ลักษณะของโปรตีโอแบคทีเรีย, เชื้อย่อย, การเกิดโรค - ชีววิทยา

แบคทีเรียเป็นเชื้อแบคทีเรียประเภทที่มีขนาดใหญ่ที่มีความซับซ้อนและมีความหลากหลายในหมู่ prokaryotes ประกอบด้วยแบคทีเรียประมาณ 384 สกุลและแบคทีเรียแกรมลบ 1,300 ชนิดที่มีผนังเซลล์ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วย lipopolysaccharides

ในมนุษย์โปรตีโอแบคทีเรียมีอยู่ที่ผิวหนังช่องปากลิ้นและช่องคลอดนอกเหนือจากลำไส้และอุจจาระ โปรตีโอแบคทีเรียเป็นหนึ่งในไฟลาที่มีอยู่มากที่สุดในจุลินทรีย์ในลำไส้ของมนุษย์

กลุ่มเชื้ออีโคไล (Gammaproteobacteria) By Photo by Eric Erbe, Digital colorization โดย Christopher Pooley, ทั้ง USDA, ARS, EMU , ผ่าน Wikimedia Commons

การเพิ่มขึ้นของสัดส่วนปกติของแบคทีเรียในไฟลัมนี้เมื่อเทียบกับแบคทีเรียอื่น ๆ (Bacteroidetes และ Firmicutes) มีความเกี่ยวข้องกับโรคในลำไส้และระบบทางเดินอาหารโดยส่วนใหญ่มีฟีโนไทป์อักเสบ

Proteobacteria ประกอบด้วยเชื้อโรคหลายชนิดเช่น Brucella และ Rickettsia ซึ่งอยู่ในกลุ่ม Alphaproteobacteria, Bordetella และ Neisseria จากระดับ Betaproteobacteria, Escherichia, Shigella, Salmonella และ Yersinia จากชั้น Gammaproteobacteria และสุดท้าย Helicobacter จากชั้น คลาส Epsilonproteobacteria

นอกเหนือจากเชื้อโรคแล้วโปรตีโอแบคทีเรียในไฟลัมยังรวมถึงสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะร่วมกันเช่นแมลงเอนโดซิมไบออนที่เป็นภาระผูกพันรวมทั้งสกุล Buchnera, Blochmannia, Hamiltonella, Riesia, Sodalis และ Wigglesworthia

การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้ข้อสรุปว่าโปรตีโอแบคทีเรียทางชีวภาพมีวิวัฒนาการในกรณีส่วนใหญ่มาจากบรรพบุรุษที่เป็นปรสิตซึ่งสอดคล้องกับกระบวนทัศน์ที่ว่าแบคทีเรียซึ่งกันและกันมักมีวิวัฒนาการมาจากเชื้อโรค

ลักษณะเฉพาะ

แบคทีเรียของไฟลัมนี้มีความหลากหลายทางสัณฐานวิทยาทางสรีรวิทยาและนิเวศวิทยา ชื่อของมันได้มาจากเทพเจ้ากรีกโบราณแห่งท้องทะเล Proteus ผู้ซึ่งมีความสามารถในการสันนิษฐานในรูปแบบต่างๆมากมายโดยอ้างถึงความหลากหลายของรูปแบบของแบคทีเรียที่รวมอยู่ในแท็กซ่านี้

เซลล์สามารถอยู่ในรูปของบาซิลลัสหรือคอคซีโดยมีหรือไม่มีต่อมลูกหมากแฟล็กเจลหรือไม่ก็ได้และมีเพียงบางชนิดเท่านั้นที่สามารถสร้างเนื้อผลได้ พวกมันสามารถมีคุณค่าทางโภชนาการโฟโตโทรฟิกเฮเทอโรโทรฟิคและเคมีโมลิโธโทรฟิค

