CLOSTRIDIUM BOTULINUM: EIGENSCHAFTEN, MORPHOLOGIE, LEBENSRAUM - BIOLOGIE - 2025

Das Clostridium botulinum ist ein grampositives Bakterium der Gattung Clostridium wide. Es ist eines der am meisten untersuchten Bakterien in dieser Gruppe. Es wurde zum ersten Mal von Emile Van Ermengen im Jahr 1896 isoliert.

C. botulinum produziert eine Reihe von Toxinen, die für den Menschen hoch pathogen sind. Diese Toxine erzeugen eine Pathologie, die allgemein als Botulismus bezeichnet wird.

Darstellung von Clostridium botulinum. Quelle: Nach Inhaltsanbietern: CDC, über Wikimedia Commons

Wenn ein Fall von Botulismus diagnostiziert wird, ist es obligatorisch, den zuständigen Gesundheitsbehörden Bericht zu erstatten, damit diese die erforderlichen Maßnahmen ergreifen und somit verhindern, dass andere Personen auf demselben Weg infiziert werden.

Ebenso wird Botulinumtoxin seit einigen Jahren in der plastischen Chirurgie verwendet, da es in kleinen Mengen injiziert wird und durch Ausübung seiner Funktion auf die Muskeln des Gesichtsausdrucks die Expressionslinien verschwinden lassen.

In ähnlicher Weise wurde es bei der Behandlung bestimmter Pathologien wie Blepharospasmus und Strabismus verwendet. Auf jeden Fall ist Clostridium botulinum ein Bakterium ohne halbe Sachen, es kann sehr schädlich und toxisch sein oder für den Einzelnen sehr vorteilhaft.

Taxonomie

Die taxonomische Klassifikation von Clostridium botilinum lautet wie folgt:

Domäne: Bakterien

Abteilung: Firmicutes

Klasse: Clostridia

Bestellung: Clostridiales

Familie: Clostridiaceae

Gattung: Clostridium

Spezies: Clostridium botulinum

Morphologie

Clostridium botulinum ist ein stäbchenförmiges Bakterium mit abgerundeten Kanten. Es misst 0,5 - 2 Mikrometer breit und 1,6 - 2,2 Mikrometer lang. Es hat keine Kapsel, die es umgibt.

Seine Zellwand besteht aus einer dicken Schicht Peptidoglycan sowie Teichonsäure und Lipoteichonsäure.

Sein genetisches Material wird zu einem kreisförmigen Chromosom kondensiert. Dies ist eines der größten innerhalb der Gruppe der grampositiven Bakterien.

Verschiedene Studien scheinen darauf hinzudeuten, dass die Länge auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass es eine große Anzahl von Genen enthält, die den Sporulationsprozess sowie die Synthese der von diesem Bakterium produzierten Toxine regulieren.

In den Kulturen werden Kolonien von weißlicher Farbe mit runder Form und gut definierten Rändern beobachtet.

Allgemeine Charakteristiken

Es ist grampositiv

Dieses Bakterium erhält eine violette Farbe, wenn die Gram-Färbetechnik angewendet wird. Dies liegt daran, dass es eine dicke Schicht aus Peptidoglycan hat. Diese Verbindung hat eine besondere Struktur, die die Pigmentmoleküle zurückhält.

Es ist anaerob

Clostridium botulinum ist ein streng anaerober Organismus. Es entwickelt sich deutlich in anaeroben Umgebungen (Abwesenheit von Sauerstoff). Sauerstoff ist für Bakterien giftig und kann daher nicht mit diesem chemischen Element in Kontakt kommen.

Produziert Toxine

Die Toxine, die Clostridium botulinum synthetisiert, sind als Botulinumtoxine bekannt. Es gibt insgesamt acht Toxine dieses Typs, die durch die Subtypen der Bakterien gegeben sind, nämlich: A, B, C1, C2, D, E, F, G, H. .

Die Botulinumtoxine A, B und E verursachen beim Menschen Pathologien, während der Rest bei Vögeln, Fischen und anderen Säugetieren Krankheiten verursacht.

Lebensraum

Clostridium botulinum ist ein Bakterium, das in einer Vielzahl von Umgebungen auf dem Planeten weit verbreitet ist. Es wurde hauptsächlich aus dem Boden und marinen Sedimenten isoliert. Im Allgemeinen kann gesagt werden, dass es in Umgebungen mit geringer oder keiner Sauerstoffverfügbarkeit gefunden wird.

