VIBRIO CHOLERAE: YPATYBĖS, MORFOLOGIJA, BUVEINĖ - BIOLOGIJA - 2025

Vibrio cholerae yra fakultatyvinė, žvynelinė, gramneigiama anaerobinė bakterija. Ši rūšis yra žmonių choleros ligos priežastis. Ši žarnyno liga sukelia stiprų viduriavimą ir netinkamai prižiūrint gali sukelti mirtį. Tai sukelia daugiau nei 100 000 mirčių per metus, daugiausiai vaikų.

Cholera perduodama per užterštą maistą ir vandenį arba per asmeninius kontaktus. Gydymas apima rehidratacijos terapiją ir specifinius antibiotikus. Yra gana sėkmingų geriamųjų vakcinų.

Vibrio cholerae, matomas po perdavimo elektroniniu mikroskopu. Tomas Kirnas, Ronas Tayloras, Louisa Howard - „Dartmouth“ elektroninių mikroskopų priemonė (http://remf.dartmouth.edu/imagesindex.html) per „Wikimedia Commons“

Bendrosios savybės

Vibrio cholerae yra vienaląstis organizmas, turintis ląstelės sienelę. Ląstelės siena yra plona, ​​sudaryta iš peptidoglikano tarp dviejų fosfolipidų membranų. Jis gyvena vandens aplinkoje, ypač žiočių ir tvenkinių, susijusių su planktonu, dumbliais ir gyvūnais. Yra žinomi du biotipai ir keli serotipai.

Bioplėvelės

Bakterija yra vandens telkiniuose esančio bakterioflanktono dalis tiek laisvos formos (vibruose), tiek plonose plėvelėse (bioplėvelėse) ant organinių paviršių.

Šiuos bioplėveles sudaro bakterijų grupės, apsuptos vandens kanalų. Bio plėvelės sukibimas yra įmanomas dėl polisacharidų gamybos iš išorinės membranos.

Genai

Vibrio cholerae turi dvi chromosomas plazmidžių pavidalu. Patogeninės veislės turi genus, koduojančius choleros toksino (KT) gamybą.

Be to, jie apima vadinamojo kolonizacijos faktoriaus genus. Piliules bendrai reguliuoja toksinas (TCP) ir reguliavimo baltymas (ToxR). Šis baltymas kartu reguliuoja CT ir TCP raišką. Dalį genetinės informacijos, koduojančios šiuos patogeniškumo faktorius, teikia bakteriofagai.

Genomas

Jos genomą sudaro 4,03 Mb, pasiskirstę į dvi nevienodo dydžio chromosomas. Viso V. cholerae O1 padermės N16961 DNR seka yra žinoma.

Organizuotos sekos 1 chromosomoje atrodo atsakingos už įvairius procesus. Tarp jų - DNR dauginimas, ląstelių dalijimasis, genų transkripcija, baltymų transliacija ir ląstelių sienelių biosintezė.

Ant 2 chromosomos sintezuojami ribosomų baltymai, atsakingi už cukraus, jonų ir anijonų pernešimą, cukrų metabolizmą ir DNR remontą.

Šioje bakterijoje buvo aptikti mažiausiai septyni bakteriofagai arba gijiniai fagai. Fagai yra parazitiniai bakterijų virusai. „Phage CTX“ sudaro dalį sekos, koduojančios choleros toksino (KT) sintezę. Taip yra dėl lizogeninės konversijos,

Trumpai tariant, tam tikrų Vibrio cholerae padermių patogeniškumas priklauso nuo sudėtingos patogeninių veiksnių genetinės sistemos. Tarp jų piliulės kolonizacijos faktorius, kurį kartu reguliuoja toksinas (TCP), ir reguliavimo baltymas (ToxR), kuris kartu reguliuoja CT ir TCP raišką.

Užteršimas

Kai žmonės vartoja užterštą maistą ar vandenį, bakterijos patenka į jų virškinimo sistemą. Patekęs į plonąją žarną, jis masiškai prilimpa prie epitelio.

Patekęs į organizmą, jis išskiria toksiną, sukeldamas viduriavimą sukeliančius biocheminius procesus. Šioje aplinkoje bakterijos maitinasi ir dauginasi, per išmatas patekdamos į aplinką. Jos reprodukcija vyksta per dvi dalis.

Filogenija ir taksonomija

Vibrio gentis apima daugiau nei 100 aprašytų rūšių. Iš jų 12 žmonių sukelia ligas. Tai priklauso bakterijų sričiai, proteobakterijų prieglaudai (gama grupei), vibrionales tvarka, Vibrionaceae šeimai.

