Clostridium -Clostridium

Clostridium
Mikrophotographie von "Clostridium botulinum"-Bakterien, gefärbt mit Kristallviolett
Mikrophotographie von Clostridium botulinum- Bakterien, gefärbt mit Kristallviolett
Wissenschaftliche Klassifikation
Domain:
Bakterien
Stamm:
Firmen
Klasse:
Clostridien
Auftrag:
Clostridiales
Familie:
Clostridiaceae
Gattung:
Clostridium

Clostridium ist eine Gattung von grampositiven Bakterien . Diese Gattung umfasst mehrere bedeutende Humanpathogene , darunter die Erreger von Botulismus und Tetanus . Die Gattung umfasste früher einen wichtigen Durchfallerreger, Clostridioides difficile , der2016in dieGattung Clostridiodies umgegliedertwurde. Sie sind obligate Anaerobier , die Endosporen produzieren können. Die normalen, sich reproduzierenden Zellen von Clostridium , die als vegetative Form bezeichnet werden, sind stäbchenförmig , was ihnen ihren Namen gibt, vom griechischen κλωστήρ oder Spindel. Clostridium- Endosporen haben eine ausgeprägte Bowling-Pin- oder Flaschenform, die sie von anderen bakteriellen Endosporen unterscheidet, die normalerweise eine eiförmige Form haben. Clostridium- Arten bewohnen Böden und den Darmtrakt von Tieren, einschließlich des Menschen. Clostridium ist ein normaler Bewohner des gesunden unteren Fortpflanzungstrakts von Weibchen.

Die Gattung, wie sie traditionell definiert ist, enthält viele Organismen, die nicht eng mit ihrer Typusart verwandt sind. Das Problem wurde ursprünglich ausführlich durch eine rRNA- Phylogenie von Collins 1994 illustriert , die die traditionelle Gattung (jetzt entspricht einer großen Scheibe von Clostridien ) in zwanzig Cluster aufteilte, wobei Cluster I die Typusart und ihre nahen Verwandten enthielt. Im Laufe der Jahre hat dies dazu geführt, dass viele neue Gattungen abgespalten wurden, mit dem ultimativen Ziel, Clostridium auf Cluster I zu beschränken .

"Clostridium"-Cluster XIVa und "Clostridium"-Cluster IV fermentieren effizient pflanzliche Polysaccharide, die Ballaststoffe bilden, was sie zu wichtigen und häufig vorkommenden Taxa im Pansen und im menschlichen Dickdarm macht. Wie bereits erwähnt, sind diese Cluster nicht Teil des aktuellen Clostridium und die Verwendung dieser Begriffe sollte aufgrund von mehrdeutiger oder inkonsistenter Verwendung vermieden werden.

Pathogenese und Klassifikation

Clostridium enthält etwa 250 Arten, zu denen häufige freilebende Bakterien sowie wichtige Krankheitserreger gehören. Die Hauptursachen für Krankheiten beim Menschen sind:

Bacillus und Clostridium werden oft als Gram-variabel beschrieben, da sie mit zunehmendem Alter der Kultur eine zunehmende Anzahl gramnegativer Zellen aufweisen.

Clostridium und Bacillus sind beide im Stamm der Firmicutes , aber in verschiedenen Klassen, Ordnungen und Familien. Mikrobiologen unterscheiden Clostridium von Bacillus durch folgende Merkmale:

  • Clostridium wächst unter anaeroben Bedingungen; Bacillus wächst unter aeroben Bedingungen.
  • Clostridium bildet flaschenförmige Endosporen; Bacillus bildet längliche Endosporen.
  • Clostridium bildet nicht das Enzym Katalase ; Bacillus sondert Katalase ab, um toxische Nebenprodukte des Sauerstoffstoffwechsels zu zerstören.

Clostridium und Desulfotomaculum gehören beide zur Klasse Clostridia und Ordnung Clostridiales, und beide produzieren flaschenförmige Endosporen, gehören aber zu unterschiedlichen Familien. Clostridium kann von Desulfotomaculum anhand der Nährstoffe unterschieden werden, die jede Gattung verwendet (letztere benötigt Schwefel).

