CORYNEBACTERIUM: EIGENSCHAFTEN, TAXONOMIE, MORPHOLOGIE, KULTUR - BIOLOGIE - 2025

Corynebacterium ist eine Bakteriengattung der Actinobacteria-Klasse, deren Mitglieder dadurch gekennzeichnet sind, dass sie grampositiv sind. Sie weisen während ihres Lebenszyklus zwei oder mehr Strukturformen auf (dh sie sind pleomorph). Sie sind nicht mobil, nicht eingekapselt und bilden keine Sporen.

Bakterien der Gattung Corynebacterium können in Boden, Wasser, Pflanzen und Tieren vorhanden sein. Einige Arten sind Saprophyten, andere sind tierische Begleiter und andere sind pathogen.

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Die pathogenen Vertreter sind verantwortlich für Krankheiten wie Diphtherie (Corynebacterium diphtheria) und caseöse Lymphadenitis (C. pseudotuberculosis). Sie können auch nosokomiale Erkrankungen verursachen.

Einige Arten dieser Gattung (z. B. C glutamicum und C feeiciens) sind in der Biotechnologie für die Herstellung von Aminosäuren und anderen Verbindungen wichtig.

Allgemeine Charakteristiken

Bakterien der Gattung Corynebacterium gehören zu einer Gruppe namens CMN-Gruppe, zu der Mitglieder der Familien Corynebacteriaceae, Mycobacteriaceae und Nocardiaceae gehören.

Alle Bakterien in dieser Gruppe haben zwei gemeinsame Merkmale. Eine dieser Eigenschaften ist der Anteil von Guanin (G) und Cytosin (C) an anderen stickstoffhaltigen Basen. Das andere Merkmal ist die Struktur der Zellwand.

Die Gattung besteht aus pleomorphen grampositiven Organismen. Sie sind Katalase-positiv, bilden keine Sporen (sie sporulieren nicht) und sind auch nicht sauer gegen Alkohol.

Im Allgemeinen sind die Corynebacterium-Arten in ihrem Metabolismus von Kohlenhydraten oder Zuckern (Kohlenhydraten) oxidativ und fakultativ fermentativ.

In Bezug auf den Gehalt an G und C ist er hoch und kann höher als 70% sein. Die Zellwand besteht ihrerseits aus Peptidoglycan, Arabinogalactan sowie Mykolsäure.

Alle Corynebacterium sind Katalase-positiv, einige sind jedoch fermentativ, andere oxidativ. Andere Arten fermentieren oder oxidieren weder.

Taxonomie

Die Gattung Corynebacterium wurde 1896 von Lehmann und Neumann errichtet, um die Diphtherie produzierenden Bazillen zu gruppieren. Es umfasst derzeit etwa 80 gültig beschriebene Arten. Mehr als die Hälfte dieser Arten gilt als medizinisch relevant.

Die Familie Corynebacteriaceae, zu der die Gattungen Corynebacterium und Turicella gehören, gehört taxonomisch zur Klasse Actinobacteria, Ordnung Actinomycetales. Es gehört zur CMN-Gruppe (Corynebacteriaceae, Mycobacteriaceae und Nocardiaceae). Dieser Gruppe fehlt die taxonomische Gültigkeit.

Einige Autoren teilen die Gattung Corynebacterium künstlich in zwei Gruppen ein; Diphtherie-Arten einerseits und Nicht-Diphtherie-Corynebakterien (CND) andererseits.

Diese Unterteilung, basierend auf dem Potenzial der Art, Diphtherie zu produzieren, hat keine taxonomische Gültigkeit. Unter den CND gibt es sowohl nicht pathogene Arten als auch Arten, die für Krankheiten verantwortlich sind, hauptsächlich vom nosokomialen Typ.

Andere Methoden zur taxonomischen Identifizierung

In Bezug auf die molekulare Taxonomie haben die Techniken zur Charakterisierung und Identifizierung von grampositiven Bazillen zur Beschreibung neuer Arten der Gattung Corynebacterium geführt, insbesondere menschlicher klinischer Proben.

Die zur Charakterisierung dieser Bakterien verwendeten molekularen Methoden umfassen unter anderem die genetische Analyse der 16S-rRNA- und rDNA-Sequenzierung, die Nukleinsäurehybridisierung.

