Vibrio cholerae charakteristiky, taxonomie, morfologie, stanoviště



Vibrio cholerae Jedná se o fakultativní, bičíkovitou anaerobní gramnegativní bakterii. Tento druh je příčinou onemocnění cholery u lidí. Toto střevní onemocnění způsobuje těžké průjmy a může způsobit smrt, pokud není dostatečně léčeno. Způsobuje více než 100 000 úmrtí ročně, většinou u dětí.

Cholera je přenášena kontaminovanou vodou a jídlem nebo kontaktem mezi lidmi. Léčba zahrnuje rehydratační terapii a specifická antibiotika. Existují vakcíny o perorálním podání relativního úspěchu.

Index

  • 1 Obecné charakteristiky
  • 2 Fylogeneze a taxonomie
  • 3 Morfologie
  • 4 Lokalita
  • 5 Reprodukční a životní cyklus
  • 6 Výživa
  • 7 Patogeneze
    • 7.1 Přenos
    • 7.2 Epidemiologie
    • 7.3 Forma akce
  • 8 Symptomy a léčba
  • 9 Odkazy

Obecné vlastnosti

Vibrio cholerae Je to jednobuněčný organismus s buněčnou stěnou. Buněčná stěna je tenká, složená z peptidoglykanu mezi dvěma fosfolipidovými membránami. Žije ve vodním prostředí, zejména ústí řek a rybníků, spojených s planktonem, řasami a zvířaty. Jsou známy dva biotypy a několik sérotypů.

Biofilmy

Bakterie je součástí bakterioplanktonu ve vodních útvarech, a to jak ve volné formě (vibrios), tak na tenkých vrstvách (biofilmech) na organických površích..

Tyto biofilmy se skládají ze skupin bakterií obklopených vodními kanály. Adheze biofilmu je možná díky produkci polysacharidů z vnější membrány.

Geny

Vibrio cholerae Má dva chromozomy ve formě plazmidů. Patogenní rasy mají geny, které kódují produkci toxinu cholery (CT pro jeho zkratku v angličtině).

Navíc obsahují geny pro tzv. Kolonizační faktor. Pilus ko-regulovaný toxinem (TCP) a regulačním proteinem (ToxR). Tento protein reguluje expresi CT a TCP. Část genetické informace, která kóduje tyto faktory patogenity, je poskytována bakteriofágy.

Genom

Jeho genom se skládá ze 4,03 Mb distribuovaných ve dvou chromozomech nestejné velikosti. DNA sekvence celého genomu kmene N16961 z. \ T V. cholerae O1.

Sekvence organizované na chromosomu 1 se zdají být zodpovědné za různé procesy. Mezi nimi, DNA multiplikace, buněčné dělení, genová transkripce, translace proteinů a biosyntéza buněčné stěny. 

Na chromozomu 2 jsou syntetizovány ribozomální proteiny, které jsou zodpovědné za transport cukrů, iontů a aniontů, metabolismus cukrů a opravu DNA..

V této bakterii bylo detekováno alespoň sedm bakteriofágů nebo filamentózních fágů. Fágy jsou parazitární viry bakterií. Fág CTX poskytuje část sekvence, která kóduje syntézu toxinu cholery (CT). To je způsobeno lysogenní přeměnou,

Stručně řečeno, patogenita některých kmenů kmene. \ T Vibrio cholerae závisí na komplexním genetickém systému patogenních faktorů. Mezi nimi je faktor kolonizace pilus ko-regulovaný toxinem (TCP) a regulačním proteinem (ToxR), který reguluje expresi CT a TCP. 

Nákaza

Když lidská bytost spotřebuje kontaminované potraviny nebo vodu, bakterie vstoupí do jeho zažívacího systému. Když se dostane do tenkého střeva, drží se hromadně k epitelu.

Jednou tam, to vylučuje toxin způsobující biochemické procesy, které způsobují průjem. V tomto prostředí bakterie vyživuje a rozmnožuje se, které jsou opět uvolňovány do média skrze výkaly. Jeho reprodukce je dvoustranná.

