Lebensraum von Bacillus cereus, Morphologie von Bacillus cereus

Lebensraum von Bacillus cereus

  1. Bacillus cereus wird aus Erde, Gemüse, Milch, Getreide, Gewürzen, gebratenem Reis, gekochtem Geflügel und Fleisch, Suppen und Desserts isoliert.
  2. Es kommt auch in Kartoffelpüree, Rindereintopf, Äpfeln, heißer Schokolade, die in Verkaufsautomaten verkauft wird, und anderen Bereichen mit unsachgemäßer Handhabung von Lebensmitteln vor.
  3. Im Jahr 1887 wurde B.  cereus in einem Kuhstall von Frankland und Frankland aus der Luft isoliert.
  4. Es ist eine saprophytische Art von Bacillus .
  5. Vegetative Zellen und Sporen sind in der Natur weit verbreitet.
  6. Es sind opportunistische Krankheitserreger für immungeschwächte Patienten und manchmal Krankheitserreger des Menschen.
  7. Es wird nicht als normale Flora des Menschen angesehen, kann aber vorübergehend die Haut oder den Magen-Darm- oder Atemtrakt besiedeln.
  8. Endosporen zeigen eine viel größere Resistenz gegen physikalische und chemische Agenzien wie Hitze, Kälte, Austrocknung, Strahlung, Desinfektion, Antibiotika und andere Toxine.
  9. Es kann sowohl in Gegenwart als auch in Abwesenheit von Sauerstoff wachsen.
  10. Es interagiert mit anderen Mikroorganismen in der Rhizosphäre, der Region um die Pflanzenwurzeln.
  11. Es kommt auch im Darm der Mikroflora von Wirbellosen vor und ist ein Darmsymbiont von Arthropoden, wo es bei Saukäfern, Schaben und Termiten filamentöses Wachstum zeigt.
  12. Bacillus cereus wird durch Alkohol nicht leicht getötet; Tatsächlich ist bekannt, dass sie destillierte Liköre und alkoholgetränkte Tupfer und Pads in ausreichender Zahl besiedeln, um eine Infektion zu verursachen.
  13. Das Vorhandensein von B. cereus im Stuhl eines Patienten reicht nicht aus, um eine Diagnose von B. cereus zu stellen, da die Bakterien in normalen Stuhlproben vorhanden sein können, eine Konzentration von 10 5 Bakterien oder mehr pro Gramm Nahrung gilt als diagnostisch.

Morphologie von Bacillus cereus

  1. Bacillus cereus sind grampositive stäbchenförmige Bazillen mit quadratischen Enden.
  2. Gelegentlich kann mit zunehmendem Alter gramvariabel oder sogar gramnegativ erscheinen.
  3. Sie sind einzeln stäbchenförmig oder erscheinen in kurzen Ketten.
  4. Klar geschnittene Verbindungen zwischen den Kettengliedern sind gut sichtbar.
  5. Die Färbung von Gewebeschnitten kann lang und filamentös erscheinen.
  6. Sie sind gerade oder leicht gebogen.
  7. Sie sind nicht gekapselt.
  8. Es enthält Sporen mit zentralen Sporen.
  9. Sporen sind oval (ellipsoidisch) und schwellen die Mutterzelle nicht an und werden nicht im Blut und Gewebe des Tieres oder in aeroben Kulturen gebildet.
  10. Es ist 1 × 3-4 µm groß.
  11. Es ist beweglich und mit peritrichen Geißeln begeißelt.
  12. Es ist durch zwei Arten von Motilität beweglich, Schwimmen und Schwärmen.
  13. Endosporen sind in der Lage, lange Zeiträume der Einwirkung von Luft und anderen widrigen Umweltbedingungen zu überleben.
  14. Es ist ein beta-hämolytisches Bakterium, das lebensmittelbedingte Krankheiten verursacht.
  15. Zu seinen Virulenzfaktoren gehören Cerolysin und Phospholipase.

Genomstruktur

  • Das zirkuläre Chromosom mit einer Länge von 5.411.809 nt.
  • Es enthält 5481 Gene, 5234 kodierende Proteine, 147 strukturelle RNA und 5366 RNA-Operone.
  • Das Plasmid ist 5 bis 500 kb groß.

