VIBRIO CHOLERAE: JELLEMZŐK, MORFOLÓGIA, ÉLŐHELY - BIOLÓGIA - 2025

A Vibrio cholerae egy fakultatív, flagellate, gram-negatív anaerob baktérium. A faj az emberi kolera betegség oka. Ez a bélbetegség súlyos hasmenést okoz és halálát okozhatja, ha nem megfelelően kezelik. Évente több mint 100 000 halált okoz, a gyermekek többségében.

A kolera fertőzött éleken és vízen vagy személyes kapcsolaton keresztül terjed. A kezelés magában foglalja a rehidrációs terápiát és a speciális antibiotikumokat. Viszonylag sikeres orális oltások léteznek.

Vibrio cholerae transzmissziós elektronmikroszkóp alatt. Tom Kirn, Ron Taylor, Louisa Howard - Dartmouth elektronmikroszkópos eszköz (http://remf.dartmouth.edu/imagesindex.html), a Wikimedia Commonson keresztül

Általános tulajdonságok

A Vibrio cholerae egysejtű szervezet sejtfallal. A sejtfal vékony, peptidoglikánból áll, két foszfolipid membrán között. Vízi környezetben, különösen torkolatokban és tavakban él, planktonnal, algákkal és állatokkal összekapcsolva. Két biotípus és több szerotípus ismert.

A biofilm

A baktérium része a bakterioflanktonnak a víztestekben, szabad formában (vibriók) és vékony filmben (biofilmek) a szerves felületeken.

E biofilmek baktériumcsoportokból állnak, amelyeket vízcsatornák vesznek körül. A biofilm tapadása a külső membránból képződő poliszacharidok révén lehetséges.

gének

A Vibrio cholerae-nek két kromoszóma van plazmid formájában. A kórokozó fajták olyan géneket hordoznak, amelyek a koleratoxin (CT) termelését kódolják.

Ezenkívül tartalmaznak az úgynevezett kolonizációs faktor géneit. A piluszt toxin (TCP) és egy szabályozó protein (ToxR) együttesen szabályozza. Ez a fehérje együtt szabályozza a CT és a TCP expresszióját. Az e patogenitási tényezőket kódoló genetikai információ egy részét bakteriofágok biztosítják.

genom

Genomja 4,03 Mb, két egyenlőtlen méretű kromoszómában oszlik meg. Az V. cholerae O1 N16961 törzs teljes genomjának DNS-szekvenciája ismert.

Az 1. kromoszómán levő szervezett szekvenciák látszólag felelősek a különféle folyamatokért. Ezek között a DNS szaporodása, a sejtosztódás, a gén transzkripció, a fehérje transzláció és a sejtfal bioszintézise.

A 2. kromoszómán riboszómális fehérjék szintetizálódnak, amelyek felelősek a cukrok, ionok és anionok szállításáért, a cukrok metabolizmusáért és a DNS javításáért.

Ezen a baktériumon belül legalább hét bakteriofágot vagy fonalas fágot detektáltak. A fágok a baktériumok parazita vírusai. A CTX fág hozzájárul a koleratoxin (CT) szintézisét kódoló szekvencia egy részéhez. Ennek oka a lizogén átalakulás, Röviden: a Vibrio cholerae egyes törzseinek patogenitása a patogén tényezők komplex genetikai rendszerétől függ. Közülük a pilusus kolonizációs faktor toxinnel (TCP) és egy szabályozó fehérjével (ToxR), amely együttesen szabályozza a CT és a TCP expresszióját.

Fertőzés

Amikor az emberek szennyezett ételt vagy vizet fogyasztanak, a baktériumok belépnek az emésztőrendszerbe. A vékonybél elérésekor tömegesen tapad a hámhoz.

Azonnal elválasztja a toxint, és a biokémiai folyamatokat okozza, amelyek hasmenést okoznak. Ebben a környezetben a baktériumok táplálkoznak és szaporodnak, és a széklet révén visszajutnak a környezetbe. Reprodukciója két részből áll.

Filogenia és taxonómia

A Vibrio nemzetség több mint 100 leírt fajt tartalmaz. Ezek közül 12 emberben okoz betegséget. A baktériumok doménjéhez, a Proteobacteria phylum (gamma csoporthoz), a Vibrionales rendhez, a Vibrionaceae családhoz tartozik.