ไฟล์ย่อย

จากการวิเคราะห์ทางวิวัฒนาการของยีน 16S rRNA ไฟลัมโปรตีโอแบคทีเรียแบ่งออกเป็น 6 ชั้น ได้แก่ Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Deltaproteobacteria, Epsilonproteobacteria และ Zetaproteobacteria

คลาสทั้งหมดเป็นโมโนไฟเลติกยกเว้นกัมมาโปรโตแบคทีเรียซึ่งเป็นพาราฟีเลติกกับเบทาโปรโตแบคทีเรีย

Alphaproteobacteria

Alphaproteobacteria class ประกอบด้วยแบคทีเรีย 13 คำสั่ง พวกเขาสามารถใช้ลักษณะทางสัณฐานต่างๆเช่นก้านที่เต็มไปด้วยดวงดาวและเกลียว นอกจากนี้ยังสามารถสร้างลำต้นและตาซึ่งช่วยให้สามารถเพิ่มอัตราส่วนพื้นผิวต่อปริมาตรทำให้สามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่มีสารอาหารน้อย

Alphaproteobacteria แสดงกลวิธีการเผาผลาญที่หลากหลายเช่นการสังเคราะห์ด้วยแสงการตรึงไนโตรเจนการออกซิเดชั่นของแอมโมเนียและเมธิโลโทรฟี สิ่งมีชีวิตในเซลล์ในทะเลที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดรวมอยู่ในกลุ่มนี้

แบคทีเรียประเภทนี้หลายชนิดมีแนวโน้มที่จะนำวิถีชีวิตภายในเซลล์มาใช้เป็นผู้ที่มีส่วนร่วมกันของพืชหรือเชื้อโรคของพืชหรือสัตว์เช่น Rhizobim ซึ่งก่อตัวขึ้นกับรากของพืชบางชนิดหรือ Wolbachia ซึ่งเป็นปรสิตของยุงทั่วไป

Alphaproteobacteria ยังเกี่ยวข้องกับกลุ่มบรรพบุรุษที่ก่อให้เกิดไมโตคอนเดรียคือ Rickettsiales สกุลอื่น ๆ เช่น Rickettsia เป็นเชื้อโรค

เบทาโปรโตแบคทีเรีย

Betaproteobacteria เกิดจากแบคทีเรีย 14 คำสั่งที่นำเสนอรูปแบบและการเผาผลาญที่หลากหลาย พวกเขาสามารถเป็นแอโรบิคที่เข้มงวดหรือเชิงปัญญา

บางชนิดสามารถคีโมออโตโทรฟิคได้เช่นสกุล Nitrosomonas ซึ่งเป็นสารออกซิไดเซอร์แอมโมเนีย อื่น ๆ เป็นโฟโตโทรฟเช่น Rhodocyclus และ Rubrivivax ซึ่งใช้แสงเป็นแหล่งพลังงาน

Betaproteobacteria เข้าไปแทรกแซงการตรึงไนโตรเจนผ่านการออกซิเดชั่นของแอมโมเนียมทำให้เกิดไนไตรต์ซึ่งเป็นสารประกอบที่สำคัญมากในสรีรวิทยาของพืช

สิ่งมีชีวิตชนิดอื่นอาจก่อให้เกิดโรคในกลุ่มนี้เช่น Neisseriaceae (ซึ่งทำให้เกิดหนองในและเยื่อหุ้มสมองอักเสบ) Ralstonia เชื้อโรคพืชในกลางคืน (มะเขือเทศมันฝรั่ง) และ Burkholderia glumae ซึ่งทำให้เกิดความเสียหายต่อฝักใน การปลูกข้าว.

