МІКОБАКТЕРІЇ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, МОРФОЛОГІЯ ТА ПАТОГЕНЕЗ - БІОЛОГІЯ - 2025

Мікобактерія - рід бактерій, що характеризується, серед іншого, тим, що має форму палички та не піддається належному забарвленню методом плям Грама. Він становить велику групу бактерій, досить неоднорідних, які в багатьох випадках є збудниками для людини.

Мікобактерії мають певні характеристики, які роблять їх об’єктом інтересу всіх фахівців у галузі мікробіології. Однак існують види, багато аспектів яких досі невідомі, включаючи конкретні умови, необхідні їм для генерування будь-якої патології. Завдяки цьому існує багато досліджень, які намагаються з'ясувати.

Бактеріальні клітини мікобактерій туберкульозу. Джерело: За допомогою NIAID (Mycobacterium tuberculosis Bacteria), через Wikimedia Commons

Серед захворювань, що викликаються бактеріями роду Mycobacterium, є два, які вже тисячі років загинули: туберкульоз та проказа. Перша викликається Mycobacterium tuberculosis, а друга - Mycobacterium leprae. Завдяки своєму патогенному потенціалу вони, мабуть, найбільш відомі та найбільш вивчені мікобактерії.

Навпаки, є й інші, абсолютно невідомі. Однак загалом існує погляд на рід Mycobacterium як на групу бактерій з добре вираженими загальними та особливими ознаками. Це робить їх одним з найцікавіших організмів в області бактерій.

Таксономія

Таксономічна класифікація роду Mycobacterium така:

Домен: Бактерії

Тип: Актинобактерії

Порядок: Actinomycetales

Підряд: Corynebacterineae

Сімейство: Mycobacteriaceae

Рід: Mycobacterium.

Морфологія

Бактерії, що належать до роду Mycobacterium, мають форму витягнутого стрижня. Його вимірювання: 0,2 - 0,04 мкм завширшки 2 - 10 мкм. Деякі види мають закруглені краї, а також інші мають прямі краї.

Всі вони мають досить складну клітинну стінку. Ця складність відрізняє його від решти прокаріотичних організмів. Серед його найвидатніших характеристик - велика кількість ліпідів, відомих як міколеві кислоти.

Так само в клітинній стінці вони містять пептидоглікан, який називається ліпоарабіноманнан, який пов'язаний через зв'язки типу фосфодіестера з полісахаридом, який називається арабіногалактаном.

Складність клітинної стінки бактерій, що належать до роду Mycobacterium, полягає у зв’язках, що встановлюються між молекулами ліпоарабіноманана, арабіногалактановою та міколевою кислотами.

Бактеріальні клітини цього роду зазвичай не мають війок або джгутиків.

Геном мікобактерій обмежується однією круговою хромосомою, що складається з послідовності нуклеотидів, цитозин і гуанін становлять 65% від загальної кількості.

Кількість генів буде залежати від виду, про який ви говорите. Наприклад, Mycobacterium tuberculosis має один з найдовших геномів, відомих на сьогоднішній день.

Загальна характеристика

Він повільно зростає

Більшість видів, що складають цей рід, повільно зростають. Це означає, що їм потрібно більше 7 днів для створення спостережуваних колоній у культурах.

Єдині винятки - Mycobacterium smeagmatis та Mycobacterium fortuitum, які показали швидкий темп зростання.

Вони аеробні

Бактерії, що входять до цього роду, характеризуються аеробністю. Це означає, що їм обов’язково потрібне середовище з широкою доступністю кисню, щоб мати можливість нормально розвиватися та здійснювати різні процеси обміну речовин.

Вони кислотостійкі

Рід Mycobacterium має особливість, а саме те, що види, що його містять, стійкі до знебарвлення кислотами або спиртами.

У різних процедурах фарбування одним із важливих етапів є знебарвлення з використанням кислих речовин або спиртів. Що стосується мікобактерій, то цей метод не може бути знебарвлений. В основному це пояснюється наявністю в клітинній стінці міколевих кислот, які забезпечують низьке поглинання.

Вони каталазні позитивні

Усі представники роду Mycobacterium синтезують фермент каталазу. Цей фермент діє на перекис водню (H ₂ O ₂ ) і розщеплює його на кисень і воду з наступним виділенням бульбашок.

Ця властивість є дуже важливою, оскільки разом з іншими тестами дозволяє ідентифікувати бактерії на експериментальному рівні.

Є деякі види, такі як Mycobacterium tuberculosis, які продукують каталазу під назвою термостабільна, яка продовжує виконувати свою функцію після перевищення 68 ° C протягом приблизно 20 хвилин.

Вони здатні виробляти пігменти

Мікобактерії мають здатність виробляти пігменти, коли вони знаходяться у присутності або відсутності світла.

