Микобактерии

Микобактерии (лат. Mycobacterium) — род бактерий семейства Mycobacteriaceae, некоторые представители которого (например, M. tuberculosis, M. leprae) патогенны для млекопитающих.

Греческий префикс «myco-» (от др.-греч. μύκης ‘гриб’) присвоен данному таксону бактерий из-за способности многих представителей рода образовывать грибоподобный мицелий на одной из стадий развития (обычно в благоприятных условиях).

Биологическое описание

Микобактерии — аэробны и неподвижны (исключая вид M. marinum, который демонстрирует подвижность вне макрофагов), и характеризуются кислото- и спиртоустойчивостью. Не образуют спор и капсул, и их принято считать грамположительными бактериями. Согласно недавнему исследованию была показана возможность спорообразования у представителей M. marinum и, возможно, у M.bovis. Однако данная работа была признана спорной. Микобактерии не являются грамположительными бактериями с эмпирической точки зрения (то есть большая часть видов не прокрашивается кристаллвиолетом достаточно хорошо), но они классифицируются, как кислотоустойчивые грамположительные бактерии, в связи с отсутствием у них внешней клеточной мембраны. Все виды рода Mycobacterium характеризуются особой клеточной стенкой, более тонкой, гидрофобной, с наличием в её составе восков, и богатой миколовыми кислотами/миколатами.

Клеточная стенка, помимо гидрофобных миколатов, в значительной степени состоит из сложных полисахаридов, некоторые из которых имеют для жизнедеятельности клетки особое значение. Терминальные фрагменты липоарабиноманнана, прежде всего его маннозные радикалы, неспецифически подавляют активацию Т-лимфоцитов и лейкоцитов периферической крови животных, что приводит к нарушению иммунного ответа на микобактерии. В ходе эволюции микобактерии выработали различные механизмы преодоления или инактивации неблагоприятных факторов внешней среды. Во-первых, это особая клеточная стенка. Во-вторых, это обширные метаболические возможности. Они способны инактивировать многие клеточные токсины и вещества (различные перекиси, альдегиды и другие), разрушающие клеточную оболочку. В-третьих, это морфологическая пластичность, заключающаяся в трансформации микобактерий (образование L-форм, дормантных клеток). По своей устойчивости, после спорообразующих бактерий, они занимают лидирующее место в домене бактерий. Клетки сохраняют свою жизнеспособность в сухом состоянии до 3 лет. При нагревании некоторые виды микобактерий могут выдерживать температуру существенно выше 80 °С. Микобактерии туберкулёза устойчивы к органическим и неорганическим кислотам, щёлочам, многим окислителям, а также к ряду антисептических и дегидратирующих веществ, оказывающих губительное действие на другие патогенные микроорганизмы. Микобактерии проявляют устойчивость к воздействию спиртов и ацетона. Отмечено, что средства на основе четвертичного аммония не проявляют антимикобактериальной активности. В определённых условиях концентрации радикалов хлора и кислорода до 0,5 % также не оказывают губительного действия на микобактерии.

Микобактерии туберкулёза нечувствительны к рассеянному солнечному свету и могут более года существовать во внешней среде без потери жизнеспособности. Коротковолновое ультрафиолетовое излучение оказывает универсальное бактерицидное действие на все микроорганизмы. Однако в реальных условиях, когда микобактерии туберкулёза находятся во взвешенном состоянии в виде клеточных агломератов с пылевыми частицами, их устойчивость к ультрафиолетовому излучению возрастает.

Уникальность и ключевая роль миколовых кислот в структурной организации и физиологии микобактерий делают их отличной мишенью для этиотропной терапии.

Размножаются делением клеток. Широко распространены в почве. Сапрофитные формы участвуют в минерализации органических остатков, некоторые окисляют парафины и другие углеводороды. Могут использоваться для борьбы с загрязнением биосферы нефтью.

Пигментация

Согласно классификации Раньона нетуберкулёзных микобактерий на основе культуральных различий от 1959 года, по продукции пигмента колониями выделяют 4 группы микобактерий:

Фотохромогенные (Группа I) Микобактерии, непигментированные при выращивании в темноте, но приобретающие ярко-жёлтую или жёлто-оранжевую пигментацию после выдерживания или реинкубации на свету.

• Ex: M. kansasii, M. marinum, M. simiae, M. asiaticum

Скотохромогенные (Группа II) К этой группе относят микобактерии, образующие пигмент как в темноте, так и на свету. Скорость роста 30—60 дней.

• Ex: M. scrofulaceum, M. gordonae, M. xenopi, M. szulgai

Нефотохромогенные микобактерии (Группа III) К этой группе относят микобактерии, не образующие пигмент или имеющие бледно-жёлтую окраску, которая не усиливается на свету. Растут в течение 2—3 или 5—6 недель.

• Ex: M. tuberculosis, M. avium, M.intra-cellulare, M. bovis, M. ulcerans
• Ex: M. chelonae

Быстрорастущие микобактерии (Группа IV) Микобактерии, относящиеся к этой группе, характеризуются быстрым ростом (до 7—10 дней) в виде пигментных или беспигментных колоний, чаще R-формы.

