Botulism of animals and human : (literature review)

Abstract

Botulism in animals and humans is a disease caused by botulinum toxin produced by Clostridium botulinum. From a historical point of view the disease has been known since the 10th century. First descriptions of the clinical signs and the course of the disease have been made by Kerner in the early 19th century. Nearly a century later the bacterium was isolated and several years later the botulinum toxin was first demonstrated. In 1949 the first attempts to describe the mechanism of action of botulinum toxin were published. With newer scientific methods it was possible to discover the amino acid sequence of botulinum toxins and the encoding gene. From the beginning of the 21st century not only the toxin itself but also the associated molecules that are influencing the action and survival time of the botulinum toxin came into the focus of scientists. According to the taxonomy Clostridium botulinum belongs to the class of Clostridia. From 209 known species less than 20 are pathogenic. They are grouped according to their toxins. The habitat of Clostridium botulinum is worldwide in soil, water sediment and the gastrointestinal tract of mammals, fishes and birds. There are several different media available to cultivate this obligate anaerobic bacterium. The botulinum toxin is one of the most potent toxins known. The toxins produced by Clostridium botulinum is grouped into Types from A to D and G. Toxin type E and F are produced by other Clostridia strains. Nowadays it is a fairly safe drug in human and veterinary medicine. More than 150 indications for botulinum toxin as a drug are known. The use of botulinum neurotoxin as a biological weapon has been known for a long time. It could be used as an aerosol as well as in the form of food and water contamination. After the past showed, that botulinum is a dangerous biological weapon the United States developed surveillance systems to detect outbreaks of botulism, categorized according to certain criteria. In different species of animals botulism has different epidemiology, pathogenesis, clinical - and pathological signs, also within a species the form of the disease may differ. Generally speaking botulism is mostly induced by uptake of the preformed toxin, which then as a consequence blocks the muscle function leading to a flaccid paralysis. In human beings the most common forms of botulism are food-born botulism, infant botulism and wound botulism with flaccid paralysis being the common consequence. The treatment is mainly symptomatic, but specific treatments are also known. For the future scientists still have a broad spectrum to discover.

Az állatok és az ember botulizmusát a Clostridium botulinum által termelt botulinum toxin idézi elő. Történeti források arra utalnak, hogy a betegség klinikai megjelenését már a 10. században is megfigyelték. A betegség klinikai tüneteit és lefolyását elsőként Kerner írta le a 19. század elején. Kevesebb, mint egy évszázaddal később a kórokozó baktériumot is izolálták, és néhány év elteltével a toxint is sikerült kimutatni. 1949-ben a botulinum toxin hatásmechanizmusa is leírásra került. A tudományban alkalmazott módszerek fejlődésével a toxin aminosav-sorrendje és az azt kódoló gén szekvenciája is ismertté vált. A C. botulinum baktériumfaj a Clostridium genusba tartozik, ahol a több, mint 100 faj között kevesebb, mint 20 fajnak van kórtani jelentősége. Ezek a fajok az általuk termelt toxinok és ezek hatása alapján csoportosíthatóak. A C. botulinum a Földön a talajban, természetes vizekben, emlősök, madarak és halak bélcsatornájában széleskörűen előfordul. Rendelkezésünkre állnak olyan táptalajok, amelyek segítségével sikeresen szaporíthatjuk ezt az obligát anaerob baktériumot. A botulinum toxin az egyik legerősebb hatású toxin, amit ismerünk. A C. botulinum által termelt toxinokat A-tól G-ig csoportokba sorolhatjuk, amelyek közül az E-t és a F-et más Clostridium fajok is termelhetik. Napjainkban a toxint mind az ember-, mind az állatgyógyászat területén több mint 150 indikációra gyógyszerként is felhasználják. A biológiai hadviselésben a botulinum neurotoxint, mint potenciális biológiai fegyvert tartják számon, amely során aerosol útján, vagy élelmiszer ill. ivóvíz útján történő célbajuttatással számolnak. Minthogy a botulinum toxin veszélyes biológiai fegyver lehet, így az Egyesült Államokban egy megfigyelő rendszert léptettek életbe, amely a tömeges botulizmus eseteket felderíti, vizsgálja, és bizonyos szempontok szerint csoportosítja. A különböző állatfajokban, de akár egy fajon belül is a botulizmus eltérő járványtani jellemzőkkel, kórfejlődéssel, klinikai és kórtani megjelenéssel járhat. Általában az állatok a kész toxint veszik fel, aminek eredményeként a különböző izmokban petyhüdt bénulás alakul ki, ami az esetek nagy részében légzésbénulással jár és elhulláshoz vezet. Emberben a botulizmus leggyakrabban élelmiszer közvetítette intoxikáció, csecsemők botulizmusa ill. sebfertőzéshez társuló botulizmus, ami petyhüdt bénulással jár. A kezelés főként tüneti, de specifikus kezelés szintén ismert. A botulizmus tárgykörében még mindig sok kérdés tisztázatlan.