A Vibrio cholerae egy olyan faj, amelyet biokémiai és DNS-tesztekkel jól meghatároznak. Pozitív a kataláz és az oxidáz szempontjából; és nem erjed a laktózt.

Filippo Pacini olasz orvos volt az első, aki 1854-ben izolálta a kolera baktériumokat. Pacini tudományos nevet adott neki, és azonosította a betegség okozójának.

Több mint 200 Vibrio cholerae szerocsoport ismert, de eddig csak a 01 és a 0139 mérgezőek. Az egyes szerocsoportok különböző antigén formákra vagy szerotípusokra oszthatók. Ezek között vannak az Ogawa és az Inaba, vagy különféle biotípusok, mint például a klasszikus és a tor.

Morfológia

A Vibrio cholerae egy bacillus (rúd vagy rúd alakú baktérium), 1,5-2 μm hosszú és 0,5 μm széles. Az egyik pólusán egyetlen flagellum található. Citoplazmatikus membránnal rendelkezik, amelyet vékony peptidoglikánfal vesz körül.

A külső membrán bonyolultabb felépítésű, foszfolipidekből, lipoproteinekből, lipopoliszacharidokból és poliszacharidláncokból áll.

A külső membrán poliszacharid láncok felé nyúlik, amelyek felelősek a baktériumok adhéziós képességéért és biofilmeket képeznek.

Ezenkívül a sejtfallal együtt védi a citoplazmát az emberi bélrendszer által termelt epesóktól és hidrolitikus enzimektől.

Habitat

Két nagyon különböző élőhelyet foglal el: a vízi környezetet és az emberi bélrendszert. Szabad fázisában a Vibrio cholerae meleg, alacsony sótartalmú vizekben virágzik.

Folyókon, tavakban, tavakban, torkolatokban vagy a tengerben élhet. Afrikában, Ázsiában, Dél-Amerikában és Közép-Amerikában endemikus. Akkor parazitaként az emberi vékonybélben él.

A baktérium még a trópusi tengerparti területeken is megtalálható, a víz 35% -os sótartalmú és 25 ° C-os hőmérsékleten.

Patogén Vibrio cholerae jelenlétéről számoltak be az afrikai száraz zónákban és a szárazföldön. Ez azt jelzi, hogy a faj az élőhelyek sokkal nagyobb változatosságában képes túlélni, mint azt korábban gondoltuk.

Egyes tanulmányok azt mutatják, hogy a Vibrio cholerae egy vad baktérium, amelyet az édesvízi testekben találtak a trópusi esőerdőkben.

Reprodukció és életciklus

Baktériumként reprodukálódik bináris hasadással vagy két részre osztódással. A Vibrio cholerae a vízben továbbra is szabad planktonikus vibrációként vagy vibráció aggregátumként jelenik meg.

A vibriók aggregátumai biofilmeket képeznek a fitoplanktonban, az zooplanktonban, a rovartojások tömegében, az exoskeletonban, a detritusban és még a vízinövényekben is. Kitint használnak szén- és nitrogénforrásként.

A biofilmek vízcsatornákkal körülvett egymásra rakott baktériumokból állnak, amelyek egymáshoz és az aljzathoz tapadnak külső poliszacharid előállítás útján. Ez egy vékony, zselatin baktériumréteg.

A környezeti vibrációkat szennyezett étel vagy víz fogyasztása veszi fel. Az emésztőrendszer belsejében a baktériumok a vékonybél hámcsarnokát kolonizálják.

Ezt követően a vibrio pillák és speciális fehérjék útján kötődik a nyálkahártyához. Ezután megkezdi a szaporodását és a kolera toxin kiválasztását. Ez a toxin elősegíti a hasmenést, amelynek során a baktériumok visszatérnek a külső környezetbe.

Táplálás

Ennek a baktériumnak a glükóz fermentációján alapuló metabolizmusa van. Szabad állapotban különféle szerves forrásokból kapja élelmét szén és nitrogén formájában. Ezek egy része kitin vagy szén, amelyet az algák a fitoplanktonból bocsátanak ki.

