Clostridium tetani -Clostridium tetani

Clostridium tetani
Clostridium tetani 01.png
Clostridium tetani, образующий споры
Научная классификация редактировать
Домен: Бактерии
Тип: Фирмикуты
Класс: Clostridia
Порядок: Clostridiales
Семья: Clostridiaceae
Род: Clostridium
Разновидность:
C. tetani
Биномиальное имя
Clostridium tetani
Флюгге , 1881 г.

Clostridium tetani - обычная почвенная бактерия и возбудитель столбняка . Вегетативные клетки C. tetani обычно имеют палочковидную форму и длину до 2,5 мкм , нопри образовании спор они становятся увеличенными и приобретаютформу теннисной ракетки или голени. Споры C. tetani чрезвычайно выносливы и могут быть обнаружены во всем мире в почве или в желудочно-кишечном тракте животных. При попадании в рану C. tetani может расти и вырабатывать мощный токсин, тетаноспазмин , который влияет на двигательные нейроны, вызывая столбняк. Действие токсина можно предотвратить с помощьювакцин против столбняка , которые часто вводят детям во всем мире.

Характеристики

Диаграмма C. tetani, показывающая только бактерию с продуцируемой спорой, и только спору

С. тетэни является палочковидные , грам-положительные бактерии , как правило , до 0,5 мкм в ширину и 2,5 мкм в длину. Он подвижен благодаря различным жгутикам , окружающим его тело. C. tetani не может расти в присутствии кислорода. Лучше всего растет при температуре от 33 до 37 ° C.

Под воздействием различных условий C. tetani может сбрасывать жгутики и образовывать споры . Каждая клетка может образовывать одну спору, обычно на одном конце клетки, что придает клетке характерную форму голени. Споры C. tetani чрезвычайно выносливы и устойчивы к нагреванию, различным антисептикам и кипячению в течение нескольких минут. Споры являются долгоживущими и распространяются по всему миру в почвах, а также в кишечниках различных домашних и домашних животных.

Эволюция

C. tetani относится к роду Clostridium , широкой группе, состоящей из более чем 150 видов грамположительных бактерий. C. tetani попадает в группу из почти 100 видов, которые более тесно связаны друг с другом, чем с любым другим родом. В этот кластер входят другие патогенные виды Clostridium, такие как C. botulinum и C. perfringens . Ближайшим родственником C. tetani является C. cochlearium . Другие виды Clostridium можно разделить на ряд генетически связанных групп, многие из которых более тесно связаны с представителями других родов, чем с C. tetani . Примеры этого включают человеческий патоген C. difficile , который более тесно связан с представителями рода Peptostreptococcus, чем с C. tetani .

Роль в болезни

Мужчина, страдающий мышечным спазмом от столбняка, картина Чарльза Белла в 1809 году.

Хотя C. tetani часто бывает доброкачественной в почве или в кишечнике животных, иногда она может вызывать тяжелое заболевание - столбняк . Заболевание обычно начинается со спор, попадающих в организм через рану. В глубоких ранах, например, в результате прокола или инъекции зараженной иглы, сочетание гибели тканей и ограниченного воздействия поверхностного воздуха может привести к очень низкому содержанию кислорода в окружающей среде, что позволяет спорам C. tetani прорастать и расти. По мере роста C. tetani на участке раны он выделяет токсины тетанолизин и тетаноспазмин по мере того, как клетки лизируются. Функция тетанолизина неясна, хотя он может помочь C. tetani инфицировать рану. Тетаноспазмин («столбнячный токсин») - один из самых сильнодействующих известных токсинов с расчетной летальной дозой менее 2,5 нанограмм на килограмм веса тела, и он отвечает за симптомы столбняка. Тетаноспазмин распространяется через лимфатическую систему и кровоток по всему телу, где он попадает в различные части нервной системы . В нервной системе тетаноспазмин действует, блокируя высвобождение тормозных нейромедиаторов глицина и гамма-аминомасляной кислоты в окончаниях двигательных нервов . Эта блокада приводит к повсеместной активации мотонейронов и мышечным спазмам по всему телу. Эти мышечные спазмы обычно начинаются в верхней части тела и переходят вниз, начиная примерно через 8 дней после заражения тризмом челюсти , за которыми следуют спазмы мышц брюшного пресса и конечностей. Мышечные спазмы продолжаются несколько недель.

Ген, кодирующий тетаноспазмин, обнаружен на плазмиде, переносимой многими штаммами C. tetani ; штаммы бактерий, лишенные плазмиды, не способны продуцировать токсин. Функция тетаноспазмина в бактериальной физиологии неизвестна.

Лечение и профилактика

C. tetani чувствителен к ряду антибиотиков , включая хлорамфеникол , клиндамицин , эритромицин , пенициллин G и тетрациклин . Однако польза от лечения инфекций C. tetani антибиотиками остается неясной. Вместо этого столбняк часто лечат иммуноглобулином от столбняка, чтобы связать циркулирующий тетаноспазмин. Кроме того, можно назначать бензодиазепины или миорелаксанты для уменьшения эффекта мышечных спазмов.

Повреждение от инфекции C. tetani обычно предотвращается введением столбнячной вакцины, состоящей из столбнячного спазмина, инактивированного формальдегидом , называемого столбнячным анатоксином. Это делается коммерчески путем выращивания больших количеств C. tetani в ферментерах , затем очистки от токсина и инактивации в 40% формальдегиде в течение 4-6 недель. Анатоксин обычно назначают вместе с дифтерийным анатоксином и некоторыми видами коклюшной вакцины в виде вакцины АКДС или АКДС . Его вводят в нескольких дозах с интервалом в месяцы или годы, чтобы вызвать иммунный ответ, который защищает хозяина от воздействия токсина.

Исследовать

С. тетэни можно выращивать на различных анаэробных средах роста , таких как тиогликолят средах , гидролизат казеина средств массовой информации , а также кровяной агар . Культуры особенно хорошо растут на средах с pH от нейтрального до щелочного, с добавлением восстановителей . Геном штамма C. tetani секвенирован и содержит 2,80 миллиона пар оснований с 2373 генами, кодирующими белок.

История

Клинические описания столбняка , связанный с ранами обнаружены по крайней мере, еще в 4 веке до нашей эры , в Гиппократ " Афоризмы . Первая явная связь с почвой была в 1884 году, когда Артур Николайер показал, что у животных, которым вводили образцы почвы, разовьется столбняк. В 1889 году C. tetani был изолирован от человека-жертвы Китасато Шибасабуро , который позже показал, что этот организм может вызывать заболевание при введении животным, и что токсин может быть нейтрализован специфическими антителами . В 1897 году Эдмонд Нокар показал, что столбнячный антитоксин вызывает у людей пассивный иммунитет и может использоваться для профилактики и лечения. Во время Первой мировой войны инъекции противостолбнячной сыворотки от лошадей широко использовались в качестве профилактики столбняка у раненых солдат, что привело к резкому снижению случаев столбняка в течение войны. Современный метод инактивации столбнячного токсина формальдегидом был разработан Гастоном Рамоном в 1920-х годах; 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.

использованная литература

внешние ссылки