Kulturelle Eigenschaften von Bacillus cereus

  1. Die meisten Bacillus spp. wachsen leicht auf Nähragar- oder Peptonmedien.
  2. Die optimale Wachstumstemperatur liegt zwischen 20 °C und 40 °C, meist 37 °C.
  3. B. cereus ist mesophil und kann sich an eine Vielzahl von Umweltbedingungen anpassen.
  4. Auf Nähragar bei 37 °C bildet es große (2-5 mm) grau-weiße, körnige Kolonien mit weniger welligem Rand und weniger membranöser Konsistenz.
  5. Auf 5 % Schafblut-Agar bei 37 °C sind B. cereus- Kolonien groß, gefiedert, matt, grau, körnig, ausgebreitete Kolonien und opak mit einer rauen mattierten Oberfläche und unregelmäßigem Umfang.
  6. Auf Blutagar ist es beta-hämolytisch.
  7. Die Kolonieperimeter sind unregelmäßig und repräsentieren die Konfiguration des Schwärmens von der Stelle der anfänglichen Inokulation, möglicherweise aufgrund der Schwärmmotilität von B. cereus .
  8. In einigen Fällen entwickeln sich glatte Kolonien entweder allein oder inmitten von rauen Kolonien.
  9. Wenn sie außerhalb des anfänglichen Inokulums gezüchtet werden, sind glatte Kolonien von einer einheitlichen Beta-Hämolysezone umgeben, die die zentral gelegene Kolonie umrahmt.
  10. Der MYP-Agar ist das Standardmedium zum Ausplattieren von  B. cereus , weist jedoch eine geringe Selektivität auf, so dass die Hintergrundflora nicht gehemmt wird und die Anwesenheit von B. cereus maskieren kann  . B. . cereus- Kolonien sind auf MYP-Agar normalerweise Lecithinase-positiv und Mannit-negativ.
  11. Bacara ist ein chromogener selektiver und differentieller Agar, der das Wachstum und die Identifizierung von B. cereus fördert, aber das Wachstum der Hintergrundflora hemmt. Bacillus cereus- Kolonien verfärben sich rosa-orange mit einem undurchsichtigen Halo.
  12. Der chromogene Agar wurde für die Zählung der B. cereus- Gruppe als Ersatz für MYP vorgeschlagen. Typische Kolonien wachsen als rosa-orange einheitliche Kolonien, die von einer Niederschlagszone umgeben sind.

Biochemische Eigenschaften von Bacillus cereus

Pathogenität und Virulenzfaktoren von Bacillus cereus

  1. B. cereus wird am häufigsten mit einer Lebensmittelvergiftung in Verbindung gebracht, aber der Organismus kann auch eine posttraumatische Ophthalmitis verursachen, die eine schnelle, aggressive lokale Behandlung erfordert.
  2. Der Organismus ist in der Umwelt weit verbreitet und kommt in den meisten rohen Lebensmitteln vor, insbesondere in Getreide wie Reis.
  3. Durch B. cereus verursachte Gastroenteritis wird durch eines von zwei Enterotoxinen vermittelt .
  4. Das hitzestabile, proteolyseresistente Enterotoxin verursacht die emetische Form der Krankheit. Der Wirkmechanismus des hitzestabilen Enterotoxins ist unbekannt.
  5. Die emetische Form äußert sich in Übelkeit, Erbrechen, Bauchkrämpfen und gelegentlich Durchfall und ist selbstlimitierend, wobei die Erholung innerhalb von 24 Stunden eintritt.
  6. Das hitzelabile Enterotoxin verursacht die Durchfallform der Krankheit jede stimuliert das Adenylatcyclase-zyklische Adenosinmonophosphat-System in Darmepithelzellen, was zu starkem wässrigem Durchfall führt.
  7. Die Durchfallform hat eine Inkubationszeit von 1–24 Stunden und äußert sich durch starken Durchfall mit Bauchschmerzen und Krämpfen; Fieber und Erbrechen sind selten.

