Rickettsia spp.

Nom: Rickettsia spp.

Classificació

• Fílum: Proteobacteri
• Classe: Proteobacteri alfa
• Ordre: Rickettsiales
• Família: Rickettsiaceae
• Gènere: Rickettsia
• Espècies: Rickettsia felis, Rickettsia typhi, Rickettsia conorii...

Característiques morfològiques

• Morfologia: Cocs, bacils o filaments (poc definides i variables)
• Agrupació: Coc-bacil
• Gram: Gramnegatius
• Mida: Pot presentar forma de coc (0,1µm de diàmetre, molt petits), bacil (1-4 µm de llargada)  o filaments (10 µm de llargada)
• Mobilitat (tipus de flagelació): No presenten flagels

Característiques metabòliques

Són paràsits intracel·lulars obligats, amb un sistema energètic propi encara que insuficient i sensibles a diversos antibiòtics. Utilitzen l'activitat metabòlica de la cèl·lula i es multipliquen en el citoplasma, fins que provoquen la lisis de les cèl·lules.

En solucions salines diluïdes, les rickettsies aïllades són inestables perdent activitat metabòlica i infectivitat per cèl·lules animals, però si el medi és enriquit amb potassi, albúmina sèrica i sacarosa, el microorganisme pot sobreviure algunes hores. Si s'agrega ATP a la solució, els bacteris metabolitzen i consumeixen ATP.

La base del parasitisme obligat d'aquests bacteris és que requereixen un citoplasma enriquit per estabilitzar una membrana cel·lular molt permeable.

Les rickettsies tenen algunes de les capacitats metabòliques dels bacteris però requereixen de l'agregat de factors exògens per expressar aquesta capacitat. La resposta a cofactors exògens implica una permeabilitat inusual de la membrana citoplasmàtica.

Característiques ecològiques

Són bacteris que es multipliquen per fissió binària.

En condicions nutricionals pobres, deixen de dividir-se i creixen en forma filamentosa, però a l'agregar nutrients al medi, aquestes ràpidament es transformen en formes coc i bacil. Immediatament després de la divisió, les Rickettsies inicien moviments intensos a través del citoplasma. Es formen de 6 a 10 cèl·lules filles dins la cèl·lula hoste abans que la destrueixi i les alliberi.

S'inactiven ràpidament a 56ºC i rarament sobreviuen fora de l'hoste, per això necessiten d'un vector, que en el cas d'aquests bacteris serien artròpodes. Es multipliquen en el tracte intestinal d'aquests, i són excretades pels excrements, però ocasionalment arriben a les glàndules salivals dels artròpodes.

Altres característiques, aplicacions o problemàtiques

Es transmeten a humans a través de les picadures dels artròpodes (com paparres, polls, puces). Si l'hoste és un mamífer, els bacteris es troben a l'endoteli dels vasos sanguínis petits, particularment en els del cervell, pell i cor. La hiperplàsia de les cèl·lules epitalials i la formació de coàguls sanguinis localitzats condueixen a l'obstrucció del flux sanguini, amb escapament d'hematies al teixit circundant. Les cèl·lules inflamatories s'acumulen al voltant dels segments afectats dels vasos sanguínis, que provoquen pèrdua del coneixement i "shock" terminal. La mort és atribuida al dany de les cèl·lules endotelials, resultant en pèrdua de plasma, disminució del volum sangúini i "shock".

Les enfermetats rickettsials de l'home estan relacionades amb el tipus de vector:

Agent	Vector	Reservori	Transmisió	Patologia
R. rickettsii	Paparres	Rosegadors, gossos, guineus	Picadura d'artròpode	Febre tacada
R. prowazekii	Polls	Home	Excrements d'artròpode	Tifus epidèmic
R. typhi	Puces	Rosegadors	Excrements d'artròpode	Tifus endèmic
E. chaffeensis	Paparres	Animals salvatges	Picadura d'artròpode	Erlichiosis
C. burnetii	Paparres (només en animals)	Animals salvatges i domèstics	Inhalació de pols contaminada	Febre Q

Taula 1. Enfermetats provocades per rickettsies. http://ecaths1.s3.amazonaws.com/catmicromed/APUNTE%20Rickettsias%20Mycoplasmas%20Chlamydias.pdf

Pseudomonas aeruginosa

Nom: Pseudomonas aeruginosa

Classificació:

• Domini: Bactèria
• Fílum: Proteobacteria
• Classe: gamma proteobacteria
• Ordre: pseudomonadals

Família: Pseudomonadaceae

Gènere: Pseudomona

Espècie: Pseudomona aeruginosa

Característiques morfològiques:

Morfologia de bacils i alguns cocs. Es pot trobar tant aïllat, per parelles o formant cadenes curtes. Microorganismes gram negatius (G-), mòbils amb un flagel unipolar.

