Клостридии
Род бактерий, включающий несколько патогенов человека.

Клостридии
Микрофотография бактерий «Clostridium botulinum», окрашенных кристаллическим фиолетовым
Микрофотография бактерий Clostridium botulinum , окрашенных кристаллическим фиолетовым
Научная классификация Редактировать эту классификацию
Домен:Бактерии
Тип:Бациллота
Сорт:Клостридии
Заказ:Эубактерии
Семья:Клостридиевые
Род:Клостридии
Працмовского 1880
Разновидность

164 вида. Полную таксономию
см. в списке видов Clostridium .

Clostridium — род анаэробныхграмположительных бактерий . Виды Clostridium обитают в почве и кишечном тракте животных, включая человека. [1] Этот род включает несколько значимых человеческих патогенов , включая возбудителей ботулизма и столбняка . Ранее он также включал важную причину диареи, Clostridioides difficile , которая была переклассифицирована в род Clostridioides в 2016 году. [2]

История

В конце 1700-х годов Германия пережила несколько вспышек болезни, связанной с употреблением определенных видов колбасы. В 1817 году немецкий невролог Юстинус Кернер обнаружил палочковидные клетки в своих исследованиях этого так называемого отравления колбасой. В 1897 году бельгийский профессор биологии Эмиль ван Эрменгем опубликовал свое открытие эндоспорообразующего организма, который он выделил из испорченной ветчины. Биологи классифицировали открытие ван Эрменгема вместе с другими известными грамположительными спорообразователями в роде Bacillus . Однако эта классификация представляла проблемы, поскольку изолят рос только в анаэробных условиях, а Bacillus хорошо росли в кислороде. [1]

Около 1880 года, в ходе изучения брожения и синтеза масляной кислоты , ученый по фамилии Празмовский впервые дал биномиальное название Clostridium butyricum . [3] Механизмы анаэробного дыхания в то время еще не были хорошо изучены, поэтому таксономия анаэробов все еще развивалась. [3]

В 1924 году Ида А. Бенгтсон отделила микроорганизмы ван Эрменгема от группы Bacillus и отнесла их к роду Clostridium . Согласно схеме классификации Бенгтсона, Clostridium содержал все анаэробные эндоспорообразующие палочковидные бактерии, за исключением рода Desulfotomaculum . [1]

Таксономия

По состоянию на октябрь 2022 года в роде Clostridium имеется 164 валидно опубликованных вида . [4]

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

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

Биохимия

Виды Clostridium являются облигатными анаэробами и способны производить эндоспоры . Они обычно окрашиваются грамположительно , но, как и Bacillus , часто описываются как грамвариабельные, потому что они показывают увеличивающееся количество грамотрицательных клеток по мере старения культуры. [11] Нормальные, воспроизводящиеся клетки Clostridium , называемые вегетативной формой, имеют форму палочек , что и дало им их название, от греческого κλωστήρ или веретено. Эндоспоры Clostridium имеют отчетливую форму кегли или бутылки, отличающую их от других бактериальных эндоспор, которые обычно имеют яйцевидную форму. [ необходима цитата ] Окраска Шеффера -Фултона (0,5% малахитового зеленого в воде) может использоваться для различения эндоспор Bacillus и Clostridium от других микроорганизмов. [12]

Clostridium можно отличить от также образующего эндоспоры рода Bacillus по его облигатному анаэробному росту, форме эндоспор и отсутствию каталазы . Виды Desulfotomaculum образуют похожие эндоспоры и могут отличаться по их потребности в сере. [1] Гликолиз и ферментация пировиноградной кислоты Clostridia дают конечные продукты: масляную кислоту , бутанол , ацетон , изопропанол и углекислый газ . [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 здорового нижнего репродуктивного тракта самок. [14]

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

Было обнаружено, что еще несколько патогенных видов, ранее описанных в Clostridium , принадлежат к другим родам. [6]

  • Clostridium difficile теперь отнесен к Clostridioides .
  • Clostridium histolyticum , в настоящее время помещенный в Hathewaya .
  • Clostridium sordellii , теперь отнесенный к Paraclostridium , может вызывать смертельную инфекцию в исключительно редких случаях после медицинских абортов. [18]

