Clostridium es un género de bacterias Gram positivas . Este género incluye varios patógenos humanos importantes, incluidos los agentes causantes del botulismo y el tétanos . El género anteriormente incluía una causa importante de diarrea, Clostridioides difficile , que fue reclasificado en elgénero Clostridiodies en 2016. Son anaerobios obligados capaces de producir endosporas . Las células reproductoras normales de Clostridium , llamadas forma vegetativa, tienen forma de varilla , lo que les da su nombre, del griegoκλωστήρ o husillo. Las endosporas de Clostridium tienen una forma de boliche o botella distinta, que las distingue de otras endosporas bacterianas, que generalmente son de forma ovoide. Las especies de Clostridium habitan los suelos y el tracto intestinal de los animales, incluidos los humanos. [1] Clostridium es un habitante normal del tracto reproductivo inferior sano de las hembras. [2]
Clostridium | |
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Microfotografía de la bacteria Clostridium botulinum teñida con violeta cristal | |
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Género: | Clostridium Prazmowski 1880 |
El género, como se define tradicionalmente, contiene muchos organismos que no están estrechamente relacionados con su especie tipo. El problema fue originalmente ilustrado con todo detalle por una filogenia de ARNr de Collins 1994, que dividió el género tradicional (ahora correspondiente a una gran porción de Clostridia ) en veinte grupos, con el grupo I que contiene la especie tipo y sus parientes cercanos. [3] A través de los años, esto ha dado lugar a muchos nuevos géneros que se divide a cabo, con el objetivo final de constreñir Clostridium a agruparse yo . [4]
El grupo XIVa de "Clostridium" y el grupo IV de "Clostridium" fermentan eficazmente los polisacáridos vegetales que componen la fibra dietética, [5] lo que los convierte en taxones importantes y abundantes en el rumen y el intestino grueso humano. [6] Como se mencionó anteriormente, estos grupos no son parte del Clostridium actual . [3]
Descripción general
Clostridium contiene alrededor de 250 especies que incluyen bacterias comunes de vida libre, así como patógenos importantes. [7] [8] Las principales especies responsables de enfermedades en los seres humanos son: [9]
- Clostridium botulinum puede producir toxina botulínica en alimentos o heridas y puede causar botulismo . Esta misma toxina se conoce como Botox y se utiliza en cirugía estética para paralizar los músculos faciales y reducir los signos del envejecimiento; también tiene muchos otrosusos terapéuticos .
- Clostridium perfringens causa una amplia gama de síntomas, desde intoxicación alimentaria hasta celulitis , fascitis , enteritis necrótica [10] y gangrena gaseosa . [11]
- Clostridium tetani causa tétanos .
- Clostridium sordellii (ahora Paeniclostridium ) puede causar una infección fatal en casos excepcionalmente raros después de abortos con medicamentos. [12]
Bacillus y Clostridium a menudo se describen como Gram variables, porque muestran un número creciente de células gramnegativas a medida que envejece el cultivo. [13]
Clostridium y Bacillus pertenecen al filo Firmicutes , pero pertenecen a diferentes clases, órdenes y familias. Los microbiólogos distinguen Clostridium de Bacillus por las siguientes características: [1]
- Clostridium crece en condiciones anaeróbicas; Bacillus crece en condiciones aeróbicas.
- Clostridium forma endosporas en forma de botella; Bacillus forma endosporas oblongas.
- Clostridium no forma la enzima catalasa ; Bacillus secreta catalasa para destruir subproductos tóxicos del metabolismo del oxígeno.
Clostridium y Desulfotomaculum pertenecen a la clase Clostridia y al orden Clostridiales, y ambos producen endosporas en forma de botella, pero pertenecen a familias diferentes. El Clostridium se puede distinguir del Desulfotomaculum en función de los nutrientes que utiliza cada género (este último requiere azufre).
