Firmicutes: características, morfologia e classificação

Firmicutes é uma das arestas dentro das quais as bactérias são classificadas. Esse filo compreende três classes (Bacilli, Clostridia e Erysipelotrichia), 26 famílias e 223 gêneros, constituindo o principal filo bacteriano.

As bactérias classificadas neste filo têm uma história evolutiva comum. Todos têm uma parede celular rígida, da qual deriva o nome Firmicutes (em latim firmus significa firma e aparência refere-se à pele ou parede celular).

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Lactobacillus acidophilus. Por Doc. RNDr. Josef Reischig, CSc. (Arquivo do autor) [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons

Todas as bactérias do filo contêm ácido murmático na parede celular e algumas contêm ácido teitóico. A maioria é gram-positiva, exceto as famílias Veillonellaceae e Syntrophomonadaceae que são gram-negativas.

As bactérias Firmicutes são fenotipicamente diversas, sendo esféricas, retas, curvas, barras ou filamentos helicoidais, com ou sem flagelos, com ou sem endosporos resistentes ao calor.

Eles podem ser aeróbicos, facultativos ou estritamente anaeróbicos. Alguns são termofílicos e / ou halofílicos. Alguns deles são quimionotróficos e outros foto-heterotróficos anóxicos. A maioria cresce em pH neutro, mas alguns são acidofílicos ou alcalofílicos. Eles têm um conteúdo de DNA geralmente inferior a 50%.

As bactérias classificadas na borda Firmicutes formam uma parte importante da flora intestinal humana, juntamente com as classificadas na borda Bacteriodetes. Estudos recentes identificaram que a microbiota intestinal de seres humanos e modelos animais obesos está associada a uma maior abundância de Firmicutes em relação aos bacteriodetes.

Características gerais

Filogenia

A filogenia dos Firmicutes tem sido constantemente revisada e re-estudada, incorporando cada vez mais dados e novos métodos que nos permitem propor novas hipóteses evolutivas.

Estudos recentes baseados na análise de pequenas subunidades de seqüências nucleotídicas do RNA ribossômico têm gerado uma estrutura filogenética na qual a borda Firmicutes é composta de três classes (Basilli, Clostridia e Erysipelotrichia), 26 famílias e 223 gêneros.

Nas classificações anteriores, essa margem incluía uma classe adicional chamada Mollicutes, que difere do restante das bactérias Firmicutes por não possuir paredes celulares rígidas, sem peptidoglicanos ou ácido murmático, são flexíveis e são células altamente pleomórficas.

Este grupo foi removido do Firmicutes em estudos mais recentes com marcadores alternativos. Como resultado, a classe Mollicutes foi elevada à beira de Tenericute.

A família Erysipelotrichaceae, anteriormente classificada em Mollicutes, que forma uma parede celular gram-positiva, permanece em Firmicutes como uma nova classe chamada Erysipelotrichia, com uma única ordem (Erysipelotrichales) que inclui uma única família (Erysipelotrichaceae). Análises recentes corroboram a separação entre as classes Basilli e Clostridia.

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Classificação

Classe Clostridia

A classe Clostridia é um clado polifilético fenotípico, fisiologicamente e ecologicamente diverso. Contém bactérias gram-positivas e gram-negativas e a maioria dos gêneros forma esporos, com exceções como o Clostridium .

A classe Clostridia é composta pelas ordens Clostridial, Halanaerobial e Termoanaerobacteral. As bactérias pertencentes à ordem Clostridial são anaeróbios estritos, as da ordem Halanaerobial são halofílicas e as da ordem Termoanaerobacteriana são termofílicas.

Algumas espécies de Clostridia são de grande importância para a indústria, pois são usadas para produzir solventes como o produto final do processo de fermentação .

Outros produzem toxinas, como o Clostridio botulinum , também conhecido como BoTox, para paralisar os músculos do rosto e reduzir as rugas da pele.

Classe Erysipelotrichia

Esta classe é composta por bactérias na forma de hastes finas, finas, retas ou ligeiramente curvas, com tendência a formar filamentos longos. Eles são imóveis, com uma parede celular gram-positiva, que não produz endosporos.

