Holera - cēloņi un patoģenēze

Holēras cēloņi

Holēras izraisītājs ir Vibrio cholerae, kas pieder pie Vibrio ģints Vibrionaceae dzimtā .

Holēras vibrio pārstāv divi biovari, kas ir līdzīgi morfoloģiskajās un tinctoriālajās īpašībās (holēras biovars un El Tor biovars).

Holēras izraisītāji ir Vibrio cholerae sugas 01. un 0139. serogrupu vibrio, kas pieder pie Vibrio ģints, Vibrionaceae dzimtas. Vibrio cholerae sugas ietvaros izšķir divus galvenos biovarus - biovaru cholerae classic, ko 1883. gadā atklāja R. Kohs, un biovaru El Tor, ko 1906. gadā Ēģiptē El Tor karantīnas stacijā izolēja F. un E. Gotšlihi.

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

Kultūras vērtības

Vibriji ir fakultatīvi anaerobi, bet dod priekšroku aerobiem augšanas apstākļiem, tāpēc tie veido plēvīti uz šķidrās barotnes virsmas. Optimālā augšanas temperatūra ir 37 °C pie pH 8,5–9,0. Optimālai augšanai mikroorganismiem barotnē nepieciešama 0,5 % nātrija hlorīda klātbūtne. Uzkrāšanas barotne ir 1 % sārmains peptonūdens, uz kura tie 6–8 stundu laikā veido plēvīti. Holēras vibriji ir nepretenciozi un var augt uz vienkāršām barotnēm. Izvēles barotne ir TCBS (tiosulfāta citrāta saharozes-žults agars). Subkultivēšanai izmanto sārmainu agaru un triptona sojas agaru (TSA).

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

Bioķīmiskās īpašības

Holēras izraisītāji ir bioķīmiski aktīvi un oksidāzes pozitīvi, tiem piemīt proteolītiskas un saharolītiskas īpašības: tie ražo indolu, lizīna dekarboksilāzi, sašķidrina želatīnu piltuvveida formā, neražo sērūdeņradi. Fermentē glikozi, mannozi, saharozi, laktozi (lēni), cieti, neraudzē ramnozi, arabinozi, dulcitolu, inozitolu, inulīnu. Piemīt nitrātu reduktāzes aktivitāte.

Holēras vibrio atšķiras pēc jutības pret bakteriofāgiem. Klasisko holēras vibrio lizē IV grupas bakteriofāgi saskaņā ar Mukerdžī, bet El Tor biovara vibrio - V grupas bakteriofāgi. Holēras patogēnu diferenciācija tiek veikta pēc bioķīmiskajām īpašībām, spējas hemolizēt auna eritrocītus, aglutinēt vistas eritrocītus un jutības pret polimiksīnu un bakteriofāgiem. Biovars El Tor ir izturīgs pret polimiksīnu, aglutina vistas eritrocītus un hemolizē auna eritrocītus, tam ir pozitīva Voges-Proskauer reakcija un heksamīna tests. Pēc fenotipiskajām īpašībām V. cholerae 0139 pieder pie El Tor biovara.

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

Antigēna struktūra

Holēras vibrioniem ir O- un H-antigēni. Atkarībā no O-antigēna struktūras izšķir vairāk nekā 150 serogrupas, starp kurām holēras izraisītāji ir serogrupas 01 un 0139. Serogrupas 01 ietvaros, atkarībā no A, B un C apakšvienību kombinācijas, tiek iedalīti serovāri: Ogawa (AB), Inaba (AC) un Hikoshima (ABC). Serogrupas 0139 vibrioni aglutinē tikai ar serumu 0139. H-antigēns ir ģenērisks antigēns.

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

Attieksme pret vides faktoriem

Holēras izraisītāji ir jutīgi pret UV starojumu, žāvēšanu, dezinfekcijas līdzekļiem (izņemot kvaternāros amīnus), skābu pH līmeni un karsēšanu. Holēras izraisītāji, īpaši El Tor biovars, spēj pastāvēt ūdenī simbiozē ar hidrobiontiem un aļģēm; nelabvēlīgos apstākļos tie var pārveidoties nekultivētā formā. Šīs īpašības ļauj mums klasificēt holēru kā antroposapronozes infekciju.

[ 23 ], [ 24 ]

Patogenitātes faktori

V. cholerae genoms sastāv no divām apļveida hromosomām: lielās un mazās. Visi dzīvībai un patogēnā principa īstenošanai nepieciešamie gēni ir lokalizēti lielajā hromosomā. Mazajā hromosomā ir integrons, kas uztver un ekspresē antibiotiku rezistences kasetes.

Galvenais patogenitātes faktors ir holēras enterotoksīns (CT). Gēns, kas mediē šī toksīna sintēzi, ir lokalizēts toksigenitātes kasetē, kas atrodas pavedienveida bakteriofāga CTX genomā. Papildus enterotoksīna gēnam tajā pašā kasetē atrodas arī zot un ace gēni. Zot gēna produkts ir toksīns (zonula occludens toksīns), un ace gēns nosaka papildu enterotoksīna(aksesuāra holēras enterotoksīna) sintēzi. Abi šie toksīni piedalās zarnu sienas caurlaidības palielināšanā. Fāga genomā ir arī ser-adhezīna gēns un RS2 secība, kas kodē fāga replikāciju un tā integrāciju hromosomā.

CTX fāga receptors ir toksīna regulētie pili (Ter). Tie ir 4. tipa pili, kas papildus tam, ka ir CTX fāga receptori, ir nepieciešami tievās zarnas mikrobārkstiņu kolonizācijai, kā arī piedalās bioplēves veidošanā, jo īpaši uz ūdens organismu čaulas virsmas.

