Bakterite hõimkonnad II

1. Bakterite hõimkonnad II

2. Hõimkond Planctomycetes Moodustavad iseseisva fülogeneetilise haru bakterite evolutsioonipuul. Fülogeneetiliselt lähedased klamüüdiatega. Huvitava morfoloogiaga, peptidoglükaan puudub rakukestas. Kest on valguline. Esialgu peeti neid seenteks. Avastati esmalt järveplaktoni hulgast. Neile on iseloomulik jätkete, “kraatrite” ja pungade esinemine (paljunevad pungudes). Mõnedel liikidel, kel esinevad kinnitusplaadid, moodustuvad rosetid. NB! Mõnel selle seltsi esindajal on leitud tuumamaterjali ümber membraan, mis on prokarüootidel haruldane.

3. Hõimkond Planctomycetes NB! Mõnel selle seltsi esindajal on leitud tuumamaterjali ümber membraan, mis on prokarüootidel haruldane. Gemmata tuumamembraan

4. Hõimkond Planctomycetes Filamentsed selle rühma bakterid arvati algselt olevat tsüanobakterid ja esimene filamentne isolaat nimetati Isocystis pallida. Nüüd kannab ta nime Isosphaera pallida. Isosphaera pallidaon punguv niitjas bakter. Pungumiskohad on näidatud noolega.

5. Hõimkond Planctomycetes Planctomyces maris. Rakul on näga pung ja vastaspoolusel valguline kinnitusjätke. Parempoolsel joonisel Planctomycese rosett: raku liitunud kinnitusjätkete abil

6. Hõimkond Planctomycetes Pirellula marina on punguv bakter, kes võib liituda kinnitusjätkete kaudu rosettideks. Pung (b) moodustub raku vastaspoolusel. NB! Ka Pirellula’l on olemas tuumamembraan.

7. Hõimkond Planctomycetes Gemmata on nõgusakülgne kokk. Rakul näha kraatrid. Temal on kirjeldatud tumamembraan

8. Hõimkond Planctomycetes Faag Planctomycesele sarnane looduslik isolaat. Rakul näha pung ja “kraater”. Näha ka faagid Pung Kraater

9. Hõimkond Chlamydiae Klamüüdiaid kirjeldati esmalt 1907. a. orangutangi silma haigestunud konjunktiivist. Aktiivselt hakati neid uurima 1923. a., kui leiti, et ägedat kopsupõletikku, millesse nakatusid haigete papagoidega kokkupuutunud inimesed, põhjustavad just need bakterid. Tegelikult võivad kõik klamüüdiad põhjustada kopsupõletikku. Sarnaseid baktereid isoleeriti ka uretriidihaigete meeste ureetra limaskestalt. Klamüüdiate elutsükkel kirjeldati 1932. a. Neid on peetud algloomadeks, siis viirusteks ja alles 1960ndatel aastatel bakteriteks. Klamüüdiad on imetajate ja lindude rakusisesed parasiidid.

10. Hõimkond Chlamydiae Evolutsiooniliselt lähedased Planctomycesega. Ühiseks jooneks neil kahel rühmal on peptidoglükaani puudumine rakukestas ja seoses sellega tundetus penitsilliinile. NB! Klamüüdiate genoomis on olemas peptidpglükaani sünteesis osalevad geenid, kuid millegipärast peptidoglükaani pole leitud. Klamüüdiaid inhibeerivad ka kõik peptidoglükaani sünteesile toimivad AD-d (penitsilliin ine.). Võibolla on sedalihtsalt ülivähe! Tuntuimad perekonnad on Chlamydia ja Chlamydophila. Klamüüdiatel on väike genoom ja nad on energeetilised parasiidid. Nad ei suuda ise sünteesida ATPd ja transpordivad seda oma rakku peremeesraku tsütoplasmast. Praegu pööratakse neile palju tähelepanu, sest nad põhjustavd inimestel haigusi, sealhulgas sugulisel teel ülekanduvaid.

