Холера: причини і патогенез

Причини холери

Причина холери - Vibrio cholerae відноситься до роду Vibrio сімейства Vibrionaceae.

Холерний вібріон представлений двома біовари, подібними за морфологічними і тинкторіальними властивостями (біовар власне холери і біовар Ель-Тор).

Збудниками холери є вібріони серогрупи 01 і 0139 виду Vibrio cholerae, який відноситься до роду Vibrio, сімейства Vibrionaceae. Усередині виду Vibrio cholerae розрізняють два основних биовара - biovar cholerae classic, відкритий Р. Кохом в 1883 р, і biovar El Tor, виділений в 1906 р в Єгипті на карантинній станції Ель Тор Ф. І Е. Готшліхамі.

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

Культуральні властивості

Вібріони є факультативними анаеробами, але вважають за краще аеробні умови зростання, тому на поверхні рідкого живильного середовища утворюють плівку. Оптимальна температура росту 37 ° С при рН 8,5-9,0. Для оптимального росту мікроорганізми вимагають присутності в середовищі 0,5% натрію хлориду. Середовищем накопичення є 1% лужна пептонна вода, на якій вони утворюють плівку протягом 6-8 годин. Холерні вібріони невибагливі і можуть рости на простих середовищах. Елективної середовищем є середовище TCBS (тіосульфат цитратний сахарозожелчесодержащій агар). Лужний агар і триптон-соєвий агар (ТСА) використовують для субкультівірованія.

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

Біохімічні властивості

Збудники холери біохімічно активні і оксідазопозітівни, мають протеолітичними і сахароліті-востями: продукують індол, лізіндекарбоксілазу. Розріджують в воронковідной формі желатину, що не продукують сірководень. Ферментують глюкозу, манозу, сахарозу лактозу (повільно), крохмаль, що не зброджують рамнозу, арабійозу, дульцит, інозит, інулін. Мають нітратредуктазной активністю.

Холерні вібріони розрізняються по чутливості до бактеріофагів. Класичний холерний вібріон лизируется бактеріофагами IV групи по Mukerjee, а вібріон биовара Ель-Тор - бактеріофагами V групи. Диференціація серед збудників холери проводиться за біохімічними властивостями, по можливості гемолізовані еритроцити барана, агглютинировать курячі еритроцити, а також по чутливості до поліміксину до бактеріофагів. Biovar El Tor резистентний до поліміксину, агглютинирует курячі еритроцити і гемолізує еритроцити барана, має позитивні реакцію Фогес-Проскауера і гексаміновий тест. V. Cholerae 0139 по фенотіпічесім ознаками відноситься до біовар El Tor.

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

Антигенна структура

Холерні вібріони мають О-і Н-антигенами. Залежно від будови О-антигену розрізняють більш 150 серогрупп, серед яких збудниками холери є серогрупи 01 і 0139. Усередині серогрупи 01 в залежності від поєднання А-, В- і С-субодиниць відбувається підрозділ на серовар: Огава (АВ), Інаба ( АС) і Гікошіма (ABC). Вібріони серогрупи 0139 агглютинируются тільки сироваткою 0139. Н-антиген є общеродовой антигеном.

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

Ставлення до факторів навколишнього середовища

Збудники холери чутливі до УФ, висушування, дезінфектантів (за винятком четвертинних амінів), кислим значенням рН, нагрівання. Збудники холери, особливо біовар Ель-Тор, здатні до існування в воді в симбіозі з гідробіонтами, водоростями, в несприятливих умовах можуть переходити в некультивованих форму. Ці властивості дозволяють віднести холеру до антропосапронозним інфекцій.

[23], [24],

Фактори патогенності

Геном V. Cholerae складається з двох циркулярних хромосом: великої і малої. Всі гени, необхідні для життєдіяльності і реалізації патогенного початку, локалізовані на великий хромосомі. Мала хромосома містить інтегрони, який захоплює і експрессірует касети антибіотикорезистентності.

Головним фактором патогенності є холерний ентеротоксин (СТ). Ген, опосредующий синтез цього токсину, локалізована в касеті токсигенности, розташованої на геномі нитчастих бактеріофага СТХ. До того ж до гену ентеротоксину на цій же касеті знаходяться гени zot і асі. Продуктом гена zot є токсин, (zonula occludens toxin), а ген асі детермінує синтез додаткового ентеротоксину (accessory cholerae enterotoxin). Обидва ці токсину приймають участь в збільшенні проникності стінки кишечника. На геномі фага знаходиться також ген сер-адгезини і послідовність RS2, що кодує реплікацію фага і його інтеграцію в хромосому.

Рецептором для фага СТХ є токсінкорегуліруемие пили (Тер). Вони є пілямі 4 типу, які, крім того, що є рецепторами для фага СТХ, необхідні для колонізації мікроворсинок тонкого кишечника, а також беруть участь в утворенні біоплівки, зокрема на поверхні панцира гідробіонтів.

