stringtranslate.com

Клостридия

Клостридии — род анаэробных грамположительных бактерий. _ Виды Clostridium обитают в почве и кишечном тракте животных, включая человека. [1] Этот род включает несколько важных патогенов человека, в том числе возбудителей ботулизма и столбняка . Ранее сюда также входил важный возбудитель диареи Clostridioides difficile , который в 2016 годубыл реклассифицирован в род Clostridioides . [2]

История

В конце 1700-х годов в Германии произошло несколько вспышек заболеваний, связанных с употреблением в пищу определенных колбас. В 1817 году немецкий невролог Юстинус Кернер обнаружил палочковидные клетки в ходе исследования так называемого колбасного отравления. В 1897 году бельгийский профессор биологии Эмиль ван Эрменгем опубликовал свои открытия об организме, образующем эндоспоры, который он выделил из испорченной ветчины. Биологи отнесли открытие ван Эрменгема к другим известным грамположительным спорообразователям рода Bacillus . Однако эта классификация представляла проблемы, поскольку изолят рос только в анаэробных условиях, а Bacillus хорошо рос в кислороде. [1]

Примерно в 1880 году в ходе изучения ферментации и синтеза масляной кислоты учёный по фамилии Празмовский впервые присвоил Clostridium Butyricum биномиальное название . [3] Механизмы анаэробного дыхания в то время еще не были хорошо выяснены, поэтому систематика анаэробов все еще развивалась. [3]

В 1924 году Ида А. Бенгтсон выделила микроорганизмы ван Эрменгема из группы Bacillus и отнесла их к роду Clostridium . Согласно классификационной схеме Бенгтсона, клостридии содержали все анаэробные палочковидные бактерии, образующие эндоспоры, за исключением рода Desulfotomaculum . [1]

Таксономия

По состоянию на октябрь 2022 года у Clostridium насчитывается 164 достоверно опубликованных вида . [4]

Род, как его традиционно определяют, включает множество организмов, не тесно связанных с его типовым видом . Первоначально эта проблема была подробно проиллюстрирована филогенией рРНК из Collins 1994, в которой традиционный род (теперь соответствующий большой части Clostridia ) был разделен на двадцать кластеров, причем кластер I содержал типовой вид и его близких родственников. [5] За прошедшие годы это привело к выделению многих новых родов с конечной целью ограничить Clostridium кластером I. [6]

Кластер «Clostridium» XIVa (ныне Lachnospiraceae ) [7] и кластер «Clostridium» IV (ныне Ruminococcaceae ) [7] эффективно ферментируют растительные полисахариды, составляющие пищевые волокна, [8] что делает их важными и многочисленными таксонами в рубце и толстой кишке человека. . [9] Как упоминалось ранее, эти кластеры не являются частью текущего Clostridium , [5] [10] и следует избегать использования этих терминов из-за двусмысленного или непоследовательного использования. [7]

Биохимия

Виды Clostridium являются облигатными анаэробами и способны образовывать эндоспоры . Они обычно окрашивают грамположительные клетки , но, как и Bacillus , их часто называют грамвариабельными, поскольку с возрастом культуры в них наблюдается увеличение количества грамотрицательных клеток. [11] Нормальные, воспроизводящиеся клетки Clostridium , называемые вегетативной формой, имеют палочковидную форму , что и дало им название, от греческого κλωστήρ или веретена. Эндоспоры клостридий имеют отчетливую форму кегли или бутылки, что отличает их от эндоспор других бактерий, которые обычно имеют яйцевидную форму. [ нужна цитация ] Окраску Шеффера -Фултона (0,5% малахитового зеленого в воде) можно использовать для отличия эндоспор Bacillus и Clostridium от других микроорганизмов. [12]

Клостридии можно отличить от рода Bacillus , также образующего эндоспоры , по облигатному анаэробному росту, форме эндоспор и отсутствию каталазы . Виды Desulfotomaculum образуют сходные эндоспоры, и их можно отличить по потребности в сере. [1] Гликолиз и ферментация пировиноградной кислоты клостридиями дают конечные продукты: масляную кислоту , бутанол , ацетон , изопропанол и диоксид углерода . [11]

Существует коммерчески доступный набор для полимеразной цепной реакции (ПЦР) (Bactotype) для обнаружения C. perfringens и других патогенных бактерий. [13]

Биология и патогенез

Виды Clostridium легко обнаруживаются в почве и кишечном тракте. Виды Clostridium также являются нормальными обитателями нижних репродуктивных путей здоровых женщин. [14]

Основными видами, вызывающими заболевания у человека, являются: [15]

Уход

В общем, лечение клостридиальной инфекции заключается в высоких дозах пенициллина G , к которому организм остается чувствительным. [19] Clostridium welchii и Clostridium tetani реагируют на сульфаниламиды . [20] Клостридии также чувствительны к тетрациклинам , карбапенемам ( имипенему ), метронидазолу , ванкомицину и хлорамфениколу . [21]