• Ex: M. phlei, M. smegmatis, M. fortuitum

Патогенные виды

Патогенные виды вызывают болезни человека (туберкулёз, лепру, микобактериозы) и животных. Всего известно 74 вида таких микобактерий. Они широко распространены в почве, воде и среди людей.

Туберкулёз у человека вызывают виды Mycobacterium tuberculosis complex: Mycobacterium tuberculosistypus (человеческий вид), Mycobacterium bovis (бычий вид) и Mycobacterium africanum (промежуточный вид), у больных СПИД — также виды Mycobacterium avium complex. Эти виды способны проникать, жить и размножаться внутри человека.

Лепру (проказу) вызывает вид Mycobacterium leprae.

Представители рода микобактерий

По старой системе микобактерии классифицировались, в зависимости от их свойств и скорости роста на питательных средах. Однако более новая номенклатура базируется на кладистике.

Медленно растущие

Микобактерии туберкулёзного комплекса (MTBC)

• Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC) представители комплекса патогенны для человека и животных, и вызывают заболевание туберкулёз. Комплекс включает: M. tuberculosis, наиболее опасен для человека, как возбудитель туберкулёза M. bovis M. bovis BCG M. africanum M. canetti M. caprae M. microti M. pinnipedii

Микобактерии avium-комплекса (MAC)

Mycobacterium avium complex (MAC) — часть большой группы нетуберкулёзных микобактерий (НТМБ), виды, составляющие данный комплекс, патогенны для человека и животных, чаще вызывают диссеминированные процессы внелёгочной локализации и являлись ранее одной из основных причин смерти больных СПИДом. Комплекс включает:

• M. avium M. avium paratuberculosis M. avium silvaticum M. avium «hominissuis» M. colombiense

Gordonae-ветвь

• M. asiaticum
• M. gordonae

Kansasii-ветвь

• M. gastri
• M. kansasii

Нехромогенные/terrae-ветвь

• M. hiberniae
• M. nonchromogenicum
• M. terrae
• M. triviale

Микобактерии, продуцирующие миколактон

• M. ulcerans
• M. pseudoshottsii
• M. shottsii

Simiae-ветвь

• M. triplex
• M. genavense
• M. florentinum
• M. lentiflavum
• M. palustre
• M. kubicae
• M. parascrofulaceum
• M. heidelbergense
• M. interjectum
• M. simiae

Некатегоризированные

• M. branderi
• M. cookii
• M. celatum
• M. bohemicum
• M. haemophilum
• M. malmoense
• M. szulgai
• M. leprae, которая вызывает лепру
• M. lepraemurium
• M. lepromatosis, другая (менее распространенная) причина лепры
• M. africanum
• M. botniense
• M. chimaera
• M. conspicuum
• M. doricum
• M. farcinogenes
• M. heckeshornense
• M. intracellulare
• M. lacus
• M. marinum
• M. monacense
• M. montefiorense
• M. murale
• M. nebraskense
• M. saskatchewanense
• M. scrofulaceum
• M. shimoidei
• M. tusciae
• M. xenopi

Со средним временем роста

• M. intermedium

Быстро растущие

Сhelonae-ветвь

• M. abscessus
• M. chelonae
• M. bolletii

Fortuitum-ветвь

• M. fortuitum
• M. fortuitum subsp. acetamidolyticum
• M. boenickei
• M. peregrinum
• M. porcinum
• M. senegalense
• M. septicum
• M. neworleansense
• M. houstonense
• M. mucogenicum
• M. mageritense
• M. brisbanense
• M. cosmeticum

Parafortuitum-ветвь

• M. parafortuitum
• M. austroafricanum
• M. diernhoferi
• M. hodleri
• M. neoaurum
• M. frederiksbergense

Vaccae-ветвь (согласно новой классификации уже не относится к роду Mycobacterium, а представляют собой виды, входящие в род Mycolicibacterium)

• M. aurum
• M. vaccae

CF-ветвь

• M. chitae
• M. fallax

Некатегоризированные

• M. confluentis
• M. flavescens
• M. madagascariense
• M. phlei
• M. smegmatis
  • M. goodii
  • M. wolinskyi
• M. thermoresistibile
• M. gadium
• M. komossense
• M. obuense
• M. sphagni
• M. agri
• M. aichiense
• M. alvei
• M. arupense
• M. brumae
• M. canariasense
• M. chubuense
• M. conceptionense
• M. duvalii
• M. elephantis
• M. gilvum
• M. hassiacum
• M. holsaticum
• M. immunogenum
• M. massiliense
• M. moriokaense
• M. psychrotolerans
• M. pyrenivorans
• M. vanbaalenii
• M. pulveris

Некатегоризированные

• M. arosiense
• M. aubagnense
• M. caprae
• M. chlorophenolicum
• M. fluoroanthenivorans
• M. kumamotonense
• M. novocastrense
• M. parmense
• M. phocaicum
• M. poriferae
• M. rhodesiae
• M. seoulense
• M. tokaiense