Χολέρα - Αιτίες και παθογένεια

Αιτίες της χολέρας

Η αιτία της χολέρας είναι το Vibrio cholerae, το οποίο ανήκει στο γένος Vibrio της οικογένειας Vibrionaceae.

Το βιβρίο της χολέρας αντιπροσωπεύεται από δύο βιοποικιλίες, παρόμοιες σε μορφολογικές και χρωστικές ιδιότητες (το βιοβάρι της χολέρας και το βιοβάρι El Tor).

Οι αιτιολογικοί παράγοντες της χολέρας είναι τα δονάκια των οροομάδων 01 και 0139 του είδους Vibrio cholerae, το οποίο ανήκει στο γένος Vibrio, οικογένεια Vibrionaceae. Εντός του είδους Vibrio cholerae, διακρίνονται δύο κύριοι βιοποικιλίες - ο βιότυπος cholerae classic, που ανακαλύφθηκε από τον R. Koch το 1883, και ο βιότυπος El Tor, που απομονώθηκε το 1906 στην Αίγυπτο στον σταθμό καραντίνας El Tor από τους F. και E. Gotshlich.

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

Πολιτιστικά αγαθά

Τα δονάκια είναι προαιρετικά αναερόβια, αλλά προτιμούν τις αερόβιες συνθήκες ανάπτυξης, επομένως σχηματίζουν μια μεμβράνη στην επιφάνεια του υγρού θρεπτικού μέσου. Η βέλτιστη θερμοκρασία ανάπτυξης είναι 37 °C σε pH 8,5-9,0. Για βέλτιστη ανάπτυξη, οι μικροοργανισμοί απαιτούν την παρουσία 0,5% χλωριούχου νατρίου στο μέσο. Το μέσο συσσώρευσης είναι 1% αλκαλικό πεπτονικό νερό, στο οποίο σχηματίζουν μια μεμβράνη εντός 6-8 ωρών. Τα δονάκια της χολέρας είναι ανεπιτήδευτα και μπορούν να αναπτυχθούν σε απλά μέσα. Το προαιρετικό μέσο είναι το TCBS (θειοθειικό κιτρικό άγαρ σακχαρόζης-χολής). Για την υποκαλλιέργεια χρησιμοποιούνται αλκαλικό άγαρ και τρυπτόνη σόγιας (TSA).

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

Βιοχημικές ιδιότητες

Οι αιτιολογικοί παράγοντες της χολέρας είναι βιοχημικά ενεργοί και θετικοί στην οξειδάση, έχουν πρωτεολυτικές και σακχαρολυτικές ιδιότητες: παράγουν ινδόλη, λυσίνη δεκαρβοξυλάση, υγροποιούν τη ζελατίνη σε χωνοειδή μορφή, δεν παράγουν υδρόθειο. Ζυμώνουν γλυκόζη, μαννόζη, σακχαρόζη, λακτόζη (αργά), άμυλο, δεν ζυμώνουν ραμνόζη, αραβινόζη, δουλκιτόλη, ινοσιτόλη, ινουλίνη. Έχουν δράση νιτρικής αναγωγάσης.

Τα δονάκια χολέρας διαφέρουν ως προς την ευαισθησία τους στους βακτηριοφάγους. Το κλασικό δονάκιο χολέρας λύεται από βακτηριοφάγους της ομάδας IV σύμφωνα με τον Mukerjee, και το δονάκιο βιοποικιλότητας El Tor λύεται από βακτηριοφάγους της ομάδας V. Η διαφοροποίηση μεταξύ των παθογόνων της χολέρας πραγματοποιείται με βάση τις βιοχημικές ιδιότητες, την ικανότητά τους να αιμολύουν ερυθροκύτταρα κριαριού, να συγκολλούν ερυθροκύτταρα κοτόπουλου και την ευαισθησία στην πολυμυξίνη και τους βακτηριοφάγους. Το βιοποικιλιακό El Tor είναι ανθεκτικό στην πολυμυξίνη, συγκολλά ερυθροκύτταρα κοτόπουλου και αιμολύει ερυθροκύτταρα κριαριού, έχει θετική αντίδραση Voges-Proskauer και δοκιμασία εξαμίνης. Το V. cholerae 0139 ανήκει στο βιοποικιλιακό El Tor σύμφωνα με τα φαινοτυπικά χαρακτηριστικά.

