ضمة الكوليرا: الخصائص ، التشكل ، الموئل - مادة الاحياء - 2025

ضمة الكوليرا هي بكتيريا لاهوائية اختيارية سوطية سالبة الجرام. هذا النوع هو سبب مرض الكوليرا في البشر. يسبب هذا المرض المعوي إسهالًا شديدًا ويمكن أن يسبب الوفاة إذا لم يتم الاعتناء به بشكل صحيح. يتسبب في أكثر من 100000 حالة وفاة سنويًا ، معظمها عند الأطفال.

تنتقل الكوليرا عن طريق الطعام والماء الملوثين أو من خلال الاتصال الشخصي. يشمل العلاج علاج الجفاف ومضادات حيوية محددة. هناك لقاحات فموية ناجحة نسبيًا.

ضمة الكوليرا تحت المجهر الإلكتروني النافذ. بقلم توم كيرن ، رون تايلور ، لويزا هوارد - مرفق ميكروسكوب دارتموث الإلكتروني (http://remf.dartmouth.edu/imagesindex.html) ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

الخصائص العامة

ضمة الكوليرا هي كائن وحيد الخلية له جدار خلوي. جدار الخلية رقيق يتكون من ببتيدوجليكان بين غشاءين من الفوسفوليبيد. تعيش في البيئات المائية ، وخاصة مصبات الأنهار والبرك ، المرتبطة بالعوالق والطحالب والحيوانات. يُعرف نوعان من الأنماط الحيوية والعديد من الأنماط المصلية.

الأغشية الحيوية

البكتيريا هي جزء من العوالق الجرثومية في المسطحات المائية ، سواء في الشكل الحر (الضمات) أو في الأغشية الرقيقة (الأغشية الحيوية) على الأسطح العضوية.

تتكون هذه الأغشية الحيوية من مجموعات من البكتيريا محاطة بقنوات مائية. التصاق البيوفيلم ممكن بفضل إنتاج السكريات من الغشاء الخارجي.

الجينات

يحتوي Vibrio cholerae على كروموسومين على شكل بلازميدات. السلالات المسببة للأمراض تحمل الجينات التي ترمز لإنتاج سم الكوليرا (CT).

بالإضافة إلى أنها تشمل الجينات لما يسمى بعامل الاستعمار. يتم تنظيم الشعر بواسطة السم (TCP) والبروتين التنظيمي (ToxR). يشارك هذا البروتين في تنظيم التعبير عن CT و TCP. يتم توفير جزء من المعلومات الوراثية التي ترمز هذه العوامل المسببة للأمراض من قبل العاثيات.

الجينوم

يتكون جينومه من 4.03 ميجا بايت موزعة على كروموسومين بحجم غير متساوٍ. يُعرف تسلسل الحمض النووي للجينوم الكامل لسلالة ضمة الكوليرا O1 N16961.

يبدو أن التسلسلات المنظمة على الكروموسوم 1 مسؤولة عن عمليات مختلفة. من بينها تكاثر الحمض النووي وانقسام الخلايا ونسخ الجينات وترجمة البروتين والتخليق الحيوي لجدار الخلية.

يتم تصنيع بروتينات الريبوسوم على الكروموسوم 2 ، وهي المسؤولة عن نقل السكريات والأيونات والأنيونات واستقلاب السكريات وإصلاح الحمض النووي.

داخل هذه البكتيريا ، تم اكتشاف ما لا يقل عن سبع عاثيات أو عاثيات خيطية. العاثيات هي فيروسات طفيلية من البكتيريا. يساهم Phage CTX في جزء من التسلسل الذي يرمز إلى تخليق سم الكوليرا (CT). هذا بسبب التحويل اللايسوجيني ،

باختصار ، إمراضية سلالات معينة من ضمة الكوليرا تعتمد على نظام وراثي معقد من العوامل المسببة للأمراض. من بينها عامل استعمار بيلوس الذي ينظمه السم (TCP) والبروتين التنظيمي (ToxR) الذي ينظم بشكل مشترك التعبير عن CT و TCP.

