Klostridijos — anaerobinės Firmicutes bakterijos: rūšys, toksinai, ligos

Klostridijos: sužinokite apie anaerobines Firmicutes bakterijas — rūšis, pavojingus toksinus (botulinas, stabligė) ir sukeliamas ligas. Skaitykite daugiau.

Klostridijos yra Firmicutes klasė, kuriai priklauso Clostridium ir kitos panašios gentys. Tai didelė ir įvairi bakterijų grupė, kuriai būdingas specifinis gyvenimo būdas ir reikšminga ekologinė bei medicininė reikšmė.

Sandara ir fiziologija

Klostridijos yra anaerobinės bakterijos: jos yra obligatiniai anaerobai, neturinčios aerobinio kvėpavimo, todėl deguonis joms yra toksiškas. Dauguma rūšių yra gramteigiamos ir gali sudaryti sporas, kurios atsparios aukštai temperatūrai, sausrai ir cheminiams dezinfektantams. Sporų sudarymas leidžia šiems mikroorganizmams ilgai išgyventi nepalankioje aplinkoje ir būti plačiai paplitusiems gamtoje.

Taksonomija ir evoliucija

Tyrimai rodo, kad klostridijos nėra griežtai vienalytė grupė: jos nėra monofilinė grupė ir yra gana polifilotiškos. Dėl to jų giminystės ryšiai nėra visiškai aiškūs ir dalis taksonomijos gali būti peržiūrėta: dauguma jų tradiciškai priskiriami Clostridiales, tačiau ši grupė greičiausiai bus iš naujo apibrėžta remiantis molekuline filogenetika.

Ecologija

Dauguma Clostridium genties rūšių yra saprofitiniai organizmai, aptinkami daugelyje vietų, ypač dirvožemyje, nuotekose, gyvūnų žarnyne ir organinėse atliekuose. Jie dalyvauja organinių medžiagų skaidyme, anaerobiniame fermentavime ir gali gaminti įvairius metabolitus, pvz., vandenilio, organines rūgštis bei butanolį.

Toksinai ir medicininė reikšmė

Šioje gentyje yra tiek nekenksmingų, tiek rimtų žmogaus ir gyvūnų ligų sukėlėjų. Kai kurių Clostridium atstovų gaminami toksinai yra vieni iš pavojingiausių žinomų. Pavyzdžiui, C. tetani gaminamas stabligės toksinas (vadinamas tetanospazminu), o C. botulinum gaminamas botulino toksinas — labai stiprus neurotoksinas, galintis sukelti apsinuodijimą botulizmu.

Žymiausios rūšys ir sukeliamų ligų aprašymas

• Clostridium perfringens (gangrena, apsinuodijimas maistu)
• Clostridium difficile (pseudomembraninis kolitas)
• Clostridium tetani (stabligė)
• Clostridium botulinum (botulizmas)
• Clostridium acetobutylicum
• Clostridium haemolyticum
• Clostridium novyi
• Clostridium oedematiens

Trumpas kai kurių iš jų aprašymas:

• Clostridium perfringens — dažnai susijęs su pūlingomis žaizdomis, giliomis audinių infekcijomis ir gazo gangrena; taip pat gali sukelti maisto sukeltą apsinuodijimą, gamindamas enterotoksinus.
• Clostridium difficile — sukelia nosokomialinį (ligoninėse įgytą) pseudomembraninį kolitą, dažnai pasireiškiantį po plataus spektro antibiotikų vartojimo, kurie sutrikdo normalų žarnyno mikrobiotos balansą.
• Clostridium tetani — sukelia stabligę: spazmus, raumenų įsitempimą ir kvėpavimo sutrikimus; profilaktikai naudojama vakcina (tetaninis anatoksinas).
• Clostridium botulinum — gamina botulino neurotoksiną, sukeliantį sunkų raumenų paralyžių; botulizmas gali būti maisto ar žaizdų kilmės. Botulino toksinas taip pat naudojamas medicinoje mažomis dozėmis (pvz., kosmetikoje ir neurologijoje).
• Clostridium acetobutylicum — žinomas dėl butanolio ir acetono gamybos fermentacijos būdu; turi pramoninį panaudojimą biokuro bei cheminių medžiagų gamyboje.

Diagnostika, gydymas ir prevencija

Diagnostika remiasi klinikiniais simptomais, mikrobiologiniais tyrimais (anaerobinė kultūra, identifikacija, toksinų nustatymas) ir molekulinėmis metodikomis (PCR toksinų geno nustatymui). Dėl sporų atsparumo reikia specialių metodų sterilizacijai ir dezinfekcijai.

Gydymas priklauso nuo ligos tipo: antidotai (pvz., tetano antitoksinas), specifiniai antitoksinai botulizmo atveju, antibiotikai (atsižvelgiant į jautrumą), chirurginis audinių debridement (pvz., gazo gangrenai) ir palaikomasis gydymas (kvėpavimo paramos priemonės). C. difficile infekcijoms dažnai skiriami specifiniai antibiotikai (vancomicinas, fidaksomicinas) ir, sudėtingais atvejais, fekalinė transplantacija atstatyti žarnyno mikrobiotą.

Prevencija apima vakcinaciją (stabligė), tinkamą maisto saugą (botulizmo prevencijai), žaizdų priežiūrą ir atsargų antibiotikų vartojimą, kad būtų sumažinta C. difficile infekcijų rizika.

Pramoninis ir ekologinis panaudojimas

Kai kurios klostridijų rūšys naudojamos pramonėje: pvz., Clostridium acetobutylicum anksčiau buvo naudojamas acetono ir butanolio gamybai fermentacijos būdu. Be to, klostridijos dalyvauja organinių atliekų skaidyme ir biogazų gamyboje.

Laboratorinė sauga ir kontrolė

Dirbant su klostridijomis reikia laikytis anaerobinių kultivavimo procedūrų ir biopavojingumo reikalavimų, ypač su patogeniškomis rūšimis ir toksinų gaminančiais izoliatais. Dezinfekcija turi būti veiksminga prieš sporas arba papildyta fiziniais metodais (autoklavavimas).

Heliobakterijos taip pat priklauso klostridijų klasei. Tai parodo, kad Clostridia grupė apima ir neįprastas, pvz., fotosintezuojančias ar kitokias ekologines nišas užimančias rūšis — tai dar kartą pabrėžia taksonominį ir ekologinį šios klasės įvairovę.

Klausimai ir atsakymai

Klausimas: Kokia yra Firmicutes klasė, kuriai priklauso Clostridium?

K: Ar Clostridium genties atstovai yra privalomi anaerobai?

K: Ar Clostridium genties rūšys yra monofilinės, ar polifilinės?

K: Kur galima rasti daugumą šios genties rūšių?

K: Kokius toksinus gamina kai kurie šios klasės atstovai?

K: Kokie dar organizmai priklauso šiai klasei?

K: Įvardykite penkias žymias šiai klasei priklausančias rūšis?

Paieška pagal raidę