Холера - Причини и патогенеза

Причини за холера

Причинителят на холерата е Vibrio cholerae, който принадлежи към род Vibrio от семейство Vibrionaceae.

Холерният вибрион е представен от два биовара, сходни по морфологични и тинкториални свойства (холерният биовар и биоварът Ел Тор).

Причинителите на холерата са вибриони от серогрупи 01 и 0139 на вида Vibrio cholerae, който принадлежи към рода Vibrio, семейство Vibrionaceae. В рамките на вида Vibrio cholerae се разграничават два основни биовара - биовар cholerae classic, открит от Р. Кох през 1883 г., и биовар El Tor, изолиран през 1906 г. в Египет в карантинната станция El Tor от Ф. и Е. Готшлих.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Културни ценности

Вибрионите са факултативни анаероби, но предпочитат аеробни условия на растеж, така че образуват филм върху повърхността на течната хранителна среда. Оптималната температура за растеж е 37 °C при pH 8,5-9,0. За оптимален растеж микроорганизмите се нуждаят от наличието на 0,5% натриев хлорид в средата. Акумулационната среда е 1% алкална пептонна вода, върху която образуват филм в рамките на 6-8 часа. Холерните вибриони са непретенциозни и могат да растат върху прости среди. Елективната среда е TCBS (тиосулфатно-цитрат-захарозен-жлъчен агар). За субкултивиране се използват алкален агар и триптон-соев агар (TSA).

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]

Биохимични свойства

Причинителите на холерата са биохимично активни и оксидазо-позитивни, притежават протеолитични и захаролитични свойства: произвеждат индол, лизин декарбоксилаза, втечняват желатина във фуниевидна форма, не произвеждат сероводород. Ферментират глюкоза, маноза, захароза, лактоза (бавно), нишесте, не ферментират рамноза, арабиноза, дулцитол, инозитол, инулин. Притежават нитратредуктазна активност.

Холерните вибриони се различават по чувствителността си към бактериофаги. Класическият холерен вибрион се лизира от бактериофаги от група IV според Мукерджи, а вибрионът от биовар Ел Тор се лизира от бактериофаги от група V. Диференциацията между холерните патогени се осъществява по биохимични свойства, по способността за хемолизиране на овчи еритроцити, аглутиниране на пилешки еритроцити и по чувствителност към полимиксин и бактериофаги. Биовар Ел Тор е резистентен към полимиксин, аглутинира пилешки еритроцити и хемолизира овчи еритроцити, има положителна реакция на Вогес-Проскауер и хексаминов тест. V. cholerae 0139 принадлежи към биовара Ел Тор според фенотипните характеристики.

[ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]

Антигенна структура

Холерните вибриони имат О- и Н-антигени. В зависимост от структурата на О-антигена се разграничават повече от 150 серогрупи, сред които причинителите на холерата са серогрупи 01 и 0139. В рамките на серогрупа 01, в зависимост от комбинацията от А-, В- и С-субединици, има разделение на серовари: Огава (AB), Инаба (AC) и Хикошима (ABC). Вибрионите от серогрупа 0139 се аглутинират само от серум 0139. Н-антигенът е генеричен антиген.

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ], [ 22 ]

Отношение към факторите на околната среда

Причинителите на холерата са чувствителни към UV лъчи, сушене, дезинфектанти (с изключение на кватернерни амини), киселинни стойности на pH и нагряване. Причинителите на холерата, особено биоварът Ел Тор, са способни да съществуват във вода в симбиоза с хидробионти и водорасли; при неблагоприятни условия те могат да се трансформират в некултивирана форма. Тези свойства ни позволяват да класифицираме холерата като антропосапронозна инфекция.

[ 23 ], [ 24 ]

Фактори на патогенност

Геномът на V. cholerae се състои от две кръгови хромозоми: голяма и малка. Всички гени, необходими за живота и осъществяването на патогенния принцип, са локализирани върху голямата хромозома. Малката хромозома съдържа интегрон, който улавя и експресира касети за антибиотична резистентност.

Основният патогенен фактор е холерният ентеротоксин (CT). Генът, медииращ синтеза на този токсин, е локализиран в касетата за токсигенност, разположена върху генома на нишковидния бактериофаг CTX. В допълнение към гена за ентеротоксин, гените zot и ace са разположени в една и съща касета. Продуктът на гена zot е токсин (zonula occludens токсин), а генът ace определя синтеза на допълнителен ентеротоксин (аксесоарен холерен ентеротоксин). И двата токсина участват в повишаване на пропускливостта на чревната стена. Фаговият геном съдържа също гена ser-адхезин и RS2 последователността, кодираща репликацията на фага и неговата интеграция в хромозомата.

Рецепторът за CTX фага са токсин-регулираните пили (Ter). Те са пили тип 4, които освен че са рецептори за CTX фага, са необходими за колонизацията на микроворсите на тънките черва, а също така участват в образуването на биофилм, по-специално върху повърхността на черупката на водните организми.

