Cпирохеты и их влияние на организм человека

Биохимические признаки

Спирохеты – хемоорганотрофные микроорганизмы. Источником энергии и углеводов для них являются органические соединения.

По типу дыхания боррелии и трепонемы являются облигатными анаэробами (в присутствии кислорода эти микроорганизмы погибают), а вот лептоспиры – факультативными анаэробами, они могут жить как в кислородной среде, так и в бескислородной.

Лептоспиры вызывают тяжелые заболевания у человека

Спирохеты сложно культивируются в лабораторных условиях. Для их роста в питательные среды необходимо добавлять органическую сыворотку и тканевые экстракты. Спирохеты очень медленно растут (несколько дней). Температура инкубирования – 33-37°С.

Свойства спирохеты

Морфологические характеристики

Спирохеты являются грамотрицательными, подвижными, спирально изогнутыми бактериями. Количество кривых варьируется от одной семьи к другой. Длина бактерий колеблется от 5 до 250 микрометров. Их диаметр варьируется от 0,1 до микрометров. Трепонемы чрезвычайно тонкие (0,2), требуют, чтобы их наблюдение выполнялось только в темном поле зрения. Оставшиеся спирохеты окрашиваются методом Гимза-Романовского и наблюдаются с помощью светового микроскопа. Лептоспиры имеют изогнутые края и часто сравниваются с вопросительным знаком.

Спирохеты не образуют споры и не имеют полос, их подвижность обусловлена осевыми нитями, которые представляют собой нитевидные структуры, намотанные по продольной оси бактериальной клетки. Их число варьируется от одной семьи к другой — Treble 3, Boreal 7-30, Leptospires — 1. Движения спирохет делится на три типа:

1. Вращение вокруг продольной оси;
2. Складывание и разворачивание;
3. Движение вперед и назад.

Культурные особенности

Спирохеты очень требовательны к пище, разные роды разрабатываются в разных условиях. Трепонемы — это строгие анаэробы, за исключением treponema pallidum, которая является микроарфилом. В обогащенных альбуминах и богатых цистеинами средах развивается, но теряет свою вирулентность и меняет свою морфологию.

Боррелии выращивают в микроаэрофильных условиях в питательных средах, обогащенных питательными веществами, и температуре окружающей среды 25 ° C. Даже в таких селективных средах отверстия развиваются медленно — в течение 7-10 дней.

Лептоспиры плотные аэробы, оптимальная температура для их развития составляет около 28-32 градусов. В твердых средах, обогащенных сывороточным альбумином, они образуют крупные колонии.

Эпидемиология

Спирохеты вызывают большое количество инфекций, распространенных по всему миру. T. pallidum вызывает сифилис у людей и некоторых обезьян.

Источником инфекции является больной, особенно во время второго этапа заболевания. Передача осуществляется путем полового акта, переливания крови, больной матерью плоду и очень редко другими способами. Сифилис остается преобладающим во многих развивающихся странах и в некоторых регионах Северной Америки, Азии и Европы. Самые высокие значения в Южной и Юго-Восточной Азии, в то время как третий по величине находится в регионе Латинской Америки и Карибского бассейна.

Большинство новых случаев наблюдается у мужчин и женщин в возрасте 20-29 лет. В 2013 году процент первичного и вторичного сифилиса наиболее высок у людей в возрасте 25-29 лет. Заболеваемость врожденным сифилисом увеличилась до 11,6 случаев на 100 000 живорождений в 2014 году, что является самым высоким числом случаев сифилиса с 2001 года.

Мужчины чаще имеют первичный или вторичный сифилис, чем женщины. Эта разница со временем изменилась. За последнее десятилетие наблюдается резкий рост числа сифилисов среди мужчин. Среди женщин наблюдаемые показатели первичного и вторичного сифилиса увеличились с 0,9 до 1,5 на 100 000 человек в год в период с 2005 по 2008 год и снизились до 0,9 в 2013 году.

