Mycobacterium: karakteristik, morfologi dan patogenesis

Mycobacterium: karakteristik, morfologi dan patogenesis

Mycobacterium adalah genus bakteri yang dicirikan antara lain berbentuk batang dan tidak cukup diwarnai dengan metode pewarnaan Gram. Ini merupakan kelompok besar bakteri, cukup heterogen yang dalam banyak kasus merupakan agen patogen bagi manusia.

Mycobacteria memiliki karakteristik tertentu yang menjadikannya objek yang menarik bagi semua spesialis di bidang mikrobiologi. Namun, ada spesies yang banyak aspeknya masih belum diketahui, termasuk kondisi spesifik yang diperlukan bagi mereka untuk menghasilkan patologi apa pun. Oleh karena itu, banyak penelitian yang dilakukan untuk mencoba menjelaskannya.

Sel bakteri Mycobacterium tuberculosis. Sumber: Oleh NIAID (Bakteri Mycobacterium tuberculosis) [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], melalui Wikimedia Commons

Di antara penyakit yang disebabkan oleh bakteri dari genus Mycobacterium adalah dua yang telah ribuan kematian selama bertahun-tahun: TBC dan kusta. Yang pertama disebabkan oleh Mycobacterium tuberculosis dan yang kedua oleh Mycobacterium leprae . Karena potensi patogennya, mereka mungkin merupakan mikobakteri yang paling dikenal dan paling banyak dipelajari.

Sebaliknya, ada orang lain yang sama sekali tidak dikenal. Namun, secara umum, ada pandangan tentang genus Mycobacterium sebagai sekelompok bakteri dengan karakteristik umum dan khusus yang ditandai dengan baik. Ini menjadikan mereka salah satu organisme paling menarik di domain Bakteri.

Indeks artikel

Taksonomi

Klasifikasi taksonomi dari genus Mycobacterium adalah sebagai berikut:

Domain: Bakteri

Filum: Actinobacteria

Ordo : Actinomycetales

Subordo: Corynebacterineae

Keluarga: Mycobacteriaceae

Genus: Mycobacterium.

Morfologi

Bakteri yang termasuk dalam genus Mycobacterium berbentuk seperti batang memanjang. Pengukurannya adalah: lebar 0,2 – 0,04 mikron dengan panjang 2 – 10 mikron. Beberapa spesies memiliki tepi bulat, serta yang lain memiliki tepi lurus.

Mereka semua memiliki dinding sel yang cukup kompleks. Kompleksitas ini membedakannya dari organisme prokariotik lainnya. Di antara karakteristiknya yang paling menonjol adalah banyaknya lipid yang dikenal sebagai asam mikolat.

Demikian pula, di dinding sel mereka mengandung peptidoglikan yang disebut lipoarabinomannan, yang dihubungkan melalui ikatan tipe fosfodiester ke polisakarida yang disebut arabinogalaktan.

Kompleksitas dinding sel bakteri yang termasuk dalam genus Mycobacterium terletak pada ikatan yang terjalin antara molekul lipoarabinomannan, arabinogalactan dan asam mikolat.

Sel bakteri dari genus ini pada umumnya tidak memiliki silia atau flagela.

Genom mikobakteri terbatas pada kromosom melingkar tunggal yang terdiri dari urutan nukleotida, dengan sitosin dan guanin mewakili 65% dari total.

Jumlah gen akan tergantung pada spesies yang Anda bicarakan. Misalnya, Mycobacterium tuberculosis memiliki salah satu genom terpanjang yang diketahui hingga saat ini.

Karakteristik umum

Pertumbuhannya lambat

Sebagian besar spesies yang membentuk genus ini tumbuh lambat. Ini berarti bahwa mereka membutuhkan lebih dari 7 hari untuk menghasilkan koloni yang dapat diamati dalam kultur.

Satu-satunya pengecualian adalah Mycobacterium smeagmatis dan Mycobacterium fortuitum , yang telah menunjukkan pola pertumbuhan yang cepat.

Mereka aerobik

Bakteri yang membentuk genus ini ditandai dengan menjadi aerobik. Artinya, mereka membutuhkan lingkungan dengan ketersediaan oksigen yang luas untuk dapat berkembang dengan baik dan melakukan berbagai proses metabolisme mereka.

Mereka tahan asam – alkohol

Genus Mycobacterium memiliki kekhasan, yaitu spesies yang membentuknya tahan terhadap perubahan warna oleh asam atau alkohol.

Dalam berbagai prosedur pewarnaan, salah satu langkah penting adalah pemutihan menggunakan zat asam atau alkohol. Dalam kasus mikobakteri, mereka tidak dapat berubah warna melalui metode ini. Ini terutama disebabkan oleh asam mikolat yang ada di dinding sel, yang memberikan penyerapan rendah.

Mereka adalah katalase positif

Semua anggota genus Mycobacterium mensintesis enzim katalase. Enzim ini bekerja pada hidrogen peroksida (H 2 O 2 ) dan memecahnya menjadi oksigen dan air, dengan konsekuensi pelepasan gelembung.

Properti ini sangat penting, karena bersama dengan tes lain memungkinkan identifikasi bakteri pada tingkat eksperimental.

Ada beberapa spesies, seperti Mycobacterium tuberculosis yang menghasilkan katalase yang disebut termostabil yang terus menjalankan fungsinya setelah melewati 68 ° C selama sekitar 20 menit.

