Bacillus anthracis

Bacillus anthracis προκαλεί τον γνωστό άνθρακα της ασθένειας των ζώων και ανακαλύφθηκε από τον Aloys Pollender το 1849. Το 1876 μπόρεσε να αναπαραχθεί για πρώτη φορά στο εργαστήριο και να αναγνωριστεί από τον Robert Koch ως παθογόνο άνθρακα. Το πρώτο εμβόλιο κατά της μεταδοτικής θανατηφόρου ζωικής ασθένειας αναπτύχθηκε από τον Louis Pasteur το 1881 και δοκιμάστηκε με επιτυχία σε ένα μεγάλο κοπάδι προβάτων.

Τι είναι ο Bacillus Anthracis;

Το Bacillus anthracis είναι το ιατρικό όνομα ενός βακτηρίου που προκαλεί επικίνδυνο άνθρακα σε ζώα και ανθρώπους. Το παθογόνο, το οποίο αλλιώς μολύνει μόνο ανθρώπους που εργάζονται με ζώα (αγρότες, κτηνίατροι κ.λπ.), έγινε γνωστός διεθνώς στα τέλη της δεκαετίας του 1990. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου υπήρξαν ορισμένες τρομοκρατικές επιθέσεις με σπόρια άνθρακα. Χρησιμοποιήθηκαν από τους δράστες ως βιολογικά όπλα και σε ορισμένες περιπτώσεις προκάλεσαν ακόμη και θανάτους επειδή οι μολυσμένοι δεν μπορούσαν να αντιμετωπιστούν εγκαίρως. Το 2001, αρκετοί υπάλληλοι ταχυδρομείου των ΗΠΑ πέθαναν όταν ήρθαν σε επαφή με γράμματα μολυσμένα με σπόρια Bacillus anthracis.

Ο όρος anthrax πηγαίνει πίσω στον σημαντικά διευρυμένο σπλήνα σε άρρωστους, ο οποίος γίνεται μαύρος μετά από λίγο. Το Anthrax είναι στην πραγματικότητα μια ζωική ασθένεια. Είναι εξαιρετικά σπάνιο στους ανθρώπους. Επηρεάζει άτομα που έχουν συχνή επαφή με τα ζώα και τα προϊόντα τους. Η σοβαρή και, εάν αφεθεί χωρίς θεραπεία, πάντα θανατηφόρα ασθένεια μπορεί να επηρεάσει το δέρμα, την αναπνευστική οδό και το γαστρεντερικό σωλήνα.

Εμφάνιση, διανομή και ιδιότητες

Ο Bacillus anthracis εμφανίζεται στο έδαφος με τη μορφή ενδοσπόρων. Το παθογόνο βρίσκεται επίσης στο δέρμα, στη γούνα και στο σώμα μολυσμένων ζώων και ανθρώπων. Είναι κοινό σε όλο τον κόσμο. Η μόνιμη επιβίωσή του στο έδαφος ευνοείται από την ακραία ξηρασία και τις μεγάλες εκτάσεις. Οι περιπτώσεις Anthrax είναι σπάνιες σε βιομηχανικές χώρες. Η ασθένεια εμφανίζεται συχνότερα σε περιοχές με ζεστό κλίμα και εντατική κτηνοτροφία.

Εάν οι άνθρωποι έχουν μολυνθεί με το βακτήριο, είναι κυρίως δερματικός άνθρακας. Ο Bacillus anthracis μεταδίδεται μέσω ενδοσπόρων που σχηματίζονται από το ίδιο το παθογόνο. Προκύπτουν από την στενότερη κεντρική ζώνη του βακτηρίου όταν εκτίθεται σε έντονη θερμότητα ή σε ακραίες τροφές. Στη συνέχεια μειώνει αμέσως τη μεταβολική του δράση και σχηματίζει μια παχύτερη κυτταρική μεμβράνη. Με αυτό μπορεί να εξασφαλίσει τη μακροπρόθεσμη επιβίωσή του.

Εάν τα ενδοσπόρια εισέλθουν στην κυκλοφορία του αίματος, αναπτύσσονται σε επικίνδυνα βακτήρια που πολλαπλασιάζονται εξαιρετικά γρήγορα. Ο Bacillus anthracis είναι εξαιρετικά μολυσματικός επειδή τα σπόρια του επιβιώνουν για δεκαετίες στο έδαφος και από εκεί εισέρχονται στον ζωικό οργανισμό μέσω τροφής. Αφού το βοσκότοπο πεθάνει, εξαπλώθηκε μέσω του σφαγίου του. Τα ζώα που έχουν πεθάνει από τον άνθρακα πρέπει να αποτεφρώνονται αμέσως. Διαφορετικά, τα βακτήρια του άνθρακα πηγαίνουν στην κατάσταση των σπορίων τους και παραμένουν στο έδαφος.

