Informatie

20.6: Acellulaire pathogene ziekten van het zenuwstelsel - Biologie


vaardigheden om te ontwikkelen

  • Identificeer de meest voorkomende acellulaire pathogenen die infecties van het zenuwstelsel kunnen veroorzaken
  • Vergelijk de belangrijkste kenmerken van specifieke virale ziekten die het zenuwstelsel aantasten

Een aantal verschillende virussen en subvirale deeltjes kunnen ziekten veroorzaken die het zenuwstelsel aantasten. Gelukkig zijn virale infecties over het algemeen milder dan hun bacteriële tegenhangers en verdwijnen ze vaak spontaan. Enkele van de belangrijkste acellulaire pathogenen van het zenuwstelsel worden in deze sectie beschreven.

Virale meningitis

Hoewel het veel vaker voorkomt dan bacteriële meningitis, is virale meningitis doorgaans minder ernstig. Veel verschillende virussen kunnen leiden tot meningitis als gevolg van de primaire infectie, waaronder virussen die herpes, griep, mazelen en de bof veroorzaken. De meeste gevallen van virale meningitis verdwijnen spontaan, maar er komen ook ernstige gevallen voor.

Arbovirale encefalitis

Verschillende soorten door insecten overgedragen virussen kunnen encefalitis veroorzaken. Gezamenlijk worden deze virussen arbovirussen genoemd (omdat ze artropo-borne), en de ziekten die ze veroorzaken, worden beschreven als arbovirale encefalitis. De meeste arbovirussen zijn endemisch voor specifieke geografische regio's. Arborvirale encefalitisziekten die in de Verenigde Staten worden aangetroffen, zijn onder meer oostelijke paardenencefalitis (EEE), westelijke paardenencefalitis (WEE), St. Louis-encefalitis en West-Nijl-encefalitis (WNE). Uitbreiding van arbovirussen buiten hun endemische gebieden komt soms voor, meestal als gevolg van veranderingen in de omgeving die gunstig zijn voor het virus of zijn vector. Door het toegenomen reizen van geïnfecteerde mensen, dieren of vectoren hebben arbovirussen zich ook naar nieuwe regio's kunnen verspreiden.

In de meeste gevallen zijn arbovirale infecties asymptomatisch of leiden ze tot een milde ziekte. Wanneer er echter symptomen optreden, zijn deze onder meer hoge koorts, koude rillingen, hoofdpijn, braken, diarree en rusteloosheid. Bij oudere patiënten kan ernstige arbovirale encefalitis snel leiden tot convulsies, coma en overlijden.

Muggen zijn de meest voorkomende biologische vectoren voor arbovirussen, die meestal omhulde ssRNA-virussen zijn. Preventie van arbovirale infecties wordt dus het best bereikt door muggen te vermijden - insectenwerend middel gebruiken, lange broeken en mouwen dragen, slapen in goed afgeschermde kamers, muskietennetten gebruiken, enz.

De diagnose van arbovirale encefalitis is gebaseerd op klinische symptomen en serologische testen van serum of liquor. Er zijn geen antivirale geneesmiddelen om een ​​van deze arbovirale ziekten te behandelen, dus de behandeling bestaat uit ondersteunende zorg en beheersing van symptomen.

Oosterse paardenencefalitis (EEE) wordt veroorzaakt door het oosterse paardenencefalitisvirus (EEEV), dat ernstige ziekten kan veroorzaken bij paarden en mensen. Vogels zijn reservoirs voor EEEV die per ongeluk worden overgedragen op paarden en mensen door: Aedes, Coquillettidia, en Culex soorten muggen. Noch paarden noch mensen dienen als reservoirs. EEE komt het meest voor in de Amerikaanse Golfkust en de Atlantische staten. EEE is een van de ernstiger door muggen overgedragen ziekten in de Verenigde Staten, maar gelukkig is het een zeer zeldzame ziekte in de Verenigde Staten (Figuur (PageIndex{1})).12

Western equine encefalitis (WEE) wordt veroorzaakt door het western equine encefalitis virus (WEEV). WEEV wordt meestal overgedragen op paarden en mensen door de Culex tarsalis muggen en heeft in het afgelopen decennium zeer weinig gevallen van encefalitis bij mensen in de Verenigde Staten veroorzaakt. Bij mensen zijn WEE-symptomen minder ernstig dan EEE en omvatten koorts, koude rillingen en braken, met een sterftecijfer van 3-4%. Net als EEEV zijn vogels het natuurlijke reservoir voor WEEV. Om onduidelijke redenen hebben zich in het verleden regelmatig epidemieën van gevallen bij mensen voorgedaan in Noord-Amerika. De grootste geregistreerde was in 1941, met meer dan 3400 gevallen.3

Afbeelding (PageIndex{1}): (a) Een valse kleur TEM van een speekselkliercel van een mug toont een infectie van het oostelijke paardenencefalitisvirus (rood). (b) CT (links) en MRI (rechts) scans van de hersenen van kinderen met oosterse paardenencefalitis-infecties, die afwijkingen (pijlen) vertonen als gevolg van de infectie. (credit a, b: aanpassingen van het werk van de Centers for Disease Control and Prevention)

St. Louis encefalitis (SLE), veroorzaakt door het St. Louis encefalitisvirus (SLEV), is een zeldzame vorm van encefalitis met symptomen die voorkomen bij minder dan 1% van de geïnfecteerde patiënten. De natuurlijke reservoirs voor SLEV zijn vogels. SLEV wordt het vaakst aangetroffen in het stroomgebied van de Ohio-Mississippi-rivier in de centrale Verenigde Staten en is genoemd naar een ernstige uitbraak in Missouri in 1934. De ergste uitbraak van St. Louis-encefalitis vond plaats in 1975, met meer dan 2000 gerapporteerde gevallen.4Mensen raken besmet wanneer ze worden gebeten door C. tarsalis, C. quinquefasciatus, of C. pipiens muggen die SLEV dragen. De meeste patiënten zijn asymptomatisch, maar bij een klein aantal personen variëren de symptomen van milde griepachtige syndromen tot fatale encefalitis. Het totale sterftecijfer voor symptomatische patiënten is 5-15%.5

Japanse encefalitis, veroorzaakt door het Japanse encefalitisvirus (JEV), is de belangrijkste oorzaak van door vaccinatie te voorkomen encefalitis bij mensen en is endemisch in enkele van de dichtstbevolkte landen ter wereld, waaronder China, India, Japan en heel Zuidoost-Azië. JEV wordt op mensen overgedragen door Culex muggen, meestal de soort C. tritaeniorhynchus. De biologische reservoirs voor JEV zijn onder andere varkens en waadvogels. De meeste patiënten met JEV-infecties zijn asymptomatisch, met symptomen die optreden bij minder dan 1% van de geïnfecteerde personen. Ongeveer 25% van degenen die encefalitis ontwikkelen, sterft echter, en van degenen die herstellen, heeft 30-50% psychiatrische, neurologische of cognitieve stoornissen.6 Gelukkig is er een effectief vaccin dat infectie met JEV kan voorkomen. De CDC beveelt dit vaccin aan voor reizigers die verwachten meer dan een maand in endemische gebieden door te brengen.

Zoals de naam al doet vermoeden, is het West-Nijlvirus (WNV) en de bijbehorende ziekte, West-Nijl-encefalitis (WNE), niet afkomstig uit Noord-Amerika. Tot 1999 was het endemisch in het Midden-Oosten, Afrika en Azië; de eerste Amerikaanse gevallen werden echter in 1999 in New York vastgesteld en in 2004 had het virus zich over de hele continentale Verenigde Staten verspreid. Meer dan 35.000 gevallen, waaronder 1400 sterfgevallen, werden bevestigd in de periode van vijf jaar tussen 1999 en 2004. WNV-infectie blijft rapporteerbaar aan de CDC.

WNV wordt op mensen overgedragen door Culex muggen uit zijn natuurlijke reservoir, geïnfecteerde vogels, waarbij 70-80% van de geïnfecteerde patiënten geen symptomen ervaart. De meeste symptomatische gevallen betreffen slechts milde, griepachtige symptomen, maar minder dan 1% van de geïnfecteerde mensen ontwikkelt ernstige en soms fatale encefalitis of meningitis. Het sterftecijfer bij WNV-patiënten die een neurologische aandoening ontwikkelen, is ongeveer 10%. Meer informatie over het West-Nijlvirus is te vinden in Modes of Disease Transmission.

Deze interactieve kaart identificeert gevallen van verschillende arbovirale ziekten bij mensen en reservoirsoorten per staat en per jaar voor de Verenigde Staten.

Oefening (PageIndex{1})

  1. Waarom is het onwaarschijnlijk dat arbovirale encefalitisvirussen in de toekomst zullen worden uitgeroeid?
  2. Wat is de meest voorkomende vorm van virale encefalitis in de Verenigde Staten?

Zika-virusinfectie

Zika-virusinfectie is een opkomende arbovirale ziekte die wordt geassocieerd met ziekten bij de mens in Afrika, Zuidoost-Azië en Zuid- en Midden-Amerika; zijn bereik breidt zich echter uit als gevolg van het wijdverbreide bereik van zijn mugvector. De eerste gevallen uit de Verenigde Staten werden in 2016 gemeld. Het Zika-virus werd voor het eerst beschreven in 1947 van apen in het Zika-woud van Oeganda via een netwerk dat gele koorts bewaakt. Het werd niet als een ernstige menselijke ziekteverwekker beschouwd totdat de eerste grootschalige uitbraken in 2007 plaatsvonden in Micronesië;7 het virus heeft echter de afgelopen tien jaar bekendheid gekregen, omdat het naar voren is gekomen als een oorzaak van symptomen die vergelijkbaar zijn met andere arbovirale infecties, waaronder koorts, huiduitslag, conjunctivitis, spier- en gewrichtspijn, malaise en hoofdpijn. Muggen van de Aedes genus zijn de primaire vectoren, hoewel het virus ook seksueel kan worden overgedragen, van moeder op baby tijdens de zwangerschap of via een bloedtransfusie.

De meeste Zika-virusinfecties leiden tot milde symptomen zoals koorts, een lichte uitslag of conjunctivitis. Infecties bij zwangere vrouwen kunnen echter een nadelige invloed hebben op de zich ontwikkelende foetus. Rapporten in 2015 geven aan dat foetale infecties kunnen leiden tot hersenbeschadiging, waaronder een ernstig geboorteafwijking genaamd microcefalie, waarbij het kind wordt geboren met een abnormaal klein hoofd (Figuur (PageIndex{2})).8

De diagnose van Zika is voornamelijk gebaseerd op klinische symptomen. De FDA heeft echter onlangs toestemming gegeven voor het gebruik van een Zika-virus-RNA-assay, Trioplex RT-PCR en Zika MAC-ELISA om het bloed en de urine van patiënten te testen om de ziekte van het Zika-virus te bevestigen. Er zijn momenteel geen antivirale behandelingen of vaccins voor het Zika-virus en de behandeling is beperkt tot ondersteunende zorg.


Afbeelding (PageIndex{2}): (a) Deze ingekleurde elektronenmicrofoto toont Zika-virusdeeltjes (rood). (b) Vrouwen die tijdens de zwangerschap met het Zika-virus zijn geïnfecteerd, kunnen kinderen krijgen met microcefalie, een misvorming die wordt gekenmerkt door een abnormaal klein hoofd en hersenen. (credit a, b: aanpassingen van het werk van de Centers for Disease Control and Prevention)

Oefening (PageIndex{3})

  1. Wat zijn de tekenen en symptomen van een Zika-virusinfectie bij volwassenen?
  2. Waarom wordt een Zika-virusinfectie beschouwd als een ernstige bedreiging voor de volksgezondheid?

