MYCOBACTERIUM: CHARAKTERISTIKA, MORFOLOGIE A PATOGENEZE - BIOLOGIE - 2025

Mycobacterium je rod bakterií, které se mimo jiné vyznačují tím, že jsou ve tvaru tyčinky a ne odpovídajícím způsobem barveny metodou Gramova barvení. Představuje velkou skupinu bakterií, docela heterogenních, že v mnoha případech jsou patogeny pro člověka.

Mykobakterie mají určité vlastnosti, díky nimž jsou předmětem zájmu všech odborníků v oboru mikrobiologie. Existují však druhy, jejichž mnoho aspektů je stále neznámých, včetně specifických podmínek, které jsou pro ně nutné k vytvoření patologie. Kvůli tomu existuje mnoho studií, které byly vzneseny, aby se pokusily objasnit to.

Bakteriální buňky Mycobacterium tuberculosis. Zdroj: NIAID (Mycobacterium tuberculosis Bacteria), prostřednictvím Wikimedia Commons

Mezi nemoci, které jsou způsobeny bakteriemi rodu Mycobacterium, patří dva, kteří již roky trpí tisíci úmrtí: tuberkulóza a malomocenství. První je způsoben Mycobacterium tuberculosis a druhý Mycobacterium leprae. Díky svému patogennímu potenciálu jsou pravděpodobně nejznámějšími a nejstudovanějšími mykobakteriemi.

Naopak, jsou tu i další úplně neznámí. Obecně se však na rod Mycobacterium dívá jako na skupinu bakterií s dobře vyznačenými společnými a zvláštními charakteristikami. Díky tomu jsou jedním z nejzajímavějších organismů v doméně bakterií.

Taxonomie

Taxonomická klasifikace rodu Mycobacterium je následující:

Doména: Bakterie

Phylum: Actinobacteria

Pořadí: Actinomycetales

Podřád: Corynebacterineae

Rodina: Mycobacteriaceae

Rod: Mycobacterium.

Morfologie

Bakterie patřící do rodu Mycobacterium jsou tvarovány jako podlouhlá tyč. Jeho rozměry jsou: 0,2 - 0,04 mikronů široké a 2 - 10 mikronů dlouhé. Některé druhy mají zaoblené hrany, zatímco jiné mají rovné hrany.

Všichni mají poměrně komplexní buněčnou zeď. Tato složitost ji odlišuje od zbytku prokaryotických organismů. Mezi jeho nejvýraznější vlastnosti patří množství lipidů známých jako kyseliny mykolové.

Podobně v buněčné stěně obsahují peptidoglykan nazývaný lipoarabinomannan, který je vázán vazbami fosfodiesterového typu na polysacharid zvaný arabinogalaktan.

Složitost buněčné stěny bakterií rodu Mycobacterium spočívá ve vazbách mezi lipoarabinomannanovými molekulami, arabinogalaktanem a kyselinou mykolovou.

Bakteriální buňky tohoto rodu obvykle nemají řasnatku nebo bičíky.

Genom mykobakterií je omezen na jediný kruhový chromozom, který je tvořen sekvencí nukleotidů, přičemž cytosin a guanin představují 65% z celkového počtu.

Počet genů bude záviset na druhu, o kterém mluvíte. Například Mycobacterium tuberculosis má jeden z nejdelších dosud známých genomů.

Obecné vlastnosti

Pomalu roste

Většina druhů, které tvoří tento rod, pomalu roste. To znamená, že generování pozorovatelných kolonií v kulturách trvá déle než 7 dní.

Jedinou výjimkou jsou Mycobacterium smeagmatis a Mycobacterium fortuitum, které vykazují rychlý růst.

Jsou aerobní

Bakterie, které tvoří tento rod, se vyznačují aerobií. To znamená, že nezbytně potřebují prostředí s velkou dostupností kyslíku, aby se mohli správně vyvíjet a provádět své různé metabolické procesy.

Jsou odolné vůči kyselinám a alkoholu

Rod Mycobacterium má zvláštnost, to znamená, že druhy, které jej obsahují, jsou odolné vůči zabarvení kyselinami nebo alkoholy.

V různých postupech barvení je jedním ze základních kroků odbarvení pomocí kyselých látek nebo alkoholů. V případě mykobakterií nemohou být touto metodou zbarveny. To je způsobeno hlavně mykolovými kyselinami přítomnými v buněčné stěně, které poskytují nízkou absorpci.

Jsou pozitivní na katalázu

Všichni členové rodu Mycobacterium syntetizují enzym katalázu. Tento enzym působí na peroxid vodíku (H ₂ O ₂) a rozkládá ho na kyslík a vodu s následným uvolněním bublin.

Tato vlastnost je velmi důležitá, protože spolu s dalšími testy umožňuje identifikaci bakterií na experimentální úrovni.

Existují některé druhy, například Mycobacterium tuberculosis, které produkují katalázu zvanou termostabilní, která po 20 minutách překračuje 68 ° C i nadále svoji funkci.

