معلومة

15.4D: التسمم الغذائي - علم الأحياء

15.4D: التسمم الغذائي - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أهداف التعلم

  • قارن وقارن بين الأنماط الرئيسية الثلاثة لدخول توكسين البوتولينيوم (التسمم الغذائي للرضع أو تسمم الأمعاء عند البالغين ، والتسمم الغذائي الذي تنتقل عن طريق الغذاء ، والتسمم السُّجقي للجروح) ووصف آلية عملها

نظرة عامة على التسمم الغذائي

يعتبر التسمم الوشيقي مرضًا نادرًا ، ولكنه قاتل في بعض الأحيان ، يسببه توكسين البوتولينوم. يمكن أن يؤثر على مجموعة واسعة من الثدييات والطيور والأسماك. هذا السم هو بروتين يتم إنتاجه في ظل ظروف لاهوائية بواسطة بكتيريا Clostridium botulinum. يدخل السم إلى جسم الإنسان بإحدى الطرق الثلاث: عن طريق استعمار البكتيريا في الجهاز الهضمي عند الأطفال (تسمم الرضع) أو البالغين (تسمم الأمعاء عند البالغين) ، أو عن طريق تناول السم من الأطعمة (التسمم الغذائي المنقولة بالغذاء) ، أو عن طريق تلوث جرح جرثومي (تسمم الجرح). لا يحدث انتقال التسمم الغذائي من شخص لآخر. تؤدي جميع أشكاله إلى الإصابة بالشلل الذي يبدأ عادة في عضلات الوجه ثم ينتشر باتجاه الأطراف. وفي الحالات الشديدة يؤدي إلى شلل عضلات التنفس وفشل الجهاز التنفسي. في ضوء هذه المضاعفات التي تهدد الحياة ، يتم التعامل مع جميع حالات التسمم الغذائي المشتبه بها كحالات طوارئ طبية ، وعادة ما يشارك مسؤولو الصحة العامة لمنع المزيد من الحالات من نفس المصدر. يمكن منع التسمم الغذائي عن طريق قتل الجراثيم عن طريق الطهي بالضغط أو التعقيم عند 121 درجة مئوية (250 درجة فهرنهايت) لمدة 30 دقيقة أو توفير الظروف التي تمنع الجراثيم من النمو. تشمل الاحتياطات الإضافية للرضع عدم إطعامهم العسل.

المكورات العنقودية البوتولينوم عبارة عن قضيب لا هوائي ، موجب الجرام ، مكون للجراثيم. توكسين البوتولينيوم هو أحد أقوى السموم المعروفة: حوالي ميكروجرام واحد مميت للإنسان. يعمل عن طريق منع وظيفة العصب (الحصار العصبي العضلي) من خلال تثبيط إطلاق الناقل العصبي الاستثاري أسيتيل الكولين من الغشاء قبل المشبكي للوصلات العصبية العضلية في الجهاز العصبي الجسدي. هذا يسبب الشلل. يمكن أن يسبب التسمم الغذائي المتقدم فشلًا تنفسيًا عن طريق شل عضلات الصدر ، والتي يمكن أن تتطور إلى توقف التنفس. في جميع الحالات ، يحدث المرض بسبب توكسين البوتولينوم الذي تنتجه بكتيريا C. botulinum في الظروف اللاهوائية ، وليس البكتيريا نفسها. يحدث نمط الضرر لأن السم يؤثر على الأعصاب التي تطلق (تزيل الاستقطاب) بتردد أعلى أولاً.

طرق الدخول

هناك ثلاث طرق رئيسية لدخول السموم معروفة. الشكل الأكثر شيوعًا في الدول الغربية هو تسمم الرضع. يحدث هذا عند الأطفال الصغار المستعمرين بالبكتيريا خلال المراحل المبكرة من حياتهم. ثم تقوم البكتيريا بإطلاق السم في الأمعاء ، والذي يتم امتصاصه في مجرى الدم. تم تحديد استهلاك العسل خلال السنة الأولى من العمر كعامل خطر لتسمم الرضع وهو عامل في خُمس جميع الحالات. يُطلق على الشكل البالغ من التسمم السُّجقي عند الرضع تسممًا معويًا عند البالغين ، وهو نادر جدًا. ينتج التسمم الغذائي الناجم عن الطعام عن الأطعمة الملوثة التي يُسمح فيها لجراثيم المطثية الوشيقية بالإنبات في الظروف اللاهوائية. يحدث هذا عادة في المواد الغذائية المعلبة في المنزل والأطباق المخمرة غير المطبوخة. نظرًا لأن العديد من الأشخاص غالبًا ما يستهلكون الطعام من نفس المصدر ، فمن الشائع أن يتأثر أكثر من شخص واحد في وقت واحد. تظهر الأعراض عادة بعد 12-36 ساعة من تناول الطعام ، ولكن يمكن أن تظهر أيضًا في غضون 6 ساعات إلى 10 أيام. ينتج تسمم الجرح عن تلوث الجرح بالبكتيريا التي تفرز السم في مجرى الدم. أصبح هذا أكثر شيوعًا بين متعاطي المخدرات عن طريق الحقن منذ التسعينيات ، وخاصة الأشخاص الذين يستخدمون الهيروين القطران الأسود وأولئك الذين يحقنون الهيروين في الجلد بدلاً من الأوردة

علاج او معاملة

الدواء الوحيد المتاح حاليًا لعلاج التسمم السُّجقي عند الرضع هو البوتوليزم المناعي الجلوبيولين الوريدي البشري (BIG-IV أو BabyBIG). تم تطوير BabyBIG بواسطة برنامج العلاج والوقاية من التسمم الغذائي للرضع في إدارة الصحة العامة بكاليفورنيا. هناك نوعان من مضادات السموم البوتولينوم الأولية المتاحة لعلاج الجروح والتسمم الغذائي الذي تنتقل عن طريق الغذاء. يتم اشتقاق مضاد سم البوتولينوم ثلاثي التكافؤ (A ، B ، E) من مصادر الخيول التي تستخدم أجسامًا مضادة كاملة (أجزاء Fab & Fc). يتوفر مضاد السموم هذا من وزارة الصحة المحلية عبر مركز السيطرة على الأمراض. مضاد السموم الثاني هو سباعي التكافؤ (A ، B ، C ، D ، E ، F ، G) البوتولينوم Antitoxin الذي يُشتق من الأجسام المضادة IgG للخيول "المحتقرة" والتي تم قطع جزء Fc بها وترك الجزء F (ab ') 2. هذا مضاد للسموم أقل مناعيًا وهو فعال ضد جميع سلالات التسمم الغذائي المعروفة حيث لا يتم استخدام موانع استعماله. هذا متاح من الجيش الأمريكي.

النقاط الرئيسية

  • يدخل السم (السموم) إلى جسم الإنسان عن طريق استعمار البكتيريا للجهاز الهضمي ، أو عن طريق تناول السم من الأطعمة أو عن طريق تلوث الجرح بالبكتيريا.
  • تؤدي جميع أشكاله إلى الإصابة بالشلل الذي يبدأ عادة في عضلات الوجه ثم ينتشر باتجاه الأطراف.
  • يمكن منع التسمم الغذائي عن طريق قتل الجراثيم عن طريق الطهي بالضغط أو التعقيم عند 121 درجة مئوية (250 درجة فهرنهايت) لمدة 30 دقيقة أو توفير الظروف التي تمنع الجراثيم من النمو.

الشروط الاساسية

  • التسمم الغذائي الرضع: التسمم الناجم عن السم من Clostridium botulinum حيث يتم استعمار السبيل المعدي المعوي بواسطة الأبواغ قبل ظهور البكتيريا المعوية الواقية.
  • بوغ: جسيم سميك مقاوم تنتجه بكتيريا أو طليعة للبقاء على قيد الحياة في ظروف قاسية أو غير مواتية.
  • التسمم الوشيقي: تسمم ناتج عن سم من Clostridium botulinum ، وهو نوع من البكتيريا اللاهوائية التي تنمو في الطعام المعد بشكل غير صحيح.
  • تسمم الجرح: التسمم الناجم عن السم من Clostridium botulinum عندما تدخل الجراثيم إلى جرح تحت الجلد ، وفي حالة عدم وجود الأكسجين يتم تنشيطها وتطلق السم
  • سممادة سامة أو سامة تنتج عن العمليات البيولوجية للكائنات البيولوجية.