Вегетативные клетки клостридий термолабильны и погибают при кратковременном нагревании при температуре выше 72–75 °C (162–167 °F). Термическое разрушение спор Clostridium требует более высоких температур (выше 121,1 °C (250,0 °F), например, в автоклаве ) и более длительного времени приготовления (20 минут, в литературе зарегистрировано несколько исключительных случаев, длившихся более 50 минут). Клостридии и бациллы достаточно устойчивы к радиации, требуя дозы около 30 кГр, что является серьезным препятствием для разработки облученных пищевых продуктов длительного хранения для общего использования на розничном рынке. [22] Добавление солей лизоцима , нитрата , нитрита и пропионовой кислоты ингибирует клостридии в различных продуктах питания. [23] [24] [25]

Фруктоолигосахариды ( фруктаны ), такие как инулин , встречающиеся в относительно больших количествах в ряде продуктов, таких как цикорий , чеснок , лук , лук-порей , артишок и спаржа , оказывают пребиотическое или бифидогенное действие, избирательно способствуя росту и метаболизму полезных бактерий в организме. толстой кишки , такие как бифидобактерии и лактобактерии , и одновременно подавляют вредные микроорганизмы, такие как клостридии, фузобактерии и бактероиды . [26]

Использовать

Рекомендации

  1. ^ abcde Maczulak A (2011), «Clostridium», Энциклопедия микробиологии , факты в файле, стр. 168–173, ISBN 978-0-8160-7364-1
  2. ^ Дитерле, Майкл Г.; Рао, Кришна; Янг, Винсент Б. (2019). «Новые методы лечения и профилактические стратегии первичных и рецидивирующих инфекций Clostridium difficile». Анналы Нью-Йоркской академии наук . 1435 (1): 110–138. Бибкод : 2019NYASA1435..110D. дои : 10.1111/nyas.13958. ISSN  1749-6632. ПМК 6312459 . ПМИД  30238983. 
  3. ^ аб Ньюман, сэр Джордж (1904). Бактериология и общественное здравоохранение . Филадельфия, Пенсильвания: Сын П. Блэкистона и компания, стр. 107–108. ISBN 9781345750270.
  4. ^ Страница Род: Clostridium в «LPSN - Список названий прокариот, имеющих место в номенклатуре». Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen . Проверено 3 октября 2022 г.
  5. ^ Аб Коллинз, доктор медицины; Лоусон, Пенсильвания; Виллемс, А; Кордова, Джей-Джей; Фернандес-Гарайсабаль, Дж; Гарсия, П; Кай, Дж; Хиппе, Х; Фэрроу, Дж. А. (октябрь 1994 г.). «Филогения рода Clostridium: предложение пяти новых родов и одиннадцати новых комбинаций видов». Международный журнал систематической бактериологии . 44 (4): 812–26. дои : 10.1099/00207713-44-4-812 . ПМИД  7981107.
  6. ^ Лоусон, Пенсильвания; Рейни, ФА (февраль 2016 г.). «Предложение ограничить род Clostridium Prazmowski Clostridium Butyricum и родственными видами». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 66 (2): 1009–1016. дои : 10.1099/ijsem.0.000824 . ПМИД  26643615.
  7. ↑ abc О, Хёнсок (18 сентября 2018 г.). «Таксономия кластеров клостридий XIVa и IV». Электронная медицина . ЭзБиоКлауд . Проверено 4 июня 2021 г.
  8. ^ Бутар М., Серизи Т., Ног П.Ю., Альберти А., Вайссенбах Дж., Саланубат М., Толонен AC (ноябрь 2014 г.). «Функциональное разнообразие углеводоактивных ферментов, позволяющее бактериям ферментировать растительную биомассу». ПЛОС Генетика . 10 (11): e1004773. дои : 10.1371/journal.pgen.1004773 . ПМЦ 4230839 . ПМИД  25393313. 
  9. ^ Лопетузо Л.Р., Скальдаферри Ф., Петито В., Гасбаррини А. (август 2013 г.). «Комменсальные клостридии: ведущие игроки в поддержании гомеостаза кишечника». Кишечные патогены . 5 (1): 23. дои : 10.1186/1757-4749-5-23 . ПМЦ 3751348 . ПМИД  23941657. 
  10. ^ Лопетузо Л.Р., Скальдаферри Ф., ПетитоВ, Гасбаррини А. (2013). «Комменсальные клостридии: ведущие игроки в поддержании гомеостаза кишечника». Кишечные патогены . 5 (1): 23. дои : 10.1186/1757-4749-5-23 . ПМЦ 3751348 . ПМИД  23941657. 
  11. ^ abc Tortora GJ, Funke BR, Case CL (2010), Микробиология: Введение (10-е изд.), Бенджамин Каммингс, стр. 87, 134, 433, ISBN 978-0-321-55007-1
  12. ^ Мачулак А. (2011), «пятно», Энциклопедия микробиологии , факты в файле, стр. 726–729, ISBN 978-0-8160-7364-1
  13. ^ Виллемс Х., Ягер С., Райнер Г. (2007), «Полимеразная цепная реакция», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–27, doi : 10.1002/14356007.c21_c01.pub2, ISBN 978-3527306732, S2CID  86159965
