विब्रियो कोलेरा: विशेषताएँ, आकृति विज्ञान, निवास स्थान - जीवविज्ञान - 2025

विब्रियो कोलेरी एक मुखर, फ्लैगेलेट, ग्राम-नेगेटिव एनारोबिक जीवाणु है। प्रजाति मनुष्यों में हैजा की बीमारी का कारण है। यह आंतों की बीमारी गंभीर दस्त का कारण बनती है और ठीक से देखभाल न करने पर मृत्यु का कारण बन सकती है। यह एक वर्ष में 100,000 से अधिक मौतों का कारण बनता है, बच्चों में बहुमत।

हैजा दूषित भोजन और पानी के माध्यम से या व्यक्ति-से-व्यक्ति संपर्क के माध्यम से प्रेषित होता है। उपचार में पुनर्जलीकरण चिकित्सा और विशिष्ट एंटीबायोटिक शामिल हैं। अपेक्षाकृत सफल मौखिक टीके हैं।

एक ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत विब्रियो कोलेरा देखा गया। टॉम किरण, रॉन टेलर, लुईसा हावर्ड - विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से डार्टमाउथ इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप सुविधा (http://remf.dartmouth.edu/imagesindex.html)।

सामान्य विशेषताएँ

विब्रियो हैजा एक कोशिका की दीवार के साथ एककोशिकीय जीव है। कोशिका भित्ति पतली होती है, जो दो फॉस्फोलिपिड झिल्लियों के बीच पेप्टिडोग्लाइकन से बनी होती है। यह जलीय वातावरण में रहता है, विशेष रूप से एस्थरीज और तालाब, प्लवक, शैवाल और जानवरों से जुड़ा हुआ है। दो जीवनी और कई सेरोटाइप ज्ञात हैं।

biofilms

जीवाणु पानी के निकायों में बैक्टीरियोप्लांकटन का हिस्सा है, दोनों मुक्त रूप (वाइब्रियोस) और कार्बनिक सतहों पर पतली फिल्मों (बायोफिल्म) में हैं।

ये बायोफिल्म पानी के चैनलों से घिरे बैक्टीरिया के समूह से बने होते हैं। बाहरी झिल्ली से पॉलीसेकेराइड के उत्पादन के लिए बायोफिल्म का आसंजन संभव है।

जीन

प्लाब्रिड्स के रूप में विब्रियो कॉलेरी के दो गुणसूत्र होते हैं। रोगजनक नस्लों में जीन होते हैं जो हैजा विष (सीटी) के उत्पादन के लिए कोड होते हैं।

इसके अतिरिक्त वे तथाकथित उपनिवेशण कारक के लिए जीन शामिल करते हैं। पाइलस विष (टीसीपी) और एक नियामक प्रोटीन (ToxR) द्वारा सह-विनियमित है। यह प्रोटीन सीटी और टीसीपी की अभिव्यक्ति को सह-नियंत्रित करता है। आनुवांशिक जानकारी का एक हिस्सा जो इन रोगजनक कारकों को एनकोड करता है, बैक्टीरियोफेज द्वारा प्रदान किया जाता है।

जीनोम

इसका जीनोम असमान आकार के दो गुणसूत्रों में वितरित 4.03 एमबी से बना है। वी। कोलेरा ओ 1 स्ट्रेन N16961 के पूरे जीनोम का डीएनए अनुक्रम ज्ञात है।

गुणसूत्र 1 पर संगठित अनुक्रम विभिन्न प्रक्रियाओं के लिए जिम्मेदार प्रतीत होते हैं। इनमें डीएनए गुणन, कोशिका विभाजन, जीन प्रतिलेखन, प्रोटीन अनुवाद और कोशिका भित्ति संश्लेषण शामिल हैं।

क्रोमोसोम पर 2 राइबोसोमल प्रोटीन संश्लेषित होते हैं, जो शर्करा, आयनों और आयनों के परिवहन, शर्करा के चयापचय और डीएनए की मरम्मत के लिए जिम्मेदार होते हैं।

