Bacillus cereus is een grampositieve staafbacterie van het geslacht Bacillus en de orde Bacillales, behorend tot de klasse Bacilli en familie Bacillaceae van de Firmicutes-divisie. De bacterie komt overal in het milieu voor en wordt ingenomen met grondstoffen of voedsel in de vorm van ziektekiemen. In bedorven voedsel met een hoog eiwitgehalte zijn er meer dan 1000 individuen van de soort per gram, zodat de consument voedselvergiftiging kan verwachten.
Wat is Bacillus Cereus?
Bacillus is een geslacht van staafbacteriën dat meer dan 200 soorten omvat met grampositief kleurgedrag. Binnen het domein Bacteria behoort het geslacht tot de Firmicutes-divisie, de Bacilli-klasse en de Bacillales-orde, waartoe het behoort tot de Bacillaceae-familie.
Veel soorten uit het bacteriële geslacht zijn in staat tot actieve voortbeweging en dragen daarom zogenaamde pili. Een van deze actief beweeglijke bacteriën is de soort Bacillus cereus. Samen met andere soorten vormt de bacteriesoort de zogenaamde Bacillus cereus-groep. De individuele vertegenwoordigers worden gekenmerkt door een genetisch nauwe verwantschap. Hun gemeenschappelijke kerngenoom bestaat uit meer dan 3000 genen.
Bacillus cereus wordt beschouwd als een opportunistische pathogeen en is daarom onder bepaalde omstandigheden pathogeen voor de mens. De menselijke pathogeniteit van de bacteriesoort is voornamelijk gerelateerd aan de toxines die ze produceren. Zodra een bovengemiddeld aantal Bacillus cereus-toxines in het spijsverteringskanaal ontstaat, treden typische vergiftigingsverschijnselen op. Bij immunologisch verzwakte mensen zijn zelfs kleine hoeveelheden toxine voldoende om vergiftigingsverschijnselen te ontwikkelen.
Voorkomen, distributie en eigenschappen
Bacillus cereus is alomtegenwoordig in het milieu en wordt naast de bodem ook in de grondstoffen van tal van voedingsmiddelen aangetroffen. De bacteriesoort komt ook in relatief hoge concentraties voor in natuurlijke grond en komt voor bij een aantal individuen van circa een miljoen per gram grondmonster. De soort Bacillus cereus is een van de meest voorkomende soorten bodembacteriën.
De individuen vormen sporen die extreem goed bestand zijn tegen temperatuur en andere invloeden. Om deze reden kan de verwerking van individuele grondstoffen hen niet meer schaden dan het koken van het voedsel. De soort geniet van optimale kweekomstandigheden in een temperatuurbereik van 28 tot 35 graden Celsius.
Individuele stammen van Bacillus cereus zijn gevoelig voor zuren. De metabolische route van de soort is facultatief anaëroob. Dit betekent dat de bacteriën zonder zuurstof metaboliseren en kunnen overleven in een zuurstofarme omgeving. In dit geval nemen ze hun toevlucht tot andere stoffen dan O2 en metaboliseren ze voor groei en energieproductiedoeleinden. Als er echter zuurstof beschikbaar is, kunnen ze hun metabolisme met zuurstof laten werken.
De bacteriën hebben het enzym catalase, dat H2O2 kan omzetten in O2 en H2O. Hierdoor kunnen ze zuurstof en water produceren uit waterstofperoxide.
Omdat de bacteriën alomtegenwoordig zijn in het milieu, wordt een kleine hoeveelheid ervan ook in het menselijk lichaam aangetroffen. Dit geldt vooral voor het maagdarmkanaal van de mens, omdat de bacteriën met alle grondstoffen worden opgenomen. In kleine hoeveelheden is de bacteriesoort niet pathogeen voor mensen met een normale constitutie.
De bacteriën produceren via hun metabolische routes een zogenaamd enterotoxine. Deze gifstoffen, in grotere hoeveelheden, hebben een effect op het maagdarmkanaal. Het aantal Bacillus cereus-kiemen in bedorven grondstoffen, en dus de hoeveelheid geproduceerde enterotoxinen, ligt meestal ver boven de drempel voor menselijke tolerantie.
Ziekten en aandoeningen
Enterotoxinen zijn cytotoxische eiwitten die porievorming in het celmembraan kunnen veroorzaken en zo de permeabiliteit van epitheelcellen van het darmslijmvlies kunnen veranderen of zelfs celdood in het gebied van het darmepitheel kunnen induceren. Het falen van epitheelcellen uit zich in functieverlies van de fysiologische slijmvliesbarrière van de darm. Vloeistof en elektrolyten gaan verloren.
De schade veroorzaakt door enterotoxinen manifesteert zich klinisch in de vorm van diarree. Bacillus cereus kan in zo veel ziektekiemen voorkomen in bedorven voedsel dat typische symptomen van voedselvergiftiging optreden. Bacterietellingen van meer dan 1.000 individuen per gram voedsel veroorzaken symptomen bij mensen met een normale constitutie. Bij zo'n hoge besmetting smaakt het voedsel meestal onaangenaam omdat er grote hoeveelheden protease in kunnen worden gedetecteerd.
De symptomen van voedselvergiftiging door enterotoxinen zijn onder meer diarree, misselijkheid, braken en maagkrampen, evenals buikpijn. Het grootste risico van hoge blootstelling aan Bacillus cereus is voor eiwitrijke voedingsmiddelen zoals vis, vlees, zuivelproducten en eiproducten. Deze producten bieden bacteriën van de soort een ideale voedingsbasis en kunnen zo tot een sterke vermeerdering daarvan leiden.
Mensen met constitutioneel stressvolle eerdere ziekten en een dienovereenkomstig verzwakt immuunsysteem kunnen veel minder enterotoxinen weerstaan voordat ze vergiftigingsverschijnselen ontwikkelen. Hierdoor zijn ze over het algemeen gevoeliger voor voedselvergiftiging dan gemiddeld.
Naast ziekten en immunosuppressiva kan mentale stress ook het immuunsysteem verzwakken. Ouderen hebben over het algemeen ook een zwakker immuunsysteem dan jongere mensen. Zelfs kleine kinderen zijn vaak immuun voor beperkte immunologische resistentie. Dit betekent dat senioren en jonge kinderen veel vaker last hebben van voedselvergiftiging door toxines van de bacteriesoort Bacillus cereus dan adolescenten en volwassenen.
Er zijn verschillende maatregelen beschikbaar om voedselvergiftiging door de ziekteverwekker te voorkomen. Enerzijds is een goede keukenhygiëne essentieel. Anderzijds mag voedsel dat gemakkelijk bederft ook niet worden gegeten. Omdat de bacteriën van Bacillus cereus bestand zijn tegen hitte, helpt het koken van het voedsel niet tegen voedselvergiftiging.