Jsou schopni vyrábět pigmenty

Mykobakterie mají schopnost vytvářet pigmenty, pokud jsou v přítomnosti nebo nepřítomnosti světla.

Ti, ve kterých světlo indukuje produkci pigmentů, se nazývají Photochromic. Jasným příkladem tohoto typu bakterií jsou Mycobacterium kansasii, Mycobacterium simiae a Mycobacterium marinum.

Naopak ty, které produkují pigmenty v nepřítomnosti světla, se nazývají scotochromogeny. Mezi ně patří: Mycobacterium scrofulaceum, Mycobacterium szulgai a Mycobacterium flavescens.

Má schopnost redukovat dusičnany

Některé z členských bakterií rodu Mycobacterium syntetizují enzym známý jako nitratoreduktáza, který katalyzuje chemickou reakci, při níž jsou dusičnany redukovány na dusitany:

NO ₃ ^- + 2 e -------- NO ₂ + H ₂ O

Mykobakteriemi, které syntetizují tento enzym, jsou mimo jiné Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium kansasii, Mycobacterium fortuitum, Mycobacterium chelonae.

Obarví technikou Ziehl Neelsen

Díky složení jejich buněčné stěny nelze mykobakterie barvit Gramovým barvením.

Mohou však být zpracovány jinými postupy, jako je Ziehl Neelsen. V tomto případě se zbarvení podrobí předchozímu zahřívání, takže může procházet buněčnou stěnou, která je složena z mykolových kyselin (mastných kyselin).

Později je ochlazena vodou, což způsobí, že mastné kyseliny ztuhnou a zachovají si barvivo. Nakonec se přidá methylenová modrá, aby se vytvořil kontrast mezi kyselinově rychlými bakteriálními buňkami a buňkami, které tak nejsou.

Syntetizujte enzymovou ureázu

Různé druhy bakterií rodu Mycobacterium syntetizují enzym známý jako ureáza, který katalyzuje reakci, při které je močovina hydrolyzována za vzniku amoniaku a oxidu uhličitého.

Z těchto bakterií lze uvést Mycobacterium bovis, Mycobacterium africanum a Mycobacterium malmoense.

Růstová teplota

V závislosti na druhu mykobakterie se teplota růstu mění. Lze však konstatovat, že většina z nich roste optimálně při teplotě 37 ° C.

Podobně existují výjimky, například Mycobacterium marinum a Mycobacterium haemophilum vyžadují, aby se vyvinula teplota 30 ° C, zatímco Mycobacterium thermoresistibile to činí při 52 ° C.

Pathogeny

Ne všechny mykobakteriální druhy představují ohrožení živých věcí, zejména člověka.

Mezi přísně patogenní mykobakterie lze uvést Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, Mycobacterium bovis a Mycobacterium africans.

Naopak, existují i ​​občasné patogeny. To znamená, že k vytvoření patologie vyžadují určité podmínky, jako je imunosuprese hostitele. Patří mezi ně Mycobacterium xenopi, Mycobacterium abscessus a Mycobacterium chelonae.

Patogenní proces těchto bakterií je obecně následující: bakterie vstupuje do krevního řečiště a okamžitě jsou aktivovány obranné mechanismy imunitního systému, konkrétně makrofágy. Jedná se o buňky, které se specializují na fagocytózu cizích látek.

Jakmile je uvnitř makrofága, prostřednictvím různých biochemických strategií přežití se bakterie vyhýbá letální aktivitě lysosomů (druh vaků, které obsahují lytické enzymy) a začíná se rozmnožovat a šířit a vytvářet léze v různých tkáních.

Faktory virulence

Faktory virulence jsou prvky, které je třeba brát v úvahu při vývoji bakteriální infekce, protože jsou to ty, které určují schopnost bakterie vstoupit do hostitele a generovat určitou patologii.

V případě mykobakterií plní faktory virulence několik funkcí:

• Podporovat vstup a reprodukci bakterií v hostitelských buňkách.
• Zasahují do přirozených obranných mechanismů hostitele, aby nedošlo k poškození bakterií.

Mezi nejznámější a studované virulentní faktory mykobakterií můžeme zmínit Cordon Factor, sulfatidy a lipananic manan.

Reference

1. Alderwick, L., Harrison, J., Lloyd, G. a Birch, H. (2015, srpen). Mycobacterial buněčná zeď - Peptidoglycan a Arabinogalactan. Perspektivy studeného jara v medicíně. 5 (8).
2. Biologie mykobakterií. Získáno z: fcq.uach.mx
3. Imperiale, B., Morcillo, N. a Bernardelli, A. (2007). Fenotypová identifikace mykobakterií. Biochemie a klinická patologie. 71 (2). 47-51
4. Mykobakteriální infekce. Citováno z: medlineplus.gov
5. Citováno z: microbewiki.com
6. Zvláštní vydání: "Mechanismus patogeneze Mycobacterium tuberculosis". Citováno z: mdpi.com
7. Získané z: hygiena. edu.uy