Hondsdolheid

Hondsdolheid is een dodelijke zoönose die al sinds de oudheid bekend is. De ziekte wordt veroorzaakt door het rabiësvirus (RV), een lid van de familie Rhabdoviridae, en wordt voornamelijk overgedragen via de beet van een geïnfecteerd zoogdier. Rhabdoviridae zijn omhulde RNA-virussen met een kenmerkende kogelvorm (Figuur (PageIndex{3})); ze werden voor het eerst bestudeerd door Louis Pasteur, die het rabiësvirus verkreeg van hondsdolle honden en het virus kweekte bij konijnen. Hij bereidde met succes een vaccin tegen hondsdolheid met behulp van gedroogde zenuwweefsels van geïnfecteerde dieren. Dit vaccin werd in 1885 voor het eerst gebruikt om een ​​geïnfecteerd mens te behandelen.

De meest voorkomende reservoirs in de Verenigde Staten zijn wilde dieren zoals wasberen (30,2% van alle diergevallen in 2014), vleermuizen (29,1%), stinkdieren (26,3%) en vossen (4,1%); samen waren deze dieren in 2014 verantwoordelijk voor in totaal 92,6% van de gevallen van rabiës bij dieren in de Verenigde Staten. De resterende 7,4% van de gevallen dat jaar waren gedomesticeerde dieren zoals honden, katten, paarden, muilezels, schapen, geiten en lama's.9 Hoewel er in de Verenigde Staten doorgaans slechts één of twee gevallen bij de mens per jaar zijn, veroorzaakt rabiës nog steeds wereldwijd tienduizenden menselijke sterfgevallen per jaar, voornamelijk in Azië en Afrika.

De lage incidentie van hondsdolheid in de Verenigde Staten is voornamelijk het gevolg van de wijdverbreide vaccinatie van honden en katten. Een oraal vaccin wordt ook gebruikt om wilde dieren, zoals wasberen en vossen, te beschermen tegen infectie. Programma's voor orale vaccins zijn meestal gericht op geografische gebieden waar rabiës endemisch is.10 Het orale vaccin wordt meestal geleverd in een pakket lokaas dat per vliegtuig wordt gedropt, hoewel het lokken in stedelijke gebieden met de hand wordt gedaan om de veiligheid te maximaliseren.11 Veel landen vereisen een quarantaine of een bewijs van inenting tegen hondsdolheid voor huisdieren die het land worden binnengebracht. Deze procedures zijn vooral streng in eilandstaten waar hondsdolheid nog niet voorkomt, zoals Australië.

De incubatietijd voor hondsdolheid kan lang zijn, variërend van enkele weken of maanden tot meer dan een jaar. Terwijl het virus zich vermenigvuldigt, verplaatst het zich van de plaats van de beet naar motorische en sensorische axonen van perifere zenuwen en verspreidt het zich van zenuw naar zenuw met behulp van een proces dat retrograde transport wordt genoemd, en vindt uiteindelijk zijn weg naar het CZS via de spinale ganglia. Zodra het rabiësvirus de hersenen bereikt, leidt de infectie tot encefalitis veroorzaakt door de verstoring van de normale neurotransmitterfunctie, wat resulteert in de symptomen die gepaard gaan met hondsdolheid. De virionen werken in de synaptische ruimten als concurrenten met een verscheidenheid aan neurotransmitters voor acetylcholine-, GABA- en glycine-receptoren. De werking van het rabiësvirus is dus eerder neurotoxisch dan cytotoxisch. Nadat het rabiësvirus de hersenen heeft geïnfecteerd, kan het zich blijven verspreiden via andere neuronale paden, vanuit het CZS naar weefsels zoals de speekselklieren, waar het virus kan worden vrijgegeven. Als gevolg hiervan kan het virus, naarmate de ziekte voortschrijdt, in veel andere weefsels worden aangetroffen, waaronder de speekselklieren, smaakpapillen, neusholte en tranen.

De vroege symptomen van hondsdolheid zijn ongemak op de plaats van de beet, koorts en hoofdpijn. Zodra het virus de hersenen bereikt en er later symptomen optreden, is de ziekte altijd dodelijk. Terminale gevallen van hondsdolheid kunnen op twee manieren eindigen: woedende of verlamde hondsdolheid. Personen met woedende hondsdolheid worden erg geagiteerd en hyperactief. Hydrofobie (een angst voor water) komt vaak voor bij patiënten met woedende hondsdolheid, die wordt veroorzaakt door spierspasmen in de keel bij het slikken of denken aan water. Overmatige speekselvloed en een verlangen om te bijten kan leiden tot schuimvorming in de mond. Dit gedrag dient om de kans op virale overdracht te vergroten, hoewel contact met geïnfecteerde afscheidingen zoals speeksel of tranen alleen voldoende is voor infectie. De ziekte culmineert al na een paar dagen met angst en verwarring, gevolgd door cardiovasculaire en ademstilstand. Daarentegen volgen personen met paralytische hondsdolheid over het algemeen een langer ziekteverloop. De spieren op de plaats van infectie raken verlamd. Na verloop van tijd verspreidt de verlamming zich langzaam door het lichaam. Deze verlamde vorm van ziekte culmineert in coma en de dood.

Voordat de huidige diagnostische methoden beschikbaar waren, werd de diagnose rabiës gesteld met behulp van een klinische anamnese en histopathologisch onderzoek van biopsie of autopsieweefsels, op zoek naar de aanwezigheid van negerlichamen. We kennen nu deze histologische veranderingen kan niet worden gebruikt om een ​​diagnose van rabiës te bevestigen. Er zijn geen tests die het rabiësvirus bij mensen kunnen detecteren op het moment van de beet of kort daarna. Zodra het virus zich begint te vermenigvuldigen (maar voordat klinische symptomen optreden), kan het virus worden gedetecteerd met behulp van een immunofluorescentietest op huidzenuwen aan de basis van haarzakjes. Speeksel kan ook worden getest op viraal genetisch materiaal door reverse transcriptie gevolgd door polymerasekettingreactie (RT-PCR). Zelfs wanneer deze tests worden uitgevoerd, worden de meeste vermoedelijke infecties als positief behandeld bij afwezigheid van tegenstrijdig bewijs. Het is beter dat patiënten onnodige therapie ondergaan vanwege een vals-positieve uitslag, dan overlijden aan een vals-negatieve uitslag.

Rabiësinfecties bij de mens worden behandeld door immunisatie met meerdere doses van een verzwakt vaccin om actieve immuniteit bij de patiënt te ontwikkelen (zie het kenmerk Klinische focus in het hoofdstuk over acellulaire pathogenen). Vaccinatie van een reeds geïnfecteerde persoon heeft het potentieel om te werken vanwege de langzame voortgang van de ziekte, waardoor het immuunsysteem van de patiënt tijd heeft om antilichamen tegen het virus te ontwikkelen. Patiënten kunnen ook worden behandeld met humaan rabiës-immunoglobuline (antilichamen tegen het rabiësvirus) om passieve immuniteit te stimuleren. Deze antilichamen neutraliseren alle vrije virale deeltjes. Hoewel de rabiësinfectie langzaam vordert in perifere weefsels, zijn patiënten normaal gesproken niet in staat om zelf een beschermende immuunrespons op te bouwen.

Afbeelding (PageIndex{3}): Virions van het rabiësvirus hebben een karakteristieke kogelachtige vorm. (credit: wijziging van het werk door de Centers for Disease Control and Prevention)

Oefening (PageIndex{4})

  1. Hoe brengt de beet van een besmet dier hondsdolheid over?
  2. Wat is het doel van inentingsprogramma's voor dieren in het wild tegen hondsdolheid?
  3. Hoe wordt rabiës bij een mens behandeld?

Poliomyelitis

Poliomyelitis (polio), veroorzaakt door het poliovirus, is een voornamelijk darmziekte die in een klein percentage van de gevallen overgaat in het zenuwstelsel, wat verlamming en mogelijk de dood veroorzaakt. Poliovirus is zeer besmettelijk, waarbij overdracht plaatsvindt via de fecaal-orale route of door aerosol- of druppeloverdracht. Ongeveer 72% van alle poliovirusinfecties verloopt asymptomatisch; nog eens 25% resulteert alleen in milde darmaandoeningen, die misselijkheid, koorts en hoofdpijn veroorzaken.12 Maar zelfs als er geen symptomen zijn, kunnen patiënten die met het virus zijn geïnfecteerd, het in de ontlasting en orale afscheidingen uitscheiden, waardoor het virus mogelijk op anderen wordt overgedragen. In ongeveer één op de 200 gevallen tast het poliovirus cellen in het CZS aan.13

Nadat het via de mond is binnengekomen, vindt de initiële replicatie van poliovirus plaats op de plaats van implantatie in de keelholte en het maagdarmkanaal. Naarmate de infectie vordert, is het poliovirus meestal aanwezig in de keel en in de ontlasting voordat de symptomen optreden. Een week na het begin van de symptomen is er minder poliovirus in de keel, maar gedurende enkele weken wordt het poliovirus nog steeds uitgescheiden in de ontlasting. Poliovirus dringt het lokale lymfoïde weefsel binnen, komt in de bloedbaan terecht en kan vervolgens cellen van het CZS infecteren. Replicatie van poliovirus in motorneuronen van de voorhoorncellen in het ruggenmerg, de hersenstam of de motorcortex resulteert in celvernietiging en leidt tot slappe verlamming. In ernstige gevallen kan dit het ademhalingssysteem betreffen, met de dood tot gevolg. Patiënten met een verminderde ademhalingsfunctie worden behandeld met positieve-drukbeademingssystemen. In het verleden waren patiënten soms beperkt tot Emerson-beademingsapparaten, ook wel ijzeren longen genoemd (Figuur (PageIndex{4})).

Directe detectie van het poliovirus uit de keel of feces kan worden bereikt met behulp van reverse transcriptase PCR (RT-PCR) of genomische sequencing om het genotype te identificeren van het poliovirus dat de patiënt infecteert. Serologische tests kunnen worden gebruikt om te bepalen of de patiënt eerder is gevaccineerd. Er zijn geen therapeutische maatregelen voor polio; behandeling is beperkt tot verschillende ondersteunende maatregelen. Deze omvatten pijnstillers, rust, warmtetherapie om spierspasmen te verlichten, fysiotherapie en corrigerende beugels indien nodig om te helpen bij het lopen, en mechanische ventilatie om indien nodig te helpen bij het ademen.

Afbeelding (PageIndex{4}): (a) Een Emerson-respiratoire (of ijzeren long) die werd gebruikt om sommige polio-slachtoffers te helpen ademen. (b) Polio kan ook leiden tot een verminderde motorische functie. (credit b: wijziging van het werk door de Centers for Disease Control and Prevention)

In de jaren vijftig werden twee verschillende vaccins geïntroduceerd die hebben geleid tot de dramatische afname van polio wereldwijd (Figuur (PageIndex{5})).Het Salk-vaccin is een geïnactiveerd poliovirus dat voor het eerst werd geïntroduceerd in 1955. Dit vaccin wordt toegediend via intramusculaire injectie. Het Sabin-vaccin is een oraal poliovaccin dat een verzwakt virus bevat; het werd goedgekeurd voor gebruik in 1962. Er zijn drie serotypes van poliovirus die ziekte veroorzaken bij mensen; zowel de Salk- als de Sabin-vaccins zijn effectief tegen alle drie.

Verzwakte virussen van het Sabin-vaccin worden uitgescheiden in de feces van geïmmuniseerde individuen en hebben dus het potentieel om niet-geïmmuniseerde individuen te infecteren. Tegen het einde van de jaren negentig waren de weinige poliogevallen uit de Verenigde Staten terug te voeren op het Sabin-vaccin. In deze gevallen zorgden mutaties van het verzwakte virus na vaccinatie er waarschijnlijk voor dat de microbe terugkeerde naar een virulente vorm. Om deze reden zijn de Verenigde Staten in 2000 exclusief overgestapt op het Salk-vaccin. Omdat het Salk-vaccin een geïnactiveerd virus bevat, is er geen risico op overdracht naar anderen (zie Vaccins). Momenteel worden vier doses van het vaccin aanbevolen voor kinderen: op de leeftijd van 2, 4 en 6-18 maanden en op de leeftijd van 4-6 jaar.

