BACTEROIDETES: ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN UND SYSTEMATISCH - BIOLOGIE - 2025

Bacteroidetes ist eine der Phyla, in die Bakterien eingeteilt werden. Dieses Phylum umfasst vier Klassen (Bacteroidia, Flavobacteria, Sphingobacteria und Cytophagia) und mehr als 7.000 verschiedene Arten, die alle Arten von Lebensräumen auf der Erde besiedelt haben.

Sie kommen in Böden, Belebtschlamm, verrottendem Pflanzenmaterial, Kompost, Ozeanen, Süßwasser, Algen, Milchprodukten und kranken Tieren vor. Verteilt in gemäßigten, tropischen und polaren Ökosystemen. In offenen Lebensräumen isolierte Bakteroideten gehören hauptsächlich zu den Klassen Flavobakterien, Zytophagie und Sphingobakterien.

Bacteroides termitidis. www.pixnio.com. Autoren: Janice Haney Carr, CDC Brian J. Beck, PhD, American Type Culture Collection, USCDCP

Bacteroidetes sind ein wichtiger Bestandteil des menschlichen Darmtrakts und anderer Säugetiere und Vögel. Beim Menschen greifen sie in die Aktivierung des Immunsystems und in die Ernährung ein, indem sie Polysaccharide und Kohlenhydrate abbauen, die Nebenprodukte erzeugen, die vom Wirt resorbiert werden und eine wichtige Energiequelle darstellen.

Die Arten des Stammes Bacteroidetes sind größtenteils nicht pathogen, mit Ausnahme der Gattung Bacteroides, die aus opportunistischen Pathogenen besteht, und einigen Flavobacteriaceae, die für Menschen, andere Säugetiere, Süßwasserfische oder Meeresfische pathogen sind.

Eigenschaften

Die in diesem Stamm klassifizierten Bakterien haben eine gemeinsame Evolutionsgeschichte und eine große morphologische, physiologische und ökologische Vielfalt. Sie können kurze oder lange, gerade, spindelförmige oder dünne Filamente sein. Sie sind gramnegativ und bilden keine Endosporen.

Sie können fakultativ anaerob oder streng aerob sein. Sie können nicht mobil sein, Geißeln tragen oder sich durch Gleiten bewegen.

Sie sind chemoorganotrophe, aerobe oder fakultativ anaerobe mit Atmungsstoffwechsel, obwohl es einige Arten mit fermentativem Stoffwechsel gibt.

Systematisch

Das Phylum Bacteroidetes, auch als Cytophaga-Flexibacter-Bacteroides-Gruppe bekannt, umfasst vier Klassen: Bacteroidia, Flavobacteria, Sphingobacteria und Cytophagia, die mehr als 7000 verschiedene Arten gruppieren.

In früheren Klassifikationen umfasste das Phylum Bacteroidetes drei Klassen (Bacteroidia, Flavobacteriia und Sphingobacteriia). Neuere Studien, die auf der Sequenzanalyse des 16S-rRNA-Gens basieren, rechtfertigen jedoch die Bildung einer vierten Klasse innerhalb dieses Stammes, Cytophagia.

Zu dieser neuen Klasse gehören viele Gattungen, die zuvor in die Familien Flexibacteraceae, Flammeovirgaceae und Crenotrichaceae eingeteilt wurden. Somit umfasst das Phylum Bacteroidetes mindestens vier phylogenetische Gruppen, die gut abgegrenzt sind.

Klasse I. Bakteroidie

Diese Klasse enthält eine einzelne Bestellung namens Bacteroidales. Die Bestellung umfasst derzeit fünf Familien: Bacteroidaceae, Marinilabiliaceae, Porphyromonadaceae, Prevotellaceae und Rikenellaceae.

Es ist in mehr als 850 Arten vertreten. Zellen dieser Klasse sind gerade, spindelförmige oder dünne Stäbchen oder Kokkobazillen mit gramnegativer Färbung. Sie bilden keine Sporen.

Sie sind hauptsächlich anaerob, obwohl einige fakultativ anaerob sind. Sie fermentieren einfache Kohlenhydrate, wobei Butyrat als Fermentationsprodukt entsteht, obwohl sie Proteine ​​und andere Substrate abbauen können. Sie sind nicht beweglich oder durch Gleiten mobil.

Klasse II. Flavobakterien

Die Klasse der Flavobakterien umfasst eine einzige Ordnung namens Flavobacteriales. Die Bestellung umfasst derzeit drei Familien: Flavobacteriaceae, Blattabacteriaceae und Cryomorphaceae. Dies ist die größte Klasse der Phylum bacteroidetes mit mehr als 3.500 Arten.

Die Zellen sind Stäbchen oder Filamente, die keine Sporen bilden, sie sind gramnegativ, ohne Gasvesikel und intrazelluläres Granulat. Sie werden im Allgemeinen mit der binären Spaltung multipliziert.

