Cólera - Causas y patogénesis

Causas del cólera

La causa del cólera es Vibrio cholerae, que pertenece al género Vibrio de la familia Vibrionaceae.

El vibrio del cólera está representado por dos biovares, similares en propiedades morfológicas y tintóreas (el biovar del cólera y el biovar El Tor).

Los agentes causales del cólera son los vibriones de los serogrupos 01 y 0139 de la especie Vibrio cholerae, perteneciente al género Vibrio, familia Vibrionaceae. Dentro de la especie Vibrio cholerae, se distinguen dos biovariedades principales: la biovariedad cholerae clásica, descubierta por R. Koch en 1883, y la biovariedad El Tor, aislada en 1906 en Egipto en la estación de cuarentena de El Tor por F. y E. Gotshlich.

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Bienes culturales

Los vibrios son anaerobios facultativos, pero prefieren condiciones de crecimiento aeróbico, por lo que forman una película en la superficie del medio nutritivo líquido. La temperatura óptima de crecimiento es de 37 °C a un pH de 8,5-9,0. Para un crecimiento óptimo, los microorganismos requieren la presencia de cloruro de sodio al 0,5 % en el medio. El medio de acumulación es agua peptonada alcalina al 1 %, sobre la que forman una película en un plazo de 6 a 8 horas. Los vibrios del cólera son modestos y pueden crecer en medios simples. El medio electivo es TCBS (agar tiosulfato citrato sacarosa-bilis). Para el subcultivo se utilizan agar alcalino y agar triptona soja (TSA).

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Propiedades bioquímicas

Los agentes causantes del cólera son bioquímicamente activos y oxidasa-positivos, con propiedades proteolíticas y sacarolíticas: producen indol y lisina descarboxilasa, licúan la gelatina en forma de embudo y no producen sulfuro de hidrógeno. Fermentan glucosa, manosa, sacarosa, lactosa (lentamente) y almidón; no fermentan ramnosa, arabinosa, dulcitol, inositol ni inulina. Presentan actividad nitrato reductasa.

Los vibriones del cólera difieren en su sensibilidad a los bacteriófagos. El vibrión clásico del cólera es lisado por bacteriófagos del grupo IV según Mukerjee, y el vibrión del biotipo El Tor lo es por bacteriófagos del grupo V. La diferenciación entre los patógenos del cólera se realiza mediante propiedades bioquímicas, su capacidad para hemolizar eritrocitos de carnero, aglutinar eritrocitos de pollo y su sensibilidad a la polimixina y los bacteriófagos. El biotipo El Tor es resistente a la polimixina, aglutina eritrocitos de pollo y hemoliza eritrocitos de carnero, y presenta una reacción de Voges-Proskauer y una prueba de hexamina positivas. V. cholerae 0139 pertenece al biotipo El Tor según sus características fenotípicas.

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Estructura antigénica

Los vibriones del cólera poseen antígenos O y H. Según la estructura del antígeno O, se distinguen más de 150 serogrupos, entre los cuales los agentes causales del cólera son los serogrupos 01 y 0139. Dentro del serogrupo 01, según la combinación de subunidades A, B y C, se dividen en serovares: Ogawa (AB), Inaba (AC) e Hikoshima (ABC). Los vibriones del serogrupo 0139 son aglutinados únicamente por el suero 0139. El antígeno H es un antígeno genérico.

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Actitud hacia los factores ambientales

Los agentes causantes del cólera son sensibles a la luz UV, la desecación, los desinfectantes (excepto las aminas cuaternarias), los valores de pH ácidos y el calor. Los agentes causantes del cólera, especialmente la biovariedad El Tor, pueden existir en el agua en simbiosis con hidrobiontes y algas; en condiciones desfavorables, pueden transformarse en una forma no cultivada. Estas propiedades permiten clasificar el cólera como una infección antroposapronósica.

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Factores de patogenicidad

El genoma de V. cholerae consta de dos cromosomas circulares: uno grande y otro pequeño. Todos los genes necesarios para la vida y la implementación del principio patogénico se localizan en el cromosoma grande. El cromosoma pequeño contiene un integrón que captura y expresa casetes de resistencia a antibióticos.

El principal factor de patogenicidad es la enterotoxina del cólera (CT). El gen que media la síntesis de esta toxina se localiza en el casete de toxigenicidad del genoma del bacteriófago filamentoso CTX. Además del gen de la enterotoxina, los genes zot y ace se encuentran en el mismo casete. El producto del gen zot es una toxina (toxina de la zonula occludens), y el gen ace determina la síntesis de una enterotoxina adicional (enterotoxina accesoria del cólera). Ambas toxinas contribuyen al aumento de la permeabilidad de la pared intestinal. El genoma del fago también contiene el gen ser-adhesina y la secuencia RS2, que codifica la replicación del fago y su integración en el cromosoma.

El receptor del fago CTX son los pili regulados por toxinas (Ter). Son pili de tipo 4 que, además de ser receptores del fago CTX, son necesarios para la colonización de las microvellosidades del intestino delgado y también participan en la formación de biopelículas, en particular en la superficie del caparazón de los organismos acuáticos.