In 1988 lanceerde de WHO het Global Polio Eradication Initiative met als doel polio wereldwijd uit te roeien door middel van immunisatie. Dat doel is nu bijna gerealiseerd. Polio is nu endemisch in slechts een paar landen, waaronder Afghanistan, Pakistan en Nigeria, waar vaccinatie-inspanningen zijn verstoord door militaire conflicten of politieke instabiliteit.

Afbeelding (PageIndex{5}): (a) Polio wordt veroorzaakt door het poliovirus. (b) Twee Amerikaanse virologen ontwikkelden de eerste poliovaccins: Albert Sabin (links) en Jonas Salk (rechts). (credit a: wijziging van het werk door de Centers for Disease Control and Prevention)

Overdraagbare spongiforme encefalopathieën

Acellulaire infectieuze agentia die prionen worden genoemd, zijn verantwoordelijk voor een groep verwante ziekten die bekend staan ​​als overdraagbare spongiforme encefalopathieën (TSE's) die voorkomen bij mensen en andere dieren (zie Viroïden, Virusoïden en Prionen). Alle TSE's zijn degeneratieve, dodelijke neurologische ziekten die optreden wanneer hersenweefsel wordt geïnfecteerd door prionen. Deze ziekten beginnen langzaam; symptomen worden misschien pas zichtbaar na een incubatieperiode van jaren en misschien tientallen jaren, maar de dood treedt meestal binnen enkele maanden tot enkele jaren na het verschijnen van de eerste symptomen op.

TSE's bij dieren omvatten scrapie, een ziekte bij schapen die al sinds de 18e eeuw bekend is, en chronische verspillende ziekte, een ziekte van herten en elanden in de Verenigde Staten en Canada. Gekkekoeienziekte wordt gezien bij runderen en kan op mensen worden overgedragen door de consumptie van geïnfecteerde zenuwweefsels. Menselijke prionziekten omvatten de ziekte van Creutzfeldt-Jakob en kuru, een zeldzame ziekte die endemisch is in Papoea-Nieuw-Guinea.

Prionen zijn infectieuze eiwitachtige deeltjes die geen virussen zijn en geen nucleïnezuur bevatten. Ze worden meestal overgedragen door blootstelling aan en inname van geïnfecteerde weefsels van het zenuwstelsel, weefseltransplantaties, bloedtransfusies of besmette fomites. Prion-eiwitten worden normaal gesproken aangetroffen in een gezond hersenweefsel in een vorm die PrP . wordt genoemdC. Als dit eiwit echter verkeerd wordt gevouwen tot een gedenatureerde vorm (PrPSc), kan het ziekte veroorzaken. Hoewel de exacte functie van PrPC momenteel niet wordt begrepen, vouwt het eiwit zich in meestal alfa-helices en bindt het koper. Het bedrieglijke eiwit daarentegen vouwt zich voornamelijk in beta-geplooide vellen en is resistent tegen proteolyse. Bovendien, PrPSc kan PrP . inducerenC om verkeerd gevouwen te worden en meer malafide eiwitten te produceren (Figuur (PageIndex{6})).

als PrPSc accumuleert, aggregeert en vormt fibrillen in zenuwcellen. Deze eiwitcomplexen zorgen er uiteindelijk voor dat de cellen afsterven. Als gevolg hiervan vormen hersenweefsels van geïnfecteerde personen massa's neurofibrillaire knopen en amyloïde plaques die de hersenen een sponsachtig uiterlijk geven, daarom worden deze ziekten spongiforme encefalopathie genoemd ([link]). Schade aan hersenweefsel resulteert in een verscheidenheid aan neurologische symptomen. Meestal lijden getroffen personen aan geheugenverlies, persoonlijkheidsveranderingen, wazig zien, ongecoördineerde bewegingen en slapeloosheid. Deze symptomen verergeren geleidelijk na verloop van tijd en culmineren in coma en overlijden.

De gouden standaard voor het diagnosticeren van TSE is het histologische onderzoek van hersenbiopten op de aanwezigheid van karakteristieke amyloïde plaques, vacuolen en prioneiwitten. Artsen moeten zeer voorzichtig zijn bij het hanteren van vermoedelijk prion-geïnfecteerde materialen om te voorkomen dat ze zelf geïnfecteerd raken. Andere weefseltesten zoeken naar de aanwezigheid van het 14-3-3-eiwit, een marker voor prionziekten zoals de ziekte van Creutzfeldt-Jakob. Nieuwe testen, zoals RT-QuIC (real-time quaking-geïnduceerde conversie), bieden nieuwe hoop om de abnormale prioneiwitten in weefsels eerder in de loop van de infectie effectief te detecteren. Prionziekten zijn niet te genezen. Sommige medicijnen kunnen echter helpen hun voortgang te vertragen. Medische ondersteuning is gericht op het zo comfortabel mogelijk houden van patiënten ondanks progressieve en slopende symptomen.

Afbeelding (PageIndex{6}): De replicatieve cyclus van verkeerd gevouwen prioneiwitten.

Omdat met prionen besmet materiaal potentiële infectiebronnen zijn voor klinische wetenschappers en artsen, verstrekken zowel de Wereldgezondheidsorganisatie als de CDC informatie om het risico op infecties door prionen te informeren, voor te lichten en te minimaliseren.

Oefening (PageIndex{6})

  1. Reproduceren prionen zich in de conventionele zin?
  2. Wat is het verband tussen prionen en de verwijdering van dierlijke bijproducten uit de voeding van landbouwhuisdieren?

ACELLULAIRE INFECTIES VAN HET ZENUWSTELSEL

Ernstige gevolgen vormen de rode draad bij deze neurologische aandoeningen. Verschillende veroorzaken slopende verlamming, en sommige, zoals de ziekte van Creutzfeldt-Jakob en hondsdolheid, zijn altijd of bijna altijd dodelijk. Aangezien er maar weinig medicijnen beschikbaar zijn om deze infecties te bestrijden, zijn vectorcontrole en vaccinatie van cruciaal belang voor preventie en inperking. Figuur (PageIndex{7}) vat enkele belangrijke virale en prioninfecties van het zenuwstelsel samen.

Afbeelding (PageIndex{7}): Acellulaire infecties van het zenuwstelsel.

Sleutelbegrippen en samenvatting

  • virale meningitis komt vaker voor en is over het algemeen minder ernstig dan bacteriële menigitis. Het kan het gevolg zijn van secundaire gevolgen van veel virussen of worden veroorzaakt door infecties van arbovirussen.
  • Verschillende soorten arbovirale encefalitis zijn geconcentreerd op bepaalde geografische locaties over de hele wereld. Deze door muggen overgedragen virale infecties van het zenuwstelsel zijn doorgaans mild, maar kunnen in sommige gevallen levensbedreigend zijn.
  • Zika-virus is een opkomende arbovirale infectie met over het algemeen milde symptomen bij de meeste personen, maar infecties van zwangere vrouwen kunnen de geboorteafwijking microcefalie veroorzaken.
  • Polio is meestal een milde darminfectie, maar kan schadelijk of dodelijk zijn als het zich ontwikkelt tot een neurologische aandoening.
  • Hondsdolheid is bijna altijd dodelijk als het niet wordt behandeld en blijft wereldwijd een groot probleem.
  • Overdraagbare spongiforme encefalopathieën zoals Creutzfeldt-Jakob ziekte en kuru worden veroorzaakt door prionen. Deze ziekten zijn onbehandelbaar en uiteindelijk dodelijk. Vergelijkbare prionziekten komen voor bij dieren.

Voetnoten

  1. 1 US Centers for Disease Control and Prevention, "Eastern Equine Encephalitis Virus Ziektegevallen en sterfgevallen gerapporteerd aan CDC per jaar en klinische presentatie, 2004-2013", 2014. http://www.cdc.gov/EasternEquineEnce..._2004- 2013.pdf.
  2. 2 Amerikaanse centra voor ziektebestrijding en -preventie, "Eastern Equine Encephalitis, Symptomen & Behandeling, 2016", geraadpleegd op 29 juni 2016. https://www.cdc.gov/easternequineenc.../symptoms.html.
  3. 3 Amerikaanse centra voor ziektebestrijding en -preventie, "Western Equine Encephalitis—Verenigde Staten en Canada, 1987", Wekelijks rapport over morbiditeit en sterfte 36, nee. 39 (1987): 655.
  4. 4 Amerikaanse centra voor ziektebestrijding en -preventie, "Saint Louis encefalitis, Epidemiology & Geographic Distribution", geraadpleegd op 30 juni 2016. http://www.cdc.gov/sle/technical/epi.html.
  5. 5 Amerikaanse centra voor ziektebestrijding en -preventie, "Saint Louis encefalitis, symptomen en behandeling", geraadpleegd op 30 juni 2016. http://www.cdc.gov/sle/technical/symptoms.html.
  6. 6 Amerikaanse centra voor ziektebestrijding en -preventie, "Japanse encefalitis, symptomen en behandeling", Geraadpleegd op 30 juni 2016. http://www.cdc.gov/japaneseencephali...oms/index.html.
  7. 7 Sikka, Veronica, Vijay Kumar Chattu, Raaj K. Popli, Sagar C. Galwankar, Dhanashree Kelkar, Stanley G. Sawicki, Stanislaw P. Stawicki en Thomas J. Papadimos, "De opkomst van het zika-virus als een wereldwijde bedreiging voor de gezondheid : Een overzicht en een consensusverklaring van de INDUSEM Joint Working Group (JWG),” Journal of Global Infectious Diseases 8, nee. 1 (2016): 3.
  8. 8 Mlakar, Jernej, Misa Korva, Nataša Tul, Mara Popović, Mateja Poljšak-Prijatelj, Jerica Mraz, Marko Kolenc et al., "Zika-virus geassocieerd met microcefalie," New England Journal of Medicine 374, nee. 10 (2016): 951-8.
  9. 9 Amerikaanse centra voor ziektebestrijding en -preventie, "Rabies, Wild Animals", 2016. Betreden op 13 september 2016. http://www.cdc.gov/rabies/location/u...d_animals.html.
  10. 10 Slate, Dennis, Charles E. Rupprecht, Jane A. Rooney, Dennis Donovan, Donald H. Lein en Richard B. Chipman, "Status van orale rabiësvaccinatie bij wilde carnivoren in de Verenigde Staten", Virusonderzoek 111, nee. 1 (2005): 68-76.
  11. 11 Finnegan, Christopher J., Sharon M. Brookes, Nicholas Johnson, Jemma Smith, Karen L. Mansfield, Victoria L. Keene, Lorraine M. McElhinney en Anthony R. Fooks, "Rabiës in Noord-Amerika en Europa", Tijdschrift van de Royal Society of Medicine 95, nee. 1 (2002): 9-13. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1279140/.
  12. 12 Amerikaanse centra voor ziektebestrijding en -preventie, "Global Health - Polio", 2014. Geraadpleegd op 30 juni 2016. http://www.cdc.gov/polio/about/index.htm.
  13. 13 Amerikaanse centra voor ziektebestrijding en -preventie, "Global Health - Polio", 2014. http://www.cdc.gov/polio/about/index.htm.