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

Αντιγονική δομή

Τα δονάκια της χολέρας έχουν αντιγόνα Ο- και Η-. Ανάλογα με τη δομή του αντιγόνου Ο, διακρίνονται περισσότερες από 150 οροομάδες, μεταξύ των οποίων οι αιτιολογικοί παράγοντες της χολέρας είναι οι οροομάδες 01 και 0139. Εντός της οροομάδας 01, ανάλογα με τον συνδυασμό των υπομονάδων Α-, Β- και C, υπάρχει μια διαίρεση σε οροτυπίες: Ogawa (AB), Inaba (AC) και Hikoshima (ABC). Τα δονάκια της οροομάδας 0139 συγκολλώνται μόνο από τον ορό 0139. Το αντιγόνο Η είναι ένα γενικό αντιγόνο.

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

Στάση απέναντι στους περιβαλλοντικούς παράγοντες

Οι αιτιολογικοί παράγοντες της χολέρας είναι ευαίσθητοι στην υπεριώδη ακτινοβολία, την ξήρανση, τα απολυμαντικά (εκτός από τις τεταρτοταγείς αμίνες), τις όξινες τιμές pH και τη θέρμανση. Οι αιτιολογικοί παράγοντες της χολέρας, ειδικά ο βιότυπος El Tor, είναι ικανοί να υπάρχουν στο νερό σε συμβίωση με υδροβιόντες και φύκια. Υπό δυσμενείς συνθήκες, μπορούν να μετατραπούν σε ακαλλιέργητη μορφή. Αυτές οι ιδιότητες μας επιτρέπουν να ταξινομήσουμε τη χολέρα ως λοίμωξη από ανθρωποσαπρόνοια.

[ 23 ], [ 24 ]

Παράγοντες παθογένειας

Το γονιδίωμα του V. cholerae αποτελείται από δύο κυκλικά χρωμοσώματα: το μεγάλο και το μικρό. Όλα τα γονίδια που είναι απαραίτητα για τη ζωή και την εφαρμογή της παθογενετικής αρχής εντοπίζονται στο μεγάλο χρωμόσωμα. Το μικρό χρωμόσωμα περιέχει ένα ιντεγκρόνιο που συλλαμβάνει και εκφράζει κασέτες αντοχής στα αντιβιοτικά.

Ο κύριος παράγοντας παθογένειας είναι η εντεροτοξίνη χολέρας (CT). Το γονίδιο που μεσολαβεί στη σύνθεση αυτής της τοξίνης εντοπίζεται στην κασέτα τοξικογένεσης που βρίσκεται στο γονιδίωμα του νηματοειδούς βακτηριοφάγου CTX. Εκτός από το γονίδιο της εντεροτοξίνης, τα γονίδια zot και ace βρίσκονται στην ίδια κασέτα. Το προϊόν του γονιδίου zot είναι μια τοξίνη (τοξίνη zonula occludens), και το γονίδιο ace καθορίζει τη σύνθεση μιας επιπλέον εντεροτοξίνης (επικουρική εντεροτοξίνη χολέρας). Και οι δύο αυτές τοξίνες συμμετέχουν στην αύξηση της διαπερατότητας του εντερικού τοιχώματος. Το γονιδίωμα του φάγου περιέχει επίσης το γονίδιο ser-adhesin και την αλληλουχία RS2 που κωδικοποιεί την αντιγραφή του φάγου και την ενσωμάτωσή του στο χρωμόσωμα.

Ο υποδοχέας για τον φάγο CTX είναι οι ίνες που ρυθμίζονται από την τοξίνη (Ter). Πρόκειται για ίνες τύπου 4, οι οποίες, εκτός του ότι είναι υποδοχείς για τον φάγο CTX, είναι απαραίτητες για τον αποικισμό των μικρολαχνών του λεπτού εντέρου και συμμετέχουν επίσης στο σχηματισμό βιοφίλμ, ιδιαίτερα στην επιφάνεια του κελύφους των υδρόβιων οργανισμών.

