Koolera - põhjused ja patogenees

Koolera põhjused

Koolera tekitaja on Vibrio cholerae, mis kuulub Vibrioaceae sugukonda Vibrio perekonda .

Kooleravibrio't esindavad kaks biovari, mis on morfoloogiliste ja tinctoriaalsete omaduste poolest sarnased (koolera biovar ja El Tor biovar).

Koolera tekitajateks on Vibrio cholerae serogruppide 01 ja 0139 vibriod, mis kuuluvad perekonda Vibrio, perekonda Vibrio ja sugukonda Vibrionaceae. Liigi Vibrio cholerae sees eristatakse kahte peamist biovari - biovar cholerae classic, mille avastas R. Koch 1883. aastal, ja biovar El Tor, mille isoleerisid 1906. aastal Egiptuses El Tori karantiinijaamas F. ja E. Gotshlich.

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

Kultuuriväärtused

Vibriod on fakultatiivsed anaeroobid, kuid eelistavad aeroobseid kasvutingimusi, mistõttu moodustavad nad vedela toitekeskkonna pinnale kile. Optimaalne kasvutemperatuur on 37 °C pH väärtusel 8,5–9,0. Optimaalseks kasvuks vajavad mikroorganismid keskkonnas 0,5% naatriumkloriidi. Akumulatsioonikeskkond on 1% aluseline peptoonvesi, millele nad moodustavad 6–8 tunni jooksul kile. Kooleravibriod on vähenõudlikud ja võivad kasvada lihtsatel keskkondadel. Elektiivseks keskkonnaks on TCBS (tiosulfaattsitraatsahharoos-sappiagar). Subkultuurideks kasutatakse aluselist agarit ja trüptoon-sojaagarit (TSA).

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

Biokeemilised omadused

Koolera tekitajad on biokeemiliselt aktiivsed ja oksüdaas-positiivsed, omavad proteolüütilisi ja sahharolüütilisi omadusi: toodavad indooli, lüsiini dekarboksülaasi, vedeldavad želatiini lehtrikujuliselt, ei tooda vesiniksulfiidi. Kääritavad glükoosi, mannoosi, sahharoosi, laktoosi (aeglaselt), tärklist, ei käärita ramnoosi, arabinoosi, dultsitooli, inositooli, inuliini. Omavad nitraatreduktaasi aktiivsust.

Kooleravibriod erinevad oma tundlikkuse poolest bakteriofaagide suhtes. Klassikalist kooleravibriot lüüsivad Mukerjee järgi IV rühma bakteriofaagid ja El Tor biovari vibriot V rühma bakteriofaagid. Koolerapatogeenide eristamine toimub biokeemiliste omaduste järgi, võime järgi hemolüüsida jäära erütrotsüüte, aglutineerida kana erütrotsüüte ning tundlikkuse järgi polümüksiinile ja bakteriofaagidele. Biovar El Tor on polümüksiinile resistentne, aglutineerib kana erütrotsüüte ja hemolüüsib jäära erütrotsüüte, omab positiivset Voges-Proskaueri reaktsiooni ja heksamiintesti. V. cholerae 0139 kuulub fenotüübiliste omaduste järgi El Tor biovari.

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

Antigeenne struktuur

Koolera vibriodel on O- ja H-antigeenid. Sõltuvalt O-antigeeni struktuurist eristatakse üle 150 serogrupi, mille hulgas on koolera tekitajateks serogrupid 01 ja 0139. Serogrupi 01 sees, olenevalt A-, B- ja C-subühikute kombinatsioonist, jagunevad need serovarideks: Ogawa (AB), Inaba (AC) ja Hikoshima (ABC). Serogrupi 0139 vibrioid aglutineeruvad ainult seerumiga 0139. H-antigeen on geneeriline antigeen.

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

Suhtumine keskkonnateguritesse

Koolera tekitajad on tundlikud UV-kiirguse, kuivatamise, desinfitseerimisvahendite (välja arvatud kvaternaarsed amiinid), happelise pH ja kuumutamise suhtes. Koolera tekitajad, eriti biovar El Tor, on võimelised vees eksisteerima sümbioosis hüdrobiontide ja vetikatega; ebasoodsates tingimustes võivad nad muutuda kultiveerimata vormiks. Need omadused võimaldavad meil liigitada koolera antroposapronoosseks nakkuseks.

[ 23 ], [ 24 ]

Patogeensuse tegurid

V. cholerae genoom koosneb kahest ringikujulisest kromosoomist: suurest ja väikesest. Kõik eluks ja patogeense printsiibi rakendamiseks vajalikud geenid paiknevad suures kromosoomis. Väikeses kromosoomis on integron, mis püüab kinni ja ekspresseerib antibiootikumiresistentsuse kassette.

Peamine patogeensusfaktor on kooleraenterotoksiin (CT). Selle toksiini sünteesi vahendav geen lokaliseeritud filamentse bakteriofaagi CTX genoomis asuvas toksikogeensuskassetis. Lisaks enterotoksiini geenile paiknevad samal kassetil ka zot ja ace geenid. Zot geeni produkt on toksiin (zonula occludens toksiin) ja ace geen määrab täiendava enterotoksiini(aksessuaarkolera enterotoksiin) sünteesi. Mõlemad toksiinid osalevad sooleseina läbilaskvuse suurendamises. Faagi genoom sisaldab ka ser-adhesiini geeni ja RS2 järjestust, mis kodeerib faagi replikatsiooni ja selle integreerumist kromosoomi.

