BAKTEROIDETES: OBECNÉ VLASTNOSTI A SYSTEMATICKÉ - BIOLOGIE - 2025

Bakteroidetes je jedním z fyla, ve kterém jsou bakterie klasifikovány. Toto kmen zahrnuje čtyři třídy (Bacteroidia, Flavobacteria, Sphingobacteria a Cytophagia) a více než 7 000 různých druhů, které kolonizovaly všechny typy stanovišť na Zemi.

Jsou přítomny v půdách, aktivovaném kalu, rozkládajícím se rostlinném materiálu, kompostu, oceánech, sladké vodě, řasách, mléčných výrobcích a nemocných zvířatech. Distribuováno v mírných, tropických a polárních ekosystémech. Bakteroidety izolované na otevřených stanovištích patří hlavně do tříd Flavobacteria, Cytophagia a Sphingobacteria.

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

Bakteroidety jsou důležitou součástí střevního traktu člověka a ostatních savců a ptáků. U lidí zasahují do aktivace imunitního systému a do výživy prostřednictvím degradace polysacharidů a uhlohydrátů, které vytvářejí vedlejší produkty, reabsorbované hostitelem, které tvoří důležitý zdroj energie.

Druhy bakterií Bacteroidetes jsou většinou nepatogenní, s výjimkou rodu Bacteroides, tvořené oportunními patogeny, a některé Flavobacteriaceae, patogenní pro člověka, jiné savce, sladkovodní ryby nebo mořské ryby.

vlastnosti

Bakterie zařazené do tohoto kmene mají společnou evoluční historii a širokou morfologickou, fyziologickou a ekologickou rozmanitost. Mohou to být krátká nebo dlouhá, rovná, vřetenovitá nebo tenká vlákna. Jsou gramnegativní a netvoří endospory.

Mohou být fakultativní anaerobní nebo přísně aerobní. Mohou být nemobilní, bičí nebo pohybovat posuvným pohybem.

Jsou chemoorganotrofní, aerobní nebo fakultativně anaerobní s respiračním metabolismem, i když existují některé druhy s fermentačním metabolismem.

Systematický

Phylum Bacteroidetes, také známé jako skupina Cytophaga-Flexibacter-Bacteroides, zahrnuje čtyři třídy: Bacteroidia, Flavobacteria, Sphingobacteria a Cytophagia, které sdružují více než 7000 různých druhů.

V předchozích klasifikacích obsahoval kmen Bacteroidetes tři třídy (Bacteroidia, Flavobacteriia a Sphingobacteriia). Avšak novější studie, založené na sekvenční analýze genu 16S rRNA, ospravedlňují vznik čtvrté třídy v tomto kmeni, Cytophagia.

Do této nové třídy je zahrnuto mnoho rodů dříve zařazených do čeledí Flexibacteraceae, Flammeovirgaceae a Crenotrichaceae. Proto kmen Bacteroidetes zahrnuje alespoň čtyři fylogenetické skupiny, které jsou dobře vymezeny.

Třída I. Bakteroidie

Tato třída zahrnuje jednu objednávku zvanou Bacteroidales. Objednávka v současné době zahrnuje pět rodin: Bacteroidaceae, Marinilabiliaceae, Porphyromonadaceae, Prevotellaceae a Rikenellaceae.

Je zastoupena ve více než 850 druzích. Buňky této třídy jsou rovné, vřetenovité nebo tenké tyčinky nebo kokobacily s gramnegativním zbarvením. Netvoří spory.

Jsou primárně anaerobní, i když některé jsou fakultativně anaerobní. Kvasí jednoduché uhlohydráty vytvářející butyrát jako produkt fermentace, ačkoli mohou degradovat proteiny a jiné substráty. Nejsou mobilní nebo mobilní posuvným.

Třída II. Flavobakterie

Třída Flavobacteria zahrnuje jediný řád zvaný Flavobacteriales. Objednávka v současné době zahrnuje tři rodiny: Flavobacteriaceae, Blattabacteriaceae a Cryomorphaceae. Toto představuje největší třídu bakterioidních kmenů, která sdružuje více než 3 500 druhů.

Buňky jsou tyčinky nebo filamenty, které netvoří spory, jsou gramnegativní, bez plynových váčků a intracelulárních granulí. Obvykle se násobí binárním štěpením.

Členové čeledi Blattabacteriaceae jsou intracelulární symbionty hmyzu. Rodiny Flavobacteriaceae a Cryomorphaceae jsou tvořeny aerobními nebo fakultativně anaerobními chemoorganotrofními bakteriemi s respiračním metabolismem, i když existují některé druhy s fermentačním metabolismem.

Nejsou mobilní. Mnoho členů těchto rodin vyžaduje pro růst NaCl nebo soli z mořské vody.