เดลตาโปรตีนแบคทีเรีย

Deltaproteobacteria กลุ่ม 7 คำสั่งของแบคทีเรียแกรมลบ พวกมันเป็นแบบไม่ใช้ออกซิเจนและมักแยกได้ในตะกอนของทะเลสาบหนองน้ำและเตียงทะเล เป็นสารลดซัลเฟตและมีส่วนร่วมในวัฏจักรกำมะถันตามธรรมชาติ

ชั้นนี้รวมถึงแบคทีเรียที่มาก่อนแบคทีเรียอื่น ๆ เช่นชนิดของสกุล Bdellovibrio และ Myxococcus Myxobacteria ปล่อยสปอร์และรวมกลุ่มในร่างกายที่มีผลหลายเซลล์ในสภาพแวดล้อมที่ จำกัด อาหาร สิ่งเหล่านี้เป็นกลุ่มแบคทีเรียที่ซับซ้อนที่สุด

Epsilonproteobacteria

epsilonproteobacteria มีแบคทีเรียแกรมลบเพียงลำดับเดียว มีรูปร่างเหมือนแท่งเกลียวบาง ๆ หรือโค้ง บางชนิดเป็นรูปแบบทางเดินอาหารของสัตว์บางชนิดเป็นปรสิตในกระเพาะอาหาร (Helicobacter spp.) หรือลำไส้เล็กส่วนต้น (Campylobacter spp.)

แบคทีเรียในกลุ่มนี้อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมแบบ microaerophilic หรือแบบไม่ใช้ออกซิเจนเช่นช่องระบายความร้อนใต้พิภพในทะเลลึก พวกเขาเป็นสารเคมีเนื่องจากได้รับพลังงานจากการเกิดออกซิเดชันของกำมะถันหรือไฮโดรเจนที่ลดลงควบคู่ไปกับการลดไนเตรตหรือออกซิเจน คนอื่น ๆ เป็น autotrophic และใช้วงจร reverse Krebs เพื่อแก้ไขคาร์บอนไดออกไซด์ในชีวมวล

เชื้อโรค

เนื่องจากโปรตีโอแบคทีเรียเป็นไฟลัมของแบคทีเรียที่มีจำนวนชนิดมากที่สุดและมีความซับซ้อนและหลากหลายมากที่สุดจึงมีเชื้อโรคหลากหลายชนิด

Escherichia coli

แบคทีเรียเหล่านี้จะถูกขับออกทางอุจจาระของสัตว์ที่ติดเชื้อและสามารถอยู่รอดในสิ่งแวดล้อมได้นานถึงสามวัน

E. coli ตั้งรกรากโฮสต์ใหม่ผ่านทางอุจจาระและช่องปากโดยการกินอาหารดิบหรือน้ำที่ปนเปื้อนเกาะติดกับเซลล์ลำไส้และทำให้เกิดอาการท้องร่วงในผู้ที่ได้รับผลกระทบ

แบคทีเรียในอุจจาระสามารถเกาะท่อปัสสาวะและแพร่กระจายผ่านทางเดินปัสสาวะไปยังกระเพาะปัสสาวะและไตหรือต่อมลูกหมากในผู้ชายทำให้เกิดการติดเชื้อทางเดินปัสสาวะ

เมื่อเชื้อ E. coli สายพันธุ์เฉพาะซึ่งมีแอนติเจนของแคปซูลาร์ที่เรียกว่า K1 ทำให้ลำไส้ของทารกแรกเกิดเกิดการปนเปื้อนผ่านช่องคลอดของมารดาที่ปนเปื้อนเชื้อแบคทีเรียจะเกิดขึ้นซึ่งนำไปสู่เยื่อหุ้มสมองอักเสบในทารกแรกเกิด

ในบางกรณีสายพันธุ์ที่มีความรุนแรงยังเป็นสาเหตุของโรค hemolytic-uremic syndrome, peritonitis, mastitis, septicemia และ pneumonia

ซัลโมเนลลา

เมื่อ S. enterica เข้าสู่โฮสต์ใหม่มันจะเริ่มวงจรของการติดเชื้อผ่านเนื้อเยื่อน้ำเหลือง แบคทีเรียยึดติดกับเซลล์เยื่อบุผิวในลำไส้ของ ileum และเซลล์ M ทำให้เกิดการจัดเรียงใหม่ของโครงกระดูกที่ก่อให้เกิดการก่อตัวของคลื่นขนาดใหญ่บนพื้นผิวทำให้เกิด endocytosis ที่ไม่ได้รับการคัดเลือกซึ่งแบคทีเรียสามารถเข้าสู่เซลล์ได้ .