Die Analyse des Vorhandenseins und der Menge von Peptidoglykanen, die Bestimmung von Mykolsäuren, die Identifizierung von Menachinon, die Analyse von zellulären Fettsäuren, die Infrarotspektroskopie, der Nachweis der vorgeformten Enzyme Glucosidase oder Aminopeptidase werden ebenfalls verwendet.

Morphologie

Bakterien der Gattung Corynebacterium sind pleomorph (dh sie können verschiedene Formen aufweisen). Sie können wie eine Kokosnuss, eine filamentöse Stange, eine Keule oder ein Peitschengriff geformt sein. Sie können gerade oder mit gekrümmten Enden sein.

Seine Länge liegt zwischen 2 und 6 um, während sein Durchmesser nahe bei 0,5 um liegt.

Kolonien können in Form von Palisaden oder chinesischen Schriftzeichen vorliegen. Es sind kleine, körnige Kolonien von variabler Farbe, gelblich weiß, grau oder schwarz. Die Ränder können je nach Kulturmedium durchgehend, gezahnt oder dazwischen liegen.

In der Zellwand präsentieren sie Peptidoglycan, Arabinogalactan und Mykolsäure. Zusätzlich zu diesen präsentiert es auch Mesodiaminopimelinsäure im Murein-Tetrapeptid.

Ein einzigartiges Merkmal der Gattung ist das Vorhandensein konservativer oder fester "Insertions- oder Deletionsstellen" (Indels). Zu diesen fixierten Inedeln gehören die Insertion von zwei Aminosäuren in das Enzym Phosphoribosiphosphat und die Insertion von drei Aminosäuren in die Acetatkinase.

Anbau von

Obwohl Corinebacterium im Allgemeinen in Bezug auf Kulturmedien nicht sehr anspruchsvoll ist, haben einige von ihnen sehr spezifische Anforderungen an ihr Wachstum. Alle benötigen Biotin und einige benötigen auch Thiamin und p-Aminobenzoesäure.

Das anfängliche Wachstum ist langsam, verbessert sich dann aber schnell. Ein weit verbreitetes Medium für die Kultivierung von Arten dieser Gattung ist das Loeffler-Medium. Dieses Medium enthält Pferdeserum, Fleischinfusion, Dextrose und Natriumchlorid.

Loeffler-Medium ist selektiv für C. diphtheriae, wenn Tellurit zugesetzt wird. Andererseits zeigen die meisten CNDs ein besseres Wachstum in Medien mit Schafsbrühe und Blut, mit einem Lipid angereichertem Gehirn wie 0,1-1,0% Tween 80 oder mit Serum angereicherter Kohlenhydratbrühe.

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Pathogenese

Diphtherie, die von Corynebacterium diphtheriae produziert wird, wird zwischen Menschen durch kontaminierte Partikel übertragen, die während der Atmung übertragen werden. Das Bakterium produziert ein Toxin, das die zelluläre Proteinsynthese hemmt.

Es zerstört auch Gewebe und erzeugt eine Pseudomembran. Die Wirkungen des Toxins umfassen Atemwegserkrankungen, Myokarditis, Neuritis und Nierentubulusnekrose. Diphtherie kann tödlich sein.

Etwa 50 der Corynebakterien ohne Diphtherie wurden mit Infektionen beim Menschen oder bei Tieren in Verbindung gebracht. Die wichtigsten durch CND verursachten Infektionen beim Menschen sind nosokomialen Ursprungs und betreffen Menschen mit geschwächtem Immunsystem.

Zu den krankheitsverursachenden Arten, die beim Menschen am häufigsten isoliert werden, gehören C. striatum, C. jeikeium, C. urealyticum und C. pseudodiphteriticum.

Unter den durch CND beim Menschen verursachten Krankheiten wurden Infektionen der Harnwege, der Haut, Infektionen im Zusammenhang mit Prothesen, Osteomyelitis, septische Arthritis, Endokarditis, Peritonitis, Gehirnabszess, Bakteriämie, Meningitis, vorzeitige Wehen und spontane Abtreibungen aufgezeigt. . Diese nosokomialen Erkrankungen haben in den letzten Jahren vermehrt aufgetreten.

Einige Arten von Corynebacterium befallen Tiere. Zum Beispiel erzeugt C. pseudodiphteriticum Pathologien wie: caseöse Lymphadenitis bei Schafen, Rindern und anderen Wiederkäuern. Es verursacht auch Abtreibungen (bei Schafen) und Follikulitis (bei Pferden).

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