Spirochaetes: características gerais, morfologia, sistemática - Ciência - 2023

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Spirochaetes É um filo de bactérias caracterizado por ser Gram-negativo e ter uma ultraestrutura celular única. Eles têm organelas de motilidade interna chamadas flagelos periplasmáticos, que lhes permitem flexionar, girar em seu eixo longitudinal e mover-se em meio líquido e semissólido.

Spirochaetes é um dos poucos filos bacterianos cujas características fenotípicas são responsáveis por suas relações filogenéticas com base na análise de rRNA 16S.

Características gerais

Alguns espirochaetas pleomórficos de vida livre, como Spirochaeta coccoides, não têm as características ultraestruturais e etológicas do filo, mas a análise da sequência do gene 16S rRNA os coloca dentro da família Spirochaetaceae.

Eles são quimioorganotróficos, podem usar carboidratos, aminoácidos, ácidos graxos de cadeia longa ou álcoois graxos de cadeia longa como fontes de carbono e energia.

Dependendo da espécie, eles podem crescer em condições anaeróbicas, microaerofílicas, facultativamente anaeróbicas ou aeróbias. Alguns são de vida livre e outros têm uma associação específica com o hospedeiro, que pode ser artrópodes, moluscos e mamíferos, incluindo humanos. Algumas espécies são conhecidas por serem patogênicas.

Essas bactérias constituem um grupo filogeneticamente antigo e bem diferenciado, mais relacionado ao filo Bacteoides e Acidobacteria do que a outros grupos.

É um filo formado exclusivamente pela classe Spirochaetia e pela ordem Spirochaetales, que inclui quatro famílias bem delimitadas: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae e Leptospiraceae.

Eles são alongados e enrolados em hélice (em forma de saca-rolhas), com um tamanho que varia de 0,1 a 3 mícrons de diâmetro e 4 a 250 mícrons de comprimento. Eles têm uma membrana externa composta de múltiplas camadas, chamada de envelope celular ou bainha externa, que envolve completamente o cilindro protoplasmático.

As células têm organelas de motilidade interna chamadas flagelos periplasmáticos. Estes são inseridos internamente em cada extremidade do cilindro protoplasmático e se estendem por quase toda a célula, sobrepondo-se na região central.

No caso da família Leptospiraceae, os flagelos periplasmáticos não se sobrepõem nas células. O cilindro protoplasmático e os flagelos são envolvidos por uma bainha externa que possui algumas características análogas à membrana externa das bactérias gram-negativas.

Por outro lado, Spirochaeta plicatilis, é uma espécie de bactéria grande que possui de 18 a 20 flagelos periplasmáticos inseridos próximo a cada extremidade do cilindro protoplasmático.

Sistemático

A filogenia do filo Spirochaetes é o resultado de análises recentes das sequências do gene 16S rRNA. Apenas uma classe, Spirochaetia, e apenas uma ordem, Spirochaetales, é reconhecida nesta borda.

A ordem Spirochaetales compreende quatro famílias bem delimitadas: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae e Leptospiraceae.

Spirochaetaceae

As bactérias desta família são células helicoidais, com 0,1 a 3,0 mícrons de diâmetro e 3,5 a 250 mícrons de comprimento. As células não têm extremidades em forma de gancho, como os membros da família Leptospiraceae.

Os flagelos periplasmáticos se inserem internamente em cada extremidade da célula e se estendem pela maior parte do comprimento da célula sobreposta na região central.

O diaminoácido presente no peptidoglicano é a L-ornitina. Eles são anaeróbicos, facultativamente anaeróbicos ou microaerofílicos. Eles são quimio-organotróficos.

Eles usam carboidratos e / ou aminoácidos como fontes de carbono e energia, mas não usam ácidos graxos ou álcoois graxos de cadeia longa.

Eles vivem livremente ou estão associados a animais, insetos e humanos. Algumas espécies são patogênicas. As espécies examinadas pela análise da sequência de rRNA 16S são distintas dos membros das famílias Brachyspiraceae, Brevinemataceae e Leptospiraceae.

Brachyspiraceae

Esta família contém apenas um gênero, Brachyspira. São bactérias em forma de hélice com padrões regulares de enrolamento. As células medem entre 2 e 11 mícrons por 0,2 a 0,4 mícrons.

Eles são unicelulares, mas pares ocasionais e cadeias de três ou mais células podem ser vistos em culturas em crescimento. Sob condições de crescimento desfavoráveis, corpos esféricos ou redondos são formados.

São manchas gram-negativas. Eles são anaeróbicos ou aerotolerantes obrigatórios. As extremidades das células podem ser cegas ou pontiagudas.

As células têm uma estrutura celular típica de espiroquetas, consistindo de uma bainha externa, um cilindro protoplasmático helicoidal e flagelos internos no espaço entre o cilindro protoplasmático e a bainha externa.

As células do gênero Brachyspira possuem de 8 a 30 flagelos, dependendo da espécie. O número de flagelos geralmente se correlaciona com o tamanho das células, de modo que espécies de células menores têm menos flagelos.

Os flagelos se unem internamente, em números iguais em cada extremidade da célula, envolvem o cilindro protoplasmático e suas extremidades livres se sobrepõem no centro das células.