Borrelia burgdorferi вызывает болезнь Лайма. Инфекция представляет собой эндемический зооноз с резервуаром диких грызунов, птиц, волков и других диких животных. В Европе основным резервуаром являются клещи. В Азии инфекция Borrelia burgdorferi зарегистрирована в таких странах, как Китай, Корея, Япония, Индонезия, Непал и Восточная Турция. В Европе большинство заболеваний Лайма сообщается в скандинавских странах, Германии, Австрии и Словении. Болезнь Лайма в Европе в основном связана с B. afzelii и B. garinii. Рост распространения наблюдался также в Польше, Германии, Болгарии, Норвегии и Финляндии.

Для других лептоспиров основным источником инфекции являются домашние и дикие животные, а места проникновения — слизистые оболочки полости рта, конъюнктивы и небольшие раны на коже.

Систематика

Филогения типа Spirochaetes является результатом недавнего анализа последовательностей гена 16S рРНК. В этом крае распознается один класс, Spirochaetia, и один класс, Spirochaetales..

Отряд Spirochaetales включает четыре хорошо очерченных семейства: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae и Leptospiraceae..

Spirochaetaceae

Бактерии этого семейства представляют собой спиральные клетки диаметром от 0,1 до 3,0 микрон и длиной от 3,5 до 250 микрон. Клетки не имеют зацепленных концов, как члены семейства Leptospiraceae..

Периплазматические жгутики вставляются внутрь на каждом конце клетки и простираются вдоль большей части длины наложенной клетки в центральной области.

Диаминокислота, присутствующая в пептидогликане, представляет собой L-орнитин. Они являются анаэробными, факультативно анаэробными или микроаэрофильными. Они химио-органотрофны.

Они используют углеводы и / или аминокислоты в качестве источников углерода и энергии, но не используют жирные кислоты или длинноцепочечные жирные спирты.

Они живут свободно или совместно с животными, насекомыми и людьми. Некоторые виды являются патогенными. Виды, исследованные с помощью анализа последовательности 16S рРНК, отличаются от представителей семейств Brachyspiraceae, Brevinemataceae и Leptospiraceae..

Brachyspiraceae

Эта семья содержит только один пол, Brachyspira. Они представляют собой бактерии спиральной формы с регулярными узорами скручивания. Ячейки измеряют от 2 до 11 микрон на 0,2-0,4 микрона.

Они одноклеточные, но в растущих культурах можно наблюдать случайные пары и цепочки из трех или более клеток. В неблагоприятных условиях роста образуются сферические или круглые тела.

У них грамотрицательное окрашивание. Они являются обязательными анаэробными или аэротолерантными. Концы клеток могут быть тупыми или заостренными.

Клетки имеют типичную структуру клеток спирохет, которая состоит из наружной оболочки, протоплазматического спирального цилиндра и внутренних жгутиков в пространстве между протоплазматическим цилиндром и внешней оболочкой.

Клетки рода Brachyspira У них от 8 до 30 жгутиков, в зависимости от вида. Количество жгутиков обычно коррелирует с размером клетки, так что меньшие виды клеток имеют меньше жгутиков.

Жгутики соединены внутри, в равных количествах на каждом конце клетки, они обертывают вокруг протоплазматического цилиндра и их свободные концы перекрываются в центре клеток.

Он растет между 36 и 42 ° C, с оптимальной температурой от 37 до 39 ° C. Они хемоорганотрофны, для роста используются различные углеводы. Он имеет оксидазу, чтобы уменьшить молекулярный кислород.

Brevinemataceae

Эта семья содержит только один пол, Brevinema. Ячейки имеют спиральную форму и имеют диаметр от 0,2 до 0,3 микрон при длине от 4 до 5 микрон, показывая один или два витка спирали с нерегулярной длиной волны от 2 до 3 микрон..

Они покрыли периплазматические жгутики, которые придают подвижность клеткам путем сгибания, вращения и перемещения. У них нет цитоплазматических канальцев. Они микроаэрофильны, связаны с хозяином.

Leptospiraceae

Они представляют собой клетки правой спиральной конформации, которые могут иметь размеры от 0,1 до 0,3 микрон в диаметре и от 3,5 до 20 микрон в длину. У неподвижных клеток есть кончики с крючками, в то время как у активно подвижных клеток есть спиральный передний конец и крючок на заднем конце клетки.

