VIBRIO CHOLERAE: מאפיינים, מורפולוגיה, בית גידול - ביולוגיה - 2025

Vibrio cholerae הוא חיידק אנאירובי פלקטיבי, דגלני, גרם-שלילי. המין הוא הגורם למחלת כולרה אצל בני אדם. מחלת מעיים זו גורמת לשלשול קשה ויכולה לגרום למוות אם לא מטפלים בה כראוי. זה גורם ליותר ממאה אלף מקרי מוות בשנה, רובם בקרב ילדים.

כולרה מועברת באמצעות מזון ומים מזוהמים או באמצעות קשר בין אדם לאדם. הטיפול כולל טיפול בהתייבשות ואנטיביוטיקה ספציפית. ישנם חיסונים אוראליים מוצלחים יחסית.

Vibrio cholerae נראה מתחת למיקרוסקופ אלקטרונים להולכה. מאת טום קירן, רון טיילור, לואיזה הווארד - מתקן מיקרוסקופ אלקטרונים של דארטמות '(http://remf.dartmouth.edu/imagesindex.html), באמצעות Wikimedia Commons

מאפיינים כלליים

Vibrio cholerae הוא אורגניזם חד תאי עם דופן תא. דופן התא דקה, מורכבת מפפטידוגליקן בין שני ממברנות פוספוליפיד. הוא חי בסביבות מימיות, בעיקר שפך ובריכות, הקשורים לפלנקטון, אצות ובעלי חיים. ידועים שני ביוטיפים וכמה סרוטיפים.

ביו-סרטים

החיידק הוא חלק מהבקטריונופלקטון בגופי מים, הן בצורה חופשית (ויברציות) והן בסרטים דקים (ביו-סרטים) על משטחים אורגניים.

ביופילמים אלה מורכבים מקבוצות של חיידקים המוקפים בתעלות מים. הידבקות הביופילם אפשרית הודות לייצור פוליסכרידים מהקרום החיצוני.

גנים

ל- Vibrio cholerae שני כרומוזומים בצורת פלסמידות. גזעים פתוגניים נושאים גנים המקודדים לייצור רעלן כולרה (CT).

בנוסף הם כוללים גנים לגורם המכונה גורם קולוניזציה. הפילוס מוסדר בשיתוף על ידי רעלן (TCP) וחלבון רגולטורי (ToxR). חלבון זה מווסת את הביטוי של CT ו- TCP. חלק מהמידע הגנטי המקודד את גורמי הפתוגניות הללו מסופק על ידי בקטריופאגים.

גנום

הגנום שלו מורכב מ- 4.03 מגה בייט המופץ בשני כרומוזומים בגודל לא שוויוני. רצף ה- DNA של הגנום כולו של זן O cholerae O1 N16961 ידוע.

נראה כי הרצפים המאורגנים בכרומוזום 1 אחראים לתהליכים שונים. בין אלה, כפל DNA, חלוקת תאים, תעתיק גנים, תרגום חלבונים וביוסינתזה של דופן התא.

על כרומוזום 2 מסונתזים חלבונים ריבוזומלים, האחראים על הובלת סוכרים, יונים ואנונים, מטבוליזם של סוכרים ותיקון DNA.

בתוך חיידק זה התגלו לפחות שבעה חיידקים או שלבים חוטיים. הפאגים הם נגיפים טפיליים של חיידקים. שלב CTX תורם חלק מהרצף המקודד לסינתזה של רעלן כולרה (CT). זה נובע מהמרה ליזוגנית,

בקיצור, הפתוגניות של זנים מסוימים של Vibrio cholerae תלויה במערכת גנטית מורכבת של גורמים פתוגניים. ביניהם גורם הקולוניזציה הפילוס המווסתת יחד על ידי רעלן (TCP) וחלבון רגולטורי (ToxR) המווסת את הביטוי של CT ו- TCP.

הַדבָּקָה

כאשר בני אדם צורכים מזון או מים מזוהמים, החיידקים נכנסים למערכת העיכול שלהם. כשהוא מגיע למעי הדק הוא נדבק בהמוניו לאפיתל.

כשהוא שם, הוא מפריש את הרעלן, וגורם לתהליכים הביוכימיים הגורמים לשלשול. בסביבה זו, החיידקים ניזונים ומתרבים, ומשתחררים חזרה לסביבה באמצעות הצואה. ההתרבות שלה היא על ידי שתי מחיצות.

פילוגניות וטקסונומיה

הסוג ויבריו כולל יותר ממאה מינים שתוארו. מתוכם 12 גורמים למחלות בבני אדם. זה שייך לתחום החיידקים, Proteobacteria phylum (קבוצת גמא), סדר Vibrionales, משפחת Vibrionaceae.