Cresce entre 36 e 42 ° C, com temperatura ótima de 37 a 39 ° C. São quimioorganotróficos, utilizando vários carboidratos para o crescimento. Possui oxidase para reduzir o oxigênio molecular.

Brevinemataceae

Esta família contém apenas um gênero, Brevinema. As células têm forma helicoidal e têm um diâmetro de 0,2 a 0,3 mícrons por um comprimento de 4 a 5 mícrons, apresentando uma ou duas voltas helicoidais com comprimentos de onda irregulares variando de 2 a 3 mícrons.

Eles têm flagelos periplasmáticos embainhados que dão às células mobilidade por flexão, rotação e translação. Eles não têm túbulos citoplasmáticos. Eles são microaerofílicos, associados ao hospedeiro.

Leptospiraceae

Elas são células helicoidais destras, que podem medir 0,1 a 0,3 mícrons de diâmetro e 3,5 a 20 mícrons de comprimento. As células não móveis têm pontas em forma de gancho, enquanto as células ativamente móveis têm uma extremidade principal em espiral e um gancho na extremidade posterior da célula.

Eles têm um flagelo periplasmático que se insere internamente em cada extremidade da célula, mas raramente se sobrepõe no centro da célula. Os flagelos periplasmáticos são encontrados ao longo do eixo helicoidal.

O diaminoácido presente no peptidoglicano é um ácido e-diaminopimélico. Eles são organismos aeróbicos obrigatórios ou microaerofílicos. Eles são quimioorganotróficos.

Eles usam ácidos graxos de cadeia longa e álcoois graxos como fontes de carbono e energia. Eles vivem livremente ou estão associados a hospedeiros animais e humanos. Algumas espécies são patogênicas.

Patogenia

A maioria das espécies do filo Spirochaetes não são patogênicas, porém algumas espécies bem conhecidas se destacam por sua patogênese.

Treponema pallidum (Spirochaetaceae)

É o organismo que causa a sífilis. É uma bactéria móvel que geralmente é adquirida por meio do contato sexual próximo e que penetra no tecido do hospedeiro através do epitélio escamoso ou colunar.

A doença é caracterizada por uma área de ulceração e inflamação primária nas áreas genitais, manifestando-se em uma infecção primária. Os estágios posteriores dessa infecção são caracterizados por erupções maculopapulares e uma possível resposta granulomatosa envolvendo o sistema nervoso central.

Outras bactérias do gênero podem causar doenças não venéreas, como a pinta (também conhecida como doença azul, carate, peito do pé, burbot, mal de pinto e tina) produzida porTreponema carateum ou bouba (ou buba, yaw, yaws, yaws tropic, polipapilloma tropicum ou timosose) produzida porTreponema pallidum ssp.pertencer.

Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae)

Causa a doença de Lyme. Esta espécie possui um núcleo único que contém um cromossomo linear e plasmídeos lineares. As diferentes espécies de Borrelia são transmitidos por espécies particulares de carrapatos do gênero Ornithodoros (Argasidae) em diferentes partes do mundo.

Esses carrapatos são encontrados em savanas secas e áreas de arbustos, particularmente perto de tocas de roedores, cavernas, pilhas de madeira e árvores mortas, ou em rachaduras nas paredes ou tetos e sob pisos de madeira, em qualquer lugar habitado por pequenos roedores. .

As espécies reservatório são vertebrados, como ratos, camundongos, esquilos, cães e pássaros. Carrapatos ingerem o Borrelia sp. sugando o sangue de animais ou humanos infectados.

Eles se alimentam à noite, por pelo menos 30 minutos antes de retornar aos seus abrigos. A infecção ocorre por meio da picada, da saliva infectada ou da contaminação das membranas mucosas com líquido coxal infectado.

Essas bactérias não são excretadas nas fezes do carrapato. Os carrapatos permanecem infectados por toda a vida, mesmo que não tenham sangue por 7 anos. Eles podem ser transmitidos horizontalmente entre homens e mulheres; ou verticalmente, por fêmeas para sua progênie.

Nos estágios iniciais, a doença de Lyme se apresenta como uma lesão cutânea característica chamada eritema migrans, também chamado de eritema migrans crônico. A lesão inicial é caracterizada por uma área expansiva de erupção cutânea vermelha, geralmente com um centro pálido (olho de boi) no local da picada do carrapato.

Se não for tratada, pode ocorrer artrite erosiva semelhante à artrite reumatóide e, eventualmente, encefalite crônica progressiva e encefalomielite. Outras bactérias do gênero, comoB. duttonii, B. hermsii Y B. dugesi, pode causar febre recorrente endêmica.

Leptospira spp. (Leptospiraceae)

Agente causador da leptospirose, uma doença febril que pode se complicar com meningite asséptica se não for tratada. Os sintomas de infecção incluem febre, calafrios e dor de cabeça, com icterícia ocasional.

Os organismos podem se espalhar através de animais, água ou solo contaminado pela urina de cães, ratos ou gado. Os animais podem permanecer vetores assintomáticos por anos, e os organismos podem permanecer viáveis após a eliminação por semanas ou meses.

A aquisição de doenças é mais comum após fortes chuvas ou inundações. O período de incubação pode ser de até 1 mês.

Referências

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