Vibrio cholerae omadused, taksonoomia, morfoloogia, elupaik



Vibrio cholerae See on fakultatiivne, lipulaadne anaeroobne gramnegatiivne bakter. Liik on inimeste koolerahaiguse põhjuseks. See soolehaigus põhjustab tugevat kõhulahtisust ja võib põhjustada surma, kui seda ei ravita piisavalt. Põhjustab enam kui 100 000 surmajuhtumit aastas, peamiselt lastel.

Kolera edastatakse saastunud vee ja toidu kaudu või isikliku kontakti kaudu. Ravi hõlmab rehüdratatsiooniravi ja spetsiifilisi antibiootikume. Suukaudselt manustatakse suhteliselt edukaid vaktsiine.

Indeks

  • 1 Üldised omadused
  • 2 Phylogeny ja taksonoomia
  • 3 Morfoloogia
  • 4 Elupaik
  • 5 Reproduktsioon ja elutsükkel
  • 6 Toitumine
  • 7 Patogenees
    • 7.1 Edastamine
    • 7.2 Epidemioloogia
    • 7.3 Meetme vorm
  • 8 Sümptomid ja ravi
  • 9 Viited

Üldised omadused

Vibrio cholerae See on rakulise seina ainulaadne organism. Rakusein on õhuke, mis koosneb kahe fosfolipiidmembraani vahelisest peptidoglükaanist. See elab veekeskkondades, eriti suudmetes ja tiikides, mis on seotud planktoni, vetikate ja loomadega. On teada kaks biotüüpi ja mitmeid serotüüpe.

Biofilmes

Bakter on osa bakterioplanktonist veekogudes nii vabas vormis (vibrios) kui ka orgaaniliste pindade õhukeste kilede (biofilmi) moodustamisel..

Need biofilmid koosnevad veekanalite ümbritsevatest bakterirühmadest. Biokile haardumine on võimalik tänu välismembraani polüsahhariidide tootmisele.

Geenid

Vibrio cholerae Sellel on kaks kromosoomi plasmiidide kujul. Patogeensetel rassidel on geenid, mis kodeerivad koolera toksiini tootmist (CT akronüümina inglise keeles).

Lisaks hõlmavad nad niinimetatud koloniseerimisteguri geene. Toksiini (TCP) ja reguleeriva valgu (ToxR) poolt reguleeritud pilus. See valk reguleerib CT ja TCP ekspressiooni. Osa geneetilisest informatsioonist, mis kodeerib neid patogeensustegureid, on bakteriofaagide poolt.

Genoom

Selle genoom koosneb 4.03 Mb-st, mis on jaotatud kahes ebavõrdse kromosoomiga. Kogu N16961 tüve genoomi DNA järjestus V. cholerae O1.

Kromosoomis 1 järjestatud järjestused näivad vastutavat erinevate protsesside eest. Nende hulgas on DNA paljunemine, rakkude jagunemine, geeni transkriptsioon, valgu translatsioon ja rakuseina biosüntees. 

Kromosoomil 2 sünteesitakse ribosoomvalke, mis vastutavad suhkrute, ioonide ja anioonide transportimise, suhkrute metabolismi ja DNA parandamise eest..

Selles bakteris on tuvastatud vähemalt seitse bakteriofaagi või filamentfaagi. Faagid on bakterite parasiitsed viirused. Faag CTX annab osa järjestusest, mis kodeerib koolera toksiini (CT) sünteesi. See on tingitud lüsogeensest konversioonist,

Lühidalt öeldes on teatud tüvede patogeensus Vibrio cholerae see sõltub patogeensete tegurite keerulisest geneetilisest süsteemist. Nende hulgas on toksiini (TCP) poolt reguleeritud koloniseerimise piluse ja reguleeriva valgu (ToxR) tegur, mis reguleerib CT ja TCP ekspressiooni. 

Nakkus

Kui inimene tarbib saastunud toitu või vett, sisenevad bakterid oma seedesüsteemi. Kui see jõuab peensoolde, järgib see massiivselt epiteeli.

Kui see on olemas, eritab see toksiini, põhjustades kõhulahtisust põhjustavaid biokeemilisi protsesse. Selles keskkonnas toituvad ja paljunevad bakterid, mis vabanevad uuesti väljaheite kaudu keskkonda. Selle paljunemine on kahepoolne.

