ДИПЛОКОКИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, МОРФОЛОГІЯ, ТИПИ, ПРИКЛАДИ - БІОЛОГІЯ - 2025

Диплококи бактерії сферичної або яйцевидної зазвичай утримуються разом в парах після клітинного ділення. Вони включають деякі патогенні види, що мають велике медичне та ветеринарне значення, а також численні значно менш вивчені вільноживучі види.

Диплококи не є монофілетичною групою, тобто еволюційно вони не походять від виключного спільного предка. Тому вони не отримують наукової назви, яка використовується для всіх їх разом.

Джерело: Кредит на фотографії: Постачальники контенту: CDC / доктор Норман Джейкобс

Серед захворювань людини, спричинених бактеріями, що відносяться до диплококів, - артрит, бронхіт, целюліт, кон’юнктивіт, еризипела та інші шкірні захворювання, некротизуючий фасцитит, пуберпурна лихоманка, гангрена, респіраторні інфекції (пневмонія та інші), менінгіт, міокардит, отит тощо. септицемія, синусит та не-гонококовий уретрит (гонорея).

Характеристика та морфологія

Виходячи з їх форми, бактерії можна класифікувати на три основні типи:

- сферичні або яйцеподібні (коки)

- циліндричні стрижні (бацили)

- вигнуті або гвинтові тампони (спірили і спірохети).

Також розрізняють: короткі стрижні (кокобацили); вигнуті стрижні (вібріони); клітини невизначеної або змінної форми (плеоморфні бактерії).

Після поділу клітин коки можуть з'являтися як ізольовані бактерії, або як пари або групи бактерій, об'єднаних. В останньому випадку їх можна класифікувати за способом їх угруповання на рівні коки (диплококи), ланцюгові коки (стрептококи) або кластерні коки (стафілококи).

Поява диплококів і стафілококів обумовлено діленням клітин в одній площині. Поява стрептококів обумовлено діленням клітин у декількох площинах.

Диплококи, стафілококи та стрептококи трохи сплющені на сусідніх поверхнях. Таким чином, у випадку з диплококами часто кажуть, що вони мають вигляд з'єднаних кавових зерен (так само, як ці боби знаходяться всередині плодів).

Свідченням того, що у бактерій згруповане розташування клітин може бути конвергентним, є також диплобацили, які є бацилами, в яких, подібно до диплококів, дві клітини, що утворюються одним і тим же поділом клітин, залишаються об'єднаними.

Історія терміна диплокок

У 1881 р. Г. Стернберг виявив пневмокок, назвавши його "Micrococcus Pasteuri". Того ж року Л. Пастер також визначив її, називаючи її "мікробом septicèmique du salive".

В даний час рід Micrococcus (Cohn, 1872) залишається чинним, але використовується для інших видів бактерій, не тісно пов'язаних з пневмококом. Так само специфічний епітет-пастур стосується інших видів бактерій.

У 1886 р. А. Вайхсельбаум придумав назву Diplococcus pneumoniae для пневмокока. Однак лише в 1920 р. Цю наукову назву прийняло Товариство американських бактеріологів.

Виходячи з характерної для формування ланцюгових коків при вирощуванні в рідкому середовищі, в 1974 р. Пневмокок був перекласифікований у рід Streptococcus. З цього часу він був відомий як Streptococcus pneumoniae. Молекулярні філогенії підтримують пневмокок, що належить до роду Streptococcus, до якого входять інші патогенні види.

Диплококк більше не використовується як наукова назва. Неофіційний термін "диплокок" існує для позначення бактерій різного еволюційного походження та різних біологій, що мають спільну характеристику групування по парах.

Посвідчення особи

Диплококовий статус - це нецікава особливість, яка, як і інші відмінні риси, корисна при виявленні певних видів бактерій, що викликають захворювання.

Перший крок у виявленні бактерій - визначення морфології та наявності чи агрегаційного розташування їх клітин. Одним з результатів цього першого кроку може бути встановлення того, що бактерії є диплококами. Однак остаточна ідентифікація в більшості випадків залежить від додаткових фенотипічних та генотипічних характеристик.

Пневмонія з гнійною мокротою може бути викликана диплококом (Streptococcus pneumoniae). Однак пероральна бактеріальна флора містить інші диплококи. Характеристика диплококу недостатня для ідентифікації S. pneumoniae.

У чоловіків наявність грамнегативних коків в уретральних виділеннях може діагностувати гонорею. Однак у жінок шийка матки може містити грамнегативні коки, які не викликають гонорею, тому для діагностики захворювання необхідно враховувати інші бактеріальні характеристики.

