Vibrio cholerae īpašības, taksonomija, morfoloģija, biotops



Vibrio cholerae Tā ir fakultatīva, lipīga anaerobā gramnegatīvā baktērija. Šī suga ir cilvēka holēras slimības cēlonis. Šī zarnu slimība izraisa smagu caureju un var izraisīt nāvi, ja tā netiek pienācīgi ārstēta. Gados vairāk nekā 100 000 nāves gadījumu, galvenokārt bērniem.

Kolera tiek pārnesta ar piesārņotu ūdeni un pārtiku vai ar personisku kontaktu. Ārstēšana ietver rehidratācijas terapiju un specifiskas antibiotikas. Ir vakcīnas, kas paredzētas mutes dobuma ievadīšanai.

Indekss

  • 1 Vispārīgi raksturlielumi
  • 2 Filogēnija un taksonomija
  • 3 Morfoloģija
  • 4 Dzīvotne
  • 5 Pavairošana un dzīves cikls
  • 6 Uzturs
  • 7 Patoģenēze
    • 7.1. Pārraide
    • 7.2 Epidemioloģija
    • 7.3. Darbības forma
  • 8 Simptomi un ārstēšana
  • 9 Atsauces

Vispārīgās īpašības

Vibrio cholerae Tā ir vienšūnu organisms ar šūnu sienām. Šūnu siena ir plāna, sastāv no peptidoglikāna starp divām fosfolipīdu membrānām. Tā dzīvo ūdens vidēs, īpaši estuāros un dīķos, kas saistīti ar planktonu, aļģēm un dzīvniekiem. Ir zināmi divi biotipi un vairāki serotipi.

Biofilmes

Baktērija ir daļa no bakterioplanktona ūdenstilpēs, gan brīvā formā (vibrios), gan veidojot plānas plēves (biofilmas) uz organiskām virsmām..

Šīs biofilmas sastāv no baktēriju grupām, ko ieskauj ūdens kanāli. Bioplēves adhēzija ir iespējama, pateicoties polisaharīdiem no ārējās membrānas.

Gēni

Vibrio cholerae Tam ir divas hromosomas plazmīdu veidā. Patogēnām sacīkstēm ir gēni, kas kodē holēras toksīna ražošanu (CT akronīmam angļu valodā)..

Turklāt tie ietver gēnus tā saucamajam kolonizācijas faktoram. Piluss, ko regulē toksīns (TCP) un regulējošais proteīns (ToxR). Šis proteīns regulē CT un TCP ekspresiju. Daļa ģenētiskās informācijas, kas kodē šos patogēnuma faktorus, tiek nodrošināta ar bakteriofāgiem.

Genoms

Tās genoms sastāv no 4,03 Mb, kas sadalīts divās nevienmērīga hromosomās. Visu N16961 celmu genoma DNS sekvence V. cholerae O1.

Šķiet, ka 1. hromosomā organizētās sekvences ir atbildīgas par dažādiem procesiem. To vidū ir DNS vairošanās, šūnu dalīšanās, gēnu transkripcija, proteīnu translācija un šūnu sienas biosintēze. 

2. hromosomā tiek sintezētas ribosomu olbaltumvielas, kas ir atbildīgas par cukuru, jonu un anjonu transportēšanu, cukuru metabolismu un DNS remontu..

Šajā baktērijā ir konstatēti vismaz septiņi bakteriofāgi vai filamenta fāzi. Fāzes ir baktēriju parazītiskie vīrusi. Fāga CTX nodrošina daļu no secības, kas kodē holēras toksīna (CT) sintēzi. Tas ir saistīts ar lizogēnu konversiju,

Īsāk sakot, dažu celmu patogenitāte Vibrio cholerae tas ir atkarīgs no komplicētas ģenētiskās patogenitātes faktoru sistēmas. Starp tiem ir toksīnu (TCP) līdzās regulēta kolonizācijas pilusa un regulējošā proteīna (ToxR) faktors, kas regulē CT un TCP izpausmi.. 

Infekcija

Ja cilvēks patērē piesārņotu pārtiku vai ūdeni, baktērijas nonāk viņa gremošanas sistēmā. Kad tas sasniedz tievo zarnu, tas masveidā pievienojas epitēlijam.

Tiklīdz tā izdalās, toksīns izraisa bioķīmiskos procesus, kas izraisa caureju. Šajā vidē baktērijas baro un pavairo, atkal atdaloties vidē caur izkārnījumiem. Tās reprodukcija ir divdaļīga.