Bijdrager

  • Nina Parker, (Shenandoah University), Mark Schneegurt (Wichita State University), Anh-Hue Thi Tu (Georgia Southwestern State University), Philip Lister (Central New Mexico Community College) en Brian M. Forster (Saint Joseph's University) met vele bijdragende auteurs. Originele inhoud via Openstax (CC BY 4.0; gratis toegang op https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction)


20.6: Acellulaire pathogene ziekten van het zenuwstelsel - Biologie

Alle door MDPI gepubliceerde artikelen worden direct wereldwijd beschikbaar gesteld onder een open access licentie. Er is geen speciale toestemming nodig om het door MDPI gepubliceerde artikel geheel of gedeeltelijk te hergebruiken, inclusief figuren en tabellen. Voor artikelen die zijn gepubliceerd onder een open access Creative Common CC BY-licentie, mag elk deel van het artikel zonder toestemming worden hergebruikt, op voorwaarde dat het originele artikel duidelijk wordt geciteerd.

Feature Papers vertegenwoordigen het meest geavanceerde onderzoek met een aanzienlijk potentieel voor grote impact in het veld. Feature Papers worden ingediend op individuele uitnodiging of aanbeveling door de wetenschappelijke redacteuren en ondergaan peer review voorafgaand aan publicatie.

De Feature Paper kan ofwel een origineel onderzoeksartikel zijn, een substantiële nieuwe onderzoeksstudie waarbij vaak verschillende technieken of benaderingen betrokken zijn, of een uitgebreid overzichtsdocument met beknopte en nauwkeurige updates over de laatste vooruitgang in het veld dat systematisch de meest opwindende vooruitgang in de wetenschappelijke literatuur. Dit type paper geeft een blik op toekomstige onderzoeksrichtingen of mogelijke toepassingen.

Editor's Choice-artikelen zijn gebaseerd op aanbevelingen van de wetenschappelijke redacteuren van MDPI-tijdschriften van over de hele wereld. Redacteuren selecteren een klein aantal artikelen die recentelijk in het tijdschrift zijn gepubliceerd en waarvan zij denken dat ze bijzonder interessant zijn voor auteurs, of belangrijk zijn op dit gebied. Het doel is om een ​​momentopname te geven van enkele van de meest opwindende werken die in de verschillende onderzoeksgebieden van het tijdschrift zijn gepubliceerd.


Lezingen

Zomer 2016

BIOL 2420: Microbiologie voor gezondheidswetenschappen

DATUM LEZING ONDERWERP HOOFDSTUK

6/2 Prokaryote organismen 3, 11

6/7 Genexpressie/DNA-uitwisseling 7

6/8 Genexpressie/ Regulatie 7

6/9 Acellulaire pathogenen 13

6/14 Eukaryotische cellen, organismen 3, 12, delen van 19-24

6/15 Chemie van het metabolisme

6 /21 Voeding en groei 6

6 /22 Controle van microben in de omgeving 9

6 /23 Controle van microben in het lichaam 10

6 /30 Adaptieve immuniteit 16

6/5 Infectieus proces en volgen 14

6 /6 Immuniteit verwerven 17

6/12 Ziekten van de huid 19

6/13 Ziekten van het zenuwstelsel 20

6 /14 Ziekten van de bloedsomloop 21

6 /19 Ziekten van de luchtwegen 22

6/20 Ziekten van het spijsverteringskanaal 23

6 /21 Ziekten van het urogenitale kanaal 24


186 Zenuwstelselaandoeningen

Aan het einde van dit gedeelte kunt u het volgende doen:

  • Beschrijf de symptomen, mogelijke oorzaken en behandeling van verschillende voorbeelden van aandoeningen van het zenuwstelsel

Een zenuwstelsel dat correct functioneert, is een fantastisch complexe, goed geoliede machine - synapsen vuren op de juiste manier af, spieren bewegen wanneer dat nodig is, herinneringen worden gevormd en opgeslagen, en emoties worden goed gereguleerd. Helaas krijgen elk jaar miljoenen mensen in de Verenigde Staten te maken met een of andere aandoening van het zenuwstelsel. Terwijl wetenschappers mogelijke oorzaken van veel van deze ziekten hebben ontdekt, en levensvatbare behandelingen voor sommige, probeert lopend onderzoek manieren te vinden om al deze aandoeningen beter te voorkomen en te behandelen.

Neurodegeneratieve aandoeningen

Neurodegeneratieve aandoeningen zijn ziekten die worden gekenmerkt door een verlies van het functioneren van het zenuwstelsel die gewoonlijk worden veroorzaakt door neuronale dood. Deze ziekten verergeren over het algemeen in de loop van de tijd naarmate meer en meer neuronen afsterven. De symptomen van een bepaalde neurodegeneratieve ziekte zijn gerelateerd aan waar in het zenuwstelsel de dood van neuronen plaatsvindt. Spinocerebellaire ataxie leidt bijvoorbeeld tot neuronale dood in het cerebellum. Het afsterven van deze neuronen veroorzaakt problemen in evenwicht en lopen. Neurodegeneratieve aandoeningen omvatten de ziekte van Huntington, amyotrofische laterale sclerose, de ziekte van Alzheimer en andere vormen van dementie, en de ziekte van Parkinson. Hier wordt dieper ingegaan op de ziekte van Alzheimer en Parkinson.

Ziekte van Alzheimer

De ziekte van Alzheimer is de meest voorkomende oorzaak van dementie bij ouderen. In 2012 leden naar schatting 5,4 miljoen Amerikanen aan de ziekte van Alzheimer, en de betalingen voor hun zorg worden geschat op $ 200 miljard. Ongeveer één op de acht mensen van 65 jaar of ouder heeft de ziekte. Als gevolg van de veroudering van de babyboomgeneratie zullen er in de Verenigde Staten naar verwachting in het jaar 2050 maar liefst 13 miljoen Alzheimerpatiënten zijn.

Symptomen van de ziekte van Alzheimer zijn onder meer storend geheugenverlies, verwarring over tijd of plaats, moeite met het plannen of uitvoeren van taken, slecht beoordelingsvermogen en persoonlijkheidsveranderingen. Problemen met het ruiken van bepaalde geuren kunnen ook wijzen op de ziekte van Alzheimer en kunnen dienen als een vroeg waarschuwingssignaal. Veel van deze symptomen komen ook vaak voor bij mensen die normaal ouder worden, dus het zijn de ernst en de levensduur van de symptomen die bepalen of iemand aan de ziekte van Alzheimer lijdt.

De ziekte van Alzheimer is genoemd naar Alois Alzheimer, een Duitse psychiater die in 1911 een rapport publiceerde over een vrouw die ernstige symptomen van dementie vertoonde. Samen met zijn collega's onderzocht hij de hersenen van de vrouw na haar dood en meldde de aanwezigheid van abnormale klonten, die nu amyloïde plaques worden genoemd, samen met verwarde hersenvezels die neurofibrillaire knopen worden genoemd. Amyloïde plaques, neurofibrillaire knopen en een algehele afname van het hersenvolume worden vaak gezien in de hersenen van Alzheimerpatiënten. Verlies van neuronen in de hippocampus is vooral ernstig bij gevorderde Alzheimerpatiënten. (Figuur) vergelijkt een normaal brein met het brein van een Alzheimerpatiënt. Veel onderzoeksgroepen onderzoeken de oorzaken van deze kenmerken van de ziekte.

Eén vorm van de ziekte wordt meestal veroorzaakt door mutaties in een van de drie bekende genen. Deze zeldzame vorm van de vroege ziekte van Alzheimer treft minder dan vijf procent van de patiënten met de ziekte en veroorzaakt dementie die begint tussen de leeftijd van 30 en 60 jaar. De meer voorkomende vorm van de ziekte met een laat begin heeft waarschijnlijk ook een genetische component. Een bepaald gen, apolipoproteïne E (APOE) heeft een variant (E4) die de kans op het krijgen van de ziekte van een drager vergroot. Er zijn veel andere genen geïdentificeerd die mogelijk betrokken zijn bij de pathologie.

Bezoek deze website voor videolinks over genetica en de ziekte van Alzheimer.

Helaas is er geen remedie voor de ziekte van Alzheimer. De huidige behandelingen zijn gericht op het beheersen van de symptomen van de ziekte. Omdat een afname van de activiteit van cholinerge neuronen (neuronen die de neurotransmitter acetylcholine gebruiken) vaak voorkomt bij de ziekte van Alzheimer, werken verschillende geneesmiddelen die worden gebruikt om de ziekte te behandelen door de neurotransmissie van acetylcholine te verhogen, vaak door remming van het enzym dat acetylcholine afbreekt in de synaptische spleet. Andere klinische interventies richten zich op gedragstherapieën zoals psychotherapie, sensorische therapie en cognitieve oefeningen. Aangezien de ziekte van Alzheimer het normale verouderingsproces lijkt te kapen, wordt er veel onderzoek gedaan naar preventie. Roken, zwaarlijvigheid en cardiovasculaire problemen kunnen risicofactoren zijn voor de ziekte, dus behandelingen hiervoor kunnen ook helpen om de ziekte van Alzheimer te voorkomen. Sommige onderzoeken hebben aangetoond dat mensen die intellectueel actief blijven door spelletjes te spelen, te lezen, muziekinstrumenten te bespelen en later sociaal actief te zijn, een verminderd risico hebben om de ziekte te ontwikkelen.


Ziekte van Parkinson

Net als de ziekte van Alzheimer is de ziekte van Parkinson een neurodegeneratieve ziekte. Het werd voor het eerst gekenmerkt door James Parkinson in 1817. Elk jaar worden 50.000-60.000 mensen in de Verenigde Staten gediagnosticeerd met de ziekte. De ziekte van Parkinson veroorzaakt het verlies van dopamine-neuronen in de substantia nigra, een middenhersenstructuur die beweging regelt. Verlies van deze neuronen veroorzaakt veel symptomen, waaronder tremor (trillen van vingers of een ledemaat), vertraagde beweging, spraakveranderingen, evenwichts- en houdingsproblemen en stijve spieren. De combinatie van deze symptomen veroorzaakt vaak een kenmerkende langzame, voorovergebogen schuifelende stap, geïllustreerd in (Figuur). Patiënten met de ziekte van Parkinson kunnen ook psychische symptomen vertonen, zoals dementie of emotionele problemen.

Hoewel sommige patiënten een vorm van de ziekte hebben waarvan bekend is dat deze wordt veroorzaakt door een enkele mutatie, blijven voor de meeste patiënten de exacte oorzaken van de ziekte van Parkinson onbekend: de ziekte is waarschijnlijk het gevolg van een combinatie van genetische en omgevingsfactoren (vergelijkbaar met de ziekte van Alzheimer).Post-mortemanalyse van hersenen van Parkinsonpatiënten toont de aanwezigheid van Lewy-lichaampjes - abnormale eiwitklonters - in dopaminerge neuronen. De prevalentie van deze Lewy-lichaampjes hangt vaak samen met de ernst van de ziekte.

Er is geen remedie voor de ziekte van Parkinson en de behandeling is gericht op het verlichten van de symptomen. Een van de meest voorgeschreven medicijnen voor Parkinson is L-DOPA, een chemische stof die door neuronen in de hersenen wordt omgezet in dopamine. Deze omzetting verhoogt het algehele niveau van dopamine-neurotransmissie en kan helpen het verlies van dopaminerge neuronen in de substantia nigra te compenseren. Andere medicijnen werken door het enzym te remmen dat dopamine afbreekt.


Neurologische ontwikkelingsstoornissen

Neurologische ontwikkelingsstoornissen treden op wanneer de ontwikkeling van het zenuwstelsel verstoord is. Er zijn verschillende klassen van neurologische ontwikkelingsstoornissen. Sommige, zoals het syndroom van Down, veroorzaken intellectuele achterstanden. Anderen hebben specifiek invloed op communicatie, leren of het motorische systeem. Sommige stoornissen zoals autismespectrumstoornis en aandachtstekortstoornis/hyperactiviteitsstoornis hebben complexe symptomen.