مرض معد

عندما يستهلك الإنسان طعامًا أو ماءًا ملوثًا ، تدخل البكتيريا إلى جهازه الهضمي. عند وصوله إلى الأمعاء الدقيقة ، يلتصق بشكل جماعي بالظهارة.

بمجرد الوصول إلى هناك ، يفرز السم ، مما يتسبب في العمليات البيوكيميائية التي تسبب الإسهال. في هذه البيئة ، تتغذى البكتيريا وتتكاثر ، ويتم إطلاقها مرة أخرى في البيئة من خلال البراز. يتم تكاثرها عن طريق التقسيم الثنائي.

علم الوراثة والتصنيف

يشمل جنس Vibrio أكثر من 100 نوع موصوف. 12 من هؤلاء تسبب المرض للإنسان. إنه ينتمي إلى مجال البكتيريا ، شعبة بروتيوباكتريا (مجموعة غاما) ، ترتيب Vibrionales ، عائلة Vibrionaceae.

ضمة الكوليرا هي نوع محدد جيدًا من خلال اختبارات الكيمياء الحيوية والحمض النووي. اختبارات إيجابية للكاتالاز وأوكسيديز. ولا يتخمر اللاكتوز.

كان الطبيب الإيطالي فيليبو باتشيني أول من عزل بكتيريا الكوليرا في عام 1854. وأطلق عليها باتشيني اسمًا علميًا ووصفها بأنها العامل المسبب للمرض.

أكثر من 200 مجموعة مصلية من ضمة الكوليرا معروفة ، ولكن حتى الآن فقط 01 و 0139 سامة. يمكن تقسيم كل مجموعة مصلية إلى أشكال مستضدية مختلفة أو أنماط مصلية. من بين هؤلاء أوجاوا وإينابا ، أو أنماط حيوية مختلفة مثل الكلاسيكية وتور.

علم التشكل المورفولوجيا

ضمة الكوليرا هي عصية (بكتيريا على شكل قضيب أو قضيب) بطول 1.5-2 ميكرومتر وعرض 0.5 ميكرومتر. لها سوط واحد يقع في أحد أقطابها. لها غشاء سيتوبلازمي محاط بجدار رقيق من الببتيدوغليكان.

يحتوي الغشاء الخارجي على هيكل أكثر تعقيدًا يتكون من الدهون الفوسفورية والبروتينات الدهنية وعديدات السكاريد الدهنية وسلاسل السكاريد.

يتجه الغشاء الخارجي نحو سلاسل عديد السكاريد المسؤولة عن قدرة البكتيريا على الالتصاق وتشكيل الأغشية الحيوية.

بالإضافة إلى ذلك ، جنبًا إلى جنب مع جدار الخلية ، فإنه يحمي السيتوبلازم من أملاح الصفراء والإنزيمات المائيّة التي تنتجها الأمعاء البشرية.

الموطن

تحتل موائل مختلفة للغاية: البيئات المائية والأمعاء البشرية. في مرحلتها الحرة ، تزدهر ضمة الكوليرا في المياه الدافئة منخفضة الملوحة.

يمكن أن تعيش في الأنهار والبحيرات والبرك ومصبات الأنهار أو في البحر. إنه مستوطن في إفريقيا وآسيا وأمريكا الجنوبية وأمريكا الوسطى. ثم كطفيلي يعيش في الأمعاء الدقيقة للإنسان.

توجد البكتيريا حتى في مناطق الشواطئ الاستوائية ، في المياه ذات الملوحة 35٪ ودرجات الحرارة 25 درجة مئوية.

تم الإبلاغ عن وجود ضمة الكوليرا الممرضة في المناطق القاحلة والداخلية في أفريقيا. يشير هذا إلى أن الأنواع يمكن أن تعيش في نطاق أكبر بكثير من تنوع الموائل مما كان يعتقد سابقًا.