Produziert Sporen

Die Bakterien produzieren hitzebeständige Sporen. Dies bedeutet, dass sie extreme Temperaturen überstehen können, entweder sehr niedrig oder sehr hoch. Diese Sporen diffundieren in viele Umgebungen und keimen in Abwesenheit von Sauerstoff und beginnen, Toxine abzuscheiden.

Ist pathogen

Die Sporen von Clostridium botulinum dringen in den Körper ein und keimen, wobei sich die Bakterien dort vermehren und Gewebeschäden verursachen, hauptsächlich im Magen-Darm-Trakt.

Wachstumsbedingungen

Unter den Wachstumsbedingungen, die dieses Bakterium benötigt, können eine optimale Temperatur von 30 ° C und ein ungefährer pH von 7 erwähnt werden.

Stoffwechsel

Clostridium botulinum ist ein Bakterium, dessen Stoffwechsel auf der Fermentation von Kohlenhydraten und Aminosäuren beruht. Zu den fermentierenden Kohlenhydraten gehören Glukose und Mannose.

Ebenso können wir als Fermentationsprodukte erwähnen: Essigsäure, Buttersäure, Isovaleriansäure und Propionsäure.

Präsentiert proteolytische und nicht proteolytische Stämme

Innerhalb der Vielzahl der bisher isolierten Clostridium botulinum-Stämme wurden zwei Typen identifiziert: proteolytisch und nicht proteolytisch.

Wie der Name schon sagt, sind proteolytische Stämme solche, die eine Proteinverdauung verursachen und auch H ₂ S produzieren. Nicht proteolytische Stämme verursachen keine Proteinlyse, sie fermentieren auch Mannose und haben komplexe Ernährungsbedürfnisse.

Es ist Katalase-negativ

Dieses Bakterium verfügt nicht über die Informationen in seinem Genom, um die Synthese des Enzyms Katalase zu codieren. Dank dessen kann es das Wasserstoffperoxidmolekül nicht in Wasser und Sauerstoff aufspalten.

Es ist Indol-negativ

Clostridium botulinum enthält in seiner DNA nicht die Gene, die für die Synthese von Tryptophanaseenzymen kodieren. Aus diesem Grund ist es nicht in der Lage, die in der Struktur der Aminosäure Tryptophan gefundene Indolgruppe abzubauen.

Dies ist ein weiterer biochemischer Test, der zur Identifizierung und Differenzierung von Bakterien im Labor durchgeführt wird.

Reduziert keine Nitrate

Dieses Bakterium synthetisiert das Enzym Nitratreduktase nicht und kann daher keine chemischen Reaktionen durchführen, bei denen Nitrate zu Nitriten reduziert werden.

Hydrolysiert Gelatine

Dank der Tatsache, dass es eine Gruppe von Enzymen synthetisiert, die als Gelatinasen bekannt sind, wird in Kulturen geschätzt, dass sie dazu führen können, dass sich Gelatine verflüssigt. Um die Kolonien herum ist ein transparenter Lichthof zu sehen, ein eindeutiger Beweis dafür, dass dieser Prozess stattgefunden hat.

Pathogenese

Wie oben erwähnt, produziert Clostridium botulinum abhängig von den Subtypen verschiedene Arten von Toxinen. Von allen sind A, B, E und E diejenigen, die beim Menschen eine gewisse Pathologie verursachen.

Die Sporen dieses Bakteriums überleben verschiedene Umweltbedingungen und keimen, wenn die Bedingungen stimmen (niedriger Sauerstoffgehalt). Botulinumtoxin wurde aus verschiedenen Lebensmitteln wie Konserven, einigen Fleischprodukten wie Hot Dogs und in Gemüse wie Pilzen und Rüben isoliert.

Die häufigste Art und Weise, wie die Spore in den Körper gelangt, ist die Einnahme, der Verzehr von Nahrungsmitteln, die nicht den einschlägigen Hygienemaßnahmen entsprechen. Eine andere Form des Eintritts, aber viel seltener, ist eine Wunde oder eine Verletzung.

Wenn das Toxin in den Körper gelangt, ist es auf die Nervenenden gerichtet, insbesondere auf den synaptischen Raum. Dort gelangt es in die neuronale Zelle Bereits im Neuron hemmt es die Sekretion des Neurotransmitters Acetylcholin und führt zu einer schlaffen Lähmung des Muskels.

