Clostridium botulinum

::*Para a enfermidade causada por esta bacteria ver botulismo*

***Clostridium botulinum*** é unha bacteria grampositiva, con forma de bacilo produtora de varias toxinas e causante do botulismo. As toxinas máis coñecidas son as neurotoxinas, subdivididas en tipos do A ao G, ou toxinas botulínicas, que causan unha parálise muscular fláccida, típica do botulismo. Tamén son os principais axentes paralizantes do *Botox*, utilizado con fins médicos e estéticos. *C. botulinum* é un organismo anaerobio formador de esporas, que produce endósporas ovais e subterminais e atópase comunmente nos solos.

## Bioloxía 
*Clostridium botulinum* é un bacilo anerobio obrigado, o que significa que o oxíxeno é velenoso para as súas células. Porén, *C. botulinum* tolera trazas de oxíxeno debido a que ten o encima superóxido dismutase (SOD), que é unha importante defensa antioxidante en case todas as células expostas ao oxíxeno. *C. botulinum* só pode producir neurotoxina durante a fase de esporulación, o cal só ocorre nun ambiente anaerobio, o que prefire a especie. Outras especies bacterianas producen esporas en ambientes desfavorables para o seu crecemento para preservar a viabilidade do organismo e permitir a supervivencia en estado dormente ata que as esporas queden expostas a un ambiente favorable.

No laboratorio *Clostridium botulinum* íllase xeralmente en medio de crecemento TSC (triptosa sulfito cicloserina) en ambiente anaerobio con menos dun 2% de oxíxeno. Isto pode conseguirse usando varios *kits* comerciais que usan unha reacción química para substituír o O2 por CO2 (E.J. GasPak System). *C. botulinum* é un microorganismo lipase positivo que crece entre pH 4,8 e 7 e non pode usar a lactosa como fonte de carbono primaria, que son características importantes durante a identificación bioquímica.

## Historia e taxonomía 
*Clostridium botulinum* foi descuberto e illado en 1895 por Emile van Ermengem a partir de xamón curado caseiro que orixinara casos de botulismo. O illado recibiu inicialmente o nome de *Bacillus botulinus*, polo nome latino *botulus*, que significa salchicha (a "intoxicación por salchichas" en mal estado foi un problema común nos séculos XVIII e XIX en Alemaña, e estaba causado moi probablemente polo botulismo) Os illados doutros casos eran sempre organismos anaerobios formadores de esporas, polo que Ida Bengston propuxo que o organismo debería ser encadrado no xénero *Clostridium*, xa que o xénero *Bacillus* estaba restrinxido a bacilos aerobios formadores de esporas.

Desde 1959 todas as especies que producen a neurotoxinas botulínicas (tipos A-G) desígnanse co nome de *C. botulinum*. Existen evidencias importantes fenotípicas e xenotípicas que demostran a heteroxeneidade dentro da especie. Isto levou a que se fixese unha reclasificación das cepas de *C. botulinum* tipo G como a especie nova *Clostridium argentinense*.

As cepas de *Clostridium botulinum* do grupo I que non producen toxina botulínica considéranse como pertencentes á especie *Clostridium sporogenes*. (ver grupos fenotípicos máis abaixo e non confundilos cos tipos de toxina).

O xenoma completo de *C. botulinum* xa foi secuenciado (Sanger).

## Fenotipos 
A nomenclatura actual de *C. botulinum* recoñece catro grupos fisiolóxicos (I-IV). A clasificación está baseada na capacidade do organismo de dixerir proteínas complexas. Estudos do ADN e ARNr destas bacterias apoian a subdivisión das especies nos grupos I-IV. A maioría dos estalidos de casos de botulismo humano están causados polo grupo I (proteolítico) ou o II (non proteolítico) de *C. botulinum*. Os do grupo III causan principalmente enfermidades en animais. Non se rexistrou nunca un caso de *C. botulinum* do grupo IV que causase enfermidade en humanos ou animais.

## Patoloxía 
A intoxicación por botulismo pode ocorrer debido a consumir alimentos envasados en casa e conservados incorrectamente, alimentos de baixa acidez que non foron procesados utilizando os tempos axeitados de conservación e/ou presión.

## Tipos de neurotoxina 
A produción de neurotoxina é a característica común da especie *C. botulinum*. Identificáronse sete tipos de toxinas e asignáronselles as letras do A ao G. A maioría das cepas producen un tipo de neurotoxina pero describíronse cepas que producen múltiples toxinas. Os *Clostridium botulinum* que producen toxinas dos tipos B e F illáronse de casos de botulismo humano en Novo México e California. O tipo de toxina foi denominado Bf xa que a toxina de tipo B foi atopada en exceso no tipo F. De xeito similar, informouse da existencia de cepas que producen toxinas Ab e Af. Hai probas de que os xenes das neurotoxinas sufriron transferencia horizontal de xenes, posiblemente a partir dunha fonte viral. Esta teoría está apoiada na presenza de sitios de integración que flanquean o xene da toxina nalgunhas cepas de *C. botulinum*. Porén, estes sitios de integración son degradados, o que indica que *C. botulinum* adquiriu os xenes da toxina hai moito tempo no seu pasado evolutivo.

