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Familias de menor rango
Las espiroquetas (del orden de Spirochétales ; Spirochaetae , spirochaetes o Spirochaetales ) son bacterias de forma helicoidal incolora en gramo e incultivables.
Estas bacterias parásitas son fuentes de enfermedad para muchos animales (incluidos los mamíferos) y, en particular, para los seres humanos (p. Ej. , Sífilis , leptospirosis , enfermedad de Lyme , a menudo emergente o reemergente). Estas enfermedades, a veces graves o fatales, son difíciles de diagnosticar debido a los síntomas variados, variables e inespecíficos.
El orden Spirochetalia se incluyó anteriormente en los protozoos . Se considera una orden separada de la mitad de la XX XX siglo .
Clasificación: Las espiroquetas se dividen en tres familias , todas colocadas en el orden único de las espiroquetas , en sí mismo orden único de la clase Espiroquetas , en sí mismo clase única del filo Spirochaetae .
Los miembros importantes incluyen:
En República Dominicana se descubrió una espiroqueta (a priori intestinal ) muy antigua , fosilizada, en ámbar fechada en el Mioceno ( hace 20 millones de años, mucho antes de la aparición del género Homo). Llamado Pillotina sp . se encontró en un fósil de termitas (en una vesícula asociada a una membrana) de la especie Mastotermes electrodominicus (de la familia Mastotermitidae ). Según Ø. Brorson y col. (2009) este fósil bien conservado y las observaciones in vivo contemporáneas sugieren que las espiroquetas han vivido durante decenas de millones de años en la Tierra como simbiontes de insectos (no patógenos); según este equipo, las simbiosis espiroquetas-tejido animal probablemente preceden a la necrotrofia tisular inducida por espiroquetas asociadas con estados patológicos durante millones de años (p. ej., espiroquetasis de la enfermedad de Lyme o sífilis) .
Bacterias espirales fueron descubiertos en el interior garrapatas por Dutton a principios del XX XX estaba interesado siglo en el que aparece la fiebre en los seres humanos después de la picadura de la garrapata, en el este de Congo , antes de la publicación (en 1905 de Dutton y Todd Estas bacterias espirales en este caso, desarrollado a partir de un gran número de "gránulos" observados en garrapatas infectadas expuestas a una temperatura de 25 ° C o más.
Poco después (en 1911 ), E. Hindle descubrió que la inyección en ratones de laboratorio de la "forma granular" (sin bacterias helicoidales visibles en el medio de cultivo) de estas bacterias espiroquetas (mientras tanto llamadas Borrelia duttoni ) causaba síntomas de infección en estos animales.
40 años después, EG Hampp EG (en 1951 ) notó que las formas quísticas de Borrelia vincentii que habían permanecido “granulares” durante 31 meses se convertían en espiroquetas helicoidales móviles cuando se transfirieron a un ambiente favorable al crecimiento de la bacteria, lo que propugnaba una ciclo de vida pleomórfico (en varias formas) y sugiere que la forma quística también tiene importancia médica.
Otros investigadores no pudieron encontrar estos propágulos (espiroquetas inactivas o enquistadas) o consideraron que eran espiroquetas moribundas. Esta primera literatura científica sobre el tema fue luego olvidada hasta la década de 2010, lo que fue injustificado según Ø Brorson y sus colegas (2009).
Las espiroquetas son células largas de forma helicoidal ( "sacacorchos" ), pero también pueden formar grupos coloniales en forma de bola (ver el final del video en microscopía, a continuación), o cambiar de apariencia en algunas circunstancias.
Se distinguen de otras bacterias por la presencia de largos filamentos axiales internos, con un diámetro uniforme de 18 nm , ubicados longitudinalmente entre la membrana celular y la pared celular, denominados filamentos axiales . Química y estructuralmente, estos filamentos axiales son similares a los flagelos bacterianos. Su número varía de dos a varios cientos y su ubicación es única en el mundo bacteriano. A menudo se superponen en el centro de la celda.
Estos pseudo-flagelos, mediante un mecanismo aún poco conocido (se proponen varios modelos), confieren a las espiroquetas una movilidad y rapidez excepcionales en medios viscosos. Las espiroquetas pueden hundirse rápidamente en un medio ligeramente gelatinoso o moverse arrastrándose sobre un medio sólido.
Su capa exterior, tubular y muy elástica, también es original. Está compuesto por un ensamblaje de lípidos, proteínas y azúcares y en algunas especies almenado y muy complejo (cinco capas en Pillotina ). Se puede separar de la célula en condiciones adversas, por ejemplo, en contacto con un detergente tales como lauril sulfato de sodio o de sodio dodecil sulfato (la célula toma entonces una forma esférica, que es a priori no viable).
