MYCOBACTERIUM: CHARAKTERISTIKA, MORFOLÓGIA A PATOGENÉZA - BIOLÓGIE - 2026

Mycobacterium je rod baktérií charakterizovaný okrem iného tým, že je v tvare tyčinky a nie je primerane zafarbený metódou Gramovho farbenia. Predstavuje veľkú skupinu baktérií, dosť heterogénnych, že v mnohých prípadoch sú patogény pre človeka.

Mykobaktérie majú určité vlastnosti, vďaka ktorým sú predmetom záujmu všetkých odborníkov v oblasti mikrobiológie. Existujú však druhy, ktorých mnohé aspekty sú stále neznáme, vrátane špecifických podmienok, ktoré sú potrebné na vyvolanie patológie. Z tohto dôvodu existuje mnoho štúdií, ktoré sa pokúsili objasniť to.

Bakteriálne bunky Mycobacterium tuberculosis. Zdroj: NIAID (Mycobacterium tuberculosis Bacteria) prostredníctvom Wikimedia Commons

Medzi choroby, ktoré sú spôsobené baktériami rodu Mycobacterium, patria dve roky, ktoré boli tisíce úmrtí: tuberkulóza a malomocenstvo. Prvý je spôsobený Mycobacterium tuberculosis a druhý Mycobacterium leprae. Vďaka svojmu patogénnemu potenciálu sú pravdepodobne najznámejšími a najštudovanejšími mykobaktériami.

Naopak, existujú aj úplne iné. Všeobecne však existuje názor na rod Mycobacterium ako skupinu baktérií s dobre vyznačenými spoločnými a osobitnými vlastnosťami. Vďaka tomu sú jedným z najzaujímavejších organizmov v doméne Baktérie.

taxonómie

Taxonomická klasifikácia rodu Mycobacterium je nasledovná:

Doména: Baktérie

Phylum: Actinobacteria

Objednať: Actinomycetales

Podrad: Corynebacterineae

Rodina: Mycobacteriaceae

Rod: Mycobacterium.

morfológia

Baktérie rodu Mycobacterium majú tvar podlhovastej tyčinky. Jeho rozmery sú: 0,2 - 0,04 mikrónov široké a 2 - 10 mikrónov dlhé. Niektoré druhy majú zaoblené hrany a iné rovné hrany.

Všetci majú pomerne zložitú bunkovú stenu. Táto zložitosť ho odlišuje od zvyšku prokaryotických organizmov. Medzi jej najvýznamnejšie vlastnosti patrí množstvo lipidov známych ako kyseliny mykolové.

Podobne v bunkovej stene obsahujú peptidoglykán nazývaný lipoarabinomannan, ktorý je spojený väzbami fosfodiesterového typu s polysacharidom nazývaným arabinogalaktán.

Zložitosť bunkovej steny baktérií patriacich do rodu Mycobacterium spočíva vo väzbách medzi lipoarabinomannanovými molekulami, arabinogalaktánom a kyselinou mykolovou.

Bakteriálne bunky tohto rodu obvykle nemajú riasenku alebo bičíky.

Genóm mykobaktérií je obmedzený na jediný kruhový chromozóm, ktorý je tvorený sekvenciou nukleotidov, pričom cytozín a guanín predstavujú 65% z celkového množstva.

Počet génov bude závisieť od druhu, o ktorom hovoríte. Napríklad Mycobacterium tuberculosis má jeden z najdlhších známych genómov.

Všeobecné charakteristiky

Pomaly rastie

Väčšina druhov, ktoré tvoria tento rod, pomaly rastie. To znamená, že generovanie pozorovateľných kolónií v kultúrach trvá viac ako 7 dní.

Výnimkou sú iba Mycobacterium smeagmatis a Mycobacterium fortuitum, ktoré preukázali rýchly rast.

Sú aeróbne

Baktérie, ktoré tvoria tento rod, sa vyznačujú aeróbnosťou. To znamená, že na to, aby sa mohli správne vyvíjať a vykonávať rôzne metabolické procesy, nevyhnutne potrebujú prostredie so širokou dostupnosťou kyslíka.

Sú odolné voči kyselinám a alkoholom

Rod Mycobacterium má zvláštnosť, to znamená, že druhy, ktoré ho tvoria, sú odolné voči odfarbeniu kyselinami alebo alkoholmi.

Pri rôznych postupoch farbenia je jedným zo základných krokov odfarbenie pomocou kyslých látok alebo alkoholov. V prípade mykobaktérií nemôžu byť týmto spôsobom zmenené farby. Je to hlavne v dôsledku prítomnosti myklových kyselín prítomných v bunkovej stene, ktoré poskytujú nízku absorpciu.

Sú katalázy pozitívne

Všetci členovia rodu Mycobacterium syntetizujú enzým kataláza. Tento enzým pôsobí na peroxid vodíka (H ₂ O ₂ ), a rozoberie to do kyslíka a vody, s následným uvoľnením bubliniek.

Táto vlastnosť je veľmi dôležitá, pretože spolu s ďalšími testami umožňuje identifikáciu baktérií na experimentálnej úrovni.

Existujú niektoré druhy, ako napríklad Mycobacterium tuberculosis, ktoré produkujú katalázu zvanú termostabilná, ktorá si naďalej zachováva svoju funkciu po prekročení 68 ° C po dobu asi 20 minút.

