BACTEROIDETES: ALGEMENE KENMERKEN EN SYSTEMATISCH - BIOLOGIE - 2025

Bacteroidetes is een van de phyla waarin bacteriën worden ingedeeld. Dit phylum omvat vier klassen (Bacteroidia, Flavobacteria, Sphingobacteria and Cytophagia) en meer dan 7.000 verschillende soorten die alle soorten habitats op aarde hebben gekoloniseerd.

Ze zijn aanwezig in bodems, actief slib, rottend plantmateriaal, compost, oceanen, zoet water, algen, zuivelproducten en zieke dieren. Verspreid in gematigde, tropische en polaire ecosystemen. Bacteroidetes geïsoleerd in open habitats behoren voornamelijk tot de klassen Flavobacteria, Cytophagia en Sphingobacteria.

Bacteroides termitidis. www.pixnio.com. Auteurs: Janice Haney Carr, CDC Brian J. Beck, PhD, American Type Culture Collection, USCDCP

Bacteroidetes zijn een belangrijk onderdeel van het menselijke darmkanaal en dat van andere zoogdieren en vogels. Bij de mens grijpen ze in bij de activering van het immuunsysteem en bij de voeding, door de afbraak van polysacchariden en koolhydraten die bijproducten genereren die opnieuw worden geabsorbeerd door de gastheer en die een belangrijke energiebron vormen.

De soorten van de phylum Bacteroidetes zijn meestal niet-pathogeen, met uitzondering van het geslacht Bacteroides, dat bestaat uit opportunistische pathogenen, en enkele Flavobacteriaceae, pathogeen voor mensen, andere zoogdieren, zoetwatervissen of zeevissen.

kenmerken

De bacteriën die in dit phylum zijn ingedeeld, hebben een gemeenschappelijke evolutionaire geschiedenis en een brede morfologische, fysiologische en ecologische diversiteit. Het kunnen korte of lange, rechte, spoelvormige of dunne filamenten zijn. Ze zijn gramnegatief en vormen geen endosporen.

Ze kunnen facultatief anaëroob of strikt aëroob zijn. Ze kunnen niet-mobiel zijn, gespleten of verschuiven.

Ze zijn chemo-organotroof, aëroob of facultatief anaëroob met respiratoir metabolisme, hoewel er enkele soorten zijn met fermentatief metabolisme.

Systematisch

De phylum Bacteroidetes, ook bekend als de Cytophaga-Flexibacter-Bacteroides-groep, omvat vier klassen: Bacteroidia, Flavobacteria, Sphingobacteria en Cytophagia, die meer dan 7000 verschillende soorten groeperen.

In eerdere classificaties omvatte de phylum Bacteroidetes drie klassen (Bacteroidia, Flavobacteriia en Sphingobacteriia). Recentere studies, gebaseerd op de sequentieanalyse van het 16S rRNA-gen, rechtvaardigen echter de vorming van een vierde klasse binnen dit phylum, Cytophagia.

Inbegrepen in deze nieuwe klasse zijn vele geslachten die eerder waren ingedeeld in de families Flexibacteraceae, Flammeovirgaceae en Crenotrichaceae. Het phylum Bacteroidetes omvat dus ten minste vier fylogenetische groepen die goed zijn afgebakend.

Klasse I. Bacteroidia

Deze klasse bevat een enkele bestelling genaamd Bacteroidales. De bestelling omvat momenteel vijf families: Bacteroidaceae, Marinilabiliaceae, Porphyromonadaceae, Prevotellaceae en Rikenellaceae.

Het is vertegenwoordigd in meer dan 850 soorten. Cellen van deze klasse zijn rechte, spoelvormige of dunne staafjes of coccobacilli met gramnegatieve kleuring. Ze vormen geen sporen.

Ze zijn voornamelijk anaëroob, hoewel sommige facultatief anaëroob zijn. Ze fermenteren eenvoudige koolhydraten die butyraat genereren als een product van fermentatie, hoewel ze eiwitten en andere substraten kunnen afbreken. Ze zijn niet mobiel of mobiel door te schuiven.

Klasse II. Flavobacteriën

De klasse Flavobacteria omvat een enkele volgorde genaamd Flavobacteriales. De bestelling omvat momenteel drie families: Flavobacteriaceae, Blattabacteriaceae en Cryomorphaceae. Dit vormt de grootste klasse van de phylum bacteroidetes, met meer dan 3.500 soorten.

De cellen zijn staafjes of filamenten die geen sporen vormen, ze zijn gramnegatief, zonder gasblaasjes en intracellulaire korrels. Ze worden over het algemeen vermenigvuldigd door binaire splitsing.

Leden van de familie Blattabacteriaceae zijn intracellulaire symbionten van insecten. De families Flavobacteriaceae en Cryomorphaceae bestaan ​​uit aërobe of facultatief anaërobe chemo-organotrofe bacteriën met respiratoir metabolisme, hoewel er enkele soorten zijn met fermentatief metabolisme.

Ze zijn niet mobiel. Veel leden van deze families hebben NaCl of zouten uit zeewater nodig om te groeien.

Leden van de Flavobacteriaceae-familie zijn wijdverspreid in de bodem of in zoet, brak of zeewater in gematigde, tropische of poolgebieden, terwijl leden van de Cryomorphaceae-familie tot dusverre beperkt zijn tot mariene habitats bij lage temperaturen.