La glucólisis y fermentación del ácido pirúvico por Clostridia producen los productos finales ácido butírico , butanol , acetona , isopropanol y dióxido de carbono . [13]
La tinción de Schaeffer-Fulton (0,5% de verde de malaquita en agua) se puede utilizar para distinguir las endosporas de Bacillus y Clostridium de otros microorganismos. [14] Existe un kit de prueba de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) disponible comercialmente (Bactotype) para la detección de C. perfringens y otras bacterias patógenas. [15]
Tratamiento
En general, el tratamiento de la infección por clostridios es penicilina G en dosis altas , a la que el organismo sigue siendo susceptible. [16] Clostridium welchii y Clostridium tetani responden a las sulfonamidas . [17] Los clostridios también son susceptibles a las tetraciclinas , carbapenémicos ( imipenem ), metronidazol , vancomicina y cloranfenicol . [18]
Las células vegetativas de los clostridios son termolábiles y mueren por calentamiento breve a temperaturas superiores a 72–75 ° C. La destrucción térmica de las esporas de Clostridium requiere temperaturas más altas (por encima de 121,1 ° C, por ejemplo en un autoclave ) y tiempos de cocción más largos (20 min, con algunos casos excepcionales de> 50 min registrados en la literatura). Los clostridios y los bacilos son bastante resistentes a la radiación y requieren dosis de aproximadamente 30 kGy, lo que constituye un serio obstáculo para el desarrollo de alimentos irradiados estables en almacenamiento para uso general en el mercado minorista. [19] La adición de lisozima , nitrato , nitrito y sales de ácido propiónico inhibe los clostridios en varios alimentos. [20] [21] [22]
Los fructooligosacáridos ( fructanos ) como la inulina , que se encuentran en cantidades relativamente grandes en varios alimentos como la achicoria , el ajo , la cebolla , el puerro , la alcachofa y los espárragos , tienen un efecto prebiótico o bifidogénico , promoviendo selectivamente el crecimiento y el metabolismo de las bacterias beneficiosas el colon , como bifidobacterias y lactobacilos , mientras que inhibe los dañinos, como clostridios, fusobacterias y bacteroides . [23]
Historia
A finales de la década de 1700, Alemania experimentó una serie de brotes de una enfermedad que parecía estar relacionada con el consumo de ciertas salchichas. En 1817, el neurólogo alemán Justinus Kerner detectó células en forma de bastón en sus investigaciones sobre esta supuesta intoxicación por salchichas. En 1897, el profesor de biología belga Emile van Ermengem publicó su hallazgo de un organismo formador de endosporas que aisló del jamón estropeado. Los biólogos clasificaron el descubrimiento de van Ermengem junto con otros formadores de esporas grampositivos conocidos en el género Bacillus . Sin embargo, esta clasificación presentó problemas porque el aislado creció solo en condiciones anaeróbicas, pero Bacillus creció bien en oxígeno. [1]
Alrededor de 1880, mientras estudiaba la fermentación y la síntesis de ácido butírico , un científico de apellido Prazmowski asignó por primera vez un nombre binomial a Clostridium butyricum . [24] : 107-108 Los mecanismos de la respiración anaeróbica todavía no estaban bien aclarados en ese momento, [24] : 107-108 por lo que la taxonomía de anaerobios aún era incipiente.
En 1924, Ida A. Bengtson separó los microorganismos de van Ermengem del grupo Bacillus y los asignó al género Clostridium . Según el esquema de clasificación de Bengtson, Clostridium contenía todas las bacterias anaeróbicas en forma de bastón formadoras de endosporas, excepto el género Desulfotomaculum . [1]
Usar
- Clostridium thermocellum puede utilizar residuos lignocelulósicos y generar etanol, lo que lo convierte en un posible candidato para su uso en la producción de combustible de etanol . Tampoco requiere oxígeno y es termófilo , lo que reduce el costo de enfriamiento.
- El Clostridium acetobutylicum fue utilizado por primera vez por Chaim Weizmann para producir acetona y biobutanol a partir de almidón en 1916 para la producción de cordita (pólvora sin humo).
- Clostridium botulinum produce una neurotoxina potencialmente letal utilizada en forma diluida en el fármaco Botox , que se inyecta cuidadosamente en los nervios de la cara, lo que evita el movimiento de los músculos expresivos de la frente, para retrasar el efecto de arrugas del envejecimiento. También se utiliza para tratar la tortícolis espasmódica y proporciona alivio durante aproximadamente 12 a 16 semanas. [25]
- La cepa de Clostridium butyricum MIYAIRI 588 se comercializa en Japón, Corea y China para laprofilaxisde Clostridium difficile debido a su capacidad informada para interferir con el crecimiento de este último.
