Холера - антропонозная кишечная инфекция. Холера отно­сится к особе опасным инфекциям в связи с возможностью эпидемий (особенно при водном пути заражения) и тяжестью заболевания. Основной источник - человек (больной или вибрионоситель, в организме которого возбудители могут долго находиться, выделяясь с испражнениями во внешнюю среду), загрязненная вода. Заражение человека холерными вибрионами происходит алиментарным путем с инфицированной водой или пищевыми продуктами, реже контактно-бытовым путем. Индивидуальная восприимчивость к холере чрезвычайно вариабельна. Характерно большое количество скрытых (стертых) форм, вибрионосительство. Обнаружение возбудителя в воде напрямую связано с наличием больных или бактерионосителей. Холерные вибрионы О1 группы могут длительно находиться в водных экосистемах в виде некультивируемых форм.

Биотопом холерных вибрионов является кишечник человека. Здесь они живут, размножаются и выделяются с испражнениями в окружающую среду, где могут оставаться жизнеспособными при температуре 1-4°C не менее 4-6 нед. Вибрионы чувствительны к повышенной температуре: при 56°C гибнут через 30 мин, при кипячении – мгновенно. Высокочувствительны к кислотам, спирту, к 3% раствору карболовой кислоты. Не выдерживают высушивания и солнечного света. Более устойчивы к действию факторов окружающей среды вибрионы Эль-Тор (например, в фекалиях, замороженных во льду, сохраняют жизнеспособность несколько месяцев).

Морфология и тинкториальные свойства

Холерные вибрионы имеют форму изогнутой палочки, напоминающей запятую (запятая Коха), размерами 0.5-3.0 x 0.5 мкм. Склонны к полиморфизму. Спор и капсул не образуют. Один полярно расположенный жгутик обеспечивает холерному вибриону в жидкой среде активную подвижность (определяют микроскопией по методу висячей или раздавленной капли), а в организме человека – доставку микроорганизма к эпителиальным клеткам тонкой кишки. Морфологически изменчивы. Хорошо окрашиваются водным фуксином Пфейфера и карболовым фуксином Циля.

Питательные среды и культуральные свойства

Факультативный анаэроб. Холерный вибрион неприхотлив к питательным средам. Хорошо размножается на 1% щелочной (рН 8,6-9,0) пептонной воде, опережая бактерии кишечной группы (среда обогащения), образует нежную голубоватую пленку и муть.

При составлении элективных питательных сред для холерных вибрионов используются следующие свойства: хоро­шо расти на щелочных средах (рН 7,4-9,6), с концентрацией NaCl до 2%, переносить умеренные концентрации желчи и желчных кислот, теллурита К, способность разлагать сахарозу, маннозу, крахмал, разжижать желатину, а также лецитиназная актив­ность.

На плотных средах холерный вибрион образует гладкие стекловидные, прозрачные с голубоватым оттенком дисковидные колонии вязкой консистенции. Используют щелочной агар, желчно - солевой агар, щелочной агар с кровью, наилучшей является TCBS - агар (агар с тиосульфатом, цитратом, солями желчных кислот и сахарозой), среда Клиглера, лактозо-сахарозная среда по типу среды Ресселя

На агаре с тиосульфатом, цитратом, солями жёлчных кислот и сахарозой (TCBS-агар) V. cholerae ферментирует последнюю и образует жёлтые колонии. При посеве уколом в желатину через 48–72 ч микроорганизм даёт воронкообразное разжижение, верхняя часть которого при просматривании сбоку представляется пузырьком воздуха. Позднее разжижение увеличивается, полость заполняется белёсой массой вибрионов.

Антигенная структура

У V.cholerae имеются следующие типы антигенов:

1. О-антиген, типоспецифический, входящий в ЛПС клеточной стенки, термостабильный. По О-антигену род Vibrio разделен на 139 серогрупп. Возбудители холеры относятся к 2-м серогруппам: О1 (V.cholerae, биовар cholerae и V.cholerae, биовар eltor) и О139 (V.cholerae Bengal).

О1 антиген неоднороден, состоит из общего А- компонента и двух типоспецифических - В и С компонентов и де­лится на 3 серовара по сочетанию этих компонентов: Огава (А,В), Инаба (А,С), Гикошима (А,В,С). От одного больного могут выделяться хо­лерные вибрионы разных сероваров.

2. Н-антиген, жгутиковый, термолабильный, общий для всех воз­будителей холеры.

3. Капсульный полисахаридный антиген имеется у V.cholerae Bengal.

Протективными антигенами холерных вибрионов считаются: О-Аг, Н-Аг, холероген, белки наружной мембраны, капсульный анти­ген для серогруппы О139.

V. cholerae и V. eltor – возбудители холеры – относятся к серогруппе O1. От больных с диареей и здоровых лиц выделяются вибрионы, лишенные O1-антигена, но имеющие общий с холерными вибрионами H-антиген. Такие вибрионы называются неагглютинирующимися (НАГ). Они вызывают гастроэнтериты, которые могут сопровождаться интоксикацией разной степени выраженности.

Биохимические свойства

Холерный вибрион сбраживает с образованием кислоты без газа многие углеводы (глюкозу, сахарозу, маннозу, маннит, лактозу, левулезу, гликоген, крахмал). По отношению к трем сахарам (триада Хейберга) - сахарозе, маннозе и арабинозе вибрионы делят на восемь биохимических групп, холерный вибрион относится к первой группе (разлагает сахарозу и маннозу). Бактерии этой группы обладают плазмокоагулирующим (свёртывают плазму кролика) и фибринолитическим (разжижают свёрнутую сыворотку по Лёффлеру) свойствами.