Тер координовано експресуються з геном СТ. На великий хромосомі також знаходиться ген пап, що визначає синтез нейрамінідази, що сприяє реалізації дії токсину, і ген hap, що визначає синтез розчинної гемаллютінінпротеази, яка відіграє важливу роль у виведенні збудника з кишечника в зовнішнє середовище в результаті її деструктивної дії на рецептори кишкового епітелію, асоційовані з вібріонами.

Колонізація тонкого кишечника, здійснювана токсінкорегуліруемимі пілямі, створює плацдарм для дії холерного ентеротоксин, який представляє білок з молекулярною масою 84000D, що складається з 1 субодиниці А і 5 субодиниць В. Субодиниця А складається з двох поліпептидних ланцюжків А1 і А2, пов'язаних між собою дисульфідними містками. У субодиничних комплексі О п'ятій однакових поліпептидів з'єднані один з одним Нековалентні зв'язком у вигляді кільця. По-субодиничний комплекс відповідальний за зв'язування всієї молекули токсину з клітинним рецептором - моносіаловим гангліозид GM1, яким дуже багаті епітеліальні клітини слизової тонкої кишки. Для того щоб субодиничний комплекс міг взаємодіяти з GM1, від нього повинна бути відщеплена сіалова кислота, що здійснюється ферментом нейрамінідазою, яка сприяє реалізації дії токсину. Субодиничний комплекс В після прикріплення до 5-ти ганглиозидов на мембрані кишкового епітелію змінює свою конфігурацію так, що дозволяє А1 від'єднатися від комплексу А1В5 і проникнути в клітину. Проникнувши в клітину, А1 пептид активує аденілатциклазу. Це відбувається в результаті взаємодії AI з НАД, наслідком чого є утворення АДФ-рибози, яка переноситься на ГТФ-зв'язуючий білок регуляторної субодиниці аденілатциклази. В результаті відбувається інгібіція функціонально необхідного гідролізу ГТФ, що призводить до накопичення ГТФ в регуляторної субодиниці аденілатциклази, визначаючи активний стан ферменту, і як наслідок - посилення синтезу ц-АМФ. Під впливом Ц-АМФ в кишечнику змінюється активний транспорт іонів. В області крипт епітеліоцитами посилено виділяються іони С1, а в області ворсинок ускладнюється всмоктування Na + і Сl-, що становить осмотичну основу для виділення в Просвіт кишечника води.

Холерні вібріони добре виживають при низькій температурі; в льоду зберігаються до 1 міс. В морській воді - до 47 діб, у річковій воді - від 3-5 днів до декількох тижнів, в грунті - від 8 днів до 3 міс, у випорожненнях - до 3 діб, на сирих овочах - 2-4 дня. На фруктах - 1-2 дня. Холерні вібріони при 80 ° С гинуть через 5 хв, при 100 ° С - моментально; високочутливі до кислот, висушування і дії прямих сонячних променів, під дією хлораміну та інших дезінфектантів гинуть через 5-15 хв, добре і довго зберігаються і навіть розмножуються у відкритих водоймах і стічних водах, багатих органічними речовинами.

Патогенез холери

Вхідними воротами інфекції є травний тракт. Захворювання розвивається лише тоді, коли збудники долають шлунковий бар'єр (зазвичай це спостерігається в періоді базальної секреції, коли рН шлункового вмісту близький до 7), досягають тонкої кишки, де починають інтенсивно розмножуватися і виділяти екзотоксин. Ентеротоксин або холероген визначає виникнення основних проявів холери. Холерний синдром пов'язаний з наявністю у даного вібріона двох речовин: білкового ентеротоксину - холерогена (екзотоксину) і нейрамінідази. Холероген зв'язується зі специфічним рецептором ентероцитів - гангліозид. Під дією нейрамінідази з ганглиозидов утворюється специфічний рецептор. Комплекс холерогенспеціфіческій рецептор активує аденілатциклазу, яка ініціює синтез цАМФ. АТФ регулює за допомогою іонного насоса секрецію води та електролітів з клітки в просвіт кишечника. В результаті слизова оболонка тонкої кишки починає секретувати величезна кількість изотонической рідини, яка не встигає всмоктуватися в товстій кишці, - розвивається изотоническая діарея. З 1 л випорожнень організм втрачає 5 г хлориду натрію. 4 г гідрокарбонату натрію, 1 г хлориду калію. Приєднання блювоти збільшує обсяг втрачається рідини.

В результаті зменшується обсяг плазми, скорочується обсяг циркулюючої крові і вона згущується. Рідина перерозподіляється з інтерстиціального у внутрішньосудинне простір. Виникають гемодинамічнірозлади, порушення мікроциркуляції, наслідком яких стають дегідратаційних шок і гостра ниркова недостатність. Розвивається метаболічний ацидоз, який супроводжується судомами. Гіпокаліємія викликає аритмію, гіпотензію, зміни в міокарді і атонію кишечника.