Karakteristike Vibrio cholerae, taksonomija, morfologija, stanište



Vibrio cholerae To je fakultativna, bičevana anaerobna Gram negativna bakterija. Ova vrsta uzrokuje bolest kolere kod ljudi. Ova crijevna bolest uzrokuje teški proljev i može uzrokovati smrt ako nije adekvatno liječena. Uzrokuje više od 100.000 smrtnih slučajeva godišnje, uglavnom kod djece.

Kolera se prenosi kroz kontaminiranu vodu i hranu ili putem osobnog kontakta. Tretman uključuje rehidracijsku terapiju i specifične antibiotike. Postoje cjepiva za oralnu primjenu relativnog uspjeha.

indeks

  • 1 Opće karakteristike
  • 2 Filogenija i taksonomija
  • 3 Morfologija
  • 4 Stanište
  • 5 Reprodukcija i životni ciklus
  • 6 Prehrana
  • 7 Patogeneza
    • 7.1 Prijenos
    • 7.2 Epidemiologija
    • 7.3 Način djelovanja
  • 8 Simptomi i liječenje
  • 9 Reference

Opće karakteristike

Vibrio cholerae To je jednoćelijski organizam sa staničnom stijenkom. Stanična stijenka je tanka, sastavljena od peptidoglikana između dvije fosfolipidne membrane. Živi u vodenim sredinama, osobito u ušćima i ribnjacima, povezanim s planktonom, algama i životinjama. Poznata su dva biotipa i nekoliko serotipova.

biofilmovi

Bakterija je dio bakterioplanktona u vodenim tijelima, kako u slobodnom obliku (vibrios) tako i pri stvaranju tankih filmova (biofilma) na organskim površinama.

Ove biofilmove čine skupine bakterija okružene vodenim kanalima. Adhezija biofilma moguća je zahvaljujući proizvodnji polisaharida iz vanjske membrane.

geni

Vibrio cholerae Ima dva kromosoma u obliku plazmida. Patogene rase imaju gene koji kodiraju proizvodnju kolera toksina (CT za akronim na engleskom).

Osim toga, oni uključuju gene za takozvani faktor kolonizacije. Pilus ko-regulira toksin (TCP) i regulatorni protein (ToxR). Ovaj protein ko-regulira ekspresiju CT i TCP. Dio genetske informacije koja kodira za ove faktore patogenosti osigurava bakteriofag.

genom

Njegov genom se sastoji od 4,03 Mb raspoređenih u dva kromosoma nejednake veličine. DNA slijed cijelog genoma soja N16961 od V. cholerae O1.

Čini se da su sekvencije organizirane na kromosomu 1 odgovorne za različite procese. Među njima, umnožavanje DNA, stanična dioba, transkripcija gena, translacija proteina i biosinteza stanične stijenke. 

Na kromosomu 2 sintetizirani su ribosomski proteini koji su odgovorni za transport šećera, iona i aniona, metabolizam šećera i popravak DNA.

Unutar ove bakterije otkriveno je najmanje sedam bakteriofaga ili filamentoznih faga. Fagi su parazitski virusi bakterija. Fag CTX osigurava dio sekvence koja kodira sintezu toksina kolere (CT). To je zbog lizogene konverzije,

Ukratko, patogenost određenih sojeva Vibrio cholerae to ovisi o složenom genetskom sustavu patogenih čimbenika. Među njima je faktor kolonizacije pilus ko-reguliran toksinom (TCP) i regulatorni protein (ToxR) koji ko-regulira ekspresiju CT i TCP. 

zaraza

Kada ljudsko biće konzumira kontaminiranu hranu ili vodu, bakterija ulazi u njegov probavni sustav. Kada dođe do tankog crijeva, masovno se prianja na epitel.

Jednom tamo izlučuje toksin koji uzrokuje biokemijske procese koji uzrokuju proljev. U takvom okruženju bakterija hrani i reproducira, ponovno se oslobađa u medij kroz izmet. Njegova reprodukcija je dvostruka.