Холерный вибрион разлагает желатин, казеин, свертывает молоко и разлагает белковые препараты до индола и аммиака, H₂S не образуют, разжижают желатину и гидролизуют казеин, восстанавливают нитраты в нитриты.

На основании биохимических и биологических различий (табл. 11) холерные вибрионы разделяют на два биовара — классический (V. cholerae биовар сholerae) и Эль-Тор (V. cholerae биовар eltor). Бактерии серовара Бенгал устойчивы к полимиксину и не проявляют гемолитической активности.

Таблица 11. Дифференциальные признаки возбудителей холеры

Факторы патогенности

1. Подвижность (жгутики) и хемотаксис. Возбудители холеры обладают адгезинами и факторами колонизации, связанными с фимбриями. Имеют активную подвижность благодаря наличию мощного жгутика, что по­могает его проникновению к поверхности эпителия тонкой кишки.

2. Ферменты способствуют адгезии и колонизации, взаимодействию с эпителиальными клетками- муциназа (разжижает слизь), нейтаминидаза (взаимодействие с микроворсинками, создание посадочной площадки), лецитиназа и другие.

3. Эндотоксин - термостабильный липополисахарид, схожий по структуре и свойствам с другими эндотоксинами грамотрицательных бактерий. Освобождается при распаде вибрионов.

4. Экзотоксин - холероген - главный фактор патогенности, термолабильный белок. Синтез холерогена - важнейшее, генетически детерминированное свойство холерного вибриона. Молекула холерогена состоит из двух фрагментов А и В. Собственно токсическую функцию выполняет пептид А₁ фрагмента А. Молекула холерогена распознает рецептор энтероцита, проникает в мембрану клетки, активирует аденилатциклазную систему, накапливающийся циклический АМФ вызывает гиперсекрецию жидкости, Na⁺, HCO₃^-, K⁺, Cl^- из энтероцитов. Это приводит к характерной для холеры диарее, обезвоживанию и обессоливанию организма.

5. У многих вибрионов, в т.ч. не относящихся к О1 группе, имеются различные энтеротоксины.

6. В патогенезе проявлений холеры имеет значение также фактор, повышающий проницаемость капилляров.

Патогенез холеры

Попав в желудок, вибрионы могут погибнуть, так как кислотность желудочного сока для них является непреодолимым барьером. Установлено, что у здорового человека при нормальной кислотности желудочного сока заболевание не развивается при введении такого огромного количества вибрионов, как 10¹¹ клеток. Но после нейтрализации кислоты желудочного сока половина здоровых людей заболевают от введения им 10⁶ клеток холерного вибриона. Поэтому при снижении кислотности (во время приема пищи, особенно воды, а также при гипоацидозе) часть вибрионов проникает в тонкую кишку, где находят благоприятные ус­ловия для размножения вследствие щелочной реакции среды.

Важный этап патогенеза холеры – колонизация слизистой оболочки кишечника. Ее обеспечивают: движение вибрионов в направлении слизистой оболочки вследствие создания градиентов хемоаттрактантов, пенетрация через гель слизистой оболочки, адгезия к поверхности краевых щетинок эпителиальных клеток тонкой кишки. Вибрионы преодолевают слой слизи, чему способствует их подвиж­ность, химиотаксис, выделяемые ферменты и соприкасаются с повер­хностью эпителиальных клеток, где происходит адгезия и колонизация. При этом вибрионы остаются на поверхности клеток, не проникая внутрь, вызывая незначительную воспалительную реакцию. Высво­бодившийся при распаде вибрионов эндотоксин не играет существен­ной роли в развитии инфекционного процесса. Прикрепление вибрионов к эпителиальным клеткам обеспечивает им возможность размножаться, не быть выведенными из организма человека.

Основное значение в патогенезе принадлежит холерогену, про­дуцируемому вибрионами в большом количестве. Как указано выше, холероген. взаимодействуя с энтероцитами, нарушает функции аде­нилатциклазной системы, что приводил к накоплению цАМФ. В про­цессе участвуют мембранные фосфолипазы и простогландины, также способствующие накоплению ц АМФ. Все это приводит к нарушению водно-электролитного обмена: клетки эпителия тонкой кишки выде­ляют большое количество жидкости, содержащей ионы Na+, Cl-, СО-, одновременно нарушается всасывание ионов К. Жидкость не успева­ет всасываться в толстом кишечнике и возникает обильная водянистая диарея, характерная для холеры.

Организм теряет много жидкости и электролитов, вследствие чего наступает обезвоживание - дегидротация, а также деминерализация организма больного. Если теряется 9-10% жидкости и более, развива­ется декомпенсированная дегидротация и состояние больного стано­вится опасным для жизни. Уменьшается объем циркулирующей крови (гиповолемия), падает артериальное давление, нарушается микроцир­куляция, возникает гипоксия тканей, развивается острая почечная не­достаточность, нарастает интоксикация, возможен гиповолемический шок. Потеря электролитов и, особенно К, приводит к нарушению фун­кции миокарда, Таким образом, степень и скорость обезвоживания и деминерализации определяет тяжесть течения холеры.

Иммунитет

В течение заболевания формируется антимикробные антитела и антитоксины, нейтрализующие холероген. Существенна роль и местного иммунитета – образующиеся секреторные IgA препятствуют адгезии холерных вибрионов на микроворсинках эпителиоцитов тонкой кишки. Таким образом, после перенесенного заболевания остается напряженный видоспецифический иммунитет.