CLOSTRİDİUM BOTULİNUM
I.TARİHSEL GELİŞİM M.S.886-912 de Makedonya İmparatoru IV Leo zamanında kan sosislerinden kaynaklanan insan botulizmi ilk örnektir. 1793 de Almanya Wurttemberg de kan sosisinden zehirlenme 13 vaka görüldü ve altısı ölümle sonuçlandı.
1815-1828 yılları arasında Kerner Almanya Wurttemberg deki sosis zehirlenmesi olayında 23 örnekte tanımladı. 1895-1897 yılları arasında van Ermengem Belçika salgını süresi boyunca evde kürlenmiş jambonlardan izole etti. 1910 da identifiye edilmiş nörotoksin üretildi.
TOKSININ IDENTIFIKASYONU 1896:tip A 1904:tip B 1922-1928:tip ve tipd C1 1936:tipE 1960-1965:tip F,tip G 1970 de birçok toksin ürünü izole edilerek tanımlandı.
1976 da bebek botulizmi tanındı. 1985-1986 da Tip E,Tip F ve Tip C1 ve D botulinum toksin ürünleri tanındı.
İNSAN BOTULİZMİNİN 4 TİPİ VARDIR (A,B,E tipleri ve nadiren F tipi toksinler neden olur.) 1.Gıda kaynaklı botulizm:(gıda kaynaklı intoksikasyon) C. botulinum tarafından üretilen nörotoksin içeren gıdanın tüketilmesi ile ortaya çıkan hastalığın adıdır.
2. Yara botulizmi:botulizmin en nadir görülen formudur.hastalık C.botulinum un kendi başına veya diğer mikroorganizmalarla yarayı enfekte edip toksin üretmesiyle ve daha sonra kan dolaşımı yoluyla vücudun diğer kısımlarına ulaşması ile oluşur. Bu tip botulizm vakalarında gıdalar yer almaz.
3. Bebek botulizmi, 12 aylıktan küçük bebekleri etkilemektedir ve ilk olarak 1976 yılında tanınmıştır. Botulizmin bu tipi tüketilen C. botulinum sporlarının bebek bağırsak sisteminde koloni oluşturması ve toksin oluşturması ile meydana gelir. Toprak, kuyu suyu, toz ve gıdalar, C. botulinum için çevresel kaynaklardandır. Ayrıca balın bebek botulizminin nedenlerinden biri olduğu anlaşılmıştır.
4. Sınıflandırılmamış Botulizm: Yetişkinlerde bağırsaklarda koloni oluşturması ve toksinin canlı içinde üretimi ile sonuçlanması gerekmektedir. Tıbbi literatürlerde, raporlar bu botulizmin bebeklerde görülen botulizm ile benzer olduğunu fakat bu botulizmin yetişkinlerde gözlendiğini ortaya atmıştır.
C.BOTULINUM UN KARAKTERISTIKLERI VE SıNıFLANDıRıLMASı Bacillaceae familyasının üyesidir. Gram pozitif, anaerobik, çubuk şeklinde, spor oluşturan bir bakteridir.
Botulinum nörotoksini olarak adlandırılan karakteristik proteini üreten organizmalar C.botulinum olarak tanımlanır. Diğer bir deyişle bu türün sınıflandırılmasındaki temel ilke botulinum nörotoksinidir.
FARKLı BOTULINUM TOKSINI ÜRETEN 7 SEROTIPI BULUNMAKTADıR. Toksin tipi A B C D E F G Hassas gruplar İnsan,tavuk İnsan,at Kuş,kaplumbağa,vizon Sığır,koyun,at İnsan,kuş,balık İnsan Kaydedilmiş vaka bulunmamaktadır.
C.Botulinum birbirinden fizyolojik olarak ayrılabilen ve I,II,III,IV olarak adlandırılan 4 gruba ayrılır. İnsanlarda hastalık yapması açısından grup I ve II önemlidir.
Özellik Grup I Grup II Grup III Grup IV Nörotoksin tipi A,B,F B,E,F C,D G Gelişme sıcaklığı C Opt.gelişme sıc. C 10-48 3-48 15-45 10-45 35-37 26-30 40 37 Min. ph 4,6 5? 5 NaCl inhibisyonu % 10 5? 5 Min. aw 0.94 0.97? 0.97 D100 C(spor)dk 25 0.1 1.1-0.9 0.8-1.1
SAKLAMA YÖNTEMLERİNE TOLERANSI Düşük sıcaklık:toksin üretimi haftalar ister. Grup I için (proteolitik) min. gelişme sıcaklığı 10 Cdir. Toksik olmadan önce gıda tipik olarak bozulur. Grup II için(nonproteolitik) min. gelişme sıcaklığı 3.3 C dir. Gıda toksiktir, bozulduğu belli olmaz.
