CLOSTRIDIUM BOTULINUM: CHARAKTERYSTYKA, MORFOLOGIA, SIEDLISKO - BIOLOGIA - 2025

Clostridium botulinum jest Gram-dodatnie bakterie należące do rodzaju Clostridium szerokości. Jest to jedna z najlepiej zbadanych bakterii z tej grupy. Po raz pierwszy został wyizolowany przez Emile'a Van Ermengena w 1896 roku.

C. botulinum wytwarza szereg toksyn, które są wysoce patogenne dla ludzi. Te toksyny generują patologię ogólnie nazywaną botulizmem.

Przedstawienie Clostridium botulinum. Źródło: od dostawców treści: CDC, za pośrednictwem Wikimedia Commons

W przypadku zdiagnozowania zatrucia jadem kiełbasianym obowiązkowo należy zgłosić to właściwym organom służby zdrowia, aby podjęły niezbędne kroki i zapobiegły zakażeniu innych osób tą samą drogą.

Podobnie toksyna botulinowa jest od kilku lat stosowana w branży chirurgii plastycznej, ponieważ jest wstrzykiwana w niewielkich ilościach i działając na mięśnie wyrazu twarzy, powoduje zniknięcie zmarszczek mimicznych.

Podobnie, był stosowany w leczeniu niektórych schorzeń, takich jak kurcz powiek i zez. Zdecydowanie Clostridium botulinum to bakteria bez półśrodków, może być bardzo szkodliwa i toksyczna lub bardzo korzystna dla jednostki.

Taksonomia

Klasyfikacja taksonomiczna Clostridium botilinum jest następująca:

Domena: Bakterie

Oddział: Firmicutes

Klasa: Clostridia

Zamówienie: Clostridiales

Rodzina: Clostridiaceae

Rodzaj: Clostridium

Gatunek: Clostridium botulinum

Morfologia

Clostridium botulinum to bakteria w kształcie pałeczki z zaokrąglonymi krawędziami. Mierzy 0,5 - 2 mikrony szerokości i 1,6 - 2,2 mikrona długości. Nie ma otaczającej go kapsuły.

Jego ściana komórkowa składa się z grubej warstwy peptydoglikanu, a także kwasu teichojowego i lipotejchojowego.

Jego materiał genetyczny jest skondensowany w okrągłym chromosomie. To jedna z największych w grupie bakterii Gram-dodatnich.

Różne badania wydają się wskazywać, że długość wynika z faktu, że zawiera dużą liczbę genów regulujących proces sporulacji, a także syntezę toksyn wytwarzanych przez tę bakterię.

W kulturach obserwuje się kolonie o białawym kolorze, okrągłym kształcie, z dobrze określonymi granicami.

Charakterystyka ogólna

Jest gram dodatni

Bakteria ta nabiera fioletowego koloru po zastosowaniu techniki barwienia Grama. Dzieje się tak, ponieważ ma grubą warstwę złożoną z peptydoglikanu. Ten związek ma szczególną strukturę, która zatrzymuje cząsteczki pigmentu.

To jest beztlenowe

Clostridium botulinum jest organizmem ściśle beztlenowym. Rozwija się wyraźnie w środowiskach beztlenowych (brak tlenu). Tlen jest toksyczny dla bakterii, więc nie może mieć kontaktu z tym pierwiastkiem chemicznym.

Wytwarza toksyny

Toksyny syntetyzowane przez Clostridium botulinum są znane jako toksyny botulinowe. W sumie istnieje osiem toksyn tego typu, które są podane przez podtypy bakterii, a mianowicie: A, B, C1, C2, D, E, F, G, H. .

Toksyny botulinowe A, B i E to te, które powodują patologie u ludzi, a pozostałe powodują choroby u ptaków, ryb i innych ssaków.

Siedlisko

Clostridium botulinum to bakteria szeroko rozpowszechniona w różnorodnych środowiskach na całej planecie. Został wyizolowany głównie z gleby i osadów morskich. Ogólnie można powiedzieć, że występuje w środowiskach o małej lub zerowej dostępności tlenu.