Vibrio cholerae yra rūšis, tiksliai apibrėžta atliekant biocheminius ir DNR tyrimus. Testas teigiamas dėl katalazės ir oksidazės; ir nefermentuoja laktozės.

Italų gydytojas Filippo Pacini pirmasis išskyrė choleros bakterijas 1854 m. Pacini davė jai mokslinį pavadinimą ir įvardijo kaip priežastinį ligos sukėlėją.

Yra žinoma daugiau nei 200 Vibrio cholerae serogrupių, tačiau iki šiol tik 01 ir 0139 yra toksiškos. Kiekvieną serogrupę galima suskirstyti į skirtingas antigenines formas arba serotipus. Tarp jų yra Ogawa ir Inaba arba skirtingi biotipai, tokie kaip klasikinis ir tor.

Morfologija

Vibrio cholerae yra 1,5–2 μm ilgio ir 0,5 μm pločio bacila (lazdelės ar lazdelės formos bakterijos). Jis turi vieną žiedlapį, esantį viename iš jo polių. Jis turi citoplazminę membraną, supintą plona peptidoglikano siena.

Išorinė membrana turi sudėtingesnę struktūrą, kurią sudaro fosfolipidai, lipoproteinai, lipopolisaharidai ir polisacharidų grandinės.

Išorinė membrana išsikiša į polisacharidų grandines, kurios atsakingos už bakterijų sukibimą ir sudaro bioplėveles.

Be to, kartu su ląstelės siena, ji apsaugo citoplazmą nuo tulžies druskų ir hidrolizinių fermentų, kuriuos gamina žmogaus žarnynas.

Buveinė

Jis užima dvi labai skirtingas buveines: vandens aplinką ir žmogaus žarnas. Laisvojoje fazėje Vibrio cholerae klesti šiltuose, mažai druskinguose vandenyse.

Jis gali gyventi upėse, ežeruose, tvenkiniuose, upių žiotyse arba jūroje. Tai yra endeminė Afrikoje, Azijoje, Pietų Amerikoje ir Centrinėje Amerikoje. Tada jis kaip parazitas gyvena žmonių plonojoje žarnoje.

Bakterija randama net atogrąžų paplūdimių vietose, vandenyse, kuriuose druskingumas yra 35%, o temperatūra - 25 ° C.

Buvo pranešta apie patogeninių Vibrio cholerae buvimą sausringose ​​zonose ir Afrikos vidaus vandenyse. Tai rodo, kad rūšys gali išgyventi esant daug didesniems buveinių pokyčiams, nei manyta anksčiau.

Kai kurie tyrimai rodo, kad Vibrio cholerae yra laukinė bakterija, randama gėlo vandens telkiniuose atogrąžų miškuose.

Dauginimasis ir gyvenimo ciklas

Būdama bakterija, ji dauginasi dvejetainiu dalijimusi ar dalijimusi. Vibrio cholerae išlieka vandenyje kaip laisvieji planktoniniai virpesiai ar agregatai.

Vibro augalų agregatai sudaro biofilmus fitoplanktone, zooplanktone, vabzdžių kiaušinių masėse, egzoskeletuose, detrituose ir net ant vandens augalų. Jie naudoja chitiną kaip anglies ir azoto šaltinį.

Bioplėveles sudaro sukrautos bakterijos, apsuptos vandens kanalų, pritvirtintos viena prie kitos ir prie substrato gaminant išorinius polisacharidus. Tai yra plonas, želatininis bakterijų sluoksnis.

Aplinkos virpesius praryja vartodami užterštą maistą ar vandenį. Patekusios į virškinimo sistemą, bakterijos kolonizuoja plonosios žarnos epitelį.

Vėliau vibrio jungiasi prie gleivinės pilis ir specializuoti baltymai. Tada prasideda jo dauginimasis ir choleros toksino sekrecija. Šis toksinas skatina viduriavimą, kai bakterijos vėl patenka į išorinę aplinką.

Mityba

Ši bakterija metabolizuojama remiantis gliukozės fermentacija. Būdamas laisvas, jis gauna maistą anglies ir azoto pavidalu iš įvairių organinių šaltinių. Kai kurie iš jų yra chitinas arba anglis, kuriuos iš fitoplanktono išskiria dumbliai.

