МИКОБАКТЕРИИ: ХАРАКТЕРИСТИКА, МОРФОЛОГИЯ И ПАТОГЕНЕЗ - БИОЛОГИЯ - 2025

Mycobacterium - это род бактерий, для которых, помимо прочего, характерно то, что они имеют форму палочки и не окрашиваются должным образом методом окрашивания по Граму. Он представляет собой большую группу довольно разнородных бактерий, которые во многих случаях являются патогенами для человека.

Микобактерии обладают определенными характеристиками, которые делают их объектом интереса для всех специалистов в области микробиологии. Однако есть виды, многие аспекты которых до сих пор неизвестны, включая конкретные условия, которые необходимы им для возникновения какой-либо патологии. В связи с этим было проведено множество исследований, чтобы попытаться выяснить это.

Бактериальные клетки Mycobacterium tuberculosis. Источник: NIAID (Mycobacterium tuberculosis Bacteria), через Wikimedia Commons.

Среди болезней, вызываемых бактериями рода Mycobacterium, есть два, от которых в течение многих лет уносили тысячи смертей: туберкулез и проказа. Первый вызывается Mycobacterium tuberculosis, а второй - Mycobacterium leprae. Благодаря своему патогенному потенциалу они, пожалуй, самые известные и изученные микобактерии.

Напротив, есть и другие, совершенно неизвестные. Однако в целом род Mycobacterium рассматривается как группа бактерий с хорошо выраженными общими и частными характеристиками. Это делает их одними из самых интересных организмов в области бактерий.

таксономия

Таксономическая классификация рода Mycobacterium выглядит следующим образом:

Домен: бактерии

Тип: Актинобактерии.

Отряд: Actinomycetales

Подотряд: Corynebacterineae

Семья: Mycobacteriaceae

Род: Mycobacterium.

Морфология

Бактерии, принадлежащие к роду Mycobacterium, имеют форму удлиненного стержня. Его размеры: 0,2 - 0,04 мкм в ширину и 2 - 10 мкм в длину. У одних видов края закругленные, у других - прямые.

Все они имеют довольно сложную клеточную стенку. Эта сложность отличает его от остальных прокариотических организмов. Среди его наиболее выдающихся характеристик - обилие липидов, известных как миколиновые кислоты.

Точно так же в клеточной стенке они содержат пептидогликан, называемый липоарабиноманнаном, который связан через связи типа фосфодиэфира с полисахаридом, называемым арабиногалактаном.

Сложность клеточной стенки бактерий, принадлежащих к роду Mycobacterium, заключается в связях, которые устанавливаются между молекулами липоарабиноманнана, арабиногалактана и миколовой кислоты.

Бактериальные клетки этого рода обычно не имеют ресничек или жгутиков.

Геном микобактерий ограничен одной кольцевой хромосомой, которая состоит из последовательности нуклеотидов, причем цитозин и гуанин составляют 65% от общего количества.

Количество генов будет зависеть от вида, о котором вы говорите. Например, Mycobacterium tuberculosis имеет один из самых длинных геномов, известных на сегодняшний день.

Общие характеристики

Медленно растет

Большинство видов, составляющих этот род, растут медленно. Это означает, что им нужно более 7 дней для образования наблюдаемых колоний в культурах.

Единственным исключением являются Mycobacterium smeagmatis и Mycobacterium fortuitum, которые показали быстрый рост.

Они аэробные

Бактерии, составляющие этот род, отличаются аэробностью. Это означает, что им обязательно нужна среда с большим количеством кислорода, чтобы они могли нормально развиваться и выполнять различные метаболические процессы.

Они кислотно-спиртоустойчивые

Род Mycobacterium имеет особенность, заключающуюся в том, что составляющие его виды устойчивы к обесцвечиванию под воздействием кислот или спиртов.

В различных процедурах окрашивания одним из основных этапов является обесцвечивание с использованием кислотных веществ или спиртов. В случае микобактерий, они не могут быть обесцвечены этим методом. В основном это связано с присутствием миколиновых кислот в клеточной стенке, которые обеспечивают низкое всасывание.

Они каталазно-положительные

Все представители рода Mycobacterium синтезируют фермент каталазу. Этот фермент воздействует на перекись водорода (H ₂ O ₂ ) и расщепляет ее на кислород и воду с последующим выделением пузырьков.

Это свойство очень важно, так как вместе с другими тестами оно позволяет идентифицировать бактерии на экспериментальном уровне.

Есть некоторые виды, такие как Mycobacterium tuberculosis, которые продуцируют каталазу, называемую термостабильной, которая продолжает выполнять свои функции после превышения температуры 68 ° C в течение примерно 20 минут.

