Yhteenvetona botulismista

Ruotsalainen WIKIPEDIA mainitsee summa summarum seuraavaa:

• Taudin nimi tulee makkarasta "botulus"
  

Botulism (av lat. botulus "korv"), en allvarlig förgiftning som vanligen förekommer som matförgiftning. Giftet, botulinumtoxin, bildas när den vanligt förekommande anaeroba bakterien Clostridium botulinum har möjlighet att växa till i en näringsrik och syrefattig miljö.

• Botulinum tekee itiöitä, joita on kuten itse bakteeriakin maaperässä ja vedessä , pohjamudassa. Bakteerin muodostama pitkä aminohappokejtu toksiini on se, mikä tekee siitä myrkyllisen.
  

Botulinum bildar sporer och de såväl som själva bakterien finns ofta i jord, vatten och i bottenslammet i vattendrag. Bakterien i sig är i allmänhet inte sjukdomsframkallande när den förekommer i maten. Undantaget är spädbarn, i vars tarm bakterien kan överleva och tillväxa i en sådan grad att toxinhalterna blir farliga.

• Aiemmin syynä botulismiin oli huonosti kuumennetut kotitekoiset säilykkeet , nykyisin ruoan vaadittavan kuumentamisen jättäminen, sillä riittävä kuumennus tuhoaa tuon aminohappoketjun myrkyllisyyden.
  

Förr var det vanligt att botulism orsakades av dåligt upphettade hemgjorda konserver, men den smittvägen har nästan försvunnit. Smittvägen är numera ofta mat som har förvarats fel. Giftet är värmekänsligt och förstörs av tillagning, varför förgiftningsfall ofta orsakas av känslig mat som är avsedd att ätas kall. Under perioden 1969-2004 har ca 11 fall registrerats i Sverige. Smittkällan var i fyra fall kryddsill, i tre fall gravad fisk och i fyra fall rökt lax.

• Nykyisin on lisäapuna natriumnitriitti, joka estää klostridioitten lisääntymisen säilykkeessä ja makkarassa.
  

Sjukdomen är numera sällsynt i Sverige. Konserveringsmedel såsom natriumnitrit (E 250) tillsätts bl.a. till köttprodukter för att förhindra tillväxten av Clostridium botulinum, och därmed undvika att maten förgiftas.

• Botulinum toksiinirakenne on maailman myrkyllisimpiä aminohappoketjuja. Siinä on yli 1200 aminohappoa peräkkäin. Aminohapot yleensä denaturoituvat riittävässä kuumuudessa.
  

Botulinumtoxin är det giftigaste toxin som man känner till, några nanogram är dödande för människan. Förgiftningen blockerar nervimpulser och ger förlamning i bland annat andningsmuskulaturen. Motgift finns, men behandling med respirator kan vara nödvändigt. Sjukdomsfall som kommer under behandling i tid har en god prognos.

Clostridium botulinum ja ruoka

Kala ja meriravinto
Liha
Hedelmät ja vihannekset
Muu ruoka

• Kala ja meriravinto

Yleisesti ottaen kalojen ja merestä saadun animaalisen ravinnon kontaminoituminen C. botulinum- bakteerilla heijastaa vastaavan alueen sedimenttejä.
C. botulinum E esiintyy lähinnä P-Amerikan, Euroopan ja Aasian alueen kalassa ja veden selkärangattomissa eläimissä. C. botulinum-insidenssi riippuu alueesta ja kalatyypistä. Kaloissa on kidukset ja suolisto kaikkein saastuneimmat osat. Kidusten C. botulinum on indikaattori miljöösaasteesta. C. botulinum E ei yleensä lisäänny elävän kalan suolistossa. Mutta kuoli kala sitten mistä syystä tahansa niin C. botulinum voi alkaa kasvaa ja tuottaa BoNT toksiinia. Vesimiljöön sedimentissä olevat kuolleet kalat ovatkin osaltaan syynä C. botulinum- bakteerien pinttyneisyyteen ja lisääntymiseen. Kuolemaan johtavia botulismin purkauksia on esiintynyt siellä, missä on syöty kuolleita kaloja, joissa on korkeat pitoisuudet BoNT toksiineja.
C. botulinumia esiintyy myös Itämeren, Ruotsin ja Tanskan rannikkojen , Kaspian meren ja Japanin järvien kaloissa ja selkärangattomissa. Valmistetussa kalaravinnossa oleva kontaminaatio riippuu tuoreen, vasta pyydetyn kalan saastepitoisuudesta, kalanvalmistustavasta ja prosessoimisasteesta. C. botulinumia on tavattu suolatussa, pakastetussa ja vakuumipakatussa sekä pakastetussa ja pakatussa kalassa. Savustus vähentää C. botulinumia. Valmistetun kalan tavallisin klostridia on C. botulinum E. Mutta kaloista löytyy myös näitä: A, B, C, D ja F.