الجينومات والسموم العصبية وبيولوجيا المطثية الوشيقية المجموعة الأولى والمجموعة الثانية

ساهمت التطورات الأخيرة في تسلسل الجينوم الكامل مساهمة كبيرة في فهم الجينوم والسموم العصبية والبيولوجيا لمجموعة Clostridium botulinum Group I (C. botulinum المحللة للبروتين) و C. botulinum Group II (C. botulinum غير المحللة للبروتين). يتم استخدام طريقتين مختلفتين لدراسة الجينوميات في هذه البكتيريا مقارنة المصفوفات الدقيقة للجينوم الكامل والمقارنة المباشرة لتسلسل الجينوم الكامل DNA. يتم استكشاف خصائص الأنواع المختلفة من السموم العصبية المتكونة ، ومجموعات الجينات المختلفة للسموم العصبية الموجودة في مجموعات C. botulinum الأولى والثانية. يتم اختيار أمثلة محددة من جينات البوتولينوم العصبية لإجراء مناقشة متعمقة لتطور جينات السموم العصبية. تم تلخيص أحدث حالات التسمم الغذائي التي تنتقل عن طريق الأغذية.

الكلمات الدالة: البوتولينوم السم العصبي البوتوليزم كلوستريديوم البوتولينوم الجينوم مجموعة الجينات السموم العصبية.

حقوق النشر © 2014 المؤلفون. تم النشر بواسطة Elsevier Masson SAS .. جميع الحقوق محفوظة.


التشخيص والعلاج

التسمم الغذائي عند الرضع هو أكثر أنواع التسمم الغذائي شيوعًا في الولايات المتحدة. تعرف على تشخيص وعلاج هذا المرض.

تشخبص

إذا كنت أنت أو أي شخص تعرفه لديه أعراض التسمم الغذائي، راجع طبيبك على الفور أو اذهب إلى غرفة الطوارئ.

سيطرح عليك طبيبك أسئلة ويفحصك لمعرفة سبب الأعراض. ومع ذلك ، فإن هذه القرائن عادة لا تكفي لطبيبك لتشخيص حالتك لأن بعض أعراض التسمم الغذائي تحدث أيضًا مع أمراض أخرى مثل متلازمة غيلان بار ومتلازمة الأذن والتهاب السحايا والوهن العضلي الوبيل والسكتة الدماغية وندش وحتى جرعة زائدة من المواد الأفيونية.

قد يحتاج طبيبك إلى إجراء اختبارات لإجراء التشخيص. بعض هذه الاختبارات هي:

  • مسح عقلي
  • فحص السائل الشوكي
  • اختبارات وظائف الأعصاب والعضلات (دراسة التوصيل العصبي وتخطيط كهربية العضل)
  • اختبار تنسيلون للوهن العضلي الشديد

إذا لم تظهر هذه الاختبارات ما يجعلك مريضًا ، فقد يطلب طبيبك إجراء اختبارات معملية للبحث عن السم أو البكتيريا التي تسبب التسمم الغذائي. هذه الاختبارات المعملية هي الطريقة الوحيدة لمعرفة ما إذا كنت مصابًا بالتسمم الغذائي على وجه اليقين. قد يستغرق الأمر عدة أيام للحصول على نتائج الاختبارات الخاصة بك من المختبر. إذا اشتبه طبيبك في إصابتك بالتسمم الغذائي ، فيمكنك بدء العلاج على الفور.

علاج او معاملة

يحدث التسمم الغذائي بسبب السم الذي يهاجم أعصاب الجسم و rsquos ويسبب صعوبة في التنفس وشلل العضلات وحتى الموت.

يعالج الأطباء التسمم الغذائي باستخدام عقار يسمى مضاد السموم ، والذي يمنع السم من التسبب في المزيد من الضرر. لا يشفي مضاد السموم الضرر الذي أحدثه السم بالفعل. اعتمادًا على مدى شدة أعراضك ، قد تحتاج إلى البقاء في المستشفى لأسابيع أو حتى أشهر قبل أن تكون بحالة جيدة بما يكفي للعودة إلى المنزل.

إذا كان مرضك شديدًا ، فقد يكون لديك مشاكل في التنفس. قد يكون لديك فشل في التنفس (في التنفس) إذا كان السم يشل العضلات المشاركة في التنفس. إذا حدث ذلك ، فقد يضعك طبيبك على جهاز تنفس (جهاز التنفس الصناعي) حتى تتمكن من التنفس بنفسك. عادة ما يتحسن الشلل الناجم عن السم ببطء. ستساعدك الرعاية الطبية والتمريضية التي تتلقاها في المستشفى على التعافي.

يحتاج الأشخاص المصابون بتسمم الجرح أحيانًا إلى عملية جراحية لإزالة مصدر البكتيريا وقد يحتاجون إلى تناول المضادات الحيوية.

البقاء والمضاعفات

إن تطوير مضادات السموم والرعاية الطبية الحديثة يعني أن الأشخاص المصابين بالتسمم الغذائي لديهم فرصة أقل بكثير للوفاة مقارنة بالماضي ، عندما يموت حوالي 50 من كل 100 شخص مصاب بالتسمم الغذائي. اليوم ، يموت أقل من 5 من كل 100 شخص مصاب بالتسمم الغذائي.

حتى مع وجود مضادات السموم والرعاية الطبية والتمريضية المكثفة ، يموت بعض الأشخاص المصابين بالتسمم الغذائي بسبب فشل الجهاز التنفسي. يموت آخرون من الالتهابات أو غيرها من المشاكل الناجمة عن الإصابة بالشلل لأسابيع أو شهور.

قد يعاني المرضى الذين نجوا من التسمم الغذائي من التعب وضيق التنفس لسنوات بعد ذلك وقد يحتاجون إلى علاج طويل الأمد لمساعدتهم على التعافي.


Kintzing ، J.R & amp Cochran ، J.R Engineered knottin peptides مثل التشخيص والعلاجات ومركبات توصيل الأدوية. بالعملة. رأي. تشيم. بيول. 34, 143–150 (2016)

Gebauer، M. & amp Skerra، A. سقالات البروتين المهندسة كجيل جديد من علاجات الأجسام المضادة. بالعملة. رأي. تشيم. بيول. 13, 245–255 (2009)

زاهند ، سي وآخرون. استهداف الورم الفعال ببروتينات تكرار ankyrin المصممة بتقارب عالي: تأثيرات التقارب والحجم الجزيئي. الدقة السرطان. 70, 1595–1605 (2010)

فاسكيز لومباردي ، آر وآخرون. التحديات والفرص للأدوية التي لا تحتوي على أجسام مضادة. اكتشاف المخدرات. اليوم 20, 1271–1283 (2015)

بهاردواج ، ج وآخرون. دقيق من جديد تصميم الببتيدات المقيدة شديدة الاستقرار. طبيعة سجية 538, 329–335 (2016)

روكلين ، جي جي وآخرون. تحليل عالمي لطي البروتين باستخدام التصميم والتوليف والاختبار المتوازي على نطاق واسع. علم 357, 168–175 (2017)

بيرجر ، إس وآخرون. تحدد مثبطات الجودة العالية المصممة حسابيًا أدوار بروتينات عائلة BCL2 في السرطان. eLife 5، e20352 (2016)

بروكو ، إي وآخرون. يحث مثبط مصمم حسابيًا لبروتين Epstein-Barr الفيروسي Bcl-2 على موت الخلايا المبرمج في الخلايا المصابة. زنزانة 157, 1644–1656 (2014)

كليري ، إم إيه وآخرون. إنتاج مكتبات حمض نووي معقدة باستخدام تخليق قليل النوكليوتيدات متوازي للغاية في الموقع. نات. أساليب 1, 241–248 (2004)

Sun، M.G F.، Seo، M.-H.، Nim، S.، Corbi-Verge، C. & amp Kim، P. M. علوم. حال. 2، e1600692 (2016)

فليشمان ، إس جيه وآخرون. RosettaScripts: واجهة لغة برمجة لمجموعة نمذجة جزيئات Rosetta. بلوس واحد 6، e20161 (2011)

