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

Clostridium difficile ist ein grampositives Bakterium, das zur Gruppe der Firmicutes gehört und auch Teil der Bakterienflora des Darms ist. Es wurde 1935 von Hall und O'Toole isoliert.

Es handelt sich um ein pathogenes Bakterium, insbesondere auf Darmebene. Infektionen mit diesen Bakterien sind sehr häufig bei Menschen, die eine langfristige Antibiotika-Therapie erhalten haben.

Clostridium difficile. Quelle: Siehe Seite für den Autor über Wikimedia Commons

Dies ist ein Bakterium, das in den letzten Jahren zu einem echten Problem geworden ist, insbesondere in Krankenhäusern, da die Anzahl der damit infizierten Patienten immer mehr zunimmt. Hinzu kommt die hohe Beständigkeit gegenüber gängigen Hygienemaßnahmen.

Einige Spezialisten sind der Ansicht, dass diese Resistenz möglicherweise auf die Entwicklung eines Stammes zurückzuführen ist, der mutiert ist, Resistenz gegen herkömmliche Medikamente erworben hat und virulenter ist.

Die Altersgruppe, die am anfälligsten für eine Infektion mit Clostridium difficile ist, sind ältere Menschen, die von Natur aus ein Immunsystem haben, das anfälliger für Depressionen ist. Dies wurde durch die zahlreichen Statistiken belegt, die die verschiedenen Studien begleiten, die zu diesem Thema durchgeführt wurden.

Clostridium difficile ist ein Bakterium, das, wenn es nicht rechtzeitig behandelt wird, schwerwiegende Komplikationen verursachen kann, einschließlich des Todes.

Taxonomie

Die taxonomische Klassifikation von Clostridium difficile lautet wie folgt:

Domäne: Bakterien

Abteilung: Firmicutes

Klasse: Clostridia

Bestellung: Clostridiales

Familie: Clostridiaceae

Gattung: Clostridium

Spezies: Clostridium difficile

Morphologie

Clostridium difficile ist ein stäbchenförmiges (längliches) Bakterium. Sie haben abgerundete Kanten und Flagellen auf ihrer Oberfläche. Sie sind 0,5 bis 3 Mikrometer breit und 6 Mikrometer lang.

Die Zellen sind von einer Zellwand umgeben, die aus einer dicken Schicht Peptidoglycan besteht. Es hat auch Polymere, bekannt als PSI, PSII und PSIII.

Diese Polymere ähneln Teichonsäure und Lipoteichonsäure, die in anderen grampositiven Bakterien vorhanden sind. Die Komponenten der Zellmembran wurden untersucht, da sie im therapeutischen Bereich eine unverzichtbare Rolle spielen.

In den Kulturen werden leicht erhöhte, durchscheinende Kolonien mit kristalliner Fleckigkeit beobachtet. Ebenso geben sie einen charakteristischen Mistgeruch ab.

Die DNA dieses Bakteriums ist in einem kreisförmigen Chromosom konzentriert, das 29% Nucleotide von Cytosin und Guanin enthält. Ebenso präsentiert es ein zirkuläres Plasmid, das 28% Nukleotide des gleichen erwähnten Typs enthält.

Allgemeine Charakteristiken

Es ist grampositiv

Clostridium difficile wird lila, wenn es einer Gram-Färbung ausgesetzt wird. Dies weist darauf hin, dass seine Zellwand Peptidoglycan enthält, das aufgrund seiner Struktur die Farbstoffmoleküle zurückhält und bewirkt, dass es die erwähnte Farbe annimmt.

Produziert Sporen

Dieses Bakterium produziert Sporen, wenn die Umgebungsbedingungen ungünstig sind. Diese Sporen können unter feindlichen Bedingungen etwa zwei Jahre lang überleben. Sobald sich diese ändern und günstig werden, keimen die Sporen und bilden neue Zellen der Bakterien.

Stoffwechsel

Clostridium difficile hat einen Stoffwechsel, der hauptsächlich auf der Fermentation einiger Zucker beruht, wobei der Hauptstoff Glukose ist. Ebenso fermentiert es auch Fructose, Mannit, Mannose und Cellobiose.

Lebensraum

Dieses Bakterium ist allgegenwärtig. Es ist in der normalen Mikrobiota des menschlichen Magen-Darm-Trakts als Kommensal vorhanden. Es kommt auch in Erde, Sand und Heu vor. Es wurde auch aus Nutztieren, Nagetieren und Haustieren wie Hunden und Katzen isoliert.

