Vibrio choleraen ominaisuudet, taksonomia, morfologia, elinympäristö



Vibrio cholerae Se on fuusioiva, liputettu anaerobinen gramnegatiivinen bakteeri. Laji on koleran taudin aiheuttaja ihmisillä. Tämä suolistosairaus aiheuttaa vakavaa ripulia ja voi aiheuttaa kuoleman, jos sitä ei käsitellä riittävästi. Syynä on yli 100 000 kuolemantapausta vuodessa, lähinnä lapsilla.

Kolera siirretään saastuneen veden ja elintarvikkeiden kautta tai henkilökohtaisen yhteyden kautta. Hoitoon sisältyvät rehydraatiohoito ja spesifiset antibiootit. Suun kautta annettuja suhteellisen menestyksen rokotteita.

indeksi

  • 1 Yleiset ominaisuudet
  • 2 Fylogeny ja taksonomia
  • 3 Morfologia
  • 4 Elinympäristö
  • 5 Lisääntyminen ja elinkaari
  • 6 Ravitsemus
  • 7 Patogeneesi
    • 7.1 Lähetys
    • 7.2 Epidemiologia
    • 7.3 Toimintamuoto
  • 8 Oireet ja hoito
  • 9 Viitteet

Yleiset ominaisuudet

Vibrio cholerae Se on yksisoluinen organismi, jolla on soluseinä. Soluseinä on ohut, joka koostuu peptidoglykaanista kahden fosfolipidikalvon välillä. Se asuu vesiympäristöissä, erityisesti suistoalueilla ja lammikoissa, jotka liittyvät planktoniin, leviin ja eläimiin. Tunnetaan kaksi biotyyppiä ja useita serotyyppejä.

biofilmejä

Bakteeri on osa bakterioplanktonia vedessä, sekä vapaassa muodossa (vibrios) että muodostaen ohuita kalvoja (biofilmejä) orgaanisille pinnoille.

Nämä biofilmit muodostuvat vesikanavien ympäröimistä bakteeriryhmistä. Biofilmin tarttuminen on mahdollista johtuen polysakkaridien tuotannosta ulommalta kalvolta.

geenit

Vibrio cholerae Siinä on kaksi kromosomia plasmidien muodossa. Patogeenisillä rotuilla on geenejä, jotka koodittavat koleratoksiinin tuotantoa (CT sen lyhenne englanniksi).

Lisäksi ne sisältävät geenejä niin sanotulle kolonisaatiotekijälle. Toksiinin (TCP) ja säätelyproteiinin (ToxR) rinnakkain säätämä pilus. Tämä proteiini säätelee CT: n ja TCP: n ilmentymistä. Osa geneettisestä tiedosta, joka koodaa näitä patogeenisyystekijöitä, saadaan bakteriofageista.

genomin

Sen genomi koostuu 4,03 Mb: sta, jotka jakautuvat kahteen eriarvoiseen kromosomiin. Kannan N16961 koko genomin DNA-sekvenssi V. cholerae O1.

Kromosomiin 1 järjestetyt sekvenssit näyttävät olevan vastuussa erilaisista prosesseista. Näiden joukossa DNA: n lisääntyminen, solujen jakautuminen, geenin transkriptio, proteiinin translaatio ja soluseinän biosynteesi. 

Kromosomissa 2 syntetisoidaan ribosomaalisia proteiineja, jotka ovat vastuussa sokerien, ionien ja anionien kuljetuksesta, sokerien metaboliasta ja DNA: n korjauksesta..

Tämän bakteerin sisällä on havaittu vähintään seitsemän bakteriofagia tai filamenttifaagia. Faagit ovat bakteerien loistautisia viruksia. Faagi CTX tarjoaa osan sekvenssistä, joka koodaa koleratoksiinin (CT) synteesiä. Tämä johtuu lysogeenisestä muunnoksesta,

Lyhyesti sanottuna tiettyjen kantojen patogeenisyys Vibrio cholerae se riippuu patogeenisten tekijöiden monimutkaisesta geneettisestä järjestelmästä. Niiden joukossa on toksiinin (TCP) yhdessä säätämän kolonisaatiopilun ja säätelyproteiinin (ToxR) tekijä, joka säätelee CT: n ja TCP: n ilmentymistä. 

tartunta

Kun ihminen kuluttaa saastunutta ruokaa tai vettä, bakteerit tulevat ruoansulatuskanavaan. Kun se saavuttaa ohutsuolen, se tarttuu massiivisesti epiteeliin.

Siellä se erittää toksiinin, joka aiheuttaa ripulia aiheuttavia biokemiallisia prosesseja. Tässä ympäristössä bakteerit ravitsevat ja lisääntyvät, vapautuvat uudelleen elatusaineeseen ulosteiden kautta. Sen lisääntyminen on kaksisuuntaista.