A vas asszimilációjához a faj előállítja a siderofor vibriobaktint. A vibriobaktin egy vas kelátképző vegyület, amely feloldja ezt az ásványi anyagot, lehetővé téve az aktív transzport általi felszívódását.

Vízi környezetben fontos szerepet tölt be az ökoszisztéma táplálkozásával kapcsolatban. Hozzájárul a szerves szén és ásványi tápanyagok remineralizálásához.

Másrészt baktériumölő. Mindez releváns szerepet játszik a bakterioflankton részeként a vízi ökoszisztémákban a mikrobiális hurkokban vagy a mikrobiális táplálékhálókban.

A Vibrio cholerae elvégzi az élelmiszerek kívülről történő emésztésének alapvető folyamatait, az általuk kiválasztott anyagokon keresztül. Ez a mechanizmus hasonló a többi baktériuméhoz.

A faj a szubsztrátra hat, és táplálkozásához szükséges alapvető ásványi elemek feloldódását okozza, amelyek később felszívódnak. Az élelmiszerek keresése és feldolgozása során más baktériumokat támadnak meg. Megtámadhatják ugyanazon fajokat, de a saját törzsüket nem.

Más baktériumok elpusztítására a V. cholerae egy VI. Típusú szekréciós rendszernek (T6SS) nevezett mechanizmust használ. Ez a rendszer hasonlít egy harpunra, amely áthatol más gramnegatív baktériumok sejtfalán, és meghal.

Így ezeknek a baktériumoknak a táplálék-vegyületei is rendelkezésre állnak. A T6SS hasonló ahhoz a rendszerhez, amelyet bakteriofágok használnak genetikai információik baktériumsejtekbe történő beoltására. Ezt a rendszert a Vibrio cholerae is használhatja toxinjának epiteliális sejtekbe történő beoltására.

kórtani

Terjedés

A baktériumok a széklet-orális úton terjednek, akár személyről emberre, akár szennyezett víz, tárgyak vagy élelmiszerek útján. A kolera robbanásveszélyes, ha előző immunitás nélküli populációban fordul elő.

Évek óta azt gondolják, hogy a betegség átterjedésének fő útja a szennyezett víz bevétele volt. Manapság ismert, hogy vannak olyan élelmiszerek, amelyek hordozók lehetnek a Vibrio cholerae átviteléhez. Ezen élelmiszerek némelyike ​​a következők: kagyló, kagyló, kagyló, rák és rák.

A magas dózisú inoculum szükség ahhoz, hogy egy egészséges ember beteg, körülbelül 10 ⁵ - 10 ⁸ baktérium. Gyengült vagy alultáplált egyéneknél azonban sokkal kisebb mennyiségű oltóanyag elegendő. A betegség inkubációs periódusa 6 órától 5 napig terjed.

járványtan

Noha a 14. század óta van információ a kolera járványokról, az első dokumentált pandémiák a 19. század elejétől származnak. 1817 és 1923 között legalább hat ismert kolerapandemia fordult elő, amelyet a Vibrio cholerae klasszikus biotípusa okozott.

A pandémiák e sorozatát Indiából indították, elsősorban a Gangesz folyó deltájából. Miután elérte a Közel-Keletet, onnan terjeszkedett Európába. Az Európába való belépés másik útja a Földközi-tenger volt, Arábiából származó lakókocsikkal. Európából Amerikába érkezett.

1923 és 1961 között a járványtól mentes időszak volt e betegségre, és csak a kolera helyi eseteiről ismertek. 1961-től kezdve újra felkerül egy új, Tor elnevezésű biotípusra, amely a hetedik járványt okozta.

Az 1990-es évek óta több mint 200 szerocsoportot és ati atipikus formáját azonosították. 1991-ben a nyolcadik kolerajárvány jelentkezett. Jelenleg a kolera esetek elsősorban a Szaharától délre eső Afrika, India, Délkelet-Ázsia és a Karib-térség egyes területein vannak korlátozva. Ezekben a régiókban endemikusá vált.

A fellépés formája

A baktériumok számos toxint termelnek, de a betegség klasszikus, kiszáradó hasmenés tüneteit a kolera enterotoxin (TC) okozza.

Egy nem toxikus B alegységből és egy enzimatikusan aktív A alegységből áll. A B alegység hatással van a vékonybél hámsejtjeire. Az A alegység aktiválja az adenilát-ciklázt.

