כולרה - גורמים ופתוגנזה

גורמים לכולרה

הגורם לכולרה הוא Vibrio cholerae, השייך לסוג Vibrio ממשפחת ה- Vibrionaceae.

ויבריו הכולרה מיוצג על ידי שני ביוברים, דומים בתכונותיהם המורפולוגיות והטינקטוריות (ביובר הכולרה וביובר אל טור).

הגורמים לכולרה הם ויבריואים מסרו-קבוצות 01 ו-0139 של המין Vibrio cholerae, השייך לסוג Vibrio, משפחת ה-Vibrionaceae. בתוך המין Vibrio cholerae, נבדלים שני ביוורים עיקריים - הביוור cholerae classic, שהתגלה על ידי ר. קוך בשנת 1883, והביוור El Tor, שבודד בשנת 1906 במצרים בתחנת ההסגר אל טור על ידי פ. וא. גוטשליך.

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

נכסים תרבותיים

ויבריואים הם אנאירוביים פקולטטיביים, אך מעדיפים תנאי גידול אירוביים, ולכן הם יוצרים שכבה על פני השטח של מצע התזונה הנוזלי. טמפרטורת הגידול האופטימלית היא 37 מעלות צלזיוס ב-pH של 8.5-9.0. לצמיחה אופטימלית, מיקרואורגניזמים זקוקים לנוכחות של 0.5% נתרן כלורי במצע. מצע הצבירה הוא 1% מים פפטון אלקליין, עליו הם יוצרים שכבה תוך 6-8 שעות. ויבריואים של כולרה הם לא יומרניים ויכולים לגדול על מצע פשוט. המצע האלקטיבי הוא TCBS (אגר סוכרוז-מרה תיוסולפט ציטראט). אגר אלקלי ואגר סויה טריפטון (TSA) משמשים לתת-תרבית.

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

תכונות ביוכימיות

הגורמים לכולרה הם פעילים מבחינה ביוכימית וחיוביים לאוקסידאז, בעלי תכונות פרוטאוליטיות וסכרוליטיות: מייצרים אינדול, ליזין דקרבוקסילאז, נוזלים ג'לטין בצורת משפך, אינם מייצרים מימן גופרתי. מתסיסים גלוקוז, מנוז, סוכרוז, לקטוז (לאט), עמילן, אינם מתסיסים רמנוז, אראבינוז, דולציטול, אינוזיטול, אינולין. בעלי פעילות ניטרט רדוקטאז.

ויבריו כולרה נבדלים ברגישותם לבקטריופאג'ים. ויבריו הכולרה הקלאסי מנוצל על ידי בקטריופאג'ים מקבוצה IV על פי מוקרג'י, וויבריו הביו-אר אל טור מנוצל על ידי בקטריופאג'ים מקבוצה V. ההבחנה בין פתוגנים של כולרה מתבצעת על ידי תכונות ביוכימיות, על ידי היכולת לגרום ליצירת המוליזה של אריתרוציטים של איל, לגרום לאגרמות של אריתרוציטים של עוף, ועל ידי רגישות לפולימיקסין ולבקטריופאג'ים. ביובאר אל טור עמיד לפולימיקסין, גורם לאגרמות של אריתרוציטים של עוף ומשמיד את אריתרוציטים של איל, בעל תגובת ווגס-פרוסקאואר חיובית ובדיקת הקסמין. V. cholerae 0139 שייך לביו-אר אל טור על פי מאפיינים פנוטיפיים.

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

מבנה אנטיגני

לוויבריו של כולרה יש אנטיגנים של O ו-H. בהתאם למבנה האנטיגן של O, נבדלות יותר מ-150 קבוצות סרו, ביניהן הגורמים לכולרה הם קבוצות הסרו 01 ו-0139. בתוך קבוצת הסרו 01, בהתאם לשילוב של תת-יחידות A, B ו-C, ישנה חלוקה לסרוברים: אוגאווה (AB), אינבה (AC) והיקושימה (ABC). ויבריו של קבוצת הסרו 0139 נקשרים רק על ידי סרום 0139. האנטיגן H הוא אנטיגן גנרי.

