Spirochete Definizione
Una spirochete è un tipo di batteri all’interno del phylum Spirochete. Le spirochete sono così chiamate perché sono molto lunghe, di forma sottile ed elicoidale, quindi hanno una forma a spirale cavatappi. La forma elicoidale è una delle tre categorie morfologiche dei procarioti.
Le spirochete sono un phylum diversificato, che occupa una vasta gamma di nicchie ecologiche; alcune vivono liberamente in ambienti acquatici, mentre alcune possono sopravvivere solo parassitando le cellule di altri organismi., La maggior parte sono anaerobici (possono sostenere se stessi senza la presenza di ossigeno), anche se alcune specie sono aerobici. Sono molto difficili da coltivare e sono gram-negativi, il che significa che non sono facilmente visibili.
Anche se alcuni svolgono un ruolo importante come simbionti all’interno dello stomaco di altri animali, molti membri della classe spirochete sono responsabili di malattie comuni come la malattia di Lyme e la sifilide., Alcune spirochete sono state trovate presenti all’interno dei bivalvi marini anche se senza apparenti effetti positivi o negativi; questa relazione neutra è chiamata commensalismo.
Le spirochete sono distinguibili da altri batteri in quanto si muovono con endoflagella unica. I flagelli sono strettamente avvolti attorno alla forma del cavatappi dei batteri, tra la membrana esterna e la parete cellulare, all’interno del periplasma. Insieme, l’endoflagella costituisce una struttura chiamata filamento assiale., Il filamento assiale viene ruotato dalla rotazione dei flagelli, causando la spirocheta a muoversi con un movimento di torsione. Questo metodo di motilità è unico per le spirochete e—proprio come il modo in cui un cavatappi può penetrare il tappo di una bottiglia di vino-permette loro di muoversi attraverso materiali viscosi come muco, sangue, fango e ospite tessuti connettivi tra cui cartilagine e placca dentale; flagelli esterni non consentono un movimento efficace attraverso questi mezzi.,
Inoltre, la presenza di endoflagella consente alle spirochete di spostarsi avanti e indietro con uguale facilità, questo consente loro di muoversi liberamente nel loro ambiente e di indirizzare il miglior sito di attaccamento o risorse host.
L’immagine mostra la struttura a spirale della spirocheta forma (in alto) e di una sezione (in basso) con la seguente etichetta: 1-Cellula Batterica Busta; 2-Citoplasma; 3-Flagelli; 4-Il Punto di Attacco dei Flagelli.,
Le spirochete come parassiti
Le spirochete sono meglio conosciute per la loro prevalenza come agenti causali della malattia. Tre generi contengono specie patogene:
- Treponema: La specie Treponema palidum causa la malattia a trasmissione sessuale, la sifilide. Strettamente correlati a questo è sono altre tre specie che causano imbardata, pinta e bejel; queste sono malattie trasmesse sessualmente o attraverso il contatto con la pelle e provocare sintomi di bocca e piaghe della pelle, grumi nelle ossa, escrescenze e macchie di pelle scolorita di spessore., Questi batteri possono essere uccisi con un’iniezione di penicillina.
- Leptospira: Alcune specie all’interno di questo genere causano una malattia chiamata Leptospirosi (nota anche come malattia di Weil). I sintomi di questo sono simil-influenzali; tra cui febbre, mal di testa e dolori muscolari, anche se può diventare grave come la meningite e può causare sanguinamento nei polmoni.
- Borrelia: Ci sono 52 specie del genere Borrelia, che trasmettono attraverso i morsi di zecche e pidocchi. Del 52 specie, 21 sono responsabili di causare borreliosi (noto anche come malattia di Lyme) mentre 29 causare febbre recidivante., Le vittime di febbre recidivante sperimentano febbre, brividi, mal di testa, nausea ed eruzioni cutanee. Se non trattata, i sintomi spesso diminuiscono e poi tornare diverse settimane più tardi.
Malattia di Lyme
La malattia di Lyme è una malattia comune, trasmessa da punture di zecche dopo che sono stati attaccati per almeno 24 ore. Di solito una piccola eruzione cutanea appare sul corpo, che si espande per diversi giorni., Con il progredire della malattia, i sintomi possono includere forti mal di testa, rigidità del collo, perdita di uso muscolare in faccia, dolori e intorpidimento delle mani e dei piedi, palpitazioni e battito cardiaco irregolare, artrite e infiammazione del cervello e della corda a spirale. In alcuni casi la malattia di Lyme è fatale.
La malattia di Lyme è difficile da curare a meno che non viene catturato subito dopo l’infezione e sintomi spesso non si verificano per diversi giorni o addirittura settimane dopo la trasmissione., Questo è a causa di caratteristiche evolute nelle spirochete che causano Lyme, che forniscono un’alta probabilità di trasmissione e la capacità di eludere il sistema immunitario del loro ospite. In primo luogo, quando la zecca si nutre, una proteina di superficie della Borrelia si lega a una proteina all’interno della saliva della zecca. Questa proteina ricopre la spirocheta e la rende non rilevabile dal sistema immunitario. Poiché gli anticorpi non sono prodotti per combattere l’intruso, la spirocheta è libera di affermarsi prima che venga riconosciuta., Nelle settimane successive il batterio si diffonde in tutto il corpo—è in grado di farlo efficacemente a causa della motilità fornita dal sistema endoflagella.