इस जीवाणु के भीतर, कम से कम सात बैक्टीरियोफेज या फिलामेंटस चरणों का पता लगाया गया है। फेज बैक्टीरिया के परजीवी वायरस हैं। फेज CTX उस क्रम का हिस्सा है जो हैजा विष (सीटी) के संश्लेषण के लिए कोड का योगदान देता है। यह लाइसोजेनिक रूपांतरण के कारण है, संक्षेप में, विब्रियो कोलेरी के कुछ उपभेदों की रोगजनकता रोगजनक कारकों की एक जटिल आनुवंशिक प्रणाली पर निर्भर करती है। उनमें से विष सह-विनियमित पाइलस उपनिवेशण कारक (टीसीपी) और एक नियामक प्रोटीन (ToxR) है जो सीटी और टीसीपी की अभिव्यक्ति को नियंत्रित करता है।

छूत

जब मनुष्य दूषित भोजन या पानी का सेवन करते हैं, तो बैक्टीरिया उनके पाचन तंत्र में प्रवेश कर जाते हैं। छोटी आंत में पहुंचने पर, यह उपकला में मस्से का पालन करता है।

एक बार वहां, यह विष को गुप्त करता है, जिससे जैव रासायनिक प्रक्रियाएं होती हैं जो दस्त का कारण बनती हैं। इस वातावरण में, बैक्टीरिया फ़ीड और प्रजनन करते हैं, मल के माध्यम से पर्यावरण में वापस जारी किए जाते हैं। इसका प्रजनन द्विदलीय द्वारा होता है।

Phylogeny और taxonomy

जीनस विब्रियो में 100 से अधिक वर्णित प्रजातियां शामिल हैं। इनमें से 12 मनुष्यों में बीमारी का कारण बनते हैं। यह बैक्टीरिया डोमेन, प्रोटोबैक्टीरिया फाइलम (गामा समूह), वाइब्रेशन्स ऑर्डर, वाइब्रायनैसी परिवार के अंतर्गत आता है।

विब्रियो कोलेरा जैव-रासायनिक और डीएनए परीक्षणों द्वारा अच्छी तरह से परिभाषित एक प्रजाति है। यह उत्प्रेरित और ऑक्सीडेज के लिए सकारात्मक परीक्षण करता है; और लैक्टोज को किण्वित नहीं करता है।

1854 में इटली के चिकित्सक फिलिपो पाकिनी ने हैजा के जीवाणुओं को अलग करने के लिए पहली बार किया था। पैसिनी ने इसे वैज्ञानिक नाम दिया और इसे रोग के कारक के रूप में पहचाना।

विब्रियो कोलेरी के 200 से अधिक सेरोग्रुप्स ज्ञात हैं, लेकिन आज तक केवल 01 और 0139 विषाक्त हैं। प्रत्येक सेरोग्रुप को अलग-अलग एंटीजेनिक रूपों या सेरोटाइप में विभाजित किया जा सकता है। इनमें ओगावा और इन्बा, या अलग-अलग जीवनी जैसे कि शास्त्रीय और टॉर हैं।

आकृति विज्ञान

विब्रियो कोलेरी एक बैसिलस (रॉड या रॉड के आकार का बैक्टीरिया) 1.5-2 माइक्रोन लंबा और 0.5 माइक्रोन चौड़ा होता है। इसके एक ध्रुव पर एक एकल ध्वजवाहक स्थित है। इसमें एक साइटोप्लाज्मिक झिल्ली होती है जो पेप्टिडोग्लाइकन की एक पतली दीवार से घिरी होती है।

बाहरी झिल्ली में फास्फोलिपिड्स, लिपोप्रोटीन, लिपोपॉलीसेकेराइड्स और पॉलीसैकराइड श्रृंखलाओं से बनी एक अधिक जटिल संरचना होती है।

बाहरी झिल्ली पॉलीसेकेराइड श्रृंखला की ओर प्रोजेक्ट करती है जो बैक्टीरिया की आसंजन क्षमता के लिए जिम्मेदार होती है और बायोफिल्म बनाती है।

इसके अलावा, कोशिका भित्ति के साथ मिलकर, यह मानव आंत्र पथ द्वारा उत्पादित पित्त लवण और हाइड्रोलाइटिक एंजाइम से साइटोप्लाज्म की रक्षा करता है।

वास

यह दो बहुत अलग निवास स्थान पर है: जलीय वातावरण और मानव आंत। अपने मुक्त चरण में, विब्रियो कोलेरी गर्म, कम लवणता वाले पानी में पनपती है।

