Ciri-ciri Vibrio cholerae, taksonomi, morfologi, habitat



Vibrio cholerae Ia adalah bakteria negatif Gram anaerobik fakultatif. Spesies adalah penyebab penyakit kolera pada manusia. Penyakit usus ini menyebabkan cirit-birit yang teruk dan boleh menyebabkan kematian jika tidak dirawat secukupnya. Menyebabkan lebih daripada 100,000 kematian setahun, kebanyakannya pada kanak-kanak.

Kolera ditularkan melalui air dan makanan yang tercemar atau melalui hubungan orang dengan orang. Rawatan ini termasuk terapi rehidrasi dan antibiotik khusus. Terdapat vaksin pentadbiran lisan kejayaan relatif.

Indeks

  • 1 Ciri umum
  • 2 Phylogeny dan taksonomi
  • 3 Morfologi
  • 4 Habitat
  • 5 Pembiakan dan kitaran hayat
  • 6 Pemakanan
  • 7 Patogenesis
    • 7.1 Penghantaran
    • 7.2 Epidemiologi
    • 7.3 Borang tindakan
  • 8 Gejala dan rawatan
  • 9 Rujukan

Ciri umum

Vibrio cholerae Ia adalah organisma uniselular dengan dinding sel. Dinding selaput tipis, terdiri dari peptidoglikan antara dua membran fosfolipid. Ia hidup dalam persekitaran akuatik, terutamanya estuari dan kolam, yang berkaitan dengan plankton, alga dan haiwan. Dua biotip dan beberapa serotipe diketahui.

Biofilmes

Bakteria adalah sebahagian daripada bakterioplankton dalam badan air, baik dalam bentuk bebas (vibrios) dan membentuk filem nipis (biofilms) pada permukaan organik.

Biofilm ini terdiri daripada kumpulan bakteria yang dikelilingi oleh saluran air. Melekatkan biofilm berkemungkinan berkat pengeluaran polysaccharides dari membran luar.

Gen

Vibrio cholerae Ia mempunyai dua kromosom dalam bentuk plasmids. Racun patogen mempunyai gen yang kod untuk pengeluaran toksin kolera (CT untuk akronim dalam bahasa Inggeris).

Di samping itu, ia termasuk gen untuk faktor kolonisasi yang dipanggil. Pilus dikawal bersama oleh toksin (TCP) dan protein pengawalseliaan (ToxR). Protein ini mengawal selia ungkapan CT dan TCP. Sebahagian daripada maklumat genetik yang kod bagi faktor patogenik ini disediakan oleh bacteriophages.

Genome

Genomanya terdiri daripada 4.03 Mb yang diedarkan dalam dua kromosom yang tidak sama rata. Susunan DNA keseluruhan genom ketegangan N16961 V. cholerae O1.

Urutan yang dianjurkan pada kromosom 1 kelihatan bertanggungjawab terhadap pelbagai proses. Di antaranya, pendaraban DNA, pembahagian sel, transkripsi gen, terjemahan protein dan biosintesis dinding sel. 

Pada kromosom 2, protein ribosom disintesis, yang bertanggungjawab untuk pengangkutan gula, ion dan anion, metabolisme gula dan pembaikan DNA.

Dalam bakterium ini, sekurang-kurangnya tujuh bakteria atau phages filamen telah dikesan. Phage adalah virus bakteria parasit. CTX phage menyediakan sebahagian daripada urutan yang menyusun sintesis toksin kolera (CT). Ini disebabkan oleh penukaran lysogenic,

Singkatnya, patogenisiti strain tertentu Vibrio cholerae ia bergantung pada sistem genetik kompleks faktor patogen. Antaranya faktor kolonisasi kolus yang dikawal bersama oleh toksin (TCP) dan protein peraturan (ToxR) yang mengawal selia ungkapan CT dan TCP. 

Contagion

Apabila manusia menggunakan makanan atau air yang tercemar, bakteria memasuki sistem pencernaannya. Apabila ia mencapai usus kecil, ia berpanjangan secara beramai-ramai ke epitel.

Setelah itu, ia merembeskan toksin yang menyebabkan proses biokimia yang menyebabkan cirit-birit. Dalam persekitaran ini bakteria menyuburkan dan mengeluarkan semula, dibebaskan semula ke medium melalui tinja. Pembiakannya adalah dengan bipartition.

