Колера - узроци и патогенеза

Узроци колере

Узрочник колере је Vibrio cholerae, који припада роду Vibrio из породице Vibrionaceae.

Вибрион колере представљен је са два биовара, слична по морфолошким и тинкторијалним својствима (биовар колере и биовар Ел Тор).

Узрочници колере су вибриони серогрупа 01 и 0139 врсте Vibrio cholerae, која припада роду Vibrio, породици Vibrionaceae. Унутар врсте Vibrio cholerae разликују се два главна биовара - биовар cholerae classic, који је открио Р. Кох 1883. године, и биовар El Tor, изолован 1906. године у Египту у карантинској станици El Tor од стране Ф. и Е. Готшлиха.

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

Културна добра

Вибриони су факултативни анаероби, али преферирају аеробне услове раста, па формирају филм на површини течне хранљиве подлоге. Оптимална температура раста је 37 °C при pH вредности од 8,5-9,0. За оптималан раст, микроорганизмима је потребно присуство 0,5% натријум хлорида у подлози. Акумулациона подлога је 1% алкална пептонска вода, на којој формирају филм у року од 6-8 сати. Холерни вибриони су непретенциозни и могу расти на једноставним подлогама. Елективна подлога је TCBS (тиосулфат цитрат сахароза-жучни агар). За субкултуру се користе алкални агар и триптон сојин агар (TSA).

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

Биохемијска својства

Узрочници колере су биохемијски активни и оксидаза-позитивни, имају протеолитичка и сахаролитичка својства: производе индол, лизин декарбоксилазу, растварају желатин у облику левка, не производе водоник сулфид. Ферментишу глукозу, манозу, сахарозу, лактозу (полако), скроб, не ферментишу рамнозу, арабинозу, дулцитол, инозитол, инулин. Имају нитрат редуктазну активност.

Вибриони колере се разликују по осетљивости на бактериофаге. Класични вибрион колере лизирају бактериофаги групе IV према Мукерџију, а вибрион биовара Ел Тор лизирају бактериофаги групе V. Диференцијација међу узрочницима колере врши се по биохемијским својствима, по способности хемолизе овнујских еритроцита, аглутинације пилећих еритроцита и по осетљивости на полимиксин и бактериофаге. Биовар Ел Тор је отпоран на полимиксин, аглутинира пилећи еритроците и хемолизује овнујске еритроците, има позитивну Вогес-Проскауерову реакцију и хексамин тест. V. cholerae 0139 припада биовару Ел Тор према фенотипским карактеристикама.

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

Антигена структура

Вибриони колере имају О- и Х-антигене. У зависности од структуре О-антигена, разликује се више од 150 серогрупа, међу којима су узрочници колере серогрупе 01 и 0139. Унутар серогрупе 01, у зависности од комбинације А-, Б- и Ц-подјединица, постоји подела на сероваре: Огава (АБ), Инаба (АЦ) и Хикошима (АБЦ). Вибриони серогрупе 0139 аглутинирају се само серумом 0139. Х-антиген је генерички антиген.

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

Став према факторима животне средине

Узрочници колере су осетљиви на УВ зрачење, сушење, дезинфекциона средства (осим кватернарних амина), киселе pH вредности и загревање. Узрочници колере, посебно биовар Ел Тор, способни су да постоје у води у симбиози са хидробионтима и алгама; под неповољним условима могу се трансформисати у некултивисани облик. Ова својства нам омогућавају да колеру класификујемо као антропосапронозну инфекцију.

[ 23 ], [ 24 ]

Фактори патогености

Геном V. cholerae састоји се од два кружна хромозома: великог и малог. Сви гени неопходни за живот и спровођење патогеног принципа локализовани су на великом хромозому. Мали хромозом садржи интегрон који хвата и експресује касете отпорности на антибиотике.

Главни фактор патогености је холерни ентеротоксин (CT). Ген који посредује у синтези овог токсина локализован је у касети токсигености која се налази на геному филаментозног бактериофага CTX. Поред гена за ентеротоксин, гени zot и ace налазе се на истој касети. Производ гена zot је токсин (токсин zonula occludens), а ген ace одређује синтезу додатног ентеротоксина (акцесорни холерни ентеротоксин). Оба ова токсина учествују у повећању пропустљивости цревног зида. Геном фага такође садржи ген ser-адхезин и RS2 секвенцу која кодира репликацију фага и његову интеграцију у хромозом.

Рецептор за CTX фаг су токсином регулисани пилуси (Ter). То су пилуси типа 4, који су, поред тога што су рецептори за CTX фаг, неопходни за колонизацију микровила танког црева, а такође учествују у формирању биофилма, посебно на површини љуштуре водених организама.

