Cholera - priežastys ir patogenezė

Choleros priežastys

Choleros sukėlėjas yra bakterija Vibrio cholerae, priklausantiVibrio genčiai, Vibrionaceae šeimai .

Choleros vibrioną reprezentuoja du biovarai, panašūs morfologinėmis ir tinktūrinėmis savybėmis (choleros biovaras ir El Tor biovaras).

Choleros sukėlėjai yra Vibrio cholerae rūšies, priklausančios Vibrio genčiai, Vibrionaceae šeimai, 01 ir 0139 serogrupių vibrionai. Vibrio cholerae rūšies viduje išskiriami du pagrindiniai biovarai – biovaras cholerae classic, kurį 1883 m. atrado R. Koch, ir biovaras El Tor, kurį 1906 m. Egipte, El Tor karantino stotyje, išskyrė F. ir E. Gotshlich.

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

Kultūros vertybės

Vibrionai yra fakultatyvūs anaerobai, tačiau teikia pirmenybę aerobinėms augimo sąlygoms, todėl jie suformuoja plėvelę skystos maitinamosios terpės paviršiuje. Optimali augimo temperatūra yra 37 °C, o pH yra 8,5–9,0. Optimaliam augimui mikroorganizmams terpėje reikalinga 0,5 % natrio chlorido koncentracija. Kaupimo terpė yra 1 % šarminis peptoninis vanduo, ant kurio per 6–8 valandas jie suformuoja plėvelę. Choleros vibrionai yra nereiklūs ir gali augti paprastose terpėse. Pasirinktinai naudojama terpė yra TCBS (tiosulfato citrato sacharozės-tulžies agaras). Subsodinimui naudojamas šarminis agaras ir triptoninis sojų agaras (TSA).

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

Biocheminės savybės

Choleros sukėlėjai yra biochemiškai aktyvūs ir teigiami oksidazės atžvilgiu, pasižymi proteolitinėmis ir sacharolitinėmis savybėmis: gamina indolą, lizino dekarboksilazę, skystina želatiną piltuvo formos forma, negamina vandenilio sulfido. Fermentuoja gliukozę, manozę, sacharozę, laktozę (lėtai), krakmolą, nefermentuoja ramnozės, arabinozės, dulcitolio, inozitolio, inulino. Pasižymi nitratų reduktazės aktyvumu.

Choleros vibrionai skiriasi savo jautrumu bakteriofagams. Klasikinius choleros vibrionus, pasak Mukerjee, lizuoja IV grupės bakteriofagai, o El Tor biovaro vibrionus – V grupės bakteriofagai. Choleros sukėlėjų diferenciacija atliekama pagal biochemines savybes: gebėjimą hemolizuoti avinų eritrocitus, agliutinuoti vištų eritrocitus ir jautrumą polimiksinui bei bakteriofagams. Biovaras El Tor yra atsparus polimiksinui, agliutinuoja vištų eritrocitus ir hemolizuoja avinų eritrocitus, turi teigiamą Voges-Proskauer reakciją ir heksamino testą. Pagal fenotipines savybes V. cholerae 0139 priklauso El Tor biovarui.

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

Antigeninė struktūra

Choleros vibrionai turi O ir H antigenus. Priklausomai nuo O antigeno struktūros, išskiriama daugiau nei 150 serogrupių, tarp kurių choleros sukėlėjai yra 01 ir 0139 serogrupės. 01 serogrupėje, priklausomai nuo A, B ir C subvienetų derinio, yra skirstomi į serovarus: Ogawa (AB), Inaba (AC) ir Hikoshima (ABC). 0139 serogrupės vibrionai agliutinuojami tik su 0139 serumu. H antigenas yra generinis antigenas.

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

Požiūris į aplinkos veiksnius

Choleros sukėlėjai yra jautrūs UV spinduliams, džiovinimui, dezinfekavimo priemonėms (išskyrus ketvirtinius aminus), rūgštiniam pH ir kaitinimui. Choleros sukėlėjai, ypač El Tor biovaras, gali egzistuoti vandenyje simbiozėje su hidrobiontais ir dumbliais; nepalankiomis sąlygomis jie gali transformuotis į nekultivuojamą formą. Šios savybės leidžia cholerą priskirti antroposapronozės infekcijai.

[ 23 ], [ 24 ]

Patogeniškumo veiksniai

V. cholerae genomą sudaro dvi žiedinės chromosomos: didelė ir maža. Visi gyvybei ir patogeninio principo įgyvendinimui būtini genai yra lokalizuoti didelėje chromosomoje. Mažojoje chromosomoje yra integronas, kuris fiksuoja ir ekspresuoja antibiotikų atsparumo kasetes.

Pagrindinis patogeniškumo veiksnys yra choleros enterotoksinas (CT). Šio toksino sintezę reguliuojantis genas yra toksigeniškumo kasetėje, esančioje filamentinio bakteriofago CTX genome. Be enterotoksino geno, toje pačioje kasetėje yra ir zot bei ace genai. Zot geno produktas yra toksinas (zonula occludens toksinas), o ace genas lemia papildomo enterotoksino(papildomo choleros enterotoksino) sintezę. Abu šie toksinai dalyvauja didinant žarnyno sienelės pralaidumą. Fago genome taip pat yra ser-adhezino genas ir RS2 seka, koduojanti fago replikaciją ir jo integraciją į chromosomą.

CTX fago receptorius yra toksino reguliuojami piliai (Ter). Tai 4 tipo piliai, kurie, be to, kad yra CTX fago receptoriai, yra būtini plonosios žarnos mikroplaukelių kolonizacijai ir taip pat dalyvauja bioplėvelės formavime, ypač vandens organizmų kiautuko paviršiuje.

