Übersicht

Die Gattung Campylobacter besteht aus gramnegativen Bakterienarten, die natürlich in der Umwelt vorkommen.

Diese Bakterien sind die häufigste Ursache für Lebensmittelvergiftungen und besiedeln nachweislich Mundhöhlen, die Schleimhautoberflächen der Darmflora sowie den Urogenitaltrakt einer Vielzahl von Tieren und Vögeln. Daher sind Campylobacter-Bakterien für verschiedene Krankheiten verantwortlich, einschließlich durch Lebensmittel übertragener Durchfälle.

Die folgenden Arten gehören zu dieser Gattung:

• C. coli
• C. gracilis
• C. jejuni
• C. lari
• C. rectus
• C. curvus

Klassifizierung

Domäne: Bakterien – Wie viele andere Bakterienarten gehört die Gattung Campylobacter zu den Domänenbakterien, die aus prokaryotischen Mikroorganismen bestehen.

Stamm: Campylobacter gehört zum Stamm der Proteobakterien. Dies ist ein Hauptstamm, der aus gramnegativen Bakterien besteht und Bakterien wie Helicobacter enthält. Einige Bücher bezeichnen dies als die Epsilon-Unterteilung

Klasse: Epsilonproteobakterien – Dies ist eine Klasse von Proteobakterien und besteht aus einigen Gattungen wie Helicobacter und Campylobacter. Die meisten Bakterien, die zu dieser Klasse gehören, sind entweder Spirilloide oder gekrümmt.

Familie: Campylobacteraceae – Klasse Campylobacteraceae ist eine der vielfältigsten Familien der Klasse Epsilonproteobacteria. Diese Klasse besteht neben Campylobacter auch aus Arcobacter und Sulfurospirillum.

* Campylobacter ist eng mit den Gattungen Helicobacter und Wolinella verwandt.

Campylobacter Microbiology

Nach der umfassenden Überarbeitung der Campylobacter-Taxonomie wurde gezeigt, dass die Gattung über 22 Arten umfasst. C. Jejuni und C. coli sind einige der häufigsten Arten der Gattung, da sie in erster Linie für Gastroenteritis beim Menschen verantwortlich sind.

In letzter Zeit gibt es jedoch mehrere aufkommende Arten, die mit solchen Infektionen in Verbindung gebracht wurden.

Dazu gehören:

• C. hyointestinalis
• C. concisus
• C. sputorum

Ökologie/Lebensraum

Campylobacter-Bakterien gedeihen nachweislich in Lebensräumen mit niedrigerer Sauerstoffgehalt (unter 5 Prozent). Als solche finden sie sich in den Schleimhautoberflächen einer Vielzahl von Tieren und Vögeln, die diesen Zustand bereitstellen.

Neben dem günstigen Sauerstoffgehalt bietet diese Umgebung auch einen förderlichen Temperaturbereich, der Wachstum und Vermehrung begünstigt. Im Vergleich zu anderen Arten, C. es wird vermutet, dass sich Jejuni so entwickelt hat, dass die Bakterien in der Darmschleimhaut von Vögeln und Säugetieren kolonisieren und überleben können.

In der Darmschleimhaut von Vögeln wurde die C. jejuni live als Kommensal nachgewiesen. Es profitiert von den Bedingungen des Lebensraums, ohne den Wirt zu schädigen.

In der Darmschleimhaut von Säugetieren, wo die Temperatur im Vergleich zu Vögeln relativ niedriger ist, wirken diese Organismen als Krankheitserreger, die letztendlich Schaden anrichten.

* Während Campylobacter normalerweise in der Schleimhautoberfläche von Vögeln und Tieren vorkommt, können sie auch aus anderen Umgebungen isoliert werden, einschließlich kontaminiertem Wasser und tierischen Produkten wie Milch und Fleisch. Sie gedeihen jedoch nicht in solchen Umgebungen.

* Obwohl einige Arten häufig in bestimmten Wirten vorkommen, sind Campylobacter-Arten nicht exklusiv (wirtsspezifisch).

