Kolera - Orsaker och patogenes

Orsaker till kolera

Orsaken till kolera är Vibrio cholerae, som tillhör släktet Vibrio i familjen Vibrionaceae.

Koleravibrio representeras av två biovarer, liknande i morfologiska och tinktoriala egenskaper (kolerabiovaren och El Tor-biovaren).

De orsakande agensen för kolera är vibrio av serogrupperna 01 och 0139 av arten Vibrio cholerae, som tillhör släktet Vibrio, familjen Vibrionaceae. Inom arten Vibrio cholerae urskiljs två huvudsakliga biovars - biovar cholerae classic, upptäckt av R. Koch 1883, och biovar El Tor, isolerad 1906 i Egypten vid karantänstationen El Tor av F. och E. Gotshlich.

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

Kulturella fastigheter

Vibrios är fakultativa anaerober, men föredrar aeroba tillväxtförhållanden, så de bildar en film på ytan av det flytande näringsmediet. Den optimala tillväxttemperaturen är 37 °C vid ett pH på 8,5-9,0. För optimal tillväxt kräver mikroorganismer närvaron av 0,5 % natriumklorid i mediet. Ackumuleringsmediet är 1 % alkaliskt peptonvatten, på vilket de bildar en film inom 6-8 timmar. Koleravibrios är opretentiösa och kan växa på enkla medier. Det elektiva mediet är TCBS (tiosulfatcitratsackaros-gallagar). Alkalisk agar och tryptonsojaagar (TSA) används för subkultur.

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

Biokemiska egenskaper

De orsakande agensen för kolera är biokemiskt aktiva och oxidaspositiva, har proteolytiska och sackarolytiska egenskaper: producerar indol, lysindekarboxylas, flytandegör gelatin i trattform, producerar inte vätesulfid. Fermenterar glukos, mannos, sackaros, laktos (långsamt), stärkelse, fermenterar inte ramnos, arabinos, dulcitol, inositol, inulin. Har nitratreduktasaktivitet.

Koleravibrioner skiljer sig åt i sin känslighet för bakteriofager. Den klassiska koleravibrion lyseras av bakteriofager i grupp IV enligt Mukerjee, och El Tor-biovaren lyseras av bakteriofager i grupp V. Differentiering mellan kolerapatogen sker genom biokemiska egenskaper, genom förmågan att hemolysera baggerytrocyter, agglutinera kycklingerytrocyter och genom känslighet för polymyxin och bakteriofager. Biovar El Tor är resistent mot polymyxin, agglutinerar kycklingerytrocyter och hemolyserar baggerytrocyter, har en positiv Voges-Proskauer-reaktion och hexamintest. V. cholerae 0139 tillhör El Tor-biovaren enligt fenotypiska egenskaper.

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

Antigenisk struktur

Koleravibrioner har O- och H-antigener. Beroende på O-antigenets struktur urskiljs mer än 150 serogrupper, bland vilka de orsakande agensen för kolera är serogrupperna 01 och 0139. Inom serogrupp 01, beroende på kombinationen av A-, B- och C-subenheter, finns en uppdelning i serovarer: Ogawa (AB), Inaba (AC) och Hikoshima (ABC). Vibrioner i serogrupp 0139 agglutineras endast av serum 0139. H-antigenet är ett generiskt antigen.

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

Attityd till miljöfaktorer

Koleras orsakande agenser är känsliga för UV, torkning, desinfektionsmedel (förutom kvaternära aminer), sura pH-värden och uppvärmning. Koleras orsakande agenser, särskilt El Tor-biovaren, kan existera i vatten i symbios med hydrobionter och alger; under ogynnsamma förhållanden kan de omvandlas till en oodlad form. Dessa egenskaper gör att vi kan klassificera kolera som en antroposapronosinfektion.

[ 23 ], [ 24 ]

Patogenicitetsfaktorer

V. cholerae- genomet består av två cirkulära kromosomer: en stor och en liten. Alla gener som är nödvändiga för liv och implementeringen av den patogena principen är lokaliserade på den stora kromosomen. Den lilla kromosomen innehåller ett integron som fångar och uttrycker antibiotikaresistenskassetter.

Den huvudsakliga patogenicitetsfaktorn är koleraenterotoxin (CT). Genen som medierar syntesen av detta toxin är lokaliserad i toxigenicitetskassetten som är belägen på genomet hos den filamentösa bakteriofagen CTX. Förutom enterotoxingenen finns zot- och ace-generna på samma kassett. Produkten av zot-genen är ett toxin (zonula occludens-toxin), och ace-genen bestämmer syntesen av ytterligare ett enterotoxin (accessoriskt kolerae-enterotoxin). Båda dessa toxiner bidrar till att öka permeabiliteten i tarmväggen. Faggenomet innehåller också ser-adhesin-genen och RS2-sekvensen som kodar för fagreplikation och dess integration i kromosomen.

Receptorn för CTX-fagen är de toxinreglerade pili (Ter). De är typ 4-pili, vilka, förutom att vara receptorer för CTX-fagen, är nödvändiga för kolonisering av mikrovilli i tunntarmen, och även deltar i bildandet av biofilm, särskilt på ytan av skalet hos vattenlevande organismer.