Mitglieder der Familie Blattabacteriaceae sind intrazelluläre Symbionten von Insekten. Die Familien Flavobacteriaceae und Cryomorphaceae werden von aeroben oder fakultativ anaeroben chemoorganotrophen Bakterien mit Atmungsstoffwechsel gebildet, obwohl es einige Arten mit fermentativem Stoffwechsel gibt.

Sie sind nicht mobil. Viele Mitglieder dieser Familien benötigen zum Wachstum NaCl oder Salze aus Meerwasser.

Mitglieder der Familie der Flavobacteriaceae sind im Boden oder in frischem, Brack- oder Meerwasser in gemäßigten, tropischen oder polaren Gebieten weit verbreitet, während Mitglieder der Familie der Cryomorphaceae bisher auf Niedrigtemperatur-Meereslebensräume beschränkt sind.

Einige Mitglieder der Familie der Flavobacteriaceae sind Krankheitserreger für Menschen, Fische oder Amphibien.

Klasse III. Sphingobakterien

Diese Klasse umfasst nur die Ordnung Sphingobacteriales, die drei Familien (Sphingobacteriaceae, Chitinophagaceae und Saprospiraceae), 29 Gattungen und 787 Arten gruppiert.

Bakterien dieser Klasse sind stabförmig. Sie sind nicht beweglich, nicht sporenbildend und haben eine gramnegative Färbung. Aerobes oder fakultativ anaerobes Wachstum.

Mit begrenzten Fermentationskapazitäten bei einigen Mitgliedern. Einige Gattungen, hauptsächlich Sphingobacterium, enthalten hohe Konzentrationen an Sphingophospholipiden als zelluläre Lipidkomponenten.

Klasse IV. Zytophagie

Diese Klasse umfasst nur die Ordnung Cytophagales und einige andere phylogenetische Gruppen, die als Ordnungen incertae sedis behandelt werden, um die Unfähigkeit anzuzeigen, sie genau innerhalb dieser Klassifikation zu platzieren.

Zellen dieser Klasse können kurze oder lange Stäbe oder Filamente sein. Einige Gattungen bilden Ringe, Spulen oder S-förmige Zellen. Sie produzieren außer der Gattung Sporocytophaga keine Sporen. Sie sind beweglich durch Gleiten oder nicht beweglich. Die einzige Gattung mit Flagellen ist Balneola. Gramnegative Färbung.

Das Wachstum ist normalerweise streng aerob, aber in einigen Gliedmaßen tritt mikroaerobes und anaerobes Wachstum auf. Sie sind chemoorganotrophe. Sie sind in der Natur weit verbreitet.

Einige Gattungen sind Meeresorganismen, die für ihr Wachstum Meerwassersalze benötigen. Die meisten Arten sind mesophil, aber es gibt psychrophile und thermophile Mitglieder.

Darmmikroben

Bacteroidetes haben die verschiedenen Teile des Magen-Darm-Trakts beim Menschen besiedelt. Sie kommen auch in der Mikrobiota anderer Säugetiere wie Stachelhäuter, Mäuse, Hunde, Schweine und Wiederkäuer vor. von einheimischen und wilden Vögeln wie Hühnern, Truthähnen, Gänsen und Straussen; und bei Wirbellosen wie Tausendfüßlern und Termiten.

Gegenseitigkeit

Die meisten Bacteroidetes haben eine wechselseitige Beziehung zu ihren Wirten. Beim Menschen interagieren sie mit dem Immunsystem, wodurch T-Zell-vermittelte Reaktionen aktiviert werden, und steuern die Besiedlung potenzieller pathogener Bakterien.

Diese Bakterien produzieren im Allgemeinen Butyrat als Endprodukt der Fermentation, das antineoplastische Eigenschaften aufweist und daher eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Darmgesundheit spielt.

Gallensäurestoffwechsel

Sie sind auch am Metabolismus von Gallensäuren und an der Umwandlung toxischer und / oder mutagener Verbindungen beteiligt. Sie tragen zum Abbau von Polysacchariden im Dickdarm bei, Molekülen, die von Säugetieren nur schwer abgebaut werden können und gegen die Wirkung von Verdauungsenzymen resistent sind.

Die bakteriell vermittelte Fermentation dieser Polysaccharide führt zur Freisetzung flüchtiger kurzkettiger Fettsäuren (hauptsächlich Acetat, Propionat und Butyrat), die vom Wirt resorbiert werden. Daher helfen diese Darmbakterien dem Wirt, Energie aus feuerfesten Kohlenhydratquellen zu gewinnen.

Energiegewinnung

Bei alles fressenden Säugetieren, insbesondere beim Menschen, macht diese zusätzliche Energiequelle zwischen 7% und 10% des Tagesbedarfs aus.

Bei Ratten wurde gezeigt, dass keimfreie Tiere 87% mehr Kalorien im Kot ausscheiden als ihre normalen Gegenstücke, und sie müssen 30% mehr Nahrung zu sich nehmen, um ihr Körpergewicht aufrechtzuerhalten.

Daher ist das Vorhandensein der Darmmikrobiota für eine optimale Energieaufnahme aus der Nahrung notwendig.

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