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

גישה לגורמים סביבתיים

הגורמים לכולרה רגישים לקרינת UV, ייבוש, חומרי חיטוי (למעט אמינים רבעוניים), ערכי pH חומציים וחימום. הגורמים לכולרה, ובמיוחד הביובאר אל טור, מסוגלים להתקיים במים בסימביוזה עם הידרוביוניות ואצות; בתנאים קשים, הם יכולים להפוך לצורה לא מעובדת. תכונות אלו מאפשרות לנו לסווג את הכולרה כזיהום אנתרופוספרונוזיס.

[ 23 ], [ 24 ]

גורמי פתוגניות

הגנום של V. cholerae מורכב משני כרומוזומים מעגליים: גדול וקטן. כל הגנים הדרושים לחיים וליישום עקרון הפתוגני ממוקמים על הכרומוזום הגדול. הכרומוזום הקטן מכיל אינטגרון שלוכד ומבטא קלטות עמידות לאנטיביוטיקה.

גורם הפתוגניות העיקרי הוא אנטרוטוקסין כולרה (CT). הגן המתווך את הסינתזה של רעלן זה ממוקם בקסטה טוקסיגניות הממוקמת על הגנום של הבקטריופאג' הפילמנטוזי CTX. בנוסף לגן האנטרוטוקסין, הגנים zot ו-ace ממוקמים על אותה קסטה. התוצר של הגן zot הוא רעלן (רעלן zonula occludens), וגן ace קובע את הסינתזה של אנטרוטוקסין נוסף (אנטרוטוקסין נלווה של cholerae). שני רעלנים אלה משתתפים בהגברת החדירות של דופן המעי. גנום הפאג מכיל גם את הגן ser-adhesin ואת רצף RS2 המקודד לשכפול הפאג'ים ולשילובם בכרומוזום.

הקולטן לפאג' ה-CTX הוא הפילי המווסת על ידי רעלים (Ter). מדובר בפילי מסוג 4, אשר בנוסף להיותם קולטנים לפאג' ה-CTX, נחוצים להתיישבות המיקרו-וילי של המעי הדק, וגם משתתפים ביצירת ביופילם, בפרט על פני השטח של הקליפה של אורגניזמים ימיים.

טר מתבטאים באופן מתואם עם הגן CT. הכרומוזום הגדול מכיל גם את הגן pap, הקובע את הסינתזה של נוירמינידאז, אשר מקל על יישום פעולת הרעלן, ואת הגן hap, הקובע את הסינתזה של פרוטאז המלוטינין המסיס, אשר ממלא תפקיד חשוב בסילוק הפתוגן מהמעי לסביבה החיצונית כתוצאה מפעולתו ההרסנית על קולטני אפיתל המעי הקשורים לויבריו.

התיישבות המעי הדק על ידי פילי המווסתים על ידי רעלנים יוצרת פלטפורמה לפעולת אנטרוטוקסין כולרה, שהוא חלבון בעל משקל מולקולרי של 84,000D, המורכב מתת-יחידה אחת A ו-5 תת-יחידות B. תת-יחידה A מורכבת משתי שרשראות פוליפפטיד A1 ו-A2, המקושרות זו לזו על ידי גשרי דיסולפיד. בקומפלקס תת-היחידה B, חמישה פוליפפטידים זהים מקושרים זה לזה באמצעות קשר לא קוולנטי בצורת טבעת. קומפלקס תת-היחידה B אחראי על קשירת כל מולקולת הרעלן לקולטן התאי - גנגליוזיד מונוסיאלי GM1, העשיר מאוד בתאי אפיתל של רירית המעי הדק. על מנת שקומפלקס תת-היחידה יגיב עם GM1, יש לחתוך ממנו חומצה סיאלית, פעולה המתבצעת על ידי האנזים נוירמינידאז, המאפשרת את יישום פעולת הרעלן. תת-יחידה קומפלקס B לאחר התקשרות ל-5 גנגליוזידים על קרום האפיתל של המעי משנה את תצורתו כך שהיא מאפשרת ל-A1 להתנתק מקומפלקס A1B5 ולחדור לתא. לאחר חדירתו לתא, פפטיד A1 מפעיל אדנילט ציקלאז. זה קורה כתוצאה מהאינטראקציה של AI עם NAD, וכתוצאה מכך נוצר ADP-ריבוז, אשר מועבר לחלבון קושר GTP של תת-היחידה הרגולטורית של אדנילט ציקלאז. כתוצאה מכך, ההידרוליזה הפונקציונלית ההכרחית של GTP מעוכבת, מה שמוביל להצטברות של GTP בתת-היחידה הרגולטורית של אדנילט ציקלאז, הקובע את המצב הפעיל של האנזים, וכתוצאה מכך - סינתזה מוגברת של c-AMP. תחת השפעת c-AMP במעי, הובלת יונים פעילה משתנה. באזור הקריפטה, תאי אפיתל משחררים באופן אינטנסיבי יוני Cl-, ובאזור הוילי, ספיגת Na+ ו-Cl- נפגעת, מה שמהווה את הבסיס האוסמוטי לשחרור מים לתוך לומן המעי.

