CLOSTRIDIUM DIFFICILE: CHARAKTERISTIKA, MORFOLOGIE, LOKALITA - BIOLOGIE - 2025

Clostridium difficile je gram-pozitivní bakterie, která patří do skupiny firem a je také součástí bakteriální flóry střeva. Byl izolován v roce 1935 Hall a O'Toole.

Představuje bakterii patogenního typu, konkrétně ve střevní úrovni. Infekce těmito bakteriemi jsou velmi časté u lidí, kteří byli dlouhodobě léčeni antibiotiky.

Clostridium difficile. Zdroj: Viz stránka autora, prostřednictvím Wikimedia Commons

Jedná se o bakterii, která se v posledních letech stala skutečným problémem, zejména v nemocnicích, protože počet infikovaných pacientů se stále více zvyšuje. K tomu se navíc přidává vysoká odolnost vůči běžným hygienickým opatřením.

Někteří odborníci se domnívají, že tato rezistence je možná způsobena vývojem kmene, který zmutoval, získal rezistenci vůči konvenčním lékům a je virulentnější.

Věkovou skupinou nejvíce ohroženou infekcí Clostridium difficile jsou starší lidé, kteří mají přirozeně imunitní systém náchylnější k depresi. To bylo prokázáno četnými statistikami, které doprovázejí různé studie, které byly na toto téma provedeny.

Clostridium difficile je bakterie, která, pokud nebude léčena včas, může způsobit vážné komplikace, včetně smrti.

Taxonomie

Taxonomická klasifikace Clostridium difficile je následující:

Doména: Bakterie

Divize: Firmicutes

Třída: Clostridia

Pořadí: Clostridiales

Rodina: Clostridiaceae

Rod: Clostridium

Druh: Clostridium difficile

Morfologie

Clostridium difficile je bakterie ve tvaru tyčinky. Na povrchu mají zaoblené hrany a bičíky. Jsou široké 0,5 až 3 mikrony a 6 mikronů.

Buňky jsou obklopeny buněčnou stěnou, která je tvořena silnou vrstvou peptidoglykanu. Má také polymery, známé jako PSI, PSII a PSIII.

Tyto polymery jsou podobné kyselině teichoové a lipoteichoové, přítomné v jiných grampozitivních bakteriích. Složky buněčné membrány byly studovány, protože hrají nepostradatelnou roli v terapeutické oblasti.

V kulturách jsou pozorovány mírně zvýšené, průsvitné kolonie s krystalickým mramorováním. Podobně vydávají charakteristický zápach hnoje.

DNA této bakterie je koncentrována v cirkulárním chromozomu, který obsahuje 29% nukleotidů cytosinu a guaninu. Podobně představuje kruhový plazmid, který obsahuje 28% nukleotidů stejného uvedeného typu.

Obecné vlastnosti

Je gram pozitivní

Clostridium difficile změní barvu na fialovou, pokud je vystavena Gramově zbarvení. To ukazuje, že jeho buněčná stěna obsahuje peptidoglykan, který si díky své struktuře zachovává molekuly barviva, což způsobuje, že si adoptoval uvedenou barvu.

Produkuje výtrusy

Tato bakterie produkuje spory, pokud jsou nepříznivé podmínky prostředí. Tyto spory mohou přežít po dobu asi dvou let v nepřátelských podmínkách. Jakmile se tyto změny změní a stanou se příznivými, spory vyklíčí a vytvoří nové buňky bakterií.

Metabolismus

Clostridium difficile má metabolismus, který je založen hlavně na fermentaci některých cukrů, přičemž hlavní je glukóza. Rovněž fermentuje fruktózu, mannitol, manosu a cellobiózu.

Místo výskytu

Tato bakterie je všudypřítomná. Je přítomen v normální mikrobiotě lidského gastrointestinálního traktu jako komenzální. To je také nalezené v půdě, písku a seno. Byl také izolován od hospodářských zvířat, hlodavců a domácích zvířat, jako jsou psi a kočky.