यह नदियों, झीलों, तालाबों, मुहल्लों या समुद्र में रह सकता है। यह अफ्रीका, एशिया, दक्षिण अमेरिका और मध्य अमेरिका में स्थानिक है। फिर एक परजीवी के रूप में यह मनुष्य की छोटी आंत में रहता है।

जीवाणु भी उष्णकटिबंधीय समुद्र तट क्षेत्रों में पाया जाता है, 35% लवणता और 25 डिग्री सेल्सियस के तापमान वाले पानी में।

अफ्रीका में शुष्क क्षेत्रों और अंतर्देशीय में रोगजनक विब्रियो कोलेरा की उपस्थिति की सूचना मिली है। यह इंगित करता है कि प्रजातियां पहले से सोची गई तुलना में निवास स्थान भिन्नता की अधिक संख्या में जीवित रह सकती हैं।

कुछ अध्ययनों से पता चलता है कि विब्रियो कोलेरी एक जंगली जीवाणु है, जो उष्णकटिबंधीय वर्षावनों में मीठे पानी में पाया जाता है।

प्रजनन और जीवन चक्र

एक जीवाणु होने के नाते, यह द्विआधारी विखंडन या द्विदलीय द्वारा पुन: उत्पन्न करता है। विब्रियो कॉलेरी पानी में मुक्त प्लैंक्टोनिक विब्रियोस या वाइब्रियोस के समुच्चय के रूप में बना रहता है।

वाइब्रोज के एग्रीगेट्स फाइटोप्लांकटन, ज़ोप्लांकटन, कीट अंडे द्रव्यमान, एक्सोस्केलेटन, डिट्रिटस और यहां तक ​​कि जलीय पौधों पर बायोफिल्म बनाते हैं। वे चिटिन का उपयोग कार्बन और नाइट्रोजन के स्रोत के रूप में करते हैं।

बायोफिल्म में पानी के चैनलों से घिरे हुए बैक्टीरिया होते हैं, जो एक-दूसरे से जुड़े होते हैं और बाहरी पॉलीसेकेराइड उत्पादन द्वारा सब्सट्रेट से जुड़े होते हैं। यह बैक्टीरिया की एक पतली, जिलेटिनस परत है।

पर्यावरण विब्रियो को दूषित भोजन या पानी के सेवन के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। एक बार पाचन तंत्र के अंदर, बैक्टीरिया छोटी आंत के उपकला को उपनिवेशित करता है।

इसके बाद विब्रियो पाइलिस और विशेष प्रोटीन द्वारा म्यूकोसा को बांधता है। फिर, यह उसके गुणन और हैजा विष के स्राव को शुरू करता है। यह विष डायरिया को बढ़ावा देता है जिससे जीवाणु बाहरी वातावरण में फिर से प्रवेश करते हैं।

पोषण

इस जीवाणु में ग्लूकोज के किण्वन के आधार पर चयापचय होता है। मुक्त अवस्था में, यह विभिन्न कार्बनिक स्रोतों से अपना भोजन कार्बन और नाइट्रोजन के रूप में प्राप्त करता है। इनमें से कुछ चिटिन या कार्बन हैं जो फाइटोप्लांकटन से शैवाल द्वारा उत्सर्जित होते हैं।

लोहे के आत्मसात के लिए, प्रजाति साइडरोफोर विब्रियोबैक्टिन का उत्पादन करती है। Vibriobactin एक लोहे का आवरण यौगिक है जो इस खनिज को भंग कर देता है जिससे इसे सक्रिय परिवहन द्वारा अवशोषित किया जा सकता है।

जलीय वातावरण में, यह पारिस्थितिक तंत्र में इसके पोषण से संबंधित महत्वपूर्ण कार्यों को पूरा करता है। कार्बनिक कार्बन और खनिज पोषक तत्वों के पुनर्वितरण में योगदान देता है।

दूसरी ओर, यह जीवाणु रहित है। यह सब इसे जलीय पारिस्थितिक तंत्रों में माइक्रोबियल लूप या माइक्रोबियल फूड वेब्स में बैक्टीरियोप्लांकटन के भाग के रूप में एक प्रासंगिक भूमिका प्रदान करता है।

विब्रियो कॉलेरी अपने भोजन को बाहर पचाने के लिए मूलभूत प्रक्रियाओं को करता है, उन पदार्थों के माध्यम से जो इसे गुप्त करता है। यह तंत्र अन्य जीवाणुओं के समान है।