Ter uttrycks på ett koordinerat sätt med CT-genen. Den stora kromosomen innehåller också pap-genen, som bestämmer syntesen av neuraminidas, vilket underlättar implementeringen av toxinverkan, och hap-genen, som bestämmer syntesen av lösligt hemallutininproteas, vilket spelar en viktig roll i avlägsnandet av patogenen från tarmen till den yttre miljön som ett resultat av dess destruktiva verkan på receptorerna i tarmepitelet associerade med vibrioner.

Kolonisering av tunntarmen av toxinreglerade pili skapar en plattform för verkan av koleraenterotoxin, vilket är ett protein med en molekylvikt på 84 000D, bestående av 1 subenhet A och 5 subenheter B. Subenhet A består av två polypeptidkedjor A1 och A2, sammanlänkade av disulfidbryggor. I B-subenhetskomplexet är fem identiska polypeptider sammanlänkade av en icke-kovalent bindning i form av en ring. B-subenhetskomplexet ansvarar för att binda hela toxinmolekylen till den cellulära receptorn - monosialic gangliosid GM1, som är mycket rik på epitelceller i tunntarmsslemhinnan. För att subenhetskomplexet ska interagera med GM1 måste sialinsyra klyvas från det, vilket utförs av enzymet neuraminidas, vilket underlättar implementeringen av toxinets verkan. Efter att subenhetskomplex B fästs vid 5 gangliosider på tarmepitelet ändrar den sin konfiguration så att A1 kan lossna från A1B5-komplexet och penetrera cellen. Efter att ha penetrerat cellen aktiverar A1-peptiden adenylatcyklas. Detta sker som ett resultat av interaktionen mellan AI och NAD, vilket resulterar i bildandet av ADP-ribos, som överförs till GTP-bindande protein i den regulatoriska subenheten av adenylatcyklas. Som ett resultat hämmas den funktionellt nödvändiga hydrolysen av GTP, vilket leder till ackumulering av GTP i den regulatoriska subenheten av adenylatcyklas, vilket bestämmer enzymets aktiva tillstånd och som en konsekvens - ökad syntes av c-AMP. Under påverkan av c-AMP i tarmen förändras den aktiva jontransporten. I kryptområdet frisätter epitelcellerna intensivt Cl-joner, och i villiområdet hämmas absorptionen av Na+ och Cl-, vilket utgör den osmotiska grunden för frisättningen av vatten i tarmlumen.

Koleravibrioner överlever bra vid låga temperaturer; de överlever i is i upp till 1 månad, i havsvatten - upp till 47 dagar, i flodvatten - från 3-5 dagar till flera veckor, i jord - från 8 dagar till 3 månader, i avföring - upp till 3 dagar, på råa grönsaker - 2-4 dagar, på frukt - 1-2 dagar. Koleravibrioner dör på 5 minuter vid 80 °C, omedelbart vid 100 °C; de är mycket känsliga för syror, torkning och direkt solljus, under påverkan avKloramin och andra desinfektionsmedel dör inom 5–15 minuter, kvarstår väl och länge och förökar sig till och med i öppna vattendrag och avloppsvatten rika på organiskt material.

Koleras patogenes

Ingångspunkten för infektion är matsmältningskanalen. Sjukdomen utvecklas endast när patogenerna övervinner magbarriären (vanligtvis observeras detta under perioden med basal sekretion, när pH-värdet i maginnehållet är nära 7), når tunntarmen, där de börjar intensivt föröka sig och utsöndra exotoxin. Enterotoxin eller koleragen avgör förekomsten av de huvudsakliga manifestationerna av kolera. Kolerasyndrom är förknippat med närvaron av två substanser i denna vibrio: proteinenterotoxin - koleragen (exotoxin) och neuraminidas. Koleragen binder till en specifikenterocytreceptor - gangliosid. Under inverkan av neuraminidas bildas en specifik receptor från gangliosider. Det koleraspecifika receptorkomplexet aktiverar adenylatcyklas, vilket initierar syntesen av cAMP. Adenosintrifosfat reglerar utsöndringen av vatten och elektrolyter från cellen till tarmlumen med hjälp av en jonpump. Som ett resultat börjar tunntarmens slemhinna att utsöndra en enorm mängd isoton vätska, som inte hinner absorberas i tjocktarmen - isoton diarré utvecklas. Med 1 liter avföring förlorar kroppen 5 g natriumklorid, 4 g natriumbikarbonat och 1 g kaliumklorid. Tillsatsen av kräkningar ökar den förlorade vätskevolymen.

Som ett resultat minskar plasmavolymen, volymen av cirkulerande blod minskar och det tjocknar. Vätskan omfördelas från det interstitiella till det intravaskulära utrymmet. Hemodynamiska störningar och mikrocirkulationsstörningar uppstår, vilket leder till uttorkningschock och akut njursvikt. Metabolisk acidos utvecklas, vilket åtföljs av kramper. Hypokalemi orsakar arytmi, hypotoni, förändringar i myokardiet och intestinal atoni.