Ter ekspresuojami koordinuotai su CT genu. Didžiojoje chromosomoje taip pat yra pap genas, kuris lemia neuraminidazės, palengvinančios toksino veikimo įgyvendinimą, sintezę, ir hap genas, kuris lemia tirpios hemalutinino proteazės sintezę, kuri atlieka svarbų vaidmenį pašalinant patogeną iš žarnyno į išorinę aplinką dėl jo destruktyvaus poveikio žarnyno epitelio receptoriams, susijusiems su vibrionais.

Plonosios žarnos kolonizacija toksino reguliuojamais piliais sukuria platformą choleros enterotoksino, baltymo, kurio molekulinė masė yra 84 000 D, veikimo platformai, susidedančiam iš 1 A subvieneto ir 5 B subvienetų. A subvienetą sudaro dvi polipeptidinės grandinės A1 ir A2, sujungtos disulfidiniais tilteliais. B subvieneto komplekse penki identiški polipeptidai yra sujungti vienas su kitu nekovalentine jungtimi žiedo pavidalu. B subvieneto kompleksas yra atsakingas už visos toksino molekulės prisijungimą prie ląstelės receptoriaus – monosialinio gangliozido GM1, kurio labai gausu plonosios žarnos gleivinės epitelio ląstelėse. Kad subvieneto kompleksas sąveikautų su GM1, nuo jo turi būti atskirta sialo rūgštis, ką atlieka fermentas neuraminidazė, kuri palengvina toksino veikimo įgyvendinimą. B subvieneto kompleksas, prisijungęs prie 5 gangliozidų žarnyno epitelio membranoje, pakeičia savo konfigūraciją taip, kad A1 galėtų atsiskirti nuo A1B5 komplekso ir prasiskverbti į ląstelę. Patekęs į ląstelę, A1 peptidas aktyvuoja adenilato ciklazę. Tai įvyksta dėl AI sąveikos su NAD, dėl ko susidaro ADP-ribozė, kuri pernešama į adenilato ciklazės reguliavimo subvieneto GTP surišantį baltymą. Dėl to slopinama funkciškai būtina GTP hidrolizė, dėl kurios GTP kaupiasi adenilato ciklazės reguliavimo subvienete, o tai lemia aktyvią fermento būseną ir dėl to padidėja c-AMP sintezė. Veikiant c-AMP žarnyne, keičiasi aktyvių jonų pernaša. Kriptų srityje epitelio ląstelės intensyviai išskiria Cl- jonus, o gaurelių srityje sutrinka Na+ ir Cl- jonų absorbcija, o tai sudaro osmosinį pagrindą vandens išsiskyrimui į žarnyno spindį.

Choleros vibrionai gerai išgyvena žemoje temperatūroje; lede jie išgyvena iki 1 mėnesio, jūros vandenyje – iki 47 dienų, upės vandenyje – nuo 3–5 dienų iki kelių savaičių, dirvožemyje – nuo 8 dienų iki 3 mėnesių, išmatose – iki 3 dienų, ant žalių daržovių – 2–4 dienas, ant vaisių – 1–2 dienas. Choleros vibrionai žūsta per 5 minutes 80 °C temperatūroje, akimirksniu – 100 °C temperatūroje; jie yra labai jautrūs rūgštims, džiovinimui ir tiesioginiams saulės spinduliams, veikiami...Chloraminas ir kiti dezinfekantai žūsta per 5–15 minučių, gerai ir ilgai išlieka ir netgi dauginasi atviruose vandens telkiniuose bei nuotekose, kuriose gausu organinių medžiagų.

Choleros patogenezė

Infekcijos patekimo taškas yra virškinamasis traktas. Liga išsivysto tik tada, kai patogenai įveikia skrandžio barjerą (dažniausiai tai stebima bazinės sekrecijos laikotarpiu, kai skrandžio turinio pH yra artimas 7), pasiekia plonąją žarną, kur pradeda intensyviai daugintis ir išskirti egzotoksinus. Enterotoksinas arba choleragenas lemia pagrindinių choleros apraiškų atsiradimą. Choleros sindromas susijęs su dviejų medžiagų buvimu šiame vibrijuje: baltyminiu enterotoksinu – choleragenu (egzotoksinu) ir neuraminidaze. Choleragenas jungiasi prie specifinioenterocitų receptorius – gangliozidas. Veikiant neuraminidazei, iš gangliozidų susidaro specifinis receptorius. Cholerai būdingas receptorių kompleksas aktyvuoja adenilato ciklazę, kuri inicijuoja cAMP sintezę. Adenozino trifosfatas jonų siurblio pagalba reguliuoja vandens ir elektrolitų išsiskyrimą iš ląstelės į žarnyno spindį. Dėl to plonosios žarnos gleivinė pradeda išskirti didžiulį kiekį izotoninio skysčio, kuris nespėja absorbuotis storojoje žarnoje – išsivysto izotoninis viduriavimas. Su 1 litru išmatų organizmas netenka 5 g natrio chlorido. 4 g natrio bikarbonato, 1 g kalio chlorido. Vėmimas padidina netekto skysčio kiekį.

Dėl to sumažėja plazmos tūris, sumažėja cirkuliuojančio kraujo tūris ir jis tirštėja. Skystis persiskirsto iš intersticinės į intravaskulinę erdvę. Atsiranda hemodinamikos ir mikrocirkuliacijos sutrikimų, dėl kurių ištinka dehidratacijos šokas ir ūminis inkstų nepakankamumas. Vystosi metabolinė acidozė, kurią lydi traukuliai. Hipokalemija sukelia aritmiją, hipotenziją, miokardo pokyčius ir žarnyno atoniją.