if(typeof __ez_fad_position != ’undefined’){__ez_fad_position(’div-gpt-ad-microscopemaster_com-box-2-0’)};MykoplasmaExempel, egenskaper, infektion och behandling

Definition: Vad är mykoplasma?

Med tanke på att de existerar som fritt levande organismer eller parasiter på djur och växter är de utbredda i naturen och kan hittas i vatten- och landmiljöer.

För närvarande har över 120 arter av släktet Mycoplasma identifierats och beskrivits där Mycoplasma pneumoniae, som är ansvarig för infektioner i de övre och nedre luftvägarna, är den vanligaste arten i gruppen.

* Mykoplasmer kallades tidigare för pleuropneumonialiknande organismer (PPLO).

Exempel på andra mykoplasmer är bland annat:

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

Klassificering av mykoplasma

Kungarike: Bakterier – Som medlemmar i riket Bakterier är mykoplasma prokaryotiska encelliga organismer. De skiljer sig dock från andra bakterier genom att de saknar cellvägg.

Fylum: Firmicutes – Mykoplasma klassificeras under Fylum Firmicutes som består av Gram-positiva bakterier. Vissa medlemmar av denna division framstår dock som Gram-negativa bakterier efter färgning på grund av egenskaperna hos deras yttre membran.

Se sidan om Gram-positiva och Gram-negativa bakterier

Klass: Mollicutes – Namnet Mollicutes kommer från det latinska ordet ”Mollis” som betyder mjukt. Medlemmar i denna grupp, som till exempel mykoplasmas, saknar cellvägg och tenderar att vara mycket små i storlek.

Ordning: Mycoplasmatales – Ordningen Mycoplasmatales består av Mycoplasma- och Ureaplasma-arter som innehåller ett litet genom.

Familj: Mycoplasmataceae – Familjen Mycoplasmataceae består av släktena Mycoplasma och Ureaplasma. I denna familj är majoriteten av arterna sexuellt överförbara. Deras form varierar från trådformig till sfärisk beroende på arten – Vissa av arterna har dock visat sig ändra form under vissa förhållanden.

Genus: Mycoplasma – Egenskaper hos släktet Mycoplasma diskuteras nedan.

Ekologi och utbredning

Mycoplasma-infektioner har rapporterats i olika regioner över hela världen, vilket är ett bevis på att dessa bakterier är vitt spridda över hela världen.

Som parasiter infekterar de en mängd olika värddjur, bland annat reptiler, däggdjur, fiskar och leddjur. Som sådana kan de hittas i både land- och vattenmiljöer där de infekterar dessa värdar.

Avsevärt från djur är vissa arter parasiter på olika växtarter. Listan över värdar som hyser dessa organismer rapporteras dock öka i takt med att antalet identifierade arter ökar.

Saprofytiska arter och stammar har å andra sidan isolerats från ett antal livsmiljöer, bland annat avloppsvatten, gödsel, jord och humus. För att kunna fortsätta att replikera lever dessa arter dock i intracellulära och extracellulära miljöer där de är beroende av fragment av döda eller levande celler.

* Bland infekterade människor kan bakterierna uppehålla sig i slemhinnorna i de övre luftvägarna, munhålan eller urogenitala kanalerna.

Morfologi och cellstruktur hos mykoplasma

För det mesta är mykoplasma sfäriskt formade med en storlek som varierar mellan 0,3 och 0,8um i diameter. Detta gör dem inte bara till de minsta bakterierna utan till de minsta cellerna i allmänhet. Medan majoriteten av arterna uppvisar en sfärisk form kan vissa förefalla päronformade eller kolvformade med förgrenade filament av varierande längd.

Till skillnad från många av de andra bakterierna som har en cellvägg har mykoplasma inte det. Därför upprätthålls organismens allmänna form av cytoskelettet i dess struktur.

Med hjälp av tvättmedelsbehandling har forskare kunnat visualisera det nätverk av filamenttrådar och stavar som utgör detta cytoskelett. Baserat på mikroskopiska studier har mykoplasmaceller visat sig bestå av tre huvudsakliga organeller.

Dessa inkluderar:

• Cellmembran
• Ribosom
• En cirkulär och tätt packad DNA-molekyl (dubbelsträngad)

* Mycoplasmas arvsmassa är cirka 800 kb (bestående av cirka 816 394 baspar) stor med ett G+C-innehåll som i genomsnitt är 40.0mol procent.

Cellmembran

Genom tidiga elektronmikroskopiska studier fann man att mykoplasmer saknade både cellvägg och intracytoplasmatiska membraner. Dessa studier visade dock också att cellen är omgiven av plasmamembranet. Detta membran har isolerats med hjälp av osmotisk lysis, vilket har gjort det möjligt för forskare att studera tillhörande egenskaper (kemiska, antigena och enzymatiska egenskaper).

