MYCOBACTERIUM: מאפיינים, מורפולוגיה ופתוגנזה - ביולוגיה - 2025

Mycobacterium הוא סוג של חיידקים המאופיינים, בין היתר, על ידי היותם בצורת מוט ולא מכתים בצורה מספקת בשיטת הכתם Gram. זה מהווה קבוצה גדולה של חיידקים, די הטרוגניים כי במקרים רבים הם פתוגנים לבני אדם.

למיקובקטריה מאפיינים מסוימים שהופכים אותם לאובייקט מעניין לכל המומחים בתחום המיקרוביולוגיה. עם זאת, ישנם מינים אשר היבטים רבים עדיין אינם ידועים, כולל התנאים הספציפיים הנדרשים כדי ליצור פתולוגיה כלשהי. בשל כך, ישנם מחקרים רבים שהועלו כדי לנסות ולהבהיר זאת.

תאי חיידק Mycobacterium tuberculosis. מקור: מאת NIAID (חיידק Mycobacterium tuberculosis), באמצעות Wikimedia Commons

בין המחלות הנגרמות על ידי חיידקים מהסוג Mycobacterium נמצאות שתיים שהן אלפי מקרי מוות במשך שנים: שחפת וצרעת. הראשון נגרם כתוצאה משחפת Mycobacterium והשני על ידי Mycobacterium leprae. בשל הפוטנציאל הפתוגני שלהם הם אולי המיקובקטריה הידועה והנחקרת ביותר.

נהפוך הוא, ישנם אחרים שאינם ידועים לחלוטין. עם זאת, באופן כללי, יש השקפה על הסוג Mycobacterium כקבוצה של חיידקים עם מאפיינים משותפים וספציפיים היטב. זה הופך אותם לאחד מהאורגניזמים המעניינים ביותר בתחום החיידקים.

טקסונומיה

הסיווג הטקסונומי של הסוג Mycobacterium הוא כדלקמן:

תחום: חיידקים

פילום: אקטינובקטריה

סדר: Actinomycetales

תת-סדר: Corynebacterineae

משפחה: Mycobacteriaceae

מין: Mycobacterium.

מוֹרפוֹלוֹגִיָה

חיידקים השייכים לסוג Mycobacterium מעוצבים כמו מוט מוארך. מידותיו: 0.2 - .04 מיקרון ברוחב של 2 - 10 מיקרון. למינים מסוימים קצוות מעוגלים, כמו גם לאחרים קצוות ישרים.

לכולם קיר תא מורכב למדי. מורכבות זו מבדילה אותו משאר האורגניזמים הפרוקריוטים. בין המאפיינים הבולטים שלו הוא שפע הליפידים הידועים כחומצות מיקוליות.

באופן דומה, בדופן התא הם מכילים פפטידוגליקאן הנקרא ליפואראבינומנן, המקושר דרך קשרים מסוג פוספודיאסטר לפוליסכריד הנקרא ערבינוגלקטאן.

המורכבות של דופן התא של חיידקים השייכים לסוג Mycobacterium טמונה בקשרים המוקמים בין מולקולות ליפואראבינומנן, ערבינוגלקטן וחומצות mycolic.

בתאים חיידקיים מהסוג הזה בדרך כלל אין ציציות או סמל.

הגנום של mycobacteria מוגבל לכרומוזום מעגלי יחיד המורכב מרצף של נוקלאוטידים, כאשר ציטוזין וגואנין מהווים 65% מכלל.

מספר הגנים יהיה תלוי במין שעליו אתה מדבר. לדוגמה, ב- Mycobacterium tuberculosis יש אחד הגנומים הארוכים ביותר שידוע עד כה.

מאפיינים כלליים

הוא צומח לאט

מרבית המינים המרכיבים מין זה גדלים באטיות. המשמעות היא שלוקח יותר משבעה ימים כדי לייצר מושבות ניתנות לצפייה בתרבויות.

החריגים היחידים הם Mycobacterium smeagmatis ו- Mycobacterium fortuitum, שהראו דפוס צמיחה מהיר.

הם אירוביים

החיידקים המרכיבים סוג זה מאופיינים בכך שהם אירוביים. המשמעות היא שהם בהכרח זקוקים לסביבה עם זמינות רחבה של חמצן בכדי להיות מסוגלים להתפתח כראוי ולבצע את התהליכים המטבוליים השונים שלהם.

הם עמידים בפני אלכוהול

לסוג Mycobacterium יש ייחודיות, וזה שהמינים המרכיבים אותו עמידים בפני שינוי צבע על ידי חומצות או אלכוהולים.

בהליכי הצביעה השונים אחד הצעדים החיוניים הוא דה-גוון באמצעות חומרים או אלכוהולים חומציים. במקרה של mycobacteria, לא ניתן לשנות אותם בשיטה זו. זה בעיקר בגלל החומצות המיקוליות הקיימות בדופן התא, המספקות ספיגה נמוכה.

הם חיוביים לזרז

כל חברי הסוג Mycobacterium מסנתזים את האנזים קטלאז. אנזים זה פועל על חמצן מימן (H ₂ O ₂ ) ומפרק אותו לחמצן ולמים, ובעקבות כך משתחרר בועות.

מאפיין זה חשוב מאוד, שכן יחד עם בדיקות אחרות הוא מאפשר זיהוי של חיידקים ברמה ניסיונית.

ישנם מינים מסוימים, כגון שחפת Mycobacterium המייצרים קטליז הנקרא תרמוסטטי שממשיך להפעיל את תפקידו לאחר שעבר את מעלות 68 מעלות צלזיוס למשך כ 20 דקות.