11. Hõimkond Chlamydiae: elutsükkel Elutsüklis vahelduvad 2 vormi: 1) väliskeskkonnas püsivad, metaboolselt inaktiivsed, kuid nakatamisvõimelised elementaarkehad ja 2) elusrakus poolduvad , metaboolselt aktiivsed retikulaatkehad. Elementaarkehakesed on väikesed (200-400 nm), rakuvälised ja spooritaolised. Neil on paks rakukest, nad on metaboolselt inertsed. Kui elementaarkehake satub inimese või looma organismi, siis kinnitub ta rakule jata satub peremeesrakku endotsütoosiga. Kuna fagosoomiga lüsosoome ei liitu, siis hakkavad elementaarkehad fagosoomis arenema- diferentseeruma. Nad suurenevad ja muutuvad (diameeter umbes 1 mkm) retikulaatkehakeseks. Retikulaatkeha kest on õhuke ja väga läbitav metaboliitidele. See diferentseerumine võtab aega 6-8 tundi rakku sisenemisest alates.

12. Hõimkond Chlamydiae Retikulaatkehakesed ei ole nakatamisvõimelised, kuid sünteesivad aktiivselt makromolekule ja poolduvad. Biosünteesiks kasutavad nad peremeesraku metaboliite. Selles arengufaasis on klamüüdiad kõige tundlikumad Abdele. Väliskeskkonnas, so. väljaspool elusrakku retikulaatkehad areneda ei saaks ja vastu ei peaks. Pärast mitut replikatsioonitsüklit, mis kestavad kokku umbes 10-16 tundi, diferentseeruvad retikulaatkehakesed jällegi elementaarkehakesteks. Kogu see tsükkel toimub peremeesraku fagosoomis e.vakuoolis, mis suureneb kogu replikatiivse tsükli jooksul tunduvalt. Kogu tsükkel nakatumisest kuni uute elementaarkehade cabanemiseni võtab aega 48-72 tundi, 2-3 ööpäeva.

13. Hõimkond Chlamydiae Elementaarkehad seostuvad epiteelirakule ja endotsüteeritakse (A, B). Fagosoomis arenevad neist retikulaatkehad (C), mis hakkavad paljunema inklusioonkehas (D). Retikulaartkehad saavad uuesti diferentseeruda elementaarkehadeks (E, F), lüüsida raku ja anda alguse uuele nakkustsüklile. Immuunstressi korral võib patogeen minna mittenakatavasse/mittereplitseeruvasse vormi (G). Kui stress kõrvaldatakse, toimub retikulaatkehade diferentseerumine elementaarkehadeks ja saab alata uus nakatamistsükkel.

14. Hõimkond Chlamydiae Klamüüdiad ei suuda ise lagundada suhkruid ja sünteesida ATPd, mis teeb neist energeetilised parasiidid. Nad ei sünteesi tsütokroome ja teisi hingamisahela komponente. Ilmselt kasutavad nad peremeesraku ATPd. Klamüüdiaid on võrreldud pahupidi pööratud mitokondritega. Nad transpordivad peremeesrakust retikulaatkehasse ATPd ja vastasuunas sama transporteriga ADPd. Klamüüdiad kasutavad ka peremeesraku nukleotiide ja aminohappeid, kuigi ilmselt mõningaid aminohappeid saavad nad ka ise sünteesida.

15. Hõimkond Chlamydiae C. trachomatise inklusioonkehadesse koguneb glükogeen, mida retikulaatkehakesed sünteesivad. Joodiga värvuvad nad pruuniks ja neid saab joodiga värvides rakus tuvastada. Chlamydophila psittaci ja Chlamydophila pneumoniae inklusioonikehadesse glükogeeni ei kogune.

16. Hõimkond Chlamydiae Skaneeriv elektronmikrofoto klamüüdia inklusioonkehadest. Vasakul all nurgas on avatud inklusioonkeha seal sees olevate elementaarkehadega.