Τα Ter εκφράζονται με συντονισμένο τρόπο με το γονίδιο CT. Το μεγάλο χρωμόσωμα περιέχει επίσης το γονίδιο pap, το οποίο καθορίζει τη σύνθεση της νευραμινιδάσης, η οποία διευκολύνει την εφαρμογή της δράσης της τοξίνης, και το γονίδιο hap, το οποίο καθορίζει τη σύνθεση της διαλυτής πρωτεάσης αιμαλουτινίνης, η οποία παίζει σημαντικό ρόλο στην απομάκρυνση του παθογόνου από το έντερο στο εξωτερικό περιβάλλον ως αποτέλεσμα της καταστροφικής του δράσης στους υποδοχείς του εντερικού επιθηλίου που σχετίζονται με τα δονάκια.

Ο αποικισμός του λεπτού εντέρου από χολερικές εντερικές ίνες που ρυθμίζονται από τοξίνες δημιουργεί μια πλατφόρμα για τη δράση της εντεροτοξίνης χολέρας, η οποία είναι μια πρωτεΐνη με μοριακό βάρος 84.000D, που αποτελείται από 1 υπομονάδα Α και 5 υπομονάδες Β. Η υπομονάδα Α αποτελείται από δύο πολυπεπτιδικές αλυσίδες Α1 και Α2, συνδεδεμένες μεταξύ τους με δισουλφιδικές γέφυρες. Στο σύμπλεγμα της υπομονάδας Β, πέντε πανομοιότυπα πολυπεπτίδια συνδέονται μεταξύ τους με έναν μη ομοιοπολικό δεσμό με τη μορφή δακτυλίου. Το σύμπλεγμα της υπομονάδας Β είναι υπεύθυνο για τη σύνδεση ολόκληρου του μορίου τοξίνης στον κυτταρικό υποδοχέα - μονοσιαλικό γαγγλιοσίδιο GM1, ο οποίος είναι πολύ πλούσιος σε επιθηλιακά κύτταρα του βλεννογόνου του λεπτού εντέρου. Για να αλληλεπιδράσει το σύμπλεγμα της υπομονάδας με την GM1, πρέπει να αποσπαστεί σιαλικό οξύ από αυτό, κάτι που πραγματοποιείται από το ένζυμο νευραμινιδάση, το οποίο διευκολύνει την εφαρμογή της δράσης της τοξίνης. Το σύμπλεγμα υπομονάδας Β, μετά την προσκόλληση σε 5 γαγγλιοσίδες στην εντερική επιθηλιακή μεμβράνη, αλλάζει τη διαμόρφωσή του έτσι ώστε να επιτρέπει στην Α1 να αποκολληθεί από το σύμπλεγμα Α1Β5 και να διεισδύσει στο κύτταρο. Αφού διεισδύσει στο κύτταρο, το πεπτίδιο Α1 ενεργοποιεί την αδενυλική κυκλάση. Αυτό συμβαίνει ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης της AI με το NAD, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό ADP-ριβόζης, η οποία μεταφέρεται στην πρωτεΐνη δέσμευσης GTP της ρυθμιστικής υπομονάδας της αδενυλικής κυκλάσης. Ως αποτέλεσμα, η λειτουργικά απαραίτητη υδρόλυση της GTP αναστέλλεται, οδηγώντας στη συσσώρευση GTP στην ρυθμιστική υπομονάδα της αδενυλικής κυκλάσης, καθορίζοντας την ενεργή κατάσταση του ενζύμου και, ως εκ τούτου, στην αυξημένη σύνθεση της c-AMP. Υπό την επίδραση της c-AMP στο έντερο, αλλάζει η μεταφορά ενεργών ιόντων. Στην περιοχή της κρύπτης, τα επιθηλιακά κύτταρα απελευθερώνουν εντατικά ιόντα Cl-, και στην περιοχή των λαχνών, η απορρόφηση των Na+ και Cl- παρεμποδίζεται, γεγονός που αποτελεί την οσμωτική βάση για την απελευθέρωση νερού στον εντερικό αυλό.