Phylogeny dan taksonomi

Jantina Vibrio termasuk lebih daripada 100 spesies yang diterangkan. Daripada jumlah ini, 12 menyebabkan penyakit pada manusia. Berkenaan dengan domain Bakteria, filum Proteobakteria (kumpulan gamma), memerintahkan Vibrionales, keluarga Vibrionaceae.

Vibrio cholerae ia adalah spesies yang jelas dengan ujian biokimia dan DNA. Uji positif untuk catalase dan oksidase; dan ia tidak menapai laktosa.

Doktor Itali Filippo Pacini adalah yang pertama mengisolasi bakteria kolera pada tahun 1854. Pacini memberikannya nama saintifik dan mengenal pasti sebagai agen penyebab penyakit ini.

Lebih daripada 200 serogroups Vibrio cholerae, tetapi sehingga kini hanya 01 dan 0139 adalah toksikogenik. Setiap serogroup boleh dibahagikan kepada bentuk antigen atau serotype yang berlainan. Antaranya ialah Ogawa dan Inaba, atau biotip berbeza seperti klasik dan Tor.

Morfologi

Vibrio cholerae Ia adalah bakteria (bakteria berbentuk batang atau rod) 1.5-2 μm panjang dan 0.5 μm lebar. Ia mempunyai flagelo tunggal yang terletak di salah satu tiangnya. Ia mempunyai membran sitoplasma yang dikelilingi oleh dinding peptidoglycan yang nipis.

Membran luar mempunyai struktur yang lebih kompleks yang dibentuk oleh fosfolipid, lipoprotein, lipopolysakarida dan rantai polisakarida.

Projek membran luar ke arah rantaian polisakarida yang bertanggungjawab ke atas kapasiti melekat bakteria dan membentuk biofilm.

Selain itu, di sebelah dinding sel, ia melindungi sitoplasma dari garam hempedu dan enzim hidrolitik yang dihasilkan oleh saluran usus manusia.

Habitat

Ia menduduki dua habitat yang sangat berbeza: persekitaran akuatik dan usus manusia. Dalam fasa bebasnya, Vibrio cholerae ia berkembang dalam perairan yang hangat dengan kemasinan yang rendah.

Ia boleh hidup di sungai, tasik, kolam, estuari atau di laut. Ia adalah endemik di Afrika, Asia, Amerika Selatan dan Amerika Tengah. Kemudian sebagai parasit ia mendiami usus kecil manusia.

Bakteria boleh didapati walaupun di kawasan pantai tropika, di perairan dengan salin 35% dan suhu 25 ° C.

Kehadiran Vibrio cholerae patogen di kawasan gersang dan pedalaman di Afrika. Ini menunjukkan bahawa spesies boleh bertahan dalam variasi habitat amplitud yang lebih tinggi daripada yang difikirkan sebelumnya..

Sesetengah kajian menunjukkan bahawa  Vibrio cholerae Ia adalah bakteria liar di dalam badan air tawar di hutan tropika.

Pembiakan dan kitaran hayat

Menjadi bakteria, ia menghasilkan semula oleh pembelahan binary atau bipartition. Vibrio cholerae berterusan di dalam air sebagai getaran plankton bebas atau agregat vibrios.

Agregat vibrios membentuk biofilm dalam fitoplankton, zooplankton, massa telur serangga, exoskeleton, detritus dan juga tumbuhan akuatik. Mereka menggunakan kitin sebagai sumber karbon dan nitrogen.

Biofilm terdiri daripada bakteria yang disusun dikelilingi oleh saluran air, dipenuhi antara satu sama lain dan substrat dengan pengeluaran polisakarida luaran. Ia adalah lapisan bakteria yang nipis.

Getaran alam sekitar ditelan melalui penggunaan makanan atau air tercemar. Sekali di dalam sistem pencernaan, bakteria menjajah epitelum usus kecil.

Selanjutnya vibrio dilekatkan pada mukosa dengan cara pili dan protein khusus. Kemudian, ia mula pendaraban dan rembesan toksin kolera. Toksin ini menggalakkan cirit-birit yang bakteria memasuki alam sekitar luaran.

Pemakanan

Bakterium ini mempunyai metabolisme berdasarkan penapaian glukosa. Dalam keadaan bebas, ia memperoleh makanannya dalam bentuk karbon dan nitrogen dari pelbagai sumber organik. Sebahagian daripada ini adalah kitin atau karbon yang dipancarkan oleh alga fitoplankton.