És un patogen oportunista d’animals, humans i plantes. In vitro fa olor a raïm.

Tendeix a formar biofilms.

La seva mida està entre 1,5μm i 3,8μm de llarg.

Figura 1: https://microbitos.wordpress.com/2015/04/28/pseudomonas-aeruginosa-p-putida-p-fluorescens-morfologia-medios-de-cultivo-enfermedades-y-mas/

Característiques metabòliques:

Microorganisme aeròbic estricte-oxidatiu, on l’acceptor final d’electrons és l’oxigen exceptuant en condicions anaeròbiques,  que l’acceptor final és el nitrat.

La seva font principal de carboni és la glucosa. És un bacteri capaç d’utilitzar moltes varietats de compostos orgànics com a substrat per créixer i colonitzar molts medis.

Secreta pigments fluorescents que poden variar, des del vermell fins al negre com la piocianina(verd-blau), la piorrubina(vermell) i la pioverdina(verd-grogós); que es poden posar de manifest amb la coloració de les colònies. També pot secretar toxines extracel·lulars com les exotoxines A.

Produeix un enzim anomenat catalasa(oxidasa), que és utilitzada en moments d’estrès per convertir l’H₂O₂  a H₂O i O_2.

L’espècie és capaç de reproduir-se a temperatures de 42ºC, fet que ens permet identificar-la.

Característiques ecològiques:

És un bacteri molt extes, ha pogut colonitzar tant ambients naturals com artificials i és degut a que a part de poder viure en condicions aeròbiques, és capaç de viure en ambients hipotòxics(té molts enzims que li permeten utilitzar gran varietat de substàncies com a nutrients).

Els podem trobar en l’aigua, al terra, en animals o en plantes ja que les seves necessitats alimentaries són mínimes. Els exemples més clars on es troben són en aigües contaminades, desaigües, piscines d’aigua calenta, hospitals(respiradors, humitejadors, dutxes...), etc. L’epidemología de l’espècie està relacionada amb els medis humits.

Quan formen biofilms estan sobre les roques i pedres de fons amb bastants aigua com en llacs.

  

Altres característiques, aplicacions o problemàtiques:

Pseudomonas aeruginosa com a patogen, és oportunista i responsable d’una amplia gamma d’infeccions. Particularment afecta als pacients amb el sistema immunitari molt dèbil/afectat com és el cas de pacients que pateixen SIDA, fibrosi quística... també afecta a aquelles persones que han patit cremades greus, amb malalties als pulmons... És molt potent i s’escampa amb molta rapidesa. En hospitals té una taxa de 40-60 % de mortaldat.

La problemàtica principal d’aquest patogen és que adquireix resistència a diverses classes d’antibiòtics molt fàcilment degut a la seva capacitat de produir molts enzims i per la disminució de la permeabilitat de la membrana externa. A més adquireix nous mecanismes de resistència gràcies a les mutacions genètiques.

Pot provocar moltes malalties com són la fibrosi quística cardíaca, insuficiència respiratòria, infeccions a la pell i a teixits tous, endocarditis, septicèmia, etc.

El seu genoma és de 6-7Mb,  ric en G i C, a més està conté una part conservable i una part accessòria que va variant.

Com a aplicació observada, es pot utilitzar P. aeruginosa per descompondre hidrocarburs i s’ha fet servir per descompondre olis de bessaments de petroli i trencar boles de quitrà.

Methylobacterium spp.

Nom: Methylobacterium spp.

Classificació:

• Fílum: Proteobacteria
• Classe: Alphaproteobacteria
• Ordre: Rhizobials
• Família: Methylobacteriaceae
• Gènere: Methylobacterium, Microvirga, protomones, roseomones

Característiques morfològiques

• Morfologia: Bacils, a vegades ramificats i pleomòrfics.
• Agrupació: lliures o formant rosetes
• Gram: bacteris gram negatius.
• Mida: 0,8-1,0 x 1,0-8,0 µm.
• Motilitat i tipus de flagel·lació: presenta motilitat gràcies a la seva flagel·lació polar.
• Pigmentació: el seu color es troba dins el rang de rosa pàl·lid fins a taronja -vermellós.
• Inclusions i grànuls: inclusions sudanofíliques i ocasionalment grànuls de volutina.