Sommige leden van de familie Flavobacteriaceae zijn pathogenen voor mensen, vissen of amfibieën.

Klasse III. Sfingobacteriën

Deze klasse omvat alleen de orde Sphingobacteriales, die drie families (Sphingobacteriaceae, Chitinophagaceae en Saprospiraceae), 29 geslachten en 787 soorten groepeert.

Bacteriën van deze klasse zijn staafvormig. Ze zijn niet-beweeglijk, niet-sporenvormend, met gramnegatieve kleuring. Aërobe of facultatief anaërobe groei.

Met beperkte fermentatiecapaciteiten bij sommige leden. Sommige geslachten, voornamelijk Sphingobacterium, bevatten hoge concentraties sfingofosfolipiden als cellulaire lipidecomponenten.

Klasse IV. Cytofagie

Deze klasse omvat alleen de orde Cytophagales en enkele andere fylogenetische groepen die worden behandeld als orders incertae sedis, zo genoemd om het onvermogen aan te geven om ze precies binnen deze classificatie te plaatsen.

Cellen van deze klasse kunnen korte of lange staven of filamenten zijn. Sommige geslachten vormen ringen, spoelen of S-vormige cellen en produceren geen sporen, behalve het geslacht Sporocytophaga. Ze zijn mobiel door te schuiven of niet mobiel. Het enige geslacht met flagella is Balneola. Gramnegatieve kleuring.

De groei is meestal strikt aëroob, maar in sommige ledematen treedt microaërobe en anaërobe groei op. Ze zijn chemo-organotroof. Ze zijn wijd verspreid in de natuur.

Sommige geslachten zijn mariene organismen die voor hun groei zouten van zeewater nodig hebben. De meeste soorten zijn mesofiel, maar er zijn psychrofiele en thermofiele leden.

Darm microbiota

Bacteroidetes hebben de verschillende delen van het maagdarmkanaal bij mensen gekoloniseerd. Ze worden ook aangetroffen in de microbiota van andere zoogdieren, zoals stekelhuidigen, muizen, honden, varkens en herkauwers; van gedomesticeerde en wilde vogels, zoals kippen, kalkoenen, ganzen en struisvogels; en bij ongewervelde dieren zoals duizendpoten en termieten.

Mutualisme

De meeste Bacteroidetes hebben een mutualistische relatie met hun gastheren. Bij mensen interageren ze met het immuunsysteem en produceren ze de activering van door T-cel gemedieerde reacties en regelen ze de kolonisatie van potentiële pathogene bacteriën.

Deze bacteriën produceren over het algemeen butyraat als het eindproduct van fermentatie, dat antineoplastische eigenschappen heeft en daarom een ​​belangrijke rol speelt bij het handhaven van de darmgezondheid.

Metabolisme van galzuur

Ze nemen ook deel aan het metabolisme van galzuren en de omzetting van toxische en / of mutagene verbindingen. Ze dragen bij aan de afbraak van polysacchariden in de dikke darm, moleculen die moeilijk af te breken zijn door zoogdieren en resistent zijn tegen de werking van spijsverteringsenzymen.

Bacterieel gemedieerde fermentatie van deze polysacchariden leidt tot het vrijkomen van vluchtige vetzuren met een korte keten (voornamelijk acetaat, propionaat en butyraat) die opnieuw worden geabsorbeerd door de gastheer. Daarom helpen deze darmbacteriën de gastheer om energie te halen uit vuurvaste koolhydraatbronnen.

Energie oogsten

Bij omnivore zoogdieren, vooral mensen, vertegenwoordigt deze extra energiebron tussen 7% en 10% van de dagelijkse hoeveelheid.

Bij ratten is aangetoond dat kiemvrije dieren 87% meer calorieën in de ontlasting uitscheiden dan hun normale tegenhangers, en ze moeten 30% meer voedsel eten om hun lichaamsgewicht te behouden.

Daarom is de aanwezigheid van de darmmicrobiota noodzakelijk voor een optimale energieopname uit de voeding.

Referenties

1. Hahnke, RL, J. P. Meier-Kolthoff, M. García-López, S. Mukherjee, M. Huntemann, N. N. Ivanova, T. Woyke, N. C. Kyrpides, Hans-Peter, K. en M. Göker. (2016). Genoom-gebaseerde taxonomische classificatie van bacteroidetes. Frontiers in Microbiology, 7: 2003.
2. Wikipedia-bijdragers. Bacteroidetes. Wikipedia, The Free Encyclopedia, 2017. Beschikbaar op es.wikipedia.org
3. Johnson, EL, Heaver, SL, Walters, WA en Ley, RE (2017). Microbioom en stofwisselingsziekte: het bacteriële phylum Bacteroidetes opnieuw bezoeken. Journal of Molecular Medicine, 95 (1): 1-8.
4. Krieg, NR, J, T. Staley, DR Brown, BP Hedlund, BJ Paster, NL Ward, W. Ludwig en WB Whitman. (2010) Bergey's Manual of Systematic Bacteriology: Volume 4: The Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, Fibrobacteres, Fusobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicroetes, Chlamctomiae, and. TOEPASSINGEN.
5. Thomas, F. Hehemann, JH, Rebuffet, E., Czjzek, M. en Michel, G. 2011. Milieu- en darmbacteriën: de voedselverbinding. Frontiers in Microbiology 2:93.