Physiologie: Mitglieder von Campylobacter haben die folgenden biochemischen Merkmale:

• Niedriger G + C-Gehalt (Guanin-Cytosin-Gehalt) – GC-Ration beträgt etwa 30 Prozent
• Idealer /optimaler Wachstumstemperaturbereich zwischen 30 und 42 Grad Celsius
• Bilden keine Sporen
• Sind oxidasepositiv
• Sind Mikroaerophile – Da sie keine Substanzen für ihre Energie fermentieren, benötigt Campylobacter Sauerstoff zur Atmung. Campylobacter benötigt jedoch einen geringen Sauerstoffgehalt in ihrer Umgebung, um zu wachsen und sich zu vermehren
• Energie durch Atmung gewinnen

* Campylobacter-Arten reagieren sehr empfindlich auf eine Vielzahl von äußeren Bedingungen (UV-Licht, Hitze, Salz usw.). Sie sind nicht in der Lage, sich außerhalb des Körpers des Wirts zu vermehren und zu gedeihen, was bedeutet, dass sie sich nicht auf solchen Proben wie Fleisch usw. vermehren können.

Einige der anderen Eigenschaften von Campylobacter umfassen:

• Abmessungen zwischen 0,5 und 5 um in der Länge und 0,2 und 0.9 Um in der Breite
• Spiralbewegung
• Polare Flagellen
• DNA reicht zwischen 1,6-1,7 Mbps und enthält einen hohen Gehalt an Adenin und Thymin
• Kann nicht wachsen, wo die Wasseraktivitätskonzentration unter 0,987 liegt

Campylobacter Jejuni

C. jejuni ist eines der beliebtesten Mitglieder der Gattung Campylobacter. Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, dass das Bakterium die Hauptursache für bakteriellen Durchfall sowie der Erreger der Gastroenteritis bei Mensch und Tier ist.

Biologie

C. jejuni ist ein Mitglied der 16S rRNA Superfamilie VI von spiralförmigen, mikroaeroben Bakterien. Diese Gensequenz wird zu Identifikationszwecken verwendet und umfasst einige andere Mitglieder von Helicobacter und Arcobacter.

Physiologie / Stoffwechsel

C. jejuni hat sich entwickelt, um den Darm verschiedener Organismen (Wirte) wie Vögel und Säugetiere zu besiedeln. Da sie nicht die einzige Mikrobiota in diesen Umgebungen sind, verwenden sie Mechanismen, die sich von denen anderer Mikrobiota unterscheiden, um Nährstoffe zu erhalten und zu gedeihen.

Wie das C. jejuni besitzt nicht die meisten Stoffwechselwege, die erforderlich sind, um Zucker wie Glucose und Galactose sowie verschiedene andere Kohlenhydrate zu verwenden, die zur Unterstützung von Wachstum und Vermehrung benötigt werden. Unabhängig davon wurde gezeigt, dass es verschiedene Stoffwechselwege effizient zum Überleben nutzt.

Ein gutes Beispiel hierfür sind die Zwischenstufen des Zitronensäurezyklus sowie verschiedene andere Aminosäuren. Hier nutzt das Bakterium unter anderem Aminosäuren wie Aspartat, Serin und Glutamat, um Energie für das Überleben zu gewinnen.

Außerdem ist das Bakterium in der Lage, den I-Fucose-Zucker zu metabolisieren und einzigartige Mechanismen zu verwenden, um bestimmte Übergangsmetalle zu erhalten, die für das Leben notwendig sind (Eisen usw.). Die Mechanismen ermöglichen es C. jejuni, im Darm verschiedener Wirte zu wachsen und sich zu vermehren, in denen andere Mikrobiota leben.

* Trotz des Fehlens verschiedener Enzyme, die für den Stoffwechsel benötigt werden, nutzt C. jejuni die glykolytischen Wege, um Energie zu gewinnen.

Einige der Aminosäuren, die von den Bakterien als Nährstoffquelle verwendet werden, umfassen:

• Serin
• Aspartat/Glutamat
• Prolin
• Asparagin
• Glutamin

C. jejuni verwendet auch die folgenden kurzkettigen Fettsäuren:

• Acetat
• Laktat

Infektionen

Wie C. coli ist C. jejuni ein lebensmittelbedingter Erreger, der durch kontaminierte Lebensmittel auf eine Person übertragen wird. Sie können jedoch auch durch kontaminiertes Wasser oder Obst usw. übertragen werden.

Sobald das Bakterium aufgenommen ist, verwendet es Chemotaxis, um chemische Reaktionen und ihre Flagellen zu erkennen, um sich in Richtung ihrer gewünschten Umgebung zu bewegen. Studien zufolge gehören zu den häufigsten Chemoattraktoren unter anderem Mucin, L-Fucose und L-Serin.Chemotaxis und das Vorhandensein von Flagellen haben sich daher als wichtige Virulenzfaktoren erwiesen. Abgesehen von der Fähigkeit zu bestimmen, wohin man sich durch Chemotaxis bewegen soll, C. jejuni, sowie C. coli, sind in der Lage, sich an die Oberflächenzellen in ihrer Umgebung anzuheften, wodurch die Bakterien diese Umgebungen erfolgreich besiedeln können.

