if(typeof __ez_fad_position != ’undefined’){__ez_fad_position(’div-gpt-ad-microscopemaster_com-box-2-0’)};MykoplasmatEsimerkkejä, ominaisuudet, tartunta ja hoito

Määritelmä: Mitä ovat mykoplasmat?

Koska ne elävät vapaasti elävinä organismeina tai eläinten ja kasvien loisina, ne ovat luonnossa laajalle levinneitä, ja niitä esiintyy vesi- ja maaympäristöissä.

Nykyaikana Mycoplasma-suvusta on tunnistettu ja kuvattu yli 120 lajia, ja ryhmän yleisin laji on ylempien ja alempien hengitysteiden infektioita aiheuttava Mycoplasma pneumoniae.

* Mycoplasmoja kutsuttiin aiemmin pleuropneumonian kaltaisiksi organismeiksi (PPLO).

Esimerkkejä muista mykoplasmoista ovat mm:

• Mycoplasma hominis
• Mycoplasma genitalium
• Mycoplasma mycoides
• Mycoplasma salivarium
• Mycoplasma capricolum
• Mycoplasma arginini
• Mycoplasma canis

Mykoplasmojen luokittelu

Kunta: Bakteerit – Bakteerien valtakuntaan kuuluvina mykoplasmat ovat prokaryoottisia yksisoluisia organismeja. Ne eroavat kuitenkin muista bakteereista siinä, että niiltä puuttuu soluseinä.

Sukupolvi: Firmicutes – Mykoplasmat luokitellaan heimoon Firmicutes, joka koostuu grampositiivisista bakteereista. Jotkin tämän osaston jäsenet näyttävät kuitenkin värjäyksen jälkeen gramnegatiivisilta bakteereilta niiden ulkokalvon ominaisuuksien vuoksi.

Katso sivu Grampositiiviset ja gramnegatiiviset bakteerit

Luokka: Mollicutes – Nimi Mollicutes on peräisin latinan sanasta ”Mollis”, joka tarkoittaa pehmeää. Tämän ryhmän jäseniltä, kuten mykoplasmilta, puuttuu soluseinä ja ne ovat yleensä hyvin pieniä kooltaan.

järjestys: Mycoplasmatales – Järjestys Mycoplasmatales koostuu Mycoplasma- ja Ureaplasma-lajeista, joilla on pieni genomi.

Suku: Mycoplasmataceae – Perhe Mycoplasmataceae koostuu Mycoplasma- ja Ureaplasma-suvuista. Tässä suvussa suurin osa lajeista on sukupuoliteitse tarttuvia. Niiden muoto vaihtelee lajista riippuen säikeistä pallomaisiin – Joidenkin lajien on kuitenkin osoitettu muuttavan muotoaan tietyissä olosuhteissa.

Suku: Mycoplasma – Mycoplasma-suvun ominaisuuksia käsitellään jäljempänä.

Ekologia ja levinneisyys

Mykoplasma-infektioita on raportoitu eri puolilla maailmaa, mikä on osoitus siitä, että nämä bakteerit ovat levinneet laajalti eri puolille maapalloa.

Loisina ne infektoivat erilaisia isäntiä, kuten matelijoita, nisäkkäitä, kaloja ja niveljalkaisia. Sellaisenaan niitä esiintyy sekä maa- että vesiympäristöissä, joissa ne infektoivat näitä isäntiä.

Eläinten lisäksi jotkin lajit ovat eri kasvilajien loisia. Luettelo isännistä, joissa nämä organismit elävät, on kuitenkin tiettävästi lisääntymässä tunnistettujen lajien määrän kasvaessa.

Saprofyyttisiä lajeja ja kantoja on toisaalta eristetty useista elinympäristöistä, muun muassa jätevedestä, lannasta, maaperästä ja humuksesta. Jatkaakseen lisääntymistään nämä lajit elävät kuitenkin solunsisäisissä ja solunulkoisissa ympäristöissä, joissa ne ovat riippuvaisia kuolleiden tai elävien solujen palasista.

* Tartunnan saaneilla ihmisillä bakteerit voivat asua ylempien hengitysteiden limakalvoilla, suuontelossa tai virtsa- ja sukupuolielinten limakalvoilla.