Fylogeneze a taxonomie

Pohlaví Vibrio zahrnuje více než 100 popsaných druhů. Z nich 12 způsobuje u lidí onemocnění. Patří do oblasti Bakterie, kmen Proteobacteria (skupina gama), řád Vibrionales, rodina Vibrionaceae.

Vibrio cholerae je to dobře definovaný druh biochemickými a DNA testy. Test pozitivní na katalázu a oxidázu; a nefermentuje laktózu.

Italský lékař Filippo Pacini byl první, kdo izoloval bakterie cholery v roce 1854. Pacini mu dal vědecký název a identifikoval jej jako původce onemocnění..

Více než 200 séroskupin Vibrio cholerae, ale pouze 01 a 0139 jsou toxikogenní. Každá séroskupina může být rozdělena do různých antigenních forem nebo sérotypů. Mezi nimi jsou Ogawa a Inaba, nebo různé biotypy jako klasika a Tor.

Morfologie

Vibrio cholerae Jedná se o bacilus (tyčinkovité nebo tyčinkovité bakterie) o délce 1,5-2 μm a šířce 0,5 μm. Má jeden flagelo umístěné v jednom ze svých pólů. Má cytoplazmatickou membránu obklopenou tenkou stěnou peptidoglykanu.

Vnější membrána má složitější strukturu tvořenou fosfolipidy, lipoproteiny, lipopolysacharidy a polysacharidovými řetězci..

Vnější membrána promítá do řetězců polysacharidů, které jsou zodpovědné za schopnost adheze bakterií a tvoří biofilmy.

Vedle buněčné stěny chrání cytoplazmu před žlučovými solemi a hydrolytickými enzymy produkovanými střevním traktem lidské bytosti..

Lokalita

Zabírá dvě velmi odlišná stanoviště: vodní prostředí a lidská střeva. Ve své volné fázi, Vibrio cholerae vyvíjí se v teplých vodách s nízkou slaností.

To může žít v řekách, jezerech, rybnících, ústí řek nebo v moři. Je endemický v Africe, Asii, Jižní Americe a Střední Americe. Pak jako parazit obývá tenké střevo člověka.

Bakterie lze nalézt iv tropických plážích, ve vodách s 35% slaností a teplotami 25 ° C.

Přítomnost Vibrio cholerae patogenů v suchých oblastech a vnitrozemí v Africe. To naznačuje, že druh může přežít v amplitudě variability stanoviště mnohem vyšší, než se původně předpokládalo..

Některé studie to dokazují  Vibrio cholerae Je to divoká bakterie v tělech sladké vody v tropických lesích.

Reprodukční a životní cyklus

Být bakterií, reprodukuje binárním štěpením nebo biparticí. Vibrio cholerae přetrvává ve vodě jako volné plankton vibrios nebo vibrios agregáty.

Agregáty vibrií tvoří biofilmy ve fytoplanktonu, zooplanktonu, vaječných hmotách hmyzu, exoskeletonech, detritu a dokonce i na vodních rostlinách. Používají chitin jako zdroj uhlíku a dusíku.

Biofilmy se skládají z naskládaných bakterií obklopených vodními kanály, ulpěly k sobě a ke substrátu vnější produkcí polysacharidů. Je to tenká želatinová vrstva bakterií.

Environmentální vibrace jsou přijímány konzumací kontaminovaných potravin nebo vody. Bakterie kolonizují epitel v tenkém střevě.

Následně je vibrio navázáno na sliznici pomocí pili a specializovaných proteinů. Poté začíná jeho násobení a vylučování toxinu cholery. Tento toxin podporuje průjem, se kterým bakterie vstupují do vnějšího prostředí.