Autisme

Autismespectrumstoornis (ASS) is een neurologische ontwikkelingsstoornis. De ernst ervan verschilt van persoon tot persoon. Schattingen voor de prevalentie van de aandoening zijn de afgelopen decennia snel veranderd. Huidige schattingen suggereren dat één op de 88 kinderen de aandoening zal ontwikkelen. ASS komt vier keer vaker voor bij mannen dan bij vrouwen.

Deze video bespreekt mogelijke redenen waarom er recentelijk een toename is geweest van het aantal mensen met de diagnose autisme.

Een kenmerkend symptoom van ASS is verminderde sociale vaardigheden. Kinderen met autisme kunnen moeite hebben met het maken en onderhouden van oogcontact en het lezen van sociale signalen. Ze kunnen ook problemen hebben met het voelen van empathie voor anderen. Andere symptomen van ASS zijn onder meer repetitief motorisch gedrag (zoals heen en weer schommelen), preoccupatie met specifieke onderwerpen, strikte naleving van bepaalde rituelen en ongebruikelijk taalgebruik. Tot 30 procent van de patiënten met ASS ontwikkelt epilepsie en patiënten met sommige vormen van de aandoening (zoals Fragile X) hebben ook een verstandelijke beperking. Omdat het een spectrumstoornis is, zijn andere ASS-patiënten zeer functioneel en beschikken over een goede tot uitstekende taalvaardigheid. Veel van deze patiënten hebben niet het gevoel dat ze aan een stoornis lijden en denken in plaats daarvan dat hun hersenen informatie gewoon anders verwerken.

Behalve enkele goed gekarakteriseerde, duidelijk genetische vormen van autisme (zoals Fragile X en het syndroom van Rett), zijn de oorzaken van ASS grotendeels onbekend. Varianten van verschillende genen correleren met de aanwezigheid van ASS, maar voor een bepaalde patiënt kunnen veel verschillende mutaties in verschillende genen nodig zijn om de ziekte te ontwikkelen. Over het algemeen wordt aangenomen dat ASS een ziekte is van "onjuiste" bedrading. Dienovereenkomstig missen de hersenen van sommige ASS-patiënten hetzelfde niveau van synaptische snoei als bij niet-aangedane mensen. In de jaren negentig koppelde een onderzoekspaper autisme aan een algemeen vaccin dat aan kinderen wordt gegeven. Dit artikel werd ingetrokken toen werd ontdekt dat de auteur gegevens had vervalst, en vervolgonderzoeken toonden geen verband aan tussen vaccins en autisme.

Behandeling voor autisme combineert gewoonlijk gedragstherapieën en interventies, samen met medicijnen om andere aandoeningen te behandelen die veel voorkomen bij mensen met autisme (depressie, angst, obsessief-compulsieve stoornis). Hoewel vroege interventies kunnen helpen de effecten van de ziekte te verzachten, is er momenteel geen remedie voor ASS.

Aandachtstekortstoornis met hyperactiviteit (ADHD)

Ongeveer drie tot vijf procent van de kinderen en volwassenen heeft last van ADHD (Attention Deficit/Hyperactivity Disorder). Net als ASS komt ADHD vaker voor bij mannen dan bij vrouwen. Symptomen van de stoornis zijn onder meer onoplettendheid (gebrek aan focus), problemen met executief functioneren, impulsiviteit en hyperactiviteit die verder gaan dan wat kenmerkend is voor het normale ontwikkelingsstadium. Sommige patiënten hebben niet de hyperactieve component van symptomen en worden gediagnosticeerd met een subtype van ADHD: aandachtstekortstoornis (ADD). Veel mensen met ADHD vertonen ook comorbiditeit, in die zin dat ze naast ADHD secundaire stoornissen ontwikkelen. Voorbeelden zijn depressie of obsessieve compulsieve stoornis (OCS). (Figuur) geeft enkele statistieken over comorbiditeit met ADHD.

De oorzaak van ADHD is onbekend, hoewel onderzoek wijst op een vertraging en disfunctie in de ontwikkeling van de prefrontale cortex en verstoringen in de neurotransmissie. Volgens studies van tweelingen heeft de aandoening een sterke genetische component. Er zijn verschillende kandidaatgenen die kunnen bijdragen aan de aandoening, maar er zijn geen definitieve verbanden ontdekt. Omgevingsfactoren, waaronder blootstelling aan bepaalde pesticiden, kunnen bij sommige patiënten ook bijdragen aan de ontwikkeling van ADHD. Behandeling voor ADHD omvat vaak gedragstherapieën en het voorschrijven van stimulerende medicijnen, die paradoxaal genoeg een kalmerend effect hebben bij deze patiënten.


neuroloog
Neurologen zijn artsen die gespecialiseerd zijn in aandoeningen van het zenuwstelsel. Ze diagnosticeren en behandelen aandoeningen zoals epilepsie, beroerte, dementie, verwondingen aan het zenuwstelsel, de ziekte van Parkinson, slaapstoornissen en multiple sclerose. Neurologen zijn artsen die een universitaire opleiding hebben gevolgd, een medische opleiding hebben gevolgd en drie tot vier jaar neurologie hebben gestudeerd.

Bij het onderzoeken van een nieuwe patiënt neemt een neuroloog een volledige medische geschiedenis en voert hij een volledig lichamelijk onderzoek uit. Het lichamelijk onderzoek bevat specifieke taken die worden gebruikt om te bepalen welke delen van de hersenen, het ruggenmerg of het perifere zenuwstelsel beschadigd kunnen zijn. Om bijvoorbeeld te controleren of de hypoglossale zenuw goed functioneert, zal de neuroloog de patiënt vragen om zijn of haar tong op verschillende manieren te bewegen. Als de patiënt geen volledige controle heeft over de tongbewegingen, kan de hypoglossale zenuw beschadigd zijn of kan er een laesie zijn in de hersenstam waar de cellichamen van deze neuronen zich bevinden (of er kan schade zijn aan de tongspier zelf).

Neurologen hebben naast een lichamelijk onderzoek nog andere hulpmiddelen die ze kunnen gebruiken om bepaalde problemen in het zenuwstelsel te diagnosticeren. Als de patiënt bijvoorbeeld een aanval heeft gehad, kan de neuroloog met behulp van elektro-encefalografie (EEG), waarbij elektroden op de hoofdhuid worden geplakt om hersenactiviteit vast te leggen, proberen vast te stellen welke hersengebieden bij de aanval betrokken zijn. Bij vermoedelijke patiënten met een beroerte kan een neuroloog een computertomografie (CT) -scan, een soort röntgenfoto, gebruiken om bloedingen in de hersenen of een mogelijke hersentumor op te sporen. Om patiënten met neurologische problemen te behandelen, kunnen neurologen medicijnen voorschrijven of de patiënt doorverwijzen naar een neurochirurg voor een operatie.

Op deze website kunt u de verschillende tests bekijken die een neuroloog kan gebruiken om te zien welke delen van het zenuwstelsel bij een patiënt beschadigd kunnen zijn.

Mentale ziekte

Psychische aandoeningen zijn aandoeningen van het zenuwstelsel die leiden tot problemen met denken, stemming of omgang met andere mensen. Deze aandoeningen zijn ernstig genoeg om iemands kwaliteit van leven te beïnvloeden en maken het vaak moeilijk voor mensen om de routinetaken van het dagelijks leven uit te voeren. Slopende psychische stoornissen plagen ongeveer 12,5 miljoen Amerikanen (ongeveer 1 op de 17 mensen) tegen een jaarlijkse kostprijs van meer dan $ 300 miljard. Er zijn verschillende soorten psychische stoornissen, waaronder schizofrenie, ernstige depressie, bipolaire stoornis, angststoornissen en fobieën, posttraumatische stressstoornissen en obsessief-compulsieve stoornis (OCS). De American Psychiatric Association publiceert de Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (of DSM), waarin de symptomen worden beschreven die nodig zijn voor een patiënt om de diagnose van een bepaalde psychische stoornis te krijgen. Elke nieuw uitgebrachte versie van de DSM bevat verschillende symptomen en classificaties naarmate wetenschappers meer leren over deze aandoeningen, hun oorzaken en hoe ze zich tot elkaar verhouden. Een meer gedetailleerde bespreking van twee psychische aandoeningen - schizofrenie en ernstige depressie - wordt hieronder gegeven.

Schizofrenie

Schizofrenie is een ernstige en vaak slopende geestesziekte die één procent van de mensen in de Verenigde Staten treft. Symptomen van de ziekte zijn onder meer het onvermogen om onderscheid te maken tussen realiteit en verbeelding, ongepaste en ongereguleerde emotionele reacties, moeite met denken en problemen met sociale situaties. Mensen met schizofrenie kunnen last hebben van hallucinaties en stemmen horen, ze kunnen ook last hebben van waanideeën. Patiënten hebben ook zogenaamde "negatieve" symptomen, zoals een afgeplatte emotionele toestand, verlies van plezier en verlies van basisdrives. Veel schizofrene patiënten worden gediagnosticeerd in hun late adolescentie of vroege jaren '20. Er wordt gedacht dat de ontwikkeling van schizofrenie gepaard gaat met defecte dopaminerge neuronen en mogelijk ook met problemen met glutamaatsignalering. Behandeling voor de ziekte vereist meestal antipsychotica die werken door dopamine-receptoren te blokkeren en de neurotransmissie van dopamine in de hersenen te verminderen. Deze afname van dopamine kan bij sommige patiënten de ziekte van Parkinson veroorzaken. Hoewel sommige klassen van antipsychotica behoorlijk effectief kunnen zijn bij de behandeling van de ziekte, zijn ze geen remedie en moeten de meeste patiënten de rest van hun leven medicamenteus blijven.

Depressie

Een zware depressie treft elk jaar ongeveer 6,7 procent van de volwassenen in de Verenigde Staten en is een van de meest voorkomende psychische stoornissen. Om te worden gediagnosticeerd met een depressieve stoornis, moet een persoon een ernstig depressieve stemming hebben gehad die langer dan twee weken aanhoudt, samen met andere symptomen, waaronder een verlies van plezier in activiteiten die eerder werden genoten, veranderingen in eetlust en slaapschema's, moeite met concentreren, gevoelens van waardeloosheid en zelfmoordgedachten. De exacte oorzaken van ernstige depressie zijn onbekend en omvatten waarschijnlijk zowel genetische als omgevingsrisicofactoren. Sommige onderzoeken ondersteunen de 'klassieke monoamine-hypothese', die suggereert dat depressie wordt veroorzaakt door een afname van de neurotransmissie van noradrenaline en serotonine. Een argument tegen deze hypothese is het feit dat sommige antidepressiva binnen een paar uur na het begin van de behandeling een toename van de afgifte van noradrenaline en serotonine veroorzaken, maar de klinische resultaten van deze medicijnen worden pas weken later gezien. Dit heeft geleid tot alternatieve hypothesen: dopamine kan bijvoorbeeld ook worden verlaagd bij depressieve patiënten, of het kan in feite een toename van noradrenaline en serotonine zijn die de ziekte veroorzaakt, en antidepressiva forceren een feedbacklus die deze afgifte vermindert. Behandelingen voor depressie omvatten psychotherapie, elektroconvulsietherapie, diepe hersenstimulatie en voorgeschreven medicijnen. Er zijn verschillende klassen van antidepressiva die via verschillende mechanismen werken. Monoamineoxidaseremmers (MAO-remmers) blokkeren bijvoorbeeld het enzym dat veel neurotransmitters afbreekt (waaronder dopamine, serotonine, noradrenaline), wat resulteert in een verhoogde neurotransmitter in de synaptische spleet. Selectieve serotonineheropnameremmers (SSRI's) blokkeren de heropname van serotonine in het presynaptische neuron. Deze blokkade resulteert in een toename van serotonine in de synaptische spleet. Andere soorten geneesmiddelen zoals norepinefrine-dopamine-heropnameremmers en norepinefrine-serotonine-heropnameremmers worden ook gebruikt om depressie te behandelen.