Mykoplasmojen morfologia ja solurakenne

Suurimmaksi osaksi mykoplasmat ovat muodoltaan pallomaisia, ja niiden halkaisija vaihtelee 0,3 ja 0,8um välillä. Tämä tekee niistä paitsi pienimpiä bakteereja myös pienimpiä soluja yleensä. Vaikka suurimmalla osalla lajeista on pallomainen muoto, jotkin lajit voivat näyttää päärynän- tai pullonmuotoisilta, ja niissä on eripituisia haarautuvia säikeitä.

Toisin kuin monilla muilla bakteereilla, joilla on soluseinämä, mykoplasmoilla ei ole. Tästä syystä organismin yleistä muotoa ylläpitää sen rakenteessa oleva sytoskeletti.

Tutkijat ovat detergenttikäsittelyn avulla pystyneet visualisoimaan tämän sytoskeletin muodostavien filamenttilankojen ja sauvojen verkoston. Mikroskooppisten tutkimusten perusteella mykoplasmasolujen on osoitettu koostuvan kolmesta pääorganellista.

Näitä ovat:

• Solukalvo
• Ribosomi
• Ympyränmuotoinen ja tiheästi pakattu DNA-molekyyli (kaksisäikeinen)

* Mykoplasmojen genomi on kooltaan noin 800kb (koostuu noin 816 394 emäsparista), ja sen G+C-pitoisuus on keskimäärin 40.0mol-prosenttia.

Solukalvo

Varhaisissa elektronimikroskooppisissa tutkimuksissa todettiin, että mykoplasmoista puuttuu sekä soluseinämä että solunsisäiset kalvot. Nämä tutkimukset osoittivat kuitenkin myös, että solua ympäröi plasmakalvo. Tämä kalvo on eristetty osmoottisen lyysin avulla, minkä ansiosta tutkijat ovat voineet tutkia siihen liittyviä ominaisuuksia (kemiallisia, antigeenisiä ja entsymaattisia ominaisuuksia).

Solukalvo koostuu useimmilla lajeilla 60-70 prosenttisesti proteiineista ja 20-30 prosenttisesti lipideistä. Infektoituneissa isännissä mykoplasmojen on myös osoitettu hankkivan isännästä suuria määriä steroleja ja sisällyttävän niitä plasmakalvoonsa. Steroleja käytetään sitten useisiin toimintoihin, kuten kalvon nestemäisyyden säätelyyn lämpötilan muuttuessa jne.

Sytoskeletti

Mykoplasmojen soluseinän puuttuessa sytoskeletin/sytoskeletin kaltaisten rakenteiden on ehdotettu muokkaavan solun muotoa.

Mycoplasma pneumoniae:ssa sytoskeletti, jota kutsutaan myös Triton-kuoreksi, koostuu paksusta sauvasta sekä filamenttien verkostosta, joka tuottaa korimaisen rakenteen. Suhteellisen paksu sauva, joka koostuu raidallisista filamenttikimpuista, antaa tukea kiinnittymisorganellille, ja korimainen rakenne antaa rakenteellista tukea koko solulle.

Sytoskeletti koostuu myös useista proteiineista, joita ovat mm:

– P1- adhesiini – Mahdollistaa organismin kiinnittymisen isännän soluun ja muihin pintoihin

– Proteiinit, jotka antavat tukea P1- adhesiinille

– HMW1 ja HMW2 -. Osallistuvat kiinnittymisorganellien muodostumiseen

– Proteiinit, jotka lokalisoituvat EDC:n proksimaaliseen päähän

– HMW3, P65 ja P30 – Lokalisoituvat myös kiinnittymisorganelleihin

Liikkuvuus

Mykoplasmojen liikkuvuuden mahdollistavat solukalvolla sijaitsevat pienet (alle 50 nm:n pituiset) jalan kaltaiset proteiinit. Nämä proteiinit ovat peräisin erityisesti nenän kaltaisesta etuprojektiosta. Näiden proteiinien, joiden epäillään olevan proteiini Gli349, avulla organismi pystyy myös tarttumaan, irrottautumaan ja kiinnittymään uudelleen erilaisiin pintoihin, joilla sen on osoitettu liikkuvan 2-4,5 mikrometrin sekuntinopeudella.

Liikkumiseen tarvittava energia saadaan ATP:n hydrolyysistä. Tässä yhteydessä on kuitenkin syytä huomata, että liukumalla mykoplasmat pystyvät liikkumaan vain eteenpäin eivätkä koskaan taaksepäin.

Jalkojen kaltaisten proteiinien lisäksi nenän kaltainen uloke koostuu myös erilaisista sytoskelettirakenteista. Nämä rakenteet muodostavat kuusikulmaisen ristikon, joka sijaitsee ulokkeen kärjessä, jossa se muodostaa noin 235 nm leveän ja 155 nm pitkän puolipallonmuotoisen korkin.

