Vibrio cholerae È un batterio facoltativo anaerobico Gram negativo, flagellato. La specie è la causa della malattia del colera negli esseri umani. Questa malattia intestinale causa una grave diarrea e può causare la morte se non adeguatamente curata. Causa più di 100.000 decessi all'anno, la maggior parte dei quali nei bambini.
Il colera si trasmette attraverso cibo e acqua contaminati o attraverso il contatto da persona a persona. Il trattamento comprende la terapia di reidratazione e antibiotici specifici. Esistono vaccini orali relativamente efficaci.
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Vibrio cholerae è un organismo unicellulare con una parete cellulare. La parete cellulare è sottile, composta da peptidoglicano tra due membrane fosfolipidiche. Abita ambienti acquatici, soprattutto estuari e stagni, associati a plancton, alghe e animali. Sono noti due biotipi e diversi sierotipi.
Il batterio fa parte del batterioplancton nei corpi idrici, sia in forma libera (vibrioni) che in film sottili (biofilm) su superfici organiche..
Questi biofilm sono costituiti da gruppi di batteri circondati da canali d'acqua. L'adesione del biofilm è possibile grazie alla produzione di polisaccaridi dalla membrana esterna.
Vibrio cholerae ha due cromosomi sotto forma di plasmidi. Le razze patogene hanno geni che codificano per la produzione di tossina del colera (CT).
Inoltre includono geni per il cosiddetto fattore di colonizzazione. Il pilus è co-regolato dalla tossina (TCP) e da una proteina regolatrice (ToxR). Questa proteina co-regola l'espressione di CT e TCP. Parte dell'informazione genetica che codifica per questi fattori di patogenicità è fornita dai batteriofagi.
Il suo genoma è costituito da 4,03 Mb distribuiti in due cromosomi di dimensioni disuguali. La sequenza del DNA dell'intero genoma del ceppo N16961 di V. cholerae O1.
Le sequenze organizzate sul cromosoma 1 sembrano essere responsabili di vari processi. Tra questi, la moltiplicazione del DNA, la divisione cellulare, la trascrizione genica, la traduzione delle proteine e la biosintesi della parete cellulare.
Sul cromosoma 2 vengono sintetizzate proteine ribosomiali, responsabili del trasporto di zuccheri, ioni e anioni, del metabolismo degli zuccheri e della riparazione del DNA.
All'interno di questo batterio sono stati rilevati almeno sette batteriofagi o fagi filamentosi. I fagi sono virus parassiti dei batteri. Phage CTX contribuisce parte della sequenza che codifica per la sintesi della tossina del colera (CT). Ciò è dovuto alla conversione lisogenica,
In breve, la patogenicità di alcuni ceppi di Vibrio cholerae dipende da un complesso sistema genetico di fattori patogeni. Tra questi il fattore di colonizzazione del pilus co-regolato dalla tossina (TCP) e una proteina regolatrice (ToxR) che co-regola l'espressione di CT e TCP.
Quando gli esseri umani consumano cibo o acqua contaminati, i batteri entrano nel loro sistema digerente. Una volta raggiunto l'intestino tenue, aderisce in massa all'epitelio.
Una volta lì, secerne la tossina, provocando i processi biochimici che causano la diarrea. In questo ambiente il batterio si nutre e si riproduce, venendo rilasciato nuovamente nell'ambiente attraverso le feci. La sua riproduzione è per bipartizione.
Il genere Vibrio comprende più di 100 specie descritte. Di questi, 12 causano malattie negli esseri umani. Appartiene al dominio Bacteria, Proteobacteria phylum (gruppo gamma), Ordine Vibrionales, Famiglia Vibrionaceae.
Vibrio cholerae è una specie ben definita dai test biochimici e del DNA. Test positivi per catalasi e ossidasi; e non fermenta il lattosio.
Il medico italiano Filippo Pacini fu il primo a isolare i batteri del colera nel 1854. Pacini gli diede un nome scientifico e lo identificò come l'agente eziologico della malattia..
Più di 200 sierogruppi di Vibrio cholerae, ma ad oggi solo 01 e 0139 sono tossici. Ciascun sierogruppo può essere suddiviso in diverse forme o sierotipi antigenici. Tra questi ci sono Ogawa e Inaba, o diversi biotipi come il classico e il Tor.
Vibrio cholerae è un bacillo (bastoncello o batterio a forma di bastoncello) lungo 1,5-2 μm e largo 0,5 μm. Ha un unico flagello situato in uno dei suoi poli. Ha una membrana citoplasmatica circondata da una sottile parete di peptidoglicano.
