Clostridium tetani - Clostridium tetani

Clostridium tetani
Clostridium tetani 01.png
Clostridium tetani tvořící spory
Vědecká klasifikace
Doména:
Bakterie
Kmen:
Firmicutes
Třída:
Clostridia
Objednat:
Clostridiales
Rodina:
Clostridiaceae
Rod:
Clostridium
Druh:
C. tetani
Binomické jméno
Clostridium tetani
Flügge, 1881

Clostridium tetani je běžná půdní bakterie a původce tetanus. Při pěstování v půdě C. tetani je ve tvaru tyče a až 2,5 μm dlouho. Při formování výtrusy, C. tetani se na jednom konci podstatně zvětší a připomíná a tenisová raketa nebo paličku. C. tetani spory jsou extrémně odolné a lze je najít globálně v půdě nebo v gastrointestinální trakt zvířat. Pokud je naočkován do rány, C. tetani může růst a produkovat silný toxin, tetanospasmin, který interferuje s motorickými neurony a způsobuje tetanus. Účinku toxinu lze zabránit pomocí toxoid tetanu vakcíny, které se často podávají dětem po celém světě.

Vlastnosti

Schéma C. tetani zobrazující samotnou bakterii s produkcí spór a samotnou sporu

C. tetani je ve tvaru tyče, Grampozitivní bakterie, obvykle až 0,5 μm široký a 2,5 μm dlouhý.[1] Je to pohyblivé prostřednictvím různých bičíky které obklopují jeho tělo.[1] C. tetani nemůže růst v přítomnosti kyslíku.[1] Nejlépe roste při teplotách od 33 do 37 ° C.[1]

Při vystavení různým podmínkám C. tetani může vrhnout bičíky a vytvořit a výtrus.[1] Každá buňka může tvořit jednu sporu, obvykle na jednom konci buňky, což jí dává charakteristický tvar paličky.[1] C. tetani spory jsou extrémně odolné a odolné vůči teplu, různé antiseptika a vaří se několik minut.[2] Spory mají dlouhou životnost a jsou celosvětově distribuovány v půdách i ve střevech různých hospodářských zvířat a společenských zvířat.[3]

Vývoj

C. tetani je zařazen do rodu Clostridium, široká skupina více než 150 druhů grampozitivních bakterií.[3] C. tetani spadá do shluku téměř 100 druhů, které jsou si navzájem bližší než kterékoli jiné rody.[3] Tato skupina zahrnuje další patogenní Clostridium druhy jako C. botulinum a C. perfringens.[3] Nejbližší příbuzný C. tetani je C. kochleárium.[3] jiný Clostridium druhy lze rozdělit do několika geneticky příbuzných skupin, z nichž mnohé jsou více spjaty s příslušníky jiných rodů, než jsou C. tetani.[3] Mezi příklady patří lidský patogen C. difficile, který je více příbuzný členům rodu Peptostreptococcus než do C. tetani.[4]

Role v nemoci

Muž trpící svalovými křečemi z tetanu, maloval Charles Bell v roce 1809

Zatímco C. tetani je často benigní v půdě nebo ve střevních traktu zvířat, může někdy způsobit závažné onemocnění tetanus. Onemocnění obvykle začíná spórami, které se dostávají do těla ranou.[5] V případě hlubokých ran, jako jsou poranění po vpichu nebo znečištěné injekci jehlou, kombinace smrt tkáně a omezené vystavení povrchovému vzduchu může mít za následek prostředí s velmi nízkým obsahem kyslíku, což umožňuje C. tetani spory do klíčit a růst.[2] Tak jako C. tetani roste v místě poranění, uvolňuje toxiny tetanolysin a tetanospasmin jak buňky lyžují.[1] Funkce tetanolysinu je nejasná, i když může pomoci C. tetani k prokázání infekce v ráně.[6][1] Tetanospasmin („tetanový toxin“) je jedním z nejúčinnějších známých toxinů s odhadovanou letální dávkou nižší než 2,5 nanogramy na kilogram tělesné hmotnosti a odpovídá za příznaky tetanu.[6][1] Tetanospasmin se šíří prostřednictvím lymfatický systém a krevního oběhu v celém těle, kde je přijímán do různých částí nervový systém.[6] V nervovém systému působí tetanospasmin blokováním uvolňování inhibitoru neurotransmitery glycin a kyselina gama-aminomáselná na motorický nerv konce.[5] Tato blokáda vede k rozsáhlé aktivaci motorické neurony a křeče svalů v celém těle.[6] Tyto svalové křeče obvykle začínají v horní části těla a pohybují se dolů, počínaje asi 8 dní po infekci kleště, následované křečemi břišních svalů a končetin.[5][6] Svalové křeče trvají několik týdnů.[6]

Gen kódující tetanospasmin se nachází na a plazmid nesen mnoha kmeny C. tetani; kmeny bakterií bez plazmidu nejsou schopné produkovat toxin.[1][5] Funkce tetanospasminu v bakteriální fyziologii není známa.[1]

Léčba a prevence

C. tetani je náchylný k řadě antibiotika, počítaje v to chloramfenikol, klindamycin, erythromycin, penicilin G., a tetracyklin.[3] Užitečnost léčby C. tetani infekce antibiotiky zůstává nejasná.[1] Místo toho je tetanus často léčen imunoglobulin proti tetanu navázat cirkulující tetanospasmin.[6] Dodatečně, benzodiazepiny nebo svalové relaxanci může být podán ke snížení účinků svalových křečí.[1]