ในทำนองเดียวกันซัลโมเนลลาก่อให้เกิดผลต่อเซลล์ที่ทำลายเซลล์ M และกระตุ้นให้เกิดการตายของเซลล์ในแมคโครฟาจและฟาโกไซโทซิสที่เปิดใช้งานในมาโครฟาจที่ไม่ได้เปิดใช้งานซึ่งจะถูกขนส่งไปยังตับและม้ามซึ่งจะเพิ่มจำนวนมากขึ้น

ในมนุษย์ S. enterica อาจทำให้เกิดโรคได้ 2 โรคคือไข้ไทฟอยด์ที่เกิดจากเชื้อ S. enterica enterica Paratyphi serotypes หรือ salmonellosis ที่เกิดจาก serotypes อื่น ๆ

วิบริโอ

การติดเชื้อวิบริโอส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับโรคกระเพาะและลำไส้อักเสบ แต่ยังสามารถติดเชื้อที่แผลเปิดและทำให้เกิดภาวะโลหิตเป็นพิษได้ แบคทีเรียเหล่านี้สามารถนำมาจากสัตว์ทะเลและการกลืนกินทำให้เกิดการติดเชื้อร้ายแรงในมนุษย์

Y. cholerae (สาเหตุของอหิวาตกโรค) มักแพร่กระจายโดยน้ำที่ปนเปื้อน สายพันธุ์ที่ทำให้เกิดโรคอื่น ๆ เช่น V. parahaemolyticus และ V. vulnificus ถ่ายทอดโดยอาหารที่ปนเปื้อนโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการบริโภคหอยที่ไม่สุก

การระบาดของเชื้อ V. vulnificus นั้นร้ายแรงและมักเกิดขึ้นในสภาพอากาศร้อน หลังจากพายุเฮอริเคนแคทรีนาในนิวออร์ลีนส์ได้เกิดการระบาดของสัตว์ชนิดนี้

เฮลิโคแบคเตอร์

Helicobacter บางชนิดอาศัยอยู่ในระบบทางเดินอาหารส่วนบนและตับของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนกบางชนิด แบคทีเรียบางสายพันธุ์เหล่านี้ก่อโรคกับมนุษย์และมีความสัมพันธ์อย่างมากกับแผลในกระเพาะอาหารโรคกระเพาะเรื้อรังลำไส้เล็กส่วนต้นและมะเร็งกระเพาะอาหาร

ชนิดของสกุล Helicobacter สามารถเจริญเติบโตได้ในกระเพาะอาหารของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมโดยผลิตยูรีเอสจำนวนมากซึ่งจะเพิ่ม pH จาก 2 เป็น 6 หรือ 7 ในท้องถิ่นทำให้เป็นสื่อที่เข้ากันได้มากขึ้น

วายไพโลไรติดเชื้อได้ถึง 50% ของประชากรมนุษย์ พบในเมือกที่ผิวด้านในของเยื่อบุผิวและบางครั้งภายในเซลล์เยื่อบุผิวของกระเพาะอาหาร

การตั้งรกรากของกระเพาะอาหารโดยเชื้อเอชไพโลไรอาจนำไปสู่โรคกระเพาะเรื้อรังการอักเสบของเยื่อบุกระเพาะอาหารในบริเวณที่มีการติดเชื้อ

Yersinia

สกุล Yersinia มี 11 ชนิดซึ่งมีเพียง Y. pestis, Y. pseudotuberculosis และ Y. enterocolitica บางสายพันธุ์มีความสำคัญในการก่อโรคในมนุษย์และสัตว์เลือดอุ่นบางชนิด