У них есть периплазматический жгутик, который вставлен внутри на каждом конце клетки, но редко перекрывается в центре клетки. Периплазматические жгутики расположены вдоль спиральной оси.

Диаминокислота, присутствующая в пептидогликане, представляет собой е-диаминопимелиновую кислоту. Это облигатные аэробные или микроаэрофильные организмы. Они хемоорганотрофны.

Они используют длинноцепочечные жирные кислоты и жирные спирты, такие как углерод и источники энергии. Они живут свободно или совместно с животными и людьми. Некоторые виды являются патогенными.

Хламидии

Хламидии — мелкие грамотрицательные шаровидные бактерии. Хламидии не способны к спорообразованию, неподвижны. Хламидии — облигатные внутриклеточные паразиты.

Основная окраска для выявления хламидий — метод Романовского-Гимзе.
Хламидии – облигатные внутриклеточные паразиты, не обладающие собственным энергетическим аппаратом. Вне клеток хламидии мелкие и неактивные и называются элементарными тельцами. Элементарные тельца попадают в эпителиальную клетку путем фагоцитоза. Внутри клеток-хозяев у хламидий запускается обмен веществ и они образуют ретикулярные тельца – активную форму, из них образуются элементарные тельца, способные покидать клетку путем экзоцитоза или разрушения клетки.

Пример 3

Основные хламидийные болезни человека — трахома, урогенитальный хламидиоз и пситаккоз или орнитоз.

Морфология, строение

Спирохеты представляют собой длинные клетки спиральной формы ( «штопор» ), но они также могут образовывать колониальные шарообразные скопления (см. Конец видео в микроскопе ниже) или изменять внешний вид при некоторых обстоятельствах.

Они отличаются от других бактерий наличием длинных внутренних аксиальных нитей с постоянным диаметром 18 нм , расположенных в продольном направлении между клеточной мембраной и клеточной стенкой, которые называются аксиальными нитями . Эти осевые филаменты химически и структурно сходны с жгутиками бактерий. Их количество колеблется от двух до нескольких сотен, и их расположение уникально в бактериальном мире. Часто они перекрываются в центре клетки.

Эти псевдо-жгутики — механизм, который все еще плохо изучен (предлагается несколько моделей) — придают спирохетам исключительную подвижность и быстроту в вязких средах. Спирохеты могут быстро погружаться в слегка гелеобразную среду или перемещаться по твердой среде.

Их внешняя оболочка, трубчатая и очень упругая, также оригинальна. Он состоит из набора липидов, белков и сахаров, а у некоторых видов зубчатый и очень сложный (пять слоев у Pillotina ). Он может отделяться от клетки в неблагоприятных условиях, например при контакте с детергентом, таким как лаурилсульфат натрия или додецилсульфат натрия (тогда клетка принимает сферическую форму, которая априори нежизнеспособна).

Морфологические аспекты

Трепонемы

Типичный «весна» или «штопор» форма из Treponema (под электронным микроскопом) (фото CDC , США )

Пример (схема) спирохеты с внутренней нитью

Схематическое изображение внутренней мультижгутиковой системы спирохеты, обеспечивающей ее очень эффективное и быстрое движение в средах гелевого типа.

Ультрамикроскопия ( покадровая ), показывающая движения и спонтанную агглютинацию спирохет (от сифилиса ), снята в 1910 году в Институте Пастера.

Бактерии рода Leptospira , вызывающие лептоспироз

Просвечивающая электронная микроскопия позволяет наблюдать три основных типа «классической структуры»:

• Грамм + бактерии;
• Грамотрицательные бактерии -;
• Спирохеты.

Как протекает начальная стадия заражения спирохетой?

Важно помнить о том, что после проникновения в организм человека спирохета не оставляет никаких явных признаков инфицирования и остается незаметной до начала своего размножения. Время, за которое бактерия перемещается по организму хозяина и ищет благоприятное для прикрепления место, принято называть инкубационным периодом бактерии

То есть, в этот период человек не подозревает о заболевании и не может пройти медицинское обследование, поскольку тесты на сифилис будут отрицательными.

Первая стадия инфицирования спирохетой — первичная стадия сифилиса — отличается острой симптоматикой и плохим самочувствием человека, поскольку из-за насыщенного количества бактерий в кровь поступают токсины, и организм начинает усиленную выработку антител для борьбы с инфекцией.