Они способны производить пигменты

Микобактерии обладают способностью производить пигменты в присутствии или в отсутствие света.

Те, в которых свет вызывает производство пигментов, известны как фотохромные. Яркими примерами бактерий этого типа являются Mycobacterium kansasii, Mycobacterium simiae и Mycobacterium marinum.

Напротив, те, которые производят пигменты в отсутствие света, называются скотохромогенами. К ним относятся: Mycobacterium scrofulaceum, Mycobacterium szulgai и Mycobacterium flavescens.

Имеет способность уменьшать нитраты

Некоторые бактерии-члены рода Mycobacterium синтезируют фермент, известный как нитраторедуктаза, который катализирует химическую реакцию, в которой нитраты восстанавливаются до нитритов:

NO ₃ ^- + 2 ë -------- NO ₂ + H ₂ O

Микобактерии, которые синтезируют этот фермент, включают, среди прочего, Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium kansasii, Mycobacterium fortuitum, Mycobacterium chelonae.

Окрашено по технике Ziehl Neelsen

Из-за строения их клеточной стенки микобактерии не могут быть окрашены в процессе окрашивания по Граму.

Однако их можно обрабатывать с помощью других процедур, таких как Ziehl Neelsen. При этом краситель подвергается предварительному нагреванию, чтобы он мог пройти через клеточную стенку, состоящую из миколиновых кислот (жирных кислот).

Позже его охлаждают водой, в результате чего жирные кислоты затвердевают, сохраняя краситель. Наконец, добавляется метиленовый синий, чтобы создать контраст между кислотоустойчивыми бактериальными клетками и теми, которые не являются таковыми.

Синтезировать фермент уреазу

Различные виды бактерий, принадлежащих к роду Mycobacterium, синтезируют фермент, известный как уреаза, который катализирует реакцию, в которой мочевина гидролизуется с образованием аммиака и диоксида углерода.

Среди этих бактерий можно упомянуть Mycobacterium bovis, Mycobacterium africanum и Mycobacterium malmoense.

Температура роста

В зависимости от вида микобактерий температура роста варьируется. Однако можно констатировать, что большинство из них оптимально растут при температуре 37 ° C.

Точно так же есть исключения: например, Mycobacterium marinum и Mycobacterium haemophilum требуют для развития температуры 30 ° C, а Mycobacterium thermoresistibile - при 52 ° C.

патогенез

Не все виды микобактерий представляют угрозу для живых существ, особенно для человека.

Среди микобактерий, которые являются строго патогенными, можно упомянуть Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, Mycobacterium bovis и Mycobacterium africans.

Напротив, некоторые из них являются случайными патогенами. Это означает, что для возникновения патологии им требуются определенные условия, такие как иммуносупрессия хозяина. К ним относятся Mycobacterium xenopi, Mycobacterium abscessus и Mycobacterium chelonae.

Патогенетический процесс этих бактерий в целом следующий: бактерия попадает в кровоток, и сразу же активируются защитные механизмы иммунной системы, в частности макрофаги. Это клетки, которые специализируются на фагоцитозе чужеродных агентов.

Попав внутрь макрофага, с помощью различных биохимических стратегий выживания, бактерия избегает смертельной активности лизосом (разновидность мешочков, содержащих литические ферменты) и начинает воспроизводиться и распространяться, вызывая поражения в различных тканях.

Факторы вирулентности

Факторы вирулентности - это элементы, которые следует учитывать при развитии бактериальной инфекции, поскольку именно они определяют способность бактерии проникать в хозяина и вызывать некоторую патологию.

В случае микобактерий факторы вирулентности выполняют несколько функций:

• Содействовать проникновению и размножению бактерий в клетках-хозяевах.
• Вмешиваться в естественные защитные механизмы хозяина, чтобы бактерии не пострадали.

Среди наиболее известных и изученных факторов вирулентности микобактерий можно отметить фактор кордона, сульфатиды и липоарабский маннан.

Ссылки

1. Олдервик, Л., Харрисон, Дж., Ллойд, Г. и Берч, Х. (2015, август). Клеточная стенка микобактерий - пептидогликан и арабиногалактан. Перспективы Колд-Спринг-Харбор в медицине. 5 (8).
2. Биология микобактерий. Получено с: fcq.uach.mx
3. Империале Б., Морсилло Н. и Бернарделли А. (2007). Фенотипическая идентификация микобактерий. Биохимия и клиническая патология. 71 (2). 47-51
4. Микобактериальные инфекции. Получено с: medlineplus.gov
5. Получено с: microbewiki.com
6. Спецвыпуск: «Механизм патогенеза Mycobacterium tuberculosis». Получено с: mdpi.com
7. Получено из гигиены. edu.uy