Kolera - årsaker og patogenese

Årsaker til kolera

Årsaken til kolera er Vibrio cholerae, som tilhører slekten Vibrio i familien Vibrionaceae.

Koleravibrio er representert av to biovarer, som har lignende morfologiske og tinktoriale egenskaper (kolerabiovaren og El Tor-biovaren).

De forårsakende agensene for kolera er vibrios av serogruppene 01 og 0139 av arten Vibrio cholerae, som tilhører slekten Vibrio, familien Vibrionaceae. Innenfor arten Vibrio cholerae skilles det mellom to hovedbiovarer - biovar cholerae classic, oppdaget av R. Koch i 1883, og biovar El Tor, isolert i 1906 i Egypt ved karantenestasjonen El Tor av F. og E. Gotshlich.

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

Kulturelle eiendommer

Vibrios er fakultative anaerobe, men foretrekker aerobe vekstforhold, så de danner en film på overflaten av det flytende næringsmediet. Den optimale veksttemperaturen er 37 °C ved en pH på 8,5–9,0. For optimal vekst krever mikroorganismer tilstedeværelse av 0,5 % natriumklorid i mediet. Akkumuleringsmediet er 1 % alkalisk peptonvann, hvor de danner en film innen 6–8 timer. Koleravibrios er upretensiøse og kan vokse på enkle medier. Det elektive mediet er TCBS (tiosulfatcitrat sukrose-galleagar). Alkalisk agar og trypton-soyaagar (TSA) brukes til subkultur.

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

Biokjemiske egenskaper

De forårsakende agensene for kolera er biokjemisk aktive og oksidase-positive, har proteolytiske og sakkarolytiske egenskaper: produserer indol, lysindekarboksylase, flytendegjør gelatin i traktform, produserer ikke hydrogensulfid. Fermenterer glukose, mannose, sukrose, laktose (sakte), stivelse, fermenterer ikke rhamnose, arabinose, dulcitol, inositol, inulin. Har nitratreduktaseaktivitet.

Koleravibrioer varierer i følsomhet for bakteriofager. Den klassiske koleravibrioen lyseres av bakteriofager i gruppe IV ifølge Mukerjee, og El Tor-biovaren lyseres av bakteriofager i gruppe V. Differensiering mellom kolerapatogener utføres av biokjemiske egenskaper, av evnen til å hemolysere erytrocytter hos vær, agglutinere kyllingerytrocytter og av følsomhet for polymyksin og bakteriofager. Biovar El Tor er resistent mot polymyksin, agglutinerer kyllingerytrocytter og hemolyserer erytrocytter hos vær, har en positiv Voges-Proskauer-reaksjon og heksamintest. V. cholerae 0139 tilhører El Tor-biovaren i henhold til fenotypiske egenskaper.

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

Antigenisk struktur

Koleravibrios har O- og H-antigener. Avhengig av O-antigenets struktur skilles det mellom mer enn 150 serogrupper, hvorav de forårsakende agensene for kolera er serogruppene 01 og 0139. Innenfor serogruppe 01, avhengig av kombinasjonen av A-, B- og C-subenheter, er det en inndeling i serovarer: Ogawa (AB), Inaba (AC) og Hikoshima (ABC). Vibrios av serogruppe 0139 agglutineres kun av serum 0139. H-antigenet er et generisk antigen.

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

Holdning til miljøfaktorer

Kolera-årsaksstoffene er følsomme for UV, tørking, desinfeksjonsmidler (unntatt kvaternære aminer), sure pH-verdier og oppvarming. Kolera-årsaksstoffene, spesielt El Tor-biovaren, kan eksistere i vann i symbiose med hydrobionter og alger; under ugunstige forhold kan de omdannes til en udyrket form. Disse egenskapene gjør at vi kan klassifisere kolera som en antroposapronose-infeksjon.

[ 23 ], [ 24 ]

Patogenitetsfaktorer

V. cholerae -genomet består av to sirkulære kromosomer: et stort og et lite. Alle gener som er nødvendige for liv og implementering av det patogene prinsippet er lokalisert på det store kromosomet. Det lille kromosomet inneholder et integron som fanger opp og uttrykker antibiotikaresistenskassetter.

Den viktigste patogenitetsfaktoren er kolera-enterotoksin (CT). Genet som medierer syntesen av dette toksinet er lokalisert i toksigenisitetskassetten som ligger på genomet til den filamentøse bakteriofagen CTX. I tillegg til enterotoksin-genet er zot- og ace-genene plassert på samme kassett. Produktet av zot-genet er et toksin (zonula occludens-toksin), og ace-genet bestemmer syntesen av et ytterligere enterotoksin (accessorisk kolerae-enterotoksin). Begge disse toksinene bidrar til å øke permeabiliteten til tarmveggen. Faggenomet inneholder også ser-adhesin-genet og RS2-sekvensen som koder for fagreplikasjon og dens integrering i kromosomet.

Reseptoren for CTX-fagen er de toksinregulerte pili (Ter). De er type 4-pili, som i tillegg til å være reseptorer for CTX-fagen, er nødvendige for kolonisering av mikrovilli i tynntarmen, og deltar også i dannelsen av biofilm, spesielt på overflaten av skallet til vannlevende organismer.