Termal inaktivasyon Grup I Hedef düşük asitli konserve gıdalardır ve 121 C de 0.1-0.2 dk yeterlidir. Grup II Bu grup ısıya daha az dirençlidir. 100 C de 0.1 dk dan az sürede inaktive olur. Buzdolabında saklama süresince nonproteolitik türler gelişir. Atmosfer Gelişimi için anaerobik koşullar gereklidir. Konserve veya vakum ambalajlı gıdalar Yağ içinde gıda (örn.sarmısaklı yağ)
Asitlik Büyüme için min ph Grup I: ph 4.6 ın altında gelişemez Grup II: ph 5.0 ın altında gelişemez Tuz ve su aktivitesi Gelişme için salamura konsantrasyon limiti Grup I:%10 (aw 0.94) Grup II:%5 (aw 0.97)
NITRIT VE DIĞER KORUYUCULAR Nitrit:Et ile demir sülfür bileşiklerinin tepkimesi ATP üretimini durdurarak C.botulinum u inhibe eder. Diğer inhibitörler: sorbatlar,nisin, polifosfatlar,baharatlar,doğal ve sıvı tütsü.
Refakatçi flora Psychrotrophs: C. botulinum u inhibe eder. Laktik asit bakterileri: Fermentasyon esnasında ph azalarak toksin üretimi ve büyümenin önüne geçilir. İrradyasyon Grup I: 2-4.5 kgy Grup II: 1-2 kgy
ÇEVREDE BULUNUŞU Karasal topraklar: Tip A Batı Birleşik Devletlerde, proteolitik tip B Doğu Birleşik Devletlerde yaygındır.geniş alanlarda sıcaklık etkisiyle hayvanlar üzerinde yayılır. Sudaki çevre: En çok açık ve sığ sulardaki ölü balıklarda gelişme ve yayılma ile görülür. Suda ve sahil çevresinde öncelikle tip E yaygındır. Tip E ve B balık çiftliklerindeki havuzlarda bulunabilir.
GıDALARDA BULUNUŞU 1.Balık:Tip E baskındır ve sadece tip E tütsüleme ile kısmen inaktive olur. 2.Çiğ/kürlenmiş etler (sığır,domuz,tavuk): Tip A ve B baskındır. 3.Süt ve süt ürünleri:tip A ve B baskındır.sporlar pastörizasyonla hayatta kalır.soğuk paketlenmiş sürme peynirde gelişebilirler.
Meyve ve sebzeler:tip A ve B toprak ve gübreden kontamine olur. Meyveler: kayısı, kiraz, şeftali. Sebzeler: kuşkonmaz, fasulye, lahana, havuç, soğan, mısır, patates, şalgam, mantar. Düşük asitli konserve gıdalar için 12 D prosesi gerekir.(121 C 0.2 dk)
Bebek gıdaları: Balın sadece bebek botulizmine neden olduğu biliniyor.üreme balda değil arı kovanındaki ölü larvalarda olur.
İZOLASYON VE TANıMLAMA Zenginleştirme: Cooked meat besiyeri ( 35 C de 14 gün) Triypticase peptone glucose yeast extract+trypsin (28 C de 14 gün) İzolasyon: Alkol yada ısı ile ön işlem(80 C 10-15 dk) Liver veal egg yolk agar yada egg yolk agara ekim yapılır(35 C 48 saat) Şüpheli koloniler gelişme ve toksin analizi için ekime taşınır
GELENEKSEL TOKSIN TANıMLAMA Gıda örneği ekstrakte edilir, santrifüjlenir ve filtreden geçirilerek sterilize edilir. Nonproteolitik tip tripsin aktivasyonu Tripsin ile muamele edilmiş ve edilmemiş gıda ekstraklarından üç farklı dilüsyon farelere enjekte edilir. Kaynamış kontrol örneği kullanılır. 48 saat içinde botulizm olduğu gözlenen fareler ölür. Toksin tipi:tekrarlanan fare deneylerinde kullanılan fareler A,B,E ve F tipi antitoksin ile tedavi edilir.
ALTERNATIF TOKSIN BULMA YÖNTEMLERI ELİSA Tip A,B,C1,D,E,F PCR Tip A,B,C1,D,E,F ve G DNA araştırması A,B,E,F
VAKALAR 1.Birleşik Devletler Bilgileri 1889-1990 yılları arasında 2320 vaka görülmüş ve 1036 sı ölümle sonuçlandı. Tip A 384 Tip B 106 Tip A+B 2 Tip E 105 Tip F 3 Geriye kalan bilinmiyor.
