结构特点与运动器
螺旋体具有复杂的、多层的组织结构。细胞的基本结构包括原生质圆柱体(被细胞质膜包裹的细胞质)以及覆盖在其外部的薄层外膜。
螺旋体的主要特征是它们的运动器。与其他许多细菌不同,它们的鞭毛不向外突出。这些鞭毛表现为周质纤丝,隐藏在细胞壁的厚度中(位于圆柱体和外膜之间的周质空间内)。
- 纤丝由收缩性蛋白鞭毛蛋白组成,是鞭毛的同系物。
- 纤丝的一端牢固地固定在圆柱体的极部(基体颗粒的同系物),另一端则保持游离。
- 纤丝朝向彼此排列,围绕圆柱体盘绕,并形成细胞的螺旋状形态——初级螺旋。
- 纤丝的总数是一个严格的物种特征(两端从 2 个到 100 多个束不等)。
纤丝的收缩可实现三种运动类型:平移运动、绕自身轴线的旋转运动以及屈曲运动。在身体积极弯曲的过程中,会形成环状结构——次级螺旋。
致病性螺旋体的比较特征
在众多的螺旋体物种中,有三个属可引起人类严重疾病。它们在形态学(形态和螺旋数量)上有明显的区别。
- 密螺旋体属(Treponema)
外形呈细丝状,呈钻头状盘绕。具有 8 到 12 个细小且均匀的螺旋。
- 苍白密螺旋体(T. pallidum) — 梅毒的病原体。
- 极细密螺旋体(T. pertenue) — 雅司病(一种热带疾病)的病原体。
- 腐生菌种:非致病性,栖息于水体和口腔中。
- 疏螺旋体属(Borrelia)
与密螺旋体相比,它们的螺旋更大,但数量较少(每个细胞 3 到 8 个)。
- 回归热疏螺旋体(B. recurrentis) — 回归热的病原体。
- 伯氏疏螺旋体(B. burgdorferi) — 莱姆病的病原体。
- 钩端螺旋体属(Leptospira)
其特征是螺旋密集且较浅,这使得细胞看起来像一根拧紧的绳子。钩端螺旋体的两端增厚并呈钩状弯曲。由于次级螺旋的作用,整个细胞呈现出拉丁字母 S 或 C 的形状。
- 问号钩端螺旋体(L. interrogans) — 钩端螺旋体病的病原体。该感染通过消化道传播(通过受污染的水或食物),临床表现为出血和黄疸。
生理学与显微镜检查方法
按营养类型划分,螺旋体属于化能有机营养菌(根据所属属别,从碳水化合物、氨基酸或脂质中获取能量)。它们对氧气的需求极其多样化:螺旋体中既有需氧菌、微需氧菌,也有兼性厌氧菌和专性厌氧菌。
致病性螺旋体的培养较为困难。它们的生长缓慢,对营养基质的要求极高(需要添加血清和组织提取物)。它们通过横裂方式繁殖,但在遭遇不良环境条件时,能够转入持久生存状态:形成 L 型、囊胞,或分解为独立的“颗粒”。
研究方法:由于其厚度极小(0.1–0.3 µm),螺旋体的检测具有其自身的特点。
- 利用相差显微镜或暗视野显微镜检查天然(活)标本。
- 使用罗曼诺夫斯基-吉姆萨染色法对固定标本进行染色,或采用镀银染色法。
为了易于记忆三种致病属的形态:密螺旋体(Treponema)——如精确的钻头(细小而密集的螺旋);疏螺旋体(Borrelia)——大而稀疏的波浪;钩端螺旋体(Leptospira)——拉丁字母 S 和 C(两端带有钩子)。
课堂与考试常见问题
螺旋体与其他弯曲状细菌(螺菌属、幽门螺杆菌)的主要区别是什么?
在于鞭毛的位置。螺旋体的鞭毛(周质纤丝)位于细胞内部——即原生质圆柱体与外膜之间,而变形菌门(Proteobacteria)等其他细菌的鞭毛则伸向周围环境中。
螺旋体如何在不良环境中生存?
它们能够改变自身形态并进入持久生存状态:形成 L 型(无细胞壁的细胞)、保护性囊胞,或分解为微小的颗粒(“颗粒”)。
初级螺旋和次级螺旋有什么区别?
初级螺旋决定了细菌的基本螺旋形态(它们是通过纤丝围绕圆柱体缠绕形成的)。次级螺旋是整个细胞的弯曲和环,仅在积极运动时出现。
该主题的其他拓展内容
- 持久生存的详细机制:L 型和囊胞究竟是如何形成的
- 各种螺旋体属的能量代谢
- 罗曼诺夫斯基-吉姆萨染色法与镀银染色法的区别
- 人类的共生和共栖螺旋体物种(口腔微生态菌群)
- 钩端螺旋体病的致病机制:为什么会出现黄疸和出血
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