Je patogenní

Clostridium difficile je považován za patogen, protože prostřednictvím spór je schopen vytvářet určité patologie. Upřednostňuje gastrointestinální trakt, kde klíčí a způsobuje onemocnění, jako je pseudomembranózní kolitida.

Pěstitelské podmínky

Tato bakterie může prosperovat za různých růstových podmínek. Přijatelný teplotní rozsah je mezi 25 a 45 ° C. Jeho optimální teplota je 30-37 ° C.

Produkuje toxiny

Bakterie produkují dva toxiny, A a B. Oba toxiny působí na úrovni epiteliálních buněk střeva a vyvolávají řadu změn, které vedou k vývoji patologií, jako je průjem spojený s Clostridium difficile, pseudomembranózní kolitida a průjem spojený s Antibiotika

Je to kataláza negativní

Tato bakterie není schopna syntetizovat enzym katalázu. To znamená, že nelze rozložit peroxidu vodíku (H ₂ O ₂) ve vodě a kyslíku.

Hydrolyzuje želatinu

Clostridium difficile syntetizuje gelatinázové enzymy, které mu umožňují zkapalňovat želatinu. To je zřejmé v kulturách, ve kterých je kolem kolonií pozorován transparentní halo.

Je indole negativní

Tato bakterie nesyntetizuje skupinu enzymů známých jako tryptofanasy. Z tohoto důvodu není schopna oddělit indol z aminokyseliny tryptofanové molekuly. Toto je test, který vám umožní odlišit Clostridium difficile od jiných bakterií a dokonce od ostatních z rodu Clostridium.

Je to ureáza negativní

Bakterie jsou schopné hydrolyzovat močovinu na oxid uhličitý a amoniak. Je to proto, že nesyntetizuje enzymovou ureázu, protože k tomu nemá geny.

Nesnižuje dusičnany

Clostridium difficile nesyntetizuje enzym nitrát reduktázu, proto nemůže redukovat dusičnany na dusitany. To také představuje test identifikace a diferenciace bakterií.

Pathogeny

Tato bakterie je uznávaným lidským patogenem. Způsobuje některá onemocnění, jako je pseudomembranózní kolitida. Bakterie vstupují do těla ústně, hlavně kontaktem s infikovanými lidmi.

Průběh infekce závisí na tom, zda jsou přijímány vegetativní formy nebo spory. V prvním případě se díky vysoké úrovni kyselosti v žaludku vylučují živé formy bakterií.

Spóry jsou spíše navrženy tak, aby vydržely drsné podmínky prostředí, čímž účinně odolávají žaludečním podmínkám.

Spóry dokážou dosáhnout tenkého střeva a tam naklíčit, čímž se vytvoří vegetativní formy bakterií. Tito dosáhnou tlustého střeva kde podmínky jsou ideální pro to reprodukovat. Zde kolonizuje sliznici a způsobuje projevy příznaků, které charakterizují pseudomembranózní kolitidu.

Toto onemocnění může být způsobeno i jiným mechanismem. Pokud jsou lidé dlouhodobě léčeni antibiotiky, dochází k nerovnováze gastrointestinální mikrobioty.

To způsobuje, že Clostridium difficile, které je pravidelným obyvatelem této flóry, nekontrolovatelně proliferuje a uvolňuje nemoc.

Faktory virulence

Faktory virulence, které přispívají k bakterii Clostridium difficile způsobující poškození gastrointestinální sliznice, jsou následující:

• Toxiny (A a B): Oba toxiny mají různé účinky na buňky střeva. Patří k nim: kromě depolymerace aktinu se ztrátou cytoskeletu označují také produkci toxinů, hemoragickou nekrózu.
• Adheziny: jsou to molekuly, které jsou zodpovědné za podporu správného spojení bakterií s lidskými buňkami tlustého střeva.
• Hydrolytické enzymy: mimo jiné jsou to hyaluronidáza, želatináza a L-prolin-aminopeptidáza. Tyto enzymy produkují hydrolytickou aktivitu. Rovněž prostřednictvím svých mechanismů působení zvyšují dostupnost živin ve střevě pro bakterie.
• Spóry: Jak již bylo uvedeno, spory přežívají nepříznivé podmínky prostředí a dokonce i úroveň pálení žáhy.