Filogeenia ja taksonoomia

Sugu Vibrio sisaldab rohkem kui 100 kirjeldatud liiki. Neist 12 põhjustavad inimestel haigusi. Kuulub domeeni Bakterid, phylum Proteobacteria (gamma-rühm), et Vibrionales, perekond Vibrionaceae.

Vibrio cholerae see on hästi määratletud liik biokeemiliste ja DNA testide abil. Katse ja oksüdaasi suhtes positiivne test; ja see ei fermenteeri laktoosi.

Itaalia arst Filippo Pacini oli esimene, kes isoleeris koolera bakterid 1854. aastal. Pacini andis talle teadusliku nime ja tuvastas selle haiguse põhjustajaks..

Rohkem kui 200 serogruppi Vibrio cholerae, kuid siiani ainult 01 ja 0139 on toksilised. Iga serogrupi võib jagada erinevateks antigeenseteks vormideks või serotüüpideks. Nende hulgas on Ogawa ja Inaba või erinevad biotüübid nagu klassikaline ja tor.

Morfoloogia

Vibrio cholerae See on 1,5-2 μm pikkune ja 0,5 μm laiune bacillus (vardakujuline või vardakujuline bakter). Sellel on üks lipp, mis asub ühes selle poolusest. Sellel on tsütoplasma membraan, mida ümbritseb peptiidoglükaani õhuke sein.

Välismembraanil on keerulisem struktuur, mis on moodustatud fosfolipiidide, lipoproteiinide, lipopolüsahhariidide ja polüsahhariidahelate poolt..

Välismembraani projektid on suunatud polüsahhariidide ahelatele, mis vastutavad bakterite adhesioonivõime eest ja moodustavad biofilme..

Lisaks kaitseb see rakuseina kõrval tsütoplasma sapphappe soolade ja hüdrolüütiliste ensüümide poolt, mis on tekkinud inimese seedetraktis..

Elupaik

Ta elab kahes väga erinevas elupaigas: veekeskkonnas ja inimese sooles. Vabal etapil, Vibrio cholerae see areneb soojas vees, mille soolsus on madal.

See võib elada jõgedes, järvedes, tiikides, suudmetes või merel. See on endeemiline Aafrikas, Aasias, Lõuna-Ameerikas ja Kesk-Ameerikas. Siis kui parasiit, elab see inimeste peensooles.

Baktereid võib leida isegi troopiliste randade piirkondades, 35% soolsusega vees ja 25 ° C juures.

Selle olemasolu Vibrio cholerae haigustekitajad kuivades piirkondades ja Aafrikas. See näitab, et liik võib elupaiga varieerumise amplituudis püsida palju kõrgem kui varem arvati..

Mõned uuringud näitavad, et  Vibrio cholerae See on troopiliste metsade mageveekogudes olev metsik bakter.

Reproduktsioon ja elutsükkel

Bakteriks on see binaarse lõhustumise või bipartitsiooniga. Vibrio cholerae püsib vees vaba planktoni vibriose või vibriose täitematerjalina.

Vibrioside agregaadid moodustavad biofilme fütoplanktonis, zooplanktonis, putukamuna massis, eksoskeletoonides, detrituses ja isegi veetaimedes. Nad kasutavad kitiini süsiniku ja lämmastiku allikana.

Biofilmid koosnevad virnastatud bakteritest, mida ümbritsevad veekanalid, mis on kleepunud üksteisega ja substraadiga polüsahhariidide välise tootmise abil. See on õhuke bakterite kiht.

Keskkonna vibriosid tarbitakse saastunud toidu või vee tarbimise kaudu. Kui seedetrakti sees on, siis bakterid kolooniseerivad peensoole epiteeli.

Seejärel kinnitatakse vibrio limaskestale pili ja spetsialiseeritud valkude abil. Seejärel algab see paljunemine ja koolera toksiini sekretsioon. See toksiin soodustab kõhulahtisust, millega bakterid sisenevad väliskeskkonda.

Toitumine

Selle bakteri ainevahetus põhineb glükoosi fermentatsioonil. Vaba olekus saadakse toiduaine süsiniku ja lämmastiku kujul erinevatest orgaanilistest allikatest. Mõned neist on kitiin või süsinik, mida väljuvad fütoplanktoni vetikad.