17. Hõimkond Chlamydiae Chlamydia trachomatis on inimeste patogeen ja tema erinevad serotüübid põhjustavad silma-, sugu- ja hingamisteede haigusi. Ta siseneb limaskesta väikeste haavakeste kaudu. Elementaarkehakesed seostuvad silindrilise epiteeli retseptoritega ja endotsüteeritakse. Trahhoom, konjunktiviit, imikute kopsupõletik, uretriit, emakakaelapõletik. Trahhoom on krooniline keratokonjunktiviit. Areneb välja kae. Konjunktiiv armistub, laug katab silma ja inimene jääb pimedaks. Trahhoom

18. Hõimkond Chlamydiae Inklusiooniline konjunktiviit (põhjustaja C. trachomatis)

19. Hõimkond Chlamydiae C. trachomatis nakatab ka suguelundite limaskesti ja põhjustab põletkku, millega võib kaasneda sigimatus. Klamüdioosid on arenenud riikides kõige levinumsuguhaigus. Kui klamüüdiaga nakatunud emal sünnib laps, siis 60-70% vastsündinutest nakatub 5-12 päeval pärast sündi konjunktiviiti või kopsupõletikku. Vastsündinute silma tilgutatakse erütromütsiini, et vältida gonokokkide ja klamüüdiate infektsiooni. See võib hävitada ka silma sattunud klamüüdiaid, aga ei hävita hingamisteedesse sattunud klamüüdiaid. Eestis tuvastati 2003 aastal 2972 suguliselt levivat klamüdioosijuhtu. Gonokokinakkusi oli samal aastal ainult 461.

20. Hõimkond Chlamydiae Chlamydophila psittaci on primaarselt loomade patogeen. Psitakoos e. papagoide palavik e. ornitoos. Mõned liigid siiski võivad nakatada ka inimest, kes haige linnuga on kokku puutunud. Lindudel on klamüüdiad tavaliselt sooleepiteelis. Lindude väljaheited on nakatumisallikaks. Klamüüdiad hingatakse sisse tolmuga. Hingamisteedest kantakse klamüüdiad maksa ja põrna, kus ta paljuneb retikuloendoteliaalrakkudes. Siis jõuab uuesti vere kaudu kopsu. Seetõttu on haiguse inkubatsiooniaeg pikk, 4-14 päeva. Kõige sagedamini on nakatunud kalkunifarmides või kalkuneid töötlevates tehastes töötavad töölised. Psitakoosi tunnused: palavik, peavalu, külmavärinad, lihasevalu, higistamine, köha.

21. Hõimkond Chlamydiae Chlamydophila pneumoniae põhjustab inimestel ägedaid hingamisteede haigusi, ka kopsupõletikku, võimalik et ka ateroskleroosi ja bronhiaalastmat. Arterioskleroosi naastudest on leitud klamüüdiaosakesi ja südameinfarktiga haigete veres on kõrges tiitris antikehi klamüüdiate vastu. C. pneumoniae elementaarkeha on pirnikujuline (teistel klamüüdiatel ümar). Kliiniline pilt: bronhiit või kerge pikaaegse köhaga pneumoonia, mis enamasti ei vaja haiglaravi. Arvatakse, et ligi pool inimestest on elu jooksul põdenud klamüüdia-kopsupõletikku. Ravitakse antibiootikumidega (tertratsükliin, erütromütsiin).

22. Hõimkond Spirochaetes

23. Hõimkond Spirochaetes Spiroheedid on keeritsbakterid ja eristuvad morfoloogia alusel selgelt kõigist teistest bakteritest. Ka fülogeneesipuul eristuvad nad iseseisva haruna. Neid iseloomustab viburite paiknemine rakukesta väliskihi all. Spiroheedid võivad olla ka algloomadele (näiteks Personympha) liikumisvahendiks, kinnitudes nende pinnale. Personympha elab termiidi sooles. Spiroheete eristatakse 13 perekonda. Neil on erinev morfoloogia (mõõtmed, viburite arv), patogeensus ja ökoloogia. Kuna spiroheedid on kõik tundetud antibiootikum rifampitsiinile, võivad nende RNA polümeraasid erineda teiste bakterite vastavatest ensüümidest. Ka on neil erandlikult lineaarne kromosoom. Näiteks Borrelia burgdorferil kindlasti on.

24. Hõimkond Spirochaetes Vabaltelavad sahharolüütilised spiroheedid: perekond Spirochaeta. Siia kuuluvad anaeroobsed ja fakult. anaeroobsed spiroheedid, kes elavad vabalt vees ja mudas. Kääritavad suhkruid, pöhiproduktidena moodustuvad atsetaat, etanool, CO2 ja H2. Selle perekonna esindajaid on leitud ka termiidi soolest. Seal toimub tselluloosi anaeroobne lagunemine ja käärimisel moodustub palju CO2 ja H2. Spirochaeta, kes sealt on isoleeritud, konverteerib need gaasid atsetaadiks, on seega homoatsetogeen. Muidu on homoatsetogeene leitud ainult klostriidide ja nende sugulaste hulgas. Molekulaarsed uurimused on näidanud, et atsetaadi tekke eest vastutavad geenid võivad olla spiroheetidele saabunud klostriididelt horisontaalse geenitriiviga.