Untuk asimilasi besi, spesies ini menghasilkan vibriobactin siderophor. Vibriobactin adalah sebatian besi chelating yang melarutkan mineral ini yang membolehkan ia diserap oleh pengangkutan aktif.

Dalam persekitaran akuatik, ia memenuhi fungsi penting yang berkaitan dengan pemakanannya dalam ekosistem. Menyumbang kepada pengalihan semula karbon organik dan nutrien mineral.

Sebaliknya, ia adalah bakteria. Semua ini memberikan peranan yang relevan sebagai sebahagian daripada bakteroplankton dalam gelung mikroba atau rangkaian tropik mikrob dalam ekosistem akuatik.

Vibrio cholerae melaksanakan proses-proses asas untuk mencerna makanannya di luar, melalui bahan-bahan yang dirembeskannya. Mekanisme ini sama dengan bakteria lain.

Spesies bertindak pada substrat menyebabkan pembubaran unsur-unsur mineral penting untuk pemakanannya, yang kemudiannya diserap. Juga, dalam mencari dan memproses makanan mereka menyerang bakteria lain. Mereka mungkin menyerang spesies yang sama, tetapi bukan ketegangan mereka sendiri.

Untuk membunuh bakteria lain, V. cholerae menggunakan mekanisma yang dikenali sebagai sistem rembesan Type VI (T6SS). Sistem ini sama dengan tempurung yang menembusi dinding sel bakteria Gram-negatif yang lain menyebabkan kematian mereka.

Oleh itu, sebatian pemakanan bakteria ini tersedia. T6SS adalah serupa dengan sistem yang digunakan oleh bacteriophages untuk menghidupkan maklumat genetik mereka dalam sel-sel bakteria. Sistem ini mungkin juga digunakan oleh Vibrio cholerae untuk menghalang toksin dalam sel epitelium.

Patogenesis

Penghantaran

Bakteria ditularkan melalui laluan fecal-oral, sama ada orang kepada orang, melalui air, objek atau makanan yang tercemar. Cholera adalah bahan letupan apabila ia berlaku dalam populasi tanpa imuniti sebelum ini.

Selama bertahun-tahun ia dianggap bahawa laluan utama penyebaran penyakit adalah pengambilan air tercemar. Pada masa kini diketahui bahawa terdapat makanan yang boleh menjadi kenderaan untuk penghantaran Vibrio cholerae. Beberapa makanan termasuk: kerang, tiram, kerang, udang dan kepiting.

Dosok tinggi inokulum diperlukan untuk membuat individu yang sihat sakit, kira-kira 105 - 108 bakteria Walau bagaimanapun, jumlah inokulum yang lebih kecil adalah mencukupi dalam individu yang lemah atau kurang sihat. Tempoh inkubasi penyakit itu berkisar antara 6 jam hingga 5 hari.

Epidemiologi

Walaupun ada maklumat tentang epidemik kolera sejak abad ke-14, pandemik yang terdokumentasi pertama bermula pada awal abad ke-19. Antara tahun 1817 dan 1923 terdapat sekurang-kurangnya enam pandemik kolera yang diketahui, disebabkan oleh biotip klasik Vibrio cholerae.

Serangkaian pandemik ini bermula di India, terutamanya dari delta sungai Ganges. Apabila ia mencapai Timur Tengah ia berkembang dari sana ke Eropah. Cara lain untuk memasuki Eropah adalah Mediterranean, melalui karavan yang datang dari Arabia. Dari Eropah tiba di Amerika.

Dari 1923 hingga 1961 terdapat satu tempoh yang bebas dari pandemik penyakit ini dan hanya kes setempat yang diketahui oleh kolera. Dari tahun 1961 ia muncul semula dengan biotip baru yang disebut Tor yang menyebabkan pandemik ketujuh.

Sejak tahun 1990-an, lebih daripada 200 serogroup dan bentuk-bentuk atipikal Tor telah dikenalpasti. Pada tahun 1991, pandemik kolera kelapan berlaku. Pada masa ini, kes cholera adalah terhad kepada rantau Afrika sub-Sahara, India, Asia Tenggara dan beberapa kawasan di Caribbean. Di kawasan ini ia menjadi endemik.

Bentuk tindakan

Bakterium menghasilkan beberapa toksin, tetapi gejala dehydrating yang menyegarkan klasik disebabkan oleh kolera enterotoxin (CT).

Ia dibentuk oleh subunit non-toksik B dan subunit aktif enzimatik. Subunit B bertindak pada reseptor sel epitelium usus kecil. Subunit A mengaktifkan silikase adenylate.

