DIPLOCOCCI: CHARAKTERISTIKA, MORFOLOGIE, TYPY, PŘÍKLADY - BIOLOGIE - 2025

Diplokoky jsou bakterie okrouhlý nebo vejcovitý normálně drženy v párech po buněčném dělení. Zahrnují některé patogenní druhy, které mají velký lékařský a veterinární význam, a také mnoho méně studovaných volně žijících druhů.

Diplococci nejsou monofyletická skupina, to znamená, že evolučně nepocházejí od exkluzivního společného předka. Proto neobdrží vědecké jméno, které se používá pro všechny společně.

Zdroj: Fotografický kredit: Poskytovatelé obsahu: CDC / Dr. Norman Jacobs

Mezi lidská onemocnění způsobená bakteriemi klasifikovanými jako diplococci patří artritida, bronchitida, celulitida, konjunktivitida, erysipelas a další kožní stavy, nekrotizující fasciitida, šestinedělí horečka, gangréna, respirační infekce (pneumonie a další), meningitida, myokarditida, otitis media, septikémie, sinusitida a negonokoková uretritida (kapavka).

Charakteristika a morfologie

Na základě jejich tvaru lze bakterie rozdělit do tří hlavních typů:

- Sférické nebo vejčité (koky)

- Válcové tyče (bacily)

- Zakřivené nebo spirálové tampony (spirillae a spirochetes).

Rozlišují se také: krátké pruty (coccobacilli); zakřivené tyče (vibrace); buňky neurčitého nebo variabilního tvaru (pleomorfní bakterie).

Po buněčném dělení se koky mohou objevit jako izolované bakterie nebo jako páry nebo skupiny bakterií spojené. V posledně uvedeném případě je lze podle způsobu seskupení rozdělit na sudé koky (diplococci), řetězové koky (streptococci) nebo shlukové koky (staphylococci).

Vzhled diplococci a staphylococci je způsoben buněčným dělením v jedné rovině. Vzhled streptokoků je způsoben buněčným dělením ve více rovinách.

Diplococci, staphylococci a streptococci jsou mírně zploštěni na jejich sousedních površích. Proto se u diplococů často říká, že mají vzhled spojených kávových zrn (stejně jako se tyto fazole nacházejí uvnitř ovoce).

Důkaz, že v bakteriích může být seskupené uspořádání buněk konvergentní, existují také diplobacily, což jsou bacily, ve kterých, podobně jako diplococci, zůstávají dvě buňky produkované stejným buněčným dělením jednotné.

Historie termínu diplococcus

V roce 1881 objevil G. Sternberg pneumokok s názvem „Micrococcus Pasteuri“. Ve stejném roce jej identifikoval L. Pasteur a označil jej jako „microb septicèmique du salive“.

V současnosti rod Micrococcus (Cohn, 1872) zůstává v platnosti, ale používá se pro jiné druhy bakterií, které s pneumokokem úzce nesouvisejí. Podobně platí, že specifické epithet pasteuri se vztahují na jiné druhy bakterií.

V 1886, A. Weichselbaum razil jméno Diplococcus pneumoniae pro pneumococcus. Teprve v roce 1920 však toto vědecké jméno přijala Společnost amerických bakteriologů.

V roce 1974 byl pneumokok rekultivován na rod Streptococcus na základě jeho charakteristiky tvorby řetězových koků při kultivaci v kapalném médiu. Od té doby je znám jako Streptococcus pneumoniae. Molekulární fylogeneze podporují pneumokok patřící do rodu Streptococcus, který zahrnuje další patogenní druhy.

Diplococcus se již nepoužívá jako vědecké jméno. Neformální termín „diplococcus“ znamená bakterie různého evolučního původu a různé biologie, které mají společnou charakteristiku seskupování v párech.

ID

Diplococcal status je nezajímavý rys, který je, stejně jako jiné rozlišovací znaky, užitečný při identifikaci určitých druhů bakterií způsobujících onemocnění.

Prvním krokem v identifikaci bakterií je stanovení morfologie a toho, zda existuje agregované uspořádání jejich buněk. Jedním z výsledků tohoto prvního kroku může být zjištění, že bakterie jsou diplococci. Konečná identifikace však ve většině případů závisí na dalších fenotypových a genotypových vlastnostech.

Pneumonie s hnisavým sputem může být způsobena diplococcus (Streptococcus pneumoniae). Orální bakteriální flóra však obsahuje další diplococci. Charakteristickým znakem diplocoku je nedostatečná identifikace S. pneumoniae.