Ter uttrykkes på en koordinert måte med CT-genet. Det store kromosomet inneholder også pap-genet, som bestemmer syntesen av neuraminidase, som letter implementeringen av toksinvirkningen, og hap-genet, som bestemmer syntesen av løselig hemallutininprotease, som spiller en viktig rolle i fjerningen av patogenet fra tarmen til det ytre miljøet som et resultat av dets destruktive virkning på reseptorene i tarmepitelet assosiert med vibrios.

Kolonisering av tynntarmen av toksinregulerte pili skaper en plattform for virkningen av kolera-enterotoksin, som er et protein med en molekylvekt på 84 000 D, bestående av 1 subenhet A og 5 subenheter B. Subenhet A består av to polypeptidkjeder A1 og A2, bundet sammen av disulfidbroer. I B-subenhetskomplekset er fem identiske polypeptider bundet til hverandre av en ikke-kovalent binding i form av en ring. B-subenhetskomplekset er ansvarlig for å binde hele toksinmolekylet til den cellulære reseptoren - monosialic gangliosid GM1, som er svært rik på epitelceller i tynntarmsslimhinnen. For at subenhetskomplekset skal samhandle med GM1, må sialinsyre spaltes fra det, noe som utføres av enzymet neuraminidase, som letter implementeringen av toksinets virkning. Etter binding til 5 gangliosider på tarmepitelet endrer underenhetskompleks B konfigurasjonen sin slik at A1 kan løsne seg fra A1B5-komplekset og trenge inn i cellen. Etter å ha penetrert cellen, aktiverer A1-peptidet adenylatcyklase. Dette skjer som et resultat av interaksjonen mellom AI og NAD, noe som resulterer i dannelsen av ADP-ribose, som overføres til GTP-bindende protein i den regulatoriske underenheten til adenylatcyklase. Som et resultat hemmes den funksjonelt nødvendige hydrolysen av GTP, noe som fører til akkumulering av GTP i den regulatoriske underenheten til adenylatcyklase, noe som bestemmer enzymets aktive tilstand, og som en konsekvens - økt syntese av c-AMP. Under påvirkning av c-AMP i tarmen endres aktiv iontransport. I kryptområdet frigjør epitelceller intensivt Cl--ioner, og i villiområdet hemmes absorpsjonen av Na+ og Cl-, noe som danner det osmotiske grunnlaget for frigjøring av vann i tarmlumen.

Koleravibrios overlever godt ved lave temperaturer; de overlever i is i opptil 1 måned, i sjøvann - opptil 47 dager, i elvevann - fra 3-5 dager til flere uker, i jord - fra 8 dager til 3 måneder, i avføring - opptil 3 dager, på rå grønnsaker - 2-4 dager, på frukt - 1-2 dager. Koleravibrios dør i løpet av 5 minutter ved 80 °C, umiddelbart ved 100 °C; de er svært følsomme for syrer, uttørking og direkte sollys, under påvirkning avKloramin og andre desinfeksjonsmidler dør innen 5–15 minutter, varer lenge og formerer seg til og med i åpne vannmasser og avløpsvann som er rikt på organisk materiale.

Patogenesen av kolera

Inngangspunktet for infeksjon er fordøyelseskanalen. Sykdommen utvikler seg først når patogenene overvinner magebarrieren (vanligvis observeres dette i perioden med basal sekresjon, når pH-verdien i mageinnholdet er nær 7), når tynntarmen, hvor de begynner å formere seg intensivt og skille ut eksotoksin. Enterotoksin eller koleragen bestemmer forekomsten av de viktigste manifestasjonene av kolera. Kolerasyndrom er assosiert med tilstedeværelsen av to stoffer i denne vibrioen: protein enterotoksin - koleragen (eksotoksin) og neuraminidase. Koleragen binder seg til en spesifikkenterocytreseptor - gangliosid. Under påvirkning av neuraminidase dannes en spesifikk reseptor fra gangliosider. Det koleraspesifikke reseptorkomplekset aktiverer adenylatcyklase, som initierer syntesen av cAMP. Adenosintrifosfat regulerer utskillelsen av vann og elektrolytter fra cellen inn i tarmlumen ved hjelp av en ionepumpe. Som et resultat begynner slimhinnen i tynntarmen å skille ut en enorm mengde isotonisk væske, som ikke har tid til å bli absorbert i tykktarmen - isotonisk diaré utvikler seg. Med 1 liter avføring mister kroppen 5 g natriumklorid, 4 g natriumbikarbonat, 1 g kaliumklorid. Tilsetning av oppkast øker volumet av væsketap.

Som et resultat av dette reduseres plasmavolumet, volumet av sirkulerende blod avtar og det tykner. Væsken omfordeles fra det interstitielle til det intravaskulære rommet. Hemodynamiske forstyrrelser og mikrosirkulasjonsforstyrrelser oppstår, noe som resulterer i dehydrering, sjokk og akutt nyresvikt. Metabolsk acidose utvikles, som er ledsaget av kramper. Hypokalemi forårsaker arytmi, hypotensjon, endringer i myokardiet og intestinal atoni.