Andere neurologische aandoeningen

Er zijn verschillende andere neurologische aandoeningen die niet gemakkelijk in de bovenstaande categorieën kunnen worden geplaatst. Deze omvatten chronische pijnaandoeningen, kankers van het zenuwstelsel, epilepsiestoornissen en beroertes. Epilepsie en beroerte worden hieronder besproken.

Epilepsie

Schattingen suggereren dat tot drie procent van de mensen in de Verenigde Staten tijdens hun leven de diagnose epilepsie zal krijgen. Hoewel er verschillende soorten epilepsie zijn, worden ze allemaal gekenmerkt door terugkerende aanvallen. Epilepsie zelf kan een symptoom zijn van een hersenletsel, ziekte of andere ziekte. Mensen met een verstandelijke beperking of ASS kunnen bijvoorbeeld epileptische aanvallen krijgen, vermoedelijk omdat de defecten in de ontwikkelingsbedrading die hun stoornissen veroorzaakten, hen ook in gevaar brachten voor epilepsie. Voor veel patiënten wordt de oorzaak van hun epilepsie echter nooit vastgesteld en is deze waarschijnlijk een combinatie van genetische en omgevingsfactoren. Vaak kunnen aanvallen worden gecontroleerd met anti-epileptica. In zeer ernstige gevallen kunnen patiënten echter een hersenoperatie ondergaan om het hersengebied te verwijderen waar de aanvallen ontstaan.

Hartinfarct

Een beroerte ontstaat wanneer het bloed een deel van de hersenen niet lang genoeg bereikt om schade te veroorzaken. Zonder de zuurstof die door de bloedstroom wordt geleverd, sterven neuronen in dit hersengebied af. Deze neuronale dood kan veel verschillende symptomen veroorzaken, afhankelijk van het getroffen hersengebied, waaronder hoofdpijn, spierzwakte of verlamming, spraakstoornissen, sensorische problemen, geheugenverlies en verwarring. Een beroerte wordt vaak veroorzaakt door bloedstolsels en kan ook worden veroorzaakt door het barsten van een zwak bloedvat. Beroertes komen zeer vaak voor en zijn de derde meest voorkomende doodsoorzaak in de Verenigde Staten. In de Verenigde Staten krijgt gemiddeld één persoon elke 40 seconden een beroerte. Ongeveer 75 procent van de beroertes komt voor bij mensen ouder dan 65 jaar. Risicofactoren voor een beroerte zijn onder meer hoge bloeddruk, diabetes, hoog cholesterol en een familiegeschiedenis van een beroerte. Roken verdubbelt het risico op een beroerte. Omdat een beroerte een medisch noodgeval is, moeten patiënten met symptomen van een beroerte onmiddellijk naar de eerste hulp gaan, waar ze medicijnen kunnen krijgen die een eventueel gevormd stolsel oplossen. Deze medicijnen werken niet als de beroerte is veroorzaakt door een gesprongen bloedvat of als de beroerte meer dan drie uur voor aankomst in het ziekenhuis heeft plaatsgevonden. Behandeling na een beroerte kan bloeddrukmedicatie omvatten (om toekomstige beroertes te voorkomen) en (soms intense) fysiotherapie.

Sectie Samenvatting

Enkele algemene thema's komen naar voren uit de hierboven gepresenteerde steekproef van aandoeningen van het zenuwstelsel. De oorzaken van de meeste aandoeningen worden niet volledig begrepen - althans niet voor alle patiënten - en hebben waarschijnlijk te maken met een combinatie van natuur (genetische mutaties die risicofactoren worden) en opvoeding (emotioneel trauma, stress, blootstelling aan gevaarlijke chemicaliën). Omdat de oorzaken nog niet volledig zijn vastgesteld, ontbreken vaak behandelingsopties en worden alleen symptomen aangepakt.

Beoordelingsvragen

De ziekte van Parkinson wordt veroorzaakt door de degeneratie van neuronen die ________ afgeven.

________ medicijnen worden vaak gebruikt om patiënten met ADHD te behandelen.

Beroertes worden vaak veroorzaakt door ________.

  1. neurodegeneratie
  2. bloedstolsels of gebarsten bloedvaten
  3. toevallen
  4. virussen

Waarom is het moeilijk om de oorzaak van veel aandoeningen van het zenuwstelsel te identificeren?

  1. De genen die geassocieerd zijn met de ziekten zijn niet bekend.
  2. Er zijn geen duidelijke gebreken in de hersenstructuur.
  3. Het begin en de weergave van symptomen varieert tussen patiënten.
  4. alle bovenstaande

Waarom ontwikkelen veel patiënten met neurologische ontwikkelingsstoornissen secundaire stoornissen?

  1. Hun genen maken hen vatbaar voor schizofrenie.
  2. Stimulerende medicijnen veroorzaken nieuwe gedragsstoornissen.
  3. Gedragstherapieën verbeteren alleen neurologische ontwikkelingsstoornissen.
  4. Een stoornis in de hersenen kan veel aspecten van het lichaam aantasten.

Vragen over kritisch denken

Wat zijn de belangrijkste symptomen van de ziekte van Alzheimer?

Symptomen van de ziekte van Alzheimer zijn onder meer storend geheugenverlies, verwarring over tijd of plaats, moeilijkheden bij het plannen of uitvoeren van taken, slecht beoordelingsvermogen en persoonlijkheidsveranderingen.

Wat zijn mogelijke behandelingen voor patiënten met een ernstige depressie?

Mogelijke behandelingen voor patiënten met ernstige depressie omvatten psychotherapie en voorgeschreven medicijnen. MAO-remmers remmen de afbraak van bepaalde neurotransmitters (waaronder dopamine, serotonine, noradrenaline) in de synaptische spleet. SSRI-medicijnen remmen de heropname van serotonine in het presynaptische neuron.

Woordenlijst


Antiretrovirale therapie

Sinds 1996 heeft cART'x02014, ook bekend als zeer actieve antiretrovirale therapie, of HAART'x02014, dramatische verbeteringen in de gezondheid en levensduur van HIV-geïnfecteerde personen opgeleverd (Palella et al. 1998). cART-opties bestaan ​​meestal uit drie medicijnen die ten minste twee verschillende klassen antiretrovirale geneesmiddelen vertegenwoordigen (zie hieronder). Er zijn meerdere geneesmiddelen uit verschillende klassen nodig omdat nieuwe mutaties, inclusief die welke resistentie verlenen tegen een enkel geneesmiddel of klassen, in duizelingwekkende snelheden ontstaan. Door hiv-replicatie in verschillende stadia van de virale levenscyclus te remmen, vermindert cART aanzienlijk de kans dat resistentie tegen geneesmiddelen zal ontstaan.

cART-regimes omvatten doorgaans twee nucleoside (of nucleotide) analoge reverse transcriptaseremmers (NRTI's) en ofwel een proteaseremmer of een niet-nucleoside reverse transcriptaseremmer (NNRTI). NRTI's en NNRTI's interfereren beide met de functie van reverse transcriptase, waardoor wordt voorkomen dat nieuwe virale deeltjes worden gevormd. Nucleoside-RTI's verschillen van hun niet-nucleoside-tegenhangers in de manier waarop ze zijn ontworpen om te interfereren met reverse-transcriptase van HIV. NRTI's interageren met de chemisch actieve bindingsplaats om enzymactiviteit te voorkomen. NNRTI's binden zich echter aan een allosterische regulatieplaats, waardoor de vorm en functie van het transcriptase-enzym verandert. Proteaseremmers, de derde component van de meeste cART-regimes, voorkomen de verwerking van gefabriceerde virale deeltjes door remming van HIV-protease. Andere klassen van antiretrovirale geneesmiddelen zijn onder meer de integrase-enzymremmers, virale entry-(fusie)remmers en hiv-rijpingsremmers. Een regime dat vaak wordt voorgeschreven aan nog geen vijf patiënten is efavirenz (een NNRTI) plus tenofovir en emtricitabine (NRTI's), samen geformuleerd als een enkele pil die eenmaal per dag wordt toegediend, bekend als atripla.

Een oordeelkundig gebruik van antiretrovirale therapie, door de virale replicatie te onderdrukken en de immuunfunctie gedeeltelijk te herstellen, kan opportunistische infecties voorkomen en de overleving met HIV aanzienlijk verlengen. Als gevolg hiervan zijn de meeste hiv-hersenaandoeningen in de ontwikkelde wereld tegenwoordig niet het gevolg van opportunistische infecties, maar van primaire hiv-ziekte van het zenuwstelsel (Langford et al. 2003b).


Fototrofe bacteriën

De fototrofe bacteriën zijn een grote en diverse categorie bacteriën die geen taxon vertegenwoordigen, maar eerder een groep bacteriën die zonlicht als hun primaire energiebron gebruiken. Deze groep bevat beide Proteobacteriën en niet-proteobacteriën. Ze gebruiken zonne-energie om ATP te synthetiseren via fotosynthese. Wanneer ze zuurstof produceren, voeren ze oxygenische fotosynthese uit. Wanneer ze geen zuurstof produceren, voeren ze anoxygene fotosynthese uit. Met uitzondering van sommige cyanobacteriën, voeren de meeste fototrofe bacteriën anoxygene fotosynthese uit.

Figuur 4. Paarse en groene zwavelbacteriën gebruiken bacteriochlorofylen om fotosynthese uit te voeren.

Een grote groep fototrofe bacteriën omvat de paarse of groene bacteriën die fotosynthese uitvoeren met behulp van bacteriochlorofylen, die groene, paarse of blauwe pigmenten zijn die lijken op chlorofyl in planten. Sommige van deze bacteriën hebben een variërende hoeveelheid rode of oranje pigmenten, genaamd carotenoïden. Hun kleur varieert van oranje tot rood tot paars tot groen (Figuur 4) en ze zijn in staat om licht van verschillende golflengten te absorberen. Traditioneel worden deze bacteriën ingedeeld in zwavel en niet-zwavelbacteriën ze worden verder onderscheiden door kleur.

De zwavel bacteriën anoxygene fotosynthese uitvoeren, sulfieten gebruiken als elektronendonoren en vrij elementair zwavel vrijgeven. Niet-zwavelbacteriën gebruiken organische substraten, zoals succinaat en malaat, als donoren van elektronen.

De paarse zwavelbacteriën oxideren waterstofsulfide tot elementair zwavel en zwavelzuur en krijgen hun paarse kleur van de pigmenten bacteriochlorofylen en carotenoïden. Bacteriën van het geslacht Chromatium zijn paarse zwavel Gammaproteobacteriën. Deze micro-organismen zijn strikt anaëroob en leven in water. Ze gebruiken koolstofdioxide als hun enige koolstofbron, maar hun overleving en groei zijn alleen mogelijk in de aanwezigheid van sulfieten, die ze gebruiken als elektronendonoren. Chromatium wordt sinds de jaren vijftig gebruikt als model voor onderzoek naar bacteriële fotosynthese. [1]

De groene zwavelbacteriën gebruik sulfide voor oxidatie en produceer grote hoeveelheden groen bacteriochlorofyl. het geslacht chloorbium is een groene zwavelbacterie die betrokken is bij klimaatverandering omdat het methaan produceert, een broeikasgas. Deze bacteriën gebruiken minstens vier soorten chlorofyl voor fotosynthese. De meest voorkomende hiervan, bacteriochlorofyl, wordt opgeslagen in speciale blaasjesachtige organellen genaamd chlorosomen.