Vibrio cholerae הוא מין המוגדר היטב על ידי בדיקות ביוכימיות ו- DNA. זה בודק חיובי עבור קטאזז ואוקסידז; ואינו מתסס לקטוז.

הרופא האיטלקי פיליפו פאצ'יני היה הראשון לבודד את חיידקי הכולרה בשנת 1854. פאצ'יני העניק לה שם מדעי וזיהה אותו כסוכן הסיבתי למחלה.

ידועים יותר מ- 200 קבוצות סרוג של Vibrio cholerae, אך עד היום רק 01 ו- 0139 רעילים. ניתן לחלק כל קבוצת סרוג לצורות אנטיוגניות שונות או לסרוטיפים. בין אלה אוגאווה ואינבה, או ביוטיפים שונים כמו הקלאסי והטור.

מוֹרפוֹלוֹגִיָה

Vibrio cholerae הוא באצילוס (חיידק בצורת מוט או מוט) שאורכו 1.5-2 מיקרומטר ורוחבו 0.5 מיקרומטר. יש לו סגלגל יחיד שנמצא באחד הקטבים שלו. יש לו קרום ציטופלסמי מוקף קיר דק של פפטידוגליקן.

לקרום החיצוני מבנה מורכב יותר המורכב מפוספוליפידים, ליפופרוטאינים, ליפופוליסכרידים ושרשראות פוליסכרידים.

הקרום החיצוני מקרין לעבר שרשראות פוליסכרידים שאחראים על יכולת ההדבקה של חיידקים ויוצרים ביופילמים.

בנוסף, יחד עם דופן התא, הוא מגן על הציטופלזמה מפני מלחי מרה ואנזימים הידרוליטיים המיוצרים על ידי מערכת המעי האנושית.

בית גידול

הוא תופס שתי בתי גידול שונים מאוד: סביבות מימיות והמעיים האנושיים. בשלב החופשי שלה, Vibrio cholerae משגשג במים חמים ומליחות נמוכה.

הוא יכול לחיות בנהרות, אגמים, בריכות, שפכים או בים. זה אנדמי באפריקה, אסיה, דרום אמריקה ומרכז אמריקה. ואז כטפיל הוא חי במעי הדק של בני אדם.

החיידק נמצא אפילו באזורי חוף טרופי, במים עם מליחות של 35% וטמפרטורות של 25 מעלות צלזיוס.

דווח על הימצאותם של Vibrio cholerae פתוגניים באזורים צחיחים וביבשה באפריקה. זה מצביע על כך שהמין יכול לשרוד במגוון גדול בהרבה של שונות של גידול מאשר בעבר חשבו.

כמה מחקרים מראים כי Vibrio cholerae הוא חיידק בר שנמצא בגופי מים מתוקים ביערות גשם טרופיים.

רבייה ומחזור חיים

בהיותו חיידק, הוא מתרבה באמצעות ביקוע בינארי או דו-חלקי. Vibrio cholerae נמשכת במים כוויברציות פלנקטוניות חופשיות או אגרגטים של ויברציות.

אגרגטים של ויברוטים יוצרים ביו-סרטים בפיטופלנקטון, זואופלנקטון, מסות ביצי חרקים, שלדי אקזוט, דריטוס ואפילו על צמחי מים. הם משתמשים בציטין כמקור לפחמן וחנקן.

ביופילמים מורכבים מחיידקים מוערמים המוקפים בתעלות מים, דבקים זה בזה ולמצע על ידי ייצור פוליסכרידי חיצוני. זוהי שכבה דקה וג'לטינית של חיידקים.

ויברציות סביבתיות נבלעות בצריכת מזון או מים מזוהמים. ברגע שמערכת העיכול נמצאת במערכת העיכול, החיידקים מיישבים את האפיתל של המעי הדק.

בהמשך הוויבריו נקשר לרירית על ידי פיליס וחלבונים מיוחדים. לאחר מכן, זה מתחיל את הכפלה שלו ואת הפרשת הרעלן כולרה. רעלן זה מעודד שלשול לפיו החיידקים נכנסים שוב לסביבה החיצונית.

תְזוּנָה

לחיידק זה מטבוליזם המבוסס על תסיסה של גלוקוז. במצב החופשי הוא משיג את מזונו בצורה של פחמן וחנקן ממקורות אורגניים שונים. חלקם הם צ'יטין או פחמן המופעלים על ידי אצות מפיטופלנקטון.