Taze balık ve kuzey yerlilerinin fermente gıdaları- Alaska Kuzey Kanada Hemen hemen sadece E tipi görülmüş Yetersiz fermentasyon bu durumdan sorumlu Bağırsakları çıkartılmadan tuzlanmış ve kürlenmiş balık İç organlar düşük tuzda büyüme için ortam sağlar. Sebzeler (ev konservesi) Birleşik Devletler de Tip A Avrupa da Tip B
Et (ev konservesi): Jambon, fermente sosis ve konserve ürünler Avrupa da Tip B Ticari ürünler:1920 den beri güvenli Diğer ürünler: Yağ içinde sarımsak, sotelenmiş soğan, yoğurt içinde, fındık püresi, fırınlanmış ve folyo ile paketlenmiş patates (36 vaka Teksas)
BOTULIZMIN KLINIK BELIRTILERI Gıda kaynaklı botulizme herkes duyarlı Bebek botulizmine 12 aya kadar olan bebekler, antibiyotik ve kemoterapi alan yetişkinler duyarlı
2. Enfeksiyon dozu Öldürücü doz 0.1-1.0 x 10-6 g Bu doz çıngıraklı yılan zehrinden 100.000 kere daha güçlü Olası bir biyolojik silah İnsanlar için toksik Tip A,B,E yüksek; Tip F,G orta ; Tip C1;D düşük
3.Hastalığın başlama zamanı 3 saat ile 14 gün arasında 4.Semptomları Mide bulantısı ve kusma (Tip E ve B) Bulanık / çift görme Yutma zorluğu (ağız kuruluğu) Kas gücü kaybı (Tip A ve B) Koordinasyon eksikliği Felç Solunum eksikliğinden ölüm
6. Teşhis Botulizmin diğer hastalıklardan ayırt edilmesi zor olabilmektedir. Guillian Barre sendromu, karbonmonoksit zehirlenmesi ve diğer gıda zehirlenmeleri ile karıştırılabiliyor.
7.TEDAVI Antitoksin ile toksini nötürlemek Lavman ile toksini bağırsaktan uzaklaştırmak Uyarılmış kusma Bazı durumlar mekanik solunum cihazı gerektirir. Ölüm oranı 1950 den önce yaklaşık %50 Bugün mekanik solunum cihazı ve antitoksin geliştirilmesi sonrası %10
X. NÖROTOKSIN Toksin yapısı Suda çözünür proteinler tek bir zincirden üretilmiştir. Proteolitik türlerin toksinleri aktivasyon için ekstrasellülar proteinleri ikiye ayırır. Ağır zincir ve hafif zincir tek bir disülfür bağı ile bağlanır. Nonproteolitik türler tripsin ile aktive olur.
Gıda ve kültür besiyerindeki toksin kompleksleri ile toksin olmayan proteinler ata toksinden üç farklı boyutta meydana gelir. Medium bütün G tipleri Large A, B,C, D, G Ekstra large A Toksik olmayan proteinler sindirim esnasında proteaz ve düşük ph dan toksini korur.
2.TOKSIN GENI A, B, C1, D, E, F ve G tipleri için komple gen dizilimi biliniyor. A, B, E, F bakteriyel kromozoma sahip C, D bakteriyofaj G plazmid
Toksin organizmanın logaritmik gelişme evresinde sentezlenmekte ve hücre içinde birikmekte logaritmik gelişme döneminin sonunda liziz sonucu ortama geçmektedir. Toksinin hücre dışına çıkışında başka bir mekanizmanın var olup olmadığı bilinmemektedir. Gıda ile alınan toksin ince bağırsağa ulaştıktan sonra burada absorbe olur. Ardından sinir sistemine ulaşan toksin burada belirli noktalara bağlanarak sinirlerin komuta ettiği kaslara komutların gönderilmesini önlemekte ve kasların paraliz(felç) olmasına neden olmaktadır.
Botulinum toksin hafif ve ağır iki zincire sahiptir İkisininde toksisitede görevleri vardır Ağır olan proteinin nörana bağlanması ve içine girmesini sağlar İçine girdikten sonra hafif olan zincir proteaz görevi görür nörotransmitlerin hücreden ayrılmasını sağlayan proteinleri parçalar Ekosistosisin veya nörotransmitlerin (esetilkolin) boşalmasını engeller Asetilkolinler sinir uyarılarını kasın kasılması için kasa iletirler Bu iletilere engel olunması ile felç durumu gerçekleşir
3.ETKI ŞEKLI
XI.C2 TOKSINI VE C3 EKZOENZIMI Nörotoksikten çok sitotoksiktir. C ve D tipleri ile üretilmiş. C2-Bir çift toksin iki parçadan oluşturuldu. C2 solunum zorluğuna ve hücre ölümüne neden olur.