На второй стадии заболевания поражаются внутренние органы и продолжается усиленное размножение паразитов. В этот период человек, который не проходит надлежащее лечение, может страдать лихорадкой, приступами удушья, кровоизлияниями, а также отеками и некротическими изменениями мышц.

Морфологические характеристики

Спирохеты являются грамотрицательными, подвижными, спирально изогнутыми бактериями. Количество кривых варьируется от одной семьи к другой. Длина бактерий колеблется от 5 до 250 микрометров. Их диаметр варьируется от 0,1 до микрометров. Трепонемы чрезвычайно тонкие (0,2), требуют, чтобы их наблюдение выполнялось только в темном поле зрения. Оставшиеся спирохеты окрашиваются методом Гимза-Романовского и наблюдаются с помощью светового микроскопа. Лептоспиры имеют изогнутые края и часто сравниваются с вопросительным знаком.

Спирохеты не образуют споры и не имеют полос, их подвижность обусловлена ​​осевыми нитями, которые представляют собой нитевидные структуры, намотанные по продольной оси бактериальной клетки. Их число варьируется от одной семьи к другой — Treble 3, Boreal 7-30, Leptospires — 1. Движения спирохет делится на три типа:

1. Вращение вокруг продольной оси;
2. Складывание и разворачивание;
3. Движение вперед и назад.

Только T. pallidum имеет микрокапсулу, которая не ассоциируется с анилинными красками и остается бледной, отсюда и название — бледная спирохета (pallidum).

Победить паразитов можно!

— Надежное и безопасное избавление от паразитов за 21 день!

• В состав входят только природные компоненты;
• Не вызывает побочных эффектов;
• Абсолютно безопасен;
• Защищает от паразитов печень, сердце, легкие, желудок, кожу;
• Выводит из организма продукты жизнедеятельности паразитов.
• Эффективно уничтожает большую часть видов гельминтов за 21 день.

Сейчас действует льготная программа на бесплатную упаковку. Читать .

Читайте далее:

Бледная трепонема: что за бактерия, определение антител, вызываемые заболевания

Боррелии: биохимические свойства, классификация, какие заболевания вызывают

Размножение ДНК вирусов в клетке: особенности, стадии и способы

Морфологические свойства и строение бактериальной клетки

Сарцины: виды бактерий, формы, морфология, какие заболевания вызывают

Anisakis Simplex: жизненный цикл, морфология паразита, какие болезни вызывает

патогенез

Большинство видов Spirochaetes phylum не являются патогенными, однако некоторые хорошо известные виды выделяются своим патогенезом..

Treponema pallidum (Spirochaetaceae)

Именно организм вызывает сифилис. Это подвижная бактерия, которая обычно приобретается при тесном половом контакте и проникает в ткани хозяина через плоский или столбчатый эпителий.. 

Заболевание характеризуется зоной первичного изъязвления и воспаления в области половых органов, что проявляется в первичной инфекции. Более поздние стадии этой инфекции характеризуются макулопапулезными высыпаниями и возможным гранулематозным ответом с поражением центральной нервной системы.. 

Другие бактерии рода могут вызывать не венерические заболевания, такие как пинта (также известная как синяя болезнь, каратэ, эмпейны, лота, пинта и туб), вызываемые Трепонема каратэум или рыскания (или буба, рыскание, фрамбоэзия, тропические рыскания, полипиллома тропика или тимоз), производимые Treponema pallidum подвид. pertenue.

Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae)

Это вызывает болезнь Лайма. Этот вид имеет уникальное ядро, которое содержит линейную хромосому и линейные плазмиды. Различные виды Borrelia передаются определенными видами клещей рода ОгпИкойогоз (Argasidae) в разных частях света.

Эти клещи встречаются в местах сухой саванны и кустарников, особенно вблизи нор грызунов, пещер, деревянных свай и мертвых деревьев, или в трещинах в стенах или потолках и под деревянными полами, в любом месте, где живут мелкие грызуны.

Водохранилищами являются позвоночные, такие как крысы, мыши, белки, собаки и птицы. Клещи глотают Borrelia зр. высасывая кровь зараженных животных или людей.