प्रजाति सब्सट्रेट पर कार्य करती है जिससे इसके पोषण के लिए आवश्यक खनिज तत्वों का विघटन होता है, जो बाद में अवशोषित हो जाते हैं। इसके अलावा, भोजन की खोज और प्रसंस्करण में वे अन्य जीवाणुओं पर हमला करते हैं। वे एक ही प्रजाति पर हमला कर सकते हैं, लेकिन अपने स्वयं के तनाव पर नहीं।

अन्य जीवाणुओं को मारने के लिए, वी। कोलेरा एक तंत्र का उपयोग करता है जिसे टाइप VI स्राव प्रणाली (T6SS) कहा जाता है। यह प्रणाली एक हापून के समान है जो अन्य ग्राम नकारात्मक जीवाणुओं की कोशिका भित्ति में प्रवेश करती है, जिससे उनकी मृत्यु हो जाती है।

इस प्रकार, इन जीवाणुओं के पोषण संबंधी यौगिक उपलब्ध हैं। T6SS बैक्टीरियोफेज द्वारा उपयोग की जाने वाली प्रणाली के समान है जो जीवाणु कोशिकाओं में अपनी आनुवंशिक जानकारी को टीका लगाते हैं। संभवतः इस प्रणाली का उपयोग विब्रियो कोलेरी द्वारा उपकला कोशिकाओं में अपने विष को टीका करने के लिए भी किया जाता है।

Pathogeny

हस्तांतरण

दूषित जल, वस्तुओं या भोजन के माध्यम से जीवाणुओं को फेकल-ओरल मार्ग द्वारा या तो व्यक्ति से व्यक्ति तक पहुँचाया जाता है। जब बिना किसी पूर्व प्रतिरक्षा के जनसंख्या में यह होता है तो हैजा विस्फोटक होता है।

वर्षों से यह सोचा गया था कि बीमारी के प्रसारण का मुख्य मार्ग दूषित पानी का सेवन था। आज यह ज्ञात है कि ऐसे खाद्य पदार्थ हैं जो विब्रियो कोलेरी के संचरण के लिए वाहन हो सकते हैं। इनमें से कुछ खाद्य पदार्थों में शामिल हैं: क्लैम्स, सीप, मसल्स, झींगा और केकड़े।

इनोकुलम की एक उच्च खुराक एक स्वस्थ व्यक्ति को बीमार बनाने के लिए आवश्यक है, लगभग 10 ⁵ - 10 ⁸ बैक्टीरिया। हालांकि, कमजोर या कुपोषित व्यक्तियों में इनोकुलम की बहुत कम मात्रा पर्याप्त होती है। रोग के लिए ऊष्मायन अवधि 6 घंटे से 5 दिनों तक होती है।

महामारी विज्ञान

यद्यपि 14 वीं शताब्दी के बाद से हैजा की महामारियों के बारे में जानकारी है, 19 वीं शताब्दी की शुरुआत में पहली प्रलेखित महामारी की तारीख। 1817 और 1923 के बीच, कम से कम छह ज्ञात हैजा महामारी हुई, जो विब्रियो हैजे के शास्त्रीय जीवनी के कारण हुई।

महामारी की यह श्रृंखला मुख्य रूप से गंगा नदी डेल्टा से भारत से शुरू हुई थी। एक बार जब यह मध्य पूर्व में पहुंच गया, तो इसका विस्तार वहां से यूरोप तक हो गया। यूरोप में प्रवेश का एक अन्य मार्ग अरब से कारवां के माध्यम से भूमध्यसागरीय था। यूरोप से यह अमेरिका में आया।

1923 से 1961 तक इस बीमारी के लिए एक महामारी-मुक्त अवधि थी और केवल हैजा के स्थानीय मामलों को ही जाना जाता था। 1961 में शुरू होने के साथ, यह टो नामक एक नए जीवनी के साथ फिर से जीवंत हो गया, जिसने सातवीं महामारी का कारण बना।