25. Hõimkond Spirochaetes Termiidi sooles elav algloom Trichonympha kugistamas puidutükikest. Termiidi sooles ja ka algloomades on tselluloosi lagundavad bakterid. Sealhulgas spiroheedid.

26. Hõimkond Spirochaetes Polümeerid Monomeerid Esmased käärimisproduktid Atsetaat H2, CO2 Termiidi soole spiroheetidel on leitud ka N2 sidumise võime. Seega varustavad nad termiiti ka lämmastikuga. CO2 CH4 Termiidi sooles elavad erinevad spiroheedid, kes moodustavad tselluloosi käärimisel moodustuvast CO2 ja vesinikust atsetaati, mis on termiidile energiaallikaks.

27. Hõimkond Spirochaetes Spirochaeta

28. Hõimkond Spirochaetes

29. Hõimkond Spirochaetes Treponema Perekonda Treponemakuuluvad nii patogeensed kui ka mittepatogeensed bakterid. Need on anaeroobsed spiroheedid, parim on neid vaadelda tumeväljamikroskoobis. Patogeenseid treponeeme reeglina ei önnestu in vitro kasvatada. Mittepatogeenseid treponeeme leidub suuöönes, soolestikus jm. Mittepatogeenne on näiteks T. denticola, T. oralis ja T. pectinovorum. Esimesed kaks on suuöönes leiduvad liigid. Suuõõne spiroheete seostatakse paradontoosiga.

30. Hõimkond Spirochaetes Treponema pallidum Patogeensetest treponeemidest on olulisim süüfilisetekitaja T. pallidum. Juba 15. sajandil tehti kindlaks, et süüfilis levib sugulisel teel. Tema genoom on ka sekveneeritud. T. pallidum ei talu kõrget temperatuuri ja kuivamist.

31. Hõimkond Spirochaetes Treponema pallidum Süüfilis. Treponema ei läbi tervet nahka ja seega on vaja nakatumiseks nahavigastust. Bakter paljuneb selle koha lähedal, kust ta sisenes ja 2 nädala kuni 2 kuu möödudes moodustub haavand Kui sealt materjali võtta, saab tumeväljas spiroheete vaadelda. Enamasti haavand paraneb ise ja bakterid kaovad algsest nakkuskoldest. Osa rakke aga jõuab migreeruda keha teistesse piirkondadesse: limaskestad, silmad, liigesed, luud, kesknärvisüsteem, kus nad aktiivselt paljunevad. See teine staadium ilmneb 3 nädalat kuni 6 kuud pärast esmase haavandi paranemist. Sageli kaasneb sellega ka lööve, mis on hea signaal sekundaarsest süüfilisest ja ka palavik, peavalu, kurguvalu. Kui ei ravita, siis osa haigeid saab ise terveks, aga osadel järgneb haiguse kolmas staadium, millega kaasnevad tõsised luuhaigused ja närvisüsteemihaigused. Enamik sümptoome baseerub ilmselt organismi immunoloogilisel konfliktil spiroheediga. Õnneks on hästi ravitav penitsilliiniga, vähemalt esimeses staadiumis.

32. Hõimkond Spirochaetes Treponema pallidum Süüfilise haavand enne ja pärast ühe- ja kahenädalalist antibiootikumiravi Eestis oli 2003 aastal 234 süüfilisejuhtu

33. Hõimkond Spirochaetes Treponema pallidum: süüfilise staadiumid

34. Hõimkond Spirochaetes Perekond Borrelia Siia kuuluvad liigid, keda kannavad edasi lülijalgsed, just puugid. Tänapäeval osatakse paljusid Borreliaid ka in vitro kasvatada ja seetöttu on olnud vöimalik ka nende omadusi uurida. Borrelia perekonnas eristatakse 30 liiki. Toitumisnöudlused ilmselt keerulised. Borrelia ei tooda senituntud toksiine, kuid ikkagi vöib pöhjustada pöletikku peremehel, keda ta nakatab. Haiguspilt (eriti haiguse krooniline kulg on sarnane süüfilisele). Borreliat peetakse rakuväliseks parasiidiks. Levib ikkagi vere kaudu ja satub inimese organismi putukahammustusega (putuka süljest).