Filogenija i taksonomija

Spol Vibrio uključuje više od 100 opisanih vrsta. Od njih, 12 uzrokuju bolesti kod ljudi. Pripada domeni Bakterije, debla Proteobacteria (gama skupina), red Vibrionales, obitelj Vibrionaceae.

Vibrio cholerae to je dobro definirana vrsta pomoću biokemijskih i DNK testova. Test pozitivan na katalazu i oksidazu; i ne fermentira laktozu.

Talijanski liječnik Filippo Pacini prvi je izolirao bakteriju kolere 1854. godine. Pacini joj je dao znanstveno ime i identificirao ga kao uzročnika bolesti..

Više od 200 seroloških skupina Vibrio cholerae, ali do danas su samo 01 i 0139 toksikogeni. Svaka serogrupa može se podijeliti u različite antigenske oblike ili serotipove. Među njima su Ogawa i Inaba, ili različiti biotipovi kao što su klasični i Tor.

morfologija

Vibrio cholerae To je bacil (bakterija u obliku štapa ili štapa) dužine 1,5-2 μm i široka 0,5 μm. Ima jedan flagel koji se nalazi na jednom od njegovih polova. Ima citoplazmatsku membranu okruženu tankom stijenkom peptidoglikana.

Vanjska membrana ima složeniju strukturu koju tvore fosfolipidi, lipoproteini, lipopolisaharidi i polisaharidni lanci.

Vanjska se membrana projektira prema lancima polisaharida koji su odgovorni za sposobnost adhezije bakterija i formiraju biofilmove.

Osim toga, uz staničnu stijenku, štiti citoplazmu od žučnih soli i hidrolitičkih enzima koje proizvodi intestinalni trakt ljudskog bića.

stanište

Zauzima dva vrlo različita staništa: vodene sredine i ljudska crijeva. U svojoj slobodnoj fazi, Vibrio cholerae razvija se u toplim vodama niskog saliniteta.

Može živjeti u rijekama, jezerima, ribnjacima, ušćima ili u moru. Endemičan je u Africi, Aziji, Južnoj Americi i Srednjoj Americi. Zatim kao parazit nastanjuje tanko crijevo ljudi.

Bakterije se mogu naći čak iu područjima tropskih plaža, u vodama s 35% saliniteta i temperaturama od 25 ° C.

Prisutnost Vibrio cholerae patogena u aridnim područjima i kontinentu u Africi. To pokazuje da vrsta može preživjeti u amplitudi varijacije staništa mnogo većoj nego što se ranije mislilo..

To pokazuju neke studije  Vibrio cholerae To je divlja bakterija u slatkim vodama u tropskim šumama.

Reprodukcija i životni ciklus

Budući da je bakterija, reproducira se binarnom fisijom ili biparticijom. Vibrio cholerae u vodi ostaje kao slobodni vibrioni planktona ili vibrioni agregati.

Agregati vibrija tvore biofilmove u fitoplanktonu, zooplanktonu, masama kukaca, egzoskeleta, detritusa, pa čak i na vodenim biljkama. Oni koriste chitin kao izvor ugljika i dušika.

Biofilmi se sastoje od naslaganih bakterija okruženih vodenim kanalima, zalijepljenih jedna s drugom i sa supstratom pomoću vanjske proizvodnje polisaharida. To je tanak želatinozni sloj bakterija.

Vibracije okoliša se konzumiraju kroz konzumiranje kontaminirane hrane ili vode. Jednom u probavnom sustavu, bakterije koloniziraju epitel tankog crijeva.

Nakon toga se vibrio veže na sluznicu pomoću pili i specijaliziranih proteina. Zatim počinje razmnožavanje i izlučivanje toksina kolere. Ovaj toksin potiče proljev s kojim bakterije ponovno ulaze u vanjsko okruženje.

ishrana

Ova bakterija ima metabolizam temeljen na fermentaciji glukoze. U slobodnom stanju dobiva hranu u obliku ugljika i dušika iz raznih organskih izvora. Neki od njih su hitin ili ugljik izlučeni fitoplanktonskim algama.