Dies wird durch die Produktion von Fimbrien erreicht, die der Mechanismus sind, durch den die Bakterien an Oberflächenzellen haften.

Gastroenteritis

Nach der Erstinfektion dauert die Inkubation zwischen 24 und 72 Stunden. Diese Infektion führt dazu, dass der Patient akuten Durchfall entwickelt, dem je nach Patient und Infektionsgrad Anzeichen / Symptome wie Schüttelfrost, Myalgie, Fieber und Kopfschmerzen folgen.

Während dieser Zeit (wenn Symptome auftreten) haben Patienten normalerweise mehrere Stuhlgänge (8 bis 10 Stuhlgänge) während des Tages. Hier kann Durchfall je nach Patient / Infektionsgrad entweder locker oder wässrig sein. Bei einigen Patienten kann Durchfall jedoch sichtbares Blut enthalten (dies ist in den meisten Fällen nicht offensichtlich).

* Normalerweise verschwindet die Infektion auch ohne Behandlung innerhalb einer Woche. Es kann jedoch bei einigen Patienten bestehen bleiben, insbesondere bei Patienten mit eingeschränkter Immunität (z. B. HIV-Infektion).

Abgesehen von Gastroenteritis gibt es einige andere Infektionen / Komplikationen im Zusammenhang mit C. jejuni.

Dazu gehören:

Invasive Erkrankung

Obwohl Bakteriämie bei C. jejuni nicht häufig vorkommt, wurde sie bei bestimmten Patienten beobachtet; insbesondere bei älteren sowie mit HIV infizierten Patienten.

Hier gelangen die Bakterien in den Blutkreislauf, wo sie durch die Freisetzung von Toxinen weitere Infektionen verursachen. Bei Patienten mit invasiven Erkrankungen erhöht die Bakteriämie die Sterblichkeitsrate aufgrund der auftretenden Komplikationen.

In seltenen Fällen kann C. es wurde gezeigt, dass Jejuni-Sepsis aus der Übertragung von anderen Tieren resultiert. Ein gutes Beispiel dafür ist ein Fall, in dem die C. jejuni-Infektion von einem Welpen auf ein 3 Wochen altes Kind übertragen wurde. Diese Entdeckung bewies, dass es möglich ist, dass Tierinfektionen mit C. jejuni auf den Menschen übertragen werden.

Guillain-Barre-Syndrom (GBS)

GBS ist eine Form der neuromuskulären Lähmung, von der weltweit jährlich 1 bis 2 von 100.000 Menschen betroffen sind. Im Wesentlichen handelt es sich um eine Autoimmunerkrankung, bei der das Immunsystem des Körpers angreift und eine Entzündung der Nerven verursacht, die letztendlich zu Muskelschwäche führt.Nach einer Reihe von Studien entdeckten Forscher, dass C. jejuni GBS auslösen kann und tut. Hier entdeckten die Forscher, dass in Fällen, in denen C. jejuni als pathogener Faktor in diesem Zustand wirkt, Lipopolysaccharid auf seiner Oberfläche als antigene Faktoren wirken, die die Krankheit induzieren / auslösen.Für diejenigen, die an dieser Erkrankung leiden, sind einige der frühen Symptome motorische und sensorische Defizite an den unteren Extremitäten, die sich allmählich auf andere Teile des Körpers ausbreiten. Bei einigen Patienten können die Symptome mit einer erhöhten und schweren Beeinträchtigung des neurologischen Systems bestehen bleiben.

Bei Tieren ist C. jejuni für folgende Infektionen / Krankheiten verantwortlich:

• Durchfall bei Hunden und Katzen
• Hämorrhagischer Vaginalausfluss bei Hunden (z. B. Deutscher Schäferhund)
• Fehlgeburt und Enteritis bei Schafen und Rindern
• Kolitis bei entwöhnten Schweinen
• Anorexie und Durchfall bei Schweinen
• Hepatitis und gelber Durchfall bei einigen Vogelarten (z. B. Psittaciformen und Passeriformen)

* Während die Studien andauern, C jejuni sowie mehrere andere Mitglieder von Campylobacter haben die Fähigkeit gezeigt, Enterotoxin und Zytotoxin zu produzieren. Diese Toxine tragen zu den verschiedenen Infektionen bei, die sowohl bei Menschen als auch bei Tieren beobachtet werden.