هيرت ، أ.س.وآخرون. مقاومة مضادات الفيروسات خلال جائحة الأنفلونزا A H1N1 لعام 2009: الصحة العامة ، والمختبرات ، ووجهات النظر السريرية. لانسيت تصيب. ديس. 12, 240–248 (2012)

بليتزر ، أ. خلل النطق التشنجي وتوكسين البوتولينوم: تجربة من أكبر سلسلة علاج. يورو. J. نيورول. 17, (ملحق 1) ، 28-30 (2010)

كودي ، إم تي وآخرون. يوفر بروتين رابط جذعي للهيماجلوتينين مصمم حسابيًا في الجسم الحي الحماية من الإنفلونزا بشكل مستقل عن الاستجابة المناعية للمضيف. بلوس باثوج. 12، e1005409 (2016)

وايتهيد ، تي إيه وآخرون. تحسين تقارب وخصوصية ووظيفة مثبطات الأنفلونزا المصممة باستخدام التسلسل العميق. نات. التكنولوجيا الحيوية. 30, 543–548 (2012)

فليشمان ، إس جيه وآخرون. التصميم الحسابي للبروتينات التي تستهدف المنطقة الجذعية المحفوظة من هيماجلوتينين الإنفلونزا. علم 332, 816–821 (2011)

Berntsson ، R. P. A. ، Peng ، L. ، Dong ، M. & amp Stenmark ، P. هيكل مجال ربط البوتولينوم العصبي B في معقد مع كل من synaptotagmin II و GD1a. بنك بيانات البروتين RCSB. http://dx.doi.org/10.2210/pdb4kbb/pdb. (2013)

كورتي ، د. وآخرون. جسم مضاد مُعادل يتم اختياره من خلايا البلازما التي ترتبط بالهيماجلوتينين من المجموعة 1 والمجموعة 2 من الإنفلونزا A. علم 333, 850–856 (2011)

Cass، L.M R.، Efthymiopoulos، C. & amp Bye، A. Pharmacokinetics of zanamivir بعد الحقن الوريدي أو الفموي أو الاستنشاق أو الحقن في الأنف لمتطوعين أصحاء. كلين. حركية الدواء. 36 (ملحق 1) ، 1-11 (1999)

King، C. et al. إزالة حواتم الخلايا التائية بتصميم البروتين الحسابي. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 111, 8577–8582 (2014)

هوانغ ، P.-S. وآخرون. RosettaRemodel: إطار عام لتصميم بروتين العمود الفقري المرن. بلوس واحد 6، e24109 (2011)

لين ، Y.-R. وآخرون. السيطرة على الشكل العام والحجم في البروتينات المصممة من قبل de novo. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 112، E5478 – E5485 (2015)

كوجا ، ن. وآخرون. مبادئ لتصميم الهياكل البروتينية المثالية. طبيعة سجية 491, 222–227 (2012)

Silva، D.-A.، Correia، B. E. & amp Procko، E. تصميم يحركه الحافز لواجهات البروتين والبروتين. طرق مول. بيول. 1414, 285–304 (2016)

Hoover، D. M. & amp Lubkowski، J. DNAWorks: طريقة آلية لتصميم قليل النوكليوتيدات لتخليق الجينات القائم على تفاعل البوليميراز المتسلسل. الدقة الأحماض النووية. 30، e43 (2002)

Bawono، P. & amp Heringa، J. PRALINE: مجموعة أدوات متعددة الاستخدامات لمحاذاة التسلسل. الطرق في مول. بيول. 1079, 245–262 (2013)

Zhang، J.، Kobert، K.، Flouri، T. & amp Stamatakis، A. الكمثرى: دمج إلومينا مزدوج النهاية سريع ودقيق. المعلوماتية الحيوية 30, 614–620 (2014)

تشاو ، جي وآخرون. عزل وهندسة الأجسام المضادة البشرية باستخدام عرض سطح الخميرة. نات. البروتوكولات 1, 755–768 (2006)

Benatuil، L.، Perez، J.M، Belk، J. & amp Hsieh، C.-M. طريقة محسنة لتحويل الخميرة لتوليد مكتبات ضخمة من الأجسام المضادة البشرية. هندسة البروتين. ديس. سيل. 23, 155–159 (2010)

جاكوبس ، تي إم ، يوميرفيندي ، إتش ، كولمان ، بي آند أمب ليفر فاي ، إيه سويفت ليب: تحسين سريع لمكتبة الكودون من خلال البرمجة الديناميكية. الدقة الأحماض النووية. 43، e34 (2015)

جين ، ر ، روميل ، أ ، بينز ، ت. وأمبر برونجر ، أ. ت. البوتولينوم العصبي ب يتعرف على مستقبله البروتيني بدرجة عالية من التقارب والنوعية. طبيعة سجية 444, 1092–1095 (2006)

كابش ، دبليو إكس دي إس. اكتا Crystallogr. د بيول. بلوريلوجر. 66, 125–132 (2010)

Emsley، P. & amp Cowtan، K. Coot: أدوات بناء النماذج للرسومات الجزيئية. اكتا Crystallogr. د بيول. بلوريلوجر. 60, 2126–2132 (2004)

مكوي ، أ.جيه وآخرون. برنامج علم البلورات فيزر. J. أبل. بلوريلوجر. 40, 658–674 (2007)

Brünger، A. T. Free R value: كمية إحصائية جديدة لتقييم دقة الهياكل البلورية. طبيعة سجية 355, 472–475 (1992)

تشين ، في.بي وآخرون. MolProbity: التحقق من بنية كل الذرة لعلم البلورات الجزيئي. اكتا Crystallogr. د بيول. بلوريلوجر. 66, 12–21 (2010)

Otwinowski، Z. & amp Minor، W. معالجة بيانات حيود الأشعة السينية التي تم جمعها في وضع التذبذب. طرق الانزيم. 276, 307–326 (1997)

آدامز ، بي دي وآخرون. برنامج Phenix للتحديد الآلي للهياكل الجزيئية. أساليب 55, 94–106 (2011)

جامبلين ، إس جيه وآخرون. خصائص الارتباط بالهيكل والمستقبلات لبروتين هيماجلوتينين الإنفلونزا عام 1918. علم 303, 1838–1842 (2004)

فان دير سبويل ، د. وآخرون. GROMACS: سريع ومرن ومجاني. J. كومبوت. تشيم. 26, 1701–1718 (2005)

Lindorff-Larsen، K. et al. إمكانات التواء سلسلة جانبية مُحسَّنة لمجال قوة البروتين Amber ff99SB. البروتينات 78, 1950–1958 (2010)

Jorgensen، W.L، Chandrasekhar، J.، Madura، J.D، Impey، R.W & amp Klein، M.L. مقارنة بين الوظائف المحتملة البسيطة لمحاكاة الماء السائل. J. كيم. فيز. 79, 926–935 (1983)

Hess، B.، Bekker، H.، Berendsen، H.JC & amp Fraaije، J.GE M. LINCS: محلل قيود خطي من أجل المحاكاة الجزيئية. J. كومبوت. تشيم. 18, 1463–1472 (1997)

إيسمان ، يو وآخرون. طريقة ايوالد لشبكة الجسيمات الملساء. J. كيم. فيز. 103, 8577–8593 (1995)

Berendsen ، H.JC in محاكاة الكمبيوتر في علم المواد (محرران ماير M. & amp Pontikis، V.) 139-155 (Springer، 1991)

Bussi، G.، Donadio، D. & amp Parrinello، M. أخذ العينات Canonical من خلال إعادة قياس السرعة. J. كيم. فيز. 126, 014101 (2007)

Nosé، S. & amp Klein، M. L. الديناميكيات الجزيئية للضغط الثابت للأنظمة الجزيئية. مول. فيز. 50, 1055–1076 (1983)


طريقة تطور المرض

الانتقال:

إنه موجود في كل مكان بطبيعته ، ويتم توزيعه على نطاق واسع باعتباره نباتًا رميًا في التربة ، وروث الحيوانات ، والخضروات ، وطين البحر. الأطعمة المعلبة والتوابل ومنتجات الأسماك المصنوعة منزليًا هي أكثر مصادر العدوى شيوعًا C. البوتولينوم. يعتبر تناول العسل الملوث هو السبب الرئيسي لتسمم الرضع.