הם מסוגלים לייצר פיגמנטים

Mycobacteria יכולת לייצר פיגמנטים כאשר הם נמצאים בנוכחות או בהיעדר אור.

אלה שבהם האור גורם לייצור פיגמנטים מכונים פוטוכרומיים. דוגמאות ברורות לסוג זה של חיידקים הם Mycobacterium kansasii, Mycobacterium simiae ו- Mycobacterium marinum.

נהפוך הוא, אלה המייצרים פיגמנטים בהיעדר אור נקראים סקוטוכרומוגנים. אלה כוללים: Mycobacterium scrofulaceum, Mycobacterium szulgai ו- Mycobacterium flavescens.

בעלת יכולת להפחית חנקות

חלק מחיידקי החברים בסוג Mycobacterium מסנתזים אנזים המכונה nitratoreductase, אשר מזרז את התגובה הכימית בה מצטמצמים החנקות לניטריטים:

NO ₃ ^- + 2 ë -------- NO ₂ + H ₂ O

Mycobacteria המסנתז אנזים זה הם Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium kansasii, Mycobacterium fortuitum, Mycobacterium chelonae, בין היתר.

מוכתם בטכניקת Ziehl Neelsen

בשל היווצרות דופן התא שלהם, לא ניתן לצבוע את המיקובקטריה באמצעות תהליך מכתים גרם.

עם זאת, ניתן לעבד אותם באמצעות נהלים אחרים כמו Ziehl Neelsen. בכך, הצבע נתון לחימום קודם, כך שהוא יכול לעבור דרך דופן התא המורכבת מחומצות מיקוליות (חומצות שומן).

בהמשך הוא מקורר במים, וגורם לחומצות השומן להתמצקות, ולשמור על הצבע. לבסוף, כחול מתילן מתווסף ליצירת ניגוד בין תאי חיידקים מהירים לחומצה לבין אלה שאינם.

סנתז את האנזימים אורז

מינים שונים של חיידקים השייכים לסוג Mycobacterium מסנתזים אנזים המכונה urease, אשר מזרז את התגובה בה הידרוליזה אוריאה ליצירת אמוניה ופחמן דו חמצני.

בין החיידקים הללו ניתן להזכיר את Mycobacterium bovis, Mycobacterium africanum ו- Mycobacterium malmoense.

טמפרטורת צמיחה

בהתאם למין המיקובקטריום, טמפרטורת הגידול משתנה. עם זאת, ניתן לומר שרובם צומחים בצורה אופטימלית בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס.

בדומה, ישנם יוצאים מן הכלל, למשל Mycobacterium marinum ו- Mycobacterium haemophilum דורשים טמפרטורה של 30 מעלות צלזיוס, ואילו Mycobacterium thermoresistibile עושה זאת על 52 מעלות צלזיוס.

פתוגיה

לא כל מיני המין החיידקים מהווים איום על היצורים החיים, במיוחד על האדם.

בין mycobacteria שהם פתוגניים בהחלט ניתן לציין את Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, Mycobacterium bovis ו- Mycobacterium africans.

נהפוך הוא, ישנם כאלה שהם פתוגנים מזדמנים. המשמעות היא שכדי לייצר פתולוגיה הם זקוקים לתנאים מסוימים, כמו דיכוי חיסוני מארח. אלה כוללים Mycobacterium xenopi, Mycobacterium abscessus ו- Mycobacterium chelonae.

התהליך הפתוגני של חיידקים אלה, באופן כללי, הוא כדלקמן: החיידק נכנס לזרם הדם ומיד מופעלים מנגנוני ההגנה של מערכת החיסון, במיוחד מקרופאגים. אלה תאים המתמחים בפגוציטוזיס של סוכנים זרים.

ברגע שנמצא בתוך המקרופאג, דרך אסטרטגיות הישרדות ביוכימיות שונות, החיידק נמנע מפעילות קטלנית של ליזוזומים (סוג של שקיות המכילות אנזימים לייטיים) ומתחיל להתרבות ולהתפשט כדי ליצור נגעים ברקמות השונות.

גורמי נגיף

גורמי נגיף הם אלמנטים שיש לקחת בחשבון בהתפתחות זיהום חיידקי, מכיוון שהם אלו שקובעים את יכולתו של חיידק להיכנס לארח ולייצר פתולוגיה מסוימת.

במקרה של mycobacteria, גורמי הוורידות משרתים מספר פונקציות:

• לקדם את כניסת החיידק והתרבותו בתאים מארחים.
• התערבות במנגנוני ההגנה הטבעיים של המארח כך שהחיידקים לא ייפגעו.

בין גורמי הנגיף הידועים והנחקרים ביותר של mycobacteria, אנו יכולים להזכיר את גורם הקורדון, הסולפטידים והממן-ליפו-ערבי.

הפניות

1. אלדרוויק, ל., הריסון, ג'יי, לויד, ג 'ובירץ', ח '(2015, אוגוסט). קיר התא Mycobacterial - Peptidoglycan ו Arabinogalactan. פרספקטיבות של קבר ספרינג הארבור ברפואה. 5 (8).
2. ביולוגיה של mycobacteria. הושג מ: fcq.uach.mx
3. Imperiale, B., Morcillo, N. and Bernardelli, A. (2007). זיהוי פנוטיפי של mycobacteria. ביוכימיה ופתולוגיה קלינית. 71 (2). 47-51
4. זיהומים מיקובקטריאליים. נלקח מ: medlineplus.gov
5. נשלח מ: microbewiki.com
6. גיליון מיוחד: "מנגנון פתוגנזה של שחפת Mycobacterium". נלקח מ: mdpi.com
7. הושג מ: היגיינה. edu.uy