Spirochaeten (spirocheten): definitie, eigenschappen en soorten

Spirochaeten: definitie en eigenschappen van spiraalvormige, flageldragende bacteriën — overzicht van soorten, levenswijze (anaeroob/vrijlevend/parasitair) voor studie en onderzoek.

Spirochaeten (of Spirocheten) vormen het phylum Spirochaetae. Dit zijn dubbelmembraanbacteriën met lange, spiraalvormig opgerolde cellen.

Spirochaeten zijn bacteriën. Ze hebben flagellen, die in de lengte tussen de celwand en het buitenmembraan lopen. De flagellen veroorzaken een draaiende beweging die de spirochaete in beweging brengt.

De meeste spirochaeten zijn vrijlevend en anaeroob, maar er zijn veel parasitaire soorten.

Belangrijkste eigenschappen

• Vorm en grootte: Spirochaeten hebben een karakteristieke spiraal- of kokervormige morfologie. De lengte varieert sterk per soort, van enkele micrometers tot meer dan 100 µm.
• Celstructuur: Ze vertonen een dubbel membraan (vergelijkbaar met Gram-negatieve bacteriën) en hebben periplasmatische flagellen (ook wel axiale filamenten genoemd) die tussen de binnen- en buitenmembraan liggen.
• Beweging: Door de axiale filamenten roteren de cellen als een kurkentrekker, wat hen een unieke zwembeweging geeft en hen in viskeuze omgevingen of door weefsels efficiënt doet voortbewegen.
• Metabolisme: Veel spirochaeten zijn obligaat anaeroob of micro-aeroob; er komen echter ook aerobe en facultatief anaerobe soorten voor. Voedselbronnen en metabolische routes verschillen sterk tussen soorten.
• Gram-kleuring: Spirochaeten geven vaak een zwak of onduidelijk resultaat bij de standaard Gram-kleuring; speciale technieken (zie onder Detectie) zijn daarom nuttig.

Morfologie en bewegingsmechanisme

De axiale flagellen liggen in de periplasmatische ruimte en verbinden zich aan de poles van de cel. Door contraherende bewegingen van deze interne flagellen torst en draait de volledige cel, wat resulteert in een voortstuwende, kurkentrekkerachtige beweging. Deze bijzondere motiliteit is een belangrijk kenmerk dat spirochaeten onderscheidt van veel andere bacteriën.

Levenswijze en habitat

Spirochaeten komen voor in diverse omgevingen: in zoet en zout water, in bodem, in symbiose met andere organismen (bijvoorbeeld in het darmstelsel van termieten) en als pathogenen in dieren en mensen. Hoewel veel soorten vrijlevend zijn en saprofytisch leven, omvat het phylum ook soorten die belangrijke ziekten bij mensen en dieren veroorzaken.

Belangrijke geslachten en relevante soorten

• Treponema – Bijvoorbeeld Treponema pallidum, de verwekker van syfilis. Deze soort is moeilijk in kunstmatige media te kweken en wordt vaak aangetoond met serologische tests of microscopie.
• Borrelia – Bevat onder andere Borrelia burgdorferi en aanverwante soorten, de veroorzakers van de ziekte van Lyme. Deze soorten worden meestal overgedragen via teken.
• Leptospira – Omvat soorten die leptospirose veroorzaken, een zoönose die via besmet water of urine van dieren kan worden overgedragen.
• Andere geslachten – Er zijn veel vrijlevende en symbiotische spirochaeten in diverse habitats; sommige spelen een rol in de afbraak van organisch materiaal of in symbioses met ongewervelde dieren.

Detectie, kweek en laboratoriumdiagnostiek

• Microscopie: Donkerveldmicroscopie en fasecontrast worden veel gebruikt om spirochaeten direct te visualiseren omdat zij vaak moeilijk zichtbaar zijn met standaard Gramkleuring.
• Serologie: Antilichaamtests (bijv. voor syfilis of Lyme) zijn essentieel bij de klinische diagnostiek van pathogene spirochaeten.
• Moleculaire methoden: PCR en sequentiebepaling worden veel toegepast voor snelle en specifieke detectie en typering.
• Kweek: Sommige spirochaeten zijn te kweken op speciale media (bijv. bepaalde Borrelia- en Leptospira-soorten), maar andere, zoals Treponema pallidum, zijn extreem moeilijk of niet in standaard kunstmatige media te kweken en vereisen diermodellen of gespecialiseerde technieken.

Medische en ecologische betekenis

Enkele spirochaeten zijn belangrijke menselijke pathogenen: syfilis (Treponema pallidum), Lymeziekte (Borrelia-species) en leptospirose (Leptospira-species). Deze infecties kunnen uiteenlopende symptomen en complicaties veroorzaken en hebben vaak specifieke diagnostische en therapeutische benaderingen.

Ecologisch dragen vrijlevende spirochaeten bij aan de afbraak van organisch materiaal en spelen ze soms een rol in symbiotische relaties (bijvoorbeeld in het spijsverteringsstelsel van termieten), waar ze helpen bij de vertering van cellulose.

Behandeling

De behandeling van spirochetale infecties hangt af van de soort en de klinische situatie. Penicillines blijven bij veel spirochaetale infecties (zoals syfilis) het middel van keuze. Andere antimicrobiële middelen, zoals doxycycline of ceftriaxon, worden vaak gebruikt bij aandoeningen als Lymeziekte of ernstige leptospirose. Specifieke behandelkeuzes en doseringen moeten door een arts worden bepaald.

Taxonomie en recente ontwikkelingen

Traditioneel worden spirochaeten ondergebracht in het phylum Spirochaetae, maar taxonomische revisies op basis van genoomgegevens hebben geleid tot herindelingen en het gebruik van alternatieve namen in sommige bronnen. Genomische studies blijven bijdragen aan een beter begrip van de evolutionaire relaties binnen deze groep.

Samengevat zijn spirochaeten een morfologisch en ecologisch diverse groep bacteriën met unieke bewegingsmechanismen en zowel vrijelevende als pathogene leden. Ze hebben grote betekenis voor biologie, ecologie en geneeskunde.

Zoek op letter