Příznaky

Mezi nejvýznamnější příznaky střevní patologie způsobené Clostridium difficile patří:

• Horečka
• Vodní průjem
• Bolest břicha
• Nemoc
• Anorexy
• Abdominální distenze
• Dehydratace
• Obecné nepohodlí

Na úrovni střevního epitelu lze pozorovat určité léze, které naznačují vývoj onemocnění:

• Časná léze (typ I): zde je pozorována epiteliální nekróza, ve které jsou v tlustém střevě exsudáty a neutrofily.
• Léze typu II: je to epiteliální ulcerace (typ sopky), uprostřed intaktní sliznice.
• Léze typu III: zde je ulcerace pokryta druhem membrány, která se skládá z buněčných zbytků a leukocytů.

Pohled na střevo s pseudomembranózní kolitidou. Zdroj: Klinikum Dritter Orden, München. Abteilung Innere Medizin I Vielen Dank an Christoph Kaiser für die Überlassung des Bildes zur Veröffentlichung!, prostřednictvím Wikimedia Commons

Diagnóza

Pokud existuje podezření, že osoba může vykazovat známky a příznaky infekce Clostridium difficile, jsou provedeny určité testy, které ji spolehlivě diagnostikují.

Mezi tyto testy patří:

• Vyšetření stolice: je to první možnost diagnostiky této patologie. Existuje několik testů, které mohou být provedeny na stolici, včetně: enzymového imunotestu, polymerázové řetězové reakce (PCR) a testu buněčné cytotoxicity.
• Vyšetření tlustého střeva: Pomocí kolonoskopie nebo sigmoidoskopie může lékař přímo ocenit vlastnosti sliznice tlustého střeva.
• Zobrazování: Tyto typy testů zahrnují rentgenové snímky nebo skenování pomocí výpočetní axiální tomografie (CT). Používají se k určení, zda došlo k infekcím. Tyto typy studií jsou určeny lidem se závažnými případy infekce Clostridium difficile.

Léčba

Pokud je klinický obraz způsoben předchozím podáváním antibiotik, prvním opatřením je pozastavení uvedeného léku. Očekává se, že s tímto opatřením bude obraz obrácen.

Pokud k tomu nedojde, rozhoduje se o antibiotické léčbě léky, na které jsou bakterie zvláště citlivé. Mezi nejuznávanější a nejpoužívanější patří metronidazol a vankomycin.

Reference

1. Biochemický test a identifikace Clostridium difficile. Citováno z: microbiologyinfo.com
2. Chu, M., Mallozi, M., Roxas, B., Bertolo, L., Monteiro, M., Viswanathan, V. a Vedantam, G. (2016). Glykopolymer buněčné stěny Clostridium difficile ovlivňuje bakteriální tvar, produkci polysacharidů a virulenci. PLOS Patogeny. 12 (10).
3. Clostridium difficile. Citováno z: microbewiki.com
4. Garza, R. Hlavní virulentní faktory Clostridium difficile a úloha tohoto mikroorganismu v pseudomembranózní kolitidě. Převzato z: amyd.quimica.unam.mx
5. Infekce Clostridium difficile. Převzato z: mayoclinic.org
6. Chilský ústav veřejného zdraví (2012). Clostridium difficile. Převzato z: cl
7. Kirk, J., Banerji, O. a Fagan, R. (2017). Charakteristika buněčné obálky Clostridium difficile a její význam v léčivech. Mikrobiální biotechnologie. 10 (1) 76-90
8. Meyer, L., Espinoza, R. a Quera, R. (2014, květen). Infekce Clostridium difficile: epidemiologie, diagnostika a terapeutické strategie. Los Condes Clinical Medical Journal. 25 (3). 473-484