För de flesta arter består cellmembranet av mellan 60 och 70 procent proteiner och 20 till 30 procent lipider. I infekterade värdar har mykoplasma också visat sig ta till sig stora mängder steroler från värden och införliva dem i sitt plasmamembran. Sterolerna används sedan för ett antal funktioner, bl.a. för att reglera membranets vätska vid temperaturförändringar osv.

Cytoskelett

Med avsaknaden av cellväggen hos mykoplasma har cytoskelettet/cytoskelettliknande strukturer föreslagits modulera cellens form.

I Mycoplasma pneumoniae består cytoskelettet, även kallat Tritonskalet, av en tjock stav samt ett nätverk av filament som ger en korgliknande struktur. Här ger den relativt tjocka staven, som består av strimmiga buntar av filament, stöd åt fästorganellen medan den korgliknande strukturen ger strukturellt stöd åt cellen som helhet.

Cytoskelettet består också av ett antal proteiner som bland annat:

– P1-adhesin – Gör det möjligt för organismen att binda sig till värdcellen och andra ytor

– Proteiner som ger stöd åt P1-adhesin

– HMW1 och HMW2 -. Medverkar till bildandet av fästorganeller

– Proteiner som lokaliseras vid den proximala änden av EDC

– HMW3, P65 och P30 – Lokaliseras även vid fästorganellerna

Motilitet

Motilitet i mykoplasma möjliggörs av små (mindre än 50 nm långa) benliknande proteiner som är placerade på cellmembranet. I synnerhet har dessa proteiner sitt ursprung i en näsliknande främre projektion. Med hjälp av dessa proteiner, som misstänks vara proteinet Gli349, kan organismen också fästa, lossa och återfästa organismen på olika ytor där de har visat sig röra sig med hastigheter på mellan 2 och 4,5 mikrometer per sekund.

Den energi som krävs för rörelsen fås från ATP-hydrolys. Här är det dock värt att notera att genom glidning kan mykoplasma bara röra sig framåt och aldrig bakåt.

Avse de benliknande proteinerna består den näsliknande utskjutningen också av olika cytoskeletala strukturer. Dessa strukturer utgör det hexagonala gitteret som ligger vid spetsen av utskjutningen där det bildar en halvklotformig hätta som mäter cirka 235 nm i bredd och 155 nm i längd.

Denna halvklotformiga hätta är i sin tur fäst vid ett antal flexibla proteiner som ligger i cytoplasman. Dessa proteiner, som är flexibla med ett tentakelliknande utseende, är fästa vid partiklar (20nm i storlek) som har föreslagits fästa de benliknande proteinerna vid tentaklerna.

Näring

De flesta mykoplasmer existerar som parasiter eller som kommensaler. Som sådana kräver de en värd för att överleva. Till skillnad från ett antal andra bakterier kan dock mykoplasmer fermentera tillgängliga material för att producera ATP. Detta gör dem alltså oberoende med tanke på att de kan generera sin egen energikälla.

Men även om de är beroende av sina värdar för olika metaboliska funktioner (eftersom de har förlorat användningen av elektrontransportkedjan), uppnås andningen genom fermentering (anaerobt) utan användning av ETC.

För närvarande är sju arter av Mycoplasma kända som humanpatogener.

Dessa inkluderar:

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

Som parasiter måste arter som M. pneumoniae först fästa på värdcell. Denna process inbegriper användning av adhesionshjälpproteiner samt ett nätverk av adhesionsystem. Efter kontakt med målcellen (detta inkluderar en mängd olika celler som röda blodkroppar, HeLa-celler, fibroblaster och till och med makrofager) har det visat sig att prekursor- eller P1-proteinerna snabbt förflyttas till den apikala regionen där de är involverade i produktionen av P1-proteiner som är involverade i fästningen.

Avstånd från dessa proteiner använder sig mykoplasma också av ett antal andra proteiner, däribland bland annat P30 adhesionsfaktor-relaterade proteiner och HMW 1-5-polypeptider.

Efter vidhäftning sträcker sig parasitens mikrotubuli ut och tränger in i värdens cell. Detta gör det möjligt för organismen att få tag på olika material, bland annat kolesterol, glukos och aminosyror. I processen orsakar detta skador på cellerna.

I vissa fall invaderar mykoplasman cellen där den kan uppehålla sig i cytoplasman eller kärnan vilket också resulterar i cellskador. Som intracellulära eller extracellulära parasiter har M. pneumoniae också visat sig orsaka skada genom att frigöra sådana toxiner som exotoxiner och andra exotoxinliknande ämnen.

