Spirochätendefinition
Ein Spirochäte ist eine Art von Bakterien im Phylum Spirochäten. Die Spirochäten werden so genannt, weil sie sehr lange, dünne Form und spiralförmig gewickelt sind, daher haben sie eine spiralförmige Korkenzieherform. Die helikale Form ist eine von drei morphologischen Kategorien der Prokaryoten.
Die Spirochäten sind ein vielfältiges Phylum, das eine Vielzahl von ökologischen Nischen einnimmt; Einige leben frei in aquatischen Umgebungen, während einige nur überleben können, indem sie die Zellen anderer Organismen parasitieren., Die meisten sind anaerob (können sich ohne die Anwesenheit von Sauerstoff erhalten), obwohl bestimmte Arten aerob sind. Sie sind sehr schwer zu kultivieren und gramnegativ, was bedeutet, dass sie nicht leicht sichtbar sind.
Obwohl einige eine wichtige Rolle als Symbionten im Magen anderer Tiere spielen, sind viele Mitglieder der Spirochäten-Klasse für häufige Krankheiten wie Lyme-Borreliose und Syphilis verantwortlich., Einige Spirochäten wurden auch in Meeresmuscheln gefunden, obwohl ohne offensichtliche positive oder negative Auswirkungen; Diese neutrale Beziehung wird als Kommensalismus bezeichnet.
Spirochäten unterscheiden sich von anderen Bakterien dadurch, dass sie sich mit einzigartigen Endoflagellen bewegen. Die Flagellen sind fest um die Korkenzieherform der Bakterien gewickelt, zwischen der äußeren Membran und der Zellwand, innerhalb des Periplasmas. Zusammen bilden die Endoflagellen eine Struktur, die Axialfaden genannt wird., Das axiale Filament wird durch die Drehung der Flagellen gedreht, wodurch sich der Spirochäte mit einer Drehbewegung bewegt. Diese Methode der Motilität ist einzigartig für die Spirochäten und—ähnlich wie ein Korkenzieher in den Korken einer Weinflasche eindringen kann-ermöglicht es ihnen, sich durch viskose Materialien wie Schleim, Blut, Schlamm und anderes Bindegewebe einschließlich Knorpel und Zahnbelag zu bewegen; Externe Flagellen erlauben keine effektive Bewegung durch diese Medien.,
Zusätzlich ermöglicht das Vorhandensein von Endoflagella den Spirochäten, sich mit gleicher Leichtigkeit vorwärts und rückwärts zu bewegen, so dass sie sich in ihrer Umgebung frei bewegen und auf den besten Ort der Hostanbindung oder-ressourcen abzielen können.
Das Bild zeigt die spiralförmige Struktur der Spirochetenform (oben) und einen Querschnitt (unten) mit der folgenden Beschriftung: 1-Bakterienzellhülle; 2-Zytoplasma; 3-Flagellen; 4-Der Befestigungspunkt der Flagellen.,
Spirochäten als Parasiten
Spirochäten sind am besten durch ihre Prävalenz als Krankheitserreger bekannt. Drei Gattungen enthalten pathogene Arten:
- Treponema: Die Treponema palidum-Spezies verursacht die sexuell übertragbare Krankheit Syphilis. Eng damit verbunden sind drei andere Arten, die Gier verursachen, Pinta und Bejel; Dies sind Krankheiten, die entweder sexuell oder durch Hautkontakt übertragen werden und zu Symptomen von Mund-und Hautgeschwüren, Klumpen im Knochen, Wucherungen und dicken verfärbten Hautflecken führen., Diese Bakterien können mit einer Penicillin-Injektion abgetötet werden.
- Leptospira: Bestimmte Arten innerhalb dieser Gattung verursachen eine Krankheit namens Leptospirose (auch als Weil-Krankheit bekannt). Die Symptome davon sind grippeähnlich; einschließlich Fieber, Kopfschmerzen und Muskelschmerzen, obwohl kann so schwer wie Meningitis werden und Blutungen in die Lunge verursachen.
- Borrelia: Es gibt 52 Arten der Borrelia-Gattung, die durch die Bisse von Zecken und Läusen übertragen werden. Von den 52 Arten sind 21 dafür verantwortlich, Borreliose (auch als Lyme-Borreliose bekannt) zu verursachen, während 29 rezidivierendes Fieber verursachen., Rezidivierende Fieberopfer haben Fieber, Schüttelfrost, Kopfschmerzen, Übelkeit und Hautausschläge. Unbehandelt klingen die Symptome oft ab und kehren einige Wochen später zurück.
Lyme-Borreliose
Lyme-Borreliose ist eine häufige Erkrankung, die durch Zeckenstiche übertragen wird, nachdem sie mindestens 24 Stunden lang angebracht wurden. Normalerweise erscheint ein kleiner Ausschlag am Körper, der sich über mehrere Tage ausdehnt., Mit fortschreitender Krankheit können zu den Symptomen starke Kopfschmerzen, Nackensteifheit, Muskelschwund im Gesicht, Schmerzen und Betäubung der Hände und Füße, Herzklopfen und unregelmäßiger Herzschlag, Arthritis und Entzündungen des Gehirns und des Spiralakkords gehören. In einigen Fällen ist Lyme-Borreliose tödlich.
