Clostridium Flashcards
Hvad er Clostridium?
Clostridium er en slægt af Gram-positive bakterier, der er anaerobe (trives i miljøer uden ilt, og de er stavformede.
Clostridium-arter findes naturligt i jorden, i tarmen hos mennesker og dyr, og i andre miljøer.
Nogle arter af Clostridium er harmløse og kan være en del af den normale tarmflora hos mennesker og dyr. De er med til at nedbryde visse fødevarer og stoffer i tarmen.
Imidlertid er der også nogle Clostridium-arter, der kan være patogene og forårsage sygdomme.
Beskriv generelle karakteristika ved Clostridier
Clostridier er store, gram-positive, stumpendede stave.
De danner endosporer, og placeringen af den udviklende spore inden i den vegetative celle (aktiv og levende celle i modsætning til en spore eller endospore) er nyttig til at identificere arten.
De fleste Clostridier er bevægelige.
Beskriv fysiologien af Clostridier
Anaerob metabolisme: Clostridier er obligate anaerober, hvilket betyder, at de trives bedst i miljøer uden ilt. De har udviklet forskellige former for anaerob metabolisme for at udnytte forskellige energikilder, såsom fermentering af kulhydrater og andre organiske stoffer.
Fermentation: Clostridier er kendt for deres evne til at fermentere en række forskellige kulhydrater og organiske stoffer som deres primære energikilde. De kan fermentere sukkerarter, aminosyrer, fedtsyrer og andre organiske forbindelser.
Endospor dannelse: En af de mest karakteristiske træk ved clostridier er deres evne til at danne endosporer, som er resistente over for ekstreme miljøbetingelser, såsom tørhed og høje temperaturer. Endosporer er en beskyttelsesmekanisme, der tillader clostridier at overleve i ugunstige forhold og kan spire tilbage til vegetative celler, når forholdene bliver mere gunstige.
Beskriv epidemiologien af Clostridier
Clostridier, en del af tarmfloraen hos mennesker, findes i jord, spildevand og vandmiljøer, især dem med høj organisk indhold.
Et antal clostridiearter producerer ødelæggende og invasive infektioner, når de introduceres i væv.
Deres tilstedeværelse i smitsomme processer er opportunistisk og skyldes ofte patientens normale flora.
Dannelse af endosporer letter deres overlevelse i miljøet. Sporer er resistente over for kemiske desinfektionsmidler og kan modstå ultraviolet bestråling eller kogende temperaturer i en vis tid, dog dør de under autoklavbetingelser.
- 121°C i 15 minutter under øget tryk
Beskriv generelle karakteristika ved Clostridium perfringens
C. perfringens er en stor, ubevægelig, grampositiv, indkapslet bacille.
Den er udbredt i naturen, hvor dens vegetative form er en del af den normale flora i vagina og i fordøjelseskanalen. Dens sporer findes i jorden.
Når den introduceres i væv, kan C. perfringens dog forrsage anaerob cellulitis og myonekrose (gasgangræn).
Nogle stammer af C. perfringens forårsager også en almindelig form for madforgiftning.
Beskriv patogenesen af Clostridium perfringens
C. perfringens udskiller en række eksotoksiner, enterotoksiner og hydrolytiske enzymer, der letter sygdomsforløbet.
Eksotoksiner: C. perfringens producerer mindst 12 eksotoksiner, hvoraf den vigtigste af disse og den, der synes at være nødvendig for virulens i væv, er α-toksin.
- α-toksin er en lecithinase (fosfolipase C), der nedbryder lecithin i pattedyrcellemembraner og forårsager lyse af endotelceller samt erythrocytter, leukocytter og blodplader.
- Andre C. perfringens eksotoksiner, som theta-toksin har hæmolytiske eller andre cytotoksiske og nekrotiske virkninger, enten lokalt eller når de spredes i blodbanen.
Enterotoksin: C. perfringens enterotoksin, et lille, varmelabil protein, virker i den nedre del af tyndtarmen.
- Molekylet binder sig til receptorer på epitelcelleoverfladen og ændrer cellemembranen, hvilket forstyrrer iontransporten (primært i ileum) og fører til tab af væske og intracellulære proteiner.
- Sporer forbliver levedygtige i mere end en time ved 100°C, hvilket øger deres trussel som fødevareoverførte patogener.
Nedbrydende enzymer: C. perfringens er en metabolisk aktiv organisme, der producerer en række hydrolytiske enzymer, herunder proteaser, DNaser, hyaluronidase og kollagenaser, som opløser væv pg fremmer spredning af infektionen.
- De resulterende nedbrydningsprodukter fungerer som fermentationssubstrater for den hurtige metabolisme af C. perfringens.
- Denne organisme har en af de hurtigste fordoblingstider registreret, på mindre end 10 minutter.
Beskriv den kliniske signifikans af Clostridium perfringens
De sygdomsprocesser, der indledes af C. perfringens, skyldes en kombination af infektion og produktionen af eksotoksiner og/eller enterotoksiner samt nedbrydende enzymer.