Paarse niet-zwavelbacteriën zijn vergelijkbaar met paarse zwavelbacteriën, behalve dat ze waterstof gebruiken in plaats van waterstofsulfide voor oxidatie. Onder de paarse niet-zwavelbacteriën is het geslacht Rhodospirillum. Deze micro-organismen zijn facultatieve anaëroben, die eigenlijk roze zijn in plaats van paars, en stikstof kunnen metaboliseren (“fix”). Ze kunnen waardevol zijn op het gebied van biotechnologie vanwege hun potentiële vermogen om biologisch plastic en waterstofbrandstof te produceren. [2]

De groene niet-zwavelbacteriën zijn vergelijkbaar met groene zwavelbacteriën, maar ze gebruiken andere substraten dan sulfiden voor oxidatie. chloorflexus is een voorbeeld van een groene niet-zwavelbacterie. Het heeft vaak een oranje kleur als het in het donker groeit, maar het wordt groen als het in zonlicht groeit. Het slaat bacteriochlorofyl op in chlorosomen, vergelijkbaar met chloorbium, en presteert anoxygene fotosynthese, met behulp van organische sulfieten (lage concentraties) of moleculaire waterstof als elektronendonoren, zodat het in het donker kan overleven als er zuurstof beschikbaar is. chloorflexus heeft geen flagella maar kan glijden, zoals Cytophaga. Het groeit bij een breed temperatuurbereik, van 35 ° C tot 70 ° C, en kan dus thermofiel zijn.

Een andere grote, diverse groep fototrofe bacteriën vormt de phylum cyanobacteriën ze krijgen hun blauwgroene kleur van de chlorofyl in hun cellen (Figuur 5). Soorten van deze groep voeren zuurstofrijke fotosynthese uit en produceren megaton gasvormige zuurstof. Wetenschappers veronderstellen dat cyanobacteriën een cruciale rol speelden in de verandering van de zuurstofloze atmosfeer van onze planeet 1-2 miljard jaar geleden naar de zuurstofrijke omgeving die we nu hebben. [3]

Figuur 5. (a) Microcystis aeruginosa is een type cyanobacteriën dat veel voorkomt in zoetwateromgevingen. (b) Bij warme temperaturen, M. aeruginosa en andere cyanobacteriën kunnen zich snel vermenigvuldigen en neurotoxinen produceren, wat resulteert in bloemen die schadelijk zijn voor vissen en andere waterdieren. (credit a: wijziging van het werk door Dr. Barry H. Rosen/U.S. Geological Survey credit b: wijziging van het werk door NOAA)

Cyanobacteriën hebben nog andere opmerkelijke eigenschappen. Verbazingwekkend aanpasbaar, ze gedijen in veel habitats, waaronder zee- en zoetwateromgevingen, bodem en zelfs rotsen. Ze kunnen bij een breed temperatuurbereik leven, zelfs in de extreme temperaturen van Antarctica. Ze kunnen leven als eencellige organismen of in kolonies, en ze kunnen filamenteus zijn en omhulsels of biofilms vormen. Velen van hen binden stikstof en zetten moleculaire stikstof om in nitrieten en nitraten die andere bacteriën, planten en dieren kunnen gebruiken. De reacties van stikstof fixatie komen voor in gespecialiseerde cellen genaamd heterocysten.

Fotosynthese in cyanobacteriën is zuurstofrijk en gebruikt hetzelfde type chlorofyl a dat in planten en algen wordt aangetroffen als het primaire fotosynthetische pigment. Cyanobacteriën gebruiken ook fycocyanine en cyanofycine, twee secundaire fotosynthetische pigmenten die ze hun karakteristieke blauwe kleur geven. Ze bevinden zich in speciale organellen genaamd phycobilisomen en in plooien van het celmembraan genaamd thylakoïden, die opmerkelijk veel lijken op het fotosynthetische apparaat van planten. Wetenschappers veronderstellen dat planten afkomstig zijn van endosymbiose van voorouderlijke eukaryote cellen en voorouderlijke fotosynthetische bacteriën. [4] Cyanobacteriën zijn ook een interessant onderzoeksobject in de biochemie, [5] met studies die hun potentieel als biosorbentia [6] en producten van menselijke voeding onderzoeken. [7]

Helaas kunnen cyanobacteriën soms een negatieve invloed hebben op de menselijke gezondheid. geslachten zoals Microcystis kan schadelijk zijn cyanobacteriële bloei, vormen dichte matten op watermassa's en produceren grote hoeveelheden gifstoffen die dieren en mensen kunnen schaden. Deze toxines zijn betrokken bij tumoren van de lever en ziekten van het zenuwstelsel bij dieren en mensen. [8]

Tabel 2 vat de kenmerken van belangrijke fototrofe bacteriën samen.

Tabel 2. Fototrofe bacteriën
phylum Klas Voorbeeld geslacht of soort Gemeenschappelijke naam Zuurstofgeen of anoxygeen Zwavelafzetting
cyanobacteriën Cyanophyceae Microcystis aeruginosa Blauwgroene bacteriën zuurstofrijk Geen
chloorbi Chlorobia chloorbium Groene zwavelbacteriën anoxygeen Buiten de cel
Chloroflexi (Divisie) Chloroflexi chloorflexus Groene niet-zwavelbacteriën anoxygeen Geen
Proteobacteriën Alfaproteobacteriën Rhodospirillum Paarse niet-zwavelbacteriën anoxygeen Geen
Betaproteobacteriën Rhodocyclus Paarse niet-zwavelbacteriën anoxygeen Geen
Gammaproteobacteriën Chromatium Paarse zwavelbacteriën anoxygeen In de cel

Denk er over na

Sleutelbegrippen en samenvatting

  • Gram-negatieve niet-proteobacteriën omvatten de taxa spirocheten de Cytophaga, Fusobacterium, Bacteriën groep Planctomycetes en vele vertegenwoordigers van fototrofe bacteriën.
  • Spirocheten zijn beweeglijke, spiraalvormige bacteriën met een lang, smal lichaam die moeilijk of onmogelijk te kweken zijn.
  • Verschillende geslachten van spirocheten bevatten menselijke pathogenen die ziekten als syfilis en de ziekte van Lyme veroorzaken.
  • Cytophaga, Fusobacterium, en Bacteriën zijn samen geclassificeerd als een phylum genaamd de CFB-groep. Het zijn staafvormige anaërobe organoheterotrofen en enthousiaste fermentoren. Cytophaga zijn waterbacteriën met de glijdende beweeglijkheid. Fusobacteriën de menselijke mond bewonen en ernstige infectieziekten kunnen veroorzaken. Bacteriën zijn in grote aantallen aanwezig in de menselijke darm, de meeste zijn mutualistisch, maar sommige zijn pathogeen.
  • Planctomyceten zijn waterbacteriën die zich voortplanten door te ontluiken, ze kunnen grote kolonies vormen en een houvast ontwikkelen.
  • Fototrofe bacteriën zijn geen taxon, maar een groep die wordt gecategoriseerd op basis van hun vermogen om de energie van zonlicht te gebruiken. Ze omvatten Proteobacteria en nonproteobacteria, evenals zwavel- en niet-zwavelbacteriën die paars of groen gekleurd zijn.
  • Zwavelbacteriën voeren anoxygene fotosynthese uit, waarbij zwavelverbindingen worden gebruikt als donoren van elektronen, terwijl niet-zwavelbacteriën organische verbindingen (succinaat, malaat) gebruiken als donoren van elektronen.
  • Sommige fototrofe bacteriën zijn in staat stikstof te binden en zo de bruikbare vormen van stikstof aan andere organismen te leveren.
  • cyanobacteriën zijn zuurstofproducerende bacteriën waarvan wordt aangenomen dat ze een cruciale rol hebben gespeeld bij de vorming van de aardatmosfeer.

Meerkeuze

Welke van de volgende is het organel dat spirocheten gebruiken om zichzelf voort te stuwen?

[reveal-answer q=�″]Antwoord weergeven[/reveal-answer]
[hidden-answer a=�″]Antwoord b. Spirocheten gebruiken het axiale filament om zichzelf voort te stuwen.[/hidden-answer]

Welke van de volgende bacteriën komen het meest voor in de menselijke darm?

[reveal-answer q=�″]Antwoord weergeven[/reveal-answer]
[hidden-answer a=�″]Antwoord d. Bacteriën komen het meest voor in de menselijke darm.[/hidden-answer]

Welke van de volgende heeft betrekking op fotosynthese uitgevoerd door bacteriën met het gebruik van water als elektronendonor?

[reveal-answer q=�″]Antwoord weergeven[/reveal-answer]
[hidden-answer a=�″]Antwoord a. De term '8220oxygeniek' verwijst naar fotosynthese uitgevoerd door bacteriën met het gebruik van water als donor van elektronen?[/hidden-answer]

Vul de blanco in

De bacterie die syfilis veroorzaakt, wordt ________ genoemd.

[reveal-answer q=�″]Antwoord weergeven[/reveal-answer]
[hidden-answer a=�″]De bacterie die syfilis veroorzaakt heet Treponema pallidum pallidum.[/verborgen-antwoord]

Bacteriën in het geslacht Rhodospirillum die waterstof gebruiken voor oxidatie en stikstof fixeren zijn ________ bacteriën.

[reveal-answer q=�″]Antwoord weergeven[/reveal-answer]
[hidden-answer a=�″]Bacteriën in het geslacht Rhodospirillum die waterstof gebruiken voor oxidatie en stikstof fixeren zijn paarse niet-zwavel bacteriën.[/verborgen-antwoord]

Denk er over na

  1. Leg de term CFB-groep uit en noem de geslachten die deze groep omvat.
  2. Noem en beschrijf kort de bacterie die de ziekte van Lyme veroorzaakt.
  3. Karakteriseren de phylum Cyanobacteria.
  1. RC Fuller et al. "Koolstofmetabolisme in Chromatium." Tijdschrift voor biologische chemie 236 (1961):2140-2149. &crarr
  2. TT Selao et al. "Vergelijkende Proteomic Studies in" Rhodospirillum rubrum Gekweekt onder verschillende stikstofomstandigheden." Journal of Proteome Research 7 nee. 8 (2008):3267-3275. &crarr
  3. A. De los Rios et al. "Ultrastructurele en genetische kenmerken van endolithische cyanobacteriële biofilms die Antarctische granietrotsen koloniseren." FEMS Microbiologie Ecologie 59 nee. 2 (2007):386-395. &crarr
  4. T. Cavalier-Smith. "Membraanerfelijkheid en vroege evolutie van chloroplasten." Trends in plantenwetenschap 5 nee. 4 (2000)::174-182. &crarr
  5. S. Zhang, DA Bryant. "De tricarbonzuurcyclus in cyanobacteriën." Wetenschap 334 nee. 6062 (2011):1551-1553. &crarr
  6. A. Kaïn et al. "Cyanobacteriën als biosorbent voor Mercuric Ion." Bioresource-technologie 99 nee. 14 (2008): 6578-6586. &crarr
  7. CS Ku et al. "Eetbare blauwgroene algen verminderen de productie van pro-inflammatoire cytokines door de NF-KB-route in macrofagen en splenocyten te remmen." Biochimica en Biophysica Acta 1830 nr. 4 (2013): 2981-2988. &crarr
  8. I. Stewart et al. Cyanobacteriële vergiftiging bij vee, wilde zoogdieren en vogels - een overzicht. Vooruitgang in experimentele geneeskunde en biologie 619 (2008): 613-637. &crarr

Opkomende en opnieuw opkomende ziekten

De verspreiding van een bepaalde ziekte is dynamisch. Daarom kunnen veranderingen in de omgeving, de ziekteverwekker of de gastheerpopulatie een dramatische invloed hebben op de verspreiding van een ziekte. Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) is een opkomende ziekte ([link]) een ziekte die voor het eerst in een populatie is verschenen, of die mogelijk eerder heeft bestaan, maar snel toeneemt in incidentie of geografisch bereik. Deze definitie omvat ook opnieuw opduikende ziekten die voorheen onder controle waren. Ongeveer 75 procent van de recent opkomende infectieziekten die mensen treffen, zijn zoönotische ziekten, zoönosen, ziekten die voornamelijk dieren infecteren en op mensen worden overgedragen, sommige zijn van virale oorsprong en sommige zijn van bacteriële oorsprong. Brucellose is een voorbeeld van een prokaryotische zoönose die in sommige regio's opnieuw de kop opsteekt, en necrotiserende fasciitis (algemeen bekend als vleesetende bacteriën) is de afgelopen 80 jaar om onbekende redenen in virulentie toegenomen.