Die Lyme-Borreliose ist schwer zu heilen, es sei denn, sie wird unmittelbar nach der Infektion festgestellt und die Symptome treten häufig mehrere Tage oder sogar Wochen nach der Übertragung nicht auf., Dies liegt an entwickelten Merkmalen in den Lyme-verursachenden Spirochäten, die eine hohe Übertragungswahrscheinlichkeit und die Fähigkeit bieten, dem Immunsystem ihres Wirts auszuweichen. Erstens, wenn die Zecke füttert, bindet ein Oberflächenprotein der Borrelien an ein Protein im Speichel der Zecke. Dieses Protein überzieht den Spirochäten und macht es für das Immunsystem nicht nachweisbar. Da Antikörper nicht zur Bekämpfung des Eindringlings produziert werden, kann sich der Spirochäte frei etablieren, bevor er erkannt wird., In den folgenden Wochen breitet sich das Bakterium im ganzen Körper aus—es kann dies aufgrund der Beweglichkeit des Endoflagella-Systems effektiv tun.
Die Bewegung der Flagellen stimuliert das Immunsystem, der Spirochäte kann jedoch die Expression von Proteinen seiner äußeren Zellwand verändern, um sie zu „verkleiden“. Dies macht es für das Immunsystem extrem schwierig, die richtigen Antikörper zu produzieren, um die Bakterien anzugreifen., Das Immunsystem reagiert, indem es mehrere Arten von Antikörpern produziert, die die Bakterien aufgrund der sich ändernden Proteinstruktur nicht abtöten, aber eine toxische Wirkung auf den Wirt haben und Entzündungen und Gewebeschäden im ganzen Körper verursachen
Die Spirochäten sind auch in der Lage, sich innerhalb der extrazellulären Matrix der Wirtszellen zu „tarnen“, was es noch einfacher macht, den Nachweis zu vermeiden. Es wurde auch festgestellt, dass sie in die Lymphknoten gelangen, wo Antikörper produziert werden, und die normale Funktion der Antikörperproduktion verändern.,
Schließlich wurde festgestellt, dass sich die Borrelien mit einem Biofilm schützen—einer schleimigen Filmsubstanz, die sie selbst erzeugen und die Bakterien und andere Mikroorganismen enthält. Der Biofilm schützt die Bakterien vor den rauen Bedingungen, die durch Antibiotika entstehen, und lässt den Eindringling lange ruhen, bis die Bedingungen günstiger sind und sie den Angriff erneut beginnen können.,
Spirochäten als Symbionten
Nicht alle Spirochäten sind Parasiten, tatsächlich haben viele von ihnen symbiotische Beziehungen oder Mutualismen zu ihrem Wirt; In diesem Fall hängen beide Organismen für ihr Überleben von dem anderen ab.
Symbiose mit Termiten
Innerhalb der Termitenart Mastermes darwiniensis ist ein holzfressendes Flagellat namens „Mixotricha“. Die Oberfläche der Mixotricha ist von Treponema spirochäten bedeckt, die das Aussehen von Zilien geben., Die Spirochäten verwenden koordinierte Wellung, um die Symbionten durch die Darmflüssigkeit der Termite zu treiben, während die vordere Flagelle der Mixotricha zur Lenkung verwendet wird.
Das Mixotricha hilft, die Zellulose im Holz, die die Termite gefressen hat, in Zucker, Wasserstoff, Kohlendioxid und Acetat zu zerlegen. Es wird angenommen, dass die Spirochäten das Acetat oxidieren und es verwenden, um den Atmungsbedarf der Termite zu unterstützen, während sie Nahrung von den anderen Produkten ableiten, die vom Mixotricha produziert werden.,
Symbiose mit Wiederkäuern
Wiederkäuer wie Kühe, Hirsche, Schafe, Giraffen und Elche haben vier Kammern im Magen, in denen schwer verdauliche Zellulose abgebaut werden kann. Die erste Kammer des Magens ist der „Pansen“. Diese Kammer enthält eine Vielzahl von Pilzen, Bakterien und Protozoen, die Enzyme absondern, die der Wiederkäuer nicht unabhängig produzieren kann, um die Cellulose in der Pflanzenmasse zu verdauen., Treponema spirochäten machen einen kleinen Prozentsatz der im Pansen vorkommenden Organismen aus und unterstützen und verstärken in ähnlicher Weise wie im Termitendarm den Abbau von Cellulose, während sie die von den anderen Bakterien produzierten Nebenprodukte für ihr Wachstum verwenden.
Die drei anderen Kammern des Magens, das „Retikulum“, das „Obassum“ und das „Abomasum“, erfüllen Funktionen wie die Aufnahme von Flüssigkeiten in den Körper und die echte Verdauung mit Magensäuren.,
- Bakterien-Eine Gruppe von einzelligen Organismen, die Zellwände haben, obwohl Organellen wie Kerne oder Mitochondrien fehlen.
- Parasit-Ein Organismus, der in irgendeiner Weise mit einem anderen „Wirtsorganismus“ interagiert, um sich selbst zu nützen, während er (absichtlich oder nicht) dem Wirt Schaden zufügt.
- Flagellum – Ein fadenartiger Anhang, der Mikroorganismen wie Bakterien und Protozoen das Schwimmen oder Bewegen ermöglicht.
- Symbiose-Die Beziehung zwischen zwei Organismen in beiden ist entweder teilweise oder über den gesamten Lebenszyklus voneinander abhängig.,
>
1. Auf welche Weise sind die Spirochäten einzigartig unter Bakterien?
A. Sie sind parasitär
B. Sie sind kleiner als andere Bakterien
C. Das Vorhandensein von Endoflagellen
D. Sie können in verschiedenen Umgebungen überleben
2. Welche der folgenden Methoden wird von Treponema-Spirochäten NICHT angewendet, um dem Immunsystem ihres Wirts auszuweichen?
A., Ändern der Proteinexpression der äußeren Membran
B. Verstecken innerhalb der extrazellulären Matrix der Wirtszellen
C. Verwenden Sie eine Proteinbeschichtung aus dem Zeckenspeichel, um sie zu verkleiden
D. Kampf gegen die vom Wirt produzierten Antikörper