Fylogeny ja taksonomia

Sukupuoli vibrio sisältää yli 100 kuvattua lajia. Näistä 12 aiheuttaa ihmisille sairauksia. Kuuluu verkkotunnukseen Bakterit, phylum Proteobacteria (gamma-ryhmä), tilaus Vibrionales, perhe Vibrionaceae.

Vibrio cholerae se on hyvin määritelty laji biokemiallisten ja DNA-testien avulla. Testaa positiivisesti katalaasi ja oksidaasi; ja se ei fermentoi laktoosia.

Italialainen lääkäri Filippo Pacini oli ensimmäinen, joka eristää kolerabakteerit vuonna 1854. Pacini antoi sille tieteellisen nimen ja tunnisti sen taudin aiheuttajaksi.

Yli 200 seroryhmää Vibrio cholerae, mutta tähän mennessä vain 01 ja 0139 ovat toksisia. Kukin seroryhmä voidaan jakaa eri antigeenisiin muotoihin tai serotyyppeihin. Näitä ovat Ogawa ja Inaba tai erilaiset biotyypit, kuten klassikko ja Tor.

morfologia

Vibrio cholerae Se on bacillus (sauvan muotoinen tai sauvamainen bakteeri), jonka pituus on 1,5-2 μm ja leveys 0,5 μm. Siinä on yksi lippu, joka sijaitsee yhdessä sen pylväistä. Siinä on sytoplasminen kalvo, jota ympäröi ohut seinä peptidoglykaani.

Ulkokalvolla on monimutkaisempi rakenne, jonka muodostavat fosfolipidit, lipoproteiinit, lipopolysakkaridit ja polysakkaridiketjut.

Ulkokalvo suuntautuu polysakkaridien ketjuihin, jotka ovat vastuussa bakteerien tarttumiskapasiteetista ja muodostavat biofilmejä.

Lisäksi se suojaa soluseinän vieressä sytoplasmaa sappisuoloista ja ihmisen suolistossa tuotetuista hydrolyyttisistä entsyymeistä..

elinympäristö

Sillä on kaksi hyvin erilaista elinympäristöä: vesiympäristöt ja ihmisen suolet. Sen vapaassa vaiheessa, Vibrio cholerae se kehittyy lämpimissä vesissä, joilla on alhainen suolapitoisuus.

Se voi elää jokia, järviä, lampia, suistoja tai merta. Se on endeeminen Afrikassa, Aasiassa, Etelä-Amerikassa ja Keski-Amerikassa. Sitten kuin loinen se asuu ihmisen ohutsuolessa.

Bakteerit löytyvät jopa trooppisten rantojen alueilla, vedessä, jossa on 35% suolapitoisuutta ja 25 ° C: n lämpötiloissa.

Läsnäolo Vibrio cholerae taudinaiheuttajia kuivilla alueilla ja sisämaassa Afrikassa. Tämä osoittaa, että laji voi selviytyä elinympäristön vaihtelun amplitudissa paljon korkeammalla kuin aiemmin ajateltiin..

Jotkut tutkimukset osoittavat, että  Vibrio cholerae Se on villi bakteeri trooppisten metsien makean veden ruumiissa.

Lisääntyminen ja elinkaari

Koska se on bakteeri, se toistuu binäärisen fissio- tai bipartitiona. Vibrio cholerae pysyy vedessä vapaina planktonin vibrios- tai vibrios-aggregaateina.

Vibriosin aggregaatit muodostavat biofilmejä fitoplanktonissa, zooplanktonissa, hyönteismunassa, eksoskeletoneissa, detriitissa ja jopa vesikasveissa. He käyttävät kitiiniä hiilen ja typen lähteenä.

Biofilmit koostuvat pinottuista bakteereista, joita ympäröivät vesikanavat, jotka on kiinnitetty toisiinsa ja substraattiin polysakkaridien ulkoisen tuotannon avulla. Se on ohut gelatiinikerros bakteereista.

Ympäristön vibriot nautitaan saastuneen ruoan tai veden kulutuksen kautta. Kun bakteerit ovat ruoansulatuskanavan sisällä, ne kolonisoivat ohutsuolen epiteelin.

Tämän jälkeen vibrio kiinnitetään limakalvoon pili ja erikoistuneilla proteiineilla. Sitten se alkaa monistua ja kolera-toksiinin erittymistä. Tämä toksiini edistää ripulia, jolla bakteerit tulevat uudelleen ulkoiseen ympäristöön.

ravitsemus

Tämän bakteerin aineenvaihdunta perustuu glukoosin fermentointiin. Vapaa-tilassa se saa ruokansa hiilen ja typen muodossa erilaisista orgaanisista lähteistä. Jotkut näistä ovat fitoplankton- levien aiheuttama kitiini tai hiili.

