Clostridium tetani - Clostridium tetani

Clostridium tetani
Clostridium tetani 01.png
Clostridium tetani образование спор
Научная классификация
Домен:
Бактерии
Тип:
Фирмикуты
Класс:
Clostridia
Заказ:
Clostridiales
Семья:
Clostridiaceae
Род:
Clostridium
Разновидность:
C. tetani
Биномиальное имя
Clostridium tetani
Флюгге, 1881 г.

Clostridium tetani обычная почвенная бактерия и возбудитель столбняк. При выращивании в почве C. tetani является стержневидный и до 2,5 мкм длинный. Однако при формировании споры, C. tetani становится значительно увеличенным с одного конца, напоминая теннисная ракетка или голень. C. tetani споры чрезвычайно выносливы и могут быть найдены во всем мире в почве или в желудочно-кишечный тракт животных. При попадании в рану C. tetani может расти и производить сильный токсин, тетаноспазмин, который влияет на двигательные нейроны, вызывая столбняк. Действие токсина можно предотвратить с помощью столбнячный анатоксин вакцины, которые часто вводят детям во всем мире.

Характеристики

Схема C. tetani показывая только бактерию, при этом образуется спора, и только спора

C. tetani это стержневидный, Грамположительные бактерии обычно до 0,5 мкм в ширину и 2,5 мкм в длину.[1] Он подвижен за счет различных жгутики которые окружают его тело.[1] C. tetani не может расти в присутствии кислорода.[1] Лучше всего растет при температуре от 33 до 37 ° C.[1]

При воздействии различных условий, C. tetani может сбрасывать жгутики и образовывать спора.[1] Каждая клетка может образовывать одну спору, обычно на одном конце клетки, что придает клетке характерную форму голени.[1] C. tetani споры чрезвычайно морозостойки и устойчивы к жаре, различным антисептики, и кипятить несколько минут.[2] Споры являются долгоживущими и распространяются по всему миру в почве, а также в кишечнике различных домашних и домашних животных.[3]

Эволюция

C. tetani относится к роду Clostridium, широкая группа из более чем 150 видов грамположительных бактерий.[3] C. tetani попадает в группу из почти 100 видов, которые более тесно связаны друг с другом, чем с любым другим родом.[3] В этот кластер входят другие патогенные Clostridium такие виды, как C. botulinum и C. perfringens.[3] Ближайший родственник C. tetani является С. cochlearium.[3] Другой Clostridium виды могут быть разделены на ряд генетически связанных групп, многие из которых более тесно связаны с представителями других родов, чем с ними. C. tetani.[3] Примеры этого включают патоген человека C. difficile, который более тесно связан с представителями рода Пептострептококк чем C. tetani.[4]

Роль в болезни

Мужчина, страдающий мышечными спазмами от столбняка, нарисованный Чарльз Белл в 1809 г.

Пока C. tetani часто бывает доброкачественным в почве или в кишечнике животных, иногда может вызывать тяжелое заболевание столбняк. Заболевание обычно начинается со спор, попадающих в организм через рану.[5] При глубоких ранах, например, от прокола или инъекции зараженной иглой, комбинация смерть ткани и ограниченное воздействие приземного воздуха может привести к очень низкому содержанию кислорода в окружающей среде, что позволяет C. tetani споры в прорастать и расти.[2] В качестве C. tetani разрастается на месте раны, высвобождает токсины тетанолизин и тетаноспазмин поскольку клетки лизируются.[1] Функция тетанолизина неясна, хотя может помочь C. tetani чтобы установить инфекцию в ране.[6][1] Тетаноспазмин («столбнячный токсин») - один из самых сильнодействующих известных токсинов с расчетной летальной дозой менее 2,5. нанограммы на килограмм веса тела и отвечает за симптомы столбняка.[6][1] Тетаноспазмин распространяется через лимфатическая система и кровоток по всему телу, где он попадает в различные части нервная система.[6] В нервной системе тетаноспазмин действует, блокируя высвобождение ингибитора. нейротрансмиттеры глицин и гамма-аминомасляная кислота в двигательный нерв концовки.[5] Эта блокада приводит к повсеместной активации двигательные нейроны и судороги мышц по всему телу.[6] Эти мышечные спазмы обычно начинаются в верхней части тела и переходят вниз примерно через 8 дней после заражения тризм с последующим спазмом мышц живота и конечностей.[5][6] Мышечные спазмы продолжаются несколько недель.[6]

Ген, кодирующий тетаноспазмин, находится на плазмида несут многие штаммы C. tetani; штаммы бактерий, лишенные плазмиды, не способны продуцировать токсин.[1][5] Функция тетаноспазмина в бактериальной физиологии неизвестна.[1]

Лечение и профилактика

C. tetani подвержен ряду антибиотики, включая хлорамфеникол, клиндамицин, эритромицин, пенициллин G, и тетрациклин.[3] Однако польза от лечения C. tetani инфекции с антибиотиками остается неясным.[1] Вместо этого столбняк часто лечат столбнячный иммунный глобулин связать циркулирующий тетаноспазмин.[6] Кроме того, бензодиазепины или миорелаксанты может быть назначен для уменьшения последствий мышечных спазмов.[1]