تسهل درجة حرارة الطهي غير الكافية التي تليها التعبئة والتغليف في الظروف اللاهوائية إنبات الجراثيم وتخليق السموم العصبية.

آلية عمل توكسين البوتولينوم (BoNT)

كلوستريديوم البوتولينوم يكون غير جراحي. ترجع أسبابه المرضية إلى إنتاج سم عصبي قويتوكسين البوتولينوم (BoNT)، على الأرجح المادة الأكثر سمية المعروفة بأنها قاتلة للبشرية. وتنتج الشلل الرخو. يوجد 7 أنواع مصلية من السم العصبي الوشيقي المسمى بأنواع A و B و C [C1 C2] و D و E و F و G. يحدث التسمم الغذائي البشري أساسًا عن طريق الأنواع A و B و E و F (نادرًا).

توكسين البوتولينوم تصنف على أنها عامل إرهاب بيولوجي محتمل ولكن بوتوكس يستخدم لتنعيم تجاعيد الوجه.

بعد الدخول (إما بلعها أو استنشاقها أو إنتاجها في جرح) ، يتم نقل توكسين البوتولينوم عن طريق الدم إلى أطراف الأعصاب الكولينية الطرفية. المواقع الطرفية العصبية الأكثر شيوعًا هي الوصلات العصبية العضلية ونهايات العصب السمبتاوي بعد العقدة والعقد المحيطية. لا يؤثر على الجهاز العصبي المركزي.

في حالة طبيعية: عند تحفيز الأعصاب المحيطية والقحفية ، يتم إطلاق الأسيتيل كولين بشكل طبيعي من الحويصلات الموجودة في الجانب العصبي من الصفيحة الحركية. ثم يرتبط الأسيتيل كولين بمستقبلات محددة على العضلات ، مما يؤدي إلى حدوث ذلك التقلص.

آلية توكسين البوتولينوم
(مصدر الصورة: lumenlearning.com)

يعمل توكسين البوتولينوم عن طريق الارتباط إلى حويصلات متشابكة للأعصاب الكولينية، وبالتالي منع الافراج عن أستيل كولين (Ach) في نهايات الأعصاب الطرفية ، بما في ذلك الوصلات العصبية العضلية. ينتج عن هذا نقص في تحفيز ألياف العضلات ، واسترخاء لا رجعة فيه للعضلات, و الشلل الرخو.

نظرًا لأن توكسين البوتولينوم ينتج شللًا رخوًا ، فيمكن استخدامه علاجيًا لعلاج الحالات التشنجية مثل الحول (العيون المنحرفة) وتشنج الجفن (وميض لا يمكن السيطرة عليه) والرمع العضلي.

الاعراض المتلازمة

  1. شفع (رؤية مزدوجة) أو تشوش الرؤية
  2. عسر البلع (صعوبة البلع)
  3. عسر الكلام (صعوبة في الكلام) أو تداخل في الكلام
  4. تنازلي شلل رخو متماثل للعضلات الإرادية.
  5. انخفاض ردود الأوتار العميقة
  6. تعب
  7. دوخة
  8. غثيان
  9. إمساك
  10. قد يؤدي شلل عضلات الجهاز التنفسي إلى الوفاة.

لا يوجد عجز حسي أو معرفي

أنواع التسمم الغذائي

  1. منقول بالغذاء التسمم الغذائي: ينتج عن استهلاك الأطعمة الملوثة بسموم البوتولينوم المشكل مثل الأطعمة المعلبة منزلية الصنع.
  2. تسمم الجرح: وهو تسمم جهازي ناتج عن نمو C. البوتولينوم وإنتاج السموم في الجروح. يظهر مثل التسمم الغذائي الناجم عن الطعام باستثناء غياب السمات المعدية المعوية.
  3. التسمم الغذائي عند الرضع: التسمم السُّجقي عند الرضع أخف بكثير من الإصدار البالغ. ينتج عن تناول طعام (عادة العسل) ملوث بجراثيم C. البوتولينوم للأطفال أقل من سنة واحدة. تنبت الجراثيم في الأمعاء ، وتفرز الخلايا الخضرية توكسين البوتولينوم. تشمل المظاهر السريرية عدم القدرة على المص والبلع ، وضعف الصوت ، تدلي الجفون ، الرقبة المرنة ، والضعف الشديد ومن ثم تسمى متلازمة الطفل المرنة. إنه تشخيص مرضي محدود ذاتيًا يكون ممتازًا إذا تمت إدارته عن طريق الرعاية الداعمة والتغذية المساعدة.

لا تنبت الجراثيم بشكل طبيعي في أمعاء البالغين ، ولكنها قد تنبت في أمعاء الرضع.


محتويات

C. البوتولينوم هي بكتيريا موجبة الجرام ، على شكل قضيب ، مكونة للجراثيم. وهو عبارة عن مادة لاهوائية ملزمة ، مما يعني أن الأكسجين سام للخلايا. لكن، C. البوتولينوم يتحمل آثار الأكسجين بسبب الإنزيم الفائق ديسموتاز ، وهو دفاع مهم مضاد للأكسدة في جميع الخلايا المعرضة للأكسجين تقريبًا. [5] C. البوتولينوم قادر على إنتاج السم العصبي فقط أثناء التكوُّن ، والذي يمكن أن يحدث فقط في البيئة اللاهوائية. C. البوتولينوم ينقسم إلى أربع مجموعات نمطية مميزة (I-IV) ويتم تصنيفها أيضًا إلى سبعة أنماط مصلية (A-G) بناءً على مستضدات توكسين البوتولينوم المنتج. [6] [7]

تحرير المجموعات

تدعم الاختلافات الفسيولوجية وتسلسل الجينوم عند مستوى الرنا الريباسي 16S التقسيم الفرعي لـ C. البوتولينوم الأنواع في مجموعات من الأول إلى الرابع. [8]

مجموعات C. البوتولينوم [8] [9]
مجموعة الأنماط المصلية
أنا (بروتين) جميع السلالات من النوع A والسلالات المحللة للبروتين من النوعين B و F.
II (غير حال للبروتين) جميع السلالات من النوع E والسلالات غير المحللة للبروتين من النوعين B و F.
ثالثا اكتب C و D.
رابعا اكتب G

أحد الاختلافات الأساسية بين المجموعة الأولى والمجموعة الثانية هو ذلك C. البوتولينوم يمكن للمجموعة الأولى تحليل البروتينات الأصلية مثل بياض البيض المتخثر وجزيئات اللحوم المطبوخة ، بينما لا تستطيع المجموعة الثانية ذلك. [9] ومع ذلك ، يمكن للمجموعة الثانية تخمير الكربوهيدرات المختلفة مثل السكروز والمانوز. وكلاهما يمكن أن يتحلل من البروتين المشتق ، الجيلاتين. [9] ينتج التسمم الغذائي البشري في الغالب عن المجموعة الأولى أو الثانية C. البوتولينوم. [9] تسبب كائنات المجموعة الثالثة الأمراض بشكل رئيسي في الحيوانات. [9] المجموعة الرابعة C. البوتولينوم لم يثبت أنه يسبب مرضًا للإنسان أو الحيوان. [9]

تحرير توكسين البوتولينوم

إنتاج السموم العصبية هو السمة الموحدة للأنواع. تم تحديد ثمانية أنواع من السموم التي تم تخصيصها بحرف (A-H) ، والعديد منها يمكن أن يسبب المرض للإنسان. إنها مقاومة للتحلل بفعل الإنزيمات الموجودة في الجهاز الهضمي. هذا يسمح للسموم المبتلعة أن يتم امتصاصها من الأمعاء إلى مجرى الدم. [3] ومع ذلك ، يتم تدمير جميع أنواع توكسين البوتولينوم بسرعة عن طريق التسخين إلى 100 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة (900 ثانية). توكسين البوتولينوم ، أحد أكثر المواد البيولوجية السامة المعروفة ، هو سم عصبي تنتجه البكتيريا كلوستريديوم البوتولينوم. C. البوتولينوم يشرح ثمانية سموم خارجية يمكن تمييزها عن طريق المستضدات (A ، B ، C1 ، C2 ، D ، E ، F ، G). [ بحاجة لمصدر ]

