Kolera - Årsager og patogenese

Årsager til kolera

Årsagen til kolera er Vibrio cholerae, som tilhører slægten Vibrio i familien Vibrionaceae.

Kolera vibrio er repræsenteret af to biovarer, der ligner hinanden i morfologiske og tinktoriale egenskaber (kolera-biovaren og El Tor-biovaren).

Koleraens årsager er vibrioer af serogrupperne 01 og 0139 af arten Vibrio cholerae, som tilhører slægten Vibrio, familien Vibrionaceae. Inden for arten Vibrio cholerae skelnes der mellem to hovedbiovarer - biovar cholerae classic, opdaget af R. Koch i 1883, og biovar El Tor, isoleret i 1906 i Egypten på karantænestationen El Tor af F. og E. Gotshlich.

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

Kulturelle ejendomme

Vibrios er fakultative anaerobe, men foretrækker aerobe vækstbetingelser, så de danner en film på overfladen af det flydende næringsmedium. Den optimale væksttemperatur er 37 °C ved en pH på 8,5-9,0. For optimal vækst kræver mikroorganismer tilstedeværelsen af 0,5% natriumchlorid i mediet. Akkumuleringsmediet er 1% alkalisk peptonvand, hvorpå de danner en film inden for 6-8 timer. Kolera-vibrios er uprætentiøse og kan vokse på simple medier. Det elektive medium er TCBS (thiosulfatcitrat-sukrose-galde-agar). Alkalisk agar og trypton-soja-agar (TSA) anvendes til subkultur.

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

Biokemiske egenskaber

De forårsagende agenser for kolera er biokemisk aktive og oxidase-positive, har proteolytiske og saccharolytiske egenskaber: producerer indol, lysin-decarboxylase, flydendegør gelatine i en tragtformet form, producerer ikke hydrogensulfid. Fermenterer glukose, mannose, sukrose, laktose (langsomt), stivelse, fermenterer ikke rhamnose, arabinose, dulcitol, inositol, inulin. Har nitratreduktaseaktivitet.

Koleravibrioer adskiller sig i deres følsomhed over for bakteriofager. Den klassiske koleravibrio lyseres af bakteriofager i gruppe IV ifølge Mukerjee, og El Tor biovar-vibrioen lyseres af bakteriofager i gruppe V. Differentiering mellem kolerapatogener udføres ved biokemiske egenskaber, ved evnen til at hæmolysere væddererytrocytter, agglutinere kyllingerytrocytter og ved følsomhed over for polymyxin og bakteriofager. Biovar El Tor er resistent over for polymyxin, agglutinerer kyllingerytrocytter og hæmolyserer væddererytrocytter, har en positiv Voges-Proskauer-reaktion og hexamintest. V. cholerae 0139 tilhører El Tor biovar ifølge fænotypiske karakteristika.

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

Antigenisk struktur

Koleravibrios har O- og H-antigener. Afhængigt af O-antigenets struktur skelnes der mellem mere end 150 serogrupper, blandt hvilke de forårsagende agenser for kolera er serogrupperne 01 og 0139. Inden for serogruppe 01 er der, afhængigt af kombinationen af A-, B- og C-underenheder, en opdeling i serovarer: Ogawa (AB), Inaba (AC) og Hikoshima (ABC). Vibrios af serogruppe 0139 agglutineres kun af serum 0139. H-antigenet er et generisk antigen.

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

Holdning til miljøfaktorer

Koleraens årsager er følsomme over for UV, tørring, desinfektionsmidler (undtagen kvaternære aminer), sure pH-værdier og opvarmning. Koleraens årsager, især El Tor-biovaren, kan eksistere i vand i symbiose med hydrobionter og alger; under ugunstige forhold kan de omdannes til en ukultiveret form. Disse egenskaber gør det muligt at klassificere kolera som en antroposapronoseinfektion.

[ 23 ], [ 24 ]

Patogenicitetsfaktorer

V. cholerae- genomet består af to cirkulære kromosomer: et stort og et lille. Alle gener, der er nødvendige for liv og implementeringen af det patogene princip, er lokaliseret på det store kromosom. Det lille kromosom indeholder et integron, der indfanger og udtrykker antibiotikaresistenskassetter.

Den primære patogenicitetsfaktor er kolera-enterotoksin (CT). Genet, der medierer syntesen af dette toksin, er lokaliseret i toksigenicitetskassetten, der er placeret på genomet af den filamentøse bakteriofag CTX. Ud over enterotoksin-genet er zot- og ace-generne placeret på den samme kassette. Produktet af zot-genet er et toksin (zonula occludens-toksin), og ace-genet bestemmer syntesen af et yderligere enterotoksin (accessorisk cholerae-enterotoksin). Begge disse toksiner bidrager til at øge tarmvæggens permeabilitet. Faggenomet indeholder også ser-adhesin-genet og RS2-sekvensen, der koder for fagreplikation og dens integration i kromosomet.

Receptoren for CTX-fagen er de toksinregulerede pili (Ter). De er type 4-pili, som udover at være receptorer for CTX-fagen, er nødvendige for kolonisering af tyndtarmens mikrovilli og deltager også i dannelsen af biofilm, især på overfladen af skallen hos vandlevende organismer.