Sú schopné vyrábať pigmenty

Mykobaktérie majú schopnosť vytvárať pigmenty, keď sú v prítomnosti alebo neprítomnosti svetla.

Tie, v ktorých svetlo indukuje produkciu pigmentov, sú známe ako fotochromatické. Jasným príkladom tohto typu baktérií sú Mycobacterium kansasii, Mycobacterium simiae a Mycobacterium marinum.

Naopak, tie, ktoré vyrábajú pigmenty v neprítomnosti svetla, sa nazývajú scotochromogény. Patria sem: Mycobacterium scrofulaceum, Mycobacterium szulgai a Mycobacterium flavescens.

Má schopnosť redukovať dusičnany

Niektorí členovia baktérií rodu Mycobacterium syntetizujú enzým známy ako nitratoreduktáza, ktorý katalyzuje chemickú reakciu, pri ktorej sa dusičnany redukujú na dusitany:

NO ₃ ^- + 2 e -------- NO ₂ + H ₂ O

Mykobaktérie, ktoré syntetizujú tento enzým, sú okrem iného Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium kansasii, Mycobacterium fortuitum, Mycobacterium chelonae.

Zafarbené technikou Ziehl Neelsen

Z dôvodu zloženia ich bunkovej steny nemôžu byť mykobaktérie zafarbené Gramovým farbením.

Môžu sa však spracovať pomocou iných postupov, ako je Ziehl Neelsen. V tomto prípade sa sfarbenie podrobí predchádzajúcemu zahrievaniu, takže môže prechádzať bunkovou stenou, ktorá sa skladá z mykolových kyselín (mastných kyselín).

Neskôr sa ochladí vodou a mastné kyseliny stuhnú, pričom si zachovajú farbivo. Nakoniec sa pridá metylénová modrá, aby sa vytvoril kontrast medzi kyselinovo rýchlymi bakteriálnymi bunkami a bunkami, ktoré tak nie sú.

Syntéza enzýmovej ureázy

Rôzne druhy baktérií patriacich do rodu Mycobacterium syntetizujú enzým známy ako ureáza, ktorý katalyzuje reakciu, pri ktorej sa močovina hydrolyzuje na amoniak a oxid uhličitý.

Medzi týmito baktériami možno uviesť Mycobacterium bovis, Mycobacterium africanum a Mycobacterium malmoense.

Rastová teplota

Rastová teplota sa líši v závislosti od druhu mykobaktérie. Možno však konštatovať, že väčšina z nich rastie optimálne pri teplote 37 ° C.

Rovnako existujú výnimky, napríklad Mycobacterium marinum a Mycobacterium haemophilum vyžadujú na vývoj teploty 30 ° C, zatiaľ čo Mycobacterium thermoresistibile to robí pri 52 ° C.

pathogen

Nie všetky druhy mykobaktérií predstavujú hrozbu pre živé bytosti, najmä pre človeka.

Medzi prísne patogénne mykobaktérie možno uviesť Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, Mycobacterium bovis a Mycobacterium africans.

Naopak, existujú aj občasné patogény. To znamená, že na vytvorenie patológie vyžadujú určité podmienky, ako je imunosupresia hostiteľa. Patria k nim Mycobacterium xenopi, Mycobacterium abscessus a Mycobacterium chelonae.

Patogénny proces týchto baktérií je všeobecne nasledujúci: baktéria vstupuje do krvného riečišťa a okamžite sa aktivujú obranné mechanizmy imunitného systému, konkrétne makrofágy. Sú to bunky, ktoré sa špecializujú na fagocytózu cudzích látok.

Akonáhle je makrofág vo vnútri, prostredníctvom rôznych biochemických stratégií prežitia sa baktéria vyhýba letálnej aktivite lyzozómov (druh vakov, ktoré obsahujú lytické enzýmy) a začína sa množiť a šíriť, aby sa vytvorili lézie v rôznych tkanivách.

Faktory virulencie

Faktory virulencie sú prvky, ktoré treba brať do úvahy pri vývoji bakteriálnej infekcie, pretože sú to faktory, ktoré určujú schopnosť baktérie vstúpiť do hostiteľa a vyvolať určitú patológiu.

V prípade mykobaktérií plnia faktory virulencie niekoľko funkcií:

• Podporovať vstup a reprodukciu baktérií v hostiteľských bunkách.
• Zasahuje do prirodzených obranných mechanizmov hostiteľa, aby nedošlo k poškodeniu baktérií.

Medzi najznámejšie a študované virulentné faktory mykobaktérií môžeme zaradiť Cordon Factor, sulfatidy a lipoanicananan.

Referencie

1. Alderwick, L., Harrison, J., Lloyd, G. a Birch, H. (2015, august). Stena mykobakteriálnych buniek - Peptidoglykán a Arabinogalaktán. Perspektívy studenej jari v medicíne. 5 (8).
2. Biológia mykobaktérií. Získané z: fcq.uach.mx
3. Imperiale, B., Morcillo, N. a Bernardelli, A. (2007). Fenotypová identifikácia mykobaktérií. Biochémia a klinická patológia. 71 (2). 47-51
4. Mykobakteriálne infekcie. Zdroj: medlineplus.gov
5. Zdroj: microbewiki.com
6. Osobitné číslo: "Mechanizmus patogenézy Mycobacterium tuberculosis". Zdroj: mdpi.com
7. Získané z: hygiena. edu.uy