SPIROCHAETES: ลักษณะทั่วไปสัณฐานวิทยาระบบ - ชีววิทยา - 2025

Spirochaetesเป็นไฟลัมของแบคทีเรียที่มีลักษณะเป็นแกรมลบและมีโครงสร้างพิเศษของเซลล์ที่เป็นเอกลักษณ์ พวกมันมีออร์แกเนลล์ที่เคลื่อนไหวได้ภายในเรียกว่า periplasmic flagella ซึ่งช่วยให้พวกมันสามารถงอหมุนบนแกนตามยาวและเคลื่อนที่ในของเหลวและสื่อกึ่งของแข็ง

Spirochaetes เป็นหนึ่งในไฟลาแบคทีเรียเพียงไม่กี่ชนิดที่มีลักษณะฟีโนไทป์เป็นส่วนประกอบสำหรับความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการโดยอาศัยการวิเคราะห์ 16S rRNA

เลปโตสไปรา sp. โดย CDC / Rob Weyant ผ่าน Wikimedia Commons

ลักษณะทั่วไป

Spirochaetes pleomorphic ที่มีชีวิตอิสระบางชนิดเช่น Spirochaeta coccoides ไม่มีลักษณะพิเศษและลักษณะทางสรีรวิทยาของไฟลัม แต่การวิเคราะห์ลำดับของยีน 16S rRNA จะทำให้พวกมันอยู่ในวงศ์ Spirochaetaceae

พวกมันเป็นสารเคมีที่เป็นสารเคมีสามารถใช้คาร์โบไฮเดรตกรดอะมิโนกรดไขมันสายยาวหรือแอลกอฮอล์ไขมันสายยาวเป็นแหล่งของคาร์บอนและพลังงาน

ขึ้นอยู่กับสายพันธุ์พวกมันสามารถเจริญเติบโตได้ในสภาวะไร้ออกซิเจน, จุลภาค, แบบไม่ใช้ออกซิเจนหรือแอโรบิค บางชนิดมีชีวิตอิสระและบางชนิดมีความสัมพันธ์เฉพาะกับโฮสต์ซึ่งอาจเป็นสัตว์ขาปล้องหอยและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมรวมถึงมนุษย์ บางชนิดเป็นที่รู้กันว่าก่อโรค

แบคทีเรียเหล่านี้ประกอบขึ้นเป็นกลุ่มที่มีความเก่าแก่และมีความแตกต่างกันในสายวิวัฒนาการซึ่งเกี่ยวข้องกับไฟลัม Bacteoides และ Acidobacteria มากกว่ากลุ่มอื่น ๆ

เป็นไฟลัมที่เกิดจากคลาส Spirochaetia และ Spirochaetales ตามลำดับซึ่งรวมถึงสี่วงศ์ที่แยกออกมาได้ดี ได้แก่ Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae และ Leptospiraceae

มีลักษณะเป็นแผลยาวและเป็นเกลียว (รูปเกลียว) มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 0.1 ถึง 3 ไมครอนและยาว 4 ถึง 250 ไมครอน พวกมันมีเมมเบรนชั้นนอกซึ่งประกอบด้วยหลายชั้นเรียกว่าซองเซลล์หรือเปลือกชั้นนอกที่ล้อมรอบกระบอกสูบโพรโทพลาสมิกอย่างสมบูรณ์

เซลล์มีออร์แกเนลล์ที่เคลื่อนไหวได้ภายในเรียกว่า periplasmic flagella สิ่งเหล่านี้จะแทรกอยู่ภายในที่ปลายแต่ละด้านของกระบอกสูบโพรโทพลาสมิกและขยายไปทั่วเซลล์ส่วนใหญ่โดยทับซ้อนกันในภาคกลาง

ระบบการเคลื่อนที่ด้วยแฟลกเจลลาภายใน โดย Lamiot จาก Wikimedia Commons

ในกรณีของตระกูล Leptospiraceae นั้น periplasmic flagella จะไม่ซ้อนทับกันในเซลล์ กระบอกสูบโพรโทพลาสมิกและแฟลกเจลลาล้อมรอบด้วยปลอกหุ้มด้านนอกที่มีลักษณะบางอย่างคล้ายคลึงกับเยื่อหุ้มชั้นนอกของแบคทีเรียย้อมสีแกรมลบ

ในทางกลับกัน Spirochaeta plicatilis เป็นสายพันธุ์ของแบคทีเรียขนาดใหญ่ที่มี 18 ถึง 20 periplasmic flagella แทรกอยู่ใกล้ปลายแต่ละด้านของกระบอกสูบโพรโทพลาสซึม