Členové čeledi Flavobacteriaceae jsou rozšířeni v půdě nebo ve sladké, brakické nebo mořské vodě v mírných, tropických nebo polárních oblastech, zatímco členové čeledi Cryomorphaceae jsou dosud omezeni na nízkoteplotní mořská stanoviště.

Někteří členové rodiny Flavobacteriaceae jsou patogeny pro člověka, ryby nebo obojživelníky.

Třída III. Sfingobakterie

Tato třída zahrnuje pouze řád Sphingobacteriales, který seskupuje tři čeledi (Sphingobacteriaceae, Chitinophagaceae a Saprospiraceae), 29 rodů a 787 druhů.

Bakterie této třídy jsou ve tvaru tyčinky. Jsou nemotilní, nesporulující a mají gramnegativní barvení. Aerobní nebo fakultativně anaerobní růst.

U některých členů s omezenou fermentační kapacitou. Některé rody, zejména Sphingobacterium, obsahují vysoké koncentrace sfingofosfolipidů jako buněčných lipidových složek.

Třída IV. Cytofágie

Tato třída zahrnuje pouze řád Cytophagales a některé další fylogenetické skupiny, které jsou považovány za řády incertae sedis, tak pojmenované označují neschopnost umístit je přesně do této klasifikace.

Buňky této třídy mohou být krátké nebo dlouhé pruty nebo vlákna. Některé rody tvoří prsteny, cívky nebo buňky ve tvaru S. Nevyrábají spory, s výjimkou rodu Sporocytophaga. Jsou mobilní posuvným nebo ne mobilním. Jediný rod s bičíkem je Balneola. Gram-negativní barvení.

Růst je obvykle přísně aerobní, ale u některých končetin dochází k mikroaerobnímu a anaerobnímu růstu. Jsou chemoorganotropní. Jsou široce distribuovány v přírodě.

Některé rody jsou mořské organismy, které pro svůj růst vyžadují soli mořské vody. Většina druhů je mezofilních, ale jsou zde psychrofilní a termofilní členové.

Střevní mikrobiota

Bakteroidety kolonizovaly různé části gastrointestinálního traktu u lidí. Nacházejí se také v mikrobiotě jiných savců, jako jsou ostnokožci, myši, psi, prasata a přežvýkavci; od domácích a volně žijících ptáků, jako jsou kuřata, krůty, husy a pštrosi; a u bezobratlých, jako jsou stonožky a termiti.

Mutualismus

Většina bakterií má vzájemný vztah se svými hostiteli. U lidí interagují s imunitním systémem, který produkuje aktivaci reakcí zprostředkovaných T buňkami a řídí kolonizaci potenciálních patogenních bakterií.

Tyto bakterie obecně produkují butyrát jako konečný produkt fermentace, který má antineoplastické vlastnosti, a proto hraje důležitou roli při udržování zdraví střev.

Metabolismus žlučových kyselin

Účastní se také metabolismu žlučových kyselin a transformace toxických a / nebo mutagenních sloučenin. Přispívají k degradaci polysacharidů v tlustém střevě, což jsou molekuly, které savci obtížně degradují, odolné vůči působení trávicích enzymů.

Bakteriální fermentace těchto polysacharidů vede k uvolňování těkavých mastných kyselin s krátkým řetězcem (zejména acetátu, propionátu a butyrátu), které jsou hostitelem reabsorbovány. Tyto střevní bakterie proto pomáhají hostiteli získat energii ze žáruvzdorných zdrojů uhlohydrátů.

Sběr energie

U všemocných savců, zejména u lidí, představuje tento dodatečný zdroj energie 7% až 10% denní dávky.

U potkanů ​​bylo prokázáno, že zvířata zbavená klíčků vylučují o 87% více kalorií ve stolici než jejich normální protějšky, a pro udržení své tělesné hmotnosti potřebují jíst o 30% více potravy.

Proto je přítomnost střevní mikrobioty nezbytná pro optimální absorpci energie ze stravy.

Reference

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. a M. Göker. (2016). Genonomická taxonomická klasifikace bakterií. Frontiers in Microbiology, 7: 2003.
2. Přispěvatelé Wikipedie. Bacteroidetes. Wikipedia, The Encyclopedia, 2017. K dispozici na adrese es.wikipedia.org
3. Johnson, EL, Heaver, SL, Walters, WA a Ley, RE (2017). Mikrobiom a metabolické onemocnění: revize bakteriálního kmene 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 a WB Whitman. (2010) Bergey's Manual of System Bacteriology: Svazek 4: Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, Fibrobacteres, Fusobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamyomycetes. POUŽITÍ.
5. Thomas, F. Hehemann, JH, Rebuffet, E., Czjzek, M. a Michel, G. 2011. Environmentální a střevní bakterie: The Food Connection. Hranice v mikrobiologii 2:93.