Уход

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

Вегетативные клетки клостридий термолабильны и погибают при кратковременном нагревании при температурах 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 мин, с несколькими исключительными случаями более 50 мин, зарегистрированными в литературе). Клостридии и бациллы довольно устойчивы к радиации, требуя доз около 30 кГр, что является серьезным препятствием для разработки облученных продуктов длительного хранения для общего использования на розничном рынке. [22] Добавление лизоцима , нитрата , нитрита и солей пропионовой кислоты подавляет 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 толстой кишке , таких как бифидобактерии и лактобациллы , и одновременно подавляя вредные, такие как клостридии, фузобактерии и бактероиды . [26]

Использовать

Ссылки

  1. ^ abcde Maczulak A (2011), «Clostridium», Энциклопедия микробиологии , Факты в деле, 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 при первичных и рецидивирующих инфекциях Clostridium difficile». Анналы Нью-Йоркской академии наук . 1435 (1): 110–138. Bibcode : 2019NYASA1435..110D. doi : 10.1111/nyas.13958. ISSN  1749-6632. PMC 6312459. PMID 30238983  . 
  3. ^ ab Newman, Sir George (1904). Бактериология и общественное здравоохранение . Филадельфия, Пенсильвания: P. Blakiston's Son and Co. 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 03 октября 2022 г.
  5. ^ ab Collins, MD; Lawson, PA; Willems, A; Cordoba, JJ; Fernandez-Garayzabal, J; Garcia, P; Cai, J; Hippe, H; Farrow, JA (октябрь 1994 г.). «Филогения рода Clostridium: предложение пяти новых родов и одиннадцати новых комбинаций видов». International Journal of Systematic Bacteriology . 44 (4): 812–26. doi : 10.1099/00207713-44-4-812 . PMID  7981107.
  6. ^ ab Lawson, PA; Rainey, FA (февраль 2016 г.). «Предложение ограничить род Clostridium Prazmowski до Clostridium butyricum и родственных видов». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 66 (2): 1009–1016. doi : 10.1099/ijsem.0.000824 . PMID  26643615.
  7. ^ abc О, Хёнсок (18 сентября 2018 г.). «Таксономия кластеров клостридий XIVa и IV». eMedicine . EzBioCloud . Получено 04.06.2021 .
  8. ^ Boutard M, Cerisy T, Nogue PY, Alberti A, Weissenbach J, Salanoubat M, Tolonen AC (ноябрь 2014 г.). «Функциональное разнообразие углеводно-активных ферментов, позволяющих бактериям ферментировать растительную биомассу». PLOS Genetics . 10 (11): e1004773. doi : 10.1371/journal.pgen.1004773 . PMC 4230839. PMID  25393313 . 
  9. ^ Lopetuso LR, Scaldaferri F, Petito V, Gasbarrini A (август 2013 г.). «Комменсальные клостридии: ведущие игроки в поддержании гомеостаза кишечника». Gut Pathogens . 5 (1): 23. doi : 10.1186/1757-4749-5-23 . PMC 3751348. PMID  23941657 . 
  10. ^ Lopetuso LR, Scaldaferri F, PetitoV, Gasbarrini A (2013). «Комменсальные клостридии: ведущие игроки в поддержании гомеостаза кишечника». Gut Pathogens . 5 (1): 23. doi : 10.1186 / 1757-4749-5-23 . PMC 3751348. PMID  23941657. 
  11. ^ abc Tortora GJ, Funke BR, Case CL (2010), Микробиология: Введение (10-е изд.), Benjamin Cummings, стр. 87, 134, 433, ISBN 978-0-321-55007-1
  12. ^ Maczulak A (2011), "пятно", Энциклопедия микробиологии , Факты в деле, стр. 726–729, ISBN 978-0-8160-7364-1
  13. ^ Виллемс Х., Ягер К., 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. стр. 65. ISBN 978-0071716727.
  15. ^ Уэллс CL, Уилкинс TD, Барон S (1996). "Clostridia: Sporeforming Anaerobic Bacilli". В Baron S, et al. (ред.). Медицинская микробиология Барона (4-е изд.). Медицинское отделение Техасского университета. ISBN 978-0-9631172-1-2. PMID  21413315.
