Характеристики на Vibrio cholerae, таксономия, морфология, местообитание



Vibrio cholerae Това е факултативна, флагелирана анаеробна грам отрицателна бактерия. Видът е причината за болестта на холерата при хората. Това чревно заболяване причинява тежка диария и може да причини смърт, ако не е адекватно лекувана. Предизвиква повече от 100 000 смъртни случая годишно, най-вече при деца.

Холерата се предава чрез замърсена вода и храна или чрез контакт човек-човек. Лечението включва рехидратираща терапия и специфични антибиотици. Съществуват ваксини за относително успешен перорален прием.

индекс

  • 1 Общи характеристики
  • 2 Филогенеза и таксономия
  • 3 Морфология
  • 4 Местообитание
  • 5 Възпроизвеждане и жизнен цикъл
  • 6 Хранене
  • 7 Патогенеза
    • 7.1 Предаване
    • 7.2 Епидемиология
    • 7.3 Форма на действие
  • 8 Симптоми и лечение
  • 9 Препратки

Общи характеристики

Vibrio cholerae Това е едноклетъчен организъм с клетъчна стена. Клетъчната стена е тънка, съставена от пептидогликан между две фосфолипидни мембрани. Живее във водни среди, особено устия и езера, свързани с планктон, водорасли и животни. Известни са два биотипа и няколко серотипа.

биофилми

Бактерията е част от бактериопланктона в водни обекти, както в свободна форма (вибрации), така и при образуване на тънки филми (биофилми) върху органични повърхности..

Тези биофилми са съставени от групи бактерии, заобиколени от водни канали. Адхезията на биофилма е възможна благодарение на производството на полизахариди от външната мембрана.

гени

Vibrio cholerae Той има две хромозоми под формата на плазмиди. Патогенните раси имат гени, които кодират производството на холерен токсин (CT за неговия акроним на английски)..

Освен това те включват гени за така наречения колонизационен фактор. Пилусът се регулира съвместно с токсин (TCP) и регулаторен протеин (ToxR). Този протеин ко-регулира експресията на CT и TCP. Част от генетичната информация, която кодира тези фактори за патогенност, се осигурява от бактериофаги.

геном

Геномът му се състои от 4.03 Mb, разпределени в две хромозоми с неравномерни размери. ДНК последователността на целия геном на щам N16961 от V. cholerae O1.

Последователностите, организирани на хромозома 1, изглежда са отговорни за различни процеси. Сред тях са умножаване на ДНК, клетъчно делене, генна транскрипция, транслация на протеини и биосинтеза на клетъчна стена. 

На хромозома 2 се синтезират рибозомни протеини, които са отговорни за транспорта на захари, йони и аниони, метаболизма на захарите и възстановяването на ДНК.

В рамките на тази бактерия са открити най-малко седем бактериофаги или нишковидни фаги. Фагите са паразитни вируси на бактерии. Фагът CTX осигурява част от последователността, която кодира синтеза на холерен токсин (CT). Това се дължи на лизогенната конверсия,

Накратко, патогенността на някои щамове на Vibrio cholerae зависи от сложна генетична система от патогенни фактори. Сред тях факторът колонизационен пилус е съвместно регулиран с токсин (TCP) и регулаторен протеин (ToxR), който съвместно регулира експресията на CT и TCP. 

зараза

Когато човек консумира заразена храна или вода, бактериите влизат в храносмилателната система. Когато достигне тънките черва, тя се прилепва масово към епитела.

Веднъж там, той отделя токсина, причиняващ биохимичните процеси, които причиняват диария. В тази среда бактериите подхранват и възпроизвеждат, като се освобождават отново в средата чрез изпражненията. Възпроизвеждането му е с двустранно.

Филогенеза и таксономия

Полът вибрион включва повече от 100 описани вида. От тях 12 причиняват заболявания при хората. Принадлежи към домейна Бактерии, фиб Протебактерии (гама група), ред Вибрационални, семейство Vibrionaceae.

Vibrio cholerae той е добре дефиниран вид чрез биохимични и ДНК тестове. Положителен тест за каталаза и оксидаза; и не ферментира лактоза.

Италианският лекар Филипо Пачини е първият, който изолира бактериите от холера през 1854 г. Пачини му е дал научно наименование и го идентифицира като причинител на болестта..

Повече от 200 серогрупи от Vibrio cholerae, но до днес само 01 и 0139 са токсикогенни. Всяка серогрупа може да бъде разделена на различни антигенни форми или серотипове. Сред тях са Огава и Инаба, или различни биотипове като класиката и Тор.

морфология

Vibrio cholerae Това е бацила (прътовидни или пръчковидни бактерии) с дължина 1.5-2 μm и широчина 0.5 μm. Той има един флагъл, разположен в един от неговите полюси. Той има цитоплазмена мембрана, заобиколена от тънка стена на пептидогликан.