تنتج معظم السلالات نوعًا واحدًا من السموم العصبية ، ولكن تم وصف سلالات تنتج سمومًا متعددة. C. البوتولينوم تم عزل أنواع توكسين B و F من حالات التسمم الغذائي البشري في نيو مكسيكو وكاليفورنيا. [10] تم تحديد نوع التوكسين Bf حيث تم العثور على توكسين من النوع B أعلى من النوع F. وبالمثل ، تم الإبلاغ عن السلالات المنتجة للسموم AB و Af. [ بحاجة لمصدر ]

تشير الدلائل إلى أن جينات السموم العصبية كانت موضوع نقل أفقي للجينات ، ربما من مصدر فيروسي (عاثيات). ويدعم هذه النظرية وجود مواقع تكامل تحيط بالسم في بعض سلالات C. البوتولينوم. ومع ذلك ، فإن مواقع التكامل هذه متدهورة (باستثناء النوعين C و D) ، مما يشير إلى أن C. البوتولينوم اكتسبت الجينات السامة في الماضي التطوري. ومع ذلك ، لا تزال عمليات النقل الأخرى تحدث عبر البلازميدات والعناصر المتحركة الأخرى التي توجد عليها الجينات. [11]

أنواع توكسين البوتولينوم

فقط أنواع توكسين البوتولينوم A و B و E و F و H هي التي تسبب المرض للإنسان. ترتبط الأنواع A و B و E بالأمراض التي تنقلها الأغذية ، حيث يرتبط النوع E بشكل خاص بمنتجات الأسماك. النوع C ينتج رقبة رشيقة في الطيور والنوع D يسبب التسمم الغذائي في الثدييات الأخرى. لا يوجد مرض مرتبط بالنوع G. [12] "المعيار الذهبي" لتحديد نوع السم هو اختبار حيوي للفأر ، ولكن يمكن الآن تمييز جينات الأنواع A و B و E و F بسهولة باستخدام PCR الكمي. [13] نظرًا لعدم توفر مضاد للسموم للنوع H حتى الآن ، تم اكتشافه في عام 2013 وهو الأكثر دموية إلى حد بعيد ، حيث يتم إخفاء التفاصيل. [14]

عدد قليل من السلالات من الكائنات الحية التي تم تحديدها وراثيا على أنها أخرى المطثية الأنواع تسببت في التسمم الغذائي البشري: C. الزبد أنتج نوع E من التوكسين [15] و C. baratii قد أنتج توكسين من النوع F. [16] [17] قدرة C. البوتولينوم إن نقل جينات السموم العصبية بشكل طبيعي إلى المطثيات الأخرى أمر مثير للقلق ، خاصة في صناعة الأغذية ، حيث تم تصميم أنظمة الحفظ للتدمير أو التثبيط فقط C. البوتولينوم لكن ليس غيره المطثية محيط. [ بحاجة لمصدر ]

مجموعات النمط الظاهري كلوستريديوم البوتولينوم
الخصائص المجموعة الأولى المجموعة الثانية المجموعة الثالثة المجموعة الرابعة
أنواع السموم أ ، ب ، ف ب ، ه ، واو ج ، د جي
تحلل البروتين + ضعيف
تحلل السكريات +
مضيف المرض بشري بشري حيوان
جين السم كروموسوم / بلازميد كروموسوم / بلازميد عاثية بلازميد
أقرب الأقارب C. sporogenes
جيم التعفن
C. الزبد
C. beijerinickii
C. هيموليتيكوم
نوع C. novyi
جيم subterminale
C. haemolyticum

تحرير العزل المختبري

في المختبر، C. البوتولينوم عادة ما يتم عزله في وسط نمو تريبتوز كبريتات سيكلوسيرين (TSC) في بيئة لاهوائية مع أقل من 2 ٪ أكسجين. يمكن تحقيق ذلك من خلال عدة مجموعات تجارية تستخدم تفاعلًا كيميائيًا لتحل محل O2 مع CO2. C. البوتولينوم هو كائن حي دقيق إيجابي للليباز ينمو بين الأس الهيدروجيني 4.8 و 7.0 ولا يمكنه استخدام اللاكتوز كمصدر أساسي للكربون ، وهي خصائص مهمة لتحديد الكيمياء الحيوية. [18]

C. البوتولينوم تم التعرف عليه وعزله لأول مرة في عام 1895 من قبل Emile van Ermengem من لحم الخنزير المُعالج منزليًا المتورط في تفشي التسمم الغذائي. [19] تم تسمية العزلة في الأصل Bacillus botulinus، بعد الكلمة اللاتينية للسجق ، بوتولوس. (كان "تسمم السجق" مشكلة شائعة في ألمانيا في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر ، وكان على الأرجح بسبب التسمم الغذائي). اقترح أن يتم وضع الكائن الحي في الجنس المطثية، كالجنس عصية يقتصر على قضبان تشكيل البوغ الهوائية. [21]

منذ عام 1959 ، تم تحديد جميع الأنواع المنتجة للسموم العصبية البوتولينوم (الأنواع A-G) C. البوتولينوم. توجد أدلة نمطية وراثية كبيرة لإثبات عدم التجانس داخل الأنواع. وقد أدى ذلك إلى إعادة تصنيف C. البوتولينوم نوع سلالات G كنوع جديد ، C. الأرجنتيني. [22]

المجموعة الأولى C. البوتولينوم يشار إلى السلالات التي لا تنتج توكسين البوتولين باسم C. sporogenes. [23]

الجينوم الكامل لـ C. البوتولينوم تم تسلسله في معهد ويلكوم ترست سانجر في عام 2007. [24]

تحرير التسمم الغذائي

"تبدأ علامات وأعراض التسمم الغذائي الذي ينتقل عن طريق الطعام عادةً ما بين 18 و 36 ساعة بعد دخول السم إلى جسمك ، ولكن يمكن أن تتراوح من بضع ساعات إلى عدة أيام ، اعتمادًا على كمية السم الذي يتم تناوله." [25]

  • رؤية مزدوجة
  • رؤية مشوشة
  • إسقاط الجفون
  • الغثيان والقيء والمغص
  • كلام غير واضح
  • صعوبة في التنفس
  • صعوبة في البلع
  • فم جاف
  • ضعف العضلات
  • إمساك
  • انخفاض أو غياب تفاعلات الأوتار العميقة ، مثل الركبة

تحرير التسمم الغذائي للجروح

يحقن معظم الأشخاص الذين يصابون بتسمم الجرح بالعقاقير عدة مرات في اليوم ، لذلك من الصعب تحديد المدة التي تستغرقها العلامات والأعراض لتظهر بعد دخول السموم إلى الجسم. الأكثر شيوعًا بين الأشخاص الذين يحقنون الهيروين الأسود ، تشمل علامات وأعراض تسمم الجرح ما يلي: [25]

  • صعوبة في البلع أو التحدث
  • ضعف الوجه على جانبي الوجه
  • عدم وضوح الرؤية أو ازدواجها
  • إسقاط الجفون
  • صعوبة في التنفس
  • شلل

تحرير التسمم الغذائي للرضع

إذا كان التسمم السُّجقِّي للرضع مرتبطًا بالغذاء ، مثل العسل ، فعادةً ما تبدأ المشاكل في غضون 18 إلى 36 ساعة بعد دخول السم إلى جسم الطفل. تشمل العلامات والأعراض ما يلي:

  • الإمساك (غالبًا العلامة الأولى)
  • حركات رخوة بسبب ضعف العضلات وصعوبة التحكم في الرأس
  • صرخة ضعيفة
  • التهيج
  • سيلان اللعاب
  • إسقاط الجفون
  • التعب
  • صعوبة في الرضاعة أو الرضاعة
  • الشلل [25]

الآثار المفيدة لتحرير توكسين البوتولينوم

يتم تخفيف توكسين البوتولينوم المنقى بواسطة الطبيب للعلاج:

  • إمالة الحوض الخلقية
  • خلل النطق التشنجي (عدم قدرة عضلات الحنجرة)
  • تعذر الارتخاء المريئي (تضيق المريء)
  • الحول (عينان متقاطعتان)
  • شلل عضلات الوجه
  • فشل عنق الرحم
  • ترمش بشكل متكرر
  • تسليم الأدوية المضادة للسرطان [26]

تحرير تسمم الأمعاء الكبار

نوع نادر جدًا من التسمم الغذائي يحدث بنفس طريقة التسمم الغذائي عند الرضع ولكنه يصيب البالغين. يحدث بشكل نادر ومتقطع. تشمل العلامات والأعراض ما يلي:

  • وجع بطن
  • رؤية مشوشة
  • إسهال
  • اختلال التوازن
  • ضعف في الذراعين ومنطقة اليد [27]

عدد من المسوحات الكمية ل C. البوتولينوم اقترحت الأبواغ في البيئة انتشار أنواع معينة من السموم في مناطق جغرافية معينة ، والتي لا تزال غير مفسرة. [ بحاجة لمصدر ]

تحرير أمريكا الشمالية

نوع أ C. البوتولينوم يسيطر على عينات التربة من المناطق الغربية ، بينما النوع B هو النوع الرئيسي الموجود في المناطق الشرقية. [28] كانت الكائنات الحية من النوع B من النوع الأول التحلل للبروتين. تم مسح الرواسب من منطقة البحيرات العظمى بعد تفشي التسمم الغذائي بين الأسماك التي يتم تربيتها تجاريًا ، ولم يتم اكتشاف سوى جراثيم من النوع E. [29] [30] [31] في دراسة استقصائية ، تم عزل سلالات من النوع A من التربة المحايدة إلى القلوية (متوسط ​​درجة الحموضة 7.5) ، بينما تم عزل سلالات النوع B من التربة الحمضية قليلاً (متوسط ​​الرقم الهيدروجيني 6.23). [ بحاجة لمصدر ]

تحرير أوروبا

C. البوتولينوم ينتشر النوع E في الرواسب المائية في النرويج والسويد ، [32] الدنمارك ، [33] هولندا ، وساحل البلطيق في بولندا وروسيا. [28] النوع E. C. البوتولينوم تم اقتراحه ليكون كائنًا مائيًا حقيقيًا ، وهو ما تمت الإشارة إليه من خلال الارتباط بين مستوى التلوث من النوع E وغمر الأرض بمياه البحر. مع جفاف الأرض ، انخفض مستوى النوع E وأصبح النوع B هو المسيطر. [ بحاجة لمصدر ]

في التربة والرواسب من المملكة المتحدة ، C. البوتولينوم يسود النوع ب. بشكل عام ، يكون معدل الإصابة أقل في التربة منه في الرواسب. في إيطاليا ، وجدت دراسة استقصائية أجريت بالقرب من روما أن مستوى التلوث منخفضًا لجميع السلالات كانت محللة للبروتين C. البوتولينوم النوعان أ أو ب. [34]

تحرير أستراليا

C. البوتولينوم تم العثور على النوع A في عينات التربة من المناطق الجبلية في فيكتوريا. [35] تم اكتشاف الكائنات الحية من النوع B في الطين البحري من تسمانيا. [36] [ مطلوب التحقق ] نوع أ C. البوتولينوم تم العثور عليها في ضواحي سيدني وتم عزل النوعين A و B عن المناطق الحضرية. في منطقة محددة جيدًا من منطقة دارلينج داونز في كوينزلاند ، أظهرت دراسة انتشار واستمرار C. البوتولينوم النوع ب بعد العديد من حالات التسمم الغذائي في الخيول. [ بحاجة لمصدر ]

C. البوتولينوم يستخدم لتحضير الأدوية البوتوكس ، ديسبورت ، Xeomin ، و Neurobloc المستخدمة لشل العضلات بشكل انتقائي لتخفيف وظيفة العضلات بشكل مؤقت. وله أغراض طبية أخرى "خارج التسمية" ، مثل علاج آلام الوجه الشديدة ، مثل تلك التي يسببها التهاب العصب الخامس.

توكسين البوتولينوم الذي تنتجه C. البوتولينوم غالبًا ما يُعتقد أنه سلاح بيولوجي محتمل لأنه قوي جدًا بحيث يستغرق حوالي 75 نانوجرامًا لقتل شخص (LD50 من 1 نانوغرام / كجم ، [37] بافتراض أن الشخص العادي يزن

75 كجم) كيلوغرام واحد منه سيكون كافياً لقتل جميع البشر. لأغراض المقارنة ، فإن ربع حبة الرمل النموذجية (350 نانوغرام) من توكسين البوتولينوم تشكل جرعة قاتلة للإنسان.

يحدد اختبار "حماية الماوس" أو "الاختبار الحيوي للماوس" نوع C. البوتولينوم السم موجود باستخدام الأجسام المضادة وحيدة النسيلة. يمكن أيضًا استخدام مقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم (ELISA) مع الأجسام المضادة التي تحمل علامات الديجوكسيجينين للكشف عن السم ، [38] ويمكن أن يكشف PCR الكمي عن الجينات السامة في الكائن الحي. [13]

C. البوتولينوم هي بكتيريا التربة. يمكن للجراثيم البقاء على قيد الحياة في معظم البيئات ويصعب قتلها. يمكنهم البقاء على قيد الحياة في درجة حرارة الماء المغلي عند مستوى سطح البحر ، وبالتالي يتم تعليب العديد من الأطعمة بغليان مضغوط يحقق درجات حرارة أعلى ، وهو ما يكفي لقتل الجراثيم. [ بحاجة لمصدر ] هذه البكتيريا منتشرة على نطاق واسع في الطبيعة ، ويمكن افتراض وجودها على جميع أسطح الطعام. تكون درجة حرارة نموه المثلى ضمن النطاق الوسطي. في شكل بوغ ، هو عامل ممرض مقاوم للحرارة يمكنه البقاء على قيد الحياة في الأطعمة منخفضة الحموضة وينمو لإنتاج السموم. تهاجم السموم الجهاز العصبي وتقتل شخصًا بالغًا بجرعة حوالي 75 نانوغرام. [37] يتم إزالة السموم عن طريق الاحتفاظ بالطعام عند 100 درجة مئوية لمدة 10 دقائق. [ بحاجة لمصدر ]

يمكن أن يحدث التسمم الغذائي بسبب الأطعمة المحفوظة أو المعلبة في المنزل منخفضة الحموضة والتي لم تتم معالجتها باستخدام أوقات الحفظ الصحيحة و / أو الضغط. [39] يمكن منع نمو البكتيريا عن طريق ارتفاع نسبة الحموضة والسكر المذاب ومستويات عالية من الأكسجين ومستويات منخفضة جدًا من الرطوبة أو التخزين في درجات حرارة أقل من 3 درجات مئوية (38 درجة فهرنهايت) للنوع أ. ، في الخضروات المعلبة منخفضة الحموضة مثل الفاصوليا الخضراء التي لا يتم تسخينها بدرجة كافية لقتل الجراثيم (أي بيئة مضغوطة) قد توفر وسطًا خالٍ من الأكسجين للأبواغ لتنمو وتنتج السم. ومع ذلك ، فإن المخللات حمضية بدرجة كافية لمنع النمو حتى في حالة وجود الجراثيم ، فإنها لا تشكل أي خطر على المستهلك. قد يحتوي العسل وشراب الذرة والمحليات الأخرى على جراثيم ، ولكن لا يمكن أن تنمو الجراثيم في محلول سكر عالي التركيز ، ومع ذلك ، عندما يتم تخفيف التحلية في الجهاز الهضمي منخفض الأكسجين وحمض الرضيع ، يمكن أن تنمو الجراثيم و تنتج السم. بمجرد أن يبدأ الأطفال في تناول الطعام الصلب ، تصبح عصارات الجهاز الهضمي حمضية للغاية بحيث لا يمكن للبكتيريا أن تنمو. [ بحاجة لمصدر ]

السيطرة على التسمم الغذائي الناجم عن C. البوتولينوم يعتمد بالكامل تقريبًا على التدمير الحراري (التسخين) للجراثيم أو تثبيط إنبات الجراثيم في البكتيريا والسماح للخلايا بالنمو وإنتاج السموم في الأطعمة. الظروف المواتية للنمو تعتمد على عوامل بيئية مختلفة. نمو C. البوتولينوم هو خطر في الأطعمة منخفضة الحموضة كما هو محدد من خلال وجود درجة حموضة أعلى من 4.6 [40] على الرغم من أن النمو يتأخر بشكل كبير بالنسبة لدرجة الحموضة أقل من 4.9. تم الإبلاغ عن بعض الحالات والظروف المحددة للحفاظ على النمو مع درجة حموضة أقل من 4.6. [41] [42]

Physicians may consider the diagnosis of botulism based on a patient's clinical presentation, which classically includes an acute onset of bilateral cranial neuropathies and symmetric descending weakness. [43] [44] Other key features of botulism include an absence of fever, symmetric neurologic deficits, normal or slow heart rate and normal blood pressure, and no sensory deficits except for blurred vision. [45] [46] A careful history and physical examination is paramount in order to diagnose the type of botulism, as well as to rule out other conditions with similar findings, such as Guillain-Barre syndrome, stroke, and myasthenia gravis. Depending on the type of botulism considered, different tests for diagnosis may be indicated.