Výživa

Tato bakterie má metabolismus založený na fermentaci glukózy. Ve volném stavu získává potravu ve formě uhlíku a dusíku z různých organických zdrojů. Některé z nich jsou chitin nebo uhlík vylučovaný řasami fytoplanktonu.

Pro asimilaci železa, druh produkuje siderophor vibriobactin. Vibriobactin je železitá chelatační sloučenina, která rozpouští tento minerál a umožňuje jeho absorpci aktivním transportem.

Ve vodním prostředí plní důležité funkce související s výživou v ekosystému. Přispívá k remineralizaci organického uhlíku a minerálních živin.

Na druhé straně je bakterivorózní. To vše přiřazuje významnou roli jako součást bakterioplanktonu v mikrobiálních smyčkách nebo mikrobiálních trofických sítích ve vodních ekosystémech..

Vibrio cholerae Provádí základní procesy pro trávení potravy venku, skrze látky, které vylučuje. Tento mechanismus je podobný mechanismu jiných bakterií.

Druhy působí na substrát a způsobují rozpouštění minerálních prvků nezbytných pro jeho výživu, které jsou následně absorbovány. Také při hledání a zpracování potravin napadají jiné bakterie. Mohou napadnout stejný druh, ale ne vlastní kmen.

Zabít jiné bakterie, V. cholerae využívá mechanismus nazývaný sekreční systém typu VI (T6SS). Tento systém je podobný harpuně, která proniká buněčnou stěnou jiných gramnegativních bakterií způsobujících jejich smrt.

Jsou tedy k dispozici nutriční sloučeniny těchto bakterií.T6SS je podobný systému používanému bakteriofágy k inokulaci jejich genetické informace v bakteriálních buňkách. Tento systém je možná také používán Vibrio cholerae inokulovat jeho toxin v epitelových buňkách.

Patogeneze

Přenos

Bakterie se přenášejí fekálně-orální cestou, a to buď člověkem, člověkem, vodou, předměty nebo kontaminovanými potravinami. Cholera je výbušná, když se vyskytuje v populaci bez předchozí imunity.

Po celá léta se předpokládalo, že hlavní cestou přenosu onemocnění je požití kontaminované vody. Dnes je známo, že existují potraviny, které mohou být vozidly pro přenos Vibrio cholerae. Některé z těchto potravin patří: škeble, ústřice, mušle, krevety a krabi.

Je nutná vysoká dávka inokula, aby byl zdravý jedinec nemocný, asi 10%5 - 108 bakterií U oslabených nebo podvyživených jedinců však postačuje mnohem menší množství inokula. Inkubační doba onemocnění se pohybuje od 6 hodin do 5 dnů.

Epidemiologie

Přestože jsou informace o epidemiích cholery od 14. století, první zdokumentované pandemie sahají až do počátku 19. století. Mezi lety 1817 a 1923 existovalo nejméně šest známých chanderových pandemií, způsobených klasickým biotypem Vibrio cholerae.

Tato série pandemií začala v Indii, především z delty řeky Gangy. Jakmile se dostal na Střední východ, rozšířil se odtud do Evropy. Další způsob, jak vstoupit do Evropy, bylo Středomoří, přes karavany z Arábie. Z Evropy dorazil do Ameriky.

Od roku 1923 do roku 1961 bylo období bez pandemií tohoto onemocnění a byly známy pouze lokální případy cholery. Od roku 1961 se objevuje s novým biotypem zvaným Tor, který způsobil sedmou pandemii.

Od 90. let 20. století bylo identifikováno více než 200 séroskupin a atypických forem Tor. V roce 1991 došlo k pandemii osmé cholery. V současné době jsou případy cholery převážně omezeny na regiony subsaharské Afriky, Indie, jihovýchodní Asie a některých oblastí Karibiku. V těchto regionech se stala endemickou.

Forma akce

Bakterie produkuje několik toxinů, ale klasické diarrhoické dehydratační symptomy onemocnění jsou způsobeny enterotoxinem cholery (CT).