Produkuje zarodniki

Bakterie wytwarzają zarodniki odporne na ciepło. Oznacza to, że mogą przetrwać ekstremalne temperatury, bardzo niskie lub bardzo wysokie. Te zarodniki dyfundują do wielu środowisk, a przy braku tlenu kiełkują i zaczynają wydzielać toksyny.

Jest chorobotwórczy

Zarodniki Clostridium botulinum dostają się do organizmu i kiełkują, a bakterie tam rozmnażają się i powodują uszkodzenia tkanek, głównie przewodu pokarmowego.

Warunki wzrostu

Wśród warunków wzrostu, których potrzebuje ta bakteria, można wymienić optymalną temperaturę 30 ° C i przybliżone pH 7.

Metabolizm

Clostridium botulinum to bakteria, której metabolizm opiera się na fermentacji węglowodanów i aminokwasów. Wśród fermentowanych węglowodanów są glukoza i mannoza.

Podobnie, jako produkty fermentacji możemy wymienić: kwas octowy, masłowy, izowalerianowy i propionowy.

Przedstawia szczepy proteolityczne i nieproteolityczne

W obrębie różnych dotychczas wyizolowanych szczepów Clostridium botulinum zidentyfikowano dwa typy: proteolityczne i nieproteolityczne.

Jak sama nazwa wskazuje, szczepami proteolitycznymi są te, które powodują trawienie białek, a także wytwarzają H ₂ S. Nieproteolityczne szczepy nie powodują lizy białek, a także fermentują mannozę i mają złożone wymagania żywieniowe.

Jest ujemny pod względem katalazy

Ta bakteria nie ma w swoim genomie informacji do kodowania syntezy enzymu katalazy. Dzięki temu nie może rozszczepić cząsteczki nadtlenku wodoru na wodę i tlen.

Jest indolowy ujemny

Clostridium botulinum nie ma w swoim DNA genów kodujących syntezę enzymów tryptofanazy. Z tego powodu nie jest w stanie rozbić grupy indolowej znajdującej się w strukturze aminokwasu tryptofanu.

To kolejny z testów biochemicznych wykonywanych w laboratorium w celu identyfikacji i różnicowania bakterii.

Nie redukuje azotanów

Bakteria ta nie syntetyzuje enzymu reduktazy azotanowej, więc nie może przeprowadzać reakcji chemicznych, które obejmują redukcję azotanów do azotynów.

Hydrolizuje żelatynę

Dzięki temu, że syntetyzuje grupę enzymów zwanych żelatynazami, w kulturach docenia się, że mogą powodować upłynnienie żelatyny. Wokół kolonii widać przezroczystą aureolę, jednoznaczny dowód na to, że proces ten miał miejsce.

Patogeneza

Jak wspomniano powyżej, Clostridium botulinum wytwarza kilka rodzajów toksyn, w zależności od podtypów. Spośród nich te, które powodują pewną patologię u ludzi, to A, B, E i E.

Zarodniki tej bakterii przeżywają różne warunki środowiskowe i kiełkują w odpowiednich warunkach (niska zawartość tlenu). Toksyna botulinowa została wyizolowana z różnych produktów spożywczych, takich jak żywność w puszkach, niektóre produkty mięsne, takie jak kiełbasy, oraz z warzyw, takich jak grzyby i buraki.

Najczęstszym sposobem, w jaki zarodnik dostaje się do organizmu, jest spożycie, spożycie żywności niezgodnej z odpowiednimi środkami sanitarnymi. Inną formą wejścia, ale znacznie mniej powszechną, jest rana lub uraz.

Kiedy toksyna dostanie się do organizmu, kierowana jest w kierunku zakończeń nerwowych, a konkretnie w kierunku przestrzeni synaptycznej. Tam wchodzi do komórki neuronalnej Już wewnątrz neuronu hamuje wydzielanie neuroprzekaźnika acetylocholiny, powodując wiotkie porażenie mięśni.

