Kolera - uzroci i patogeneza

Uzroci kolere

Uzročnik kolere je Vibrio cholerae, koji pripada rodu Vibrio iz porodice Vibrionaceae.

Vibrio kolere predstavljen je s dva biovara, sličnih morfoloških i tinktorijskih svojstava (biovar kolere i biovar El Tor).

Uzročnici kolere su vibrioni seroskupina 01 i 0139 vrste Vibrio cholerae, koja pripada rodu Vibrio, porodici Vibrionaceae. Unutar vrste Vibrio cholerae razlikuju se dva glavna biovara - biovar cholerae classic, koji je otkrio R. Koch 1883. godine, i biovar El Tor, izoliran 1906. godine u Egiptu u karantenskoj stanici El Tor od strane F. i E. Gotshlicha.

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

Kulturna dobra

Vibriji su fakultativni anaerobi, ali preferiraju aerobne uvjete rasta, pa na površini tekućeg hranjivog medija stvaraju film. Optimalna temperatura rasta je 37 °C pri pH od 8,5-9,0. Za optimalni rast, mikroorganizmima je potrebna prisutnost 0,5% natrijevog klorida u mediju. Akumulacijski medij je 1% alkalna peptonska voda, na kojoj stvaraju film unutar 6-8 sati. Kolerni vibriji su nepretenciozni i mogu rasti na jednostavnim medijima. Elektivni medij je TCBS (tiosulfat citrat saharoza-žučni agar). Za subkultivaciju se koriste alkalni agar i tripton soja agar (TSA).

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

Biokemijska svojstva

Uzročnici kolere su biokemijski aktivni i oksidaza-pozitivni, imaju proteolitička i saharolitička svojstva: proizvode indol, lizin dekarboksilazu, ukapljuju želatinu u lijevkastom obliku, ne proizvode sumporovodik. Fermentiraju glukozu, manozu, saharozu, laktozu (polako), škrob, ne fermentiraju ramnozu, arabinozu, dulcitol, inozitol, inulin. Imaju nitrat reduktaznu aktivnost.

Vibrioni kolere razlikuju se po osjetljivosti na bakteriofage. Klasični vibrion kolere lizira se bakteriofagima skupine IV prema Mukerjeeju, a vibrion biovara El Tor lizira se bakteriofagima skupine V. Diferencijacija među uzročnicima kolere provodi se biokemijskim svojstvima, sposobnošću hemolize ovnujskih eritrocita, aglutinacije pilećih eritrocita te osjetljivošću na polimiksin i bakteriofage. Biovar El Tor je otporan na polimiksin, aglutinira pileće eritrocite i hemolizira ovnujske eritrocite, ima pozitivnu Voges-Proskauerovu reakciju i heksamin test. V. cholerae 0139 pripada biovaru El Tor prema fenotipskim karakteristikama.

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

Antigena struktura

Vibriji kolere imaju O- i H-antigene. Ovisno o strukturi O-antigena, razlikuje se više od 150 seroskupina, među kojima su uzročnici kolere seroskupine 01 i 0139. Unutar seroskupine 01, ovisno o kombinaciji A-, B- i C-podjedinica, postoji podjela na serovarove: Ogawa (AB), Inaba (AC) i Hikoshima (ABC). Vibriji seroskupine 0139 aglutiniraju se samo serumom 0139. H-antigen je generički antigen.

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

Stav prema čimbenicima okoliša

Uzročnici kolere osjetljivi su na UV zračenje, sušenje, dezinficijense (osim kvaternih amina), kisele pH vrijednosti i zagrijavanje. Uzročnici kolere, posebno biovar El Tor, sposobni su postojati u vodi u simbiozi s hidrobiontima i algama; pod nepovoljnim uvjetima mogu se transformirati u nekultivirani oblik. Ta svojstva omogućuju nam da koleru klasificiramo kao antroposapronoznu infekciju.

[ 23 ], [ 24 ]

Čimbenici patogenosti

Genom V. cholerae sastoji se od dva kružna kromosoma: velikog i malog. Svi geni potrebni za život i provedbu patogenog principa lokalizirani su na velikom kromosomu. Mali kromosom sadrži integron koji hvata i eksprimira kasete otpornosti na antibiotike.

Glavni faktor patogenosti je kolerin enterotoksin (CT). Gen koji posreduje u sintezi ovog toksina lokaliziran je u kaseti toksigenosti koja se nalazi na genomu filamentoznog bakteriofaga CTX. Osim gena za enterotoksin, geni zot i ace nalaze se na istoj kaseti. Produkt gena zot je toksin (toksin zonula occludens), a gen ace određuje sintezu dodatnog enterotoksina (pomoćni kolerin enterotoksin). Oba ova toksina sudjeluju u povećanju propusnosti crijevne stijenke. Genom faga također sadrži gen ser-adhezin i RS2 sekvencu koja kodira replikaciju faga i njegovu integraciju u kromosom.

Receptor za CTX fag su pilusi regulirani toksinom (Ter). To su pilusi tipa 4, koji su, osim što su receptori za CTX fag, neophodni za kolonizaciju mikrovila tankog crijeva, a također sudjeluju u stvaranju biofilma, posebno na površini ljuske vodenih organizama.