เป็นระบบ

phylogeny ของไฟลัม Spirochaetes เป็นผลมาจากการวิเคราะห์ลำดับล่าสุดของยีน 16S rRNA คลาสเดี่ยว Spirochaetia และ Spirochaetales คำสั่งเดียวได้รับการยอมรับบนขอบนี้

คำสั่ง Spirochaetales ประกอบด้วยสี่วงศ์ที่มีการแยกย่อยอย่างดี: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae และ Leptospiraceae

Spirochaetaceae

แบคทีเรียในตระกูลนี้เป็นเซลล์แบบขดลวดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.1 ถึง 3.0 ไมครอนและยาว 3.5 ถึง 250 ไมครอน เซลล์ไม่มีปลายงุ้มเหมือนสมาชิกในตระกูล Leptospiraceae

แฟลกเจลลารอบนอกจะแทรกอยู่ภายในที่ปลายแต่ละด้านของเซลล์และขยายออกไปตามความยาวส่วนใหญ่ของเซลล์ที่ทับซ้อนกันในภาคกลาง

กรดไดอะมิโนที่มีอยู่ในเปปทิโดไกลแคนคือแอล - ออร์นิทีน พวกมันเป็นแบบไม่ใช้ออกซิเจนแบบไม่ใช้ออกซิเจนแบบไร้ออกซิเจนหรือ microaerophilic พวกคีโม - ออร์กาโนโทรฟิก

พวกเขาใช้คาร์โบไฮเดรตและ / หรือกรดอะมิโนเป็นแหล่งของคาร์บอนและพลังงาน แต่ไม่ใช้กรดไขมันหรือแอลกอฮอล์ไขมันสายยาว

พวกมันมีชีวิตอิสระหรืออยู่ร่วมกับสัตว์แมลงและมนุษย์ บางชนิดก่อโรคได้ สายพันธุ์ที่ตรวจสอบโดยการวิเคราะห์ลำดับ 16S rRNA นั้นแตกต่างจากสมาชิกของตระกูล Brachyspiraceae, Brevinemataceae และ Leptospiraceae

Brachyspiraceae

วงศ์นี้มีเพียงสกุลเดียวคือ Brachyspira พวกมันเป็นแบคทีเรียที่มีรูปร่างคล้ายขดลวดที่มีรูปแบบขดเป็นปกติ เซลล์มีขนาด 2-11 ไมครอนคูณ 0.2-0.4 ไมครอน

พวกมันเป็นเซลล์เดียว แต่บางครั้งอาจเห็นคู่และโซ่ของเซลล์ตั้งแต่สามเซลล์ขึ้นไปในวัฒนธรรมที่กำลังเติบโต ภายใต้สภาพการเจริญเติบโตที่ไม่เอื้ออำนวยจะมีรูปร่างเป็นทรงกลมหรือกลม

เป็นคราบแกรมลบ พวกเขาเป็นแบบไม่ใช้ออกซิเจนหรือแอโรบิกภาคบังคับ ปลายของเซลล์สามารถทื่อหรือแหลม

เซลล์มีโครงสร้างเซลล์แบบสไปโรเคตโดยทั่วไปประกอบด้วยเปลือกนอกกระบอกโพรโทพลาสมิกแบบขดลวดและแฟลกเจลลาด้านในในช่องว่างระหว่างกระบอกสูบโพรโทพลาสมิกและกาบด้านนอก

เซลล์ของสกุล Brachyspira มีแฟลกเจลลา 8 ถึง 30 ตัวขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ โดยทั่วไปจำนวนแฟลกเจลลามีความสัมพันธ์กับขนาดของเซลล์เช่นเซลล์ที่มีขนาดเล็กจะมีแฟลกเจลลาน้อยกว่า

แฟลกเจลลารวมตัวกันภายในโดยมีจำนวนเท่า ๆ กันที่ปลายแต่ละด้านของเซลล์ห่อหุ้มรอบกระบอกสูบโปรโตพลาสมิกและปลายอิสระของพวกมันทับซ้อนกันตรงกลางเซลล์

มันเติบโตระหว่าง 36 ถึง 42 ° C โดยมีอุณหภูมิที่เหมาะสม 37 ถึง 39 ° C พวกมันเป็นสารเคมีที่ใช้ในการเจริญเติบโตของคาร์โบไฮเดรต มีออกซิเดสเพื่อลดออกซิเจนระดับโมเลกุล

Brevinemataceae

ตระกูลนี้มีเพียงสกุลเดียวคือ Brevinema เซลล์มีรูปร่างเป็นขดลวดและมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.2 ถึง 0.3 ไมครอนโดยมีความยาว 4 ถึง 5 ไมครอนแสดงการหมุนของขดลวดหนึ่งหรือสองรอบที่มีความยาวคลื่นไม่สม่ำเสมอตั้งแต่ 2 ถึง 3 ไมครอน