Tämä puolipallonmuotoinen korkki on puolestaan kiinnittynyt useisiin joustaviin proteiineihin, jotka sijaitsevat sytoplasmassa. Nämä proteiinit, jotka ovat joustavia ja lonkeromaisia, ovat kiinnittyneet hiukkasiin (kooltaan 20nm), joiden on ehdotettu kiinnittävän jalan kaltaiset proteiinit lonkeroihin.

Ravinto

Suurin osa mykoplasmoista esiintyy loisina tai vierasperäisinä. Sellaisina ne tarvitsevat isännän selviytyäkseen. Toisin kuin monet muut bakteerit, mykoplasmat pystyvät kuitenkin fermentoimaan saatavilla olevia materiaaleja ATP:n tuottamiseksi. Tämä tekee niistä siis itsenäisiä, kun otetaan huomioon, että ne kykenevät tuottamaan oman energianlähteensä.

Vaikka ne ovat riippuvaisia isännästään eri aineenvaihduntatoiminnoissaan (koska ne ovat menettäneet elektroninsiirtoketjun käytön), hengitys saadaan aikaan käymällä (anaerobisesti) ilman ETC:n käyttöä.

Nykyisin seitsemän Mycoplasma-lajia tunnetaan ihmisen patogeeneiksi.

Nämä ovat:

• M. penetrans
• M. pneumoniae
• M. pneumoniae
• M. urealytium
• M. hominis
• M. genitalium
• M. pirum
• M. fermentation

Loisina M. pneumoniaen kaltaisten lajien on ensin kiinnityttävä isännän soluun. Tähän prosessiin liittyy tarttumisen apuproteiinien käyttö sekä tarttumisjärjestelmien verkosto. Kosketuksen jälkeen kohdesolun kanssa (tähän kuuluvat erilaiset solut, kuten punasolut, HeLa-solut, fibroblastit ja jopa makrofagit) esiaste- tai P1-proteiinien on osoitettu siirtyvän nopeasti apikaalialueelle, jossa ne osallistuvat kiinnittymiseen osallistuvien P1-proteiinien tuotantoon.

Näiden proteiinien lisäksi mykoplasmat käyttävät myös useita muita proteiineja, kuten P30-adheesiotekijöihin liittyvää proteiinia ja HMW 1-5 -polypeptidejä.

Adheesion jälkeen loisen mikrotubulukset laajenevat ja tunkeutuvat isännän soluun. Näin organismi voi saada erilaisia aineita, kuten kolesterolia, glukoosia ja aminohappoja. Prosessin aikana tämä aiheuttaa soluvaurioita.

Joskus mykoplasma tunkeutuu soluun, jossa se voi asua sytoplasmassa tai ytimessä, mikä myös johtaa soluvaurioon. Solunsisäisinä tai solunulkoisina loisina M. pneumoniaen on osoitettu aiheuttavan vahinkoa myös vapauttamalla sellaisia toksiineja kuin eksotoksiineja ja muita eksotoksiinin kaltaisia aineita.

Sopeutumiset

Mykoplasmalle soluseinän puuttumisella on useita etuja, jotka edistävät sen selviytymistä. Koska niillä on esimerkiksi vain plasmakalvo, tämä mahdollistaa sen, että sellaiset loislajit kuin M. bovis voivat muuttaa muotoaan ja siten optimoida tehokkuutensa isännän sisällä.

In vivo ne voivat muuttaa muotoaan pallomaisesta filamenttiseen ja paistetun munan näköiseen muotoon. Näin ne voivat myös sopeutua erilaisiin ympäristöihin. Vaikka mykoplasmat ovat yleensä solunulkoisia organismeja, ne voivat tunkeutua soluun ja asua sytoplasmassa tai ytimessä.

Solujen puuttumisen ansiosta mykoplasmat voivat myös välttyä monien antibioottien vaikutuksilta. Suurimmaksi osaksi monet bakteerisoluja vastaan käytetyt antibiootit tuhoavat ne kohdistamalla ne soluseinään. Koska Mycoplasmoilla ei ole soluseinää, nämä antibiootit ovat tehottomia niitä vastaan.