Ter се експресират координирано с гена CT. Голямата хромозома съдържа също гена pap, който определя синтеза на невраминидаза, улесняваща осъществяването на действието на токсина, и гена hap, който определя синтеза на разтворима хемалутинин протеаза, играеща важна роля за отстраняването на патогена от червата във външната среда в резултат на разрушителното му действие върху рецепторите на чревния епител, свързани с вибрионите.

Колонизацията на тънките черва от регулирани от токсини пили създава платформа за действието на холерния ентеротоксин, който е протеин с молекулно тегло 84 000D, състоящ се от 1 субединица А и 5 субединици В. Субединица А се състои от две полипептидни вериги А1 и А2, свързани помежду си чрез дисулфидни мостове. В комплекса на В субединицата пет идентични полипептида са свързани помежду си чрез нековалентна връзка под формата на пръстен. Комплексът на В-субединицата е отговорен за свързването на цялата молекула на токсина с клетъчния рецептор - моносиалния ганглиозид GM1, който е много богат на епителните клетки на тънкочревната лигавица. За да може комплексът на субединицата да взаимодейства с GM1, сиаловата киселина трябва да се отцепи от него, което се осъществява от ензима невраминидаза, което улеснява осъществяването на действието на токсина. Комплексът на субединицата В след прикрепване към 5 ганглиозида върху чревната епителна мембрана променя конфигурацията си, така че да позволи на А1 да се отдели от комплекса А1В5 и да проникне в клетката. След проникване в клетката, пептидът А1 активира аденилатциклазата. Това се случва в резултат на взаимодействието на AI с NAD, което води до образуването на ADP-рибоза, която се прехвърля към GTP-свързващия протеин на регулаторната субединица на аденилатциклазата. В резултат на това функционално необходимата хидролиза на GTP се инхибира, което води до натрупване на GTP в регулаторната субединица на аденилатциклазата, определяйки активното състояние на ензима, и като следствие - повишен синтез на c-AMP. Под влияние на c-AMP в червата се променя активният йонен транспорт. В областта на криптата епителните клетки интензивно освобождават Cl- йони, а в областта на вилите абсорбцията на Na+ и Cl- е затруднена, което формира осмотичната основа за освобождаването на вода в чревния лумен.

Холерните вибриони оцеляват добре при ниски температури; те оцеляват в лед до 1 месец, в морска вода - до 47 дни, в речна вода - от 3-5 дни до няколко седмици, в почва - от 8 дни до 3 месеца, във фекалии - до 3 дни, върху сурови зеленчуци - 2-4 дни, върху плодове - 1-2 дни. Холерните вибриони умират за 5 минути при 80°C, мигновено при 100°C; те са силно чувствителни към киселини, изсушаване и пряка слънчева светлина, под въздействието на...Хлораминът и другите дезинфектанти умират в рамките на 5-15 минути, персистират добре и дълго време и дори се размножават в открити водоеми и отпадъчни води, богати на органични вещества.

Патогенеза на холерата

Входната точка за инфекцията е храносмилателният тракт. Заболяването се развива само когато патогените преодолеят стомашната бариера (обикновено това се наблюдава по време на периода на базална секреция, когато pH на стомашното съдържимо е близо до 7), достигнат тънките черва, където започват интензивно да се размножават и да отделят екзотоксин. Ентеротоксинът или холерагенът определя появата на основните прояви на холерата. Холерният синдром е свързан с наличието на две вещества в този вибрион: протеинов ентеротоксин - холераген (екзотоксин) и невраминидаза. Холерагенът се свързва със специфичен...ентероцитен рецептор - ганглиозид. Под действието на невраминидаза се образува специфичен рецептор от ганглиозиди. Комплексът от холерно-специфични рецептори активира аденилатциклазата, която инициира синтеза на цАМФ. Аденозин трифосфатът регулира секрецията на вода и електролити от клетката в чревния лумен посредством йонна помпа. В резултат на това лигавицата на тънките черва започва да отделя огромно количество изотонична течност, която няма време да се абсорбира в дебелото черво - развива се изотонична диария. С 1 литър изпражнения тялото губи 5 г натриев хлорид, 4 г натриев бикарбонат, 1 г калиев хлорид. Добавянето на повръщане увеличава обема на загубената течност.

В резултат на това плазменият обем намалява, обемът на циркулиращата кръв намалява и тя се сгъстява. Течността се преразпределя от интерстициалното към вътресъдовото пространство. Настъпват хемодинамични нарушения и нарушения на микроциркулацията, които водят до дехидратационен шок и остра бъбречна недостатъчност. Развива се метаболитна ацидоза, която е съпроводена с конвулсии. Хипокалиемията причинява аритмия, хипотония, промени в миокарда и чревна атония.