Los genes ter se expresan de forma coordinada con el gen CT. El cromosoma grande también contiene el gen pap, que determina la síntesis de la neuraminidasa, la cual facilita la acción de la toxina, y el gen hap, que determina la síntesis de la proteasa hemalutinina soluble, la cual desempeña un papel importante en la eliminación del patógeno del intestino al medio externo gracias a su acción destructiva sobre los receptores del epitelio intestinal asociados con los vibriones.

La colonización del intestino delgado por pili regulados por toxinas crea una plataforma para la acción de la enterotoxina del cólera, que es una proteína con un peso molecular de 84.000 D, que consta de 1 subunidad A y 5 subunidades B. La subunidad A consta de dos cadenas polipeptídicas A1 y A2, unidas entre sí por puentes disulfuro. En el complejo de la subunidad B, cinco polipéptidos idénticos están unidos entre sí por un enlace no covalente en forma de anillo. El complejo de la subunidad B es responsable de unir toda la molécula de toxina al receptor celular, el gangliósido monosiálico GM1, que es muy abundante en las células epiteliales de la mucosa del intestino delgado. Para que el complejo de la subunidad interactúe con GM1, el ácido siálico debe escindirse de él, lo que se lleva a cabo por la enzima neuraminidasa, que facilita la implementación de la acción de la toxina. Tras unirse a 5 gangliósidos en la membrana epitelial intestinal, el complejo de subunidades B cambia su configuración, permitiendo que A1 se separe del complejo A1B5 y penetre en la célula. Tras su entrada, el péptido A1 activa la adenilato ciclasa. Esto se produce como resultado de la interacción de AI con NAD+, lo que da lugar a la formación de ADP-ribosa, que se transfiere a la proteína de unión a GTP de la subunidad reguladora de la adenilato ciclasa. Como resultado, se inhibe la hidrólisis funcionalmente necesaria de GTP, lo que conduce a la acumulación de GTP en la subunidad reguladora de la adenilato ciclasa, determinando el estado activo de la enzima y, como consecuencia, a un aumento de la síntesis de c-AMP. Bajo la influencia del c-AMP en el intestino, se altera el transporte activo de iones. En la zona de las criptas, las células epiteliales liberan intensamente iones Cl- y en la zona de las vellosidades se dificulta la absorción de Na+ y Cl-, lo que forma la base osmótica para la liberación de agua hacia la luz intestinal.

Los vibriones del cólera sobreviven bien a bajas temperaturas; en hielo hasta un mes, en agua de mar hasta 47 días, en agua de río de 3 a 5 días a varias semanas, en tierra de 8 días a 3 meses, en heces hasta 3 días, en vegetales crudos de 2 a 4 días y en frutas de 1 a 2 días. Los vibriones del cólera mueren en 5 minutos a 80 °C, instantáneamente a 100 °C; son muy sensibles a los ácidos, la desecación y la luz solar directa, bajo la influencia de...La cloramina y otros desinfectantes mueren en 5-15 minutos, persisten bien y durante mucho tiempo e incluso se multiplican en cuerpos de agua abiertos y aguas residuales ricas en materia orgánica.

Patogenia del cólera

La vía de entrada de la infección es el tracto digestivo. La enfermedad se desarrolla solo cuando los patógenos superan la barrera gástrica (esto suele observarse durante el período de secreción basal, cuando el pH del contenido gástrico es cercano a 7) y llegan al intestino delgado, donde comienzan a multiplicarse intensamente y a secretar exotoxina. La enterotoxina o coleragen determina la aparición de las principales manifestaciones del cólera. El síndrome colérico se asocia con la presencia de dos sustancias en este vibrio: la enterotoxina proteica (coleragen o exotoxina) y la neuraminidasa. El coleragen se une a un...Receptor de enterocitos - gangliósido. Bajo la acción de la neuraminidasa, se forma un receptor específico a partir de los gangliósidos. El complejo receptor específico del cólera activa la adenilato ciclasa, que inicia la síntesis de AMPc. El trifosfato de adenosina regula la secreción de agua y electrolitos desde la célula hacia la luz intestinal mediante una bomba de iones. Como resultado, la mucosa del intestino delgado comienza a secretar una gran cantidad de líquido isotónico, que no tiene tiempo de ser absorbido por el intestino grueso, lo que produce diarrea isotónica. Con un litro de heces, el cuerpo pierde 5 g de cloruro de sodio, 4 g de bicarbonato de sodio y 1 g de cloruro de potasio. El vómito, además, aumenta la pérdida de líquido.

Como resultado, el volumen plasmático disminuye, el volumen de sangre circulante disminuye y se espesa. El líquido se redistribuye del espacio intersticial al intravascular. Se producen trastornos hemodinámicos y de la microcirculación, que resultan en shock por deshidratación e insuficiencia renal aguda. Se desarrolla acidosis metabólica, acompañada de convulsiones. La hipopotasemia causa arritmia, hipotensión, alteraciones miocárdicas y atonía intestinal.