Ter udtrykkes på en koordineret måde med CT-genet. Det store kromosom indeholder også pap-genet, som bestemmer syntesen af neuraminidase, som letter implementeringen af toksinvirkningen, og hap-genet, som bestemmer syntesen af opløselig hæmalutininprotease, som spiller en vigtig rolle i fjernelsen af patogenet fra tarmen til det ydre miljø som følge af dets destruktive virkning på receptorerne i tarmepitelet forbundet med vibrios.

Kolonisering af tyndtarmen af toksinregulerede pili skaber en platform for virkningen af kolera-enterotoksin, som er et protein med en molekylvægt på 84.000D, bestående af 1 underenhed A og 5 underenheder B. Underenhed A består af to polypeptidkæder A1 og A2, der er forbundet med hinanden af disulfidbroer. I B-underenhedskomplekset er fem identiske polypeptider forbundet med hinanden af en ikke-kovalent binding i form af en ring. B-underenhedskomplekset er ansvarligt for at binde hele toksinmolekylet til den cellulære receptor - monosialic gangliosid GM1, som er meget rig på epitelceller i tyndtarmsslimhinden. For at underenhedskomplekset kan interagere med GM1, skal sialinsyre spaltes fra det, hvilket udføres af enzymet neuraminidase, hvilket letter implementeringen af toksinets virkning. Efter binding til 5 gangliosider på tarmepitelet ændrer underenhedskompleks B sin konfiguration, så A1 kan løsne sig fra A1B5-komplekset og trænge ind i cellen. Efter at have trængt ind i cellen aktiverer A1-peptidet adenylatcyklase. Dette sker som et resultat af interaktionen mellem AI og NAD, hvilket resulterer i dannelsen af ADP-ribose, som overføres til GTP-bindende protein i den regulatoriske underenhed af adenylatcyklase. Som et resultat hæmmes den funktionelt nødvendige hydrolyse af GTP, hvilket fører til akkumulering af GTP i den regulatoriske underenhed af adenylatcyklase, hvilket bestemmer enzymets aktive tilstand og som følge heraf øget syntese af c-AMP. Under påvirkning af c-AMP i tarmen ændres den aktive iontransport. I kryptområdet frigiver epitelceller intensivt Cl--ioner, og i villiområdet hæmmes absorptionen af Na+ og Cl-, hvilket danner det osmotiske grundlag for frigivelsen af vand i tarmlumen.

Kolera vibrios overlever godt ved lave temperaturer; de overlever i is i op til 1 måned, i havvand - op til 47 dage, i flodvand - fra 3-5 dage til flere uger, i jord - fra 8 dage til 3 måneder, i afføring - op til 3 dage, på rå grøntsager - 2-4 dage, på frugt - 1-2 dage. Kolera vibrios dør på 5 minutter ved 80 °C, øjeblikkeligt ved 100 °C; de er meget følsomme over for syrer, udtørring og direkte sollys, under påvirkning afKloramin og andre desinfektionsmidler dør inden for 5-15 minutter, holder sig godt og længe og formerer sig endda i åbne vandområder og spildevand, der er rigt på organisk materiale.

Koleras patogenese

Indgangspunktet for infektion er fordøjelseskanalen. Sygdommen udvikler sig kun, når patogenerne overvinder mavebarrieren (dette observeres normalt i perioden med basal sekretion, når pH-værdien i maveindholdet er tæt på 7), når tyndtarmen, hvor de begynder at formere sig intensivt og udskille eksotoksin. Enterotoksin eller koleragen bestemmer forekomsten af de vigtigste manifestationer af kolera. Kolerasyndrom er forbundet med tilstedeværelsen af to stoffer i denne vibrio: protein enterotoksin - koleragen (eksotoksin) og neuraminidase. Koleragen binder sig til en specifik...enterocytreceptor - gangliosid. Under virkningen af neuraminidase dannes en specifik receptor fra gangliosider. Det koleraspecifikke receptorkompleks aktiverer adenylatcyklase, som initierer syntesen af cAMP. Adenosintrifosfat regulerer udskillelsen af vand og elektrolytter fra cellen ind i tarmlumen ved hjælp af en ionpumpe. Som følge heraf begynder tyndtarmens slimhinde at udskille en enorm mængde isotonisk væske, som ikke har tid til at blive absorberet i tyktarmen - isotonisk diarré udvikler sig. Med 1 liter afføring mister kroppen 5 g natriumchlorid, 4 g natriumbicarbonat og 1 g kaliumchlorid. Tilsætning af opkastning øger mængden af væsketab.

Som følge heraf falder plasmavolumenet, volumenet af cirkulerende blod falder, og det fortykkes. Væsken omfordeles fra det interstitielle til det intravaskulære rum. Hæmodynamiske forstyrrelser og mikrocirkulationsforstyrrelser opstår, hvilket resulterer i dehydrering, shock og akut nyresvigt. Metabolisk acidose udvikles, som ledsages af kramper. Hypokaliæmi forårsager arytmi, hypotension, ændringer i myokardiet og intestinal atoni.