MYCOBACTERIUM: EIGENSCHAFTEN, MORPHOLOGIE UND PATHOGENESE - BIOLOGIE - 2025

Mycobacterium ist eine Bakteriengattung, die sich unter anderem dadurch auszeichnet, dass sie stäbchenförmig ist und nach der Gram-Färbemethode nicht ausreichend gefärbt wird. Es stellt eine große Gruppe von Bakterien dar, die ziemlich heterogen sind und in vielen Fällen Krankheitserreger für den Menschen sind.

Mykobakterien weisen bestimmte Eigenschaften auf, die sie für alle Fachleute auf dem Gebiet der Mikrobiologie von Interesse machen. Es gibt jedoch Arten, von denen viele Aspekte noch unbekannt sind, einschließlich der spezifischen Bedingungen, die erforderlich sind, um eine Pathologie zu erzeugen. Aus diesem Grund wurden viele Studien durchgeführt, um dies aufzuklären.

Bakterienzellen von Mycobacterium tuberculosis. Quelle: Von NIAID (Mycobacterium tuberculosis Bacteria) über Wikimedia Commons

Unter den Krankheiten, die durch Bakterien der Gattung Mycobacterium verursacht werden, sind zwei, die seit Jahren Tausende von Todesfällen verursacht haben: Tuberkulose und Lepra. Der erste wird durch Mycobacterium tuberculosis und der zweite durch Mycobacterium leprae verursacht. Aufgrund ihres pathogenen Potenzials sind sie möglicherweise die bekanntesten und am besten untersuchten Mykobakterien.

Im Gegenteil, es gibt andere völlig unbekannte. Im Allgemeinen gibt es jedoch eine Ansicht der Gattung Mycobacterium als eine Gruppe von Bakterien mit gut ausgeprägten gemeinsamen und besonderen Merkmalen. Dies macht sie zu einem der interessantesten Organismen in der Bakteriendomäne.

Taxonomie

Die taxonomische Klassifikation der Gattung Mycobacterium lautet wie folgt:

Domäne: Bakterien

Phylum: Actinobacteria

Bestellung: Actinomycetales

Unterordnung: Corynebacterineae

Familie: Mycobacteriaceae

Gattung: Mycobacterium.

Morphologie

Bakterien der Gattung Mycobacterium sind wie ein länglicher Stab geformt. Seine Maße sind: 0,2 - 0,04 Mikrometer breit und 2 - 10 Mikrometer lang. Einige Arten haben abgerundete Kanten, andere gerade Kanten.

Sie haben alle eine ziemlich komplexe Zellwand. Diese Komplexität unterscheidet es vom Rest der prokaryotischen Organismen. Zu den herausragendsten Eigenschaften gehört die Fülle an Lipiden, die als Mykolsäuren bekannt sind.

In ähnlicher Weise enthalten sie in der Zellwand ein Peptidoglycan namens Lipoarabinomannan, das über Phosphodiester-Bindungen an ein Polysaccharid namens Arabinogalactan gebunden ist.

Die Komplexität der Zellwand von Bakterien der Gattung Mycobacterium liegt in den Bindungen, die zwischen den Lipoarabinomannanmolekülen Arabinogalactan und Mykolsäuren hergestellt werden.

Bakterienzellen dieser Gattung haben im Allgemeinen keine Zilien oder Flagellen.

Das Genom von Mykobakterien ist auf ein einzelnes zirkuläres Chromosom beschränkt, das aus einer Sequenz von Nukleotiden besteht, wobei Cytosin und Guanin 65% der Gesamtmenge ausmachen.

Die Anzahl der Gene hängt von der Art ab, über die Sie sprechen. Zum Beispiel hat Mycobacterium tuberculosis eines der längsten bisher bekannten Genome.

Allgemeine Charakteristiken

Es wächst langsam

Die meisten Arten, aus denen diese Gattung besteht, wachsen langsam. Dies bedeutet, dass sie mehr als 7 Tage brauchen, um beobachtbare Kolonien in den Kulturen zu erzeugen.

Die einzigen Ausnahmen sind Mycobacterium smeagmatis und Mycobacterium fortuitum, die ein schnelles Wachstumsmuster gezeigt haben.

Sie sind aerob

Die Bakterien, aus denen diese Gattung besteht, zeichnen sich durch Aerobic aus. Dies bedeutet, dass sie notwendigerweise eine Umgebung mit einer breiten Verfügbarkeit von Sauerstoff benötigen, um sich richtig entwickeln und ihre verschiedenen Stoffwechselprozesse ausführen zu können.

Sie sind säure- und alkoholbeständig

Die Gattung Mycobacterium hat eine Besonderheit, nämlich dass die Arten, aus denen sie besteht, gegen Verfärbungen durch Säuren oder Alkohole resistent sind.

Bei den verschiedenen Färbeverfahren ist einer der wesentlichen Schritte die Entfärbung mit sauren Substanzen oder Alkoholen. Im Falle von Mykobakterien können sie durch diese Methode nicht verfärbt werden. Dies ist hauptsächlich auf die in der Zellwand vorhandenen Mykolsäuren zurückzuführen, die für eine geringe Absorption sorgen.

Sie sind Katalase-positiv

Alle Mitglieder der Gattung Mycobacterium synthetisieren das Enzym Katalase. Dieses Enzym wirkt auf Wasserstoffperoxid (H ₂ O ₂ ) und zerlegt es in Sauerstoff und Wasser, wodurch Blasen freigesetzt werden.