Tästä syystä esimerkiksi M. genitaliumin kaltaiset Mycoplasma-parasiitit ovat osoittaneet antibioottiresistenssiä esimerkiksi makrolidien kaltaisille antibiooteille. Koska on löydetty muitakin Mycoplasma-lajeja, on tullut tärkeäksi kehittää antibiootteja, jotka kohdistuvat erityisesti näihin loisiin. Katso myös: Miten antibiootit tappavat bakteereja?

Sen lisäksi, että nämä organismit pystyvät muuttamaan muotoaan, M. boviksen kaltaiset patogeenit pystyvät myös muuttamaan pinnallaan olevia proteiineja. Tämän vuoksi isännän immuunijärjestelmän on haastavaa hyökätä tehokkaasti näitä loisia vastaan ja tuhota ne.

Lisääntyminen

Mykoplasmojen lisääntyminen tapahtuu binäärisen jakautumisen ja orastumisen kautta. Binäärifissio alkaa DNA:n replikaatiolla, joka alkaa dnaA-geenin lähellä olevasta kohdasta. Replikaation jälkeen kromosomit siirtyvät solun vastakkaisiin napoihin ennen solun jakautumista, jolloin varmistetaan, että kumpikin tytärsolu sisältää DNA-materiaalin.

Solun jakautumisen jälkeen kukin tytärsolu sisältää vanhemman geneettistä materiaalia sekä sytoplasmaa ja ribosomia. Tapauksissa, joissa replikaatio estyy, solujen on osoitettu alkavan haarautua.

Joskus bakteerit tuottavat alkeisrunkoja, jotka muodostuvat nuppuina kantasolujen pinnalle. Nämä halkaisijaltaan alle 180 nm:n (jotkut voivat olla halkaisijaltaan jopa 400 nm:n) alkeiskappaleet muistuttavat virushiukkasia, jotka ovat tarttuvia ja mahdollistavat patogeenin elinkaaren jatkumisen.

Mikroskooppi

Halkaisijaltaan 0,3-0,8um:n mykoplasmat ovat liian pieniä, jotta ne voitaisiin havaita valomikroskoopilla. Tästä syystä mykoplasmaviljelytekniikoita käytetään usein pesäkkeiden kasvattamiseen, joita voidaan sitten tarkkailla käännetyn mikroskoopin avulla.

Viljelytekniikka

Mykoplasman viljelemiseksi 0,1-0,2 ml solususpensiota (antibioottivapaata solususpensiota) inokuloidaan Mykoplasma-agarilevyn pinnalle. Levyä inkuboidaan sitten 28 päivän ajan 37 asteen lämpötilassa ympäristössä, joka on rikastettu 5 prosentilla hiilidioksidia.

Havainto

Kun levyä tarkastellaan käännetyllä mikroskoopilla pienellä suurennoksella (x4 ja x10), Mycoplasma-pesäkkeitä voidaan nähdä, joilla on paistetun munan morfologia – Ne näyttävät paistetulta kananmunalta, jonka keskellä on tummempi piste.

Mycoplasma-lajien patogeenisuuteen liittyviä infektioita ja komplikaatioita ovat mm. seuraavat:

Sukupuoliteitse tarttuvat infektiot – Mycoplasma genitalium ei kuulu normaaliin virginaaliflooraan. Infektion sattuessa se aiheuttaa virtsa- ja sukupuolielinten infektioita ja voi tarttua sukupuoliteitse. Näin ollen se vaikuttaa sekä miehiin että naisiin.

Infertiliteetti – Miehillä Mycoplasma hominis -bakteerin patogeenisuus on yhdistetty sukupuolielinten tulehdukseen ja miehen steriiliyteen.

Imeväiskuolleisuus – Koska mykoplasmat voivat tarttua sukuelimiin (perinataalipatogeeneina), infektio voi tarttua vauvaan, mikä voi vaikuttaa hänen terveyteensä.

Joitakin muita komplikaatioita ovat:

• Enkefaliitti
• Optinen neuriitti
• Kallohermohalvaukset
• Aseptinen aivokalvontulehdus

.

Paluu Mycoplasmasista MicroscopeMasterin kotisivuille

Jun He et al. (2016). Oivalluksia Mycoplasma pneumoniaen patogeneesiin.

Lesley Young, Julia Sung, Glyn Stacey & John R Masters. (2010). Mycoplasman osoittaminen soluviljelmistä.

Shmuel Razin. (1996). Mykoplasmat. Lääketieteellinen mikrobiologia. 4. painos.

Shmuel Razin ja Leonard Hayflick. (2010). Mykoplasmatutkimuksen kohokohtia-historiallinen näkökulma.