Anpassningar

För Mycoplasma har avsaknaden av en cellvägg ett antal fördelar som bidrar till dess överlevnad. Eftersom de bara har ett plasmamembran gör detta till exempel att sådana parasitiska arter som M. bovis kan ändra sin form och på så sätt optimera effektiviteten inom värden.

In vivo kan de ändra form från sfärisk till ett filamentöst och stekt ägg utseende. Detta gör också att de kan anpassa sig till olika miljöer. Även om mykoplasmer i allmänhet är extracellulära organismer kan de invadera cellen och bosätta sig i cytoplasman eller kärnan.

Den brist på celler gör det också möjligt för mykoplasmas att undgå verkan av många antibiotika. För det mesta förstör många av de antibiotika som används mot bakterieceller dem genom att rikta in sig på cellväggen. Med tanke på att mykoplasma inte har någon cellvägg är dessa antibiotika ineffektiva mot dem.

För denna anledning har sådana mykoplasmaparasiter som M. genitalium uppvisat antibiotikaresistens mot sådana antibiotika som makrolider. I och med att andra arter av Mycoplasma har upptäckts har det blivit viktigt att arbeta mot antibiotika som specifikt riktar sig mot dessa parasiter. Se även: Hur dödar antibiotika bakterier?

Avse att dessa organismer kan ändra sin form kan patogener som M. bovis också ändra de proteiner som finns på deras yta. Detta gör det utmanande för värdens immunsystem att effektivt sätta in en attack mot dessa parasiter och förstöra dem.

Reproduktion

Reproduktion hos mykoplasma sker genom binär fission och knoppning. Binär fission börjar med DNA-replikation som börjar på platsen nära dnaA-genen. Efter replikationen vandrar kromosomerna till cellens motsatta poler innan cellen delar sig, vilket säkerställer att var och en av dottercellerna innehåller dna-materialet.

Efter celldelningen innehåller var och en av dottercellerna förälderns genetiska material samt cytoplasma och ribosom. I fall där replikationen hämmas har det visat sig att cellerna börjar förgrena sig.

I vissa fall producerar bakterierna elementarkroppar som bildas som knoppar på ytan av modercellerna. Dessa elementarkroppar, som är mindre än 180 nm (vissa kan vara så stora som 400 nm i diameter) i diameter liknar viruspartiklar som är smittsamma och gör det möjligt för patogenens livscykel att fortsätta.

Mikroskopi

Med en diameter på mellan 0,3 och 0,8um är mykoplasmer för små för att kunna upptäckas med ett ljusmikroskop. Därför används ofta mykoplasmaodlingstekniker för att odla kolonier som sedan kan observeras med hjälp av ett inverterat mikroskop.

Odlingsteknik

För att odla mykoplasma inokuleras 0,1 till 0,2 ml av cellsuspensionen (antibiotikafri cellsuspension) på ytan av en mykoplasma-agarplatta. Plattan inkuberas sedan i 28 dagar vid 37 grader C i en miljö som är berikad med 5 procent koldioxid.

Observation

När plattan betraktas i ett inverterat mikroskop vid låg förstoring (x4 och x10) kan Mycoplasma-kolonier ses som uppvisar en stekt ägg-morfologi – De ser ut som ett stekt ägg med en mörkare fläck i mitten.

Infektioner och komplikationer som är förknippade med Mycoplasma-arternas patogenicitet inkluderar:

Sexuellt överförda infektioner – Mycoplasma genitalium ingår inte i den normala virginalfloran. Vid en infektion orsakar den infektioner i urin- och könsorganen och kan överföras sexuellt. Därför drabbar den både män och kvinnor.

Infertilitet – Hos män har patogeniciteten hos Mycoplasma hominis förknippats med genital inflammation och manlig sterilitet.

Spädbarnsdödlighet – Eftersom mykoplasma kan infektera reproduktionssystemet (som perinatala patogener) kan infektionen överföras till barnet, vilket kan påverka dess hälsa.

Några av de andra komplikationerna inkluderar:

• Encefalit
• Optisk neurit
• Kranialnervpalsior
• Aseptisk meningit

.

Retur från Mycoplasmas till MicroscopeMaster home

Jun He et al. (2016). Insikter i patogenesen hos Mycoplasma pneumoniae.

Lesley Young, Julia Sung, Glyn Stacey & John R Masters. (2010). Detektion av mykoplasma i cellkulturer.

Shmuel Razin. (1996). Mycoplasma. Medicinsk mikrobiologi. 4th edition.

Shmuel Razin and Leonard Hayflick. (2010). Highlights of mycoplasma research-An historical perspective.