1990 के दशक से, 200 से अधिक सेरोग्रुप और टॉर के एटिपिकल रूपों की पहचान की गई है। 1991 में आठवां हैजा महामारी हुआ। वर्तमान में, हैजा के मामले मुख्य रूप से उप-सहारा अफ्रीका, भारत, दक्षिण पूर्व एशिया और कैरिबियन के कुछ क्षेत्रों तक सीमित हैं। इन क्षेत्रों में यह स्थानिक हो गया है।

कार्रवाई का रूप

बैक्टीरिया कई विषाक्त पदार्थों का उत्पादन करते हैं, लेकिन रोग के क्लासिक निर्जलीकरण लक्षण लक्षण हैजा एंटरोटॉक्सिन (टीसी) के कारण होते हैं।

यह एक गैर विषैले बी सबयूनिट और एक सक्रिय रूप से सक्रिय ए सबयूनिट से बना है। बी सबयूनिट छोटी आंत की उपकला कोशिकाओं के रिसेप्टर्स पर कार्य करता है। सबयूनिट एक अधिवृक्क चक्रवात को सक्रिय करता है।

एंटरोटॉक्सिन बैक्टीरिया के पिल्ले के माध्यम से आंतों के श्लेष्म में कोशिकाओं को बांधता है और एंजाइम एडिनाइलेट साइक्लेज़ को सक्रिय करके दस्त और निर्जलीकरण का कारण बनता है।

इससे इंट्रासेल्युलर चक्रीय एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट का उत्पादन बढ़ जाता है, जिससे म्यूकोसल कोशिकाएं बड़ी मात्रा में पानी और इलेक्ट्रोलाइट्स को पंप करती हैं।

Vibrio हैजा ZOT और ACE जैसे अन्य विषाक्त पदार्थों को छोड़ता है। वे प्रतिरक्षा प्रणाली की कोशिकाओं को बेअसर करके काम करते हैं जो वाइब्रोज (आईजीजी केस) को खत्म करने में सक्षम हैं। वे हैजा एंटरोटॉक्सिन (IgA केस) को भी बेअसर कर सकते हैं।

लक्षण और उपचार

लक्षणों में शामिल हैं: हाइपोवॉलेमिक शॉक, उल्टी, दस्त, एसिडोसिस, मांसपेशियों में ऐंठन, सूखी त्वचा, कांच या धँसी हुई आँखें, उच्च हृदय गति, सुस्ती और उनींदापन।

स्थानिक क्षेत्रों में हैजा से पीड़ित लोगों के पास बैक्टीरिया की उपस्थिति का पता चला है। रोगी बीमारी के दृश्य लक्षण पेश नहीं करते हैं, स्पर्शोन्मुख व्यक्तियों के अस्तित्व का संकेत देते हैं।

हैजा की रोकथाम योग्य है और मौखिक टीके हैं जो 60-66% तक बीमारी के खिलाफ प्रभावी हैं। हालांकि, प्रकोप प्राकृतिक घटनाओं के कारण या मनुष्यों के कारण हो सकते हैं। यह पानी को दूषित करने या सुरक्षित पानी और स्वच्छता तक पहुंच से समझौता करने से होता है।

पर्याप्त और समय पर निर्जलीकरण चिकित्सा मृत्यु दर को 1% से कम कर सकती है। एंटीबायोटिक उपचार vibrio बहा कम कर सकते हैं। हालांकि, इन उपचार उपायों में से किसी ने भी बीमारी के प्रसार में कोई बदलाव नहीं किया है।

आमतौर पर वयस्कों में उपयोग किए जाने वाले एंटीबायोटिक्स डॉक्सीसाइक्लिन और डॉक्सीसाइक्लिन समूह के होते हैं। Nitrofuran Furazolidone का उपयोग गर्भवती महिला में किया जाता है। बच्चों में सल्फैमेथॉक्साज़ोल और ट्राइमेथोप्रिम (एसएमजेड + टीएमपी) की सिफारिश की जाती है।

महामारी के नियंत्रण के लिए एक मूल तत्व सामान्य रूप से मल और स्वच्छता की स्थिति का पर्याप्त सैनिटरी प्रबंधन है। इस अर्थ में, हैजा गरीबी की स्थिति से जुड़ी बीमारी है।

शरीर में विब्रियो कोलेरी की उपस्थिति का पता प्रयोगशाला परीक्षणों जैसे पीसीआर, एलिसा परीक्षण या चयनात्मक संस्कृति मीडिया के उपयोग से लगाया जाता है।

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