Gasgangræn: C. perfringens er kendt for at forårsage gasgangræn, en alvorlig og potentielt dødelig infektion, hvor bakterier trænger ind i væv og producerer gas som et biprodukt af deres metabolisme. Dette fører til hurtig vævsnekrose (død) og alvorlige symptomer, herunder smerte, hævelse, rødme og feber. Gasgangræn kræver øjeblikkelig lægehjælp og kirurgisk behandling.
Kirurgiske infektioner: Efter kirurgiske procedurer eller traumer kan C. perfringens trænge ind i væv og forårsage anaerobe cellulitis og myonecrosis, hvilket er potentielt alvorlige infektioner. Dette kræver ofte kirurgisk dræning og antibiotikabehandling.
Madforgiftning: Visse stammer af C. perfringens kan producere enterotoksiner, der kan forårsage fødevareforgiftning hos mennesker. Dette sker normalt, når forberedt mad opbevares ved utilstrækkelige temperaturer, hvilket giver bakterierne mulighed for at vokse og producere toksiner. Symptomer på C. perfringens madforgiftning inkluderer mavesmerter, kvalme og diarré.
Beskriv diagnostikken af C. perfringens
Diagnosen af clostridial myonekrose eller cellulitis afhænger i høj grad af klinisk præsentation. Forekomsten af clostridier i klinisk materiale kan være tilfældig (det vil sige en tilfældig forurening). Ved hjælp af Gram-farvning viser prøver normalt vegetative former af clostridier fra det inficerede væv (store, grampositive stave), ledsaget af andre bakterier og cellulært affald. Når de dyrkes anaerobt på blodagar, vokser C. perfringens hurtigt og danner kolonier med en unik dobbeltzone af hæmolys (delvis hæmolyse) på grund af produktionen af α-toksin og theta-toksin (fuldstændig hæmolyse).
I fødevareinfektioner kan mikroorganismen søges i mistænkt mad og patientens afføring. Gram-farvning og andre laboratoriefund hjælper væsentligt med planlægning af antibiotikabehandling hos patienter med kliniske manifestationer af gasgangræn.
Beskriv behandlingen og forebyggelsen af Clostridium perfringens
Nøglen til både forebyggelse og behandling af gasgangræn er øjeblikkelig og grundig fjernelse af fremmed materiale og væv med nedsat levedygtighed samt udsættelse af såret for ilt (O2). Trykkamre med hyperbarisk ilt øger iltspændingen i vævet i den påvirkede del og hæmmer den patologiske proces.
Hvis debridement (vævsfjernelse) ikke er i stand til at kontrollere gangrens progression, er amputation, når det er anatomisk muligt, obligatorisk i tilfælde af gangren. Som supplement hertil administreres antibiotika i høje doser.
C. perfringens er følsom over for penicillin og flere almindelige hæmmere af prokaryotisk proteinsyntese. Da clostridiale infektioner normalt involverer en blanding af arter, er brugen af bredspektrede antibiotika passende.
Beskriv generelle karakteristika ved Clostridium botulinum
C. botulinum forårsager botulisme, som forekommer i flere kliniske former. Botulisme skyldes virkningen af en neurotoksin, der er en af de mest potente kendte giftstoffer og forårsager en slatten lammelse. Kontakt med selve organismer er ikke nødvendig, og sygdommen kan udelukkende skyldes indtagelse af toxinforurenet mad.
C. botulinum findes over hele verden i jord og akvatiske sedimenter, og sporerne forurener ofte grøntsager, kød eller fisk. Under passende betingelser, herunder en strengt anaerob miljø ved neutral eller alkalisk pH, spirer organismen, og toksinet produceres under vegetativ vækst. Da toksinet ofte dannes i fødevarer, opstår udbrud ofte i familier eller andre spisegrupper.
Beskriv patogenesen af Clostridium botulinum
Der er flere typer af botulinumtoksin, betegnet A til G, men menneskelig sygdom skyldes næsten altid typerne A, B eller E.
Botulinum- og tetanus toksiner udgør en homolog sæt af proteiner, hvis neurotoksicitet stammer fra proteolytisk spaltning af specifikke synaptiske vesikulære peptider, hvilket forårsager efterfølgende svigt af neurotransmissionen.
- I modsætning til tetanus toksiner, der forårsager konstant sammentrækning (spasmer), påvirker botulinum toksiner neuromuskulære synapser ved at hæmme frigivelsen af neurotransmitteren acetylcholin, hvilket fører til muskelafslapning og lammelse.
Beskriv den kliniske signifikans af Clostridium botulinum
Clostridium botulinum har en betydelig klinisk signifikans på grund af dets evne til at producere botulinumtoksin, en af de mest potente kendte giftstoffer. Toksinet forårsager en sygdom kaldet botulisme, der har alvorlige neurologiske konsekvenser og kan være dødelig.
