PROTEOBATTERI: CARATTERISTICHE, SOTTOFILI, PATOGENESI - BIOLOGIA - 2025

I proteobatteri sono phylum batterici più grandi, complessi e diversi tra i procarioti. Comprende circa 384 generi e 1.300 specie di batteri gram-negativi con una parete cellulare costituita principalmente da lipopolisaccaridi.

Nell'uomo, i proteobatteri sono presenti sulla pelle, sul cavo orale, sulla lingua e sul tratto vaginale, oltre all'intestino e alle feci. I proteobatteri sono uno dei phyla più abbondanti nel microbiota intestinale umano.

Gruppo di E. coli (Gammaproteobacteria). Di foto di Eric Erbe, colorazione digitale di Christopher Pooley, entrambi USDA, ARS, EMU. , tramite Wikimedia Commons

L'aumento delle proporzioni normali di batteri di questo phylum rispetto ad altri (Bacteroidetes e Firmicutes) è associato a malattie intestinali ed extraintestinali, principalmente a fenotipo infiammatorio.

I proteobatteri includono un'ampia varietà di agenti patogeni, come i generi Brucella e Rickettsia appartenenti alla classe Alphaproteobacteria, Bordetella e Neisseria della classe Betaproteobacteria, Escherichia, Shigella, Salmonella e Yersinia della classe Gammaproteobacteria e, infine, Helicobacter della classe classe Epsilonproteobacteria.

Oltre ai patogeni, il phylum proteobacteria include specie mutualistiche come endosimbionti obbligati di insetti, inclusi i generi Buchnera, Blochmannia, Hamiltonella, Riesia, Sodalis e Wigglesworthia.

Studi recenti hanno concluso che i proteobatteri simbiotici si sono evoluti nella maggior parte dei casi da antenati parassiti, il che è coerente con il paradigma secondo cui i mutualisti batterici spesso si evolvono dai patogeni.

caratteristiche

I batteri di questo phylum sono diversi morfologicamente, fisiologicamente ed ecologicamente. Il suo nome deriva dall'antico dio greco del mare Proteo, che aveva la capacità di assumere molte forme diverse, alludendo alla grande diversità di forme dei batteri raccolti in questi taxa.

Le cellule possono essere sotto forma di bacilli o cocchi, con o senza prosteca, flagellate o meno, e solo alcune specie possono formare corpi fruttiferi. Possono essere nutrizionalmente fototrofici, eterotrofi e chemolitotrofi.

Sottofili

In base all'analisi filogenetica del gene 16S rRNA, il phylum dei proteobatteri è suddiviso in 6 classi: Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Deltaproteobacteria, Epsilonproteobacteria e Zetaproteobacteria.

Tutte le classi sono monofiletiche, eccetto i gammaproteobacteria che sono parafiletici con i Betaproteobacteria.

Alphaproteobacteria

La classe Alphaproteobacteria include 13 ordini di batteri. Possono adottare varie morfologie come peduncolata, stellata e spirale. Possono anche formare steli e gemme, il che consente loro di aumentare il loro rapporto superficie-volume, consentendo loro di sopravvivere in ambienti con pochi nutrienti.

Gli alfaproteobatteri mostrano una grande diversità di strategie metaboliche come la fotosintesi, la fissazione dell'azoto, l'ossidazione dell'ammoniaca e la metilotrofia. Gli organismi cellulari marini più abbondanti sono inclusi in questo gruppo.

Molte specie di questa classe di batteri tendono ad adottare uno stile di vita intracellulare come mutualisti di piante o patogeni di piante o animali, come Rhizobim, che si forma con le radici di alcune specie di piante o Wolbachia, un parassita della zanzara comune.

Gli alfaproteobatteri sono stati anche associati al gruppo ancestrale che ha dato origine ai mitocondri, i Rickettsiales. Altri generi, come la Rickettsia, sono patogeni.

Betaproteobacteria

I betaproteobatteri sono formati da 14 ordini di batteri che presentano una diversità di forme e metabolismi. Possono essere aerobici severi o facoltativi.

Alcune specie possono essere chemioautotrofe, come il genere Nitrosomonas, che è un ossidante dell'ammoniaca. Altri sono fototrofi come Rhodocyclus e Rubrivivax, che usano la luce come fonte di energia.

I betaproteobatteri sono coinvolti nella fissazione dell'azoto, attraverso l'ossidazione dell'ammonio, producendo nitriti, un composto molto importante nella fisiologia vegetale.

Altre specie possono essere patogene all'interno di questo gruppo, come Neisseriaceae (che causa gonorrea e meningite), Ralstonia, un patogeno vegetale di belladonna (pomodoro, patata) e Burkholderia glumae, che causa danni alla pannocchia nel coltivazione del riso.

Deltaproteobacteria

Gruppo Deltaproteobacteria 7 ordini di batteri gram-negativi. Sono anaerobici e sono comunemente isolati nei sedimenti di laghi, paludi e fondali marini. Sono riduttori di solfati e partecipano al ciclo naturale dello zolfo.

Questa classe include batteri che precedono altri batteri, come le specie dei generi Bdellovibrio e Myxococcus. I mixobatteri emettono spore e si raggruppano in corpi fruttiferi multicellulari in ambienti limitati dal cibo. Questi costituiscono il gruppo di batteri più complesso

Epsilonproteobatteri

Gli epsilonproteobatteri includono solo un ordine di batteri gram-negativi. Hanno la forma di sottili barre elicoidali o curve. Alcune specie sono simbionti del tratto digestivo degli animali, altre sono parassiti dello stomaco (Helicobacter spp.) O del duodeno (Campylobacter spp.).