Krankheiten

Die durch das Bakterium Clostridium botulinum verursachte Krankheit ist als Botulismus bekannt. Es wird in drei Typen eingeteilt:

• Verdauungsbotulismus: verursacht durch die direkte Aufnahme der Toxine der Bakterien durch ungesunde Lebensmittel.
• Wundbotulismus: Wenn Bakterien durch Wunden oder Läsionen auf der Haut in den Körper gelangen.
• Säuglingsbotulismus: tritt auf, wenn kleine Kinder (unter 6 Monaten) Sporen aufnehmen, die im Magen-Darm-Trakt keimen und Bakterien in ihrer vegetativen Form hervorbringen, die Toxine freisetzen.

Symptome

Verdauungsbotulismus

Es hat eine Inkubationszeit von ca. 12 bis 36 Stunden. Folgende Symptome treten auf:

• Übermäßige Müdigkeit
• Schwierigkeiten, die Muskeln des Sprechens und Schluckens zu beherrschen
• Verschwommenes Sehen
• Trockener Mund
• Droopy Augenlider
• Atembeschwerden
• Durchfall
• Verstopfung
• Krankheit
• Erbrechen

Botulismus-Patient. Quelle: Von Herbert L. Fred, MD und Hendrik A. van Dijk (http://cnx.org/content/m14960/latest/) über Wikimedia Commons

Wundbotulismus

Die Symptome des Wundbotulismus ähneln offen gesagt denen des Verdauungsbotulismus.

• Kontrollverlust der Sprach- und Schluckmuskulatur.
• Verschwommenes Sehen
• Atembeschwerden
• Droopy Augenlider
• Lähmung

Säuglingsbotulismus

Inkubationszeit ca. 18 bis 36 Stunden. Die häufigsten Symptome sind:

• Verstopfung
• Schwacher Schrei
• Sabbern
• Droopy Augenlider
• Ermüden
• Unfähigkeit zu saugen und zu füttern
• Lähmung.

Diagnose

Das zur Diagnose dieser Infektion verwendete Verfahren basiert hauptsächlich auf Labortests und der Etablierung von Kulturen.

Zunächst werden die Lebensmittel analysiert, die der Einzelne gegessen hat, um nach Bakterien zu suchen. Ebenso werden Proben vom Patienten sowohl aus Kot als auch aus Blutserum entnommen.

Sobald dies geschehen ist, können Kulturen etabliert werden, um festzustellen, ob die Bakterien vorhanden sind.

Behandlung

Die Behandlung hängt von den Merkmalen des dargestellten Krankheitsbildes ab. Wenn die Person die Sporen aufgenommen hat, die Giftstoffe im Körper freisetzen können, wird nach einem Weg gesucht, diese zu inaktivieren. Dies wird durch die Anwendung der Antitoxin-Immunglobulin-Injektion erreicht.

Ebenso wird versucht, die Symptome mit dafür vorgesehenen Medikamenten zu kontrollieren. Wenn die Beschwerden nicht nachlassen, wird er drastisch abgesichert und auf die Intensivstation eingewiesen, wo er mit aktuelleren Medikamenten behandelt wird. Schließlich muss der Patient zur Rehabilitation gehen, um die betroffenen Muskeln zu aktivieren.

Verweise

1. Botulismus: Symptome und Ursachen. Abgerufen von: mayoclinic.org
2. Botulismus. Erhalten von: medline. Gov.
3. Botulismus. Abgerufen von: who.int
4. Eigenschaften von Clostridium botulinum und Botulinumtoxinen. Abgerufen von: ivami.com
5. A. Castro, R. Hevia, M. Escobar, J. Rubio, O. Mena und A. Riverón (2004). Botulismus: klinische und epidemiologische Aspekte und Fallberichte. Technischer Überwachungsbericht. 8 (5).
6. Clostridium botulinum. Abgerufen von: microbewiki.com
7. Shapiro, R., Hatheway, C. und Swerdlow, D. (1998). Botulismus in den Vereinigten Staaten: Eine klinische und epidemiologische Überprüfung. Abgerufen von: annals.org
8. Sugiyama, H. (1980). Clostridium botulinum Neurotoxin. Mikrobiologie Bewertungen. 44 (3). 419-448.