La membrana esterna ha una struttura più complessa composta da fosfolipidi, lipoproteine, lipopolisaccaridi e catene polisaccaridiche..
La membrana esterna proietta verso catene polisaccaridiche responsabili della capacità di adesione dei batteri e formano biofilm..
Inoltre, insieme alla parete cellulare, protegge il citoplasma dai sali biliari e dagli enzimi idrolitici prodotti dal tratto intestinale umano..
Occupa due habitat molto diversi: gli ambienti acquatici e gli intestini umani. Nella sua fase libera, Vibrio cholerae prospera in acque calde e a bassa salinità.
Può vivere in fiumi, laghi, stagni, estuari o in mare. È endemico in Africa, Asia, Sud America e Centro America. Successivamente, come parassita, abita nell'intestino tenue degli esseri umani..
Il batterio si trova anche nelle zone di spiaggia tropicale, in acque con una salinità del 35% e temperature di 25 ° C.
La presenza di Vibrio cholerae agenti patogeni nelle zone aride e nell'entroterra africano. Ciò indica che la specie può sopravvivere in una gamma di variazioni dell'habitat molto più ampia di quanto si pensasse in precedenza..
Alcuni studi lo dimostrano Vibrio cholerae è un batterio selvatico che si trova nei corpi d'acqua dolce delle foreste pluviali tropicali.
Essendo un batterio, si riproduce per fissione binaria o bipartizione. Vibrio cholerae persiste nell'acqua come vibrioni planctonici liberi o aggregati di vibrioni.
Gli aggregati di vibrioni formano biofilm in fitoplancton, zooplancton, masse di uova di insetti, esoscheletri, detriti e persino su piante acquatiche. Usano la chitina come fonte di carbonio e azoto.
I biofilm sono costituiti da batteri impilati circondati da canali d'acqua, attaccati l'uno all'altro e al substrato dalla produzione esterna di polisaccaridi. È un sottile strato gelatinoso di batteri.
Vibrazioni ambientali vengono ingerite attraverso il consumo di cibo o acqua contaminati. Una volta all'interno dell'apparato digerente, i batteri colonizzano l'epitelio dell'intestino tenue.
Il vibrione viene successivamente attaccato alla mucosa da pilis e proteine specializzate. Quindi, inizia la sua moltiplicazione e la secrezione della tossina del colera. Questa tossina promuove la diarrea per cui i batteri rientrano nell'ambiente esterno.
Questo batterio ha un metabolismo basato sulla fermentazione del glucosio. Allo stato libero, ottiene il suo cibo sotto forma di carbonio e azoto da varie fonti organiche. Alcuni di questi sono chitina o carbonio essudato dalle alghe dal fitoplancton.
Per l'assimilazione del ferro, la specie produce la vibriobactina sideroforo. La vibriobactina è un composto chelante del ferro che dissolve questo minerale permettendone l'assorbimento tramite trasporto attivo.
Negli ambienti acquatici svolge importanti funzioni legate alla sua nutrizione nell'ecosistema. Contribuisce alla remineralizzazione del carbonio organico e dei nutrienti minerali.
D'altra parte, è batterivoro. Tutto ciò gli assegna un ruolo rilevante come parte del batterioplancton nei circuiti microbici o nelle reti alimentari microbiche negli ecosistemi acquatici..
Vibrio cholerae esegue i processi fondamentali per digerire il proprio cibo all'estero, attraverso le sostanze che secerne. Questo meccanismo è simile a quello di altri batteri.
La specie agisce sul substrato provocando lo scioglimento degli elementi minerali essenziali per la sua nutrizione, che vengono successivamente assorbiti. Inoltre, nella ricerca e nella lavorazione del cibo attaccano altri batteri. Possono attaccare la stessa specie, ma non il loro stesso ceppo.
Per uccidere altri batteri, V. cholerae impiega un meccanismo chiamato Sistema di secrezione di tipo VI (T6SS). Questo sistema è simile a un arpione che penetra nella parete cellulare di altri batteri Gram negativi causando la morte..
In questo modo vengono resi disponibili i composti nutritivi di questi batteri T6SS è simile al sistema utilizzato dai batteriofagi per inoculare le loro informazioni genetiche nelle cellule batteriche. Questo sistema è forse utilizzato anche da Vibrio cholerae inoculare la sua tossina nelle cellule epiteliali.
I batteri vengono trasmessi per via fecale-orale, da persona a persona, attraverso acqua, oggetti o cibo contaminati. Il colera è esplosivo quando si manifesta in una popolazione senza immunità preventiva.