Кокобацили роду Acinetobacter набувають появи диплококів у рідинах організму та середовищі культури. Через таку зовнішність їх можна сплутати з видами Neisseria, які викликають гонорею, менінгіт та септицемію. Цю проблему можна уникнути, враховуючи, що Acinetobacter не виробляє оксидази, а Neisseria.

Типи

Диплококи можуть бути як грампозитивними, так і грамнегативними. Перші набувають інтенсивного синього кольору, коли зберігають фіолетове пляма плями Грама. Останні набувають світло-рожевий колір, не зберігаючи згаданий барвник.

Плями на Грамі - це процедура, розроблена в 1844 році датським лікарем Гансом Крістіаном Граммом (1853–1938), яка виявляє відмінності між бактеріями з точки зору структурних та біохімічних властивостей їх клітинних стінок. Ці властивості допомагають групувати бактерії в різні таксономічні та функціональні категорії.

Утримання синього кольору пов’язане з тим, що бактерії мають товсту клітинну стінку, що перешкоджає проникненню розчинників. Набуття рожевого кольору пов’язане з тим, що бактерії мають тонку клітинну стінку, яка дозволяє розчиннику проникати та виводити фіолетовий барвник. Плями по Граму - це ще один початковий крок у виявленні бактерій.

Грампозитивні бактерії більш сприйнятливі, ніж грамнегативні бактерії, до пеніцилінів, кислот, йоду та основних сполук, що, очевидно, має терапевтичні наслідки.

Приклади

Moraxella catarrhalis

Моракселла (Branhamella) катараліс. Це грам негативний кокос. Раніше його називали Micrococcus catarrhalis, або Neisseria catarrhalis. До 75% дітей є носіями. На противагу цьому лише 1–3% здорових дорослих людей.

До 1970-х років його вважали коменсальною бактерією верхніх дихальних шляхів. Згодом вважали поширеним та важливим збудником зазначеного тракту.

Таксономічно він належить до сімейства Moraxellaceae, з роду Pseudomonadales, класу Гаммапротеобактерій, типу Chlorobi, домену Бактерії.

Neisseria gonorrhoeae

Neisseria gonorrhoeae та N. meningitides. Вони - грамнегативні коки. Люди - єдині відомі водойми.

N. gonorrhoeae - патогенний вид у 100% випадків. У разі N. meningitidis ~ 20% населення переносять його в горлі. Половина штамів N. meningitidis не капсульована, тому непатогенна.

Таксономічно вони відносяться до родини Neisseriaceae, з роду Neisseriales, класу Betaproteobacteria, типу Chlorobi, домену бактерій.

Streptococcus pneumoniae

Це грам позитивний кокос, іноді утворюючи короткі стрижні. Це одна з найкращих науково вивчених живих істот. Це нормальний житель носоглотки у 5–10% дорослих та 20–40% дітей. Це дуже важливий збудник, що представляє найчастішу причину виникнення долі пневмонії.

Характеристика S. pneumoniae дозволяє їй колонізувати різні ніші. З носоглотки вони можуть переходити в нижні дихальні шляхи, викликаючи пневмококові лобальні пневмонії. Ця колонізація, в свою чергу, може бути вогнищем інвазії (бактеріємія, септицемія) крові, від якої вона може перейти до менінгітів (менінгіт).

Таксономічно він належить до родини Streptococcaceae, з лактобактерій, класу Bacilli, типу Firmicutes, домену Bacteria.

Патології

Moraxella catarrhalis

Найчастіше у дітей та людей похилого віку. Moraxella catarrhalis викликає очні інфекції, отит, синусит, трахеїт, бронхіт, пневмонію та бактеріємію. У дорослих він викликає хронічне обструктивне захворювання легень.

У хворих на імуносупресію він викликає менінгіт, ендокардит та септицемію. У дітей і дорослих вона є причиною госпітальних респіраторних інфекцій.

Синусит - дуже поширена інфекція у дітей раннього віку. М. catarrhalis є причиною приблизно у 20% випадків. Гострий отит та інфекції нижніх дихальних шляхів також часто зустрічаються у дітей, особливо у дітей до трьох років.

Neisseria gonorrhoeae та N. meningitides

Neisseria gonorrhoeae (гонококк) викликає гонорею, яка проявляється насамперед як рясне виділення гнійних виділень з чоловічого та жіночого сечівника та жіночої шийки. Поширені вторинні локальні ускладнення, такі як епідидиміт, сальпінгіт, ректальна інфекція, глоткова інфекція та тазові запальні захворювання.