Característiques metabòliques

• Font d'energia: Química (matèria orgànica)
• Font de poder reductor (e^–): aconsegueixen el poder reductor a partir de matèria orgànica, són metilotròfics (compostos d'un sol carboni) facultatius o metanotròfics facultatius
• Font de carboni: Matèria orgànica, compostos d’un sol carboni com el formaldehid o el metanol.
• Acceptor extern d'e^–: O₂
• Reciclatge del NADH: Respiració aeròbia.

Característiques ecològiques

• Rangs de creixement per a paràmetres ambientals rellevants:  la seva temperatura òptima és de  25 a 30ºC.
• Hàbitat i distribució: Superfície de fulles i altres parts de la planta, sòl, aigua, endosimbionts dintre de cèl·lules vegetals, llacs amb sediments, grans d'arròs. Colonitza les parts aèries i subterrànies de les plantes com epi- i endòfita.
• Abundància: sobretot en la filosfera de les plantes.

Altres característiques, aplicacions o problemàtiques

Són considerats promotors del creixement vegetal. Ajuden al desenvolupament de les plantes mitjançant la síntesi de fitohormones, enzims reguladors del creixement vegetal o la secreció de compostos implicats en el biocontrol o supressió de malalties. Els bacteris de l’espècie Methilobacterium spp. poden oxidar el metà procedent dels camps d'arròs.
Els bacteris metilotròfics, com Methylobacterium, són hostes atractius per a la producció de proteïnes recombinants ja que  els substrats que són necessaris per fer-los crèixer són poc costosos. Alhora, s'ha vist que el nivell d'expressió pot arribar a ser, en funció de la soca, a l'ordre del 10% del contingut total de proteïna.

Mycobacterium spp.

• Nom:  Mycobacterium spp.

•  Classificació

• Regne: Bacteria
• Fílum: Actinobacteria
• Ordre: Actinomycetales
• Subordre: Corynebacterineae
• Família: Mycobacteriaceae
• Gènere: Mycobacterium  

•  Característiques morfològiques 

- Se'ls considera gram positiu per la absència de la membrana externa. Tot i això no es poden classificar per tinció de gram ja que presenten àcid alcohol resistència que li confereix resistència a la decoloració gràcies a la elevada concentració d'àcids micòlics.

- No esporulen, excepte Mycobacterium marinum i potser M. bovis.

- No tenen motilitat.

- Morfologia de bacils recte i vegades lleugerament corbada.

- Mida d'entre 0.2 i 0.6µm d'ample i 1.0 i 10µm de llarg.

- Alguns produeixen carotenoids.

• Característiques metabòliques 

- Organisme aerobi obligat (oxigen com acceptor final d'electrons).

- Com a font de carboni utilitza la glucosa.

- Com a font de nitrogen utilitza el nitrat. 

• Característiques ecològiques

- La temperatura òptima varia segons àmpliament segons l'espècie en un rang  des de 25 °C fins més de 50 °C.

- Són microorganismes molt estesos que viuen típicament a l'aigua i on hi ha fonts de menjar. Tot i això hi ha alguna espècie paràsita que no es troba vivint lliurement com la causant de la tuberculosis o la lepra.

- Necessiten més de 20 dies per completar un cicle de divisió.

• Altres característiques, aplicacions o problemàtiques 

La seva patogenicitat ha tingut èxit gràcies a les formes de latència (espores).Poden estar llargs períodes sense provocar símptomes i quan les condicions són adequades passen al seu estat patogènic.

Els membres de Mycobacterium són agents de malalties infecciones que han acompanyat a la humanitat al llarg de la història. Mycobacterium tuberculosis i Mycobacterium leprae són els agents més freqüents de les dues malalties més conegudes d’aquest gènere: la tuberculosis i la lepra. Es pensa que van sorgir de bacteris provinents del sòl. M. tuberculosis va evolucionar per infectar vaques i d’aquí cap als humans mitjançant els animals domèstics. En general provoquen malalties difícils de tractar, ja que són resistents a molts antibiòtics, per tant són un factor a tenir en compte en un ambient degut a la seva capacitat per colonitzar i produir la mort d'animals i persones.