Ist pathogen

Clostridium difficile wird als Krankheitserreger angesehen, da es durch Sporen bestimmte Pathologien erzeugen kann. Es bevorzugt den Magen-Darm-Trakt, wo es keimt und Krankheiten wie pseudomembranöse Kolitis verursacht.

Wachstumsbedingungen

Dieses Bakterium kann unter verschiedenen Wachstumsbedingungen gedeihen. Der akzeptierte Temperaturbereich liegt zwischen 25 und 45 ° C. Die optimale Temperatur liegt bei 30-37 ° C.

Produziert Toxine

Die Bakterien produzieren zwei Toxine, A und B. Beide Toxine wirken auf der Ebene der Epithelzellen des Darms und lösen eine Reihe von Veränderungen aus, die zur Entwicklung von Pathologien wie Clostridium difficile-assoziierter Diarrhoe, pseudomembranöser Kolitis und assoziierter Diarrhoe führen Antibiotika

Es ist Katalase-negativ

Dieses Bakterium ist nicht in der Lage, das Enzym Katalase zu synthetisieren. Dies bedeutet, dass Wasserstoffperoxid (H ₂ O ₂ ) in Wasser und Sauerstoff nicht abgebaut werden kann.

Hydrolysiert Gelatine

Clostridium difficile synthetisiert Gelatinaseenzyme, die es ermöglichen, dass sich Gelatine verflüssigt. Dies zeigt sich in den Kulturen, in denen ein transparenter Lichthof um die Kolonien beobachtet wird.

Es ist Indol-negativ

Dieses Bakterium synthetisiert nicht die Gruppe von Enzymen, die als Tryptophanasen bekannt sind. Aus diesem Grund ist es nicht in der Lage, das Indol aus dem Tryptophan-Aminosäuremolekül herauszubrechen. Dies ist ein Test, mit dem Sie Clostridium difficile von anderen Bakterien und sogar von anderen Bakterien der Gattung Clostridium unterscheiden können.

Es ist Urease-negativ

Die Bakterien sind in der Lage, Harnstoff zu Kohlendioxid und Ammoniak zu hydrolysieren. Dies liegt daran, dass es das Enzym Urease nicht synthetisiert, da es nicht über die Gene dafür verfügt.

Reduziert keine Nitrate

Clostridium difficile synthetisiert das Enzym Nitratreduktase nicht, daher kann es Nitrate nicht zu Nitriten reduzieren. Dies ist auch ein Test zur Identifizierung und Differenzierung der Bakterien.

Pathogenese

Dieses Bakterium ist ein anerkannter menschlicher Erreger. Es verursacht einige Krankheiten wie pseudomembranöse Kolitis. Die Bakterien gelangen oral in den Körper, hauptsächlich durch Kontakt mit infizierten Personen.

Der Infektionsverlauf hängt davon ab, ob die vegetativen Formen oder die Sporen aufgenommen werden. Im ersten Fall werden die lebenden Formen der Bakterien im Magen dank des hohen Säuregehalts dort ausgeschieden.

Vielmehr sind die Sporen so konstruiert, dass sie rauen Umgebungsbedingungen standhalten und somit den Magenbedingungen wirksam widerstehen.

Die Sporen erreichen den Dünndarm und keimen dort, wodurch die vegetativen Formen der Bakterien entstehen. Diese erreichen den Dickdarm, wo die Bedingungen für die Fortpflanzung ideal sind. Hier besiedelt es die Schleimhaut und zeigt die Symptome, die eine pseudomembranöse Kolitis charakterisieren.

Diese Krankheit kann auch durch einen anderen Mechanismus verursacht werden. Wenn Menschen eine längere Antibiotikatherapie erhalten, führt dies zu einem Ungleichgewicht der gastrointestinalen Mikrobiota.

Dies führt dazu, dass sich Clostridium difficile, das regelmäßig in dieser Flora lebt, unkontrolliert vermehrt und der Krankheit Platz macht.

Virulenzfaktoren

Folgende Virulenzfaktoren tragen zum Bakterium Clostridium difficile bei, das die Magen-Darm-Schleimhaut schädigt:

• Toxine (A und B): Beide Toxine haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Darmzellen. Dazu gehören: Sie zeigen die Produktion von Toxinen, hämorrhagische Nekrose, zusätzlich zur Depolymerisation von Aktin mit Verlust des Zytoskeletts an.
• Adhäsine: Sie sind Moleküle, die für die Förderung der korrekten Vereinigung von Bakterien mit menschlichen Dickdarmzellen verantwortlich sind.
• Hydrolytische Enzyme: Dazu gehören unter anderem Hyaluronidase, Gelatinase und L-Prolin-Aminopeptidase. Diese Enzyme erzeugen eine hydrolytische Aktivität. Ebenso erhöhen sie durch ihre Wirkmechanismen die Verfügbarkeit von Nährstoffen im Darm für die Bakterien.
• Sporen: Wie bereits erwähnt, überleben Sporen widrige Umweltbedingungen und sogar das Ausmaß von Sodbrennen.