• Liharuoat

Lihassa ja lihatuotteissa C. botulinum- insidenssi on vähempi kuin kalassa. Eläimillä voi olla suolistossaan klostridioita, mitkä sitten lihaa prosessoitaessa joutuvat lihasta tehtyyn elintarvikkeeseen kontaminaationa. Toksiinilajeista on tunnistettu ensinnäkin A ja B, sitten C ja harvemmin E.
C. botulinum voi kontaminoida lähinnä sitä lihaa, joka on peräisin karjasta, possuista ja kananpojista. Kerran m. m. tehtiin kahdesti tutkimus vakuumipakatun pekonin näytteistä ( n= 140). Näissä tavattiin 2%- 6% Clostridium botulinumilla kontaminoituneeksi (1993).

• Hedelmät ja vihannekset

Tuoreet hedelmät ja vihannekset voivat olla C. botulinumilla kontaminoituneita, jos maaperä on ollut tästä bakteerilajista saastunutta. On tunnistettu C. botulinumia monestakin hedelmästä ja vihanneksesta, mutta pääasiassa niistä, jotka korjataan maaperästä. Lannoittaminen voi vaikuttaa kontaminaatiotasoon. Sieniviljelmissä eräässä maassa oli löydetty runsasta C. botulinum B kontaminaatiota kerran vuonna 1993, mutta vastaavassa tuotteessa muualla ei havaittu tätä bakteeria tai pitoisuus oli matala. Hedelmien ja vihannesten kontaminoituminen heijastaa maaperän kontaminaatiota. Tämä pätee C. botulinum A ja B tyyppiin.

Esim. Kalifornian hedelmistä ja vihanneksista on A-tyyppiä identifioitu ja Italian, Saksan ja muitten Euroopan maitten vihanneksista on löydetty B-tyyppiä. Ent. Neuvostoliiton alueelta tavataan näitä molempia. (Tieto on 1993 tuloksista).

• Muita elintarvikkeita

Hunaja eri puolilta maailmaa voi sisältää C. botulinumia. Yleensä kontaminaatiotaso on matala ( 1- 10 itiötä kilossa hunajaa), mutta ne hunajanäytteet, joista on aiheutunut vauvojen botulismia, ovat sisältäneet 1000 - 10 000 itiötä kilossa hunajaa. C. botulinum A tyyppiä on havaittu tässä yhteydessä useammin kuin B, C tai D tyyppiä.
Muissa elintarvikkeissa taas C. botulinumin esintyminen on vähäistä ( maitotuotteet, valmisruoat, boil-in bag- ruoat, vakuumipakatut, paineistetut (pressurized) , dehydroidut, tai pakastetut kuivatut ruoat.

LÄHDE: C. Montecucco. Clostridial neurotoxins 82005) Springer-Verlag
ISBN 3 - 540- 58452-8.

TeNT ja BoNT toksiineja tuottavat klostridia-lajit

• Tetanusbakteeri on tavallinen maaperässä kautta maailman. Mieluiten se viihtyy 20C asteisessa neutraalissa tai alkaalisessa maaperässä kosteuden ollessa 15%. Insidenssi on korkeampi lämpimissä maissa. Sitä voi löytyä eläinten suoliston sisällöstä, mutta se ei esiinny normaalin suolistoflooran merkitsevänä osatekijänä.