  16. ^ Киу Р., Холл Л. Дж. (август 2018 г.). «Обновленная информация о кишечном патогене человека и животных Clostridium perfringens». Emerging Microbes & Infections . 7 (1): 141. doi :10.1038/s41426-018-0144-8. PMC 6079034. PMID  30082713. 
  17. ^ Киу Р., Браун Дж., Бедвелл Х., Леклер К., Кайм С., Пикард Д. и др. (октябрь 2019 г.). «Штаммов Clostridium perfringens и разведывательного исследования микробиома слепой кишки выявляют ключевые факторы, связанные с некротическим энтеритом у птиц». Микробиом животных . 1 (1): 12. doi : 10.1186/s42523-019-0015-1 . PMC 7000242. PMID  32021965. 
  18. ^ Meites E, Zane S, Gould C (сентябрь 2010 г.). «Смертельные инфекции Clostridium sordellii после медицинских абортов». The New England Journal of Medicine . 363 (14): 1382–3. doi : 10.1056/NEJMc1001014 . PMID  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), «Химиотерапевтические средства», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–61, doi :10.1002/14356007.a06_173, ISBN 978-3527306732
  21. ^ Harvey RA, ред. (2012), Иллюстрированные обзоры Липпинкотта: Фармакология (5-е изд.), Липпинкотт, стр. 389–404, ISBN 978-1-4511-1314-3
  22. ^ Jelen P (2007), «Продукты питания, 2. Технология пищевых продуктов», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–38, doi :10.1002/14356007.a11_523, ISBN 978-3527306732
  23. ^ Burkhalter G, Steffen C, Puhan Z (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. ^ Honikel KO (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., Геймер А.О., Кейзер 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), «Пищевые продукты с добавленной стоимостью для здоровья», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–12, doi :10.1002/14356007.d12_d01, ISBN 978-3527306732
  27. ^ Величкович М., Бенабу Р., Брин М.Ф. (2001). «Патофизиология и варианты лечения цервикальной дистонии». Drugs . 61 (13): 1921–43. doi :10.2165/00003495-200161130-00004. PMID  11708764. S2CID  46954613.
  28. ^ Doherty GM, ред. (2005), «Воспаление, инфекция и антимикробная терапия», Текущая диагностика и лечение: хирургия , McGraw-Hill, ISBN 978-0-07-159087-7
  29. ^ "Обеспечение устойчивого энергетического будущего". Bioengineering Resources, inc . Получено 21 мая 2007 г.
  30. ^ Saint-Amans S, Perlot P, Goma G, Soucaille P (август 1994). "Высокое производство 1,3-пропандиола из глицерина клостридией butyricum VPI 3266 в просто контролируемой системе с подпиткой". Biotechnology Letters . 16 (8): 831–836. doi :10.1007/BF00133962. S2CID  2896050.
  31. ^ Менгеша А., Дюбуа Л., Паесманс К., Воутерс Б., Ламбин П., Тейс Дж. (2009). « Клостридии в противоопухолевой терапии». В Брюггеманн Х, Готшальк Г (ред.). Клостридии: молекулярная биология в постгеномную эпоху . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-38-7.
  32. ^ Chou CH, Han CL, Chang JJ, Lay JJ (октябрь 2011 г.). «Совместное культивирование Clostridium beijerinckii L9, Clostridium butyricum M1 и Bacillus thermoamylovorans B5 для преобразования отходов дрожжей в водород». Международный журнал водородной энергетики . 36 (21): 13972–13983. doi :10.1016/j.ijhydene.2011.03.067.
  • Геномы Clostridium и связанная с ними информация в PATRIC, Центре биоинформатических ресурсов, финансируемом NIAID
  • Электронный учебник бактериологии Тодара
  • Группа поддержки Clostridium difficile в Великобритании
  • Ресурс Патема-Клостридиум
  • Анализ воды: видео Clostridium
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Clostridium&oldid=1254695941"