ויבריו כולרה שורדים היטב בטמפרטורות נמוכות; הם שורדים בקרח עד חודש, במי ים - עד 47 ימים, במי נהר - בין 3-5 ימים למספר שבועות, באדמה - בין 8 ימים ל-3 חודשים, בצואה - עד 3 ימים, על ירקות גולמיים - 2-4 ימים, על פירות - 1-2 ימים. ויבריו כולרה מתים תוך 5 דקות ב-80 מעלות צלזיוס, באופן מיידי ב-100 מעלות צלזיוס; הם רגישים מאוד לחומצות, ייבוש ואור שמש ישיר, תחת השפעת...כלורמין וחומרי חיטוי אחרים מתים תוך 5-15 דקות, נשמרים היטב ולאורך זמן ואף מתרבים בגופי מים פתוחים ובמי שפכים עשירים בחומר אורגני.

פתוגנזה של כולרה

נקודת הכניסה לזיהום היא מערכת העיכול. המחלה מתפתחת רק כאשר הפתוגנים מתגברים על מחסום הקיבה (בדרך כלל זה נצפה בתקופת ההפרשה הבסיסית, כאשר ה-pH של תוכן הקיבה קרוב ל-7), מגיעים למעי הדק, שם הם מתחילים להתרבות באופן אינטנסיבי ולהפריש אקסוטוקסין. אנטרוטוקסין או כולרגן קובע את התרחשות הביטויים העיקריים של כולרה. תסמונת כולרה קשורה לנוכחות של שני חומרים בויבריו זה: אנטרוטוקסין חלבוני - כולרגן (אקסוטוקסין) ונוירמינידאז. כולרגן נקשר לחומר ספציפי...קולטן אנטרוציטים - גנגליוזיד. תחת פעולתו של נוירמינידאז, נוצר קולטן ספציפי מגנגליוזידים. קומפלקס הקולטנים הספציפי לכולרה מפעיל את אדנילט ציקלאז, אשר יוזם את הסינתזה של cAMP. אדנוזין טריפוספט מווסת את הפרשת המים והאלקטרוליטים מהתא אל חלל המעי באמצעות משאבת יונים. כתוצאה מכך, הקרום הרירי של המעי הדק מתחיל להפריש כמות עצומה של נוזל איזוטוני, שאין לו זמן להיספג במעי הגס - מתפתח שלשול איזוטוני. עם ליטר אחד של צואה, הגוף מאבד 5 גרם של נתרן כלורי. 4 גרם של סודיום ביקרבונט, 1 גרם של אשלגן כלורי. תוספת הקאות מגדילה את נפח הנוזל שאבד.

כתוצאה מכך, נפח הפלזמה יורד, נפח הדם במחזור הדם יורד והוא מתעבה. הנוזל מתפזר מחדש מהמרחב הבין-וסקולרי לחלל התוך-וסקולרי. מתרחשות הפרעות המודינמיות והפרעות מיקרו-סירקולציה, הגורמות להלם התייבשות ואי ספיקת כליות חריפה. מתפתחת חמצת מטבולית, המלווה בעוויתות. היפוקלמיה גורמת להפרעות קצב, לחץ דם נמוך, שינויים בשריר הלב ואטוניה במעיים.