SPIROCHAETES: CARACTERÍSTIQUES GENERALS, MORFOLOGIA, SISTEMÀTICA - BIOLOGIA - 2025

Spirochaetes és un tall de bacteris caracteritzades per ser gramnegatius i per posseir una ultraestructura cel·lular única. Tenen orgànuls interns de motilitat anomenats flagels periplásmicos, que li permeten flexionar, rotar sobre el seu eix longitudinal i traslladar-se en mitjans líquids i semisòlids.

Spirochaetes és un dels pocs talls bacterians les característiques fenotípiques, donen compte de les seves relacions filogenètiques basades en anàlisi de 16S rARN.

Leptospira sp. By CDC / Rob Weyant, via Wikimedia Commons

Característiques generals

Algunes Spirochaetes pleomorfas de vida lliure, com Spirochaeta coccoides, no tenen les característiques ultraestructurals i etològiques el tall, però l'anàlisi de seqüència de gen 16S rARN les situa dins de la família Spirochaetaceae.

Són quimioorganotróficas, poden usar carbohidrats, aminoàcids, àcids grassos de cadena llarga o alcohols grassos de cadena llarga com a fonts de carboni i energia.

Depenent de l'espècie, poden créixer en condicions anaeròbiques, microaerofílicas, facultativament anaeròbiques o aeròbiques. Alguns són de vida lliure i altres tenen una associació específica amb l'hoste, que poden ser artròpodes, mol·luscs i mamífers, incloent els humans. Algunes espècies són conegudes per ser patògenes.

Aquests bacteris conformen un grup filogenèticament antic i ben diferenciat, més relacionat amb els tall Bacteoides i acidobacteri, que amb altres grups.

És un tall format únicament per la classe Spirochaetia i l'ordre Spirochaetales, el qual abasta quatre famílies que estan ben delineades: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae i leptospiràcia.

Són de forma allargada i enrotllada helicoïdalment (en forma de llevataps), amb una mida que oscil·la de 0,1 a a 3 micres de diàmetre i de 4 a 250 micres de longitud. Posseeixen una membrana externa formada per múltiples capes anomenada embolcall cel·lular o beina externa que envolta completament el cilindre protoplasmático.

Les cèl·lules tenen orgànuls interns de motilitat anomenats flagels periplásmicos. Aquests s'insereixen de manera interna a cada extrem de l'cilindre protoplasmático i s'estenen al llarg de la major part de la cèl·lula, superposant a la regió central

Sistema de locomoció amb flagels interns. By Lamiot, from Wikimedia Commons.

En el cas de la família leptospiràcia, els flagels periplásmicos no es superposen a les cèl·lules. El cilindre protoplásmico i els flagels estan tancats per una beina externa que té algunes característiques anàlogues a la membrana externa dels bacteris tinció de gramnegatius.

D'altra banda, Spirochaeta plicatilis, és una espècie de bacteris grans que té de 18 a 20 flagels periplásmicos inserits prop de cada extrem de l'cilindre protoplasmático.

sistemàtica

La filogènia de el tall Spirochaetes és el resultat d'anàlisi recents de les seqüències de el gen 16S rARN. En aquest tall es reconeix una sola classe, Spirochaetia, i un sol ordre, Spirochaetales.

L'ordre Spirochaetales comprèn quatre famílies que estan ben delineades: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae i leptospiràcia.

Spirochaetaceae

Els bacteris d'aquesta família són cèl·lules helicoïdals, de 0,1 a 3,0 micres de diàmetre i de 3,5 a 250 micres de longitud. Les cèl·lules no tenen extrems enganxats com els membres de la família leptospiràcia.

Els flagels periplásmicos s'insereixen de manera interna a cada extrem de la cèl·lula i s'estenen al llarg de la major part de la longitud de la cèl·lula superposada a la regió central.

L'àcid diamino present al peptidoglicà és L-ornitina. Són anaeròbic, facultativament anaeròbic, o microaerófilo. Són quimio-organotrófico.

Utilitzen carbohidrats i / o aminoàcids com a fonts de carboni i energia, però no utilitzen àcids grassos, ni alcohols grassos de cadena llarga.