Sommige van de huidige opkomende ziekten zijn niet echt nieuw, maar zijn ziekten die in het verleden catastrofaal waren ([link]). Ze verwoestten populaties en sliepen een tijdje, om terug te komen, soms virulenter dan voorheen, zoals het geval was met de builenpest. Andere ziekten, zoals tuberculose, werden nooit uitgeroeid, maar waren in sommige regio's van de wereld onder controle totdat ze terugkeerden, meestal in stedelijke centra met hoge concentraties immuungecompromitteerde mensen. De WHO heeft bepaalde ziekten geïdentificeerd waarvan de wereldwijde heropleving moet worden gecontroleerd. Hiertoe behoren twee virale ziekten (knokkelkoorts en gele koorts) en drie bacteriële ziekten (difterie, cholera en builenpest). De oorlog tegen infectieziekten heeft geen voorzienbaar einde.



Acanthamoeba - Granulomateuze Amebische Encefalitis (GAE) Keratitis

Acanthamoeba is een microscopische, vrijlevende amoebe of amoebe* (eencellig levend organisme), die zeldzame**, maar ernstige infecties van het oog, de huid en het centrale zenuwstelsel kan veroorzaken. De ameba komt wereldwijd voor in het milieu in water en bodem. De ameba kan naar de ogen worden verspreid door het gebruik van contactlenzen, snijwonden of huidwonden of door inademing in de longen. De meeste mensen zullen worden blootgesteld aan Acanthamoeba tijdens hun leven, maar zeer weinigen zullen ziek worden van deze blootstelling. De drie ziekten veroorzaakt door Acanthamoeba zijn:

Acanthamoeba keratitis &ndash Een infectie van het oog die typisch voorkomt bij gezonde personen en kan leiden tot blijvende visuele beperkingen of blindheid.

Granulomateuze Amebische Encefalitis (GAE) &ndash Een ernstige infectie van de hersenen en het ruggenmerg die typisch voorkomt bij personen met een aangetast immuunsysteem.

Verspreide infectie &ndash Een wijdverbreide infectie die de huid, sinussen, longen en andere organen onafhankelijk of in combinatie kan aantasten. Het komt ook vaker voor bij personen met een gecompromitteerd immuunsysteem.

Afbeelding: deze microfoto toonde een vergroot beeld van hersenweefsel waarbinnen zich een centraal gelegen Acanthamoeba sp. cyste. Krediet: DPDx


Boeiende functievakken

Gedurende Microbiologie: Canadese editie, feature boxes zijn onderhouden uit het originele OpenStax-boek. Deze functies zijn ontworpen om studenten te betrekken door geselecteerde onderwerpen een stap verder te brengen. Ze bevatten:

  • Klinische focus. Met uitzondering van het geheel nieuwe hoofdstuk (10), heeft elk hoofdstuk een meerdelige klinische case study die het verhaal van een fictieve patiënt volgt. De casus ontvouwt zich in verschillende realistische afleveringen die strategisch in het hoofdstuk zijn geplaatst, waarbij elke aflevering nieuwe symptomen en aanwijzingen over mogelijke oorzaken en diagnoses onthult. De details van de casus houden rechtstreeks verband met de onderwerpen die in het hoofdstuk worden gepresenteerd, en moedigen studenten aan om wat ze leren toe te passen op scenario's uit het echte leven. De laatste aflevering presenteert een resolutie die de uitkomst van de zaak onthult en de bredere lessen uitpakt die moeten worden geleerd.
  • Geval in punt. Naast de Clinical Focus hebben veel hoofdstukken ook een of meer enkelvoudige casestudies die dienen om de klinische relevantie van een bepaald onderwerp te benadrukken. Deze verhalen worden strategisch direct na het onderwerp van de nadruk geplaatst en worden over het algemeen afgesloten met een reeks vragen die de lezer uitdagen om kritisch over de zaak na te denken.
  • Micro-verbindingen. Alle hoofdstukken bevatten verschillende Micro Connections-functieboxen die praktische toepassingen van microbiologie belichten, waarbij vaak over het hoofd geziene verbanden worden gelegd tussen microbiologie en een breed scala aan andere disciplines. Hoewel veel van deze connecties betrekking hebben op geneeskunde en gezondheidszorg, wagen ze zich ook op domeinen zoals milieuwetenschap, genetische manipulatie en opkomende technologieën. Bovendien zijn veel Micro Connections-boxen gerelateerd aan actuele of recente gebeurtenissen, waardoor de kruising tussen microbiologie en het dagelijks leven nog meer wordt benadrukt.
  • Sigma Xi Oog voor ethiek. Deze unieke functie, die in de meeste hoofdstukken voorkomt, onderzoekt een ethische kwestie met betrekking tot de inhoud van hoofdstukken. Elke Eye on Ethics-box is ontwikkeld in samenwerking met de wetenschappelijke onderzoeksvereniging Sigma Xi en stelt studenten voor een uitdagend ethisch dilemma dat zich voordoet op het snijvlak van wetenschap en gezondheidszorg. Deze korte essays, die vaak gebaseerd zijn op historische of actuele gebeurtenissen, bespreken meerdere kanten van een kwestie en stellen vragen die de lezer uitdagen om na te denken over de ethische principes die van toepassing zijn op professionals in de gezondheidszorg en de wetenschappen.
  • Ziekteprofiel. Deze functie, die exclusief is voor de hoofdstukken 22-27, benadrukt belangrijke verbanden tussen verwante ziekten. Elke doos bevat ook een tabel met unieke aspecten van elke ziekte, zoals de veroorzaker, symptomen, toegangspoort, wijze van overdracht en behandeling. Deze beknopte tabellen dienen als handig naslagwerk dat studenten kunnen gebruiken als studiehulpmiddel.
  • Link naar leren. Deze functie biedt een korte introductie en een link naar een online bron die leerlingen kunnen gebruiken om een ​​onderwerp uit het hoofdstuk verder te verkennen. Links leiden meestal naar een website, interactieve activiteit of animatie die leerlingen zelf kunnen onderzoeken.

Redacteur speciale uitgave

Ernstige schade aan het zenuwstelsel is meestal onherstelbaar voor het levende lichaam, wat leidt tot permanent verlies van gerelateerde motorische en sensorische functies. Regeneratie en/of herstel van het zenuwstelsel is een proces dat hergroei of vernieuwing van beschadigd zenuwweefsel ondergaat, terwijl het proces verschilt tussen het perifere zenuwstelsel (PNS) en het centrale zenuwstelsel (CNS). Beide processen zouden echter de regeneratie van axonen, synapsen, neuronen en gliale/Schwann-cellen en perineurium/endoneurium moeten omvatten, evenals het vasculaire systeem, die een rol spelen bij de toevoer van zuurstof/voeding en uitsluiting van afvalstoffen.

Prof. Dr. Tetsuro Tamaki
Gastredacteur

Informatie over het indienen van manuscripten

Manuscripten moeten online worden ingediend op www.mdpi.com door u te registreren en in te loggen op deze website. Nadat u zich heeft geregistreerd, klikt u hier om naar het inschrijfformulier te gaan. Manuscripten kunnen tot de deadline worden ingeleverd. Alle papers worden peer-reviewed. Geaccepteerde papers worden continu in het tijdschrift gepubliceerd (zodra ze zijn geaccepteerd) en worden samen vermeld op de speciale uitgave-website.Onderzoeksartikelen, recensieartikelen en korte mededelingen zijn welkom. Voor geplande papers kunnen een titel en een korte samenvatting (ongeveer 100 woorden) naar de redactie worden gestuurd voor aankondiging op deze website.

Ingediende manuscripten mogen niet eerder zijn gepubliceerd en mogen ook niet in aanmerking komen voor publicatie elders (behalve conferentieverslagen). Alle manuscripten worden grondig gerefereerd via een single-blind peer-reviewproces. Een gids voor auteurs en andere relevante informatie voor het indienen van manuscripten is beschikbaar op de pagina Instructions for Authors. Tijdschrift voor klinische geneeskunde is een internationaal peer-reviewed open access halfmaandelijks tijdschrift gepubliceerd door MDPI.

Ga naar de pagina Instructies voor Auteurs voordat u een manuscript indient. De Article Processing Charge (APC) voor publicatie in dit open access tijdschrift bedraagt ​​2200 CHF (Zwitserse frank). Ingediende papers moeten goed opgemaakt zijn en goed Engels gebruiken. Auteurs kunnen voorafgaand aan publicatie of tijdens auteursrevisies gebruikmaken van de Engelse bewerkingsservice van MDPI.


Viroïden

Viroïden zijn plantpathogenen: kleine, enkelstrengs, cirkelvormige RNA-deeltjes die veel eenvoudiger zijn dan een virus. Ze hebben geen capside of buitenste envelop, maar kunnen zich net als virussen alleen binnen een gastheercel voortplanten. Viroïden maken echter geen eiwitten en produceren slechts één specifiek RNA-molecuul. Menselijke ziekten veroorzaakt door viroïden moeten nog worden geïdentificeerd.

Van viroïden is bekend dat ze planten infecteren ([link]) en verantwoordelijk zijn voor misoogsten en het verlies van miljoenen dollars aan landbouwinkomsten per jaar. Sommige van de planten die ze infecteren zijn aardappelen, komkommers, tomaten, chrysanten, avocado's en kokospalmen.

Deze aardappelen zijn besmet met de Potato Spindel Tuber Viroid (PSTV), die meestal wordt verspreid wanneer geïnfecteerde messen worden gebruikt om gezonde aardappelen te snijden, die vervolgens worden geplant. (credit: Pamela Roberts, University of Florida Institute of Food and Agricultural Sciences, USDA ARS)

Viroloog Virologie is de studie van virussen en een viroloog is een persoon die is opgeleid in deze discipline. Training in virologie kan leiden tot veel verschillende loopbaantrajecten. Virologen zijn actief betrokken bij academisch onderzoek en onderwijs in hogescholen en medische scholen. Sommige virologen behandelen patiënten of zijn betrokken bij het genereren en produceren van vaccins. Ze kunnen deelnemen aan epidemiologische studies ([link]) of wetenschapsschrijvers worden, om maar een paar mogelijke carrières te noemen.

Deze viroloog houdt zich bezig met veldwerk en bemonstert eieren uit dit nest op vogelgriep. (credit: Don Becker, USGS EROS, U.S. Fish and Wildlife Service)

Als je denkt dat je misschien geïnteresseerd bent in een carrière in de virologie, zoek dan een mentor in het veld. Veel grote medische centra hebben afdelingen voor virologie en kleinere ziekenhuizen hebben meestal virologielaboratoria binnen hun microbiologische afdelingen. Doe een semester vrijwilligerswerk in een virologisch laboratorium of werk er in de zomer in. Door het beroep te bespreken en het werk uit de eerste hand te bekijken, kunt u beslissen of een carrière in de virologie geschikt voor u is. De website van de American Society of Virology is een goede bron voor informatie over opleidingen en carrières in de virologie.


Bekijk de video: Het zenuwstelsel (Januari- 2022).