Raua assimileerimiseks tekib liik siderophor vibriobactin. Vibriobaktiin on raua kelaativ ühend, mis lahustab selle mineraali, võimaldades seda imenduda aktiivse transpordiga.

Veekeskkonnas täidab ta olulisi funktsioone, mis on seotud ökosüsteemi toitumisega. Aitab kaasa orgaanilise süsiniku ja mineraalsete toitainete remineraliseerimisele.

Teisest küljest on see bakterivastane. Kõik see annab olulise rolli bakterioplanktoni osana mikroobivõrkudes või mikroobsetes troofilistes võrkudes veeökosüsteemides..

Vibrio cholerae teostab põhilisi protsesse, et seedida oma toitu väljaspool aineid, mida see eritab. See mehhanism on sarnane teiste bakteritega.

Liik mõjutab substraati, põhjustades selle toitumiseks vajalike mineraalelementide lahustumist, mis seejärel imenduvad. Samuti ründavad nad toiduainete otsimisel ja töötlemisel teisi baktereid. Nad võivad rünnata samu liike, kuid mitte oma tüve.

Teiste bakterite tapmiseks, V. cholerae kasutatakse VI tüüpi sekretsioonisüsteemi (T6SS). See süsteem on sarnane harpuuniga, mis tungib teiste surma põhjustavate gramnegatiivsete bakterite rakuseina.

Seega on nende bakterite toiteväärtusega ühendid kättesaadavad ja T6SS sarnaneb bakteriofaagide kasutatavale süsteemile, et inokuleerida oma geneetilist informatsiooni bakterirakkudes. Seda süsteemi võib kasutada ka Vibrio cholerae selle toksiini inokuleerimiseks epiteelirakkudes.

Patogenees

Edastamine

Bakterid edastatakse väljaheitega-suukaudse manustamise teel kas inimeselt inimesele, vee, esemete või saastunud toidu kaudu. Kolera on plahvatusohtlik, kui see esineb populatsioonis ilma eelneva immuunsuseta.

Aastate jooksul arvati, et peamine haiguse edasikandumise viis oli saastunud vee allaneelamine. Tänapäeval on teada, et on toiduaineid, mis võivad olla sõidukite edastamiseks Vibrio cholerae. Mõned neist toitudest on: karbid, austrid, rannakarbid, krevetid ja krabid.

Terve indiviidi haigestumiseks on umbes 10-päevane suur inokulaadi annus5 - 108 bakterid Siiski on nõrgestatud või alatoitunud inimestel piisav palju väiksem inokulaadi kogus. Haiguse inkubeerimisaeg on 6 kuni 5 päeva.

Epidemioloogia

Kuigi on olemas teavet koleraepideemiate kohta alates 14. sajandist, pärinevad esimesed dokumenteeritud pandeemiad 19. sajandi algusest. Ajavahemikul 1817-1923 esines vähemalt kuus teadaolevat koolera pandeemiat, mille põhjustas klassikaline biotüüp Vibrio cholerae.

See pandeemiate seeria algas Indias, peamiselt Gangesi jõe delta alt. Kui see jõuab Lähis-Idasse, laienes see sealt Euroopasse. Teine võimalus Euroopasse sisenemiseks oli Vahemere piirkond läbi Araabia päritolu haagissuvilate. Euroopast saabus Ameerikasse.

Aastatel 1923–1961 oli selle haiguse pandeemiateta periood ja teada olid ainult kohalikud koolera juhtumid. Alates 1961. aastast ilmub uuesti uus biotüüp Tor, mis põhjustas seitsmenda pandeemia.

Alates 1990. aastatest on tuvastatud rohkem kui 200 serogruppi ja atüüpilist vormi. 1991. aastal toimus kaheksas koolera pandeemia. Praegu piirduvad kolera juhtumid peamiselt Sahara-taguse Aafrika, India, Kagu-Aasia ja mõnede Kariibi mere piirkondadega. Nendes piirkondades on see muutunud endeemiliseks.

Meetme vorm

Bakter toodab mitmeid toksiine, kuid klassikalise kõhulahtisuse dehüdrateeruvad sümptomid on põhjustatud koolera enterotoksiinist (CT)..

Selle moodustavad mittetoksiline alaühik B ja ensümaatiliselt aktiivne alaühik A. B-alaühik toimib peensoole epiteelirakkude retseptoritele. A-alaüksus aktiveerib adenülaattsüklaasi.