Ущерб от C. tetani инфекцию обычно предотвращают введением вакцина против столбняка состоящий из тетаноспазмина, инактивированного формальдегид, называемый столбнячным анатоксином.[1] Это делается на коммерческой основе путем выращивания большого количества C. tetani в ферментеры, затем очистка от токсина и инактивация в 40% формальдегиде в течение 4-6 недель.[1] Анатоксин обычно назначают вместе с дифтерийный анатоксин и какая-то форма вакцина против коклюша так как Вакцина АКДС или DTaP.[6] Его вводят в нескольких дозах с интервалом в несколько месяцев или лет, чтобы вызвать иммунный ответ, который защищает хозяина от воздействия токсина.[6]

Исследование

C. tetani можно выращивать на различных анаэробных ростовые среды Такие как тиогликолятная среда, казеиновый гидролизат, и кровяной агар.[1] Культуры особенно хорошо растут на средах с pH от нейтрального до щелочного, с добавлением восстановители.[1] Геном C. tetani штамм секвенирован, содержащий 2,80 млн. пар оснований с 2373 генами, кодирующими белок.[7]

История

Клинические описания столбняка, связанного с ранами, встречаются, по крайней мере, еще в 4 веке. До н.э., в Гиппократ ' Афоризмы.[8] Первая четкая связь с почвой была в 1884 году, когда Артур Николайер показали, что у животных, которым вводили образцы почвы, разовьется столбняк.[6] В 1889 г. C. tetani был изолирован от человеческой жертвы Китасато Шибасабуро, которые позже показали, что этот организм может вызывать болезнь при введении животным, и что токсин может быть нейтрализован специфическими антитела. В 1897 г. Эдмонд Нокар показали, что антитоксин столбняка вызывает пассивный иммунитет у людей и может использоваться для профилактика и лечение.[6] В Первая Мировая Война, укол от столбняка антисыворотка от лошадей широко использовался в качестве профилактики столбняка у раненых солдат, что привело к резкому снижению случаев столбняка в течение войны.[9] Современный метод инактивации столбнячного токсина формальдегидом был разработан Гастон Рамон в 1920-е годы; это привело к разработке П. Декомби вакцины против столбняка в 1924 году, которая широко использовалась для предотвращения столбняка, вызванного боевыми ранениями во время Второй мировой войны.[6]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q Ропер М.Х., Василак С.Г., Тивари Т.С., Оренштейн В.А. (2013). «33 - столбнячный анатоксин». Вакцина (6 изд.). Эльзевир. С. 746–772. Дои:10.1016 / B978-1-4557-0090-5.00039-2. ISBN  9781455700905.
  2. ^ а б Поттинджер П., Реллер Б., Райан К.Дж., Вайсман С. (2018). "Глава 29: Clostridium, Bacteroides, и другие анаэробы ». В Ryan KJ (ed.). Шеррис Медицинская микробиология (7-е изд.). McGraw-Hill Education. ISBN  978-1-259-85980-9.
  3. ^ а б c d е ж грамм Рейни Ф.А., Холлен Б.Дж., Смолл А.М. (2015). «Клостридиум». Руководство Берджи по систематике архей и бактерий. Джон Вили и сыновья. С. 104–105. Дои:10.1002 / 9781118960608.gbm00619. ISBN  9781118960608.
  4. ^ Стакебрандт Э, Рейни Ф.А. (1997). «Глава 1 - Филогенетические отношения». In Rood JI, McClane BA, Songer JG, Titball RW (ред.). Клостридии: молекулярная биология и патогенез. С. 3–19. Дои:10.1016 / B978-012595020-6 / 50003-6.
  5. ^ а б c d Тодар К (2005). «Патогенные клостридии, включая ботулизм и столбняк». Интернет-учебник по бактериологии Тодара. п. 3. Получено 24 июн 2018.
  6. ^ а б c d е ж грамм час я j k л Hamborsky J, Kroger A, Wolfe C, ред. (2015). «Глава 21: Столбняк». Розовая книга - Эпидемиология и профилактика заболеваний, предупреждаемых с помощью вакцин (13-е изд.). Центры США по контролю и профилактике заболеваний. стр. 341–352. Получено 24 июн 2018.
  7. ^ Брюггеманн Х., Баумер С., Фрике В.Ф., Визер А., Лизеганг Х., Деккер И., Херцберг С., Мартинес-Ариас Р. и др. (Февраль 2003 г.). «Последовательность генома Clostridium tetani, возбудителя столбняка» (PDF). Proc Natl Acad Sci U S A. 100 (3): 1316–1321. Дои:10.1073 / pnas.0335853100. ЧВК  298770. PMID  12552129.
  8. ^ Пирс Дж. М. (1996). «Заметки о столбняке (тризм)». Журнал неврологии, нейрохирургии и психиатрии. 60 (3): 332. Дои:10.1136 / jnnp.60.3.332. ЧВК  1073859. PMID  8609513.
  9. ^ Wever PC, Bergen L (2012). «Профилактика столбняка во время Первой мировой войны» (PDF). Медицинские гуманитарные науки. 38 (2): 78–82. Дои:10.1136 / medhum-2011-010157. PMID  22543225. S2CID  30610331.

внешняя ссылка