Rautan assimilaatiota varten laji tuottaa siderophor vibriobactinia. Vibriobaktiini on rauta kelatoiva yhdiste, joka liukenee tämän mineraalin, joka mahdollistaa sen aktiivisen kuljetuksen.

Vesistöissä se täyttää tärkeät toiminnot, jotka liittyvät sen ravitsemukseen ekosysteemissä. Edistää orgaanisen hiilen ja kivennäisaineiden uudelleensuuntautumista.

Toisaalta se on bakteeri. Kaikki tämä antaa merkittävän roolin bakterioplanktoniin mikrobi-silmukoissa tai mikrobiologisissa troofisissa verkoissa vesiekosysteemeissä.

Vibrio cholerae suorittaa perustavanlaatuiset prosessit sen ruoan sulattamiseksi ulkopuolisten aineiden kautta. Tämä mekanismi on samanlainen kuin muiden bakteerien.

Laji vaikuttaa substraattiin, mikä aiheuttaa sen ravitsemukselle välttämättömien mineraalielementtien liukenemisen, joka sitten imeytyy. Myös elintarvikkeiden etsinnässä ja käsittelyssä ne hyökkäävät muihin bakteereihin. Ne voivat hyökätä samaan lajiin, mutta eivät omaan rasitukseensa.

Tappaa muita bakteereja, V. cholerae käyttää mekanismia, jota kutsutaan tyypin VI eritysjärjestelmäksi (T6SS). Tämä järjestelmä on samanlainen kuin harpuuni, joka tunkeutuu muiden Gram-negatiivisten bakteerien soluseinään, joka aiheuttaa niiden kuoleman.

Siten näiden bakteerien ravitsemukselliset yhdisteet ovat käytettävissä, ja T6SS on samanlainen kuin bakteriofagien käyttämä järjestelmä bakteerisolujen geneettisen informaation inokuloimiseksi. Tätä järjestelmää käyttää mahdollisesti myös Vibrio cholerae inokuloimaan sen toksiini epiteelisoluihin.

patogenian

lähetys

Bakteerit kulkeutuvat ulosteen tai suun kautta joko henkilöstä, vedestä, esineistä tai saastuneista elintarvikkeista. Kolera on räjähtävää, kun se esiintyy populaatiossa ilman aiempaa immuniteettia.

Vuosia pidettiin, että taudin pääasiallinen siirtotapa oli saastuneen veden nauttiminen. Nykyään tiedetään, että on olemassa elintarvikkeita, jotka voivat olla ajoneuvojen kuljettamiseen Vibrio cholerae. Jotkut näistä elintarvikkeista ovat simpukoita, ostereita, simpukoita, katkarapuja ja rapuja.

Suuri annos inokulaattia tarvitaan terveen yksilön saamiseksi, noin 10 vuotta5 - 108 bakteerit. Kuitenkin paljon pienempi määrä inokulaattia riittää heikentyneisiin tai aliravittuihin yksilöihin. Taudin inkubointiaika vaihtelee 6 tunnista 5 päivään.

epidemiologia

Vaikka on olemassa tietoa koleran epidemioista 14. vuosisadan jälkeen, ensimmäiset dokumentoidut pandemiat ovat peräisin 1800-luvun alusta. Vuosina 1817 ja 1923 oli vähintään kuusi tunnettua koleran pandemiaa, jotka aiheutuivat klassisesta biotyypistä Vibrio cholerae.

Tämä pandemioiden sarja alkoi Intiassa pääasiassa Ganges-joen suistossa. Kun se saavutti Lähi-idän, se laajeni sieltä Eurooppaan. Toinen tapa päästä Eurooppaan oli Välimeren alue Arabiasta tulevien asuntovaunujen kautta. Euroopasta saapui Amerikkaan.

Vuodesta 1923–1961 oli taudinpurkauksia, ja taudista oli tiedossa vain paikalliset tapaukset. Vuodesta 1961 se ilmestyy uudelleen uudella biotyypillä Tor, joka aiheutti seitsemännen pandemian.

1990-luvulta lähtien on tunnistettu yli 200 seroryhmää ja epätyypillisiä Tor-muotoja. Vuonna 1991 tapahtui kahdeksas koleran pandemia. Tällä hetkellä kolera-tapaukset rajoittuvat pääasiassa Saharan eteläpuolisen Afrikan alueisiin, Intiaan, Kaakkois-Aasiaan ja joihinkin Karibian alueisiin. Näillä alueilla se on muuttunut endeemiseksi.

Toimintamuoto

Bakteeri tuottaa useita toksiineja, mutta taudin klassiset ripuli-dehydratoivat oireet johtuvat koleran enterotoksiinista (CT)..