לצורך הטמעה של ברזל, המין מייצר את הווידרוביקטקטין הסידופר. Vibriobactin הוא תרכובת chelating ברזל הממוסס מינרל זה ומאפשר להיספג אותו על ידי תחבורה פעילה.

בסביבות מימיות הוא ממלא פונקציות חשובות הקשורות לתזונה במערכת האקולוגית. תורם לזכיינות מחדש של חומרים מזינים מפחמן אורגני.

מצד שני, הוא חיידקי. כל זה מקצה לו תפקיד רלוונטי כחלק מהבקטריונופלקטון בלולאות החיידקים או רשתות מזון מיקרוביאליות במערכות אקולוגיות מימיות.

Vibrio cholerae מבצע את התהליכים הבסיסיים לעיכול המזון שלו בחוץ, דרך החומרים שהוא מפריש. מנגנון זה דומה לזה של חיידקים אחרים.

המין פועל על המצע וגורם להתמוססות היסודות המינרלים החיוניים לתזונתו, שנספגים לאחר מכן. כמו כן, בחיפוש ועיבוד מזון הם תוקפים חיידקים אחרים. הם יכולים לתקוף את אותו המין, אך לא את המתח שלהם.

כדי להרוג חיידקים אחרים, V. cholerae משתמש במנגנון שנקרא מערכת ההפרשה מסוג VI (T6SS). מערכת זו דומה להרמוניה החודרת לדופן התא של חיידקים שליליים אחרים בגראם, וגורמת להם למות.

לפיכך, ניתן להשיג את התרכובות התזונתיות של חיידקים אלה. T6SS דומה למערכת המשמשת את חיידקי החיידקים בכדי לחסן את המידע הגנטי שלהם לתאי חיידקים. מערכת זו משמשת אולי גם על ידי Vibrio cholerae לחיסון הרעלן שלה בתאי אפיתל.

פתוגיה

הפצה

החיידק מועבר בדרך הצואה-אוראלית, בין אדם לאדם, דרך מים מזוהמים, חפצים או אוכל. כולרה היא חומר נפץ כאשר היא מופיעה באוכלוסייה ללא חסינות מוקדמת.

במשך שנים חשבו שהדרך העיקרית להעברת המחלה היא צריכת מים מזוהמים. כיום ידוע כי ישנם מזונות שיכולים להוות כלי רכב להעברת כוורות ויבריו. חלק ממזונות אלה כוללים: צדפות, צדפות, מולים, שרימפס וסרטנים.

מנה גבוהה של בידוד נדרשה לבצע חולה אדם בריא, כ -10 ⁵ - 10 ⁸ חיידקים. עם זאת, אצל אנשים מוחלשים או מתת תזונה מספיק כמות קטנה יותר של חיסון. תקופת הדגירה למחלה נעה בין 6 שעות ל -5 ימים.

אֶפִּידֶמִיוֹלוֹגִיָה

למרות שיש מידע על מגיפות כולרה מאז המאה ה -14, המגיפות המתועדות הראשונות מתוארכות מראשית המאה ה -19. בין 1817 ל -1923 התרחשו לפחות שישה מגיפות כולרה ידועות, שנגרמו כתוצאה מהביוטיפ הקלאסי של ויברו כולרה.

סדרת מגיפות זו החלה מהודו, בעיקר מדלתת נהר הגנגס. ברגע שהגיע למזרח התיכון הוא התרחב משם לאירופה. דרך כניסה נוספת לאירופה הייתה הים התיכון, דרך קרוואנים מערבית. מאירופה זה הגיע לאמריקה.

משנת 1923 עד 1961 הייתה תקופה ללא מגפה למחלה זו ורק מקרים של כולרה היו ידועים. החל משנת 1961 הוא מתגלה מחדש עם ביוטיפ חדש בשם טור שגרם למגיפה השביעית.

מאז שנות התשעים זוהו יותר מ- 200 קבוצות סרוג וצורות לא טיפוסיות של טור. בשנת 1991 התרחשה מגיפת הכולרה השמינית. נכון לעכשיו, מקרי כולרה מוגבלים בעיקר לאזורים באפריקה שמדרום לסהרה, הודו, דרום מזרח אסיה וכמה אזורים בקריביים. באזורים אלה הוא הפך לאנדמי.

צורת פעולה

החיידקים מייצרים מספר רעלנים, אך תסמיני השלשול הקלאסיים המתייבשים של המחלה נגרמים כתוצאה מכולרו-enterotoxin (TC).