تظهر بعض الدراسات أن ضمة الكوليرا هي بكتيريا برية توجد في أجسام المياه العذبة في الغابات الاستوائية المطيرة.

التكاثر ودورة الحياة

لكونها بكتيريا ، فإنها تتكاثر عن طريق الانشطار الثنائي أو التقسيم الثنائي. تستمر ضمة الكوليرا في الماء على شكل ضمات عوالق حرة أو تجمعات من الضمات.

تشكل مجاميع الضمات أغشية حيوية في العوالق النباتية والعوالق الحيوانية وكتل بيض الحشرات والهياكل الخارجية والمخلفات وحتى على النباتات المائية. يستخدمون الكيتين كمصدر للكربون والنيتروجين.

تتكون الأغشية الحيوية من بكتيريا مكدسة محاطة بقنوات مائية ، تلتصق ببعضها البعض وبالركيزة عن طريق إنتاج عديد السكاريد الخارجي. إنها طبقة جيلاتينية رقيقة من البكتيريا.

يتم تناول الضمات البيئية من خلال استهلاك الطعام أو الماء الملوث. بمجرد دخولها إلى الجهاز الهضمي ، تستعمر البكتيريا ظهارة الأمعاء الدقيقة.

بعد ذلك ، ترتبط الضمة بالغشاء المخاطي بواسطة البيليس والبروتينات المتخصصة. ثم يبدأ في التكاثر وإفراز سم الكوليرا. يعزز هذا السم الإسهال حيث تدخل البكتيريا مرة أخرى إلى البيئة الخارجية.

التغذية

هذه البكتيريا لديها عملية التمثيل الغذائي على أساس تخمر الجلوكوز. في الحالة الحرة ، تحصل على طعامها على شكل كربون ونيتروجين من مصادر عضوية مختلفة. بعضها عبارة عن مادة الكيتين أو الكربون الذي تفرزه الطحالب من العوالق النباتية.

لامتصاص الحديد ، ينتج هذا النوع حامض الفيبريوباكتين. Vibriobactin هو مركب مخلب للحديد يذيب هذا المعدن ويسمح بامتصاصه عن طريق النقل النشط.

في البيئات المائية ، تؤدي وظائف مهمة تتعلق بتغذيتها في النظام البيئي. يساهم في إعادة تمعدن الكربون العضوي والمغذيات المعدنية.

من ناحية أخرى ، فهي جرثومية. كل هذا يعطيها دورًا ذا صلة كجزء من العوالق الجرثومية في الحلقات الميكروبية أو شبكات الغذاء الميكروبية في النظم البيئية المائية.

تقوم Vibrio cholerae بالعمليات الأساسية لهضم طعامها في الخارج ، من خلال المواد التي تفرزها. هذه الآلية مشابهة لتلك الخاصة بالبكتيريا الأخرى.

تعمل الأنواع على الركيزة مسببة انحلال العناصر المعدنية الأساسية لتغذيتها ، والتي يتم امتصاصها لاحقًا. أيضا ، في البحث عن الطعام ومعالجته يهاجمون البكتيريا الأخرى. يمكنهم مهاجمة نفس النوع ، ولكن ليس سلالة خاصة بهم.

لقتل البكتيريا الأخرى ، تستخدم ضمة الكوليرا آلية تسمى نظام إفراز النوع السادس (T6SS). هذا النظام يشبه الحربة التي تخترق جدار الخلية للبكتيريا الأخرى سالبة الجرام ، مما يؤدي إلى موتها.

وبالتالي ، فإن المركبات الغذائية لهذه البكتيريا متوفرة. T6SS مشابه للنظام المستخدم من قبل العاثيات لتلقيح معلوماتها الوراثية في الخلايا البكتيرية. من المحتمل أيضًا استخدام هذا النظام بواسطة Vibrio cholerae لتلقيح سمومها في الخلايا الظهارية.