Vibrio spp.

Nom: Vibrio spp.

Classificació:

·         Filum: Proteobacteri.

·         Classe: Gammaproteobacteri.

·         Ordre: Vibrionals.

·         Família: Vibrionaceae.

·         Gènere: Vibrio.

Característiques morfològiques:

Posseeixen una forma de bastó (bacil) lleugerament encorbat (forma de coma), a més, es poden trobar units pels extrems formant agregats espirals o en forma de S. És un gènere de bacteris gram-negatius. La mida oscil·la entre els 2-3 µm de llargada. Tots els membres del gènere són mòbils i tenen un únic flagel polar, que els permet una elevada motilitat.

Característiquesmetabòliques:

Es tracta d’organismes anaerobis facultatius (utilitzen oxigen, sempre que el trobin en el medi). Són heteròtrofs, la Font de carboni és orgànica i fermenten la glucosa.

Característiques ecològiques:

El seu hàbitat principalment són els ecosistemes aquàtics: salobres i marins, on ocupen una gran diversitat de nínxols. Es troben presents a la columna d’aigua i en el sediment. Es poden trobar com a bacteris de vida lliure, comensals, saprobis o paràsits. Per estimular el creixement de Vibriospp. Es requereix de 5 a 15 mM de NaCl.

Altres característiques:

El gènereVibriospp. inclou 35 especies, de les quals 26 s’han identificat com agents etiològics d’enfermetats en humans. Aquestes especies són contaminants naturals que es poden trobar en peixos i mol·luscs. Entre les diferents especies, Vibriocholerae, Vibrioparahaemolyticus i Vibriovulnificus són les especies més implicades en brots de toxiinfeccions alimentaries rere el consum de peix o productes de la pesca en cru o insuficientment cuinats. VibrioCholerae és l’espècie amb major importància clínica i epidemiològica.

Aquest gènere de bacteris es caracteritza per una sensibilitat a la dessecació i al fred, per tant, amb la refrigeració i la congelació s’inactiva una quantitat important de vibrions. Això explica que en el nostre país hi hagi un baix numero de casos de toxiinfeccións, atès què la majoria de peix que es comercialitza es ven refrigerat. 

Microcystis aeruginosa

Nom: Microcystis aeruginosa

Classificació taxonòmica:

Filum: Cyanobacteria 
Classe: Cyanophyceae
Ordre: Chroococcales
Família: Microcystae
Gènere: Lyngbya
 Gènere: Microcystis
Espècie: Microcystis aeruginosa

Característiques morfològiques: 
Són procariotes, cianobacteris, i com tots els membres d’aquest grup gram negatius. Aquestes bactèries tenen una morfologia cel·lular esfèrica o lleugerament elongades, amb una mida emtre 4-6 µm de diàmetre. Són cèl·lules vegetatives absents de flagels. De color verd-blavós (degut als cloroplasts) encara que es poden veure de color marró o fosc degut a les vesícules de gas que té en el seu interior, fet distintiu per a la observació al microscopi. 
Aquestes vesícules permeten a M.aeruginosa mantenir la flotabilitat a la columna d’aigua per tal d'obtenir els nivells òptims de llum i CO2 per un ràpid creixement.
Poden formar colònies esfèriques o irregulars, unides per un mucílag compost per complexos polisacàrids, aquestes colònies es veure a ull nu.

Cèl·lules de M.aeruginosa vistes al microscopi

Característiques metabòliques:

Com totes les cianobacteris són organismes fotosintètics, autotròfics. Realitzen a fotosíntesis oxigènica, en la qual l'agent reductor (font d'electrons) és l'aigua. Al prendre l'hidrogen de l'aigua s'allibera oxigen. La font de carboni es el CO2 i l'acceptor final d'electrons és l'oxigen.

Característiques ecològiques:

Aquesta espècie es veu afavorida per temperatures elevades, té el seu màxim creixement a 32ºC i per contra el seu creixement és nul a partir dels 15ºC. Però a la inversa que el seu creixement, la toxicitat d'aquesta espècie disminueix amb la temperatura,  la toxicitat màxima s'assoleix als 20ºC i a mesura que augmenta disminueix.