Foodborne botulism: serum analysis for toxins by bioassay in mice should be done, as the demonstration of the toxins is diagnostic. [47]

Wound botulism: isolation of C. البوتولينوم from the wound site should be attempted, as growth of the bacteria is diagnostic. [48]

Adult enteric and infant botulism: isolation and growth of C. البوتولينوم from stool samples is diagnostic. [49] Infant botulism is a diagnosis which is often missed in the emergency room.

Other tests that may be helpful in ruling out other conditions are:

    (EMG) or antibody studies may help with the exclusion of myasthenia gravis and Lambert-Eaton myasthenic syndrome (LEMS). [50]
  • Collection of cerebrospinal fluid (CSF) protein and blood assist with the exclusion of Guillan-Barre syndrome and stroke. [51]
  • Detailed physical examination of the patient for any rash or tick presence helps with the exclusion of any tick transmitted tick paralysis. [52]

In the case of a diagnosis or suspicion of botulism, patients should be hospitalized immediately, even if the diagnosis and/or tests are pending. If botulism is suspected, patients should be treated immediately with antitoxin therapy in order to reduce mortality. Immediate intubation is also highly recommended, as respiratory failure is the primary cause of death from botulism. [53] [54] [55]

In Canada, there are currently only 3 antitoxin therapies available, which are accessible through Health Canada Special Access Program (SAP). [56] The 3 types of antitoxin therapies are: 1) GlaxoSmithKline trivalent Types ABE, 2) NP-018 (heptavalent) Types A to G, and 3) BabyBIG®, Botulism Immune Globulin Intravenous (Human) (BIG-IV) for pediatric patients under the age of one year. [57]

Outcomes vary between one and three months, but with prompt interventions, mortality from botulism ranges from less than 5 percent to 8 percent. [58]

There used to be a formalin-treated toxoid vaccine against botulism (serotypes A-E), but it was discontinued in 2011 due to declining potency in the toxoid stock. It was originally intended for people at risk of exposure. A few new vaccines are under development. [59]


تدفق

The transmission of botulism occurs mainly through the consumption of contaminated food and untreated water. In addition, the causative bacteria can reach the body through injuries.

Note that botulism is not a contagious disease, so it is not transmitted between people.

أنواع

There are several types of botulism, namely:

  • Infant botulism: also called lactating botulism or intestinal botulism, this type of disease affects babies less than a year old. The bacteria reaches the gastrointestinal system, causing abdominal pain and constipation.
  • Food botulism : transmitted by contaminated food, especially canned (canned) that are expired, for example, meats, hearts of palm, pickles, honey, etc. This is because this rod-shaped bacteria can survive in environments with little oxygen (anaerobic bacillus).

Can of expired and rusty canning

  • Wound botulism : skin lesions can be favorable for the contamination of the bacteria that causes botulism. Through the released toxins, this type can cause serious skin infections. Injecting drug users are highly prone to contamination.

Canine Botulism

Canine botulism can manifest in domestic animals such as dogs. These animals contract the disease through the consumption of canned food, garbage, contaminated water and carcasses of dead animals.

The symptoms are very similar to those of humans, for example, facial paralysis, weakness and difficulty in swallowing. In most cases, dogs die.

Bovine Botulism

Botulism in ruminants, also called “fallen cow disease”, affects the animal’s central nervous system causing paralysis.

This usually occurs when these animals ingest the spores of the disease-causing bacteria in pastures.

Bovine botulism can also occur with ingestion of contaminated water or due to the conditions of the environment in which they live. In Brazil, it has been a major cause of cattle deaths.


Definition of Botulism

Botulism refers to a clinical condition during which the السم العصبي of كلوستريديوم البوتولينوم paralyzes the involuntary muscles by inhibiting the motor nerve endings from synthesizing acetylcholine. كلوستريديوم البوتولينوم commonly releases neurotoxin (Botulinum neurotoxin), which accumulates in the الأمعاء الدقيقة. A botulinum neurotoxin mainly affects the nervous system and paralyzes the involuntary muscles من الجسم. Botulism can occur in both humans and animals.

Causes of Botulism

Botulism is caused by a neurotoxin produced by كلوستريديوم البوتولينوم. Neurotoxin is an exotoxin, which affects the nervous system. Botulism is a clinical condition, paralyzes the involuntary muscles and further spreads to the respiratory system and the heart. مرتكز على serological specificity, neurotoxins are categorized into the following seven serological types:

  1. Type A: It is a type of human botulism, which is very common in the western regions of the United States.
  2. Type B: It is also a type of human botulism that occurs frequently, and it is less toxic than type-A.
  3. Type-C: It is not a type of human botulism and causes botulism in cattle, fowls etc.
  4. Type-D: It mostly causes forage poisoning of cattle in South African countries.
  5. Type-E: This type of neurotoxin is obtained chiefly from fish and fish products. Type-E is very toxic to humans.
  6. Type-F: It was first isolated in Denmark and is a type of human botulism.
  7. Type-G: This has been recently isolated from the soil in Argentina, and it is not a type of human botulism.

Food Sources

جراثيم كلوستريديوم البوتولينوم sporulate to produce a neurotoxin, which can be present in the following food sources:

  • Canned meat
  • Canned fish
  • Honey syrup
  • Sweet corn
  • Fermented beans
  • Other low acid foods

Spores of كلوستريديوم البوتولينوم generally grows in favourable conditions like:

  1. Low acid
  2. Anaerobic environment
  3. Low sugar
  4. Low salt
  5. And low temperature.

Types of Botulism

There are three forms of botulism caused by كلوستريديوم البوتولينوم:

Foodborne botulism: It spreads by eating food contaminated with the spores produced by the كلوستريديوم البوتولينوم. Foodborne botulism develops after the consumption of unprocessed, undercooked, canned and unrefrigerated food.

  • Symptoms include:
    • رؤية مشوشة
    • Difficulty in swallowing
    • ضعف العضلات
    • فم جاف
    • غثيان
    • التقيؤ
    • Abdominal cramps
    • Paralysis etc.

    Wound botulism: It spreads when the spores of the bacteria (كلوستريديوم البوتولينوم) enters the body through a يقطع او اي mechanical injuries. جراثيم كلوستريديوم البوتولينوم sporulate to produce neurotoxin within the wound. The risk factors include people who are addicted to drugs like heroin.

    • Symptoms include:
      • Slurred speaking
      • Double vision
      • Drooping eyelids
      • Paralysis etc.

      Infant botulism: It spreads by the ابتلاع التابع كلوستريديوم البوتولينوم spores that grow in the infant’s intestinal tract of age limit between 2-8 months. Infant botulism develops after the consumption of honey syrup.

      • Symptoms include:
        • إمساك
        • Floppy movements
        • Irritation
        • Drooping eyelids
        • Paralysis etc.

        In addition to this, there are some other types also that occur very rarely. Adult botulism is rarely seen, in which the spores of the كلوستريديوم البوتولينوم colonize in the digestive tract of adults. Iatrogenic botulism is very lethal, which occurs by an overdose of botulinum neurotoxin or botox.

