КОЛЕРЕ ВИБРИО: КАРАКТЕРИСТИКЕ, МОРФОЛОГИЈА, СТАНИШТЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Вибрио колера је факултативна, флагелатна, грам-негативна анаеробна бактерија. Врста је узрок болести колере код људи. Ова цревна болест изазива тешку дијареју и може изазвати смрт ако се не лијечи правилно. Узрокује више од 100.000 смрти годишње, а већина деце је.

Колера се преноси контаминираном храном и водом или путем контакта са особе на особу. Лечење укључује рехидрацијску терапију и специфичне антибиотике. Постоје релативно успешна орална вакцина.

Вибрио колере виђене под преносним електронским микроскопом. Аутор: Кир Кирн, Рон Таилор, Лоуиса Ховард - Дартмоутх Елецтрон Мицросцопе Фацилити (хттп://ремф.дартмоутх.еду/имагесиндек.хтмл), виа Викимедиа Цоммонс

Опште карактеристике

Вибрио колера је једноћелијски организам са ћелијском стијенком. Ћелијска стијенка је танка, састављена од пептидогликана између две фосфолипидне мембране. Живи у воденом окружењу, посебно устима и барама, повезаним са планктоном, алгама и животињама. Позната су два биотипа и неколико серотипова.

Биофилми

Бактерија је део бактериопланктона у воденим водама, како у слободном облику (вибриоса), тако и у танким филмовима (биофилми) на органским површинама.

Ове биофилме чине групе бактерија окружене воденим каналима. Лепљење биофилма могуће је захваљујући производњи полисахарида из спољне мембране.

Гени

Вибрио колере имају два хромозома у облику плазмида. Патогене расе носе гене који кодирају производњу колере токсина (ЦТ).

Поред тога, они укључују гене за такозвани фактор колонизације. Стуб је подређен токсином (ТЦП) и регулативним протеинима (ТокР). Овај протеин корегулише експресију ЦТ и ТЦП. Део генетских информација које кодирају ове факторе патогености обезбеђују бактериофаги.

Геном

Његов геном састоји се од 4,03 Мб распоређених у два хромозома неједнаке величине. Позната је ДНК секвенца целог генома врсте В. цхолерае О1 Н16961.

Чини се да су организоване секвенце на хромозому 1 одговорне за различите процесе. Међу њима је умножавање ДНК, ћелијска подела, транскрипција гена, превођење протеина и биосинтеза ћелијских зидова.

На хромосому 2 синтетишу се рибосомални протеини који су одговорни за транспорт шећера, јона и аниона, метаболизам шећера и обнављање ДНК.

Унутар ове бактерије откривено је најмање седам бактериофага или нитастих фага. Фаги су паразитски вируси бактерија. Пхаге ЦТКС доприноси делу секвенце која кодира за синтезу колереног токсина (ЦТ). То се дешава због лизогене претворбе,

Укратко, патогеност одређених сојева Вибрио колере зависи од сложеног генетског система патогених фактора. Међу њима је фактор колонизације пилуса ко-регулисан токсином (ТЦП) и регулативним протеином (ТокР) који ко-регулише експресију ЦТ и ТЦП.

Зараз

Када људи конзумирају контаминирану храну или воду, бактерије улазе у њихов пробавни систем. По доласку до танког црева масовно се лепи за епител.

Једном тамо излучује токсин изазивајући биохемијске процесе који изазивају дијареју. У овом се окружењу бактерије хране и размножавају, ослобађајући се у околиш кроз измет. Размножавање је путем раздвајања.

Филогенија и таксономија

Род Вибрио укључује више од 100 описаних врста. Од тога, 12 изазива болест код људи. Спада у домен бактерија, протеобактеријске врсте (гама група), ред Вибрионалес, породице Вибрионацеае.

Вибрио колера је врста добро дефинисана биохемијским и ДНК тестовима. Испитује позитивно на каталазу и оксидазу; и не ферментира лактозу.

Италијански лекар Филиппо Пацини први је изоловао бактерију колере 1854. године. Пацини је дао научно име и идентификовао га као узрочника болести.

Познато је више од 200 серогрупа Вибрио колере, али до данас су само 01 и 0139 токсичне. Свака серогрупа може се поделити у различите антигене облике или серотипове. Међу њима су Огава и Инаба, или различити биотипови као што су класични и Тор.

Морфологија

Вибрио колера је бацил (шипка или бактерија у облику штапа) дужине 1,5-2 µм и ширине 0,5 µм. Има један флагеллум смјештен на једном од његових пола. Има цитоплазматску мембрану окружену танком стијенком пептидогликана.

Спољна мембрана има сложенију структуру коју чине фосфолипиди, липопротеини, липополисахариди и полисахаридни ланци.