Y. pestis เป็นสาเหตุของโรคปอดบวมภาวะโลหิตเป็นพิษและกาฬโรค ชนิดของโรคระบาดขึ้นอยู่กับรูปแบบของการติดเชื้อโดยการกัดของหมัดที่ติดเชื้อ (กาฬโรคและกาฬโรค) หรือจากคนสู่คนโดยการไออาเจียนและจามเมื่อโรคดำเนินไปสู่รูปแบบของปอด (กาฬโรคปอดหรือปอดบวม)

โรคปอดบวมเกิดขึ้นเมื่อแบคทีเรียติดเชื้อในปอดในขณะที่กาฬโรคเกิดขึ้นเมื่อแบคทีเรียเข้าสู่ร่างกายทางผิวหนังจากการถูกหมัดกัดและเดินทางผ่านท่อน้ำเหลืองไปยังต่อมน้ำเหลืองทำให้เกิดการอักเสบ ในที่สุดกาฬโรคเกิดขึ้นเนื่องจากการติดเชื้อในเลือดหลังจากถูกหมัดที่ติดเชื้อกัด

Y. pseudotuberculosis ได้มาจากการสัมผัสกับสัตว์ที่ติดเชื้อหรือโดยการบริโภคอาหารและน้ำที่ปนเปื้อน มันเป็นสาเหตุของโรคคล้ายกับวัณโรคเรียกว่าไข้อีดำอีแดงซึ่งมีผลต่อต่อมน้ำเหลือง อาจทำให้เกิดการตายของเนื้อเยื่อเฉพาะที่, แกรนูโลมาในม้าม, ตับและต่อมน้ำเหลือง

ย. การติดเชื้อ enterocolitica มักเกิดจากการบริโภคเนื้อหมูที่ไม่สุกหรือจากน้ำเนื้อสัตว์หรือนมที่ปนเปื้อน การติดเชื้อเฉียบพลันโดยทั่วไปนำไปสู่ลำไส้ใหญ่อักเสบที่ จำกัด ตัวเองหรือ ileitis และ adenitis ในมนุษย์ อาการอาจรวมถึงท้องร่วงเป็นน้ำหรือเป็นเลือดและมีไข้คล้ายกับไส้ติ่งอักเสบหรือซัลโมเนลโลซิสหรือชิเกลโลซิส

อ้างอิง

Garrity, Gm, Bell, JA, & Lilburn, TG (2004). โครงร่างอนุกรมวิธานของโปรคาริโอต Bergey Manual of Systematic Bacteriology, Second Edition. Springer-Verlag นิวยอร์ก
Rizzatti, G. , Lopetuso, LR, Gibiino, G. , Binda, C. & Gasbarrini, A. (2017) Proteobacteria: ปัจจัยที่พบบ่อยในโรคของมนุษย์ Biomed Research International, 2017: 9351507
Sachs, JL, Skophammer, RG, Nidhanjali Bansal & Stajich, JE (2013) ต้นกำเนิดของวิวัฒนาการและความหลากหลายของการรวมกันของโปรตีโอแบคทีเรีย การดำเนินการของ Royal Society, 281: 20132146
Euzéby, JP (1997). รายชื่อแบคทีเรียที่มีจุดยืนในระบบการตั้งชื่อ: โฟลเดอร์ที่มีอยู่บนอินเทอร์เน็ต International Journal of Systematic Bacteriology 47, 590-592; ดอย: 10.1099 / 00207713-47-2-590. สืบค้นเมื่อ 7 ตุลาคม 2561.
Kelly P. Williams, KP, Sobral, BW และ Dickerman AW (2007) ต้นไม้สายพันธุ์ที่แข็งแกร่งสำหรับ Alphaproteobacteria วารสารแบคทีเรีย 189 (13): 4578-4586

ลักษณะของโปรตีโอแบคทีเรีย, เชื้อย่อย, การเกิดโรค - ชีววิทยา - 2026