Clostridium tetani. Toxiini TeNT, aminohapppokejtun pituus 1315

• BoNT toksiinia tuottavat klostridiat

Botulinum bakteeria esiintyy laajalti maaperässä ja järvein sekä merien pohjasedimentissä useimmissa osissa maailmaa. Mutta eri toksiinityypit eivät jakaudu alueellisesti tasaisesti maailmassa. Muutamat esiintyvät yksinomaan ekologisilla alueilla. Toksiinityyppien maantieteelliseen jakaumaan vaikuttavista seikoista on vain niukasti tietoa, mutta yleisesti ottaen toksiinityyppejä A, B, E ja F on maaperässä ja suolaisten ja makeitten vesiealueitten sedimenteissä.
Useimmiten eriintyy toksiinityyppejä A ja B maaperänäytteissä ja niitten alueellinen jakaantuminen vaihtelee. Toksiinityyppiä E esiintyy meren ja järvenpohjan sedimentissä ja kaloissa pikemminkin kuin maaperässä.
Toksiinityyppejä C ja D esiintyy eläimissä ja linnuissa. Botulismiin kuolleitten eläinten raadot ovat näitten organismien päälähde. Niitä löytyy harvoin maaperänäytteistä, paitsi siellä, missä eläinten botulismi on hyvin yleistä.
C. botulinumia ei tavallisesti löydy terveen ihmisen ruoansulatuselimistöstä, kuitenkin eläinten suolensisällössä tavataan C. botulinum C ja D. Eläimistä tavataan terveitä kantajia sellaisilla alueilla, missä botulismikin on yleinen.

Clostridium botulinum A, toksiini BoNT/A, aminohappoketjun pituus 1296. Clostridium botulinum B, toksiini BoNT/B, aminohappoketjun pituus 1291
C. botulinum C, toksiini BoNT/C1, ketju 1291
C. Botulinum D, toksiini BoNT/D, ketju 1276.
C. botulinum E, toksiini BoNT/E, ketju 1251.
C. butyricum E, toksiini BuNT/E, ketju 1251.
C. botulinum F, toksiini BoNT/F, ketju 1274.
C. baratii F, toksiini BaNT/F, ketju 1268.
C. botulinum G, toksiini BoNT/G, ketju 1297.

• Eri klostridiumtyyppien esiintyminen prosentteina Euroopan alueella vuosien 1993, 1989 taulukoiden mukaan.

Ruotsi, Norja, Tanska, Grönlanti, Islanti, Baltian rannikot ( maaperä ja sedimentti): Positiivisten näytteitten määrä silloin 43 kpl ja niistä:
Toksiini A- tyyppiä 3%, B- tyyppiä 2 %, C/D -tyyppejä 0%, E- tyyppiä 95%, G- ja F-0% .

Englanti, Irlanti (sedimentti, maaperä) , Tanska, Islanti, Hollanti (maaperä) , 35 positiivista näytettä: A-tyyppiä ei, B-tyyppiä 67%, C/D- tyyppiä 19 %, E-tyyppiä 14 %, G ja F tyyppejä ei.

Ranska, Italia (maaperä): 4 positiivista näytettä. A-tyyppiä 29% , B-tyyppiä 71 %, C/D-, E-, F- ja G-tyyppejä 0%.

Sveitsi: 44 positiivista näytettä. A-tyyppiä 19%, B-tyyppiä 56%, C/D-tyyppiä 3 %, E tyyppiä 0%, G-tyyppiä 19 % ja F-tyyppiä 0%.

Chlostridiaa botulinum B-tyyppi on Keski- Euroopan ja Etelä-Euroopan tavallisin. Se on myös paljon yleisempi järvisedimentissä (lake and loch sediments) kuin maaperänäytteissä.

Lämpimän ja subtrooppisen sekä trooppisen ilmaston maaperässä on eniten C. botulinum A ja B tyyppejä.

C. botulinum E on alueesta riippuvainen enemmän kuin muut tyypit ja ilmenee maapallon pohjoispuoliskolla. Se pystyy kasvamaan hyvin matalissa lämpötiloissa ja kasvaa vetisissä olosuhteissa.

C. botulinum C ja D esiintyvät laajalti kautta maailman, lähinnä mudassa, suosedimentissä, lammissa ja merenrannikolla, joissa se on endeeminen vesilinnuissa. Tropiikissa sitä on myös maaperässä. C. botulinum D aiheuttaa eläinten kuten märehtijöitten ja hevosten botulismia. Niitten ruhot ja jyrsijät ovat yleisin lähde tälle klostridiatyypille. D-tyypin klostridiaa löytyy myös maaperästä sellaisissa paikoissa, missä eläinten botulismi on yleistä.