Вањска мембрана штити се од полисахаридних ланаца који су одговорни за адхезијску способност бактерија и формирају биофилме.

Уз то, заједно са ћелијском стјенком, штити цитоплазму од жучних соли и хидролизних ензима које производи хумани цревни тракт.

Станиште

Заузима два веома различита станишта: водена окружења и људска црева. У својој слободној фази, Вибрио колера успева у топлим водама са сланом сланошћу.

Може да живи у рекама, језерима, барама, естуаријима или у мору. Ендемски је у Африци, Азији, Јужној и Централној Америци. Тада као паразит живи у танком цреву људских бића.

Бактерија се налази чак и у тропским плажним пределима, у водама са 35% сланости и температурама од 25 ° Ц.

Забиљежено је присуство патогених Вибрио колера у сушним зонама и на унутрашњости Африке. Ово указује да врста може преживјети у много већем распону варијација станишта него што се претходно мислило.

Нека истраживања показују да је Вибрио колера дивља бактерија која се налази у слатководним телима у тропским прашумама.

Репродукција и животни циклус

Будући да је бактерија, размножава се бинарном цепљењем или раздвајањем. Вибрио колере задржавају се у води као слободни планктонски вибриони или агрегати вибриода.

Агрегати вибриоса формирају биофилмове у фитопланктону, зоопланктону, маси јаја инсеката, егзоскелетима, детритусима, па чак и на воденим биљкама. Они користе хитин као извор угљеника и азота.

Биофилми се састоје од наслаганих бактерија окружених воденим каналима, међусобно причвршћеним за супстрат и производњом полисахарида. То је танак, желатинозни слој бактерија.

Еколошке вибрације се уносе конзумирањем контаминиране хране или воде. Једном у пробавном систему бактерије колонизирају епител танког црева.

Након тога вибрио се веже на слузницу помоћу стуба и специјализованих протеина. Тада почиње размножавање и лучење токсина колере. Овај токсин потиче дијареју при чему бактерије поновно улазе у спољашње окружење.

Прехрана

Ова бактерија има метаболизам заснован на ферментацији глукозе. У слободном стању, своју храну добија у облику угљеника и азота из различитих органских извора. Неки од њих су химин или угљеник који излучују алге из фитопланктона.

За асимилацију гвожђа, врста производи виброиоктин сидерофор. Вибриобактин је једињење гвожђа гвожђа које раствара овај минерал омогућавајући му апсорпцију активним транспортом.

У воденом окружењу он испуњава важне функције које се односе на исхрану у екосистему. Доприноси реминерализацији органског угљеника и минералних хранљивих материја.

С друге стране, бактеријски је. Све то му приписује релевантну улогу као део бактериопланктона у микробним петљи или микробиолошкој прехрамбеној мрежи у воденим екосистемима.

Вибрио колере изводе основне процесе варења хране напољу, кроз супстанце које луче. Овај механизам је сличан ономе код других бактерија.

Врста делује на супстрат изазивајући растварање основних минералних елемената за њену исхрану, који се потом апсорбују. Такође, у потрази и обради хране нападају друге бактерије. Могу напасти исту врсту, али не свој властити сој.

Да би убио друге бактерије, В. цхолерае користи механизам који се зове Секрецијски систем типа ВИ (Т6СС). Овај систем је сличан харпуну који продире у ћелијску стјенку других Грам негативних бактерија, проузрокујући их да умиру.

Дакле, хранљива једињења ових бактерија су доступна. Т6СС је сличан систему који користе бактериофаги да инокулирају своје генетске информације у бактеријске ћелије. Овај систем евентуално такође користи и Вибрио колере да инокулише свој токсин у ћелијама епитела.

Патогенија

Преношење

Бактерија се преноси фекално-оралним путем, од особе до особе, преко контаминиране воде, предмета или хране. Колера је експлозивна када се појави код популације без претходног имунитета.

Годинама се сматрало да је главни пут преношења болести унос контаминиране воде. Данас се зна да постоје намирнице које могу бити возила за пренос Вибрио колере. Неке од ових намирница укључују: шкољке, остриге, шкољке, шкампе и ракове.

За здраву болесну особу, око 10 ⁵ - 10 ⁸ бактерија, потребна је велика доза инокуулума . Међутим, код ослабљених или потхрањених појединаца довољна је знатно мања количина инокуулума. Период инкубације за ову болест се креће од 6 сати до 5 дана.

епидемиологија

Иако постоје информације о епидемији колере од 14. века, прве документоване пандемије датирају из почетка 19. века. Између 1817. и 1923. године дошло је до најмање шест познатих пандемија колере, проузрокованих класичним биотипом вибрио колере.