- Se ha utilizado Clostridium histolyticum como fuente de la enzima colagenasa , que degrada el tejido animal. Las especies de Clostridium excretan colagenasa para comerse los tejidos y, por lo tanto, ayudan al patógeno a extenderse por todo el cuerpo. La profesión médica utiliza colagenasa por la misma razón en el desbridamiento de heridas infectadas. [1] Algunos clostridios que causan gangrena gaseosa también producen hialuronidasa , desoxirribonucleasa , lecitinasa , leucocidina , proteasa , lipasa y hemolisina . [13] [26]
- Clostridium ljungdahlii , descubierto recientemente en los desechos comerciales de pollo, puede producir etanol a partir de fuentes de un solo carbono, incluido el gas de síntesis , una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno , que se puede generar a partir de la combustión parcialde combustibles fósiles o biomasa . [27]
- Clostridium butyricum convierte el glicerol en 1,3-propanodiol . [28]
- Se han insertado genes de Clostridium thermocellum en ratones transgénicos para permitir la producción de endoglucanasa . El experimento tenía como objetivo aprender más sobre cómo se podría mejorar la capacidad digestiva de los animales monogástricos .
- Las cepas no patógenas de Clostridium pueden ayudar en el tratamiento de enfermedades como el cáncer . La investigación muestra que Clostridium puede atacar selectivamente las células cancerosas. Algunas cepas pueden ingresar y replicarse dentro de tumores sólidos . Por tanto, el clostridium podría utilizarse para administrar proteínas terapéuticas a los tumores. Este uso de Clostridium se ha demostrado en una variedad de modelos preclínicos. [29]
- Se ha demostrado que las mezclas de especies de Clostridium , como Clostridium beijerinckii , Clostridium butyricum y especies de otros géneros, producen biohidrógeno a partir de desechos de levadura . [30]
Referencias
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Subdivisiones
- Clostridium aceticum
- Clostridium acetireducens
- Clostridium acetobutylicum
- Clostridium acidisoli
- Clostridium aciditolerans
- Clostridium acidurici
- Clostridium aerotolerans
- Clostridium aestuarii
- Clostridium akagii
- Clostridium aldenense
- Clostridium aldrichii
- Clostridium algidicarnis
- Clostridium algidixylanolyticum
- Clostridium algifaecis
- Clostridium algoriphilum
- Clostridium alkalicellulosi
- Clostridium amazonense [1]
- Clostridium aminophilum
- Clostridium aminovalericum
- Clostridium amygdalinum
- Clostridium amylolyticum
- Clostridium arbusti
- Clostridium arcticum
- Clostridium argentinense
- Clostridium asparagiforme
- Clostridium aurantibutyricum
- Clostridium autoethanogenum
- Clostridium baratii
- Clostridium bartlettii
- Clostridium beijerinckii
- Clostridium bifermentans
- Clostridium bolteae
- Clostridium bornimense
- Clostridium botulinum
- Clostridium bowmanii
- Clostridium bryantii
- Clostridium butyricum
- Clostridium cadaveris
- Clostridium caenicola
- Clostridium caminithermale
- Clostridium carboxidivorans
- Clostridium carnis
- Clostridium cavendishii
- Clostridium celatum
- Clostridium celerecrescens
- Clostridium cellobioparum
- Clostridium cellulofermentans
- Clostridium cellulolyticum
- Clostridium cellulosi
- Clostridium cellulovorans
- Clostridium chartatabidum
- Clostridium chauvoei
- Clostridium chromiireducens
- Clostridium citroniae
- Clostridium clariflavum
- Clostridium clostridioforme
- Clostridium coccoides
- Clostridium cochlearium
- Colector de Clostridium
- Clostridium cocleatum
- Clostridium colicanis
- Clostridium colinum
- Clostridium collagenovorans
- Clostridium cylindrosporum
- Clostridium difficile
- Clostridium diolis
- Clostridium disporicum
- Clostridium drakei
- Clostridium durum
- Clostridium estertheticum
- Clostridium estertheticum estertheticum
- Clostridium estertheticum laramiense
- Clostridium fallax
- Clostridium felsineum
- Clostridium fervidum
- Clostridium fimetarium
- Clostridium formicaceticum
- Clostridium frigidicarnis
- Clostridium frigoris
- Clostridium ganghwense
- Clostridium gasigenes
- Clostridium ghonii
- Clostridium glycolicum
- Clostridium glycyrrhizinilyticum
- Clostridium grantii
- Clostridium haemolyticum
- Clostridium halophilum