Altres característiques, aplicacions o problemàtiques: 
Aquests organismes formen agregats molt nombrosos de individus, des de milers a milions d'organismes per mil·límetre cúbic, anomenats blooms o floracions (FAN, floració algal nociva). En les quals és essencial la seva flotabilitat gràcies a les vesícules de gas, aquestes floracions els hi permet competir amb la resta de fitoplàncton, ja que bàsicament el que fan es monopolitzar la zona lumínica de la columna d'aigua.

Aquestes floracions o blooms es poden formar quan les aigües són eutròfiques, amb alts continguts de nitrat i fosfat, amb temperatures elevades 20-40ºC.

En aquesta foto podem observar una floració de M.aeroginosa

El problema es que aquesta espècie M.aeruginosa, es el responsable més comú a nivell mundial dels afloraments causants de problemes toxicològics. M.aerugionsa produeix microcistina (és una hepatotoxina), la seva producció sembla estar relacionada amb la divisió cel·lular mentre que els factors ambientals només hi influeixen de forma indirecta.
Aquesta cianotoxina presenta una elevada toxicitat, amb una dosis letal mitja de 50micrograms/kg. Això pot ser un problema per a la salut humana, però els principals afectats són els ecosistemes aquàtics.
Aquesta toxina pot causar la mort en animals com els ocells i els peixos. En humans causa gastroenteritis, irritacions i malalties del fetge. 

Brocadia spp.

·      Nom: Brocadia spp

·      Classificació:

- Fílum à Planctomycetes

- Classe à Planctomycetia

- Ordre à Planctomycetales

- Família à Planctomycetacea

- Gènere à Candidatus Brocadia

·      Característiques morfològiques:

Brocadia anammoxidans és un bacteri esfèric en forma de coc, d’un diàmetre aproximat de 800-1100 nm. No pertanyen ni a gram-positius ni a gram-negatius, ja que estan delimitats per una paret proteica absent de peptidoglicà, a diferència dels altres bacteris.

·      Característiques metabòliques:

Són organismes quimiolitoautotrofics això vol dir que com a font d’energia utilitzen reaccions químiques. I com a font de poder reductor utilitzen compostos inorgànics reduïts. Un exemple seria quan en condicions anaeròbiques l’amoni s’oxida utilitzant el nitrit com a acceptor d’electrons, procés anomenat anammox:

                     NH₄ ⁺ + NO₂ - → N₂ + 2H₂O

També pot seguir un metabolisme autotròfic, on es fixa el CO2  a través de la via de l’acetil-coA.

Per tant la font de carboni serà inorgànica a partir de CO2. Es poden considerar respiradors anaerobis ja que l’acceptor extern d’electrons no cal q sigui l’oxigen.

Posseeixen un orgànul especial anomenat anammoxosoma que ocupa un 30-60% de la cèl·lula. El seu interior no comparteix el mateix citosol que la cèl·lula i la composició lipídica de la membrana evita que els productes tòxics que es formen a dins no es mesclin amb el citoplasma cel·lular.

Una altre característica que els diferencia és el fet de que no es poden cultivar al laboratori a causa de la naturalesa d’aquests, dels seus requeriments nutricionals són bastant exigents i això dificulta crear un medi per ells on es puguin desenvolupar correctament .

·      Característiques ecològiques:

-        Creixen a temperatures d’entre -2 i 43 °C, i a un pH de 6.7 - 8.3. El pH òptim és a pH=8, però la temperatura varia segons l’espècie.

-       Aquest microorganisme el trobem en molts ambients: en les fondàries marines, on l’oxigen és escàs, en sediments costaners, en llacs o en plantes de tractament d’aigües residuals.

-       Ecològicament, gràcies al procés anammox, aquests bacteris s’utilitzen en el tractament d’aigües residuals amb el fi d’oxidar completament l’amoni a dinitrogen gas, en condicions anaeròbies. S’estima que un 50% del dinitrogen en ambients marins és causat per la reacció d’aquest microorganisme.

·      Altres característiques, aplicacions o problemàtiques:

-      És un bacteri molt útil per la depuració de les aigües (elimina el nitrogen)mitjançant l’anammox, ja que l’aplicació d’aquest procés, de l’eliminació de l’amoni en aigües estancades sense requeriment d’oxigen, en comparació amb altres bacteris aerobis amb la mateixa funció, redueix un 90% els costs energètics.

-       La temperatura optima perquè es produeixi l’activitat de l’anammox és entre 30 i 35ºC.