35. Hõimkond Spirochaetes Borrelia burgdorferipõhjustab puukborrelioosi e. Lyme’I tõbe. Satub inimese organismi puugihammustusega puugi süjest. Borrelia looduslik reservuaar on mitmed metsloomad: hirved, põhjapõdrad, paljud linnud jne, kes küll kannavad borreliaid, kuid ise ei haigestu. Kui puugid imevad borreliaid kandvate loomade verd, siis kannavad nad neid edasi inimesele ja inimene haigestub. Lyme’i töbi on süsteemne haigus, mis kahjustab primaarselt nahka, närvisüsteemi, südant ja liigeseid, aga ka neerusid.

36. Hõimkond Spirochaetes Haiguse esmane tunnus on punetav lööve (erüteem) nahal, mis võib laieneda ja keskelt kahvatuda, aga tavaliselt pole valus ja ei sügele. Erüteemi biopsiast on tavaliselt võimalik spiroheete isoleerida. Möne nädala vöi kuu pärast vöivad ilmneda uued haigusnähud: meningiit, müokardiit, artriit, eriti suurte liigeste, nagu pölveliigeste pöletik, (reumatoidartriit).Ilmneb ka väsimus, peavalud, võib ilmneda ka närvihalvatusi. Lyme töbi on reeglina hästi antibiootikumidega ravitav. Borrelia erüteem

37. Eestis oli 2003 aastal 562 puukborrelioosi juhtu • Kui puuk on hammustanud: • katsu puuk võimalikult kiiresti nahalt eemaldada; • ära haara puugist väga kõvasti, hoidu tema tagakeha pigistamisestvõi määrimisest; • kasuta peenikesi pintsette, sikuta ettevaatlikult; • pese hammustuskoht vee ja seebiga või desinfitseeriva vahendiga; • kui märkad hammustuskohal punetust või muid haigusnähte, otsi abi arstilt.

38. Hõimkond Fibrobacteres See on uus hõimkond. Siia kuulub üks perekond Fibrobacter. F. succinogenes on loomavatsas elav anaeroobne tsellulolüütiline kääritaja. Teda on palju uuritud ja näiteks on näidatud, et tselluloosi hüdrolüüsi eest vastutavad geenid on temalt üle kandunud loomavatsas elavatele seentele.

39. Hõimkond Acidobacteria See on uus hõimkond, kuhu kuulub kolm perekonda: Acidobacterium, Geothrix ja Holophaga Geothrix on anaeroobne rauda redutseeriv bakter (anaeroobne hingaja), kes isoleeriti naftaga saastunud veest. Acidobacterium perekonnast on kultiveeritav A. capsulatum. See on kemoorganotroofne atsidofiilne bakter. Geenijärjestustest on Acidobacterium lähedane näiteks klamüüdiatele ja Planctomycesele.Acidobacterium perekonna esindajaid on isoleeritud mullast, aktiivmudast, kuumaveeallikatest jne. Geenijärjestuste uurimine looduslikes proovides näitab, et see perekond võib looduses väga levinud olla. Nende esindajaid tuleb aga kultiveerida ja uurida. Holophaga foetidaon anaeroobne homoatsetogeen.

40. Hõimkond Bacteroidetes • Hõimkonnas eristatakse kolme klassi: • Bacteroidetes (siia kuuluvad anaeroobsed ja fakultatiivselt anaeroobsed asporogeensed kääritajad bakterid), • 2) Flavobacteria (aeroobsed kemotroofid), • 3) Sphingobacteria (aeroobsed kemotroofid, sh Cytophaga). • Kuigi füsioloogiliselt on see hõimkond kirju, eristub ta hästi nii RNA kui ka valgujärjestuste analüüsil saadud evolutsioonipuudel.

