz przeciwnie, są takie, które okazjonalnie są patogenami. Oznacza to, że aby wywołać patologię, wymagają pewnych warunków, takich jak immunosupresja gospodarza. Należą do nich Mycobacterium xenopi, Mycobacterium abscessus i Mycobacterium chelonae.

Ogólnie patogenny proces tych bakterii wygląda następująco: bakteria dostaje się do krwiobiegu i natychmiast aktywuje się mechanizmy obronne układu odpornościowego, w szczególności makrofagi. Są to komórki specjalizujące się w fagocytozie obcych czynników.

Po wejściu do makrofagów, poprzez różne biochemiczne strategie przeżycia, bakteria unika śmiertelnej aktywności lizosomów (rodzaj worków zawierających enzymy lityczne) i zaczyna się rozmnażać i rozprzestrzeniać, powodując uszkodzenia w różnych tkankach.

Czynniki zjadliwości

Czynniki wirulencji to elementy, które należy wziąć pod uwagę w rozwoju infekcji bakteryjnej, ponieważ to one określają zdolność bakterii do wnikania do żywiciela i generowania pewnych patologii.

W przypadku prątków czynniki zjadliwości spełniają kilka funkcji:

• Promuj wejście i rozmnażanie bakterii do komórek gospodarza.
• Zakłócają naturalne mechanizmy obronne gospodarza, aby bakterie nie zostały uszkodzone.

Wśród najbardziej znanych i przebadanych czynników wirulencji mykobakterii można wymienić czynnik Cordon, sulfatydy i mannan lipoarabski.

Bibliografia

1. Alderwick, L., Harrison, J., Lloyd, G. and Birch, H. (2015, sierpień). Ściana komórkowa mykobakterii - peptydoglikan i arabinogalaktan. Perspektywy Cold Spring Harbor w medycynie. 5 (8).
2. Biologia mykobakterii. Uzyskane z: fcq.uach.mx
3. Imperiale, B., Morcillo, N. i Bernardelli, A. (2007). Fenotypowa identyfikacja mykobakterii. Biochemia i patologia kliniczna. 71 ust. 2. 47-51
4. Infekcje mykobakteryjne. Źródło: medlineplus.gov
5. Źródło: microbewiki.com
6. Wydanie specjalne: „Mechanizm patogenezy Mycobacterium tuberculosis”. Pobrane z: mdpi.com
7. Pozyskano z: higieny. edu.uy