Ті, у яких світло індукує вироблення пігментів, відомі як Photochromic. Ясними прикладами цього типу бактерій є Mycobacterium kansasii, Mycobacterium simiae та Mycobacterium marinum.

Навпаки, ті, які виробляють пігменти при нестачі світла, називаються скотохромогенами. Сюди відносяться: Mycobacterium scrofulaceum, Mycobacterium szulgai та Mycobacterium flavescens.

Має здатність знижувати нітрати

Деякі з бактерій-членів роду Mycobacterium синтезують фермент, відомий як нітраторедуктаза, який каталізує хімічну реакцію, при якій нітрати зводяться до нітритів:

NO ₃ ^- + 2 ë -------- NO ₂ + H ₂ O

Мікобактеріями, що синтезують цей фермент, є Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium kansasii, Mycobacterium fortuitum, Mycobacterium chelonae.

Зафарбований технікою Зіеля Нельсена

Через конституцію їх клітинної стінки мікобактерії не можуть бути забарвлені в процесі фарбування Грамом.

Однак вони можуть бути оброблені за допомогою інших процедур, таких як Ziehl Neelsen. При цьому забарвлення піддається попередньому нагріванню, щоб воно могло проходити через клітинну стінку, що складається з міколевих кислот (жирних кислот).

Пізніше він охолоджується водою, внаслідок чого жирні кислоти твердають, зберігаючи барвник. Нарешті, додається метиленовий синій, щоб створити контраст між швидкими кислотними бактеріальними клітинами та тими, яких немає.

Синтезують фермент уреазу

Різні види бактерій, що належать до роду Mycobacterium, синтезують фермент, відомий як уреаза, який каталізує реакцію, при якій сечовина гідролізується з утворенням аміаку та вуглекислого газу.

Серед цих бактерій можна відзначити Mycobacterium bovis, Mycobacterium africanum та Mycobacterium malmoense.

Температура росту

Залежно від виду мікобактерій температура росту змінюється. Однак можна констатувати, що більшість із них оптимально ростуть при температурі 37 ° C.

Так само є винятки, наприклад, Mycobacterium marinum і Mycobacterium heemophilum потребують розвитку температури 30 ° C, тоді як Mycobacterium thermoresistibile робить це при 52 ° C.

Патогенез

Не всі мікобактеріальні види становлять загрозу для живих істот, особливо людини.

Серед мікобактерій, які є суто патогенними, можна відзначити Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, Mycobacterium bovis та Mycobacterium africans.

Навпаки, є деякі, які є випадковими збудниками. Це означає, що для генерування патології їм потрібні певні умови, наприклад, імуносупресія господаря. До них відносяться Mycobacterium xenopi, Mycobacterium abscessus та Mycobacterium chelonae.

Патогенний процес цих бактерій, як правило, такий: бактерія потрапляє в кров і негайно активізуються захисні механізми імунної системи, зокрема макрофаги. Це клітини, які спеціалізуються на фагоцитозі чужорідних агентів.

Потрапивши всередину макрофага, за допомогою різних біохімічних стратегій виживання, бактерія уникає летальної активності лізосом (свого роду мішечки, які містять літичні ферменти) і починає розмножуватися та поширюватися, створюючи ураження в різних тканинах.

Фактори вірулентності

Фактори вірулентності - це елементи, які слід враховувати при розвитку бактеріальної інфекції, оскільки саме вони визначають здатність бактерії потрапляти в хазяїна і генерувати певну патологію.

У разі мікобактерій фактори вірулентності виконують декілька функцій:

• Сприяють потраплянню та розмноженню бактерій у клітини господаря.
• Втручайтесь у природні захисні механізми господаря, щоб бактерії не завдали шкоди.

Серед найбільш відомих та вивчених факторів вірулентності мікобактерій можна відзначити Кордоновий фактор, сульфатиди та ліпоарабічну маннан.

Список літератури

1. Alderwick, L., Harrison, J., Lloyd, G. and Birch, H. (2015, серпень). Мікобактеріальна клітинна стінка - пептидоглікан та арабіногалгактан. Перспективи в галузі медицини на холодну весну. 5 (8).
2. Біологія мікобактерій. Отримано від: fcq.uach.mx
3. Imperiale, B., Morcillo, N. and Bernardelli, A. (2007). Фенотипічна ідентифікація мікобактерій. Біохімія та клінічна патологія. 71 (2). 47-51
4. Мікобактеріальні інфекції. Отримано з: medlineplus.gov
5. Отримано з: microbewiki.com
6. Спеціальний випуск: "Механізм патогенезу мікобактерій туберкульозу". Отримано з: mdpi.com
7. Отримано з: гігієни. edu.uy