Symptome

Unter den auffälligsten Symptomen der durch Clostridium difficile verursachten Darmpathologie sind zu nennen:

• Fieber
• Wässriger Durchfall
• Bauchschmerzen
• Krankheit
• Magersucht
• Blähungen
• Dehydration
• Allgemeine Beschwerden

Auf der Ebene des Darmepithels sind bestimmte Läsionen zu sehen, die auf die Entwicklung der Krankheit hinweisen:

• Frühe Läsion (Typ I): Hier wird eine epitheliale Nekrose beobachtet, bei der es im Dickdarm Exsudate und Neutrophile gibt.
• Typ-II-Läsion: Es handelt sich um eine epitheliale Ulzeration (Vulkantyp) in der Mitte der intakten Schleimhaut.
• Typ III-Läsion: Hier gibt es eine Ulzeration, die mit einer Art Membran bedeckt ist, die aus Zelltrümmern und Leukozyten besteht.

Ansicht des Darms mit pseudomembranöser Kolitis. Quelle: Von Klinikum Dritter Orden, München. Abteilung Innere Medizin Ich danke Dank an Christoph Kaiser für die Überlassung des Bildes zur Schließung! über Wikimedia Commons

Diagnose

Wenn der Verdacht besteht, dass eine Person Anzeichen und Symptome einer Clostridium difficile-Infektion aufweist, werden bestimmte Tests durchgeführt, um diese zuverlässig zu diagnostizieren.

Unter diesen Tests sind die folgenden:

• Stuhluntersuchung: Dies ist die erste Möglichkeit, diese Pathologie zu diagnostizieren. Es gibt verschiedene Tests, die am Stuhl durchgeführt werden können, darunter: Enzymimmunoassay, Polymerasekettenreaktion (PCR) und Zellzytotoxizitätstest.
• Dickdarmuntersuchung: Durch eine Koloskopie oder Sigmoidoskopie kann der Arzt die Eigenschaften der Dickdarmschleimhaut direkt einschätzen.
• Bildgebung: Diese Arten von Tests umfassen Röntgen- oder Computertomographie-Scans (CT). Sie werden verwendet, um festzustellen, ob Komplikationen durch die Infektion aufgetreten sind. Diese Arten von Studien werden Personen mit schweren Fällen einer Clostridium difficile-Infektion zugeordnet.

Behandlung

Wenn das klinische Bild durch die vorherige Verabreichung von Antibiotika verursacht wird, besteht die erste Maßnahme darin, das Medikament auszusetzen. Es wird erwartet, dass mit dieser Maßnahme das Bild umgekehrt wird.

Geschieht dies nicht, wird beschlossen, eine Antibiotikabehandlung mit Arzneimitteln durchzuführen, für die die Bakterien besonders anfällig sind. Unter diesen sind Metronidazol und Vancomycin die bekanntesten und am häufigsten verwendeten.

Verweise

1. Biochemischer Test und Identifizierung von Clostridium difficile. Abgerufen von: microbiologyinfo.com
2. Chu, M., Mallozi, M., Roxas, B., Bertolo, L., Monteiro, M., Viswanathan, V. und Vedantam, G. (2016). Ein Clostridium difficile-Zellwand-Glycopolymer-Ort beeinflusst die Bakterienform, die Polysaccharidproduktion und die Virulenz. PLOS-Krankheitserreger. 12 (10).
3. Clostridium difficile. Abgerufen von: microbewiki.com
4. Garza, R. Die wichtigsten Virulenzfaktoren von Clostridium difficile und die Rolle dieses Mikroorganismus bei pseudomembranöser Kolitis. Entnommen aus: amyd.quimica.unam.mx
5. Clostridium difficile-Infektion. Entnommen aus: mayoclinic.org
6. Institut für öffentliche Gesundheit von Chile (2012). Clostridium difficile. Entnommen aus: cl
7. Kirk, J., Banerji, O. und Fagan, R. (2017). Eigenschaften der Clostridium difficile-Zellhülle und ihre Bedeutung für die Therapie. Mikrobielle Biotechnologie. 10 (1) 76-90
8. Meyer, L., Espinoza, R. und Quera, R. (2014, Mai). Clostridium difficile-Infektion: Epidemiologie, Diagnose und therapeutische Strategien. Los Condes Clinical Medical Journal. 25 (3). 473-484