Són de vida lliure o en associació amb animals, insectes i humans. Algunes espècies són patògenes. Les espècies examinades per l'anàlisi de seqüència de 16S rARN són diferents dels membres de les famílies Brachyspiraceae, Brevinemataceae i leptospiràcia.

Brachyspiraceae

Aquesta família conté un sol gènere, Brachyspira. Són bacteris de forma helicoïdal amb patrons d'enrotllament regulars. Les cèl·lules mesuren entre 2 i 11 micres per 0,2-0,4 micres.

Són unicel·lulars, però es poden observar parells i cadenes ocasionals de tres o més cèl·lules en cultius en creixement. Sota condicions de creixement desfavorables, es formen cossos esfèrics o rodons.

Tenen tinció de gramnegativa. Són anaeròbics obligatoris o aerotolerantes. Els extrems de les cèl·lules poden ser roms o punxeguts.

Les cèl·lules tenen una estructura típica de cèl·lules espiroquetes, que consisteix en una beina externa, un cilindre protoplasmático helicoïdal i flagels interns en l'espai entre el cilindre protoplasmático i la beina externa.

Les cèl·lules de l'gènere Brachyspira tenen de 8 a 30 flagels, depenent de l'espècie. El nombre de flagels generalment es correlaciona amb la mida de la cèl·lula, de manera que les espècies de cèl·lules més petites tenen menys flagels.

Els flagels s'uneixen de forma interna, en nombres iguals a cada extrem de la cel·la, s'emboliquen al voltant de l'cilindre protoplásmico i els seus extrems lliures es superposen en el centre de les cel·les.

Creix entre 36 i 42 ° C, amb una temperatura òptima de 37 a 39 ° C. Són quimioorganotrófico, utilitzant diversos carbohidrats per al creixement. Posseeix oxidasa per reduir l'oxigen molecular.

Brevinemataceae

Aquesta família conté un sol gènere, Brevinema. Les cèl·lules són de forma helicoïdal i tenen un diàmetre de 0,2 a a 0,3 micres per una longitud de 4 a 5 micres, mostrant una o dues voltes helicoïdals amb longituds d'ona irregulars que van des de 2 a 3 micres.

Posseeixen flagels periplásmicos enfundats que li confereixen mobilitat a les cèl·lules per flexió, rotació i translació. No tenen túbuls citoplasmàtics. Són microaerófilo, associat a l'hoste.

leptospiràcia

Són cèl·lules de conformació helicoïdal destra, que poden mesurar de 0,1 a a 0,3 micres de diàmetre i de 3,5 a 20 micres de longitud. Les cèl·lules no mòbils tenen puntes enganxades, mentre que les cèl·lules activament mòbils tenen un extrem anterior en espiral i un ganxo a l'extrem posterior de la cèl·lula.

Posseeixen un flagell periplásmico que s'insereix internament a cada extrem de la cèl·lula, però que poques vegades es superposa al centre de la cel·la. Els flagels periplásmicos es troben al llarg de l'eix helicoïdal.

El diaminoácido present en peptidoglicà és un àcid e-diaminopimélico. Són organismes aerobis obligats o microaerofílics. Són quimioorganotroficos.

Utilitzen els àcids grassos de cadena llarga i alcohols grassos, com carboni i fonts d'energia. Són de vida lliure o en associació amb hostes animals i humans. Algunes espècies són patògenes.

patogènia

La majoria de les espècies de tall Spirochaetes no són patògens, però ressalten algunes espècies ben conegudes per la seva patogènia.

Treponema pallidum

És l'organisme causant de la sífilis. És un bacteri mòbil que generalment s'adquireix per contacte sexual proper i que penetra en el teixit de l'hoste a través del epiteli escamós o columnar.

La malaltia està caracteritzada per una àrea d'ulceració i inflamació primària a les àrees genitals, que es manifesta en una infecció primària. Etapes posteriors d'aquesta infecció es caracteritzen per erupcions maculopapulars i una possible resposta granulomatosa amb afectació de el sistema nerviós central.