Външната мембрана има по-сложна структура, образувана от фосфолипиди, липопротеини, липополизахариди и полизахаридни вериги.

Външната мембрана се проектира към вериги от полизахариди, които са отговорни за адхезионния капацитет на бактериите и образуват биофилми.

Освен това, до клетъчната стена, тя предпазва цитоплазмата от жлъчните соли и хидролитичните ензими, произведени от чревния тракт на човека..

хабитат

Заема две много различни местообитания: водни среди и човешки черва. В своята свободна фаза, Vibrio cholerae развива се в топли води с ниска соленост.

Той може да живее в реки, езера, езера, устия или в морето. Тя е ендемична в Африка, Азия, Южна Америка и Централна Америка. След това като паразит обитава тънките черва на хората.

Бактериите могат да бъдат открити дори в райони на тропически плажове, във води с 35% соленост и температури от 25 ° C.

Наличието на Vibrio cholerae патогени в сухите райони и във вътрешността на Африка. Това показва, че видът може да оцелее в амплитуда на изменението на местообитанията, много по-висока, отколкото се смяташе преди..

Това показват някои изследвания  Vibrio cholerae Той е дива бактерия в пресни води в тропическите гори.

Възпроизвеждане и жизнен цикъл

Като бактерия, тя се възпроизвежда чрез двоично делене или двустранно. Vibrio cholerae остава във водата като свободни планктонови вибрации или вибрационни агрегати.

Агрегатите на вибрациите образуват биофилми във фитопланктона, зоопланктона, масата на насекомите, екзоскелети, детрит и дори върху водни растения. Те използват хитин като източник на въглерод и азот.

Биофилмите се състоят от подредени бактерии, заобиколени от водни канали, залепени един към друг и към субстрата чрез външно производство на полизахариди. Това е тънък желатинов слой на бактериите.

Екологичните вибрации се поглъщат от консумацията на замърсена храна или вода. Веднъж попаднали в храносмилателната система, бактериите колонизират епитела на тънките черва.

Впоследствие вибрацията е прикрепена към лигавицата с помощта на пили и специализирани протеини. След това започва размножаването и секрецията на холерен токсин. Този токсин спомага за диария, с която бактериите влизат отново във външната среда.

хранене

Тази бактерия има метаболизъм, основан на ферментацията на глюкоза. В свободно състояние получава храната си под формата на въглерод и азот от различни органични източници. Някои от тях са хитин или въглерод, излъчен от фитопланктонови водорасли.

За усвояването на желязото видът произвежда сидерофорния вибрабибактин. Vibriobactin е железно хелатиращо съединение, което разтваря този минерал, като му позволява да се абсорбира от активния транспорт.

В водната среда той изпълнява важни функции, свързани с храненето му в екосистемата. Допринася за реминерализацията на органични въглеродни и минерални хранителни вещества.

От друга страна, той е бактериологичен. Всичко това придава значима роля като част от бактериопланктона в микробните вериги или микробните трофични мрежи във водните екосистеми..

Vibrio cholerae извършва фундаменталните процеси за усвояване на храната отвън, чрез веществата, които отделя. Този механизъм е подобен на този на други бактерии.

Видът действа върху субстрата, като причинява разтваряне на минералните елементи, необходими за неговото хранене, които впоследствие се абсорбират. Също така при търсенето и преработката на храната те атакуват други бактерии. Те могат да атакуват един и същи вид, но не и собствения си щам.

Да убиваш други бактерии, V. cholerae използва механизъм, наречен система за секреция от тип VI (T6SS). Тази система е подобна на харпун, който прониква в клетъчната стена на други грам-отрицателни бактерии, причинявайки смъртта им.

По този начин са налични хранителните съединения на тези бактерии.T6SS е подобна на системата, използвана от бактериофагите, за да инокулират генетичната им информация в бактериалните клетки. Тази система вероятно се използва и от Vibrio cholerae да инокулира токсина в епителните клетки.

pathogeny

трансмисия

Бактерията се предава чрез фекално-орален път, или от човек на човек, чрез вода, предмети или заразена храна. Холерата е експлозивна, когато се среща в популация без предишен имунитет.

В продължение на години се смяташе, че основният път на предаване на болестта е поглъщането на замърсена вода. Днес е известно, че има храни, които могат да бъдат превозни средства за предаване Vibrio cholerae. Някои от тези храни включват: миди, стриди, миди, скариди и раци.

Необходима е висока доза инокулат, за да се направи здрав човек болен, около 105 - 108 бактерии. Въпреки това, много по-малко количество инокулум е достатъчно при изтощени или недохранени индивиди. Инкубационният период на заболяването варира от 6 часа до 5 дни.

епидемиология

Въпреки че има информация за епидемията от холера от 14-ти век, първите документирани пандемии датират от началото на 19-ти век. Между 1817 и 1923 г. имаше поне шест известни холерни пандемии, причинени от класическия биотип на Vibrio cholerae.