Mereka mampu menghasilkan pigmen

Mycobacteria memiliki kemampuan untuk menghasilkan pigmen ketika mereka berada di hadapan atau tidak adanya cahaya.

Mereka di mana cahaya menginduksi produksi pigmen dikenal sebagai Photochromic. Contoh yang jelas dari jenis bakteri ini adalah Mycobacterium kansasii, Mycobacterium simiae dan Mycobacterium marinum .

Sebaliknya, yang menghasilkan pigmen tanpa adanya cahaya disebut skotokromogen. Ini termasuk : Mycobacterium scrofulaceum, Mycobacterium szulgai dan Mycobacterium flavescens.

Memiliki kemampuan untuk mereduksi nitrat

Beberapa anggota bakteri dari genus Mycobacterium mensintesis enzim yang dikenal sebagai nitratoreduktase, yang mengkatalisis reaksi kimia di mana nitrat direduksi menjadi nitrit:

NO 3 – + 2 ———————- NO 2 + H 2 O

Mycobacterium yang mensintesis enzim ini antara lain adalah Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium kansasii, Mycobacterium fortuitum, Mycobacterium chelonae, dan lain-lain.

Diwarnai oleh teknik Ziehl Neelsen

Karena konstitusi dinding selnya, mikobakteri tidak dapat diwarnai melalui proses pewarnaan Gram.

Namun, mereka dapat diproses melalui prosedur lain seperti Ziehl Neelsen. Dalam hal ini, pewarna mengalami pemanasan sebelumnya sehingga dapat melewati dinding sel yang terdiri dari asam mikolat (asam lemak).

Kemudian didinginkan dengan air, menyebabkan asam lemak memadat, mempertahankan pewarna. Terakhir, metilen biru ditambahkan untuk menciptakan kontras antara sel bakteri tahan asam dan tidak tahan asam.

Sintesis enzim urease

Beberapa spesies bakteri yang termasuk dalam genus Mycobacterium mensintesis enzim yang dikenal sebagai urease, yang mengkatalisis reaksi di mana urea dihidrolisis untuk membentuk amonia dan karbon dioksida.

Bakteri tersebut antara lain Mycobacterium bovis, Mycobacterium africanum dan Mycobacterium malmoense.

Suhu pertumbuhan

Tergantung pada spesies mikobakterium, suhu pertumbuhan bervariasi. Namun dapat dikatakan sebagian besar tumbuh optimal pada suhu 37°C.

Demikian juga, ada pengecualian, misalnya, Mycobacterium marinum dan Mycobacterium haemophilum membutuhkan suhu 30 ° C untuk berkembang, sedangkan Mycobacterium thermoresistibile melakukannya pada 52 ° C.

Patogeni

Tidak semua spesies mikobakteri menimbulkan ancaman bagi makhluk hidup , terutama bagi manusia.

Di antara mikobakteri yang sangat patogen, dapat disebutkan Mycobacterium tuberculosis , Mycobacterium leprae, Mycobacterium bovis, dan Mycobacterium africans.

Sebaliknya, ada beberapa yang sesekali menjadi patogen. Ini berarti bahwa untuk menghasilkan patologi mereka memerlukan kondisi tertentu, seperti imunosupresi host. Ini termasuk Mycobacterium xenopi, Mycobacterium absesus, dan Mycobacterium chelonae.

Proses patogenik bakteri ini secara umum adalah sebagai berikut: bakteri memasuki aliran darah dan segera mekanisme pertahanan sistem kekebalan diaktifkan, khususnya makrofag. Ini adalah sel yang berspesialisasi dalam fagositosis agen asing.

Begitu berada di dalam makrofag, melalui berbagai strategi kelangsungan hidup biokimia, bakteri menghindari aktivitas mematikan lisosom (semacam kantung yang mengandung enzim litik) dan mulai bereproduksi dan menyebar untuk menghasilkan lesi di berbagai jaringan.

Faktor virulensi

Faktor virulensi adalah unsur yang harus diperhitungkan dalam perkembangan infeksi bakteri, karena faktor inilah yang menentukan kemampuan bakteri untuk memasuki inang dan menghasilkan beberapa patologi.

Dalam kasus mikobakteri, faktor virulensi melayani beberapa fungsi:

  • Mempromosikan masuk dan reproduksi bakteri dalam sel inang.
  • Mengganggu mekanisme pertahanan alami inang sehingga bakteri tidak dirugikan.

Di antara faktor virulensi mikobakteri yang paling terkenal dan dipelajari, kita dapat menyebutkan Faktor Cordon, sulfatida dan lipo-arabic-mannan.

Referensi

  1. Alderwick, L., Harrison, J., Lloyd, G. dan Birch, H. (2015, Agustus). Dinding sel Mycobacterial – Peptidoglikan dan Arabinogalactan. Perspektif Cold Spring Harbor dalam Kedokteran. 5 (8).
  2. Biologi mikobakteri. Diperoleh dari: fcq.uach.mx
  3. Imperiale, B., Morcillo, N. dan Bernardelli, A. (2007). Identifikasi fenotipik mikobakteri. Biokimia dan patologi klinis. 71 (2). 47-51
  4. Infeksi mikobakteri. Diperoleh dari: medlineplus.gov
  5. Diperoleh dari: microbewiki.com
  6. Edisi Khusus: “Mekanisme Patogenesis Mycobacterium tuberculosis”. Diperoleh dari: mdpi.com
  7. Diperoleh dari: kebersihan. edu.uy