Altres bacteris de l'gènere poden produir malalties no venèries, com la pinta (també coneguda com a malaltia blau, carate, empenyes, lota, mal de pinto i tina) produïda per Treponema carateum o el pian (o buba, guinyada, framboesia, frambèsia tròpica, polipapiloma tropicum o thymosis) produïda per Treponema pallidum ssp. pertenue.

Borrelia burgdorferi

Causa la malaltia de Lyme. Aquesta espècie té un nucli únic que conté un cromosoma lineal i plasmidis lineals. Les diferents espècies de Borrelia són transmeses per espècies particulars de paparres de l'gènere Ornithodoros (Argasidae) en diferents parts de món.

Aquestes paparres es troben en àrees de llençols seques i matolls, particularment prop de caus de rosegadors, coves, piles de fusta i arbres morts, o en esquerdes en parets o sostres i sota dels pisos de fusta, en qualsevol lloc habitat per petits rosegadors.

Les espècies reservoris són vertebrats com rates, ratolins, esquirols, gossos i aus. Les paparres ingereixen la Borrelia sp. a l'xuclar la sang d'animals o humans infectats.

S'alimenten a la nit, al menys durant 30 minuts abans de tornar als seus refugis. La infecció ocorre per la picada, a través de la saliva infectada o per la contaminació de les membranes mucoses amb líquid coxal infectat.

Aquests bacteris no s'excreten en la femta de les paparres. Les paparres romanen infectades de per vida, fins i tot mentre no tinguin sang durant 7 anys. Poden transmetre horitzontalment entre mascles i femelles; o verticalment, per femelles al seu progenie.

Lesió cutània de la malaltia de Lyme produïda per la mossegada d'una paparra infectada de Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae). By Photo Credit: James GathanyContent Providers (s): CDC / James Gathany, via Wikimedia Commons

En etapes inicials, la malaltia de Lyme es presenta com una lesió cutània distintiva anomenada eritema migratori, també anomenat eritema crònic migratori. La lesió primerenca es caracteritza per una àrea expansiva d'erupció vermella, sovint amb un centre pàl·lid (ull de bou) en el lloc de la picada de la paparra.

Si no es tracta, pot ocórrer una artritis erosiva similar a l'artritis reumatoide i, eventualment, encefalitis crònica progressiva i encefalomielitis. Altres bacteris de l'gènere, com B. duttonii, B. hermsii i B. dugesi, poden causar febre endèmica recurrent.

Leptospira

L'agent causant de la leptospirosi, una malaltia febril que es pot complicar en meningitis asèptica si no es tracta. Els símptomes d'infecció inclouen febre, calfreds i mal de cap, amb presentació ocasional d'icterícia.

Els organismes poden propagar-se a través d'animals, aigua o terra contaminada per l'orina de gossos, rates o bestiar. Els animals poden romandre com a vectors asimptomàtics durant anys, i els organismes poden romandre viables després de desprendre durant setmanes o mesos.

L'adquisició de malalties és més comú després de fortes pluges o inundacions. El període d'incubació pot ser de fins a 1 mes.

referències

1. Actor, JK (2012). Clinical Bacteriology. En: lsevier 's Integrated Review Immunology and Microbiology (Second Edition). Pp 105-120.
2. Krieg, NR, J, T. Staley, DR Brown, BP Hedlund, BJ Paster, NL Ward, W. Ludwig i WB Whitman. (2010) Bergey 's Manual of Systematic Bacteriology: Volume 4: The Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), acidobacteri, fibrobàcter, Fusobacteria, Dictyoglomi, gemmatimonadet, Lentisphaerae, verrucomicrobi, Chlamydiae, and Planctomycetes. USA.
3. Gupta, RS, Mahmood, S i Adeolu, M. (2013). A phylogenomic and molecular signature based approach for characterization of the phylum Spirochaetes and its major clades: proposal for a Taxonomic revisió of the phylum. Fronters in Microbiology, 4: 217.
4. Spirochaetes. (2018). Viquipèdia L'enciclopèdia lliure. Data de consulta: 14:21, octubre 10, 2018 des de: es.wikipedia.org.
5. Tilly, K, Rosa, PA i Stewart, PE 2008. Biology of Infection with Borrelia burgdorferi. Infectious Disease Clinics of North America, 22 (2): 217-234.