Diese Eigenschaft ist sehr wichtig, da sie zusammen mit anderen Tests die Identifizierung von Bakterien auf experimenteller Ebene ermöglicht.

Es gibt einige Arten wie Mycobacterium tuberculosis, die eine Katalase namens Thermostable produzieren, die ihre Funktion nach etwa 20 Minuten über 68 ° C weiter ausübt.

Sie können Pigmente produzieren

Mykobakterien können Pigmente produzieren, wenn sie in Gegenwart oder Abwesenheit von Licht sind.

Diejenigen, bei denen Licht die Produktion von Pigmenten induziert, sind als photochrom bekannt. Klare Beispiele für diese Art von Bakterien sind Mycobacterium kansasii, Mycobacterium simiae und Mycobacterium marinum.

Im Gegenteil, diejenigen, die in Abwesenheit von Licht Pigmente produzieren, werden als Scotochromogene bezeichnet. Dazu gehören: Mycobacterium scrofulaceum, Mycobacterium szulgai und Mycobacterium flavescens.

Hat die Fähigkeit, Nitrate zu reduzieren

Einige der Mitgliedsbakterien der Gattung Mycobacterium synthetisieren ein Enzym namens Nitratoreduktase, das die chemische Reaktion katalysiert, bei der Nitrate zu Nitriten reduziert werden:

NO ₃ ^- + 2 ë -------- NO ₂ + H ₂ O.

Die Mykobakterien, die dieses Enzym synthetisieren, sind unter anderem Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium kansasii, Mycobacterium fortuitum und Mycobacterium chelonae.

Gefärbt mit der Ziehl-Neelsen-Technik

Aufgrund der Konstitution ihrer Zellwand können Mykobakterien durch den Gram-Färbeprozess nicht gefärbt werden.

Sie können jedoch auch durch andere Verfahren wie Ziehl Neelsen verarbeitet werden. Dabei wird die Färbung vorher erhitzt, damit sie durch die aus Mykolsäuren (Fettsäuren) bestehende Zellwand gelangen kann.

Später wird es mit Wasser abgekühlt, wodurch sich die Fettsäuren verfestigen und der Farbstoff zurückbleibt. Schließlich wird Methylenblau hinzugefügt, um einen Kontrast zwischen säurefesten Bakterienzellen und solchen zu schaffen, die dies nicht sind.

Synthetisieren Sie das Enzym Urease

Verschiedene Bakterienarten der Gattung Mycobacterium synthetisieren ein als Urease bekanntes Enzym, das die Reaktion katalysiert, bei der Harnstoff unter Bildung von Ammoniak und Kohlendioxid hydrolysiert wird.

Unter diesen Bakterien können Mycobacterium bovis, Mycobacterium africanum und Mycobacterium malmoense erwähnt werden.

Wachstumstemperatur

Je nach Art des Mykobakteriums variiert die Wachstumstemperatur. Es kann jedoch festgestellt werden, dass die meisten von ihnen bei einer Temperatur von 37 ° C optimal wachsen.

Ebenso gibt es Ausnahmen, zum Beispiel, dass Mycobacterium marinum und Mycobacterium haemophilum eine Temperatur von 30 ° C benötigen, um sich zu entwickeln, während Mycobacterium thermoresistibile dies bei 52 ° C tut.

Pathogenese

Nicht alle Mykobakterienarten stellen eine Bedrohung für Lebewesen dar, insbesondere für den Menschen.

Unter den streng pathogenen Mykobakterien können Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, Mycobacterium bovis und Mycobacterium africans erwähnt werden.

Im Gegenteil, es gibt einige, die gelegentlich Krankheitserreger sind. Dies bedeutet, dass zur Erzeugung einer Pathologie bestimmte Bedingungen erforderlich sind, beispielsweise die Immunsuppression des Wirts. Dazu gehören Mycobacterium xenopi, Mycobacterium abscessus und Mycobacterium chelonae.

Der pathogene Prozess dieser Bakterien ist im Allgemeinen wie folgt: Das Bakterium gelangt in den Blutkreislauf und sofort werden die Abwehrmechanismen des Immunsystems aktiviert, insbesondere Makrophagen. Dies sind Zellen, die sich auf die Phagozytose von Fremdstoffen spezialisiert haben.

Sobald sich das Bakterium im Makrophagen befindet, vermeidet es durch verschiedene biochemische Überlebensstrategien die tödliche Aktivität von Lysosomen (eine Art Beutel, die lytische Enzyme enthalten) und beginnt sich zu vermehren und zu verbreiten, um Läsionen in den verschiedenen Geweben zu erzeugen.

Virulenzfaktoren

Virulenzfaktoren sind Elemente, die bei der Entwicklung einer bakteriellen Infektion berücksichtigt werden müssen, da sie die Fähigkeit eines Bakteriums bestimmen, in einen Wirt einzudringen und eine gewisse Pathologie zu erzeugen.

Bei Mykobakterien erfüllen Virulenzfaktoren mehrere Funktionen:

• Förderung des Eintritts und der Vermehrung der Bakterien in Wirtszellen.
• Beeinträchtigen Sie die natürlichen Abwehrmechanismen des Wirts, damit die Bakterien nicht geschädigt werden.

Unter den bekanntesten und untersuchten Virulenzfaktoren von Mykobakterien können wir den Cordon-Faktor, die Sulfatide und das Lipo-Arabisch-Mannan erwähnen.

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