U mužů může přítomnost gramnegativních koků v uretrálních sekrecích diagnostikovat kapavku. U žen však může děložní hrdlo obsahovat gramnegativní koky, které nezpůsobují kapavku, a proto je nutné diagnostikovat onemocnění jinými bakteriálními charakteristikami.

Coccobacilli rodu Acinetobacter přijímají výskyt diplococci v tělesných tekutinách a kultivačních médiích. Kvůli tomuto vzhledu mohou být zaměňovány s druhy Neisseria, které způsobují kapavku, meningitidu a septikémii. Tomuto problému se lze vyhnout, protože Acinetobacter neprodukuje oxidázy a Neisseria ano.

Typy

Diplococci mohou být buď gram-pozitivní nebo gram-negativní. První si získají intenzivní modrou barvu, když si zachovají fialovou skvrnu Gramovy skvrny. Ten získává světle růžovou barvu tím, že si nezachovává uvedené barvivo.

Gramovo barvení je postup navržený v roce 1844 dánským lékařem Hansem Christianem Gramem (1853–1938), který odhaluje rozdíly mezi bakteriemi, pokud jde o strukturální a biochemické vlastnosti jejich buněčných stěn. Tyto vlastnosti pomáhají seskupovat bakterie do různých taxonomických a funkčních kategorií.

Zadržení modré barvy je způsobeno skutečností, že bakterie mají silnou buněčnou stěnu, která zabraňuje pronikání rozpouštědel. Získání růžové barvy je způsobeno tím, že bakterie mají tenkou buněčnou stěnu, která umožňuje, aby rozpouštědlo proniklo a odstranilo fialové barvivo. Gramovo barvení je dalším počátečním krokem v identifikaci bakterií.

Gram-pozitivní bakterie jsou citlivější než gram-negativní bakterie na peniciliny, kyseliny, jód a bazické sloučeniny, což má zjevně terapeutické důsledky.

Příklady

Moraxella catarrhalis

Moraxella (Branhamella) catarrhalis. Je to gram-negativní kokos. Dříve se tomu říkalo Micrococcus catarrhalis nebo Neisseria catarrhalis. Až 75% dětí jsou dopravci. Naopak pouze 1–3% zdravých dospělých osob je.

Před sedmdesátými léty to bylo považováno za komensální bakterie horních cest dýchacích. Následně byl považován za běžný a důležitý patogen uvedeného traktu.

Taxonomicky patří do čeledi Moraxellaceae, řádu Pseudomonadales, třídy Gammaproteobacteria, Chlorobi phylum, domény Bacteria.

Neisseria gonorrhoeae

Neisseria gonorrhoeae a N. meningitides. Jsou to gram-negativní koky. Lidé jsou jediné známé nádrže.

N. gonorrhoeae je patogenní druh ve 100% případů. V případě N. meningitidis ho asi 20% populace nosí v krku. Polovina kmenů N. meningitidis není zapouzdřena, proto není patogenní.

Taxonomicky patří do rodiny Neisseriaceae, řádu Neisseriales, třídy Betaproteobacteria, Chlorobi phylum, domény Bacteria.

Streptococcus pneumoniae

Je to grampozitivní kokosový ořech, někdy tvořící krátké pruty. Je to jedna z nejlepších vědecky studovaných živých bytostí. Jedná se o běžného obyvatele nosohltanu u 5–10% dospělých a 20–40% dětí. Jedná se o velmi důležitý patogen, který představuje nejčastější příčinu zápalu plic.

Charakteristiky S. pneumoniae umožňují kolonizovat různé výklenky. Z nosohltanu se mohou dostat do dolních dýchacích cest, což způsobuje pneumokokovou lokální pneumonii. Tato kolonizace zase může být ohniskem invaze (bakterémie, septikémie) krve, ze které může procházet meningitidy (meningitida).

Taxonomicky patří do čeledi Streptococcaceae z řádu Lactobacillales, třídy Bacilli, z Firmicutes phylum, z oblasti bakterií.

Patologie

Moraxella catarrhalis

Nejčastěji u dětí a starších osob. Moraxella catarrhalis způsobuje oční infekce, otitis media, sinusitidu, tracheitidu, bronchitidu, pneumonii a bakterémii. U dospělých způsobuje chronické obstrukční plicní onemocnění.

U imunosuprimovaných pacientů to způsobuje meningitidu, endokarditidu a septikémii. U dětí a dospělých je příčinou respiračních infekcí v nemocnici.

Sinusitida je velmi častá infekce u malých dětí. M. catarrhalis je příčinou přibližně 20% případů. Akutní zánět středního ucha a infekce dolních cest dýchacích jsou také běžné u dětí, zejména u dětí mladších tří let.