Το συχνά θανατηφόρο παθογόνο μεταδίδεται συνήθως από ζώο σε άνθρωπο. Οι διασπορές από άνθρωπο σε άνθρωπο είναι εξαιρετικά σπάνιες.

Περίπου το 83 τοις εκατό των gram-θετικών βακτηρίων είναι λιπαρά οξέα διακλαδισμένης αλυσίδας και ανήκουν στην οικογένεια Bacillaceae. Μπορούν να έχουν μήκος έως και 6 μικρόμετρα, είναι ακίνητα και έχουν σχήμα ράβδου. Το Bacillus anthracis μπορεί να συνδυαστεί με άλλα βακτήρια του είδους του για να σχηματίσει κλωστές και αλυσίδες. Εάν εισέλθει σε έναν ζωντανό οργανισμό, περιβάλλεται αμέσως με μια κάψουλα πολυγλουταμικού. Προστατεύει το βακτήριο από την καταστροφή από κύτταρα ζώων ή ανθρώπινου ανοσοποιητικού. Δεν απαιτείται σχηματισμός κάψουλας σε πειράματα in vitro.

Το επικίνδυνο παθογόνο του άνθρακα μπορεί τώρα να αντιμετωπιστεί με επιτυχία με αντιβιοτικά όπως η δοξυκυκλίνη και η σιπροφλοξασίνη. Ειδικά μονοκλωνικά αντισώματα διατίθενται ως αντιτοξίνες. Η προφυλακτική θεραπεία πραγματοποιείται με ειδικά εμβόλια άνθρακα. Απαιτείται επίσης σε άτομα που ενδέχεται να εκτεθούν μόνο στο βακτήριο.

Ασθένειες και παθήσεις

Ο Bacillus anthracis χρησιμοποιεί το πλασμίδιο pXO1 του για να σχηματίσει μόρια δηλητηρίου που απελευθερώνονται όταν το βακτήριο καταστρέφεται και καταστρέφει τα τοιχώματα των αιμοφόρων αγγείων. Υπάρχει φλεγμονή και αιμορραγία. Μέρος του μορίου δηλητηρίου, το αντιγόνο ΡΑ, αγκυροβολεί στον υποδοχέα του αντίστοιχου κυττάρου και το ανοίγει. Με τη βοήθεια ενός συγκεκριμένου ενζύμου, η τοξίνη αναστέλλει τη δραστηριότητα των λευκοκυττάρων. Το ένζυμο LT, το οποίο υπάρχει επίσης στο βακτήριο, καθιστά το υπόλοιπο ανοσοποιητικό σύστημα μη λειτουργικό.

Ένα άλλο πλασμίδιο που ονομάζεται pXO2 σχηματίζει την προστατευτική βακτηριακή κάψουλα. Το παθογόνο του άνθρακα προκαλεί άνθρακα δέρματος, πνευμόνων και εντέρων. Εάν εξαπλωθεί επίσης μέσω της κυκλοφορίας του αίματος, θανατηφόρο δηλητηρίαση αίματος. Στον άνθρακα του δέρματος, το βακτήριο εισέρχεται στο δέρμα μέσω τραύματος και σχηματίζει κατάθλιψη σαν κρατήρα με πυώδη καρβούνα. Περιβάλλεται από έναν υπερυψωμένο μολυσματικό δακτύλιο. Στη συνέχεια αναπτύσσεται αιμορραγικό οίδημα. Το ίδιο το καρμπέκ καλύπτεται με μαύρες κηλίδες καθώς εξελίσσεται η ασθένεια.

Εάν αφεθεί χωρίς θεραπεία, η θνησιμότητα του άνθρακα του δέρματος είναι 5 έως 20%. Εάν τα σπόρια του άνθρακα εισπνέονται βαθιά, εμφανίζεται βρογχοπνευμονία, μια ειδική μορφή πνευμονίας που επηρεάζει επίσης τους βρόγχους. Ο ασθενής βήχει αίμα μολυσμένο με βακτήρια, ρίγη και υψηλό πυρετό και πεθαίνει από ασφυξία (υποξία) εντός 3 ημερών χωρίς αντιβιοτικά.

Η πολύ σπάνια εντερική λοίμωξη με παθογόνα του άνθρακα προκαλείται από την ακατέργαστη κατανάλωση μολυσμένου κρέατος, παραπροϊόντων σφαγίων και άψητου γάλακτος. Ο άρρωστος άνδρας περνά αιματηρά κόπρανα και κάνει εμετό αίμα επειδή πάσχει από αιμορραγική εντερική φλεγμονή. Αυτή η μορφή άνθρακα είναι επίσης θανατηφόρα χωρίς φάρμακα.