Ова серија пандемија започела је из Индије, углавном из делте реке Гангес. Једном када је стигао до Блиског Истока, одатле се проширио и у Европу. Друга рута уласка у Европу било је Средоземно море кроз приколице из Арабије. Из Европе је стигао у Америку.

Од 1923. до 1961. године постојао је период без пандемије ове болести и познати су само локални случајеви колере. Почевши од 1961. године поново се појављује с новим биотипом под називом Тор који је изазвао седму пандемију.

Од деведесетих година 20. века идентификовано је више од 200 серогрупа и атипичних облика Тора. 1991. године догодила се осма пандемија колере. Тренутно су случајеви колере углавном ограничени на регионе субсахарске Африке, Индије, југоисточне Азије и неких подручја Кариба. У овим регионима то је постало ендемско.

Облик акције

Бактерије производе неколико токсина, али класичне дехидрацијске дијарејске симптоме болести изазива колера ентеротоксин (ТЦ).

Састоји се од нетоксичне Б подјединице и ензиматски активне А подјединице. Подјединица Б делује на рецепторе епителијских ћелија танког црева. Подјединица А активира аденилат циклазу.

Ентеротоксин се везује за ћелије цревне мукозе преко бактеријских пилија и изазива дијареју и дехидрацију активирањем ензима аденилат циклазе.

Ово доводи до повећане производње интрацелуларног цикличног аденосино монофосфата, због чега ћелије слузокоже пумпају велике количине воде и електролита.

Вибрио колера ослобађа и друге токсине попут ЗОТ и АЦЕ. Они делују неутралишући ћелије имунолошког система које су способне да елиминишу вибрионе (случај ИгГ). Такође могу да неутралишу ентеротоксин колере (случај ИгА).

Симптоми и лечење

Симптоми укључују: хиповолемички шок, повраћање, дијареју, ацидозу, грчеве мишића, суву кожу, стакласте или поледене очи, висок откуцај срца, летаргију и поспаност.

У ендемским областима откривено је присуство бактерија код људи блиских људима са колером. Пацијенти не показују видљиве симптоме болести, што указује на постојање асимптоматских јединки.

Колера се може спречити и постоје оралне вакцине које су ефикасне против ове болести до 60-66%. Међутим, избијања могу проузроковати природни догађаји или људи. То се дешава контаминирањем воде или угрожавањем приступа безбедној води и санитарним условима.

Адекватна и правовремена терапија рехидратацијом може смањити смртност на мање од 1%. Лечење антибиотицима може смањити одливање вибриоа. Међутим, ниједна од ових мера лечења није значајно променила ширење болести.

Антибиотици који се обично користе код одраслих су они из групе доксициклина и тетрациклина. Нитрофуран Фуразолидон се користи код трудница. Сулфаметоксазол и триметоприм (СМЗ + ТМП) препоручују се код деце.

Основни елемент за контролу епидемије је адекватно санитарно управљање канализацијом и санитарним условима уопште. У том смислу, колера је болест повезана са условима сиромаштва.

Присутност Вибрио колере у телу открива се лабораторијским тестовима попут ПЦР, ЕЛИСА теста или употребом медија за селективну културу.

Референце

1. Бакер-Аустин, Ц., Тринанес, Ј., Гонзалез-Есцалона, Н. и Мартинез-Уртаза, Ј. (2017). Не-колере вибриони: микробни барометар климатских промена. Трендови Мицробиол. 25, 76–84.
2. Фарукуе, СМ, Алберт, МЈ и Мекаланос, ЈЈ (1998). Епидемиологија, генетика и екологија токсигеничних Вибрио колера. Прегледи микробиологије и молекуларне биологије.62 (4); 1301-1314.
3. Фарукуе, СМ и Г. Балакрисх Наир, ГБ (ур.). (2008). Вибрио колере. Геномика и молекуларна биологија. Цаистер Ацадемиц Пресс. Бангладешу. 218 п.
4. Гласс РИ, Блацк РЕ (1992) Епидемиологија колере (стр. 129-154). У: Баруа Д., Грееноугх ВБ (едс) Колера. Актуелне теме из инфективне болести. Спрингер, Бостон, Њујорк.
5. Киерек, К. и Ватницк, ПИ (2003). Средства за животну средину развоја биофилма Вибрио цхолерае. Примењена и микробиологија животне средине. 69 (9); 5079-5088.
6. Перез-Росас, Н. и Хазент, ТЦ (1989). У случају преживљавања ситуле Вибрио цхолерае и Есцхерицхиа цоли у тропском кишном шумском водостају. Примењена и микробиологија животне средине. 55 (2): 495-499.
7. Зуцкерман, ЈН, Ромбо, Л. и Фисцх, А. (2017). Прави терет и ризик од колере: импликације на превенцију и контролу. Тхе Ланцет. Преглед инфективних болести. 7 (8): 521-530.