C. botulinum F ja G.
Ensimmäinen F-tyyppi tunnistettiin kotitekoisesta maksapasteijasta, joka oli aiheuttanut ihmisbotulismia Tanskassa 1960. F-tyyppiä löytyy meri- tai makean veden sedimentistä. G- tyyppi eristettiin ensimmäisen kerran Argentiinasta maaperänäytteestä, kun oltiin selvittämässä tuntemattomaan tautiin kuolleitten ihmisten kuolinsyytä 1970.
Näitä F- ja G-tyyppejä löytyy harvemmin kuin muita tyyppejä.

C. butyricum on laajalti levinnyt miljööbakteeri, niin maaperässä, makean veden kuin meren sedimenteissä, juustossa, terveitten vasikoitten suolistossa, eläinten ja ihmisten ulosteissa ja joskus myös todetaan kliinisistä näytteistä päätellen veressä, virtsassa, hengitysteissä, pleuraontelossa, vatsassa, haavoissa ja paiseissa. Se on joskus ollut syynä nekrotisoivaan enterokoliittiin vastasyntyneellä. Keinotekoinen ruokinta ja suoliston staassi edistävät C. butyricum- bakteerin ylikasvua suolessa. Bakteeriylikasvusta seuraa vedyn ja orgaanisten happojen muodostumista, lähinnä voihappoa, mikä vastasyntyneen nekrotisoivassa koliitissa on tämän bakteerin virulenssitekijä. Roomassa eristettiin vuonna 1986 kaksi C. butyricum kantaa, jotka tuottivat BoNT/E toksiinia. Toksigeenisten kantojen alkuperä jäi silloin mysteeriksi laajoista tutkimuksista huolimatta.

C. baratii
Tätä klostridiaa on eristetty maaperästä, sedimenteistä, ulosteista, rottien ulosteista ja joskus sotahaavoista, vatsaontelonnesteestä, silmän, korvan ja prostatan eritteestä. Toksigeeninen C. baratii joka tuottaa BoNT/F toksiinia on aiheuttanut ainakin yhden vauvan botulismin ja kaksi aikuisbotulismia .

LÄHDE: C. Montecucco. Clostridial neurotoxins. Springer Verlag 1995.
ISBN 3- 540- 58452-8

Kirja Clostrium lajin toksiineista

C. Montecucco (Editor): Clostridial neurotoxins. The molecular pathogenesis of tetanus and botulism.Springer-Verlag 1995. ISBN 3-540-58452

• Nerve cells become intoxicated by tetanus and botulism neurotoxins. These toxins bind to the presynaptic membrane and are internalized by endocytosis. Inside the neuron cytosol L chain of the translocated toxin blocks neuroexocytosis apparatus cleaving its different important components.

Hermosolut myrkyttyvät tetanus- ja botulinustoksiineista, sillä ne sitoutuvat presynaptiseen kalvoon ja sitten menevät endosytoosilla solun sisään. Siellä ne vapautuvat endosytoosirakkulasta ja silloin muodostunut L-ketju neuronin solulimassa alkaa blokeerata neuronaalista exosytoottista järjestelmää, sen tärkeitä osatekijöitä.

• 1884 TETANUS considered ( by Carle et Rattone) to be an infectious disease- and not a neurological disease . Chlostridium tetani bacteria became established 1889-1890 (Kitasato, Faber). Its proteic neurotoxin became demonstrated (by Tizzoni et Cattani) to be the cause of the disease. The toxin was shown to move retroaxonally (1892, Brushcettini) ) and to act at the spinal cord level.

Vuonna 1884 havaittiin tetanuksen olevan infektiotauti eikä vain neurologinen sairaus, kuten aiemmin oli luultu. Vuosina 1889 ja 1890 pystyttiin aiheuttava bakteeri kuvaamaan, Clostridium tetani. Sen proteiininen neurotoksiini osoitettiin ja samoin toksiinin retroaxonaalinen kulkeutuminen.

• The neurotoxin could be converted to a non pathogenic but still immunogenic form and that could be used as a vaccine (1925, Ramon et Descombey). To prevent tentanus by vaccination became a great success ( Galatzka et Gasse). Tetanus toxoid is now a standard immunogen in studies of molecular and cellular immunology. Tetanus neurotoxin (TeNT) is an intracellular metalloproteinase, zinc endopeptidase.