Они питаются ночью, по крайней мере, в течение 30 минут, прежде чем вернуться в свои приюты. Заражение происходит при укусе, через инфицированную слюну или при загрязнении слизистых оболочек инфицированной коксальной жидкостью..

Эти бактерии не выделяются с клещами. Клещи остаются зараженными на всю жизнь, даже если им не хватает крови в течение 7 лет. Они могут передаваться горизонтально между мужчинами и женщинами; или вертикально, самками до их потомства.

На ранних стадиях болезнь Лайма представляет собой характерное поражение кожи, которое называется мигрирующей эритемой, также называемой хронической мигренью. Раннее поражение характеризуется обширной областью красной сыпи, часто с бледным центром (иллюминатором) в месте укуса клеща..

Если не лечить, может возникнуть эрозивный артрит, похожий на ревматоидный артрит, и, в конечном итоге, хронический прогрессирующий энцефалит и энцефаломиелит. Другие бактерии рода, такие как Б. Даттонии, Б. гермсии и B. dugesi, может вызвать рецидивирующую эндемическую лихорадку.

лептоспиры SPP. (Leptospiraceae)

Возбудитель лептоспироза — фебрильная болезнь, которая может быть осложнена асептическим менингитом, если ее не лечить. Симптомы инфекции включают лихорадку, озноб и головную боль, иногда с желтухой.

Организмы могут распространяться через животных, воду или почву, загрязненные мочой собак, крыс или крупного рогатого скота. Животные могут оставаться бессимптомными переносчиками в течение многих лет, а организмы могут оставаться жизнеспособными после выделения в течение нескольких недель или месяцев..

Приобретение болезней чаще встречается после проливных дождей или наводнений. Инкубационный период может быть до 1 месяца.

Опасность для здоровья человека

Эти микроорганизмы вызывают у человека ряд опасных для жизни и здоровья заболеваний.

Боррелии

Боррелиозы или возвратные тифы – заболевания, вызванные патогенными боррелиями. Делятся на две группы:

• эпидемический, или вшивый, возвратный тиф (возбудитель – боррелия рекуррентис) – передается от человека к человеку;
• эндемический, или клещевой, возвратный тиф – передается от насекомых человеку и между людьми.

Тифы – группа тяжелых бактериальных заболеваний человека, которые характеризуются лихорадкой, интоксикацией, помрачнением сознания, сосудистыми расстройствами и кожными высыпаниями.

В мазке крови под микроскопом можно увидеть изогнутые бактерии – возбудители возвратного тифа

Возбудитель попадает в лимфатическую систему человека и размножается, после чего проникает в кровь. В крове боррелии частично погибают и высвобождают яд (эндотоксин). Наличие эндотоксинов в крови провоцирует менингит, геморрагический инфаркт в печени и селезенке.

Через семь-десять дней после инфицирования организм человека вырабатывает антитела к боррелиям, и те в большинстве своем гибнут. Наступает период улучшения состояния больного. Но оставшиеся боррелии дают новое потомство, и происходит повторное заражение крови. Такое противостояние организма и инфекции может длиться несколько недель (до 10 возвратных заражений).

Обнаружение боррелий в крови больного осуществляется с помощью простого общего анализа крови из пальца.

Лептоспиры

Лептоспироз – острое природно-очаговое инфекционное заболевание, для которого характерна интоксикация, волнообразная лихорадка, поражение кровеносных капилляров, почек, печени, центральной нервной системы.

Возбудители лептоспироза (лептоспиры) обитают в таких средах:

• заболоченные местности;
• леса и поймы рек;
• крупный рогатый скот, дикие животные.

Знание источников лептоспироза предупредит риск заражения

Инфекция передается контактным путем при уходе за больными людьми или животными, а также при употреблении зараженной воды и пищи.

Заражение происходит за счет подвижности бактерий и внедрения лептоспир в организм через поврежденную кожу или слизистые. Отравление организма происходит в результате продуцирования лептоспирами эндотоксинов, которые вызывают отмирание кожных клеток и разложение органических тканей, в том числе и капиллярных, что, в свою очередь, вызывает кровоизлияния.