พวกมันได้หุ้มแฟลกเจลลาแบบ periplasmic ซึ่งทำให้เซลล์เคลื่อนที่ได้โดยการงอการหมุนและการแปล พวกเขาไม่มีท่อไซโตพลาสซึม พวกมันเป็น microaerophilic ที่เกี่ยวข้องกับโฮสต์

เลปโตสไปราซี

เซลล์เหล่านี้เป็นเซลล์เกลียวมือขวาซึ่งสามารถวัดเส้นผ่านศูนย์กลางได้ 0.1 ถึง 0.3 ไมครอนและยาว 3.5 ถึง 20 ไมครอน เซลล์ที่ไม่เคลื่อนที่มีเคล็ดลับเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ในขณะที่เซลล์เคลื่อนที่ที่ใช้งานได้มีปลายเกลียวนำและขอเกี่ยวที่ด้านหลังของเซลล์

พวกมันมีแฟลเจลลัมแบบเพอริพลาสมิกที่แทรกอยู่ภายในที่ปลายแต่ละด้านของเซลล์ แต่แทบจะไม่ซ้อนทับกันตรงกลางเซลล์ พบ periplasmic flagella ตามแกนลาน

กรดไดอะมิโนที่มีอยู่ในเปปทิโดไกลแคนเป็นกรดอีไดอะมิโนพิเมลิก พวกมันเป็นสิ่งมีชีวิตแบบแอโรบิคหรือ microaerophilic พวกมันเป็นสารเคมี

พวกเขาใช้กรดไขมันสายยาวและแอลกอฮอล์ไขมันเป็นแหล่งคาร์บอนและพลังงาน พวกเขามีชีวิตอิสระหรืออยู่ร่วมกับสัตว์และมนุษย์ บางชนิดก่อโรคได้

เชื้อโรค

ไฟลัม Spirochaetes ส่วนใหญ่ไม่ก่อโรค แต่บางชนิดที่รู้จักกันดีก็มีความโดดเด่นในเรื่องการก่อโรค

Treponema pallidum

เป็นสิ่งมีชีวิตที่ทำให้เกิดซิฟิลิส เป็นแบคทีเรียที่เคลื่อนที่ได้โดยทั่วไปจะได้มาจากการมีเพศสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดและแทรกซึมเข้าไปในเนื้อเยื่อของโฮสต์ผ่านเยื่อบุผิวที่เป็นสความัสหรือแนวเสา

โรคนี้มีลักษณะเป็นแผลและการอักเสบหลักในบริเวณอวัยวะเพศซึ่งแสดงออกในการติดเชื้อหลัก ระยะต่อมาของการติดเชื้อนี้มีลักษณะเฉพาะคือการปะทุของเม็ดเลือดและการตอบสนองที่เป็นไปได้ที่เป็นเม็ดเล็ก ๆ ที่เกี่ยวข้องกับระบบประสาทส่วนกลาง

แบคทีเรียชนิดอื่น ๆ อาจทำให้เกิดโรคที่ไม่ใช่กามโรคเช่น pinta (หรือที่เรียกว่า blue disease, carate, insteps, lota, pinto disease และ tina) ที่ผลิตโดย Treponema carateum หรือคุดทะราด (หรือ buba, yaw, yaws, yaws tropica, polipapilloma tropicum หรือ thymosis) ผลิตโดย Treponema pallidum ssp. เป็นของ.

Borrelia burgdorferi

ทำให้เกิดโรคลายม์ สิ่งมีชีวิตชนิดนี้มีนิวเคลียสที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งประกอบด้วยโครโมโซมเชิงเส้นและพลาสมิดเชิงเส้น Borrelia สายพันธุ์ต่าง ๆ ถ่ายทอดโดยเห็บชนิดเฉพาะของสกุล Ornithodoros (Argasidae) ในส่วนต่างๆของโลก

เห็บเหล่านี้พบได้ในพื้นที่ทุ่งหญ้าสะวันนาที่แห้งแล้งโดยเฉพาะอย่างยิ่งใกล้โพรงของหนูถ้ำโพรงไม้และต้นไม้ที่ตายแล้วหรือตามรอยแตกของผนังหรือเพดานและใต้พื้นไม้ทุกที่ที่มีสัตว์ฟันแทะตัวเล็กอาศัยอยู่ .