Eles são aeróbicos, facultativos anaeróbicos. Eles são quimioorganotróficos. Eles têm um metabolismo respiratório fermentativo. Este grupo inclui algumas espécies patogênicas para mamíferos e aves, incluindo Erysipelothrix rhusiopathiae e Bulleidia extructa .

Classe Basilli

As bactérias da classe Basilli geralmente formam uma parede celular gram-positiva. Eles podem ou não formar endosporos. A maioria é aeróbica ou microaerofílica, enquanto apenas alguns são anaeróbios facultativos. A classe Bacilli é composta pelas ordens Bacillales e Lactobacillales.

A maioria dos gêneros da ordem Bacillales forma endosporos, embora haja exceções. Além disso, eles têm coloração gram-positiva da parede celular em células jovens. A maioria dos gêneros possui menaquinona 7 (MK-7).

Na família de termoactinomicetos, foram relatadas menaquinonas de cadeia longa, de MK-6 a MK-11. Menaquinonas também são conhecidas como vitamina K 2 .

O número de cadeias laterais é indicado no nome específico de cada menaquinona (por exemplo, o MK-6 possui seis unidades moleculares ligadas ao núcleo da molécula formada por um anel de quinona).

O gênero bacillales inclui bactérias altamente patogênicas, como Bacillus anthracis , que causa antraz. Outra espécie importante é Bacillus subtilis , um dos organismos usados ​​como modelo em pesquisas para entender questões que variam da diferenciação celular ao armazenamento de ferro e replicação de DNA.

Bactérias da ordem Lactobacillales podem ser em forma de bastonete ou coco, têm coloração gram-positiva da parede celular, não formam endosporos e são anaeróbios facultativos e catalase negativos principalmente.

Essa ordem inclui bactérias benéficas como Lactobacillus , componentes importantes da flora gastrointestinal em humanos e outros animais, e é usada tradicional e industrialmente para a produção de iogurte e outros alimentos fermentados.

Microbiota gastrointestinal

A microbiota gastrointestinal desempenha um papel importante na manutenção da saúde dos seres humanos, fornecendo energia, nutrientes e proteção imunológica. Em adultos saudáveis, mais de 1250 espécies de bactérias foram identificadas, pertencendo principalmente aos Bacteroidetes, Firmicutes e Actinobacteria.

Em termos gerais, a proporção Firmicutes / Bacteroidetes é considerada de grande importância na composição da microbiota intestinal humana. Em pessoas obesas, uma alta proporção de Firmicutes foi identificada, enquanto naquelas com baixo peso, uma relação inversa foi relatada.

A composição dessa microbiota evolui ao longo da vida, desde a primeira infância até a velhice. Assim, a relação Firmicutes / Bacteroidetes sofre um aumento desde o nascimento até a idade adulta e é alterada ainda mais com a idade avançada.

Também foi identificado que a dieta tem um efeito importante na microbiota gastrointestinal. A proporção Firmicutes / Bacteroidetes é maior em pessoas com dietas baseadas em proteínas animais e gorduras saturadas do que naquelas com dietas ricas em vegetais e fibras.

Referências

  1. Bahl, H & Dürre, P. (2000). Clostridia: Biotecnologia e aplicações médicas. Alemanha Wiley-VCH
  2. Conlon, MA e Bird. AR (2015). O impacto da dieta e estilo de vida na microbiota intestinal e na saúde humana.Nutrients, 7 (1), 17-44.
  3. Firmicutes (2018, 30 de janeiro).Wikipedia, A Enciclopédia Livre . Data da consulta: 20:40, 27 de setembro de 2018 em www.wikipedia.org
  4. Firmicutes (2018, 17 de setembro) Na Wikipedia, The Free Encyclopedia . Retirado 20:41, 27 de setembro de 2018, de en.wikipedia.org
  5. Mariat, D, Firmesse, O., Levenez, F, Guimarăes, VD, Sokol, H, Doré, J, Corthier, G e Furet JP. (2009). A proporção Firmicutes / Bacteroidetes da microbiota humana muda com a idade. BMC Microbiology, 9 : 123.
  6. Você, P., Garrity, G., Jones, D., Krieg, NR, Ludwig, W., Rainey, FA, Schleifer, K.-H., Whitman, W. (2009). Manual de Bacteriologia Sistemática de Bergey: Volume 3: Os Firmicutes. EUA

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