Za asimilaciju željeza, vrsta proizvodi siderofor vibriobaktin. Vibriobactin je spoj za kelatiranje željeza koji otapa ovaj mineral i omogućuje njegovo apsorpciju aktivnim transportom.

U vodenim sredinama ispunjava važne funkcije vezane uz njegovu prehranu u ekosustavu. Doprinosi remineralizaciji organskog ugljika i mineralnih hranjivih tvari.

S druge strane, to je bakterija. Sve to određuje važnu ulogu kao dio bakterioplanktona u mikrobnim petljama ili mikrobnim trofičkim mrežama u vodenim ekosustavima.

Vibrio cholerae obavlja temeljne procese za varenje hrane izvana, kroz tvari koje izlučuje. Ovaj je mehanizam sličan mehanizmu drugih bakterija.

Vrsta djeluje na supstrat uzrokujući rastvaranje mineralnih elemenata neophodnih za njegovu prehranu, koji se kasnije apsorbiraju. Također, u pretraživanju i preradi hrane napadaju druge bakterije. Mogu napasti istu vrstu, ali ne i vlastitu vrstu.

Ubiti druge bakterije, V. cholerae koristi mehanizam zvan sustav sekrecije tipa VI (T6SS). Ovaj je sustav sličan harpunu koji prodire u staničnu stijenku drugih gram-negativnih bakterija koje uzrokuju njihovu smrt.

Tako su dostupni hranjivi spojevi ovih bakterija, T6SS je sličan sustavu koji koriste bakteriofagi za inokulaciju svoje genetske informacije u bakterijske stanice. Ovaj sustav vjerojatno koristi i Vibrio cholerae inokulirati njegov toksin u epitelne stanice.

pathogeny

prijenos

Bakterija se prenosi fekalno-oralnim putem, bilo od osobe do osobe, vodom, predmetima ili kontaminiranom hranom. Kolera je eksplozivna kada se javlja u populaciji bez prethodnog imuniteta.

Godinama se smatralo da je glavni put prijenosa bolesti unošenje kontaminirane vode. Danas se zna da postoje namirnice koje mogu biti sredstva za prijenos Vibrio cholerae. Neke od tih namirnica uključuju: školjke, kamenice, školjke, račiće i rakove.

Visoka doza inokuluma potrebna je da bi zdravi pojedinci bili bolesni, oko 105 - 108 bakterije. Međutim, kod oslabljenih ili pothranjenih pojedinaca dovoljna je manja količina inokuluma. Razdoblje inkubacije bolesti kreće se od 6 sati do 5 dana.

epidemiologija

Iako postoje podaci o epidemiji kolere još od 14. stoljeća, prve dokumentirane pandemije datiraju iz početka 19. stoljeća. Između 1817. i 1923. bilo je najmanje šest poznatih pandemija kolere uzrokovanih klasičnim biotipom Vibrio cholerae.

Ova serija pandemija započela je u Indiji, uglavnom iz delte rijeke Ganges. Kad je stigao na Bliski istok, proširio se od tamo na Europu. Drugi način za ulazak u Europu bio je Mediteran, kroz karavane koji dolaze iz Arabije. Iz Europe stigao je u Ameriku.

Od 1923. do 1961. godine postojalo je razdoblje bez pandemija ove bolesti i poznati su samo lokalni slučajevi kolere. Od 1961. ponovno se pojavljuje s novim biotipom Tor koji je izazvao sedmu pandemiju.

Od 1990-ih godina, identificirano je više od 200 serogrupa i atipičnih oblika Tor. Godine 1991. došlo je do osme pandemije kolere. Trenutno su slučajevi kolere uglavnom ograničeni na regije podsaharske Afrike, Indije, jugoistočne Azije i nekih područja Kariba. U tim regijama postala je endemska.

Oblik djelovanja

Bakterija proizvodi nekoliko toksina, ali su klasični simptomi dehidracije bolesti uzrokovani kolernim enterotoksinom (CT)..

Formira se netoksičnom podjedinicom B i enzimatski aktivnom podjedinicom A. B podjedinica djeluje na receptore epitelnih stanica tankog crijeva. Podjedinica A aktivira adenilat ciklazu.

