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Clostridium

Clostridium es un género de bacterias anaeróbicas grampositivas. Las especies de Clostridium habitan en los suelos y en los tractos intestinales de los animales, incluidos los humanos. [1] Este género incluye varios patógenos humanos importantes , incluidos los agentes causantes del botulismo y el tétanos . También incluía anteriormente una causa importante de diarrea, Clostridioides difficile , que fue reclasificada en elgénero Clostridioides en 2016. [2]

Historia

A finales del siglo XVIII, Alemania sufrió varios brotes de una enfermedad relacionada con el consumo de salchichas específicas. En 1817, el neurólogo alemán Justinus Kerner detectó células con forma de bastón en sus investigaciones sobre el llamado envenenamiento por salchichas. En 1897, el profesor de biología belga Emile van Ermengem publicó su hallazgo de un organismo formador de endosporas que había aislado del jamón en mal estado. 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]

Hacia 1880, mientras estudiaba la fermentación y la síntesis del ácido butírico , un científico de apellido Prazmowski asignó por primera vez un nombre binomial a Clostridium butyricum . [3] Los mecanismos de la respiración anaeróbica aún no estaban bien dilucidados en ese momento, por lo que la taxonomía de los anaerobios todavía estaba en desarrollo. [3]

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 formadoras de endosporas con forma de bastón, excepto el género Desulfotomaculum . [1]

Taxonomía

En octubre de 2022, hay 164 especies publicadas válidamente en Clostridium . [4]

El género, tal como se define tradicionalmente, contiene muchos organismos que no están estrechamente relacionados con su especie tipo . La cuestión se ilustró originalmente con todo detalle mediante una filogenia de ARNr de Collins 1994, que dividió el género tradicional (que ahora corresponde a una gran porción de Clostridia ) en veinte grupos, con el grupo I que contiene la especie tipo y sus parientes cercanos. [5] Con el paso de los años, esto ha dado lugar a la división de muchos géneros nuevos, con el objetivo final de restringir Clostridium al grupo I. [6]

El grupo XIVa de "Clostridium" (ahora Lachnospiraceae ) [7] y el grupo IV de "Clostridium" (ahora Ruminococcaceae ) [7] fermentan eficientemente los polisacáridos vegetales que componen la fibra dietética, [8] lo que los convierte en taxones importantes y abundantes en el rumen y el intestino grueso humano. [9] Como se mencionó anteriormente, estos grupos no son parte del Clostridium actual , [5] [10] y se debe evitar el uso de estos términos debido a su uso ambiguo o inconsistente. [7]

Bioquímica

Las especies de Clostridium son anaerobias obligadas y capaces de producir endosporas . Generalmente se tiñen como grampositivas , pero al igual que Bacillus , a menudo se describen como gramvariables, porque muestran un número creciente de células gramnegativas a medida que el cultivo envejece. [11] Las células normales que se reproducen de Clostridium , llamadas forma vegetativa, tienen forma de bastón , lo que les da su nombre, del griego κλωστήρ o huso. Las endosporas de Clostridium tienen una forma distintiva de bolo o botella, que las distingue de otras endosporas bacterianas, que generalmente tienen forma ovoide. [ cita requerida ] La tinción de Schaeffer-Fulton ( verde malaquita al 0,5 % en agua) se puede utilizar para distinguir las endosporas de Bacillus y Clostridium de otros microorganismos. [12]

Clostridium se puede diferenciar del género Bacillus, que también forma endosporas , por su crecimiento anaeróbico obligado, la forma de las endosporas y la falta de catalasa . Las especies de Desulfotomaculum forman endosporas similares y se pueden distinguir por su requerimiento de azufre. [1] La glucólisis y fermentación del ácido pirúvico por Clostridia produce los productos finales ácido butírico , butanol , acetona , isopropanol y dióxido de carbono . [11]

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. [13]

Biología y patogénesis

Las especies de Clostridium habitan con facilidad en el suelo y en el tracto intestinal. Las especies de Clostridium también son habitantes normales del tracto reproductivo inferior sano de las hembras. [14]

Las principales especies responsables de enfermedades en humanos son: [15]

Se ha descubierto que varias especies más patógenas, que se describieron previamente en Clostridium , pertenecen a otros géneros. [6]

Tratamiento

En general, el tratamiento de la infección clostridial es penicilina G en dosis altas , a la que el organismo ha permanecido susceptible. [19] Clostridium welchii y Clostridium tetani responden a sulfonamidas . [20] Los clostridios también son susceptibles a las tetraciclinas , carbapenémicos ( imipenem ), metronidazol , vancomicina y cloranfenicol . [21]

Las células vegetativas de los clostridios son termolábiles y mueren con un calentamiento breve a temperaturas superiores a 72–75 °C (162–167 °F). La destrucción térmica de las esporas de Clostridium requiere temperaturas más altas (por encima de 121,1 °C (250,0 °F), por ejemplo en un autoclave ) y tiempos de cocción más largos (20 min, con algunos casos excepcionales de más de 50 min registrados en la literatura). Los clostridios y los bacilos son bastante resistentes a la radiación, requiriendo dosis de aproximadamente 30 kGy, lo que es un serio obstáculo para el desarrollo de alimentos irradiados estables en almacenamiento para uso general en el mercado minorista. [22] La adición de lisozima , nitrato , nitrito y sales de ácido propiónico inhibe a los clostridios en varios alimentos. [23] [24] [25]

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 bacterias beneficiosas en el colon , como Bifidobacteria y Lactobacilli , mientras que inhiben las dañinas, como clostridios, fusobacterias y Bacteroides . [26]

Usar

Referencias

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  2. ^ Dieterle, Michael G.; Rao, Krishna; Young, Vincent B. (2019). "Nuevas terapias y estrategias preventivas para infecciones primarias y recurrentes por Clostridium difficile". Anales de la Academia de Ciencias de Nueva York . 1435 (1): 110–138. Bibcode :2019NYASA1435..110D. doi :10.1111/nyas.13958. ISSN  1749-6632. PMC 6312459 . PMID  30238983. 
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