        Types of Neurotoxin Effects

        Botulinum neurotoxin can produce the following type of effects:

        1. Local effect: The local effects of كلوستريديوم البوتولينوم includes the following symptoms:
          • رؤية مشوشة
          • ضعف العضلات
          • فم جاف
          • Reduced gag reflex etc.
        2. Immunological effect: It occurs by the administration of equine antitoxin.
        3. Metabolic effect: It is characterized by a symptom (respiratory acidosis).

        Symptoms of Botulism disease

        A neurotoxin produced by كلوستريديوم البوتولينوم can affect the cardiovascular, respiratory and central nervous system etc.

        1. Effect on the cardiovascular system: Botulinum neurotoxin blocks the automatic nervous system and leads to cause tachycardia and hypertension.
        2. On respiratory system: A neurotoxin paralyzes the respiratory muscle and results in ventilatory failure, and ultimately leads to death.
        3. Effect on the nervous system:
          • الجهاز العصبي المركزي: Botulinum neurotoxin paralyzes the cranial nerves and causes symptoms like:
            • رؤية مشوشة
            • Diplopia
            • Dysphonia
            • تلعثم
            • Dysphagia etc.
          • Peripheral nervous system: After paralyzing cranial nerves, botulinum neurotoxin causes symmetrical descending paralysis, affecting the respiratory muscles.
          • Automatic nervous system: Botulinum neurotoxin blocks the autonomic cholinergic junctions and causes the following symptoms:
            • رؤية مشوشة
            • Orthostatic hypotension
            • إمساك
            • Urinary retention etc.
        4. Skeletal and smooth muscles: Botulinum neurotoxin affects the skeletal and smooth muscles by causing gallbladder dysfunction and necrotic fasciitis.
        5. Effect on Gastrointestinal system: A neurotoxin shows the gastrointestinal symptoms after 18-36 hours of incubation, and the symptoms include:
          • غثيان
          • التقيؤ
          • Abdominal cramps
          • Diarrhoea
          • It sometimes leads to cause constipation, gastric dilatation and paralytic ileus.
        6. Neurotoxin does not directly affect the hepatic system (liver) and the urinary bladder.

        Pathogenesis

        A neurotoxin produced by the كلوستريديوم البوتولينوم causes botulism by following a given pathogenic cycle:

        1. First, neurotoxin enters the bloodstream through the ingestion of the bacterial spores or from the mucosal surface.
        2. Botulinum neurotoxin blocks the nerve terminal ends.
        3. Then, it binds to the neuronal membrane.
        4. After that, a neurotoxin enters the cytoplasm of the axon terminal.
        5. Then, botulinum neurotoxin blocks the excitatory synaptic transmission and results in interference with the synthesis of neurotransmitter “أستيل كولين”.
        6. Finally, it causes flaccid paralysis, as the nervous system cannot function without the action of acetylcholine. Acetylcholine plays an essential role in producing nerve impulse and the process of muscle contraction.

        المراجع

        There are many cases of botulism, and if it remains untreated, then the mortality rate reaches about 50-60%. Treated patients may also concur with botulism, with a mortality rate of about 3-5%. The diagnosis or treatment of botulism should be made early otherwise, it can cause major outbreaks.

        الوقاية

        There are a few first aid measures that can control the transmission of the disease to some extent.

        Foodborne botulism: To prevent its transmission

        • Avoid eating canned food
        • Properly wash and boil the vegetables before eating.
        • Trash the canned food that is bulging or leaking.
        • Avoid eating foods that are added with preservatives.
        • Avoid eating undercooked food.

        Wound botulism: To prevent its transmission

        • Properly sanitize the wounded area.
        • Maintain proper body hygiene.
        • Do not let the wound open to the air, as the spores of كلوستريديوم البوتولينوم can penetrate inside the cells through any cuts or injuries.

        Infant botulism: To prevent infant botulism, keep the body hygienic and don’t give corn or honey syrup to the infants.

        علاج او معاملة

        The early symptoms of botulism can be treated by the oral administration of polyvalent antitoxin. Enemas are found effective in the removal of the unabsorbed toxin.

        تشخبص

        Diagnosis of botulism involves the following tests:

        Mouse inoculation test: It is the most reliable and popular method to detect the presence of C.botulinum. Mouse inoculation test involves two series of الاختبارات. In one experiment, a patient’s stool is injected into the peritoneal cavity of mice. And, in the second test, an equal amount of the patient’s stool plus multivalent antitoxin is injected into the other mice.

        If the mice live, by the injection of antitoxin and stool sample and die by the infusion of an untreated serum sample, then it gives a positive result for botulism. Mouse inoculation test detects the presence of particularly A, B and E serotypes of C. البوتولينوم.

        Physical tests: It includes tests like brain scan, spinal fluid examination, nerve conduction test (electromyography).


        Mode of VAMP substrate recognition and inhibition of كلوستريديوم البوتولينوم neurotoxin F

        كلوستريديوم البوتولينوم neurotoxins (BoNTs) cleave neuronal proteins responsible for neurotransmitter release, causing the neuroparalytic disease botulism. BoNT serotypes B, D, F and G cleave and inactivate vesicle-associated membrane protein (VAMP), each at a unique peptide bond. The specificity of BoNTs depends on the mode of substrate recognition. We have investigated the mechanism of substrate recognition of BoNT F by determining the crystal structures of its complex with two substrate-based inhibitors, VAMP 22-58/Gln58 D -cysteine and 27-58/Gln58 D -cysteine. The inhibitors bind to BoNT F in the canonical direction (as seen for BoNTs A and E substrates) but are positioned specifically via three major exosites away from the active site. The cysteine sulfur of the inhibitors interacts with the zinc and exists as sulfinic acid in the inhibitor VAMP 27-58/Gln58 D -cysteine. Arg133 and Arg171, which form part of two separate exosites, are crucial for substrate binding and catalysis.


        Future directions

        Although some progress has been made in recent years, identification and characterization of the protein receptors for the BoNTs and determination of the mechanism of specificity of CNT binding domains for their receptors is an outstanding problem. Further, understanding the mechanism of LC translocation and activation within the motorneuron, including the effects of pH on the tertiary structures of BoNTs, will be crucial for rational design of engineered BoNT therapeutics. Further structural studies on the endopeptidase domains of BoNTs, including the structural basis behind BoNT substrate specificity, might lead to the development of serotype-specific inhibitors.

        It has been proposed that the extreme neurospecificity of BoNT heavy chains could be applied to deliver engineered molecule in to nerve cells. This can be achieved by the replacement of light chain with desired therapeutic agent that could be reached in the nerve endings without iatrogenic complications which might otherwise occur 182 . Use of fragments of BoNT for the therapeutics of the future is also exciting. For example, harnessing the properties of the BoNT LC endopeptidase fragments for the creation of a range of �signer’ therapeutics is a real possibility following the successful retargeting of the LC/A domain to cells of neuronal and non-neuronal origin 183 . Additionally, the ability of BoNTs to transport large polypeptides across the membranes could be harnessed for the delivery of biopharmaceuticals to cytosolic targets 184 . Derivatives of BoNT/A and BoNT/B can target compounds specifically to human neuroblastoma cells. The therapeutic potential of clostridial toxins is not limited to the neurotoxin for the inhibition of neurotransmitter release, but also has potential as an anticancer drug 62 . The technology termed 𠆌lostridia directed enzyme pro-drug therapy’ (CDEPT) in which intravenously injected clostridial spores are used to target hypoxic regions of solid tumours. Spores get localized to solid tumours exclusively for germination, as they cannot grow in healthy tissues. Genetic modification of the clostridial host to express anti cancer compounds or pro-drug converting enzymes (as in CEDPT), has the potential to lead the localized destruction of solid tumour tissue.

        Botulinum neurotoxins are of great interest to the medical and scientific communities. Despite causing disease, they have become valuable research tools and have wide-ranging applications as pharmaceuticals. As the structure and mechanism of action of the toxins are further dissected, the development of vaccines, serotype-specific inhibitors and novel therapeutics will undoubtedly follow.



تعليقات:

  1. Kazratilar

    شكرا جزيلا للمساعدة في هذا السؤال ، الآن لن ارتكب مثل هذا الخطأ.



اكتب رسالة