* Endotoxine – Wie viele andere gramnegative Bakterien produzieren Campylobacter-Arten wie C. jejuni Lipopolysaccharide als Bestandteil ihrer äußeren Membran.

Dieses Endotoxin spielt eine wichtige Rolle als primäres Oberflächenantigen, das die physische Integrität und Funktion der äußeren Membran der Bakterien verbessert. Darüber hinaus tragen die Glycolipide auch zu den pathogenen Aktivitäten der Bakterien bei.

Prävention

Da Campylobacter-Erreger durch kontaminierte Lebensmittel und Wasser übertragen werden, kann eine Infektion durch Verbesserung der Hygiene einfach und signifikant verhindert werden.

Dies sollte die folgenden Routinen beinhalten:

• Früchte vor dem Verzehr richtig waschen
• Händewaschen mit Wasser und Seife vor und nach dem Essen
• Händewaschen mit Wasser und Seife nach dem Toilettengang, Streicheln von Tieren, Pflege von Kranken und Berühren von Müll usw.
• Mindestens 165 ° F beim Kochen von Fleisch und anderen tierischen Produkten (Würstchen usw.)
• Unbehandeltes Wasser vermeiden – Es wird immer empfohlen, Wasser zu kochen, wenn Wasser aus unbehandelten Quellen usw. stammt.

Behandlung

Die Behandlung von Campylobacter-bedingtem Durchfall beginnt mit dem Ersatz verlorener Körperflüssigkeiten und Elektrolyte. Dies ist besonders wichtig, da durch Durchfall (insbesondere wässriger Durchfall) viele Flüssigkeiten und Elektrolyte verloren gehen. Um Austrocknung zu verhindern, verschreiben Ärzte häufig orale / intravenöse Flüssigkeiten

Die Behandlung kann auch die Verwendung von Antibiotika wie Levaquin und Azithromycin beinhalten.

Gramfärbung und Mikroskopie

Gramfärbeprotokoll

Proben/Anforderungen

• Bakterienprobe (Campylobacter)
• Gramfärbelösungen (Kristallviolett, Gramm Jod, Aceton-Alkohol, Safranin)
• Objektträger
• Pipetten-/Applikatorstab
• Impfschlaufe
• Bunsenbrenner

Vorgehensweise

• Mit der Pipette einen Tropfen der Probe in die Mitte des Objektträgers geben
• Objektträger an der Luft trocknen und mehrmals über die Bunsenbrennerflamme laufen lassen, um den Abstrich zu fixieren
• Den Abstrich mit kristallinem 30 Sekunden stehen lassen
• Den Primärfleck dekantieren und dann den Objektträger mit Wasser abspülen (vorsichtig)
• Überschüssiges Wasser auf dem Objektträger abspülen und den Abstrich mit frischem Jod überfluten
• Mit Wasser abspülen und einige Tropfen des Alkohols (Entfärber) hinzufügen
• Überschüssigen Entfärber durch schräges Neigen des Objektträgers entfernen und vorsichtig mit Wasser abspülen
• Den Objektträger mit dem Gegenfleck (Safranin) überfluten und einige Stunden stehen lassen etwa 30 Sekunden
• Überschüssiges Safranin mit Wasser abspülen und Objektträger trocknen lassen
• Objektträger unter dem Mikroskop untersuchen

Weitere Informationen zur Zellfärbung.

Weitere Informationen zu grampositiven und gramnegativen Bakterien

Beobachtung

Campylobacter ist ein gramnegatives Bakterium. Als solche erscheinen sie als rosa / lila Komma oder als s-förmige Zellen, wenn sie unter dem Mikroskop betrachtet werden.

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Julian M. Ketley (1997). Pathogenese der enterischen Infektion durch Campylobacter.

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Filomena Iannino, Guido Di Donato, Enzo Ruggieri, Stefania Salucci,

Fabrizio De Massis und Elisabetta Di Giannatale (2017). Campylobacter-Infektionen, ein wichtiges Thema der veterinärmedizinischen Stadthygiene: hundebedingte Risikofaktoren.

Alessio Facciolà, Emanuela Avventuroso, Giuseppa Visalli und Pasqualina Laganà (2017). Campylobacter: Von der Mikrobiologie zur Prävention. Zeitschrift für Präventivmedizin und Hygiene * Juni 2017.