Il movimento dei flagelli stimola il sistema immunitario, tuttavia la spirocheta è in grado di alterare l’espressione delle proteine della sua parete cellulare esterna per ‘mascherarla’. Ciò rende estremamente difficile per il sistema immunitario produrre gli anticorpi corretti per attaccare i batteri., Il sistema immunitario reagisce producendo più tipi di anticorpi, che non riescono a uccidere i batteri, a causa del mutare la struttura della proteina, ma hanno un effetto tossico sull’host, causando infiammazione e danni ai tessuti in tutto il corpo
Le spirochete sono anche in grado di ‘mantello’ di se stessi all’interno della matrice extracellulare delle cellule ospite, rendendo ancora più facile per evitare il rilevamento. Inoltre sono stati trovati per entrare nei linfonodi, in cui gli anticorpi sono prodotti ed alterano la funzione normale di produzione dell’anticorpo.,
Infine, i Borrelia sono stati trovati per proteggersi utilizzando un biofilm—una sostanza pellicola viscido, che essi stessi generano, contenente i batteri e altri microrganismi. Il biofilm protegge i batteri dalle dure condizioni create dagli antibiotici e consente all’invasore di rimanere dormiente per lunghi periodi di tempo fino a quando le condizioni sono più favorevoli e possono ricominciare l’attacco.,
Spirochete come Simbionti
Non tutte le spirochete sono parassite, infatti molte di esse hanno relazioni simbiotiche o mutualismi con il loro ospite; in questo caso, entrambi gli organismi dipendono dall’altro per la loro sopravvivenza.
Simbiosi con termiti
All’interno della specie di termite Mastotermes darwiniensis è un flagellato mangia legno chiamato “Mixotricha”. La superficie del mixotricha è coperta da spirochete Treponema, dando l’aspetto di ciglia., Le spirochete utilizzano ondulazioni coordinate per spingere i simbionti attraverso il fluido intestinale della termite, mentre il flagello anteriore del mixotricha viene utilizzato per lo sterzo.
Il mixotricha aiuta ad abbattere la cellulosa all’interno del legno che la termite ha mangiato in zuccheri, idrogeno, anidride carbonica e acetato. Si pensa che le spirochete ossidino l’acetato e lo usino per sostenere le esigenze respiratorie della termite, mentre derivano la nutrizione dagli altri prodotti prodotti dal mixotricha.,
Simbiosi con ruminanti
I ruminanti come mucche, cervi, pecore, giraffe e alci hanno quattro camere all’interno dello stomaco in cui abbattere la cellulosa difficile da digerire. La prima camera dello stomaco è il “rumine”. Questa camera contiene una vasta gamma di funghi, batteri e protozoi, che secernono enzimi che il ruminante non può produrre indipendentemente, al fine di digerire la cellulosa nella materia vegetale., Le spirochete di treponema costituiscono una piccola percentuale degli organismi trovati all’interno del rumine e, in modo simile a quelli trovati all’interno dell’intestino delle termiti, aiutano e migliorano la degradazione della cellulosa, mentre utilizzano i sottoprodotti prodotti dagli altri batteri per la loro crescita.
Le altre tre camere dello stomaco, il “reticolo”, l ‘ “obassum” e l’ “abomaso” svolgono funzioni come l’assorbimento di liquidi nel corpo e la vera digestione con acidi gastrici.,
- Batteri-Un gruppo di organismi unicellulari, che hanno pareti cellulari anche se mancano organelli come nuclei o mitocondri.
- Parassita-Un organismo che interagisce in qualche modo con un altro organismo ‘ospite’ al fine di beneficiare se stesso, mentre (intenzionalmente o meno) causando danni all’ospite.
- Flagello-Un’appendice filiforme, che consente a microrganismi come batteri e protozoi di nuotare o muoversi.
- Simbiosi-La relazione tra due organismi in entrambi sono dipendenti dall’altro in parte o l’intero dei loro cicli di vita.,
Quiz
1. In che modo le spirochete sono uniche tra i batteri?
A. Sono parassiti
B. Sono più piccoli di altri batteri
C. La presenza di endoflagella
D. Possono sopravvivere in ambienti diversi
2. Quale dei seguenti NON è un metodo utilizzato da Treponema spirochete per eludere il sistema immunitario del loro ospite?
A., Cambiare l’espressione proteica della membrana esterna
B. Nascondersi all’interno della matrice extra cellulare delle cellule ospiti
C. Utilizzare il rivestimento proteico dalla saliva della zecca per mascherarlo
D. Combattere contro gli anticorpi prodotti dall’ospite