Se muodostuu myrkyttömästä alayksiköstä B ja entsymaattisesti aktiivisesta alayksiköstä A. B-alayksikkö vaikuttaa ohutsuolen epiteelisolujen reseptoreihin. Alayksikkö A aktivoi adenylaattisyklaasia.

Enterotoksiini sitoutuu suolen limakalvon soluihin bakteeri-pilin kautta ja aiheuttaa ripulia ja dehydraatiota aktivoimalla adenylaattisyklaasientsyymi.

Tämä johtaa lisääntyneeseen solunsisäisen syklisen adenosiinimonofosfaatin tuotantoon, mikä aiheuttaa limakalvojen pumppauksen suuria määriä vettä ja elektrolyyttejä..

Vibrio cholerae vapauttaa muita toksiineja, kuten ZOT ja ACE. Ne toimivat neutraloimalla immuunijärjestelmän soluja, jotka kykenevät eliminoimaan vibriot (IgG-tapaus). Ne voivat myös neutraloida koleran enterotoksiinia (IgA-tapaus).

Oireet ja hoito

Oireita ovat: hypovoleminen sokki, oksentelu, ripuli, acidoosi, lihaskouristukset, kuiva iho, lasitetut tai upotetut silmät, korkea syke, letargia ja uneliaisuus.

Endemisillä alueilla bakteerien esiintyminen on havaittu kolerapotilaiden lähellä olevilla ihmisillä. Potilailla ei ole näkyviä taudin oireita, jotka viittaavat oireettomien yksilöiden olemassaoloon.

Kolera on ehkäistävissä ja tehokkaita suun kautta otettavia rokotteita taudin vastaisesti jopa 60-66%. Taudinpurkaukset voivat kuitenkin johtua luonnollisista tapahtumista tai ihmisten aiheuttamista. Tämä tapahtuu, kun saastutetaan vettä tai vaarantetaan juomaveden ja sanitaation saatavuus.

Asianmukainen ja oikea-aikainen rehydraatiohoito voi vähentää kuolleisuutta alle 1 prosenttiin. Hoito antibiooteilla voi vähentää vibriosien vapautumista. Mikään näistä hoitotoimenpiteistä ei kuitenkaan ole merkittävästi muuttanut taudin leviämistä.

Aikuiset yleisesti käytettävät antibiootit ovat Doxycline- ja Tetracycline-ryhmän antibiootteja. Raskaana olevilla naisilla käytetään nitrofuraanifuratsolidonia. Lapsilla suositellaan sulfametoksatsolia ja trimetoprimia (SMZ + TMP).

Epidemioiden valvonnan keskeinen tekijä on jätevesien asianmukainen terveys ja terveysolosuhteet yleensä. Tässä mielessä kolera on köyhyyteen liittyvä sairaus.

Läsnäolo Vibrio cholerae kehossa havaitaan laboratoriokokeilla, kuten PCR: llä, ELISA: lla tai valikoivalla viljelyalustalla.

viittaukset

  1. Baker-Austin, C., Trinanes, J., Gonzalez-Escalona, ​​N. ja Martinez-Urtaza, J. (2017). Ei-kolera-vibriot: ilmastonmuutoksen mikrobibarometri. Trendit Microbiol. 25, 76 - 84.
  2. Faruque, S.M., Albert, M.J. ja Mekalanos, J. J. (1998). Epidemiologia, geneettisyys ja toksikologinen ekologia Vibrio cholerae. Mikrobiologia ja molekyylibiologian arviot.62 (4); 1301-1314.
  3. Faruque, S. M. ja G. Balakrish Nair, G. B. (toim.). (2008). Vibrio cholerae Genomiikka ja molekyylibiologia. Caister Academic Press. Bangladeshissa. 218 s.
  4. Glass R.I., Black R.E. (1992) Koleran epidemiologia (s. 129-154). sisään: Barua D., Greenough W.B. (eds) Cholera. Tartuntatautien ajankohtaiset aiheet. Springer, Boston, New York.
  5. Kierek, K. ja Watnick, P. I. (2003). Vibrio cholerae Biofilm Developmentin ympäristötekijät. Sovellettu ja ympäristöä koskeva mikrobiologia. 69 (9); 5079-5088.
  6. Perez-Rosas, N. ja Hazent, T. C. (1989). In situ Survival of Vibrio cholerae ja Escherichia coli trooppisessa sademetsässä. Sovellettu ja ympäristöä koskeva mikrobiologia. 55 (2): 495-499.
  7. Zuckerman, J. N., Rombo, L. ja Fisch, A. (2017). Koleran todellinen taakka ja riski: vaikutukset ehkäisyyn ja valvontaan. Lancet. Tartuntatautien katsaus. 7 (8): 521-530.