Botulisme: Botulisme er en alvorlig sygdom, der opstår, når mennesker indtager fødevarer, der er forurenet med botulinumtoksin. Toksinet virker ved at hæmme frigivelsen af neurotransmitteren acetylcholin i neuromuskulære synapser, hvilket fører til muskelafslapning og lammelse. Dette medfører alvorlige symptomer, herunder sløret syn, dobbeltsyn, svaghed, muskelstivhed, talebesvær, synkebesvær og lammelse af vejrtrækningsmusklerne. Uden hurtig medicinsk intervention, herunder administration af antitoksin, kan botulisme være dødelig på grund af åndedrætsproblemer.
Fødevareforgiftning: Clostridium botulinum kan formere sig og producere toksin i dårligt konserverede fødevarer, især hjemmelavet indmurede eller vakuumforseglede produkter, der opbevares ved utilstrækkelige temperaturer. Når mad indeholder botulinumtoksin, og det indtages, kan det forårsage fødevareforgiftning med symptomer, der ligner dem, der ses ved botulisme, herunder muskelafslapning og lammelse. Behandling kræver medicinsk intervention og administration af antitoksin.
Beskriv diagnostikken af Clostridium botulinum
Organismen kan dyrkes og identificeres ved hjælp af standard anaerobe metoder. Toksinet kan også identificeres i serum, afføring og mad.
Beskriv behandlingen og forebyggelsen af Clostridium botulinum
Behandling af Clostridium botulinum-infektioner
- Antitoksin, der neutraliserer ubundet botulinumtoksin, bør administreres så hurtigt som muligt ved mistanke om botulinumforgiftning. En trivalent (A, B, E) heste-antiserum er tilgængelig fra Centers for Disease Control.
- Patienter med botulisme kan kræve omfattende støttende behandling, herunder mekanisk ventilation for at hjælpe med vejrtrækning, ernæring og hydrering, da sygdommen kan påvirke evnen til at synke og trække vejret.
- I tilfælde af sår- og infantil botulisme kan antibiotika som penicillin eller andre lægemidler, der er effektive mod Clostridium botulinum, administreres for at kontrollere infektionen.
Forebyggelse af Clostridium botulinum-infektioner
- Forebyggelse af fødevareforgiftning forårsaget af botulinumtoksin indebærer omhyggelig madhåndtering.
- Når der laves hjemmekonserves eller vakuumforseglede produkter, er det vigtigt at følge sikre procedurer for konservering og opbevaring. Dette omfatter korrekt temperatur, tryk og sterilisering for at dræbe botulinumsporer.
Beskriv generelle karakteristika ved Clostridium tetani
Introduktionen af C. tetani-sporer i selv små sår via forurenet jord er sandsynligvis en almindelig begivenhed.
Men en kombination af den ekstreme iltfølsomhed af vegetative C. tetani og udbredt immunisering mod dets eksotoksin gør den resulterende sygdom, tetanus, sjælden i udviklede lande.
Sygdommen ses mest ofte hos ældre personer, der ikke regelmæssigt har fået deres opdateringer af immunisering og hvis immunitet derfor er svækket.
Vækst af C. tetani er fuldstændig lokal, men det producerer en kraftig neurotoksin, der transporteres til det centrale nervesystem, hvor det forårsager spastisk lammelse.
C. tetani-sporer er almindelige i stald, have og andre jordtyper. Det mest typiske infektionsfokus i tetanus er et punkteringsår forårsaget, for eksempel, af en splint.
Indførte fremmedlegemer eller små områder af celleddannelse skaber en nidus af devitaliseret materiale, hvor tetanus-sporer kan spire og vokse.
Beskriv patogenesen af Clostridium tetani
Tetanustoksin, kaldet tetanospasmin, er en ektremt potent toksin. Det transporteres fra en inficeret placering ved retrograd neuronal strøm eller via blodet.
Et plasmidkodet eksotoksin af en enkelt antigenisk type produceres som en enkelt polypeptid, der kløves for at danne det modne toksin med to kæder, der holdes sammen af en disulfidbinding.
- Den tunge fragment (B, eller bindingsdel) medierer binding til neuroner og cellegennemtrængning af den lette fragment (A, eller aktivitetsdel).
- A-underenheden blokerer frigivelsen af neurotransmittere ved inhiberende synapser og forårsager dermed alvorlige, langvarige muskelspasmer. A-fragmentet er blevet vist at være en protease, der kløver et lille synaptisk vesikelprotein (synaptobrevin) og ophæver strømmen af inhiberende neurotransmittere, herunder glycin og γ-aminobutyric acid.
Beskriv diagnostikken af Clostridium tetani
Da behandling skal påbegyndes øjeblikkeligt, er diagnosen tetanus primært baseret på kliniske fund.
Infektionsfokus er ofte et ubetydeligt sår, der kan være svært at lokalisere.
C. tetani har en karakteristisk morfologi med en lang, slank stav og en rund, terminal spore (ketsjerformet bacillus), og karakteristisk sværmende vækst på anaerob blodagar.