За відсутності адекватного лікування можливі ураження шкіри, артрит, офтальмія, запалення печінки, ендокардит, менінгіт та лихоманка.

Neisseria meningitidis (менінгококк) - єдина бактерія, здатна продукувати спалахи піогенного менінгіту. Ці спалахи потребують передачі між носоглотками сусідніх людей або шляхом прямого фізичного контакту, або крапельками слизу, які подорожують повітрям. У країнах третього світу ~ 10% випадків є летальними.

Менінгококи також можуть викликати кон'юнктивіт, ендокардит, ангіну, менінгіт, менінгоенцефаліт, міокардит, перикардит, перитоніт та гостру септицемію.

Streptococcus pneumoniae

Природним середовищем існування Streptococcus pneumoniae (пневмококк) є носоглотка, особливо у дітей.

Інфекції, спричинені S. pneumoniae, поділяються на дві категорії: 1) інвазія на шкіру та слизову оболонку, такі як синусит, отит та кон’юнктивіт; 2) інвазивні інфекції, такі як бронхіт, пневмонія, бактеріємія, менінгіт, ендокардит, септичний артрит та менінгіт.

S. pneumoniae та N. meningitidis - основні причини бактеріального менінгіту, які, як правило, викликають лихоманку, мігрень та скуту шию.

У епоху до антибіотиків пневмонія, викликана S. pneumoniae, була поширеною та смертельною. Ця пневмонія залишається одним з найважливіших факторів смертності у африканських дітей.

Велике епідеміологічне значення та небезпека цієї пневмонії визначило розроблення пневмококових вакцин.

Список літератури

1. Алькамо, IE 1996 р. Швидкий огляд скелі: мікробіологія. Вілі, Нью-Йорк.
2. Базуальдо, Дж. Дж., Кото, СЕ, де Торрес, РА 2006. Медична мікробіологія. Редакція Атлант, Буенос-Айрес.
3. Бауман, RW 2012. Мікробіологія: із захворюваннями за системою організму. Бенджамін Камінгс, Бостон.
4. Bottone, EJ 2004. Атлас клінічної мікробіології інфекційних захворювань, том 1, бактеріальні агенти. Парфенон, Бока Ратон.
5. Brooks, GF, Butel, JS, Carroll, KC, Morse, SA 2007. Медична мікробіологія Jewetz, Melnick & Adelberg. McGraw-Hill, Нью-Йорк.
6. Cimolai, N. 2001. Лабораторна діагностика бактеріальних інфекцій. Марсель Деккер, Нью-Йорк. Принципи та практика клінічної бактеріології
7. Гарріті, Г.М., Бреннер, DJ, Krieg, NR, Стейлі, JT 2006. Посібник Бергей ^® про систематичну бактеріологію, друге видання, другий том, протеобактерії, частина А, вступні нариси. Спрингер, Чам.
8. Gillespie, SH, Hawkey, PM 2006. Принципи та практика клінічної бактеріології. Вілі, Чичестер.
9. Holmes, KK, Sparling, PF, Stamm, WE, Piot, P., Wasserheit, JN, Corey, L., Cohen, MS, Watts, DH 2008. Захворювання, що передаються статевим шляхом. McGraw-Hill, Нью-Йорк.
10. Leboffe, MJ, Pierce, BE 2011. Фотографічний атлас для лабораторії мікробіології. Мортон, Енглвуд.
11. Левінсон. W. 2016. Огляд медичної мікробіології та імунології. McGraw-Hill, Нью-Йорк.
12. Штернберг, GM 1886. Про пастери Micrococcus (Sternberg). Журнал Королівського мікроскопічного товариства, 6, 391–396.
13. Таларо, К. П., Таларо, А. 2002. Основи мікробіології. McGraw-Hill, Нью-Йорк.
14. Török, E., Moran, E., Cooke, FJ 2017. Довідник з інфекційних захворювань та мікробіології в Оксфорді. Oxford University Press, Оксфорд.
15. Tortora, GJ, Funke, BR, Case, CL 2010. Мікробіологія: вступ. Бенджамін Камінгс, Сан-Франциско.
16. Ватсон, Д.А., Мюшер, Д.М., Джейкобсон, Дж. В., Верхоеф, Дж. 1993. Коротка історія пневмокока в біомедичних дослідженнях: панорама наукових відкриттів. Клінічні інфекційні хвороби, 17, 913–924.