Тер се експресују на координисан начин са CT геном. Велики хромозом такође садржи pap ген, који одређује синтезу неураминидазе, што олакшава спровођење дејства токсина, и hap ген, који одређује синтезу растворљиве хемалутинин протеазе, која игра важну улогу у уклањању патогена из црева у спољашњу средину као резултат свог деструктивног дејства на рецепторе цревног епитела повезане са вибрионима.

Колонизација танког црева пилусима регулисаним токсинима ствара платформу за деловање ентеротоксина колере, који је протеин молекулске тежине 84.000D, који се састоји од 1 подјединице А и 5 подјединица Б. Подјединица А се састоји од два полипептидна ланца А1 и А2, повезаних дисулфидним мостовима. У комплексу Б подјединице, пет идентичних полипептида је међусобно повезано нековалентном везом у облику прстена. Комплекс Б-подјединице је одговоран за везивање целог молекула токсина за ћелијски рецептор - моносијални ганглиозид ГМ1, којим су веома богате епителне ћелије слузокоже танког црева. Да би комплекс подјединице интераговао са ГМ1, сијалинска киселина мора бити одвојена од њега, што се спроводи ензимом неураминидазом, што олакшава спровођење дејства токсина. Комплекс подјединице Б након везивања за 5 ганглиозида на цревној епителној мембрани мења своју конфигурацију тако да омогућава А1 да се одвоји од комплекса А1Б5 и продре у ћелију. Након продирања у ћелију, А1 пептид активира аденилат циклазу. Ово се дешава као резултат интеракције А1 са НАД, што резултира формирањем АДП-рибозе, која се преноси на ГТП-везујући протеин регулаторне подјединице аденилат циклазе. Као резултат тога, инхибира се функционално неопходна хидролиза ГТП-а, што доводи до акумулације ГТП-а у регулаторној подјединици аденилат циклазе, одређујући активно стање ензима, и као последица тога - повећане синтезе ц-АМП-а. Под утицајем ц-АМП-а у цревима, мења се активни јонски транспорт. У области крипте, епителне ћелије интензивно ослобађају Cl- јоне, а у области ресица, апсорпција Na+ и Cl- је отежана, што чини осмотску основу за ослобађање воде у цревни лумен.

Вибриони колере добро преживљавају на ниским температурама; преживљавају у леду до 1 месец, у морској води - до 47 дана, у речној води - од 3-5 дана до неколико недеља, у земљишту - од 8 дана до 3 месеца, у фецесу - до 3 дана, на сировом поврћу - 2-4 дана, на воћу - 1-2 дана. Вибриони колере умиру за 5 минута на 80 °C, тренутно на 100 °C; веома су осетљиви на киселине, сушење и директну сунчеву светлост, под утицајем...Хлорамин и друга дезинфекциона средства умиру у року од 5-15 минута, добро и дуго трају, па чак и размножавају се у отвореним воденим тијелима и отпадним водама богатим органском материјом.

Патогенеза колере

Улазна тачка за инфекцију је дигестивни тракт. Болест се развија тек када патогени превазиђу желудачну баријеру (обично се то примећује током периода базалне секреције, када је pH вредност желудачног садржаја близу 7), стигну до танког црева, где почињу интензивно да се размножавају и луче егзотоксин. Ентеротоксин или холераген одређује појаву главних манифестација колере. Синдром колере је повезан са присуством две супстанце у овом вибриону: протеинског ентеротоксина - холерагена (егзотоксина) и неураминидазе. Холераген се везује за специфичну...ентероцитни рецептор - ганглиозид. Под дејством неураминидазе, из ганглиозида се формира специфичан рецептор. Комплекс рецептора специфичан за холеру активира аденилат циклазу, која покреће синтезу цАМП-а. Аденозин трифосфат регулише лучење воде и електролита из ћелије у цревни лумен помоћу јонске пумпе. Као резултат тога, слузокожа танког црева почиње да лучи огромну количину изотоничне течности, која нема времена да се апсорбује у дебелом цреву - развија се изотонична дијареја. Са 1 литром фецеса, тело губи 5 г натријум хлорида. 4 г натријум бикарбоната, 1 г калијум хлорида. Додавање повраћања повећава запремину изгубљене течности.

Као резултат тога, смањује се волумен плазме, смањује се волумен циркулишуће крви и она се згушњава. Течност се прерасподељује из интерстицијалног у интраваскуларни простор. Јављају се хемодинамски поремећаји и поремећаји микроциркулације, што резултира дехидрационим шоком и акутном бубрежном инсуфицијенцијом. Развија се метаболичка ацидоза, која је праћена конвулзијама. Хипокалемија изазива аритмију, хипотензију, промене у миокарду и атонију црева.