B. cereus ist die am häufigsten anzutreffende Bacillus- Art bei opportunistischen Infektionen, einschließlich posttraumatischer Augeninfektionen, Endokarditis und Bakteriämie. Auch die Pathogenese von B. cereus Augeninfektionen ist unvollständig definiert.

  1. Mindestens drei Toxine wurden in Verbindung gebracht; sie sind nekrotisches Toxin (ein hitzelabiles Enterotoxin), Cereolysin und Phospholipase C (eine starke Lecithinase).
  2. Es ist wahrscheinlich, dass die für B.  cereus- Infektionen charakteristische schnelle Zerstörung des Auges auf das Zusammenspiel dieser Toxine und anderer nicht identifizierter Faktoren zurückzuführen ist. Bacillus- Spezies können die Haut vorübergehend besiedeln und als unbedeutende Kontaminanten in Blutkulturen wiedergefunden werden.
  3. Bei Vorhandensein eines intravaskulären Fremdkörpers können diese Organismen jedoch für eine anhaltende Bakteriämie und Anzeichen einer Sepsis (dh Fieber, Schüttelfrost, Hypotonie, Schock) verantwortlich sein.
  4. Infektionen anderer Lokalisationen sind selten und betreffen in der Regel intravenöse Drogenabhängige oder immungeschwächte Patienten.

Klinische Manifestation von Bacillus cereus

  1. Lebensmittelvergiftung

Zwei Formen der Lebensmittelvergiftung: Erbrechen (Brechform) und Durchfallerkrankungen (Durchfallform).

  1. Emetische Form
  2. Die emetische Form der Krankheit entsteht durch den Verzehr von kontaminiertem Reis. Die meisten Bakterien werden beim ersten Kochen des Reises abgetötet, aber die hitzebeständigen Sporen überleben. Wird der gekochte Reis nicht gekühlt, keimen die Sporen und die Bakterien können sich schnell vermehren. Das freigesetzte hitzestabile Enterotoxin wird beim Wiedererhitzen des Reises nicht zerstört. Die emetische Form der Krankheit ist eine Vergiftung, die durch die Aufnahme des Enterotoxins und nicht der Bakterien verursacht wird. So ist die Inkubationszeit nach dem Verzehr des kontaminierten Reises kurz (1 bis 6 Stunden) und auch die Krankheitsdauer ist kurz (weniger als 24 Stunden). Symptome sind Erbrechen, Übelkeit und Bauchkrämpfe. Fieber und Durchfall fehlen in der Regel.
  3. Durchfallform
  4. Die Durchfallform der Lebensmittelvergiftung durch B. cereus ist eine echte Infektion, die aus der Aufnahme der Bakterien in kontaminiertem Fleisch, Gemüse oder Soßen resultiert. Es gibt eine lange Inkubationszeit, während der sich der Organismus im Darmtrakt des Patienten vermehrt und die Freisetzung des hitzelabilen Enterotoxins folgt. Dieses Enterotoxin ist für den starken wässrigen Durchfall, Übelkeit und Bauchkrämpfe verantwortlich.
  5. Augeninfektionen
  6. B. cereus Augeninfektionen treten meist nach traumatischen, penetrierenden Verletzungen des Auges mit einem erdverunreinigten Gegenstand auf.
  7. Dazu gehören schwere Keratitis und Endophthalmitis.
  8. Andere Infektionen
  9. B. cereus wurde auch mit lokalisierten Infektionen, wie Wundinfektionen, und mit systemischen Infektionen, einschließlich Endokarditis, Katheter-assoziierter Bakteriämie, Infektionen des Zentralnervensystems, Osteomyelitis und Pneumonie in Verbindung gebracht.
  10. Das Vorhandensein eines Medizinprodukts oder der intravenöse Drogenkonsum prädisponieren für diese Infektionen.

Labordiagnostik von Bacillus cereus

PROBEN: Kot, Erbrochenes, Nahrungsreste (falls vorhanden), Augenprobe (Hornhautabstrich)

DIREKTE ERKENNUNGSMETHODEN

  1. Mikroskopisch erscheinen die Organismen als große grampositive Stäbchen in Einzeln, Paaren oder Serpentinen mit quadratischen Enden nach Gram-Färbung.
  2. Die Bildung von Endosporen wird als ungefärbter ovaler oder runder Bereich im Zentrum der Zelle gesehen. Sporen sind oval (ellipsoidisch) und schwellen nicht an der Mutterzelle an.