  14. ^ Хоффман Б (2012). Гинекология Уильямса (2-е изд.). Нью-Йорк: McGraw-Hill Medical. п. 65. ИСБН 978-0071716727.
  15. ^ Уэллс CL, Уилкинс Т.Д., барон С. (1996). «Клостридии: спорообразующие анаэробные бациллы». В бароне С. и др. (ред.). Медицинская микробиология барона (4-е изд.). унив. Техасского медицинского отделения. ISBN 978-0-9631172-1-2. ПМИД  21413315.
  16. ^ Киу Р., Холл LJ (август 2018 г.). «Обновленная информация о кишечном патогене человека и животных Clostridium perfringens». Новые микробы и инфекции . 7 (1): 141. дои : 10.1038/s41426-018-0144-8. ПМК 6079034 . ПМИД  30082713. 
  17. ^ Киу Р., Браун Дж., Бедвелл Х., Леклер С., Кайм С., Пикард Д. и др. (октябрь 2019 г.). «Штаммы Clostridium perfringens и исследовательское исследование микробиома слепой кишки выявляют ключевые факторы, связанные с некротическим энтеритом домашней птицы». Микробиом животных . 1 (1): 12. дои : 10.1186/s42523-019-0015-1 . ПМК 7000242 . ПМИД  32021965. 
  18. ^ Мейтес Э., Зейн С., Гулд С. (сентябрь 2010 г.). «Смертельные инфекции Clostridium sordellii после медикаментозных абортов». Медицинский журнал Новой Англии . 363 (14): 1382–3. дои : 10.1056/NEJMc1001014 . ПМИД  20879895.
  19. ^ Лейкин Дж.Б., Палоучек Ф.П., ред. (2008), « Отравление Clostridium perfringens », Справочник по отравлениям и токсикологии (4-е изд.), Informa, стр. 892–893, ISBN 978-1-4200-4479-9
  20. ^ Актер П., Чоу А.В., Дутко Ф.Дж., МакКинли М.А. (2007), «Химиотерапия», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–61, doi : 10.1002/14356007.a06_173, ISBN 978-3527306732
  21. ^ Харви РА, изд. (2012), Иллюстрированные обзоры Липпинкотта: фармакология (5-е изд.), Липпинкотт, стр. 389–404, ISBN 978-1-4511-1314-3
  22. ^ Джелен П. (2007), «Продукты питания, 2. Пищевые технологии», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–38, doi : 10.1002/14356007.a11_523, ISBN 978-3527306732
  23. ^ Буркхальтер Г., Штеффен С., Пухан З. (2007), «Сыр, плавленый сыр и сыворотка», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–11, doi : 10.1002/14356007.a06_163, ISBN 978-3527306732
  24. ^ Хоникель К. (2007), «Мясо и мясные продукты», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–17, doi : 10.1002/14356007.e16_e02.pub2, ISBN 978-3527306732
  25. ^ Самел Ул, Колер В., Гамер А.О., Кеузер У. (2007), «Пропионовая кислота и ее производные», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–18, doi : 10.1002/14356007.a22_223, ISBN 978-3527306732
  26. ^ Цинк Р., Пфайфер А. (2007), «Продукты с добавленной ценностью для здоровья», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–12, doi : 10.1002/14356007.d12_d01, ISBN 978-3527306732
  27. ^ Великович М., Бенабу Р., Брин М.Ф. (2001). «Патофизиология и варианты лечения цервикальной дистонии». Наркотики . 61 (13): 1921–43. дои : 10.2165/00003495-200161130-00004. PMID  11708764. S2CID  46954613.
  28. ^ Доэрти GM, изд. (2005), «Воспаление, инфекция и противомикробная терапия», Текущая диагностика и лечение: хирургия , McGraw-Hill, ISBN 978-0-07-159087-7
  29. ^ «Обеспечение устойчивого энергетического будущего». Биоинженерные ресурсы, Inc. Проверено 21 мая 2007 г.
  30. ^ Сен-Аман С., Перло П., Гома Г., Сукай П. (август 1994 г.). «Высокое производство 1,3-пропандиола из глицерина с помощью Clostridium Butyricum VPI 3266 в просто контролируемой периодической системе с подпиткой». Биотехнологические письма . 16 (8): 831–836. дои : 10.1007/BF00133962. S2CID  2896050.
  31. ^ Менгеша А., Дюбуа Л., Паесманс К., Воутерс Б., Ламбин П., Тейс Дж. (2009). « Клостридии в противоопухолевой терапии». В Брюггеманне Х., Готшальке Г. (ред.). Клостридии: молекулярная биология в постгеномную эпоху . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-38-7.
  32. ^ Чжоу CH, Хан CL, Чанг JJ, Лэй JJ (октябрь 2011 г.). «Совместное культивирование Clostridium beijerinckii L9, Clostridium Butyricum M1 и Bacillus thermoamylovorans B5 для преобразования дрожжевых отходов в водород». Международный журнал водородной энергетики . 36 (21): 13972–13983. doi : 10.1016/j.ijhydene.2011.03.067.

Внешние ссылки