Холера - Причины и патогенез

Причины холеры

Причина холеры - Vibrio cholerae относится к роду Vibrio семейства Vibrionaceae.

Холерный вибрион представлен двумя биоварами, сходными по морфологическим и тинкториальным свойствам (биовар собственно холеры и биовар Эль-Тор).

Возбудителями холеры являются вибрионы серогрупп 01 и 0139 вида Vibrio cholerae, который относится к роду Vibrio, семейства Vibrionaceae. Внутри вида Vibrio cholerae различают два основных биовара - biovar cholerae classic, открытый Р. Кохом в 1883 г., и biovar El Tor, выделенный в 1906 г. в Египте на карантинной станции Эль Тор Ф. и Е. Готшлихами.

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

Культуральные свойства

Вибрионы являются факультативными анаэробами, но предпочитают аэробные условия роста, поэтому на поверхности жидкой питательной среды образуют пленку. Оптимальная температура роста 37 °С при рН 8,5-9,0. Для оптимального роста микроорганизмы требуют присутствия в среде 0,5% натрия хлорида. Средой накопления является 1 % щелочная пептонная вода, на которой они образуют пленку в течение 6-8 часов. Холерные вибрионы неприхотливы и могут расти на простых средах. Элективной средой является среда TCBS (тиосульфат цитратный сахарозожелчесодержащий агар). Щелочной агар и триптон-соевый агар (ТСА) используют для субкультивирования.

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

Биохимические свойства

Возбудители холеры биохимически активны и оксидазопозитивны, обладают протеолитическими и сахаролити-ческими свойствами: продуцируют индол, лизиндекарбоксилазу. разжижают в воронковидной форме желатину, не продуцируют сероводород. Ферментируют глюкозу, маннозу, сахарозу лактозу (медленно), крахмал, не сбраживают рамнозу, арабийозу, дульцит, инозит, инулин. Обладают нитратредуктазной активностью.

Холерные вибрионы различаются по чувствительности к бактериофагам. Классический холерный вибрион лизируется бактериофагами IV группы по Mukerjee, а вибрион биовара Эль-Тор - бактериофагами V группы. Дифференциация среди возбудителей холеры проводится по биохимическим свойствам, по способности гемолизировать эритроциты барана, агглютинировать куриные эритроциты, а также по чувствительности к полимиксину к бактериофагам. Biovar El Tor резистентен к полимиксину, агглютинирует куриные эритроциты и гемолизирует эритроциты барана, имеет положительные реакцию Фогес-Проскауэра и гексаминовый тест. V. cholerae 0139 по фенотипичесим признакам относится к биовару El Tor.

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

Антигенная структура

Холерные вибрионы обладают О- и Н-антигенами. В зависимости от строения О-антигена различают более 150 серогрупп, среди которых возбудителями холеры являются серогруппы 01 и 0139. Внутри серогруппы 01 в зависимости от сочетания А-, В- и С- субъединиц происходит подразделение на серовары: Огава (АВ), Инаба (АС) и Гикошима (ABC). Вибрионы серогруппы 0139 агглютинируются только сывороткой 0139. Н-антиген является общеродовым антигеном.

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

Отношение к факторам окружающей среды

Возбудители холеры чувствительны к УФ, высушиванию, дезинфектантам (за исключением четвертичных аминов), кислым значениям рН, нагреванию. Возбудители холеры, особенно биовар Эль-Тор, способны к существованию в воде в симбиозе с гидробионтами, водорослями, в неблагоприятных условиях могут переходить в некультивируемую форму. Эти свойства позволяют отнести холеру к антропосапронозным инфекциям.

[23], [24],

Факторы патогенности

Геном V. cholerae состоит из двух циркулярных хромосом: большой и малой. Все гены, необходимые для жизнедеятельности и реализации патогенного начала, локализованы на большой хромосоме. Малая хромосома содержит интегрон, который захватывает и экспрессирует кассеты антибиотикорезистентности.