Geležies pasisavinimui rūšis gamina sideroforinį vibriobaktiną. Vibriobaktinas yra geležį sudarantis junginys, kuris tirpina šį mineralą ir leidžia jį absorbuoti aktyviu transportu.

Vandens aplinkoje jis atlieka svarbias funkcijas, susijusias su mityba ekosistemoje. Prisideda prie organinių anglies ir mineralinių maistinių medžiagų remineralizacijos.

Kita vertus, tai yra bakterijos. Visa tai suteikia jai svarbų bakteriolanktono vaidmenį vandens ekosistemų mikrobinėse kilpose ar mikrobiniuose maisto tinkluose.

Vibrio cholerae vykdo pagrindinius procesus, kad virškintų savo maistą lauke, per medžiagas, kurias jis išskiria. Šis mechanizmas yra panašus į kitų bakterijų.

Rūšis veikia substratą ir taip ištirpsta jo mitybai būtini mineraliniai elementai, kurie vėliau absorbuojami. Be to, ieškodami ir perdirbdami maistą jie puola kitas bakterijas. Jie gali pulti tas pačias rūšis, bet ne savo kamieną.

Norėdami sunaikinti kitas bakterijas, V. cholerae naudoja mechanizmą, vadinamą VI tipo sekrecijos sistema (T6SS). Ši sistema yra panaši į harpūną, kuris prasiskverbia pro kitų gramneigiamų bakterijų ląstelių sienelę, priversdamas jas mirti.

Taigi tampa įmanoma gauti šių bakterijų maistinius junginius. T6SS yra panaši į sistemą, kurią bakteriofagai naudoja savo genetinei informacijai inokuliuoti į bakterijų ląsteles. Šią sistemą taip pat gali naudoti „Vibrio cholerae“, kad inkstuotų savo toksiną epitelio ląstelėse.

Patogenai

Užkrato pernešimas

Bakterijos per užterštą vandenį, daiktus ar maistą perduodamos išmatų ir burnos būdu kiekvienam asmeniui. Cholera yra sprogstamoji, kai ji atsiranda populiacijoje be išankstinio imuniteto.

Ilgus metus buvo manoma, kad pagrindinis ligos perdavimo būdas yra užteršto vandens patekimas. Šiandien žinoma, kad yra maisto produktų, kurie gali būti Vibrio cholerae perdavimo priemonės. Kai kurie iš šių maisto produktų yra: moliuskai, austrės, midijos, krevetės ir krabai.

Norint, kad sveikas individas susirgtų maždaug 10 ⁵ - 10 ⁸ bakterijomis, reikalinga didelė užkrato dozė . Tačiau susilpnėjusiems ar nepakankamai maitinantiems asmenims užtenka daug mažesnio užkrato kiekio. Ligos inkubacinis periodas svyruoja nuo 6 valandų iki 5 dienų.

epidemiologija

Nors yra informacijos apie choleros epidemijas nuo XIV amžiaus, pirmosios užfiksuotos pandemijos atsirado XIX amžiaus pradžioje. 1817–1923 m. Įvyko bent šešios žinomos choleros pandemijos, kurias sukėlė klasikinis Vibrio cholerae biotipas.

Ši pandemijų serija prasidėjo iš Indijos, daugiausia iš Gango upės deltos. Pasiekęs Vidurinius Rytus, jis išplėtė iš ten į Europą. Kitas įvažiavimo į Europą maršrutas buvo Viduržemio jūra per karavanus iš Arabijos. Iš Europos ji atkeliavo į Ameriką.

Nuo 1923 iki 1961 m. Nuo šios ligos nebuvo pandemijos ir buvo žinomi tik lokalūs choleros atvejai. Nuo 1961 m. Jis vėl atsirado su nauju biotipu, pavadinimu „Tor“, kuris sukėlė septintąją pandemiją.

Nuo 1990 m. Buvo nustatyta daugiau kaip 200 serogrupių ir netipiškų Tor formų. 1991 m. Įvyko aštuntoji choleros pandemija. Šiuo metu choleros atvejai daugiausia apriboti Afrikos į pietus nuo Sacharos, Indijos, Pietryčių Azijos ir kai kuriuose Karibų jūros regionuose. Šiuose regionuose ji tapo endeminė.

Veiksmo forma

Bakterijos gamina kelis toksinus, tačiau klasikinius dehidratuojančius viduriavimo ligos simptomus sukelia choleros enterotoksinas (TC).