Enterotoksin se veže za stanice intestinalne sluznice kroz bakterijski pili i uzrokuje proljev i dehidraciju aktiviranjem enzima adenilat ciklaze..

To dovodi do povećane proizvodnje intracelularnog cikličkog adenozin monofosfata, što uzrokuje da stanice sluzi pumpaju velike količine vode i elektrolita..

Vibrio cholerae oslobađa druge toksine kao što su ZOT i ACE. Djeluju neutraliziranjem stanica imunološkog sustava koje su sposobne eliminirati vibrione (slučaj IgG). Također mogu neutralizirati enterotoksin kolere (slučaj IgA).

Simptomi i liječenje

Među simptomima su: hipovolemijski šok, povraćanje, proljev, acidoza, grčevi u mišićima, suha koža, glazirane ili upale oči, visoka brzina otkucaja srca, letargija i pospanost.

U endemskim područjima prisutnost bakterija otkrivena je kod ljudi bliskih pacijentima koji boluju od kolere. Pacijenti nemaju vidljive simptome bolesti, što ukazuje na postojanje asimptomatskih pojedinaca.

Kolera se može spriječiti i postoje učinkovita oralna cjepiva protiv bolesti do 60-66%. Međutim, izbijanja mogu biti uzrokovana prirodnim događajima ili uzrokovanim ljudima. To se događa kada zagađuje vodu ili ugrožava pristup pitkoj vodi i sanitarijama.

Odgovarajuća i pravovremena terapija rehidracije može smanjiti smrtnost na manje od 1%. Liječenje antibioticima može smanjiti oslobađanje vibrija. Međutim, nijedna od ovih mjera liječenja nije značajno promijenila širenje bolesti.

Antibiotici koji se uobičajeno koriste u odraslih su oni iz skupine Doxycline i Tetracycline. Kod žena koje su trudne koristi se nitrofuran Furazolidon. U djece preporučuju se sulfametoksazol i trimetoprim (SMZ + TMP).

Temeljni element kontrole epidemija je odgovarajuće sanitarno upravljanje otpadnim vodama i sanitarnim uvjetima općenito. U tom smislu, kolera je bolest povezana s uvjetima siromaštva.

Prisutnost Vibrio cholerae u tijelu se otkriva laboratorijskim testovima kao što je PCR, ELISA ili upotrebom selektivnih medija za kulturu.

reference

  1. Baker-Austin, C., Trinanes, J., Gonzalez-Escalona, ​​N. i Martinez-Urtaza, J. (2017). Nekolerni vibrios: mikrobni barometar klimatskih promjena. Trends Microbiol. 25, 76-84.
  2. Faruque, S.M., Albert, M.J., i Mekalanos, J.J. (1998). Epidemiologija, genetika i ekologija toksigena Vibrio cholerae. Mikrobiologija i molekularna biologija Reviews.62 (4); 1301-1314.
  3. Faruque, S.M. i G. Balakrish Nair, G. B. (ur.). (2008). Vibrio cholerae Genomika i molekularna biologija. Caister Academic Press. Bangladeš. 218 str.
  4. Staklo R.I., Crna R.E. (1992) Epidemiologija kolere (str. 129-154). u: Barua D., Greenough W.B. Kolera. Aktualne teme u infektivnim bolestima. Springer, Boston, New York.
  5. Kierek, K. i Watnick, P. I. (2003). Odrednice okoliša za razvoj biofilma Vibrio cholerae. Primijenjena i ekološka mikrobiologija. 69 (9); 5079-5088.
  6. Perez-Rosas, N. i Hazent, T.C. (1989). Opstanak u situaciji Vibrio cholerae i Escherichia coli u slivu tropskih kišnih šuma. Primijenjena i ekološka mikrobiologija. 55 (2): 495-499.
  7. Zuckerman, J.N., Rombo, L. i Fisch, A. (2017). Pravi teret i rizik od kolere: implikacije za prevenciju i kontrolu. Lancet. Pregled zaraznih bolesti. 7 (8): 521-530.