Трепонемы

Трепонемы (бледные спирохеты) вызывают такое тяжелое заболевание, как сифилис. Сифилис был завезен в Европу из Америки Колумбом.

Плохая изученность трепонемы связана с тем, что до сих пор микробиологи не смогли подобрать подходящую среду для искусственного культивирования бледных спирохет. Биологические свойства, которые трепонемы проявляют на искусственных средах, совершенно не похожи на те, которые эти же бактерии проявляют, находясь в организме человека. Таким образом, остаются неизученными биохимические свойства трепонемы и её антигенные свойства.

Трепонема называется бледной потому, что очень слабо окрашивается по Романовскому – Гимзе

Заражение происходит от больного человека через слюну, сперму, кровь, молоко. Восприимчивость организма к возбудителю очень высокая – до 70%.

Протекание болезни делится на несколько периодов:

• первичный сифилис – образование язвы в месте внедрения патогена;
• вторичный сифилис – розовато-красные высыпания (сифилиды) на коже, больной становится заразен;
• третичный сифилис – образование гумм, которые сдавливают, а после разрушают внутренние органы.

При своевременном обращении пациента к специалистам сифилис хорошо поддается лечению. Хотя в прежние времена поводов для оптимизма было меньше.

Менее опасным видом трепонем является спирохета Венсана, ее еще называют зубная спирохета. Это спиралевидная бактерия, которая обитает на слизистых оболочках верхних дыхательных путей человека и при снижении иммунитета может спровоцировать фузоспирохетоз (гингивиты, стоматиты и т.д.).

Спирохеты – опасные возбудители и, несмотря на современные достижения медицины и фармацевтики, могут нанести серьезные урон здоровью человека. Поэтому, если есть подозрения на инфицирование, необходимо немедленно обращаться к врачам для определения причины нездоровья.

Общие признаки

Спирохеты – типичные представители царства прокариот. Они имеют ряд общих признаков, присущих всем бактериям:

• очень маленькие размеры;
• отсутствие оформленного клеточного ядра;
• прочная клеточная оболочка из муреина;
• отсутствие таких клеточных органелл, как митохондрии, эндоплазматический ретикулум и т.д.

Не следует путать бактерий и простейших эукариотов (одноклеточные грибы, амебы, инфузории, лямблии и т.д.). Простейшие – представители царства ядерных (эукариотических) организмов и имеют целый ряд индивидуальных характеристик. Они в десятки раз больше бактерий, имеют ядро с наследственной информацией, а их жизненный цикл полностью отличается от жизни бактерии.

Спиралевидная бактерия отличается от других микроорганизмов не только формой, но и особенностями внутреннего строения

Патология и клиническая картина

Спирохеты вызывают различные заболевания:

• Borrelia burgdorferi — болезнь Лайма;
• T. pallidum — сифилис;
• Leptospira — лептоспироз;
• B. recurentis — возвратный тиф.

Болезнь Лайма передается клещевыми укусами Ixodes ricinus. Место попадания — это кожа. Знаки и симптомы болезни Лайма варьируются в зависимости от стадии заболевания. Физические данные у пациентов с ранним заболеванием:

• сыпь;
• лихорадка;
• миалгия;
• тревожность;
• артралгия;
• головная боль.

Сифилис передается через половой контакт с инфекционными поражениями от матери к плоду в матке, переливанием продуктов крови, а иногда и через участки кожи, которые вступают в контакт с инфекционными поражениями. Если он не обрабатывается, он проходит через 4 этапа:

1. первичный;
2. вторичный;
3. задержка;
4. третичный.

Лептоспироз различается по степени тяжести от легкой болезни, что подразумевает вирусную инфекцию для мультисистемного синдрома с уникальными характеристиками. Он характеризуется внезапным появлением:

• лихорадка (38-40 ° C);
• мышечные боли;
• головная боль;
• ретроорбитальная боль;
• светобоязнь;
• сухой кашель;
• тошнота и рвота;
• понос.

Возвратным тифом является антропоноз, который передается через вши. Как только бактерии попадают в кровоток, развивается массивная бактериемия, сопровождающаяся лихорадкой и эндотелиальными повреждениями.