Az enterotoxin a bél nyálkahártyájának sejtjeihez kötődik baktériumokon keresztül és hasmenést és kiszáradást okoz az adenilát-cikláz enzim aktiválása révén.

Ez növeli az intracelluláris ciklusos adenozin-monofoszfát termelést, és a nyálkahártya sejtek nagy mennyiségű vizet és elektrolitot pumpálnak.

A Vibrio cholerae más méreganyagokat, például ZOT-ot és ACE-t bocsát ki. Arra hatnak, hogy semlegesítik az immunrendszer sejtjeit, amelyek képesek kiküszöbölni a rezgéseket (IgG eset). Semlegesíthetik a kolera enterotoxint (IgA eset).

Tünetek és kezelés

A tünetek között szerepel: hipovolémiás sokk, hányás, hasmenés, acidózis, izomgörcsök, száraz bőr, üveges vagy elsüllyedt szem, magas pulzusszám, letargia és álmosság.

Az endemikus területeken a baktériumok jelenlétét kimutatták a koleraban szenvedő emberek közelében. A betegek nem mutatnak látható betegség tüneteket, ami tünetmentes egyének fennállására utal.

A kolera megelőzhető, és vannak olyan orális vakcinák, amelyek 60-66% -ig hatásosak a betegség ellen. A járványokat azonban természeti események vagy emberek okozhatják. Ennek oka a víz szennyeződése vagy a biztonságos vízhez való hozzáférés, valamint a szennyvízkezelés veszélyeztetése.

A megfelelő és időszerű rehidrációs kezelés kevesebb, mint 1% -ra képes csökkenteni a halálozást. Az antibiotikumokkal történő kezelés csökkentheti a vibrio elszivárgását. Ezen kezelési intézkedések egyike sem változtatta meg szignifikánsan a betegség terjedését.

A felnőtteknél általánosan alkalmazott antibiotikumok a doxiciklin és a tetraciklin csoportjába tartoznak. A nitrofurán-furazolidont terhes nőknél alkalmazzák. Szulfamimetoxazol és trimetoprim (SMZ + TMP) ajánlott gyermekek számára.

A járványok ellenőrzésének alapvető eleme a szennyvíz és az egészségügyi feltételek megfelelő egészségügyi kezelése. Ebben az értelemben a kolera a szegénység feltételeivel járó betegség.

A Vibrio cholerae jelenlétét a testben laboratóriumi vizsgálatokkal, például PCR-rel, ELISA-teszttel vagy szelektív tenyésztő tápközeg alkalmazásával lehet kimutatni.

Irodalom

1. Baker-Austin, C., Trinanes, J., Gonzalez-Escalona, ​​N. és Martinez-Urtaza, J. (2017). Nem kolera vibrációk: az éghajlatváltozás mikrobiális barométere. Trends Microbiol. 25, 76–84.
2. Faruque, SM, Albert, MJ, és Mekalanos, JJ (1998). A toxigén Vibrio kolera epidemiológiája, genetikája és ökológiája. Mikrobiológiai és molekuláris biológiai vélemények.62 (4); 1301-1314.
3. Faruque, SM és G. Balakrish Nair, GB (szerk.). (2008). Vibrio cholerae. Genomika és molekuláris biológia. Caister Academic Press. Bangladesben. 218 p.
4. Glass RI, Black RE (1992) A kolera epidemiológiája (129-154. Oldal). In: Barua D., Greenough WB (szerk.) Cholera. A fertőző betegségek jelenlegi témái. Springer, Boston, New York.
5. Kierek, K. és Watnick, PI (2003). A Vibrio cholerae biofilm fejlődésének környezeti tényezői. Alkalmazott és környezeti mikrobiológia. 69 (9); 5079-5088.
6. Perez-Rosas, N. és Hazent, TC (1989). A Vibrio cholerae és az Escherichia coli túlélése a trópusi esőerdők vízgyűjtőjében. Alkalmazott és környezeti mikrobiológia. 55 (2): 495-499.
7. Zuckerman, JN, Rombo, L. és Fisch, A. (2017). A kolera valódi terhe és kockázata: következmények a megelőzésre és az ellenőrzésre. A Lancet. Fertőző betegségek áttekintése. 7 (8): 521-530.