- Clostridium hastiforme
- Clostridium hathewayi
- Clostridium herbivorans
- Clostridium hiranonis
- Clostridium histolyticum
- Clostridium homopropionicum
- Clostridium huakuii
- Clostridium hungatei
- Clostridium hidrogeniformans
- Clostridium hydroxybenzoicum
- Clostridium hylemonae
- Clostridium jeddahense [1]
- Clostridium jejuense
- Clostridium indolis
- Clostridium innocuum
- Clostridium intestinale
- Clostridium irregulare
- Clostridium isatidis
- Clostridium josui
- Clostridium kluyveri
- Lactatifermentans de Clostridium
- Clostridium lacusfryxellense
- Clostridium laramiense
- Clostridium lavalense
- Clostridium lentocellum
- Clostridium lentoputrescens
- Clostridium leptum
- Clostridium limosum
- Clostridium litorale
- Clostridium liquoris [1]
- Clostridium lituseburense
- Clostridium ljungdahlii
- Clostridium lortetii
- Clostridium lundense
- Clostridium luticellarii [1]
- Clostridium magnum
- Clostridium malenominatum
- Clostridium mangenotii
- Clostridium mayombei
- Máximo de Clostridium [1]
- Clostridium metoxibenzovorans
- Clostridium metilpentosum
- Clostridium moniliforme [1]
- Clostridium neopropionicum
- Clostridium nexile
- Clostridium nitrophenolicum
- Clostridium novyi
- Clostridium oceanicum
- Clostridium orbiscindens
- Clostridium oroticum
- Clostridium oryzae [1]
- Clostridium oxalicum
- Clostridium papyrosolvens
- Clostridium paradoxum
- Clostridium paraperfringens (Alias: C. welchii )
- Clostridium paraputrificum
- Clostridium pascui
- Clostridium pasteurianum
- Clostridium peptidivorans
- Clostridium perenne
- Clostridium perfringens
- Clostridium pfennigii
- Phytofermentans de Clostridium
- Clostridium piliforme
- Clostridium polysaccharolyticum
- Clostridium polyendosporum [1]
- Clostridium populeti
- Clostridium propionicum
- Clostridium proteoclasticum
- Clostridium proteolyticum
- Clostridium psychrophilum
- Clostridium puniceum
- Clostridium punense [1]
- Clostridium purinilyticum
- Clostridium putrefaciens
- Clostridium putrificum
- Clostridium quercicolum
- Clostridium quinii
- Clostridium ramosum
- Recto de Clostridium
- Clostridium roseum
- Clostridium saccharobutylicum
- Clostridium saccharogumia
- Clostridium saccharolyticum
- Clostridium saccharoperbutylacetonicum
- Clostridium sardiniense
- Clostridium sartagoforme
- Clostridium saudiense [1]
- Clostridium senegalense [1]
- Clostridium scatologenes
- Clostridium schirmacherense
- Clostridium scindens
- Clostridium septicum
- Clostridium sordellii
- Esfenoides de Clostridium
- Clostridium espiroforme
- Clostridium sporogenes
- Clostridium sporosphaeroides
- Estercorario de Clostridium
- Clostridium stercorarium leptospartum
- Estercorario de Clostridium stercorarium
- Clostridium stercorarium thermolacticum
- Clostridium sticklandii
- Clostridium straminisolvens
- Clostridium subterminale
- Clostridium sufflavum
- Clostridium sulfidigenes
- Clostridium swellfunianum [1]
- Clostridium symbiosum
- Clostridium tagluense
- Clostridium tarantellae [1]
- Clostridium tepidiprofundi
- Clostridium termitidis
- Clostridium tertium
- Clostridium tetani
- Clostridium tetanomorphum
- Clostridium thermaceticum
- Clostridium thermautotrophicum
- Clostridium thermoalcaliphilum
- Clostridium thermobutyricum
- Clostridium thermocellum
- Clostridium thermocopriae
- Clostridium thermohydrosulfuricum
- Clostridium thermolacticum
- Termopalmario de Clostridium
- Clostridium thermopapyrolyticum
- Clostridium thermosaccharolyticum
- Clostridium thermosuccinogenes
- Clostridium thermosulfurigenes
- Clostridium thiosulfatireducens
- Clostridium tyrobutyricum
- Clostridium uliginosum
- Clostridium ultunense
- Clostridium ventriculi [1]
- Clostridium villosum
- Clostridium vincentii
- Virida de Clostridium
- Clostridium vulturis [1]
- Clostridium xylanolyticum
- Clostridium xylanovorans
enlaces externos
- Genomas de Clostridium e información relacionada en PATRIC , un centro de recursos bioinformáticos financiado por NIAID
- Libro de texto en línea de bacteriología de Todar
- Grupo de apoyo de Clostridium difficile del Reino Unido
- Pathema- Recurso de Clostridium
- Análisis de agua: video de Clostridium
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o Parte AC. "Clostridium" . LPSN .