CTX faagi retseptor on toksiini poolt reguleeritud piilid (Ter). Need on 4. tüüpi piilid, mis lisaks CTX faagi retseptoritele on vajalikud peensoole mikrovillide koloniseerimiseks ning osalevad ka biokile moodustumisel, eriti veeorganismide koore pinnal.

Ter ekspresseerub koordineeritult CT geeniga. Suures kromosoomis asub ka pap geen, mis määrab neuraminidaasi sünteesi, mis omakorda hõlbustab toksiini toime avaldumist, ja hap geen, mis määrab lahustuva hemallutiniini proteaasi sünteesi, millel on oluline roll patogeeni eemaldamisel soolestikust väliskeskkonda tänu selle hävitavale toimele vibrioosidega seotud sooleepiteeli retseptoritele.

Peensoole koloniseerimine toksiini poolt reguleeritud piilide poolt loob platvormi koolera enterotoksiini toimeks, mis on valk molekulmassiga 84 000 D, mis koosneb ühest alaühikust A ja viiest alaühikust B. Alaühik A koosneb kahest polüpeptiidahelast A1 ja A2, mis on omavahel ühendatud disulfiidsildadega. B-alaühiku kompleksis on viis identset polüpeptiidi omavahel seotud mittekovalentse sidemega tsükli kujul. B-alaühiku kompleks vastutab kogu toksiini molekuli sidumise eest rakulise retseptoriga - monosiaalse gangliosiidiga GM1, mis on peensoole limaskesta epiteelirakkudes väga rikas. Selleks, et alaühiku kompleks saaks GM1-ga interakteeruda, tuleb sellest siaalhape lõhustada, mida teostab ensüüm neuraminidaas, mis hõlbustab toksiini toime avaldumist. Pärast kinnitumist viie gangliosiidiga soole epiteeli membraanil muudab alaühiku kompleks B oma konfiguratsiooni nii, et see võimaldab A1-l eralduda A1B5 kompleksist ja tungida rakku. Pärast rakku tungimist aktiveerib A1 peptiid adenülaattsüklaasi. See toimub AI ja NAD interaktsiooni tulemusena, mille tulemusel moodustub ADP-riboos, mis kandub adenülaattsüklaasi regulatiivse subühiku GTP-siduvale valgule. Selle tulemusel pärsitakse GTP funktsionaalselt vajalikku hüdrolüüsi, mis viib GTP akumuleerumiseni adenülaattsüklaasi regulatiivses subühikus, määrates ensüümi aktiivse oleku ja selle tagajärjel c-AMP sünteesi suurenemise. c-AMP mõjul muutub soolestikus aktiivsete ioonide transport. Krüpti piirkonnas vabastavad epiteelirakud intensiivselt Cl- ioone ja villide piirkonnas on Na+ ja Cl- imendumine takistatud, mis moodustab osmootse aluse vee vabanemiseks soolevalendikusse.

Kooleravibriod säilivad madalatel temperatuuridel hästi; jääs kuni 1 kuu, merevees kuni 47 päeva, jõevees 3-5 päevast kuni mitme nädalani, pinnases 8 päevast kuni 3 kuuni, väljaheites kuni 3 päeva, toores köögiviljas 2-4 päeva, puuviljades 1-2 päeva. Kooleravibriod surevad 80 °C juures 5 minutiga, 100 °C juures koheselt; nad on väga tundlikud hapete, kuivamise ja otsese päikesevalguse suhtes,...Kloramiin ja teised desinfitseerimisvahendid surevad 5–15 minuti jooksul, püsivad hästi ja pikka aega ning paljunevad isegi avatud veekogudes ja orgaanilise aine rikastes reovetes.

Koolera patogenees

Nakkuse sisenemispunktiks on seedetrakt. Haigus areneb alles siis, kui patogeenid ületavad maobarjääri (tavaliselt täheldatakse seda basaalsekretsiooni perioodil, kui maosisu pH on lähedane 7-le), jõuavad peensoolde, kus nad hakkavad intensiivselt paljunema ja eritama eksotoksiini. Enterotoksiin ehk koleraen määrab koolera peamiste ilmingute esinemise. Koolera sündroom on seotud kahe aine esinemisega selles vibrios: valgu enterotoksiin - kolerageen (eksotoksiin) ja neuraminidaas. Koleraen seondub spetsiifilise...enterotsüüdi retseptor - gangliosiid. Neuraminidaasi toimel moodustub gangliosiididest spetsiifiline retseptor. Koolera-spetsiifiline retseptorkompleks aktiveerib adenülaattsüklaasi, mis käivitab cAMP sünteesi. Adenosiintrifosfaat reguleerib ioonpumba abil vee ja elektrolüütide sekretsiooni rakust soolevalendikusse. Selle tulemusena hakkab peensoole limaskest eritama tohutul hulgal isotoonilist vedelikku, millel ei ole aega jämesooles imenduda - tekib isotooniline kõhulahtisus. 1 liitri roojaga kaotab organism 5 g naatriumkloriidi. 4 g naatriumvesinikkarbonaati, 1 g kaaliumkloriidi. Oksendamise lisandumine suurendab kaotatud vedeliku mahtu.

Selle tagajärjel väheneb plasma maht, väheneb ringleva vere maht ja see pakseneb. Vedelik jaotub ümber interstitsiaalsest ruumist intravaskulaarsesse ruumi. Tekivad hemodünaamilised häired ja mikrotsirkulatsioonihäired, mille tagajärjel tekib dehüdratsioonišokk ja äge neerupuudulikkus. Tekib metaboolne atsidoos, millega kaasnevad krambid. Hüpokaleemia põhjustab arütmiat, hüpotensiooni, muutusi müokardis ja soole atooniat.