Choroby

Choroba wywoływana przez bakterię Clostridium botulinum jest znana jako botulizm. Jest podzielony na trzy typy:

• Botulizm pokarmowy: spowodowany bezpośrednim spożyciem toksyn bakterii z niezdrową żywnością.
• Botulizm związany z ranami: kiedy bakterie dostają się do organizmu przez rany lub zmiany skórne.
• Niemowlęcy botulizm: występuje, gdy małe dzieci (poniżej 6 miesiąca życia) zjadają zarodniki, które kiełkują w przewodzie pokarmowym i wytwarzają bakterie w swojej postaci wegetatywnej, które uwalniają toksyny.

Objawy

Botulizm pokarmowy

Ma okres inkubacji około 12 do 36 godzin. Pojawiają się następujące objawy:

• Nadmierne zmęczenie
• Trudności w opanowaniu mięśni mowy i połykania
• Niewyraźne widzenie
• Suchość w ustach
• Opadające powieki
• Problemy z oddychaniem
• Biegunka
• Zaparcie
• Choroba
• Wymioty

Pacjent z botulizmem. Źródło: Herbert L. Fred, MD i Hendrik A. van Dijk (http://cnx.org/content/m14960/latest/), za pośrednictwem Wikimedia Commons

Botulizm rany

Objawy zatrucia jadem kiełbasianym są szczerze podobne do objawów zatrucia jadem pokarmowym.

• Utrata kontroli nad mięśniami mowy i połykania.
• Niewyraźne widzenie
• Problemy z oddychaniem
• Opadające powieki
• Paraliż

Niemowlęcy botulizm

Okres inkubacji około 18 do 36 godzin. Najczęstsze objawy, jakie przedstawia to:

• Zaparcie
• Słaby płacz
• Ślinienie się
• Opadające powieki
• Zmęczenie
• Niezdolność do ssania i karmienia
• Paraliż.

Diagnoza

Procedura stosowana w celu zdiagnozowania tej infekcji opiera się głównie na badaniach laboratoryjnych i założeniu kultur.

Najpierw analizuje się żywność, którą zjadła dana osoba, w poszukiwaniu bakterii. Podobnie pobiera się próbki od pacjenta, zarówno z kału, jak i surowicy krwi.

Po wykonaniu tej czynności można założyć hodowle, aby określić, czy bakterie są obecne.

Leczenie

Leczenie zależy od cech przedstawionego obrazu klinicznego. Kiedy dana osoba połknie zarodniki, które mogą uwalniać toksyny w organizmie, szuka się sposobu, aby je dezaktywować. Osiąga się to dzięki zastosowaniu zastrzyku immunoglobuliny antytoksyny.

Podejmuje się również próbę kontrolowania objawów za pomocą leków przeznaczonych do tego celu. Jeśli dolegliwości nie ustąpią, zostaje objęty drastycznym zabiegiem, przyjmując go na Oddział Intensywnej Terapii, gdzie będzie leczony bardziej aktualnymi lekami. Wreszcie pacjent musi przejść na rehabilitację, aby aktywować dotknięte mięśnie.

Bibliografia

1. Botulizm: objawy i przyczyny. Pobrane z: mayoclinic.org
2. Botulizm. Otrzymane od: medline. Gov
3. Botulizm. Pobrane z: who.int
4. Charakterystyka toksyn Clostridium botulinum i botulinum. Pobrane z: ivami.com
5. Castro, A., Hevia, R., Escobar, M., Rubio J., Mena, O. and Riverón A. (2004). Botulizm: aspekty kliniczne i epidemiologiczne oraz opisy przypadków. Raport techniczny z nadzoru. 8 ust. 5.
6. Clostridium botulinum. Źródło: microbewiki.com
7. Shapiro, R., Hatheway, C. and Swerdlow, D. (1998). Botulizm w Stanach Zjednoczonych: przegląd kliniczny i epidemiologiczny. Pobrane z: annals.org
8. Sugiyama, H. (1980). Neurotoksyna Clostridium botulinum. Recenzje mikrobiologiczne. 44 ust. 3. 419- 448.