Filogēnija un taksonomija

Dzimums Vibrio ietver vairāk nekā 100 aprakstīto sugu. No tiem 12 izraisa cilvēku slimības. Pieder pie domēna Baktērijas, phylum Proteobacteria (gamma grupa), lai Vibrions, Vibrionaceae ģimene.

Vibrio cholerae tā ir labi definēta suga, izmantojot bioķīmiskos un DNS testus. Testē pozitīvu katalāzi un oksidāzi; un tas fermentē laktozi.

Itālijas ārsts Filippo Pacini bija pirmais, kas izolēja holēras baktērijas 1854. gadā. Pacini deva tai zinātnisku nosaukumu un identificēja to kā slimības izraisītāju..

Vairāk nekā 200 serogrupu Vibrio cholerae, bet līdz šim tikai 01 un 0139 ir toksiski. Katru serogrupu var iedalīt dažādās antigēnu formās vai serotipos. To vidū ir Ogawa un Inaba, vai dažādi biotipi, piemēram, klasika un tor.

Morfoloģija

Vibrio cholerae Tā ir bacillus (stieņa formas vai stieņa formas baktērijas) 1,5-2 μm garumā un 0,5 μm plata. Tam ir viens karogs, kas atrodas vienā no tās stabiem. Tam ir citoplazmas membrāna, ko ieskauj plānā peptidoglikāna siena.

Ārējai membrānai ir sarežģītāka struktūra, ko veido fosfolipīdi, lipoproteīni, lipopolisaharīdi un polisaharīdu ķēdes..

Ārējā membrāna virzās uz polisaharīdu ķēdēm, kas ir atbildīgas par baktēriju adhēziju un veido biofilmas..

Turklāt blakus šūnu sienai tā aizsargā citoplazmu no žults sāļu un hidrolītisko fermentu, ko rada cilvēka zarnu trakts..

Dzīvotne

Tas aizņem divus ļoti atšķirīgus biotopus: ūdens vidi un cilvēka zarnas. Brīvajā fāzē, Vibrio cholerae tas attīstās siltos ūdeņos ar zemu sāļumu.

Tā var dzīvot upēs, ezeros, dīķos, estuāros vai jūrā. Tas ir endēmisks Āfrikā, Āzijā, Dienvidamerikā un Centrālamerikā. Tad kā parazīts tas dzīvo cilvēku tievajās zarnās.

Baktērijas var atrast arī tropu pludmales apgabalos, ūdeņos ar 35% sāļumu un temperatūru 25 ° C.

Klātbūtne Vibrio cholerae patogēniem sausos apgabalos un iekšzemē Āfrikā. Tas norāda, ka suga var izdzīvot dzīvotņu amplitūdā, kas ir daudz augstāka nekā iepriekš..

Daži pētījumi liecina, ka  Vibrio cholerae Tā ir savvaļas baktērija tropu mežos esošajā saldūdens organismā.

Reproducēšana un dzīves cikls

Tā ir baktērija, tā atkārtojas ar bināro šķelšanos vai bipartīciju. Vibrio cholerae saglabājas ūdenī kā brīvi planktona vibrios vai vibrios agregāti.

Vibriju agregāti veido bioplēves fitoplanktonā, zooplanktonā, kukaiņu olu masā, eksoskeletos, detritos un pat ūdens augos. Viņi izmanto chitin kā oglekļa un slāpekļa avotu.

Biofilmas sastāv no sakrautām baktērijām, ko ieskauj ūdens kanāli, piestiprinātas viens otram un substrātam ar ārēju polisaharīdu ražošanu. Tas ir plāns želejveida baktēriju slānis.

Vides vibrios tiek uzņemti ar piesārņotu pārtiku vai ūdeni. Kad iekļūst gremošanas sistēmā, baktērijas kolonizē tievās zarnas epitēliju.

Pēc tam vibrio ir piestiprināta pie gļotādas ar pili un specializētām olbaltumvielām. Tad sākas tā vairošanās un holēras toksīna sekrēcija. Šis toksīns veicina caureju, ar kuru baktērijas atgriežas ārējā vidē.

Uzturs

Šīs baktērijas metabolisms balstās uz glikozes fermentāciju. Brīvā stāvoklī tā iegūst pārtiku oglekļa un slāpekļa veidā no dažādiem organiskiem avotiem. Daži no tiem ir hitīns vai ogleklis, ko izdala fitoplanktona aļģes.