Τα δονητικά βακτήρια της χολέρας επιβιώνουν καλά σε χαμηλές θερμοκρασίες. Επιβιώνουν στον πάγο έως και 1 μήνα, σε θαλασσινό νερό - έως και 47 ημέρες, σε ποτάμιο νερό - από 3-5 ημέρες έως αρκετές εβδομάδες, στο έδαφος - από 8 ημέρες έως 3 μήνες, σε κόπρανα - έως και 3 ημέρες, σε ωμά λαχανικά - 2-4 ημέρες. Σε φρούτα - 1-2 ημέρες. Τα δονητικά βακτήρια της χολέρας πεθαίνουν σε 5 λεπτά στους 80 °C, ακαριαία στους 100 °C. Είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στα οξέα, στην ξήρανση και στο άμεσο ηλιακό φως, υπό την επίδραση...Η χλωραμίνη και άλλα απολυμαντικά πεθαίνουν μέσα σε 5-15 λεπτά, παραμένουν καλά και για μεγάλο χρονικό διάστημα και πολλαπλασιάζονται ακόμη και σε ανοιχτά υδάτινα σώματα και λύματα πλούσια σε οργανική ύλη.

Παθογένεια της χολέρας

Το σημείο εισόδου για τη μόλυνση είναι η πεπτική οδός. Η ασθένεια αναπτύσσεται μόνο όταν τα παθογόνα υπερβούν το γαστρικό φράγμα (συνήθως αυτό παρατηρείται κατά την περίοδο της βασικής έκκρισης, όταν το pH του γαστρικού περιεχομένου είναι κοντά στο 7), φτάνουν στο λεπτό έντερο, όπου αρχίζουν να πολλαπλασιάζονται εντατικά και να εκκρίνουν εξωτοξίνη. Η εντεροτοξίνη ή χολεραγόνο καθορίζει την εμφάνιση των κύριων εκδηλώσεων της χολέρας. Το σύνδρομο χολέρας σχετίζεται με την παρουσία δύο ουσιών σε αυτό το δονάκιο: πρωτεϊνική εντεροτοξίνη - χολεραγόνο (εξωτοξίνη) και νευραμινιδάση. Το χολεραγόνο συνδέεται με ένα συγκεκριμένοΥποδοχέας εντεροκυττάρων - γαγγλιοσίδη. Υπό τη δράση της νευραμινιδάσης, σχηματίζεται ένας ειδικός υποδοχέας από γαγγλιοσίδες. Το σύμπλεγμα υποδοχέα ειδικό για τη χολέρα ενεργοποιεί την αδενυλική κυκλάση, η οποία ξεκινά τη σύνθεση του cAMP. Η τριφωσφορική αδενοσίνη ρυθμίζει την έκκριση νερού και ηλεκτρολυτών από το κύτταρο στον εντερικό αυλό μέσω μιας αντλίας ιόντων. Ως αποτέλεσμα, η βλεννογόνος μεμβράνη του λεπτού εντέρου αρχίζει να εκκρίνει μια τεράστια ποσότητα ισοτονικού υγρού, η οποία δεν έχει χρόνο να απορροφηθεί στο παχύ έντερο - αναπτύσσεται ισοτονική διάρροια. Με 1 λίτρο κοπράνων, το σώμα χάνει 5 g χλωριούχου νατρίου. 4 g όξινου ανθρακικού νατρίου, 1 g χλωριούχου καλίου. Η προσθήκη εμέτου αυξάνει τον όγκο του χαμένου υγρού.

Ως αποτέλεσμα, ο όγκος του πλάσματος μειώνεται, ο όγκος του κυκλοφορούντος αίματος μειώνεται και αυτό πήζει. Το υγρό ανακατανέμεται από τον διάμεσο στον ενδοαγγειακό χώρο. Εμφανίζονται αιμοδυναμικές διαταραχές και διαταραχές της μικροκυκλοφορίας, οι οποίες έχουν ως αποτέλεσμα σοκ αφυδάτωσης και οξεία νεφρική ανεπάρκεια. Αναπτύσσεται μεταβολική οξέωση, η οποία συνοδεύεται από σπασμούς. Η υποκαλιαιμία προκαλεί αρρυθμία, υπόταση, αλλαγές στο μυοκάρδιο και εντερική ατονία.