Neurotoksiini oli muunnettavissa nonpatogeeniseen muotoon , vaarattomaan , kuitenkin vielä immunogeeniseen muotoon ja käytettävissä rokotteen tavoin. Preventiivisestä tetanusrokotteesta tulikin oikea menestys. Nyt on tetanustoxoidi standardi immunogeeni molekulaarisen ja soluimmunologian tutkimuksissa. Tetanusneurotoksiini (TeNT) on luonteeltaan solunsisäinen metalloproteinaasi , sinkki-endopeptidaasi.

• BOTULISM is of minor health concern with respect to tetanus although it is much more frequent than that , and can be caused by seven different serotypes of botulinum neurotoxin (BoNT). These neurotoxins block neurotransmitter release at the neuromuscular junction ( Burgen et al. 1949). This effect can also be utilized in the treatment of a variety of diseases characterized by an unbalanced contraction of opposing muscles (Cardoso et Jankovic). So a terrible poison can be converted to an agent beneficial to human health. (Botulinum neurotoxin serotype A is currently in clinical) use.

BOTULISMI on pienempialainen ongelma maailmassa kuin TETANUS, mutta kuitenkin paljon tavallisempi ja sitä voi aiheuttaa seitsemän eri serotyyppiä botulinumtoksiinia (BoNT). Ne blokeeraavat hermonvälittäjäaineen vapautumisen hermolihasliitoksessa. Juuri tätä vaikutusta voidaan hyödyntää terapiassa erilaisissa taudeissa, joissa on kyse lihaskontraktion epätasapainosesta toisilleen vastakkaisissa lihaksissa. Niinkin kauhistuttava myrkky on siis muunnettavissa ihmisen terveydelle hyödylliseksi agenssiksi. Tavallisimmin kliinisesä käytössäon ollut botulinumtoksiinin serotyyppi A.

• Botulinum toxins are also intracellular metalloproteinases as tetanusneurotoxin. Botulinum neurotoxin type B is also a zinc endopeptidase. Botulinus toxin serotypes are A, B, C, D, E, F, G. The receptors of botulinum neurotoxins are expected to be proteins of the lumen of small synaptic vesicles.

Botulinumtoksiinitkin ovat intrasellulaarisia metalloproteinaaseja. Botulinumtoksiini B on myös sinkkiendopeptidaasi kuten tetanustoksiini. Serotyyppeja on seitsemän A- G. Niitten reseptoreitten oletetaan olevan pienten synaptisten rakkuloitten ontelossa sijaitsevia proteiineja.

• Other toxins beside the neurotoxins. C. tetani ja BoNT-producing clostridia also produce various toxins and enzymes e.g. lipase, lecithinase, protease, gelatinase, as the other toxigenic clostridia. The most importan are the C2 tocin and C3 exoenzyme.

Muitakin toksiineja esiintyy klostridioissa kuin neurotoksiineja. C. tetani ja BoNT-tuottavat klostridiumlajit tuottavat nekin muita toksiineja ja entsyymejä ( esim. lipaasia, lesitinaasia, proteaasia, gelatinaasia) kuten muut toksigeeniset klostridiat. Tärkeimmät näistä ovat C2 toksiini ja C3 eksotoksiini.

• C2 toxin is produced by C. botulinum C aand D. strains. This toxin consists of two independent peptide chains termed C2-I and C2-II. Both polypeptide chains are required for cell toxicity. C-II displays hemagglutinating activity. C2-1 is an ADP-ribosyltransferase. whose substrate is the cellular non-muscular G actin. F actin filaments depolymerizates and the cells are rounding up. C2 toxin interferes with noradrenaline release . C2 toxin increases vascular permeability, induces hemorrhage and edema in the lungs and leads to hypotonic effects. This binary toxin has an enterotoxin activity and degenerative and necrotic changes of the intestinal mucosa.