Dzelzceļa asimilācijai suga ražo sideroporu vibriobaktīnu. Vibriobaktīns ir dzelzs helatējošs savienojums, kas izšķīdina šo minerālu, ļaujot tam absorbēties aktīvā transportā.

Ūdens vidē tā pilda svarīgas funkcijas, kas saistītas ar tās uzturēšanu ekosistēmā. Veicina organiskā oglekļa un minerālvielu uzturēšanu.

No otras puses, tas ir baktēriju audzējs. Tas viss piešķir nozīmīgu lomu bakterioplanktona sastāvā mikrobu cilpās vai mikroorganismu trofiskajos tīklos ūdens ekosistēmās..

Vibrio cholerae veic fundamentālos procesus, lai sagremot tās pārtiku ārpus tās, izmantojot vielas, ko tas izdala. Šis mehānisms ir līdzīgs citu baktēriju mehānismam.

Šī suga iedarbojas uz substrātu, izraisot minerālelementu izšķīdināšanu, kas ir būtiski tās uzturā, kas pēc tam absorbējas. Arī pārtikas meklēšanā un apstrādē viņi uzbrūk citām baktērijām. Tās var uzbrukt vienai un tai pašai sugai, bet ne viņu pašu celmam.

Nogalināt citas baktērijas, V. cholerae izmanto VI tipa sekrēcijas sistēmu (T6SS). Šī sistēma ir līdzīga harpūnai, kas iekļūst citu Gram-negatīvo baktēriju šūnu sienā, izraisot to nāvi.

Līdz ar to ir pieejamas šo baktēriju uzturvielas, T6SS ir līdzīga sistēmai, ko izmanto bakteriofāgi, lai inokulētu to ģenētisko informāciju baktēriju šūnās. Šo sistēmu, iespējams, izmanto arī Vibrio cholerae inokulēt toksīnu epitēlija šūnās.

Patoģenēze

Nosūtīšana

Baktērijas tiek pārnesti caur fecal-orāli, vai nu personai, personai, ūdenim, priekšmetiem vai piesārņotai pārtikai. Kolera ir sprādzienbīstama, ja tā notiek populācijā bez iepriekšējas imunitātes.

Jau gadiem ilgi tika uzskatīts, ka galvenais slimības pārnešanas ceļš bija piesārņota ūdens uzņemšana. Mūsdienās ir zināms, ka ir pārtikas produkti, kas var būt transporta līdzekļi Vibrio cholerae. Daži no šiem pārtikas produktiem ietver: gliemenes, austeres, mīdijas, garneles un krabjus.

Lai izveidotu veselīgu indivīdu, ir nepieciešama liela inokulāta deva, aptuveni 10 gadi5 - 108 baktērijas Tomēr daudz mazāks daudzums inokulāta ir pietiekams vājināta vai nepietiekami uztura indivīdiem. Slimības inkubācijas periods ir no 6 stundām līdz 5 dienām.

Epidemioloģija

Lai gan ir informācija par holēras epidēmijām kopš 14. gadsimta, pirmās dokumentētās pandēmijas aizsākās 19. gadsimta sākumā. No 1817. līdz 1923. gadam bija vismaz seši zināmi holēras pandēmijas, ko izraisīja klasiskais biotips Vibrio cholerae.

Šī pandēmiju sērija sākās Indijā, galvenokārt no Gangas upes deltas. Tiklīdz tas sasniedza Tuvos Austrumus, tas no tās paplašinājās uz Eiropu. Vēl viens veids, kā iekļūt Eiropā, bija Vidusjūra, izmantojot karavānu, kas nāk no Arābijas. No Eiropas ieradās Amerikā.

No 1923. līdz 1961. gadam bija šīs slimības pandēmijas periods un bija zināmi tikai vietējie holēras gadījumi. No 1961. gada tas atkal parādās ar jaunu biotipa nosaukumu Tor, kas izraisīja septīto pandēmiju.

Kopš 90. gadiem ir identificēti vairāk nekā 200 serogrupu un netipisku Tor formu. 1991. gadā notika astotā holēras pandēmija. Pašlaik holēras gadījumi galvenokārt attiecas uz Subsahāras Āfrikas, Indijas, Dienvidaustrumu Āzijas un dažu Karību jūras reģionu reģioniem. Šajos reģionos tas ir kļuvis endēmisks.

Darbības forma

Baktērija ražo vairākus toksīnus, bet klasiskos caurejas dehidratējošos slimības simptomus izraisa holēras enterotoksīns (CT)..

