Clostridium botulinum ist eine mit dem Gramm positive, Bakterie in der Form von der Stange, die mehrere Toxine erzeugt. Die am besten bekannten sind sein neurotoxins, der in Typen A-G, diese Ursache die schlaffe in Botulismus gesehene Muskellähmung unterteilt ist. Es ist auch der paralytische Hauptagent in botox. C. botulinum ist ein anaerobic mit der Spore ehemaliger, der ovalen, subletzten endospores erzeugt und in Boden allgemein gefunden wird.

Biologie

Clostridium botulinum ist ein Kleinstlebewesen in der Form von der Stange. Es ist ein Verpflichten anaerobe, bedeutend, dass Sauerstoff zu den Zellen giftig ist. Jedoch C. duldet botulinum Spuren von Sauerstoff wegen des Enzym-Superoxyds dismutase (GRASNARBE), die eine wichtige Antioxidationsmittel-Verteidigung in fast allen zu Sauerstoff ausgestellten Zellen ist. C. botulinum ist nur im Stande, den neurotoxin während sporulation zu erzeugen, der nur in einer anaerobic Umgebung geschehen kann. Andere Bakterienarten erzeugen Sporen in einer ungünstigen Wachstumsumgebung, um die Lebensfähigkeit des Organismus und Erlaubnis-Überleben in einem schlafenden Staat zu bewahren, bis die Sporen zu günstigen Bedingungen ausgestellt werden.

Im Laboratorium wird Clostridium botulinum gewöhnlich in Wachstumsmedien des Tryptose-Sulfits cycloserine (TSC) in einer anaerobic Umgebung mit weniger als 2 % Sauerstoff isoliert. Das kann durch mehrere kommerzielle Bastelsätze erreicht werden, die eine chemische Reaktion verwenden, O durch CO zu ersetzen (E.J. System von GasPak). C. botulinum ist ein lipase negatives Kleinstlebewesen, das zwischen dem pH 4.8 und 7 wächst und es Milchzucker als eine primäre Kohlenstoff-Quelle, während einer biochemischen Identifizierung wichtige Eigenschaften nicht verwenden kann.

Taxonomie-Geschichte

Clostridium botulinum wurde zuerst anerkannt und 1895 von Emile van Ermengem vom geheilten in einen Botulismus-Ausbruch hineingezogenen Hausschinken isoliert. Das isolierte wurde Bazillus botulinus, nach dem lateinischen Wort für die Wurst, botulus ursprünglich genannt. ("Wurst-Vergiftung" war ein häufiges Problem im 18. und das 19. Jahrhundert Deutschland, und wurde am wahrscheinlichsten durch Botulismus verursacht) Jedoch, isoliert von nachfolgenden Ausbrüchen wurden immer gefunden, anaerobic Spore formers zu sein, so hat Ida Bengston vorgeschlagen, dass der Organismus in die Klasse Clostridium gelegt wird, weil die Bazillus-Klasse auf aerobic Spore bildende Stangen eingeschränkt wurde.

Seit 1959 sind alle Arten, die den botulinum neurotoxins (Typen A-G) erzeugen, C. botulinum benannt worden. Wesentlicher phenotypic und genotypische Beweise bestehen, um Heterogenität innerhalb der Arten zu demonstrieren. Das hat zur Wiederklassifikation von C. botulinum Beanspruchungen des Typs G als eine neue Art Clostridium argentinense geführt.

Gruppe I Beanspruchungen von Clostridium botulinum, die kein botulin Toxin erzeugen, wird Clostridium sporogenes genannt.

Das ganze Genom von C. botulinum ist sequenced Sanger gewesen.

Phänotypen

Die aktuelle Nomenklatur für C. botulinum erkennt vier physiologische Gruppen (I-IV). Die Klassifikation basiert auf der Fähigkeit des Organismus, komplizierte Proteine zu verdauen. Studien an der DNA und dem rRNA Niveau unterstützen die Unterteilung der Arten in Gruppen I-IV. Die meisten Ausbrüche des menschlichen Botulismus werden von der Gruppe I (proteolytic) oder II (non-proteolytic) C. botulinum verursacht. Gruppe III Organismen verursacht hauptsächlich Krankheiten in Tieren. Es hat keine Aufzeichnung der Gruppe IV C. botulinum das Verursachen des Menschen oder der Tierkrankheit gegeben.