Entotoksin mengikat sel-sel mukosa usus melalui bakteria pili dan menyebabkan cirit-birit dan dehidrasi dengan mengaktifkan enzim cyclase adenylate.

Ini membawa kepada peningkatan pengeluaran adenosine monophosphate kitaran intraselular, yang menyebabkan sel-sel lendir untuk mengepam sejumlah besar air dan elektrolit..

Vibrio cholerae mengeluarkan toksin lain seperti ZOT dan ACE. Mereka bertindak dengan meneutralkan sel-sel sistem imun yang mampu menghapuskan vibrios (kes IgG). Mereka juga boleh meneutralkan kolera enterotoxin (kes IgA).

Gejala dan rawatan

Antara gejala adalah: kejutan hipovolemik, muntah-muntah, cirit-birit, asidosis, kekejangan otot, kulit kering, mata yang berkilat atau tenggelam, kadar denyutan jantung yang tinggi, keletihan dan mengantuk.

Di kawasan endemik, kehadiran bakteria telah dikesan pada orang yang mendekati pesakit kolera. Pesakit tidak mempunyai gejala penyakit yang dapat dilihat, menunjukkan kewujudan individu asimptomatik.

Kolera boleh dicegah dan terdapat vaksin oral berkesan terhadap penyakit sehingga 60-66%. Walau bagaimanapun, wabak boleh disebabkan oleh kejadian semula jadi atau disebabkan oleh manusia. Ini berlaku apabila mencemarkan air atau menjejaskan akses kepada air minuman dan sanitasi.

Terapi rehidrasi yang sesuai dan tepat pada masanya dapat mengurangkan kematian kurang dari 1%. Rawatan dengan antibiotik boleh mengurangkan pembebasan getaran. Walau bagaimanapun, tiada satu pun daripada langkah-langkah rawatan ini telah merubah penyebaran penyakit dengan ketara.

Antibiotik yang biasa digunakan pada orang dewasa adalah kumpulan Doxycline dan Tetracycline. Pada wanita yang mengandung, nitrofuran Furazolidone digunakan. Di kalangan kanak-kanak Sulfamethoxazole dan trimethoprim (SMZ + TMP) disyorkan.

Unsur asas untuk mengawal wabak adalah pengurusan sanitasi yang mencukupi bagi air kumbahan dan keadaan kebersihan secara umum. Dalam pengertian ini, kolera adalah penyakit yang berkaitan dengan keadaan kemiskinan.

Kehadiran Vibrio cholerae dalam badan dikesan dengan ujian makmal seperti PCR, ELISA atau penggunaan media budaya terpilih.

Rujukan

  1. Baker-Austin, C., Trinanes, J., Gonzalez-Escalona, ​​N. dan Martinez-Urtaza, J. (2017). Getaran bukan kolera: barometer mikrob perubahan iklim. Trend Microbiol. 25, 76-84.
  2. Faruque, S.M., Albert, M.J., dan Mekalanos, J. J. (1998). Epidemiologi, Genetik, dan Ekologi Toxigenic Vibrio cholerae. Ulasan Mikrobiologi dan Molekul.62 (4); 1301-1314.
  3. Faruque, S. M. dan G. Balakrish Nair, G. B. (Eds.). (2008). Vibrio cholerae Genomik dan Biologi Molekul. Akademik Akhbar Caister. Bangladesh. 218 h.
  4. Kaca R.I., Black R.E. (1992) Epidemiologi Cholera (hlm. 129-154). In: Barua D., Greenough W.B. (eds) Cholera. Topik Semasa dalam Penyakit Berjangkit. Springer, Boston, New York.
  5. Kierek, K. dan Watnick, P. I. (2003). Penentu Alam Sekitar Vibrio cholerae Biofilm Development. Mikrobiologi Gunaan dan Alam Sekitar. 69 (9); 5079-5088.
  6. Perez-Rosas, N. dan Hazent, T. C. (1989). Dalam Kehidupan Situ Vibrio cholerae dan Escherichia coli di Hutan hujan Hujan Tropika. Mikrobiologi Gunaan dan Alam Sekitar. 55 (2): 495-499.
  7. Zuckerman, J. N., Rombo, L. dan Fisch, A. (2017). Beban dan risiko sebenar kolera: implikasi untuk pencegahan dan kawalan. The Lancet. Kajian Penyakit Berjangkit. 7 (8): 521-530.