To veido netoksiska apakšvienība B un enzimatiski aktīva apakšvienība A. B apakšvienība iedarbojas uz tievās zarnas epitēlija šūnu receptoriem. A apakšvienība aktivizē adenilāta ciklāzi.

Enterotoksīns saistās ar zarnu gļotādas šūnām caur baktēriju pili un izraisa caureju un dehidratāciju, aktivizējot adenilāta ciklāzes fermentu..

Tā rezultātā palielinās intracelulārā cikliskā adenozīna monofosfāta ražošana, kas izraisa gļotu šūnas sūknē lielu daudzumu ūdens un elektrolītu..

Vibrio cholerae atbrīvo citus toksīnus, piemēram, ZOT un ACE. Tās darbojas, neitralizējot imūnsistēmas šūnas, kas spēj novērst vibrios (IgG gadījums). Tās var arī neitralizēt holēras enterotoksīnu (IgA gadījums).

Simptomi un ārstēšana

Starp simptomiem ir: hipovolēmiskais šoks, vemšana, caureja, acidoze, muskuļu krampji, sausa āda, glazētas vai nogrimušas acis, augsts sirdsdarbības ātrums, letarģija un miegainība..

Endēmiskajās zonās baktēriju klātbūtne ir konstatēta cilvēkiem, kas atrodas tuvu holēras pacientiem. Pacientiem nav redzamu slimības simptomu, kas norāda uz asimptomātisku personu esamību.

Kolera ir novēršama, un ir efektīvas perorālas vakcīnas pret slimību līdz 60-66%. Tomēr uzliesmojumus var izraisīt dabas notikumi vai cilvēki. Tas notiek, piesārņojot ūdeni vai apdraudot piekļuvi dzeramajam ūdenim un sanitārijai.

Atbilstoša un savlaicīga rehidratācijas terapija var samazināt mirstību līdz mazāk nekā 1%. Ārstēšana ar antibiotikām var samazināt vibriosu izdalīšanos. Tomēr neviens no šiem ārstēšanas pasākumiem nav būtiski mainījis slimības izplatīšanos.

Pieaugušajiem parasti lietotās antibiotikas ir Doxycline un Tetracycline grupas. Grūtniecēm tiek lietots nitrofurāna furazolidons. Bērniem ieteicams lietot sulfametoksazolu un trimetoprimu (SMZ + TMP).

Galvenais epidēmiju kontroles elements ir atbilstoša notekūdeņu un sanitāro apstākļu sanitārā pārvaldība kopumā. Šajā ziņā holera ir slimība, kas saistīta ar nabadzības apstākļiem.

Klātbūtne Vibrio cholerae organismā tiek konstatēti ar laboratorijas testiem, piemēram, PCR, ELISA vai selektīvās barotnes izmantošanu.

Atsauces

  1. Baker-Austin, C., Trinanes, J., Gonzalez-Escalona, ​​N. un Martinez-Urtaza, J. (2017). Ne holēras vibrios: klimata pārmaiņu mikrobu barometrs. Tendences Microbiol. 25, 76-84.
  2. Faruque, S.M., Albert, M.J. un Mekalanos, J. J. (1998). Epidemioloģija, ģenētika un toksikoloģiskā ekoloģija Vibrio cholerae. Mikrobioloģijas un molekulārās bioloģijas apskats.62 (4); 1301-1314.
  3. Faruque, S. M. un G. Balakrish Nair, G. B. (Eds.). (2008). Vibrio cholerae Genomika un molekulārā bioloģija. Caister Academic Press. Bangladeša. 218 lpp.
  4. Stikla R.I., Black R.E. (1992) Holēras epidemioloģija (129.-154. Lpp.). In: Barua D., Greenough W.B. (eds) Cholera. Pašreizējās tēmas infekcijas slimībās. Springer, Boston, New York.
  5. Kierek, K. un Watnick, P. I. (2003). Vibrio cholerae biofilmas attīstības vides faktori. Lietišķā un vides mikrobioloģija. 69 (9); 5079-5088.
  6. Perez-Rosas, N. un Hazent, T. C. (1989). In situ Survival no Vibrio cholerae un Escherichia coli Tropu lietus mežu ūdenstilpē. Lietišķā un vides mikrobioloģija. 55 (2): 495-499.
  7. Zuckerman, J. N., Rombo, L. un Fisch, A. (2017). Kolēras patiesais slogs un risks: ietekme uz profilaksi un kontroli. Lancet. Infekcijas slimību pārskats. 7 (8): 521-530.