Poškození od C. tetani infekci se obecně předchází podáním a vakcína proti tetanu sestávající z tetanospasminu inaktivovaného formaldehyd, nazývaný tetanový toxoid.[1] To se komerčně dosahuje pěstováním velkého množství C. tetani v fermentory, poté čištění toxinu a inaktivace ve 40% formaldehydu po dobu 4-6 týdnů.[1] Toxoid je obvykle podáván společně s difterický toxoid a nějaká forma vakcína proti černému kašli tak jako Vakcína DPT nebo DTaP.[6] To se podává v několika dávkách rozložených na měsíce nebo roky, aby se vyvolala imunitní odpověď, která chrání hostitele před účinky toxinu.[6]

Výzkum

C. tetani lze pěstovat na různých anaerobních látkách růstová média jako thioglykolátové médium, kaseinová hydrolyzátová média, a krevní agar.[1] Kultury rostou obzvláště dobře na médiu při neutrálním až zásaditém pH, doplněném o redukční činidla.[1] Genom a C. tetani byl sekvenován kmen obsahující 2,80 milionu základní páry s 2 373 geny kódujícími proteiny.[7]

Dějiny

Klinické popisy tetanu spojeného s ranami se nacházejí přinejmenším již ve 4. století BCE, v Hippokrates ' Aforismy.[8] První jasná souvislost s půdou byla v roce 1884, kdy Arthur Nicolaier ukázaly, že u zvířat injikovaných do vzorků půdy se vyvine tetanus.[6] V roce 1889 C. tetani byl izolován od lidské oběti uživatelem Kitasato Shibasaburō, který později ukázal, že organismus může při vstřikování do zvířat vyvolat onemocnění a že toxin lze neutralizovat specifickými protilátky. V roce 1897 Edmond Nocard ukázaly, že indukuje tetanový antitoxin pasivní imunita u lidí, a mohly by být použity pro profylaxe a léčba.[6] v první světová válka, injekce tetanu antisérum z koní byl široce používán jako profylaxe proti tetanu u zraněných vojáků, což vedlo k dramatickému poklesu případů tetanu v průběhu války.[9] Moderní metodu inaktivace toxinu tetanu formaldehydem vyvinula Gaston Ramon ve 20. letech 20. století; to vedlo k vývoji vakcíny proti tetanu toxoidu P. Descombey v roce 1924, která byla široce používána k prevenci tetanu vyvolaného bitevními ranami během druhé světové války.[6]

Reference

  1. ^ A b C d E F G h i j k l m n Ó p q Roper MH, Wassilak SG, Tiwari TS, Orenstein WA (2013). „33 - Tetanový toxoid“. Vakcíny (6. vyd.). Elsevier. 746–772. doi:10.1016 / B978-1-4557-0090-5,00039-2. ISBN  9781455700905.
  2. ^ A b Pottinger P, Reller B, Ryan KJ, Weissman S (2018). „Kapitola 29: Clostridium, Bacteroides, and Other Anaerobes ". In Ryan KJ (ed.). Sherris Medical Microbiology (7 ed.). McGraw-Hill Education. ISBN  978-1-259-85980-9.
  3. ^ A b C d E F G Rainey FA, ​​Hollen BJ, Small AM (2015). „Clostridium“. Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria. John Wiley & Sons. str. 104–105. doi:10.1002 / 9781118960608.gbm00619. ISBN  9781118960608.
  4. ^ Stackebrandt E, Rainey FA (1997). „Kapitola 1 - Fylogenetické vztahy“. In Rood JI, McClane BA, Songer JG, Titball RW (eds.). Clostridia: Molekulární biologie a patogeneze. s. 3–19. doi:10.1016 / B978-012595020-6 / 50003-6.
  5. ^ A b C d Todar K (2005). „Patogenní Clostridia, včetně botulismu a tetanu“. Todarova online učebnice bakteriologie. p. 3. Citováno 24. června 2018.
  6. ^ A b C d E F G h i j k l Hamborsky J, Kroger A, Wolfe C, eds. (2015). „Kapitola 21: Tetanus“. Růžová kniha - epidemiologie a prevence nemocí, kterým lze předcházet očkováním (13 ed.). Centra USA pro kontrolu a prevenci nemocí. str. 341–352. Citováno 24. června 2018.
  7. ^ Bruggemann H, Baumer S, Fricke WF, Wiezer A, Liesegang H, Decker I, Herzberg C, Martinez-Arias R a kol. (Únor 2003). „Sekvence genomu Clostridium tetani, původce choroby tetanu“ (PDF). Proc Natl Acad Sci U S A. 100 (3): 1316–1321. doi:10.1073 / pnas.0335853100. PMC  298770. PMID  12552129.
  8. ^ Pearce JM (1996). „Notes on tetanus (lockjaw)“. Časopis neurologie, neurochirurgie a psychiatrie. 60 (3): 332. doi:10.1136 / jnnp.60.3.332. PMC  1073859. PMID  8609513.
  9. ^ Wever PC, Bergen L (2012). „Prevence tetanu během první světové války“ (PDF). Lékařské humanitní obory. 38 (2): 78–82. doi:10.1136 / medhum-2011-010157. PMID  22543225. S2CID  30610331.

externí odkazy