Enterotoksiin seob soolestiku limaskesta rakkudega läbi bakteriaalse pili ja põhjustab kõhulahtisust ja dehüdratsiooni, aktiveerides adenülaadi tsüklaasi ensüümi..

See toob kaasa rakusisese tsüklilise adenosiinmonofosfaadi suurenenud tootmise, mis põhjustab lima rakkude suurel hulgal vett ja elektrolüüte..

Vibrio cholerae vabastab teisi toksiine nagu ZOT ja ACE. Need toimivad neutraliseerides immuunsüsteemi rakke, mis on võimelised vibriosid kõrvaldama (IgG juhtum). Samuti võivad nad neutraliseerida kolera enterotoksiini (IgA juhtum).

Sümptomid ja ravi

Sümptomite hulgas on: hüpovoleemiline šokk, oksendamine, kõhulahtisus, atsidoos, lihaskrambid, kuiv nahk, glasuuritud või uppunud silmad, kõrge südame löögisagedus, letargia ja uimasus..

Endeemilistes piirkondades on bakterite olemasolu leitud kolera patsientidele lähedastel inimestel. Patsientidel ei ole nähtavaid sümptomeid, mis näitavad asümptomaatiliste isikute olemasolu.

Kolera on ennetatav ja haiguse vastu on efektiivsed suukaudsed vaktsiinid kuni 60-66%. Kuid haiguspuhanguid võivad põhjustada looduslikud sündmused või inimesed. See juhtub vee reostamisel või joogivee ja kanalisatsiooni kättesaadavuse ohustamisel.

Sobiv ja õigeaegne rehüdratatsiooniravi võib vähendada suremust alla 1%. Antibiootikumidega ravi võib vähendada vibrioside vabanemist. Kuid ükski neist ravimeetmetest ei ole haiguse levikut oluliselt muutnud.

Täiskasvanutel tavaliselt kasutatavad antibiootikumid on Doxycliini ja Tetratsükliini grupi antibiootikumid. Rasedatel naistel kasutatakse nitrofuraanfurasolidooni. Lastel on soovitatav kasutada sulfametoksasooli ja trimetoprimi (SMZ + TMP).

Epideemiate tõrje põhielement on reovee ja sanitaartingimuste piisav sanitaarjuhtimine üldiselt. Selles mõttes on koolera haigus, mis on seotud vaesuse tingimustega.

Selle olemasolu Vibrio cholerae organismis tuvastatakse laboratoorsete testidega, nagu PCR, ELISA või selektiivsete söötmete kasutamine.

Viited

  1. Baker-Austin, C., Trinanes, J., Gonzalez-Escalona, ​​N. ja Martinez-Urtaza, J. (2017). Mitte-koolera vibrios: kliimamuutuse mikroobide baromeeter. Trendid Microbiol. 25, 76-84.
  2. Faruque, S.M., Albert, M.J. ja Mekalanos, J. J. (1998). Epidemioloogia, geneetika ja toksikoloogiline ökoloogia Vibrio cholerae. Mikrobioloogia ja molekulaarbioloogia ülevaated.62 (4); 1301-1314.
  3. Faruque, S. M. ja G. Balakrish Nair, G. B. (toim.). (2008). Vibrio cholerae Genoomika ja molekulaarbioloogia. Caister Academic Press. Bangladesh. 218 lk.
  4. Glass R.I., Black R.E. (1992) Kolera epidemioloogia (lk. 129-154). Sisse: Barua D., Greenough W.B. (eds) Cholera. Praegused nakkushaiguste teemad. Springer, Boston, New York.
  5. Kierek, K. ja Watnick, P. I. (2003). Vibrio cholerae biofilmi arengu keskkonnamõjurid. Rakendatud ja keskkonna mikrobioloogia. 69 (9); 5079-5088.
  6. Perez-Rosas, N. ja Hazent, T. C. (1989). In situ Survival of Vibrio cholerae ja Escherichia coli troopilises vihmametsas. Rakendatud ja keskkonna mikrobioloogia. 55 (2): 495-499.
  7. Zuckerman, J. N., Rombo, L. ja Fisch, A. (2017). Kolera tegelik koormus ja risk: mõju ennetamisele ja kontrollile. Lancet. Nakkushaiguste ülevaade. 7 (8): 521-530.