היא מורכבת מיחידת B לא רעילה ומיחידה תת-פעילה אנזימטית. יחידת המשנה B פועלת על קולטני התאים האפיתליים של המעי הדק. תת יחידה A מפעילה ציקלאז אדנילט.

האנטוטוקסין נקשר לתאי רירית המעי דרך פילי חיידקי וגורם לשלשול והתייבשות על ידי הפעלת האנזים אדנילט ציקלאז.

זה מוביל לייצור מוגבר של מונופוספט אדנוזין מחזורי תוך תאי, הגורם לתאי הרירית לשאוב כמויות גדולות של מים ואלקטרוליטים.

Vibrio cholerae משחרר רעלים אחרים כמו ZOT ו- ACE. הם פועלים על ידי נטרול תאים של מערכת החיסון המסוגלים לחסל ויברציות (מקרה IgG). הם יכולים גם לנטרל enterotoxin של כולרה (מקרה IgA).

תסמינים וטיפול

התסמינים כוללים: הלם היפובולמי, הקאות, שלשול, אסידוזיס, התכווצויות שרירים, עור יבש, עיניים מזוגגות או שקועות, קצב לב גבוה, עייפות ונמנום.

באזורים אנדמיים התגלתה נוכחות החיידקים בקרב אנשים הקרובים לאנשים עם כולרה. החולים אינם מציגים תסמינים גלויים למחלה, המעידים על קיומם של אנשים אסימפטומטיים.

ניתן למנוע כלירה וישנם חיסונים דרך הפה היעילים נגד המחלה עד 60-66%. עם זאת, התפרצויות יכולות להיגרם כתוצאה מאירועים טבעיים או הנגרמים על ידי בני אדם. זה מתרחש על ידי זיהום מים או פגיעה בגישה למים בטוחים ותברואה.

טיפול בהתייבשות נאותה ובזמן יכול להפחית את התמותה לפחות מ- 1%. טיפול אנטיביוטי יכול להפחית את שפיכת הרטט. עם זאת, אף אחד מאמצעי הטיפול הללו לא שינה את התפשטות המחלה באופן משמעותי.

אנטיביוטיקה הנפוצה בקרב מבוגרים הם אלו מקבוצת הדוקסיציקלין והטטרציקלין. Nitrofuran Furazolidone משמש בקרב נשים הרות. מומלצים לילדים Sulfamethoxazole ו- trimethoprim (SMZ + TMP).

נדבך בסיסי לבקרת מגפות הוא ניהול תברואתי הולם בתנאי ביוב ותברואה בכלל. במובן זה, כולרה היא מחלה הקשורה בתנאי עוני.

נוכחות של Vibrio cholerae בגוף מתגלה באמצעות בדיקות מעבדה כמו PCR, בדיקת ELISA או שימוש בתקשורת תרבית סלקטיבית.

הפניות

1. Baker-Austin, C., Trinanes, J., Gonzalez-Escalona, ​​N. and Martinez-Urtaza, J. (2017). ויברציות שאינן כולרות: הברומטר החיידקי של שינויי אקלים. מגמות מיקרוביול. 25, 76–84.
2. פארוק, ס.מ., אלברט, מ.ג., ומקלנוס, ג'יי ג'יי (1998). אפידמיולוגיה, גנטיקה, ואקולוגיה של כולרות טוקסיגניות. ביקורות על מיקרוביולוגיה וביולוגיה מולקולרית.62 (4); 1301-1314.
3. פארוק, ס.מ. וג. בלקריש נאיר, GB (עורכים). (2008). Vibrio cholerae. גנומיקה וביולוגיה מולקולרית. עיתונות אקדמית של קייסטר. בנגלדש. 218 עמ '.
4. Glass RI, Black RE (1992) The Epidemiology of Cholera (עמ '129-154). בתוך: Barua D., Greenough WB (עורכים) כולרה. נושאים אקטואליים במחלות זיהומיות. שפרינגר, בוסטון, ניו יורק.
5. קירק, ק 'וואטניק, PI (2003). Determinants סביבתי של Vibrio cholerae Biofilm פיתוח. מיקרוביולוגיה יישומית וסביבתית. 69 (9); 5079-5088.
6. פרז-רוזס, נ 'והזנט, TC (1989). במצב הישרדות של Vibrio cholerae ו- coli Escherichia בשכונת יער הגשם הטרופי. מיקרוביולוגיה יישומית וסביבתית. 55 (2): 495-499.
7. צוקרמן, ג'.נ., רומבו, ל. ופיש, א '(2017). הנטל האמיתי והסיכון של כולרה: השלכות על מניעה ובקרה. הלנסט. סקירת מחלות זיהומיות. 7 (8): 521-530.