Só os tipos A, B, E, e F causan enfermidade en humanos, mentres que os tipos C e D causan enfermidade en vacas, aves, e outros animais pero non en humanos. O procedemento estándar para determinar o tipo de toxina é un bioensaio con ratos, pero os xenes dos tipos A, B, E, e F poden agora diferenciarse rapidamente usando a reacción en cadea da polimerase en tempo real.

Unhas poucas cepas doutros organismos identificados xeneticamente como pertencentes a outras especies de *Clostridium* poden causar tamén botulismo humano. Son: *Clostridium butyricum*, que produce toxina do tipo E e *Clostridium baratii*, que produce toxina do tipo F. A capacidade de *C. botulinum* de transferir de forma natural xenes das neurotoxinas a outros clostridios é preocupante, especialmente para a industria alimentaria, na cal os sistemas de conservación están deseñados para destruír ou inhibir só a *C. botulinum* pero non a outras especies de *Clostridium*.

## *Clostridium botulinum* en diferentes áreas xeográficas 
Varios estudos cuantitativos estatísticos sobre esporas de *C. botulinum* no ambiente suxiren unha prevalencia de tipos específicos de toxinas en determinadas áreas xeográficas, ao cal non se lle atopou unha explicación.

### Europa 
O *Clostridium botulinum* de tipo E é prevalente en sedimentos acuáticos en Noruega e Suecia, Dinamarca, Países Baixos, e nas costas do mar Báltico de Polonia e Rusia.

### Norteamérica 
O *C. botulinum* de tipo A é o predominante nas mostras de solo das rexións do oeste, mentres que o tipo B é o principal nas áreas do leste. Os organismos de tipo B eran do tipo proteolítico I. Os sedimentos das rexións dos Grandes Lagos foron estudados despois de estalidos de botulismo entre peixes criados comercialmente e só se detectaron esporas de tipo E. Un estudo indicou que as cepas de tipo A eran illadas de solos que eran neutros ou alcalinos (pH medio de 7,5) mentres que as cepas do tipo B eran illadas de solos lixeiramente ácidos (pH medio do 6,25).

### Australia 
O *Clostridium botulinum* de tipo A atopouse en mostras de solos de áreas de montaña de Victoria. Os organismos de tipo B foron detectados en lodo mariño de Tasmania. O *C. botulinum* de tipo A atopouse nos arredores de Sydney e os tipos A e B illáronse de áreas urbanas. Nunha área ben definida da rexión de Darling-Downs de Queensland, outro estudo mostrou que había unha prevalencia e persistencia de *C. botulinum* de tipo B despois de que se producisen moitos casos de botulismo en cabalos.

## Outros 
**Probas**. O tipo de toxina botulínica presente determínase cunha proba de "protección de rato" ou "bioensaio de rato" utilizando anticorpos monoclonais. Pode tamén usarse para detectar a toxina un ensaio de inmunoabsorbencia con encima unido (ELISA) con anticorpos etiquetados con digoxixenina, e a PCR en tempo real pode detectar os xenes da toxina nun organismo. considerando un peso medio da persoa de ~75&nbsp;kg); polo que 1&nbsp;kg desta substancia sería dabondo para matar a total poboación mundial humana. Como comparación, unha cuarta parte do peso dun gran de area típico (350&nbsp;ng) de toxina botulínica sería unha dose letal para un ser humano.

**Resistencia das esporas**. *Clostridium botulinum* é unha bacteria do solo. As súas esporas poden sobrevivir na maioría dos ambientes e son moi difñiciles de matar. Poden sobrevivir á temperatura de ebulición da auga a nivel do mar, polo que moitos alimentos son enlatados fervéndoos a presión para que se chegue a unha temperatura máis alta, suficiente para matar as esporas.

**Alimentos**. O crecemento da bacteria pode impedirse cunha alta acidez, unha alta proporción de azucre disolvido, altos niveis de oxíxeno, niveis moi baixos de humidade ou mediante o almacenamento a temperaturas por debaixo de 3&nbsp;°C para o tipo A. Por exemplo, en latas de vexetais de baixa acidez como feixóns verdes que non foron quentados dabondo como para matar as esporas pode haber un medio libre de oxíxeno no que crezan as esporas e produzan a toxina. Por outra parte, os alimentos conservados con vinagre son o suficientemente ácidos como para impedir o crecemento da bacteria, e mesmo se están presentes as esporas, estas non poden causar dano ao consumidor. O mel, xarope de millo, e outros edulcorantes poden conter esporas pero estas non poden crecer en solucións con tanta concentración de azucres; porén, cando un destes edulcorantes é diluído nun ambiente baixo en oxíxeno, como pode ser o aparato dixestivo pouco ácido dun neno pequeno, as esporas poden crecer alí e producir toxinas. En canto os nenos pequenos empecen a comer alimentos sólidos, os zumes dixestivos vanse facer máis ácidos e a bacteria xa non poderá crecer.

## Notas 
## Véxase tamén 
### Ligazóns externas 
* Pathema-*Clostridium* Recursos
* 
* Investigación actual sobre *Clostridium botulinum* no Norwich Research Park