Je tvořena netoxickou podjednotkou B a enzymaticky aktivní podjednotkou A. Podjednotka B působí na receptory epitelových buněk tenkého střeva. Podjednotka A aktivuje adenylátcyklázu.

Enterotoxin se váže na buňky střevní sliznice přes bakteriální pili a způsobuje průjem a dehydrataci aktivací enzymu adenylát cyklázy..

To vede ke zvýšené produkci intracelulárního cyklického adenosinmonofosfátu, který způsobuje, že buňky hlenu pumpují velké množství vody a elektrolytů..

Vibrio cholerae uvolňuje další toxiny jako ZOT a ACE. Působí neutralizačními buňkami imunitního systému, které jsou schopny eliminovat vibrios (případ IgG). Mohou také neutralizovat enterotoxin cholery (případ IgA).

Příznaky a léčba

Mezi symptomy patří: hypovolemický šok, zvracení, průjem, acidóza, svalové křeče, suchá kůže, glazované nebo potopené oči, vysoká tepová frekvence, letargie a ospalost.

V endemických oblastech byla přítomnost bakterií zjištěna u lidí blízkých pacientům s cholerou. Pacienti nemají žádné viditelné příznaky onemocnění, což svědčí o existenci asymptomatických jedinců.

Cholere je možné předcházet a existují účinné perorální vakcíny proti onemocnění až do 60-66%. Ohniska však mohou být způsobena přirozenými událostmi nebo způsobenými lidmi. K tomu dochází při znečišťování vody nebo ohrožení přístupu k pitné vodě a hygieně.

Vhodná a včasná rehydratační terapie může snížit úmrtnost na méně než 1%. Léčba antibiotiky může snížit uvolňování vibrios. Žádné z těchto léčebných opatření však významně nezměnilo šíření nemoci.

Antibiotika běžně používaná u dospělých jsou antibiotika skupiny Doxycline a Tetracycline. U těhotných žen se používá nitrofuran furazolidon. U dětí se doporučuje sulfamethoxazol a trimetoprim (SMZ + TMP).

Základním prvkem pro kontrolu epidemií je adekvátní hygienické řízení odpadních vod a hygienických podmínek obecně. V tomto smyslu je cholera choroba spojená s podmínkami chudoby.

Přítomnost Vibrio cholerae v těle se zjistí laboratorními testy, jako je PCR, ELISA nebo použití selektivního kultivačního média.

Odkazy

  1. Baker-Austin, C., Trinanes, J., Gonzalez-Escalona, ​​N. a Martinez-Urtaza, J. (2017). Non-cholera vibrios: mikrobiální barometr změny klimatu. Trends Microbiol. 25, 76-84.
  2. Faruque, S. M., Albert, M. J. a Mekalanos, J. J. (1998). Epidemiologie, genetika a ekologie Toxigenic Vibrio cholerae. Recenze mikrobiologie a molekulární biologie.62 (4); 1301-1314.
  3. Faruque, S. M. a G. Balakrish Nair, G. B. (Eds.). (2008). Vibrio cholerae Genomika a molekulární biologie. Caister Academic Press. Bangladéš. 218 s.
  4. Glass R.I., Black R.E. (1992) Epidemiologie Cholery (str. 129-154). In: Barua D., Greenough W.B. (eds) Cholera. Aktuální témata infekční nemoci. Springer, Boston, New York.
  5. Kierek, K. a Watnick, P. I. (2003). Environmentální determinanty vývoje Vibrio cholerae Biofilm. Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. 69 (9); 5079-5088.
  6. Perez-Rosas, N. a Hazent, T.C. (1989). Přežití In situ Vibrio cholerae a Escherichia coli v tropickém deštném lese Watershed. Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. 55 (2): 495-499.
  7. Zuckerman, J. N., Rombo, L. a Fisch, A. (2017). Skutečná zátěž a riziko cholery: důsledky pro prevenci a kontrolu. Lancet. Přehled infekčních nemocí. 7 (8): 521-530.