Per anni si è pensato che la principale via di trasmissione della malattia fosse l'ingestione di acqua contaminata. Oggi è noto che esistono alimenti che possono essere veicoli per la trasmissione di Vibrio cholerae. Alcuni di questi alimenti includono: vongole, ostriche, cozze, gamberi e granchi.
Una dose elevata di inoculo è necessaria per far ammalare un individuo sano, circa 105 - 108 batteri Tuttavia, negli individui indeboliti o malnutriti è sufficiente una quantità molto minore di inoculo. Il periodo di incubazione della malattia varia da 6 ore a 5 giorni.
Sebbene ci siano informazioni sulle epidemie di colera sin dal XIV secolo, le prime pandemie documentate risalgono all'inizio del XIX secolo. Tra il 1817 e il 1923 si sono verificate almeno sei pandemie di colera note, causate dal biotipo classico di Vibrio cholerae.
Questa serie di pandemie è iniziata dall'India, principalmente dal delta del fiume Gange. Una volta raggiunto il Medio Oriente, si espanse da lì all'Europa. Un'altra via di ingresso in Europa era il Mediterraneo, attraverso carovane dall'Arabia. Dall'Europa è venuto in America.
Dal 1923 al 1961 ci fu un periodo libero da pandemia di questa malattia e furono noti solo casi locali di colera. Dal 1961 riemerge con un nuovo biotipo chiamato Tor che ha causato la settima pandemia.
Dagli anni '90 sono stati identificati più di 200 sierogruppi e forme atipiche di Tor. Nel 1991 si è verificata l'ottava pandemia di colera. Attualmente, i casi di colera sono principalmente limitati alle regioni dell'Africa subsahariana, dell'India, del sud-est asiatico e di alcune aree dei Caraibi. In queste regioni è diventato endemico.
I batteri producono diverse tossine, ma i classici sintomi di diarrea disidratante della malattia sono causati dall'enterotossina del colera (TC).
È costituito da una subunità B non tossica e da una subunità A attiva enzimaticamente. La subunità B agisce sui recettori delle cellule epiteliali dell'intestino tenue. La subunità A attiva l'adenilato ciclasi.
L'enterotossina si lega alle cellule della mucosa intestinale attraverso i pili batterici e provoca diarrea e disidratazione attivando l'enzima adenilato ciclasi.
Ciò porta ad un aumento della produzione di adenosina monofosfato ciclico intracellulare, facendo sì che le cellule della mucosa pompino grandi quantità di acqua ed elettroliti..
Vibrio cholerae rilascia altre tossine come ZOT e ACE. Agiscono neutralizzando le cellule del sistema immunitario in grado di eliminare i vibrioni (caso IgG). Possono anche neutralizzare l'enterotossina del colera (caso IgA).
I sintomi includono: shock ipovolemico, vomito, diarrea, acidosi, crampi muscolari, pelle secca, occhi vitrei o infossati, battito cardiaco alto, letargia e sonnolenza.
Nelle aree endemiche, la presenza del batterio è stata rilevata in persone vicine a persone affette da colera. I pazienti non hanno sintomi visibili della malattia, indicando l'esistenza di individui asintomatici.
Il colera è prevenibile e ci sono vaccini orali che sono efficaci contro la malattia fino al 60-66%. Tuttavia, i focolai possono essere causati da eventi naturali o causati dall'uomo. Ciò si verifica contaminando l'acqua o compromettendo l'accesso all'acqua potabile e ai servizi igienico-sanitari..
Una terapia di reidratazione adeguata e tempestiva può ridurre la mortalità a meno dell'1%. Il trattamento antibiotico può ridurre la diffusione del vibrio. Tuttavia, nessuna di queste misure di trattamento ha alterato in modo significativo la diffusione della malattia..
Gli antibiotici comunemente usati negli adulti sono quelli del gruppo Doxycycline e Doxycycline. Nitrofuran Furazolidone è usato nelle donne in gravidanza. Il sulfametossazolo e il trimetoprim (SMZ + TMP) sono raccomandati nei bambini..
Un elemento fondamentale per il controllo delle epidemie è l'adeguata gestione sanitaria delle fognature e delle condizioni igienico-sanitarie in genere. In questo senso, il colera è una malattia associata a condizioni di povertà..
La presenza di Vibrio cholerae nel corpo viene rilevato con test di laboratorio come PCR, test ELISA o l'uso di terreni di coltura selettivi.
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