La microscopía electrónica de transmisión permite observar tres tipos principales de "estructura clásica":
En la década de 2000, se destacaron las capacidades motoras excepcionales (y bidireccionales) de ciertas espiroquetas ( borrelia ). Su modo de locomoción y su forma de espiral, en ciertos entornos (viscosos) del organismo, les ayudan a superar fácilmente a los macrófagos fagocíticos que normalmente los destruirían.
En 2008, la observación por videomicroscopía de contraste de fase en tiempo real mostró que Borrelia burgdorferi se movía a una velocidad promedio de 1636 micrómetros por minuto (promedio de 28 bacterias observadas), con una velocidad máxima de 2800 µm / min (2.8 mm / min) en 3 de la bacteria observada, es decir, la velocidad más rápida registrada para una espiroqueta, y dos órdenes de magnitud más alta que la velocidad de un neutrófilo polinuclear humano , que se considera la más rápida de nuestras células móviles.
Estas espiroquetas tienen 2 juegos de flagelos que les permiten moverse en direcciones opuestas a lo largo de su eje (hacia adelante o hacia atrás). A diferencia de otras bacterias móviles conocidas, se trata de flagelos internos ( orgánulos llamados "endoflagelados" o "flagelos periplásmicos").
Estos flagelos se bañan en el ambiente interno ( periplasma ) de la célula bacteriana. Cada flagelo está unido por uno de sus dos extremos a un extremo de la celda. Su longitud varía según la especie de espiroqueta. En algunas especies, los flagelos (cuyo número también varía según la especie) se superponen en el centro de la célula. Los flagelos están animados por un movimiento rotatorio en el medio interno (espacio periplásmico).
Estos flagelos internos no son muy efectivos en un líquido muy fluido: como una lombriz en el agua, las bacterias deben realizar allí flexiones y rotaciones que consumen mucha energía. Solo avanza a una velocidad de aproximadamente 4,25 μm / s, o 255 μm / min. Sin embargo, como la lombriz de tierra en un sustrato que le opone una resistencia, las borrélias se vuelven muy rápidas cuando aumenta el grado de " viscoelasticidad " del medio; la bacteria se vuelve así "muy" rápida (hasta aproximadamente 2000 μm / min , o 2 mm / min) y es mucho más capaz de navegar en un fluido más viscoso comparable al medio extracelular de nuestro organismo (por ejemplo, en metilcelulosa cuyas propiedades de viscosidad imitar los de la matriz extracelular, los de los diversos ácidos hialurónicos que componen nuestros humores vítreos y los de los lubricantes articulares, incluida la sinovia ). La velocidad de las espiroquetas observada en tales “geles” está directamente relacionada con la viscoelasticidad del medio, más que con su contenido de nutrientes. Por lo tanto, observamos que las espiroquetas permanecen móviles durante 3 horas en dicho medio, a pesar de un contenido de nutrientes 100 veces menor que el estándar adoptado para los medios de cultivo, así como en las superficies donde se sospecha que están presentes.
El mecanismo que explica la motilidad también parece variar entre las especies de espiroquetas. El modelo desarrollado para leptospiras , que sigue siendo convincente para algunas espiroquetas, no explica el movimiento de Borrelia burgdorferi que “nada” de manera diferente y muy eficiente en geles. Los movimientos de esta borrelia han sido observados bajo microscopía, y la comparación con los de mutantes de la misma bacteria asociados a estudios moleculares sobre las proteínas y genes implicados en la movilidad pronto debería arrojar luz sobre lo que la diferencia de otras espiroquetas, en este aspecto. Estos estudios y las primeras secuencias genómicas disponibles ya muestran que los filamentos de proteínas que forman los flagelos internos de las espiroquetas se encuentran entre los más complejos de los flagelos bacterianos conocidos y que están organizados y regulados por un gran número de genes implicados en la motilidad de las espiroquetas. Esto sugiere que estas borrelias han adaptado sus vidas desde hace mucho tiempo a estos entornos más viscosos.
La tomografía aplicada a la microscopía podría comprender mejor cómo el "motor biológico flagelar " que permite que las espiroquetas se muevan con tanta rapidez en líquidos o fluidos viscosos (por el momento de un organismo ( Treponema ) simple: Treponema primitia ).
Los biólogos bacteriólogos como Lynn Margulis creen que algunas de las espiroquetas probablemente han coevolucionado con los humanos y su sistema inmunológico durante mucho tiempo.
En 2009, L. Margulis , junto con otros seis científicos, estimó en un artículo que " se necesita urgentemente una investigación detallada que correlacione la historia de las espiroquetas simbióticas con los cambios en el sistema inmunológico de los vertebrados ". Este artículo insta a " nuevas investigaciones sobre la historia natural de los mamíferos y las garrapatas, así como la transmisión venérea de espiroquetas en relación con el deterioro del sistema inmunológico humano ".
Según NCBI (5 de enero de 2011) (que no es una fuente confiable, según el sitio en sí):
Dos espiroquetas, en un frotis de sangre , en medio de glóbulos rojos
Grupo de espiroquetas en una gota de agua de una cuneta