Pathologie

Botulismus-Vergiftung kann wegen unpassend bewahrten oder hauskonservierten, Essen der niedrigen Säure vorkommen, das mit richtigen Bewahrungszeiten und/oder Druck nicht bearbeitet wurde.

Typen von Neurotoxin

Produktion von Neurotoxin ist die Vereinheitlichen-Eigenschaft der Arten C. botulinum. Sieben Typen von Toxinen sind identifiziert worden und haben einen Brief (A-G) zugeteilt. Die meisten Beanspruchungen erzeugen einen Typ von neurotoxin, aber Beanspruchungen, die vielfache Toxine erzeugen, sind beschrieben worden. Clostridium botulinum, der B erzeugt, und F Toxin-Typen sind von menschlichen Botulismus-Fällen in New Mexico und Kalifornien isoliert worden. Der Toxin-Typ ist benannter Bf gewesen, weil das Toxin des Typs B im Übermaß zum Typ F gefunden wurde. Ähnlich ist das Beanspruchungsproduzieren Ab und Toxine von Af berichtet worden. Es gibt Beweise, dass die neurotoxin Gene das Thema der horizontalen Genübertragung vielleicht von einer Virenquelle gewesen sind. Diese Theorie wird durch die Anwesenheit von Integrationsseiten unterstützt, die das Toxin in einigen Beanspruchungen von C. botulinum flankieren. Jedoch werden diese Integrationsseiten erniedrigt anzeigend, dass der C. botulinum die Toxin-Gene ziemlich weit in die Entwicklungsvergangenheit erworben hat.

Nur Typen A, B, E, und F verursachen Krankheit in Menschen, während Typen C und D Krankheit in Kühen, Vögeln und anderen Tieren, aber nicht in Menschen verursachen. Die "Goldwährung", um Toxin-Typ zu bestimmen, ist eine Maus bioassay, aber die Gene für Typen A, B, E, und F können jetzt mit der Schritthaltenden Polymerase-Kettenreaktion (PCR) sogleich unterschieden werden.

Einige Beanspruchungen von Organismen haben sich genetisch identifiziert, weil andere Arten Clostridium menschlichen Botulismus verursacht haben: Clostridium butyricum hat Toxin des Typs E erzeugt, und Clostridium baratii hatte Toxin des Typs F erzeugt. Die Fähigkeit von C. botulinum, um neurotoxin Gene anderem clostridia natürlich zu übertragen, ist bezüglich besonders in der Nahrungsmittelindustrie, wo Bewahrungssysteme entworfen werden, um zu zerstören oder nur C. botulinum, aber nicht andere Arten Clostridium zu hemmen.

Clostridium botulinum in verschiedenen geografischen Positionen

Mehrere quantitative Überblicke für C. botulinum Sporen in der Umgebung haben ein Vorherrschen von spezifischen Toxin-Typen in gegebenen geografischen Gebieten angedeutet, die unerklärt bleiben.

Nordamerika

Typ A C. botulinum herrscht die Bodenproben von den Westgebieten vor, während Typ B der in Ostgebieten gefundene Haupttyp ist. Die Organismen des Typs B waren des proteolytic Typs I. Bodensätze von den Großen Seegebieten wurden überblickt nach Ausbrüchen des Botulismus unter dem gewerblich erzogenen Fisch und wurden nur Sporen des Typs E entdeckt. Es ist in einem Überblick bemerkt worden, dass Beanspruchungen des Typs A von Böden isoliert wurden, die zum alkalischen neutral waren (durchschnittlicher pH 7.5), während Beanspruchungen des Typs B von ein bisschen acidic Böden (durchschnittlicher pH 6.25) isoliert wurden.

Europa

Typ E von Clostridium botulinum ist in Wasserbodensätzen in Norwegen und Schweden, Dänemark, den Niederlanden, der Baltischen Küste Polens und Russlands überwiegend. Es wurde dann darauf hingewiesen, dass der Typ E C. botulinum ein wahrer Wasserorganismus ist, der durch die Korrelation zwischen dem Niveau der Verunreinigung des Typs E und der Überschwemmung des Landes mit dem Meerwasser angezeigt wurde. Da das Land getrocknet hat, ist das Niveau des Typs E vermindert und Typs B dominierend geworden.