Ter se eksprimiraju koordinirano s genom CT. Veliki kromosom također sadrži gen pap, koji određuje sintezu neuraminidaze, što olakšava provedbu djelovanja toksina, i gen hap, koji određuje sintezu topljive hemalutinin proteaze, koja igra važnu ulogu u uklanjanju patogena iz crijeva u vanjsko okruženje kao rezultat svog destruktivnog djelovanja na receptore crijevnog epitela povezane s vibrijima.

Kolonizacija tankog crijeva pilusima reguliranim toksinima stvara platformu za djelovanje kolerinog enterotoksina, proteina molekularne težine 84 000 D, koji se sastoji od 1 podjedinice A i 5 podjedinica B. Podjedinica A sastoji se od dva polipeptidna lanca A1 i A2, povezanih disulfidnim mostovima. U kompleksu podjedinice B, pet identičnih polipeptida međusobno je povezano nekovalentnom vezom u obliku prstena. Kompleks B-podjedinice odgovoran je za vezanje cijele molekule toksina na stanični receptor - monosijalni gangliozid GM1, kojim su vrlo bogate epitelne stanice sluznice tankog crijeva. Da bi kompleks podjedinice stupio u interakciju s GM1, sijalinska kiselina se mora od njega odcijepiti, što provodi enzim neuraminidaza, što olakšava provedbu djelovanja toksina. Kompleks podjedinice B nakon vezanja na 5 gangliozida na crijevnoj epitelnoj membrani mijenja svoju konfiguraciju tako da omogućuje A1 da se odvoji od kompleksa A1B5 i prodre u stanicu. Nakon prodiranja u stanicu, peptid A1 aktivira adenilat ciklazu. To se događa kao rezultat interakcije AI s NAD-om, što rezultira stvaranjem ADP-riboze, koja se prenosi na protein koji veže GTP regulatorne podjedinice adenilat ciklaze. Kao rezultat toga, inhibira se funkcionalno potrebna hidroliza GTP-a, što dovodi do nakupljanja GTP-a u regulatornoj podjedinici adenilat ciklaze, određujući aktivno stanje enzima, a kao posljedica toga - povećane sinteze c-AMP-a. Pod utjecajem c-AMP-a u crijevima mijenja se aktivni transport iona. U području kripte epitelne stanice intenzivno oslobađaju Cl- ione, a u području resica otežana je apsorpcija Na+ i Cl-, što čini osmotsku osnovu za oslobađanje vode u crijevni lumen.

Vibrioni kolere dobro preživljavaju na niskim temperaturama; u ledu preživljavaju do 1 mjesec, u morskoj vodi - do 47 dana, u riječnoj vodi - od 3-5 dana do nekoliko tjedana, u tlu - od 8 dana do 3 mjeseca, u izmetu - do 3 dana, na sirovom povrću - 2-4 dana, na voću - 1-2 dana. Vibrioni kolere umiru za 5 minuta na 80 °C, trenutno na 100 °C; vrlo su osjetljivi na kiseline, sušenje i izravnu sunčevu svjetlost, pod utjecajemKloramin i druga dezinficijensa umiru unutar 5-15 minuta, dobro i dugotrajno perzistiraju, pa čak se i razmnožavaju u otvorenim vodenim tijelima i otpadnim vodama bogatim organskom tvari.

Patogeneza kolere

Ulazna točka za infekciju je probavni trakt. Bolest se razvija tek kada patogeni prođu želučanu barijeru (obično se to opaža tijekom razdoblja bazalne sekrecije, kada je pH želučanog sadržaja blizu 7), dođu do tankog crijeva, gdje se počinju intenzivno razmnožavati i lučiti egzotoksin. Enterotoksin ili koleragen određuje pojavu glavnih manifestacija kolere. Sindrom kolere povezan je s prisutnošću dviju tvari u ovom vibriju: proteinskog enterotoksina - koleragena (egzotoksin) i neuraminidaze. Koleragen se veže na specifičanenterocitni receptor - gangliozid. Pod djelovanjem neuraminidaze, iz gangliozida nastaje specifični receptor. Kompleks receptora specifičnih za koleru aktivira adenilat ciklazu, koja pokreće sintezu cAMP-a. Adenozin trifosfat regulira izlučivanje vode i elektrolita iz stanice u crijevni lumen pomoću ionske pumpe. Kao rezultat toga, sluznica tankog crijeva počinje lučiti ogromnu količinu izotonične tekućine, koja nema vremena apsorbirati se u debelom crijevu - razvija se izotonični proljev. S 1 litrom stolice tijelo gubi 5 g natrijevog klorida. 4 g natrijevog bikarbonata, 1 g kalijevog klorida. Dodatak povraćanja povećava volumen izgubljene tekućine.

Kao rezultat toga, volumen plazme se smanjuje, volumen cirkulirajuće krvi se smanjuje i ona se zgušnjava. Tekućina se preraspodjeljuje iz intersticija u intravaskularni prostor. Javljaju se hemodinamski poremećaji i poremećaji mikrocirkulacije, što rezultira dehidracijskim šokom i akutnim zatajenjem bubrega. Razvija se metabolička acidoza, koja je praćena konvulzijama. Hipokalemija uzrokuje aritmiju, hipotenziju, promjene u miokardu i atoniju crijeva.