41. Klass Bacteroidetes Siia kuuluvad obligaatselt anaeroobsed asporogeensed g(-) bakterid. Bacteroides fragilis kirjeldati juba möödunud sajandi lõpus kui Bacillus fragilis, kuid selle sajandi algul loodi perekond Bacteroides ja see bakter kanti sinna alla. Bergey määrajas oli varem väga palju Bacteroidese liike, aga kuna see perekond oli v. heterogeenne (GC% perekonna piires oli 28-61%), siis on see perekond jagatud mitmeks. Näiteks tehti osade liikide alusel juurde perekonnad Porphyromonas ja Prevotella.

42. Klass Bacteroidetes Perekonda Bacteroides arvatakse järgmiste tunnustega bakterid: 1. Obligaatsed anaeroobid, graamnegatiivsed asporogeensed pulgad, mittepigmenteerunud. 2. Sahharolüütilised. Suhkrutest toodavad peamiselt atsetaati ja suktsinaati. 3. Sulfaate ei redutseeri. Bacteroides fragilis

43. Klass Bacteroidetes Bacteroidese perekonna liikmeid on arvukalt jämesooles ja loomavatsas, aga ka suuõõne limaskestal. Jämesoole kultiveeritavatest bakteritest moodustab 30% Bacteroides.Bacteroides talub sappi ja teda kasvatatakse välja sappi sisaldaval söötmel. Rida väga ohtlikke anaeroobseid infektsioone just bakteroideste poolt põhjustatud (kirurgilised operatsioonid, hammaste väljatõmbamine jne). Sooleepiteeli haavakeste ja traumade kaudu satuvad bakterid verre ja võivad nii kogu organismis laiali kanduda. Virulentsusfaktoriteks on mitmesugused kudedes levimist võimaldavad ensüümid. Loomavatsas on palju Bacteroides ruminicola’t. Ta kääritab tärklist ja pektiini.

44. Klass Bacteroidetes Porphyromonas. Kääritavad aminohappeid. Porphyromonased sünteesivad porfüriinpigmente. Need on tumedad pigmendid, mis moodustuvad veresöötmel. Perekonna esindajaid on isoleeritud emakakaelast, kõrvast, soolest, genitaalidelt, haavadest, suuõõnest, igemetaskutest, mandlitelt, hambakatust jne.

45. Klass Bacteroidetes Porphyromonast on suurel arvul hambajuure põletikuga haigetel. Üldiselt põhjustavad nad anaeroobseid infektsioone. Porphyromonas gingivalis

46. Klass Bacteroidetes Perekond Prevotella loodi osade Bacteroides perekonna liikide baasil. P. oralis on põhiline täiskasvanute periodontiidi põhjustaja. Prevotella intermedia

47. Klass Flavobacteria Siia kuuluvad perekonnad Flavobacterium, Cellulophaga, Weeksella, Capnocytophaga, Polaribacter jt. Flavobakterid on kollaselt pigmenteeritud liikumatud obligaatsed aeroobid. Neid saab isoleerida mage- ja mereveest, mullast ja mudast, kliinilisest materjalist (haavadest, verest, uriinist ja väljaheidetest) ja toiduainetetööstusest. Inimesele nad ilmselt eriti patogeensed ei ole, kuigi on äärmiselt resistentsed AB-dele. Inimesele kõige patogeensem liik on F. meningosepticum, kes põhjustab väikelastel meningiiti.

48. Klass Flavobacteria Flavobacterium psychrophilum on kalade (näiteks lõheliste) patogeen, kes põhjustab furunkuloosi

49. Klass Flavobacteria 1997. aastal kirjeldati uus perekond Polaribacter. Isoleeriti Antarktika ja Arktika jääst. Kolooniad pigmenteerunud, kuid pigmendiks ei ole fleksirubiin. Kasvavad 4-19 kraadi juures, aga juba 21 kraadi juures mitte. Seega on tegu psührofiiliga.

50. Klass Sphingobacteria Osa perekondi selles klassis sisaldab erilisi lipiide- sfingolipiide. Seltsi kuuluvad näiteks perekonnad Saprospira, Haliscomenobacter, Flexibacter, Cytophaga, Sporocytophaga, Crenothrix, Toxothrix, Flexithrix. Neid iseloomustab libisev liikumine. Aga libisev liikumine pole omane ainult neile bakteritele, vaid esineb näiteks ka tsüanobakteritel, rohelistel mitteS-bakteritel jt.