C2 toksiinia tuottaa C. botulinum serotyypit C ja D. Toksiinissa on kaksi itsenäistä peptidiketjua C-I ja C-II. Molempien läsnäollessa muodostuu solutoksisuus. C-II on hemagglutinoiva vaikutukseltaan. C-I on ADP-ribosyylitransferaasi, jonka kohde on non-muskulaarinen G-aktiini. F-aktiinifilamentit depolymerisoituvat ja solu pyöristyy. C2 toksiini vaikuttaa noradrenaliinin vapautumiseen, aiheuttaa verenvuotoa ja turvotusta keuhkoissa ja johtaa hypotoniaan. Tämä binäärinen toksiini on myös enterotoksiini ja vaikuttaa suolen limakalvossa degeneratiivisia ja nekroottisia muutoksia.

• C3 exoenzyme is and ADP-ribosyltransferase also produced by C. botulinum C and D strains and is distinct from the C2 toxin. It consists of a single peptide chain. Exoenzyme C3 catalyzes the ADP ribosylation of a small GTP binding protein called Rho and, to a lesser exctent, the Rac protein. Rho and Rac are parts of the Ras superfamily of proteins which are involved in the regulation of cell actin polymerization. C3 can not be internalized, it is exoenzyme. The minimum concentration causing a cytotoxic effect is 2-4 ug/ ml. The incidence of the C3 exoenzyme in natural disease is unknown.

C3 on exoentsyymi, jonka internalisoitumista ei tapahdu. Se on ADP-ribosyylitransferaasi ja sitä tuottuu C. botulinum serotyypeissä D ja C. Se katalysoi pienten GTP:hen sitoutuvien proteiinien, Ras-superperheen, ADP-ribosylaatiota. Ras- proteiinit säätelevät aktiinin polymerisaatiota. Pienikin määrä tätä exoentsyymiä on sytotoksista.

• Hemolysins

Tetanolysin produced by C-tetani is an oxygen-sensitive hemolysin which is related functionally and antigenically to streptolysin O, pneumolysin, listeriolysin and hemolysins produced by eight clostridial species including theta toxin of C. perfringens, tetanolysin and botulinolysin. These hemolysins belong to the thiol-activated cytolysin family. Tetanolysin is a single polypeptide. It lyzes a wide variety of cells: erythrocytes, leukocytes, macrophages, fibroblasts. Cytolytic activity is inhibited by oxidizing conditions, cholesterol, and related sterols.

Hemolysiinit
Clostridium tetani tuottaa tetanolysiiniä. joka on happimolekyylille herkkä hemolysiini ja funktionaalisesti ja antigeenisesti samankaltainen kuin streptolysiini O, pneumolysiini, listeriolysiini ja hemolysiinit, joita kaikissa kahdeksassa klostridiumlajissa tuottuu mukaanluettuna C. perfringens bakteerin tuottama theta-toksiini, tetanolysiini ja botulinolysiini. Nämä hemolysiinit kuuluvat tiolin aktivoimaan sytolysiiniperheeseen. Tetanolysiini on yksinkertainen polypeptidi. Se hajoittaa koko joukon soluja kuten erytrosyyttejä, valkosoluja, makrofageja, fibroblasteja. Tätä sytolyyttistä aktiivisuutta estää oksidoivat olosuhteet, kolesteroli ja vastaavat sterolit.

• List of the contents in this book.

Yllämainitun kirjan otsikoitten luettelo.
M.R. Popoff. Ecology of Neurotoxigenic Strains of Clostridia.
A. Galazka et F. Gasse. The Present Status of Tetanus and Tetanus Vaccination.
C.L. Hatheway. Botulism: The Present Status of the Disease.
G. Corradin et C. Watts. Cellular Immunology of Tetanus toxoid.
J.L. Middlebrook et J.E. Brown. Immunodiagnosis and Immunotherapy of Tetanus and Botulinum Neurotoxins.
C.C. Shone et H.S. Tranter. Growth of Clostridia and Preparation of Their Neurotoxins.
N.P. Minton. Molecular Genetics of Clostridial neurotoxins.
F. Benfenati et F. Valtorta. Neuroexocytosis.
J.L. halperin et E.A. Neale. Neurospecific Binding, Internalization and Retrograde Axonal Transport.
B. poulain, J. Molgo et S. Thesleff. Quantal Neurotransmitter Release and the Clostridial neurotoxins´Targets.
G. Schiavo, O. Rossetto, F. Tonello et C. Montecucco. Intracellular Targets and Metalloprotease Activity of Tetanus and Botulism neurotoxins.