In Boden und Bodensatz vom Vereinigten Königreich, C. botulinum Typ B herrscht vor. Im Allgemeinen ist das Vorkommen gewöhnlich in Boden niedriger als in Bodensatz. In Italien wurde ein Überblick in der Nähe von Rom geführt, und eine niedrige Stufe der Verunreinigung wurde gefunden; alle Beanspruchungen waren proteolytic C. botulinum Typ A oder B.

Australien

fand, ist Typ A von Clostridium botulinum in Bodenproben von Berggebieten des Viktorias da gewesen. Organismen des Typs B wurden im Seeschlamm von Tasmanien entdeckt. Typ A C. botulinum ist in Sydney Vorstädten und Typen A gefunden worden, und B wurden von städtischen Gebieten isoliert. In einem gut definierten Gebiet des Lieblings-Downs-Gebiets von Queensland hat eine Studie das Vorherrschen und die Fortsetzung von C. botulinum Typ B nach vielen Fällen des Botulismus in Pferden gezeigt.

Anderer

Ein "Maus-Schutz" oder "Maus bioassay" Test bestimmt den Typ von C. botulinum Gegenwart mit monoclonal Antikörper. Das kann jetzt auch mit schritthaltendem PCR vollbracht werden.

Clostridium botulinum wird auch verwendet, um die Arzneimittel Botox, Dysport, Xeomin und Neurobloc vorzubereiten, der verwendet ist, um Muskeln auswählend zu lähmen, um Muskelfunktion provisorisch zu erleichtern. Es hat andere medizinische Zwecke "außer Etikett", wie das Behandeln strengen Gesichtsschmerzes, wie das, das durch trigeminal Neuralgie verursacht ist.

häufig glaubt, ist Toxin von Botulin, das durch C. botulinum erzeugt ist, ein Potenzial bioweapon, weil es so stark ist, dass man ungefähr 75 Nanogramm braucht, um eine Person zu töten (1 ng/kg, annehmend, dass ein Durchschnittsmensch ~75 Kg wiegt); 500 Gramme davon würden genug sein, um Hälfte der kompletten menschlichen Bevölkerung zu töten.

Clostridium botulinum ist eine Boden-Bakterie. Die Sporen können in den meisten Umgebungen überleben und sind sehr hart zu töten. Sie können die Temperatur von kochendem Wasser auf Meereshöhe überleben, so sind viele Nahrungsmittel mit einem unter Druck gesetzten Eitergeschwür konserviert, das eine noch höhere Temperatur, genügend erreicht, um die Sporen zu töten.

Das Wachstum der Bakterie kann durch hohe Säure, hohes Verhältnis von aufgelöstem Zucker, hohe Niveaus von Sauerstoff, sehr niedrige Stufen der Feuchtigkeit oder Lagerung bei Temperaturen unten 3°C (38°F) für den Typ A verhindert werden. Zum Beispiel in einer niedrigen Säure kann konserviertes Gemüse wie grüne Bohnen, die heiß genug nicht geheizt werden, um die Sporen zu töten (d. h., eine unter Druck gesetzte Umgebung) einem Sauerstoff freies Medium für die Sporen zur Verfügung stellen, um das Toxin anzubauen und zu erzeugen. Andererseits sind Essiggurken genug acidic, um Wachstum zu verhindern; selbst wenn die Sporen da sind, stellen sie keine Gefahr für den Verbraucher auf. Honig, Getreide-Sirup und andere Süßstoffe können Sporen enthalten, aber die Sporen können in einer hoch konzentrierten Zuckerlösung nicht wachsen; jedoch, wenn ein Süßstoff im niedrigen Sauerstoff, niedrigen sauren Verdauungssystem eines Säuglings verdünnt wird, können die Sporen anbauen und Toxin erzeugen. Sobald Säuglings beginnen, festes Essen zu essen, werden die Verdauungssäfte auch acidic für die Bakterie, um zu wachsen.

Links

• Pathema-Clostridium Quelle
• Aktuelle Forschung über Clostridium botulinum am Forschungspark Norwich