Jį sudaro netoksiškas B subvienetas ir fermentiškai aktyvus A subvienetas. B subvienetas veikia plonosios žarnos epitelinių ląstelių receptorius. A subvienetas aktyvina adenilato ciklazę.

Enterotoksinas jungiasi su žarnyno gleivinės ląstelėmis per bakterijas ir sukelia viduriavimą bei dehidrataciją, aktyvuodamas fermento adenilato ciklazę.

Dėl to padidėja tarpląstelinio ciklinio adenozino monofosfato gamyba, dėl kurio gleivinės ląstelės pumpuoja didelius kiekius vandens ir elektrolitų.

Vibrio cholerae išskiria kitus toksinus, tokius kaip ZOT ir ACE. Jie veikia neutralizuodami imuninės sistemos ląsteles, galinčias pašalinti virpesius (IgG atvejis). Jie taip pat gali neutralizuoti choleros enterotoksiną (IgA atvejis).

Simptomai ir gydymas

Simptomai yra šie: hipovoleminis šokas, vėmimas, viduriavimas, acidozė, raumenų mėšlungis, sausa oda, stiklinės ar užmerktos akys, didelis širdies ritmas, letargija ir mieguistumas.

Endeminėse vietose bakterijoms buvo nustatyta žmonių, artimų žmonių, sergančių cholera, buvimas. Pacientams nėra matomų ligos simptomų, rodančių asimptominių asmenų buvimą.

Choleros galima išvengti, ir yra geriamųjų vakcinų, kurios veiksmingos nuo ligos iki 60–66 proc. Tačiau protrūkius gali sukelti natūralūs įvykiai arba žmonės. Tai įvyksta užteršiant vandenį arba pažeidus prieigą prie saugaus vandens ir sanitarinių sąlygų.

Tinkama ir savalaikė rehidratacijos terapija gali sumažinti mirtingumą iki mažiau nei 1%. Gydymas antibiotikais gali sumažinti vibrio išsiskyrimą. Tačiau nė viena iš šių gydymo priemonių reikšmingai nepakeitė ligos plitimo.

Antibiotikai, dažniausiai naudojami suaugusiesiems, yra doksiciklino ir tetraciklino grupės. Nitrofuranas Furazolidonas vartojamas nėščioms moterims. Vaikams rekomenduojama vartoti sulfametoksazolą ir trimetoprimą (SMZ + TMP).

Pagrindinis epidemijų kontrolės elementas yra tinkamas kanalizacijos ir apskritai sanitarinių sąlygų sanitarinis valdymas. Šia prasme cholera yra liga, susijusi su skurdo sąlygomis.

Vibrio cholerae buvimas organizme nustatomas atliekant laboratorinius tyrimus, tokius kaip PGR, ELISA testas arba selektyviosios terpės.

Nuorodos

1. Baker-Austin, C., Trinanes, J., Gonzalez-Escalona, ​​N. ir Martinez-Urtaza, J. (2017). Ne choleros virpesius: mikrobų barometras nuo klimato pokyčių. Mikrobiolio tendencijos. 25, 76–84.
2. Faruque, SM, Albert, MJ, ir Mekalanos, JJ (1998). Toksigeninių Vibrio cholerae epidemiologija, genetika ir ekologija. Mikrobiologijos ir molekulinės biologijos apžvalgos.62 (4); 1301–1314.
3. Faruque, SM ir G. Balakrish Nair, GB (Red.). (2008). Vibrio cholerae. Genomika ir molekulinė biologija. Caister Academic Press. Bangladešas. 218 psl.
4. Glass RI, Black RE (1992) Choleros epidemiologija (p. 129-154). In: Barua D., Greenough WB (red.) Cholera. Aktualios infekcinių ligų temos. „Springer“, Bostonas, Niujorkas.
5. Kierek, K. ir Watnick, PI (2003). Vibrio cholerae biofilmo vystymąsi lemiantys aplinkos veiksniai. Taikomoji ir aplinkos mikrobiologija. 69 (9); 5079-5088.
6. Perezas-Rosasas, N. ir Hazentas, TC (1989). Esant Vibrio cholerae ir Escherichia coli išgyvenimui atogrąžų lietaus miško baseine. Taikomoji ir aplinkos mikrobiologija. 55 (2): 495–499.
7. Zuckermanas, J. N., Rombo, L. ir Fischas, A. (2017). Tikroji choleros našta ir rizika: pasekmės prevencijai ir kontrolei. Lancetas. Infekcinių ligų apžvalga. 7 (8): 521–530.