Тази серия от пандемии започна в Индия, главно от делтата на река Ганг. След като достигна Близкия изток, тя се разшири от там до Европа. Друг начин за влизане в Европа беше Средиземноморието, през караваните, идващи от Арабия. От Европа пристигнаха в Америка.

От 1923 до 1961 г. имаше период без пандемии на това заболяване и бяха известни само местни случаи на холера. От 1961 г. той се появява отново с нов биотип, наречен Tor, който причинява седмата пандемия.

От 1990-те години са идентифицирани повече от 200 серогрупи и атипични форми на Tor. През 1991 г. настъпи осма холерна пандемия. Понастоящем случаите на холера са ограничени главно до региони от Африка на юг от Сахара, Индия, Югоизточна Азия и някои райони на Карибите. В тези региони тя е станала ендемична.

Форма на действие

Бактерията произвежда няколко токсина, но класическите симптоми на дехидратация на болестта са причинени от холерен ентеротоксин (CT)..

Той се образува от нетоксична субединица В и ензимно активна субединица А. В субединицата действа върху рецепторите на епителните клетки на тънките черва. Субединица А активира аденилат циклаза.

Ентеротоксинът се свързва с клетките на чревната лигавица през бактериалния пили и причинява диария и дехидратация чрез активиране на ензима аденилатциклаза..

Това води до повишено производство на вътреклетъчен цикличен аденозин монофосфат, който причинява на клетките на слуз да изпомпват големи количества вода и електролити..

Vibrio cholerae освобождава други токсини като ZOT и ACE. Те действат чрез неутрализиране на клетките на имунната система, които са способни да елиминират вибрациите (случай на IgG). Те могат да неутрализират холерен ентеротоксин (случай на IgA).

Симптоми и лечение

Сред симптомите са: хиповолемичен шок, повръщане, диария, ацидоза, мускулни спазми, суха кожа, глазирани или потънали очи, висока сърдечна честота, летаргия и сънливост.

В ендемични области присъствието на бактериите е открито при хора, близки до пациенти с холера. Пациентите нямат видими симптоми на заболяването, което показва наличието на асимптоматични индивиди.

Холерата е предотвратима и има ефективни орални ваксини срещу болестта до 60-66%. Въпреки това, огнища могат да бъдат причинени от природни събития или причинени от хора. Това се случва при замърсяване на водата или компрометиране на достъпа до питейна вода и канализация.

Подходящата и навременна рехидратационна терапия може да намали смъртността до по-малко от 1%. Лечението с антибиотици може да намали отделянето на вибрации. Въпреки това, нито една от тези мерки за лечение не е променила значително разпространението на болестта.

Антибиотиците, които обикновено се използват при възрастни, са тези на групата Doxycline и Tetracycline. При бременни жени се използва нитрофуран фуразолидон. При деца се препоръчват сулфаметоксазол и триметоприм (SMZ + TMP).

Основен елемент за контрола на епидемиите е адекватното санитарно управление на отпадъчните води и санитарните условия като цяло. В този смисъл холерата е заболяване, свързано с условията на бедност.

Наличието на Vibrio cholerae В тялото се откриват лабораторни тестове като PCR, ELISA или използването на селективна културална среда.

препратки

  1. Baker-Austin, C., Trinanes, J., Gonzalez-Escalona, ​​N. and Martinez-Urtaza, J. (2017). Не-холерни вибрации: микробният барометър на изменението на климата. Trends Microbiol. 25, 76-84.
  2. Faruque, S.M., Albert, M.J., и Mekalanos, J.J. (1998). Епидемиология, генетика и екология на токсигенните Vibrio cholerae. Отзиви за микробиология и молекулярна биология.62 (4); 1301-1314.
  3. Faruque, S. M. и G. Balakrish Nair, G. B. (Eds.). (2008 г.). Vibrio cholerae Геномика и молекулярна биология. Кайстър Академик Прес. Бангладеш. 218 стр.
  4. Стъкло R.I., Черно R.E. (1992) Епидемиологията на холерата (стр. 129-154). в: Barua D., Greenough W.B. Холера. Текущи теми в инфекциозните болести. Спрингер, Бостън, Ню Йорк.
  5. Kierek, K. and Watnick, P. I. (2003). Детерминанти на околната среда за развитие на биофилма от Vibrio cholerae. Приложна и екологична микробиология. 69 (9); 5079-5088.
  6. Perez-Rosas, N. and Hazent, Т. C. (1989). Оцеляване на ситуацията Vibrio cholerae и Escherichia coli в вододел от тропически дъждовни гори. Приложна и екологична микробиология. 55 (2): 495-499.
  7. Zuckerman, J.N., Rombo, L. and Fisch, A. (2017). Истинската тежест и риск от холера: последици за превенцията и контрола. Ланцетът. Преглед на инфекциозните болести. 7 (8): 521-530.