Главным фактором патогенности является холерный энтеротоксин (СТ). Ген, опосредующий синтез этого токсина, локализован в кассете токсигенности, расположенной на геноме нитчатого бактериофага СТХ. Вдобавок к гену энтеротоксина на этой же кассете находятся гены zot и асе. Продуктом гена zot является токсин, (zonula occludens toxin), а ген асе детерминирует синтез добавочного энтеротоксина (accessory cholerae enterotoxin). Оба эти токсина принимают участие в увеличении проницаемости стенки кишечника. На геноме фага находится также ген сер-адгезина и последовательность RS2, кодирующая репликацию фага и его интеграцию в хромосому.

Рецептором для фага СТХ являются токсинкорегулируемые пили (Тер). Они являются пилями 4 типа, которые, помимо того, что являются рецепторами для фага СТХ, необходимы для колонизации микроворсинок тонкого кишечника, а также принимают участие в образовании биопленки, в частности на поверхности панциря гидробионтов.

Тер координированно экспрессируются с геном СТ. На большой хромосоме также находится ген пап, определяющий синтез нейраминидазы, способствующей реализации действия токсина, и ген hap, определяющий синтез растворимой гемаллютининпротеазы, которая играет важную роль в выведении возбудителя из кишечника во внешнюю среду в результате ее деструктивного действия на рецепторы кишечного эпителия, ассоциированные с вибрионами.

Колонизация тонкого кишечника, осуществляемая токсинкорегулируемыми пилями, создает плацдарм для действия холерного энтеротоксина, который представляет белок с молекулярной массой 84000D, состоящий из 1 субъединицы А и 5 субъединиц В. Субъединица А состоит из двух полипептидных цепочек А1 и А2, связанных между собой дисульфидными мостиками. В субъединичном комплексе В пять одинаковых полипептидов соединены друг с другом нековалентной связью в виде кольца. В-субъединичный комплекс ответственен за связывание всей молекулы токсина с клеточным рецептором - моносиаловым ганглиозидом GM1, которым очень богаты эпителиальные клетки слизистой тонкой кишки. Для того чтобы субъединичный комплекс мог взаимодействовать с GM1, от него должна быть отщеплена сиаловая кислота, что осуществляется ферментом нейраминидазой, которая способствует реализации действия токсина. Субъединичный комплекс В после прикрепления к 5-ти ганглиозидам на мембране кишечного эпителия меняет свою конфигурацию так, что позволяет А1 отсоединиться от комплекса А1В5 и проникнуть в клетку. Проникнув в клетку, А1 пептид активирует аденилатциклазу. Это происходит в результате взаимодействия AI с НАД, следствием чего является образование АДФ-рибозы, которая переносится на ГТФ-связывающий белок регуляторной субъединицы аденилатциклазы. В результате происходит ингибиция функционально необходимого гидролиза ГТФ, приводящая к накоплению ГТФ в регуляторной субъединице аденилатциклазы, определяя активное состояние фермента, и как следствие - усиление синтеза ц-АМФ. Под влиянием Ц-АМФ в кишечнике изменяется активный транспорт ионов. В области крипт эпителиоцитами усиленно выделяются ионы С1-, а в области ворсинок затрудняется всасывание Na+ и Сl-, что составляет осмотическую основу для выделения в Просвет кишечника воды.

Холерные вибрионы хорошо выживают при низкой температуре; во льду сохраняются до 1 мес. в морской воде - до 47 сут, в речной воде - от 3-5 дней до нескольких недель, в почве - от 8 дней до 3 мес, в испражнениях - до 3 сут, на сырых овощах - 2-4 дня. на фруктах - 1-2 дня. Холерные вибрионы при 80 °С погибают через 5 мин, при 100 °С - моментально; высокочувствительны к кислотам, высушиванию и действию прямых солнечных лучей, под действием хлорамина и других дезинфектантов погибают через 5-15 мин, хорошо и долго сохраняются и даже размножаются в открытых водоёмах и сточных водах, богатых органическими веществами.