Die Glykolyse und Fermentation von Brenztraubensäure durch Clostridien liefert die Endprodukte Buttersäure , Butanol , Aceton , Isopropanol und Kohlendioxid .

Die Schaeffer-Fulton-Färbung (0,5% Malachitgrün in Wasser) kann verwendet werden, um Endosporen von Bacillus und Clostridium von anderen Mikroorganismen zu unterscheiden. Für den Nachweis von C. perfringens und anderen pathogenen Bakterien gibt es ein kommerziell erhältliches Polymerase-Kettenreaktion (PCR)-Testkit (Bactotype) .

Behandlung

Im Allgemeinen wird eine Clostridieninfektion mit hochdosiertem Penicillin G behandelt , für das der Organismus anfällig geblieben ist. Clostridium welchii und Clostridium tetani reagieren auf Sulfonamide . Clostridien sind auch anfällig für Tetracycline , Carbapeneme ( Imipenem ), Metronidazol , Vancomycin und Chloramphenicol .

Die vegetativen Zellen von Clostridien sind hitzelabil und werden durch kurzes Erhitzen bei Temperaturen über 72–75 °C abgetötet. Die thermische Zerstörung von Clostridium- Sporen erfordert höhere Temperaturen (über 121,1 °C, z. B. im Autoklaven ) und längere Kochzeiten (20 min, mit wenigen Ausnahmefällen von > 50 min in der Literatur beschrieben). Clostridien und Bacilli sind ziemlich strahlungsresistent und erfordern Dosen von etwa 30 kGy, was ein ernsthaftes Hindernis für die Entwicklung lagerstabiler bestrahlter Lebensmittel für den allgemeinen Gebrauch im Einzelhandel darstellt. Der Zusatz von Lysozym , Nitrat , Nitrit und Propionsäuresalzen hemmt Clostridien in verschiedenen Lebensmitteln.

Fructooligosaccharide ( Fructane ) wie Inulin , die in relativ großen Mengen in einer Reihe von Lebensmitteln wie Chicorée , Knoblauch , Zwiebeln , Lauch , Artischocke und Spargel vorkommen , wirken präbiotisch oder bifidogen und fördern gezielt das Wachstum und den Stoffwechsel von nützlichen Bakterien in der Doppelpunkt , wie Bifidobakterien und Laktobazillen , während schädliche, wie Clostridien, Hemmung Fusobakterien und Bacteroides .

Geschichte

In den späten 1700er Jahren erlebte Deutschland eine Reihe von Ausbrüchen einer Krankheit, die mit dem Verzehr bestimmter Würste verbunden zu sein schien. 1817 entdeckte der deutsche Neurologe Justinus Kerner bei seinen Untersuchungen zu dieser sogenannten Wurstvergiftung stäbchenförmige Zellen. 1897 veröffentlichte der belgische Biologieprofessor Emile van Ermengem seinen Fund eines endosporenbildenden Organismus, den er aus verdorbenem Schinken isolierte. Biologen klassifizierten van Ermengems Entdeckung zusammen mit anderen bekannten grampositiven Sporenbildnern in die Gattung Bacillus . Diese Klassifikation bereitete jedoch Probleme, da das Isolat nur unter anaeroben Bedingungen wuchs , Bacillus jedoch in Sauerstoff gut wuchs.

Um 1880 hat ein Wissenschaftler mit dem Nachnamen Prazmowski im Zuge der Untersuchung der Fermentation und Buttersäuresynthese Clostridium butyricum erstmals einen binomischen Namen zugewiesen . Die Mechanismen der anaeroben Atmung waren zu dieser Zeit noch nicht gut aufgeklärt, so dass die Taxonomie der Anaerobier noch im Entstehen war.

1924 trennte Ida A. Bengtson van Ermengems Mikroorganismen von der Bacillus- Gruppe und ordnete sie der Gattung Clostridium zu . Nach Bengtsons Klassifikationsschema enthielt Clostridium alle anaeroben endosporenbildenden stäbchenförmigen Bakterien mit Ausnahme der Gattung Desulfotomaculum .

Benutzen

Unterteilungen

Verweise

Externe Links