Neisseria gonorrhoeae a N. meningitides

Neisseria gonorrhoeae (gonococcus) způsobuje kapavku, která se projevuje především jako hojné propouštění hnisavých sekretů z mužské a ženské močové trubice a ženského děložního hrdla. Časté jsou sekundární lokální komplikace, jako je epididymitida, salpingitida, rektální infekce, faryngeální infekce a zánětlivé onemocnění pánve.

Při nedostatečné léčbě se mohou objevit kožní léze, artritida, oftalmie, zánět jater, endokarditida, meningitida a horečka.

Neisseria meningitidis (meningococcus) je jedinou bakterií schopnou vyvolat ohniska pyogenní meningitidy. Tato ohniska vyžadují přenos mezi nosohltary blízkých lidí, a to buď přímým fyzickým kontaktem, nebo prostřednictvím kapek hlenu, které cestují vzduchem. V zemích třetího světa je ~ 10% případů fatálních.

Meningokoky mohou také způsobit konjunktivitidu, endokarditidu, bolest v krku, meningitidu, meningoencefalitidu, myokarditidu, perikarditidu, peritonitidu a akutní septikémii.

Streptococcus pneumoniae

Přirozeným stanovištěm Streptococcus pneumoniae (pneumococcus) je nosohltán, zejména dětský.

Infekce způsobené S. pneumoniae spadají do dvou kategorií: 1) invaze kůže a sliznice, jako je sinusitida, otitis media a konjunktivitida; 2) invazivní infekce, jako je bronchitida, pneumonie, bakterémie, meningitida, endokarditida, septická artritida a meningitida.

S. pneumoniae a N. meningitidis jsou hlavní příčiny bakteriální meningitidy, která obvykle způsobuje horečku, migrénu a ztuhlý krk.

V období před antibiotiky byla pneumonie způsobená S. pneumoniae běžná a fatální. Tato pneumonie zůstává jedním z nejdůležitějších faktorů úmrtnosti afrických dětí.

Velký epidemiologický význam a nebezpečí této pneumonie určilo, že byly vyvinuty pneumokokové vakcíny.

Reference

1. Alcamo, IE 1996. Cliffsova rychlá recenze: mikrobiologie. Wiley, New York.
2. Basualdo, JA, Coto, CE, de Torres, RA 2006. Lékařská mikrobiologie. Redakční atlante, Buenos Aires.
3. Bauman, RW 2012. Mikrobiologie: s chorobami podle tělesného systému. Benjamin Cummings, Boston.
4. Bottone, EJ 2004. Atlas klinické mikrobiologie infekčních chorob, svazek 1, bakteriální látky. Parthenon, Boca Raton.
5. Brooks, GF, Butel, JS, Carroll, KC, Morse, SA 2007. Lékařská mikrobiologie Jewetz, Melnick & Adelberg. McGraw-Hill, New York.
6. Cimolai, N. 2001. Laboratorní diagnostika bakteriálních infekcí. Marcel Dekker, New York. Principy a praxe klinické bakteriologie
7. Garrity, GM, Brenner, DJ, Krieg, NR, Staley, JT 2006. Bergeyho příručka ^® systematické bakteriologie, druhé vydání, svazek dva, proteobakterie, část A, úvodní eseje. Springer, Cham.
8. Gillespie, SH, Hawkey, PM 2006. Principy a praxe klinické bakteriologie. Wiley, Chichester.
9. Holmes, KK, Sparling, PF, Stamm, WE, Piot, P., Wasserheit, JN, Corey, L., Cohen, MS, Watts, DH 2008. Sexuálně přenosné nemoci. McGraw-Hill, New York.
10. Leboffe, MJ, Pierce, BE 2011. Fotografický atlas pro mikrobiologickou laboratoř. Morton, Englewood.
11. Levinson. W. 2016. Přehled lékařské mikrobiologie a imunologie. McGraw-Hill, New York.
12. Sternberg, GM 1886. Na Micrococcus pasteuri (Sternberg). Journal of Royal Microscopical Society, 6, 391–396.
13. Talaro, KP, Talaro, A. 2002. Základy v mikrobiologii. McGraw-Hill, New York.
14. Török, E., Moran, E., Cooke, FJ 2017. Oxfordská příručka infekčních chorob a mikrobiologie. Oxford University Press, Oxford.
15. Tortora, GJ, Funke, BR, Case, CL 2010. Mikrobiologie: úvod. Benjamin Cummings, San Francisco.
16. Watson, DA, Musher, DM, Jacobson, JW, Verhoef, J. 1993. Stručná historie pneumokoku v biomedicínském výzkumu: řada vědeckých objevů. Klinické infekční choroby, 17, 913–924.