الممرضة

الانتقال

تنتقل البكتيريا عن طريق البراز الفموي ، إما من شخص لآخر ، من خلال الماء أو الأشياء أو الطعام الملوث. الكوليرا مادة متفجرة عندما تحدث في مجتمع ليس له مناعة مسبقة.

لسنوات كان يعتقد أن الطريق الرئيسي لانتقال المرض هو تناول المياه الملوثة. من المعروف اليوم أن هناك أطعمة يمكن أن تكون مركبات لنقل ضمة الكوليرا. بعض هذه الأطعمة تشمل: البطلينوس والمحار وبلح البحر والجمبري وسرطان البحر.

مطلوب جرعة عالية من اللقاح لجعل المرضى الأفراد الأصحاء، حوالي 10 ⁵ - 10 ⁸ البكتيريا. ومع ذلك ، في الأفراد الضعفاء أو الذين يعانون من سوء التغذية ، كمية أقل بكثير من اللقاح كافية. وتتراوح فترة حضانة المرض من 6 ساعات إلى 5 أيام.

علم الأوبئة

على الرغم من وجود معلومات عن أوبئة الكوليرا منذ القرن الرابع عشر ، فإن أول أوبئة موثقة تعود إلى أوائل القرن التاسع عشر. بين عامي 1817 و 1923 ، حدث ما لا يقل عن ستة أوبئة معروفة للكوليرا ، ناجمة عن النمط الحيوي الكلاسيكي لضمة الكوليرا.

بدأت هذه السلسلة من الأوبئة من الهند ، وخاصة من دلتا نهر الجانج. بمجرد وصولها إلى الشرق الأوسط ، توسعت من هناك إلى أوروبا. طريق آخر للدخول إلى أوروبا كان البحر الأبيض المتوسط ​​، عبر قوافل من الجزيرة العربية. جاء من أوروبا إلى أمريكا.

من عام 1923 إلى عام 1961 ، كانت هناك فترة خالية من الأوبئة لهذا المرض ولم يتم التعرف إلا على حالات الكوليرا المحلية. ابتداءً من عام 1961 ، عادت إلى الظهور بنمط حيوي جديد يسمى Tor تسبب في الوباء السابع.

منذ تسعينيات القرن الماضي ، تم تحديد أكثر من 200 مجموعة مصلية وأشكال غير نمطية من Tor. في عام 1991 ، حدث وباء الكوليرا الثامن. في الوقت الحالي ، تقتصر حالات الكوليرا بشكل أساسي على مناطق أفريقيا جنوب الصحراء والهند وجنوب شرق آسيا وبعض مناطق البحر الكاريبي. في هذه المناطق أصبح مستوطنا.

شكل العمل

تنتج البكتيريا العديد من السموم ، لكن أعراض الإسهال التقليدية المسببة للجفاف ناجمة عن السم المعوي للكوليرا (TC).

وهي مكونة من وحدة فرعية B غير سامة ووحدة فرعية نشطة إنزيميًا. تعمل الوحدة الفرعية B على مستقبلات الخلايا الظهارية للأمعاء الدقيقة. تنشط الوحدة الفرعية A محلقة الأدينيلات.

يرتبط السم المعوي بخلايا الغشاء المخاطي للأمعاء من خلال الفلفل البكتيرية ويسبب الإسهال والجفاف عن طريق تنشيط إنزيم أدينيلات سيكليز.

هذا يؤدي إلى زيادة إنتاج الأدينوزين أحادي الفوسفات الحلقي داخل الخلايا ، والذي يجعل الخلايا المخاطية تضخ كميات كبيرة من الماء والشوارد.

تطلق ضمة الكوليرا سمومًا أخرى مثل ZOT و ACE. أنها تعمل عن طريق تحييد خلايا الجهاز المناعي القادرة على القضاء على الضمات (حالة IgG). يمكنهم أيضًا تحييد السم المعوي للكوليرا (حالة IgA).