ชนิดของอ่างเก็บน้ำเป็นสัตว์ที่มีกระดูกสันหลังเช่นหนูหนูกระรอกสุนัขและนก เห็บกิน Borrelia sp. โดยการดูดเลือดของสัตว์ที่ติดเชื้อหรือมนุษย์

พวกเขาให้อาหารในเวลากลางคืนเป็นเวลาอย่างน้อย 30 นาทีก่อนที่จะกลับไปที่ศูนย์พักพิง การติดเชื้อเกิดขึ้นจากการกัดผ่านน้ำลายที่ติดเชื้อหรือผ่านการปนเปื้อนของเยื่อเมือกด้วยของเหลวที่ติดเชื้อในสะโพก

แบคทีเรียเหล่านี้จะไม่ถูกขับออกมาในอุจจาระเห็บ เห็บยังคงติดเชื้อตลอดชีวิตแม้ว่าจะขาดเลือดเป็นเวลา 7 ปี สามารถถ่ายทอดในแนวนอนระหว่างตัวผู้และตัวเมียได้ หรือในแนวตั้งโดยตัวเมียจนถึงลูกหลาน

แผลที่ผิวหนังของโรค Lyme ที่เกิดจากการกัดของเห็บ Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae) ที่ติดเชื้อ โดยเครดิตภาพ: James Gathany ผู้ให้บริการเนื้อหา: CDC / James Gathany ผ่าน Wikimedia Commons

ในระยะแรกโรคลายม์จะแสดงเป็นรอยโรคที่ผิวหนังที่เรียกว่า erythema migrans หรือที่เรียกว่า erythema migrans chronicle รอยโรคในระยะเริ่มต้นมีลักษณะเป็นผื่นแดงบริเวณที่ขยายกว้างโดยมักมีจุดศูนย์กลางซีด (ตาวัว) ที่บริเวณที่ถูกเห็บกัด

หากปล่อยทิ้งไว้โดยไม่ได้รับการรักษาอาจเกิดโรคไขข้ออักเสบคล้ายกับโรคไขข้ออักเสบและในที่สุดก็อาจเกิดโรคไข้สมองอักเสบเรื้อรังและโรคไข้สมองอักเสบได้ แบคทีเรียอื่น ๆ ในสกุลเช่น B. duttonii, B. hermsii และ B. dugesi อาจทำให้ไข้กำเริบเฉพาะถิ่น

เลปโตสไปรา

สาเหตุของโรคฉี่หนูซึ่งเป็นโรคไข้ที่อาจทำให้เกิดเยื่อหุ้มสมองอักเสบแบบปลอดเชื้อหากปล่อยทิ้งไว้โดยไม่ได้รับการรักษา อาการของการติดเชื้อ ได้แก่ ไข้หนาวสั่นและปวดศีรษะโดยมีอาการตัวเหลืองเป็นครั้งคราว

สิ่งมีชีวิตสามารถแพร่กระจายผ่านสัตว์น้ำหรือดินที่ปนเปื้อนจากปัสสาวะของสุนัขหนูหรือวัวควาย สัตว์สามารถคงอยู่เป็นพาหะที่ไม่มีอาการได้เป็นเวลาหลายปีและสิ่งมีชีวิตสามารถคงอยู่ได้หลังจากการผลัดขนเป็นเวลาหลายสัปดาห์หรือหลายเดือน

การได้รับโรคจะพบมากขึ้นหลังจากฝนตกหนักหรือน้ำท่วม ระยะฟักตัวอาจนานถึง 1 เดือน

อ้างอิง

1. นักแสดง JK (2012) แบคทีเรียวิทยาคลินิก. ใน: ภูมิคุ้มกันวิทยาและจุลชีววิทยาแบบบูรณาการของ lsevier (ฉบับที่สอง) หน้า 105-120
2. Krieg, NR, J, T.Staley, DR Brown, BP Hedlund, BJ Paster, NL Ward, W.Ludwig และ WB Whitman (2010) คู่มือของ Bergey เกี่ยวกับแบคทีเรียวิทยาเชิงระบบ: เล่มที่ 4: The Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, Fibrobacteres, Fusobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamydiae และ Planctomycetes การใช้ประโยชน์
3. Gupta, RS, Mahmood, S และ Adeolu, M. (2013). วิธีการตามลายเซ็นทางวิวัฒนาการและโมเลกุลสำหรับการระบุลักษณะเฉพาะของไฟลัมสไปโรชาเตสและกลุ่มที่สำคัญ: ข้อเสนอสำหรับการแก้ไขอนุกรมวิธานของไฟลัม Fronters in Microbiology, 4: 217.
4. Spirochaetes. (2018) Wikipedia สารานุกรมเสรี วันที่ให้คำปรึกษา: 14:21 10 ตุลาคม 2561 จาก: es.wikipedia.org.
5. Tilly, K, Rosa, PA และ Stewart, PE 2008. ชีววิทยาของการติดเชื้อ Borrelia burgdorferi คลินิกโรคติดเชื้อแห่งอเมริกาเหนือ, 22 (2): 217–234.