Ter tiek ekspresēti koordinēti ar CT gēnu. Lielajā hromosomā atrodas arī pap gēns, kas nosaka neiraminidāzes sintēzi, kas veicina toksīna darbības īstenošanu, un hap gēns, kas nosaka šķīstošās hemalutinīna proteāzes sintēzi, kurai ir svarīga loma patogēna izvadīšanā no zarnām ārējā vidē, pateicoties tā destruktīvajai iedarbībai uz zarnu epitēlija receptoriem, kas saistīti ar vibrijām.

Tievās zarnas kolonizācija ar toksīna regulētiem piliem rada platformu holēras enterotoksīna darbībai, kas ir olbaltumviela ar molekulmasu 84 000 D, kas sastāv no 1 apakšvienības A un 5 apakšvienībām B. Apakšvienība A sastāv no divām polipeptīdu ķēdēm A1 un A2, kas savienotas kopā ar disulfīda tiltiņiem. B apakšvienības kompleksā pieci identiski polipeptīdi ir savienoti viens ar otru ar nekovalentu saiti gredzena formā. B apakšvienības komplekss ir atbildīgs par visas toksīna molekulas saistīšanos ar šūnu receptoru - monosiālisko gangliozīdu GM1, kas ir ļoti bagāts tievās zarnas gļotādas epitēlija šūnās. Lai apakšvienības komplekss mijiedarbotos ar GM1, no tās ir jāatdala siālskābe, ko veic enzīms neiraminidāze, kas atvieglo toksīna darbības īstenošanu. Apakšvienības komplekss B pēc pievienošanās 5 gangliozīdiem uz zarnu epitēlija membrānas maina savu konfigurāciju tā, lai tas ļautu A1 atdalīties no A1B5 kompleksa un iekļūt šūnā. Iekļūdams šūnā, A1 peptīds aktivizē adenilātciklāzi. Tas notiek AI mijiedarbības rezultātā ar NAD, kā rezultātā veidojas ADP-riboze, kas tiek pārnesta uz adenilātciklāzes regulējošās apakšvienības GTP saistošo proteīnu. Rezultātā tiek kavēta funkcionāli nepieciešamā GTP hidrolīze, kas noved pie GTP uzkrāšanās adenilātciklāzes regulējošajā apakšvienībā, nosakot enzīma aktīvo stāvokli un rezultātā palielinot c-AMP sintēzi. c-AMP ietekmē zarnās mainās aktīvo jonu transports. Kriptu zonā epitēlija šūnas intensīvi izdala Cl- jonus, bet bārkstiņu zonā tiek traucēta Na+ un Cl- absorbcija, kas veido osmotisko pamatu ūdens izdalīšanai zarnu lūmenā.

Holēras vibrioni labi izdzīvo zemā temperatūrā; ledū tie izdzīvo līdz 1 mēnesim, jūras ūdenī - līdz 47 dienām, upes ūdenī - no 3-5 dienām līdz vairākām nedēļām, augsnē - no 8 dienām līdz 3 mēnešiem, fekālijās - līdz 3 dienām, uz neapstrādātiem dārzeņiem - 2-4 dienām, uz augļiem - 1-2 dienas. Holēras vibrioni iet bojā 5 minūšu laikā 80 °C temperatūrā, acumirklī 100 °C temperatūrā; tie ir ļoti jutīgi pret skābēm, žāvēšanu un tiešiem saules stariem, kā arī... ietekmē.Hloramīns un citi dezinfekcijas līdzekļi iet bojā 5–15 minūšu laikā, labi un ilgi saglabājas un pat vairojas atklātās ūdenstilpēs un notekūdeņos, kas bagāti ar organiskām vielām.

Holēras patoģenēze

Infekcijas iekļūšanas punkts ir gremošanas trakts. Slimība attīstās tikai tad, kad patogēni pārvar kuņģa barjeru (parasti tas tiek novērots bazālās sekrēcijas periodā, kad kuņģa satura pH ir tuvu 7), nonāk tievajā zarnā, kur tie sāk intensīvi vairoties un izdalīt eksotoksīnu. Enterotoksīns jeb holeragēns nosaka galveno holēras izpausmju rašanos. Holēras sindroms ir saistīts ar divu vielu klātbūtni šajā vibrio: olbaltumvielu enterotoksīnu - holeragēnu (eksotoksīnu) un neiraminidāzi. Holeragēns saistās ar specifisku...enterocītu receptors - gangliozīds. Neiraminidāzes iedarbībā no gangliozīdiem veidojas specifisks receptors. Holērai specifiskais receptoru komplekss aktivizē adenilātciklāzi, kas ierosina cAMP sintēzi. Adenozīna trifosfāts ar jonu sūkņa palīdzību regulē ūdens un elektrolītu izdalīšanos no šūnas zarnu lūmenā. Tā rezultātā tievās zarnas gļotāda sāk izdalīt milzīgu daudzumu izotoniska šķidruma, kam nav laika uzsūkties resnajā zarnā - attīstās izotoniska caureja. Ar 1 litru fekāliju organisms zaudē 5 g nātrija hlorīda. 4 g nātrija bikarbonāta, 1 g kālija hlorīda. Vemšanas pievienošana palielina zaudētā šķidruma daudzumu.

Rezultātā samazinās plazmas tilpums, samazinās cirkulējošā asins tilpums un tas sabiezē. Šķidrums tiek pārdalīts no intersticiālā uz intravaskulāro telpu. Rodas hemodinamiski traucējumi un mikrocirkulācijas traucējumi, kas izraisa dehidratācijas šoku un akūtu nieru mazspēju. Attīstās vielmaiņas acidoze, ko pavada krampji. Hipokaliēmija izraisa aritmiju, hipotensiju, izmaiņas miokardā un zarnu atoniju.