الأعراض والعلاج

تشمل الأعراض: صدمة نقص حجم الدم ، والتقيؤ ، والإسهال ، والحماض ، وتشنجات العضلات ، وجفاف الجلد ، والعيون الزجاجية أو الغارقة ، وارتفاع معدل ضربات القلب ، والخمول ، والنعاس.

في المناطق الموبوءة ، تم الكشف عن وجود البكتيريا في الأشخاص القريبين من المصابين بالكوليرا. لا تظهر على المرضى أعراض واضحة للمرض ، مما يشير إلى وجود أفراد بدون أعراض.

الكوليرا يمكن الوقاية منها وهناك لقاحات فموية فعالة ضد المرض تصل إلى 60-66٪. ومع ذلك ، يمكن أن يحدث تفشي المرض بسبب أحداث طبيعية أو بسبب البشر. يحدث هذا عن طريق تلويث المياه أو المساومة على الوصول إلى المياه الصالحة للشرب والصرف الصحي.

يمكن أن تقلل معالجة الجفاف المناسبة وفي الوقت المناسب معدل الوفيات إلى أقل من 1٪. يمكن أن يقلل العلاج بالمضادات الحيوية من تساقط الضمات. ومع ذلك ، لم يغير أي من هذه الإجراءات العلاجية انتشار المرض بشكل كبير.

المضادات الحيوية شائعة الاستخدام عند البالغين هي تلك الخاصة بمجموعة الدوكسيسيكلين والتتراسيكلين. يستخدم Nitrofuran Furazolidone في النساء الحوامل. يوصى باستخدام السلفاميثوكسازول والتريميثوبريم (SMZ + TMP) للأطفال.

من العناصر الأساسية للسيطرة على الأوبئة الإدارة الصحية المناسبة لمياه الصرف الصحي والظروف الصحية بشكل عام. وبهذا المعنى ، فإن الكوليرا مرض مرتبط بظروف الفقر.

يتم الكشف عن وجود ضمة الكوليرا في الجسم من خلال الاختبارات المعملية مثل PCR أو اختبار ELISA أو استخدام وسائط الاستنبات الانتقائي.

المراجع

1. بيكر أوستن ، سي ، ترينانيس ، جيه ، غونزاليس إسكالونا ، إن ومارتينيز أورتيزا ، ج. (2017). ضمات غير الكوليرا: المقياس الميكروبي لتغير المناخ. اتجاهات ميكروبيول. 25 ، 76-84.
2. Faruque، SM، Albert، MJ، and Mekalanos، JJ (1998). علم الأوبئة ، وعلم الوراثة ، وبيئة الكوليرا السامة. مراجعات الأحياء الدقيقة والبيولوجيا الجزيئية 62 (4)؛ 1301-1314.
3. فاروق ، إس إم وجي بالاكريش ناير ، جي بي (محرران). (2008). ضمة الكوليرا. علم الجينوم والبيولوجيا الجزيئية. Caister Academic Press. بنغلاديش. 218 ص.
4. Glass RI، Black RE (1992) وبائيات الكوليرا (ص 129-154). في: Barua D. ، Greenough WB (محرران) الكوليرا. الموضوعات الحالية في الأمراض المعدية. سبرينغر ، بوسطن ، نيويورك.
5. Kierek ، K. and Watnick ، ​​PI (2003). المحددات البيئية لتنمية ضمة الكوليرا بيوفيلم. علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والبيئي. 69 (9) ؛ 5079-5088.
6. بيريز روساس ، إن. وهازنت ، تي سي (1989). البقاء على قيد الحياة في الموقع من Vibrio cholerae و Escherichia coli في مستجمعات المياه في الغابات الاستوائية المطيرة. علم الأحياء الدقيقة التطبيقي والبيئي. 55 (2): 495-499.
7. Zuckerman، JN، Rombo، L. and Fisch، A. (2017). العبء الحقيقي للكوليرا وخطرها: الآثار المترتبة على الوقاية والسيطرة. المشرط. مراجعة الأمراض المعدية. 7 (8): 521-530.