I batteri di questo gruppo abitano ambienti microaerofili o anaerobici, come le prese d'aria idrotermali di acque profonde. Sono chemolitotrofici, perché traggono la loro energia dall'ossidazione di zolfo o idrogeno ridotti accoppiata alla riduzione di nitrati o ossigeno. Altri sono autotrofi e utilizzano il ciclo di Krebs inverso per fissare l'anidride carbonica nella biomassa.

pathogeny

Poiché i proteobatteri sono il phylum dei batteri con il maggior numero di specie e il più complesso e diversificato, include un'ampia varietà di agenti patogeni.

Escherichia coli

Questi batteri vengono escreti nelle feci degli animali infetti e possono sopravvivere nell'ambiente fino a tre giorni.

E. coli colonizza un nuovo ospite attraverso la via fecale-orale, ingerendo cibo crudo o acqua contaminata, aderendo alle cellule intestinali e provocando diarrea nelle persone colpite.

I batteri fecali possono colonizzare l'uretra e diffondersi attraverso le vie urinarie alla vescica e ai reni o alla prostata negli uomini, causando infezioni del tratto urinario.

Quando un ceppo specifico di E. coli, che contiene un antigene capsulare chiamato K1, colonizza l'intestino del neonato attraverso la vagina della madre contaminata, si verifica una batteriemia che porta alla meningite neonatale.

In casi più rari, i ceppi virulenti sono anche responsabili di sindrome emolitico-uremica, peritonite, mastite, setticemia e polmonite.

Salmonella

Una volta che S. enterica entra in un nuovo ospite, inizia il suo ciclo di infezione attraverso il tessuto linfoide. I batteri aderiscono alle cellule epiteliali intestinali dell'ileo e delle cellule M, inducendo in esse un riarrangiamento del loro citoscheletro che innesca la formazione di ampie ondulazioni sulla superficie consentendo endocitosi non selettive, per cui i batteri riescono ad entrare nella cellula .

Allo stesso modo, Salmonella produce effetti citotossici che distruggono le cellule M e inducono l'apoptosi nei macrofagi attivati ​​e la fagocitosi nei macrofagi non attivati, per i quali vengono trasportati al fegato e alla milza, dove si moltiplicano.

Nell'uomo S. enterica può causare due malattie: la febbre tifoide, causata da S. enterica sub. enterica Paratyphi sierotipi o salmonellosi causati da altri sierotipi.

Vibrio

La maggior parte delle infezioni da Vibrio sono associate a gastroenterite, ma possono anche infettare ferite aperte e causare setticemia. Questi batteri possono essere trasportati dagli animali marini e la loro ingestione provoca infezioni fatali nell'uomo.

Y. cholerae (l'agente eziologico del colera) è solitamente diffuso da acqua contaminata. Altre specie patogene come V. parahaemolyticus e V. vulnificus sono trasmesse da alimenti contaminati, generalmente associati al consumo di crostacei poco cotti.

I focolai di V. vulnificus sono mortali e si verificano comunemente nei climi caldi. Dopo l'uragano Katrina, a New Orleans, si è verificato un focolaio di questa specie.

Helicobacter

Alcune specie di Helicobacter vivono nel tratto gastrointestinale superiore e nel fegato dei mammiferi e di alcuni uccelli. Alcuni ceppi di questi batteri sono patogeni per l'uomo e sono fortemente associati a ulcere peptiche, gastrite cronica, duodenite e cancro allo stomaco.

Le specie del genere Helicobacter possono prosperare nello stomaco di un mammifero, producendo grandi quantità di ureasi, che innalza localmente il pH da 2 a 6 o 7, rendendolo un mezzo più compatibile.

Y. pylori infetta fino al 50% della popolazione umana. Si trova nel muco, sulla superficie interna dell'epitelio e occasionalmente all'interno delle cellule epiteliali dello stomaco.

La colonizzazione dello stomaco da H. pylori può portare a gastrite cronica, un'infiammazione del rivestimento dello stomaco nel sito di infezione.

Yersinia

Il genere Yersinia comprende 11 specie, di cui solo Y. pestis, Y. pseudotuberculosis e alcuni ceppi di Y. enterocolitica sono di importanza patogena per l'uomo e alcuni animali a sangue caldo.

Y. pestis è l'agente eziologico della peste polmonare, setticemica e bubbonica. Il tipo di peste dipende dalla forma dell'infezione, o attraverso il morso di pulci infette (peste bubbonica e peste setticemica) o da persona a persona mediante tosse, vomito e starnuti, quando la malattia è progredita nella forma polmonare. (peste polmonare o polmonare).

La peste polmonare si verifica quando i batteri infettano i polmoni, mentre la peste bubbonica si verifica quando i batteri entrano nel corpo attraverso la pelle da un morso di pulce e viaggiano attraverso i vasi linfatici fino a un linfonodo, causando infiammazione. Infine, la peste setticemica si verifica a causa di infezione del sangue, dopo il morso di pulci infette

Y. La pseudotubercolosi si acquisisce tramite il contatto con animali infetti o consumando cibo e acqua contaminati. È la causa di una malattia simile alla tubercolosi, chiamata scarlattina, che colpisce i linfonodi. Può causare necrosi tissutale localizzata, granulomi nella milza, nel fegato e nei linfonodi.

Le infezioni da Y. enterocolitica si verificano generalmente dal consumo di carne di maiale poco cotta o da acqua, carne o latte contaminati. Le infezioni acute generalmente portano a colite entero-limitata o ileite terminale e adenite nell'uomo. I sintomi possono includere diarrea acquosa o sanguinolenta e febbre, simili all'appendicite, alla salmonellosi o alla shigellosi.

Riferimenti

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