Abbildung: Gramfärbung von Bacillus cereus.

KULTUR

  1. Wachstum auf 5 % Schafblutagar, Schokoladenagar, Routine-Blutkulturmedien und Nährbrühen.
  2. Nachweisbares Wachstum innerhalb von 24 Stunden nach der Inkubation auf Medien, die bei 35 °C, in Umgebungsluft oder in 5 % Kohlendioxid (CO2) inkubiert wurden.
  3. Koloniecharakter auf Blutagar: Groß, gefiedert, ausladend, matt, grau, körnig, ausgebreitete Kolonien und undurchsichtig mit rauer mattierter Oberfläche und unregelmäßigem Umfang, beta-hämolytisch.
  4. Bacillus cereus kann aus Fäzes isoliert werden, indem selektive Medien wie MYPA (Mannit, Eigelb, Polymyxin, Phenolrot und Agar), PEMBA (Polymyxin, Eigelb, Mannit, Bromthymol, Blauagar) verwendet werden.
  5. Diese Medien nutzen die positive Phospholipase-C-Reaktion auf Eigelb-Agar, keine Säureproduktion aus Mannit und den Einbau von Pyruvat oder Polymyxin als selektive Mittel.

BIOCHEMISCHE ANALYSE

  1. Katalase: positiv
  2. Oxidase: negativ
  3. OF-Test: fermentativ
  4. Indol: negativ
  5. Methylrot: positiv
  6. Vogues proskauer: positiv
  7. Glukose: fermentativ, Säurebildung
  8. Saccharose: fermentativ, säurebildend
  9. Laktose: keine Gärung
  10. Stärkehydrolyse: positiv
  11. Nitratreduktion: positiv
  12. Gelatinehydrolyse: positiv
  13. Sporenfärbung: Endosporen bildende Bakterien
  14. Beweglichkeit: beweglich

SERODIAGNOSE 

  1. Für den Nachweis von B. cereus- Toxin in Lebensmitteln und Fäkalien stehen serologische Methoden zur Verfügung .
  2. Der Mikroslide-Geldiffusionstest wird im Allgemeinen als Toxinnachweissystem verwendet.

MOLEKULARE METHODE

  1. Das toxigene Potenzial von B.  cereus- Isolaten, Genen, die für das Brechgift-Cereulid (ces) kodieren, und Enterotoxine (nhe, hbl und cytK) kann durch Multiplex-PCR analysiert werden.

Behandlung von Bacillus cereus

  1. Personen mit einer B. cereus- Lebensmittelvergiftung benötigen nur eine unterstützende Behandlung.
  2. Eine orale Rehydratation oder gelegentlich ein intravenöser Flüssigkeits- und Elektrolytersatz bei Patienten mit schwerer Dehydratation ist angezeigt. Antibiotika sind nicht indiziert.
  3. Patienten mit der invasiven Erkrankung benötigen eine Antibiotikatherapie. Bacillus cereus ist anfällig für Clindamycin, Erythromycin, Vancomycin, Aminoglykoside und Tetracyclin. Es ist resistent gegen Penicillin und Trimethoprim.

Prävention und Kontrolle von  Bacillus cereus

  1. Durchfall- und Erbrechenvergiftungen durch diesen Organismus sind durch geeignete Verfahren zur Handhabung von Lebensmitteln leicht zu verhindern.
  2. Fleisch und Gemüse sollten nicht über längere Zeit bei Temperaturen zwischen 10 und 45 °C aufbewahrt werden, und Reis sollte nach dem Garen über Nacht gekühlt und nicht bei Raumtemperatur aufbewahrt werden.
  3. Die Vorbeugung von Infektionen bei Patienten nach einer Operation oder bei immungeschwächten oder anderweitig für Infektionen prädisponierten Patienten hängt von der guten Praxis ab.

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