Общая характеристика и морфология
Род Vibrio входит в семейство Vibrionaceae. Это грамотрицательные палочки характерной изогнутой формы размером 1,4–5,0 × 0,3–1,3 мкм. Они не образуют спор и капсул, но обладают ярко выраженной подвижностью за счет полярно расположенного жгутика (монотрихи).
По типу питания вибрионы являются хемоорганотрофами с окислительным и бродильным метаболизмом. Большинство представителей оксидазоположительны. Важный биохимический маркер рода — способность ферментировать углеводы (мальтозу, маннозу, трегалозу) исключительно до кислоты, без образования газа. Обитают они повсеместно: в пресных и соленых водоемах, а также в организмах гидробионтов.
Культуральные свойства и биохимия
Вибрионы факультативные анаэробы, но предпочитают аэробные условия. Они не слишком требовательны к питательным средам, однако для их роста критически важен высокий уровень pH (оптимум 8,5–9,0) и наличие солей.
- Среда накопления: 1% щелочная пептонная вода. На ней вибрионы растут очень быстро, образуя характерную пленку на поверхности уже через 6–8 часов.
- Дифференциально-диагностическая среда: TCBS (тиосульфат-цитрат-желчно-сахарозный агар). На этой среде патогенные вибрионы образуют колонии желтого цвета, что обусловлено ферментацией сахарозы.
Биохимически вибрионы весьма активны: они продуцируют индол и лизиндекарбоксилазу, разжижают желатину (образуя зону в виде «воронки») и обладают нитратредуктазной активностью, но не продуцируют сероводород.
Возбудитель холеры (Vibrio cholerae)
Холера — это острая особо опасная карантинная инфекция, при которой поражается тонкая кишка, что ведет к тяжелому нарушению водно-солевого обмена и дегидратации. Возбудителями являются серогруппы О1 и О139.
Внутри серогруппы О1 выделяют два главных биовара:
- Классический (V. cholerae classical) — лизируется бактериофагами IV группы.
- Эль-Тор (V. cholerae El Tor) — резистентен к полимиксину, дает положительную реакцию Фогес–Проскауэра, гемолизирует эритроциты барана и лизируется бактериофагами V группы.
Главный фактор вирулентности — холерный энтеротоксин (CT), состоящий из субъединиц A и B. Субъединица B связывается с моносиаловым ганглиозидом GM1 на клетках кишечника. Синтез токсина кодируется геном бактериофага CTX. Фаг проникает в бактерию благодаря токсин-регулируемым пилям (TCP) 4-го типа, которые также отвечают за колонизацию микроворсинок кишечника и образование биопленок.
Галофильные и негалофильные вибрионы
Помимо холерного вибриона, медицинское значение имеют и другие представители рода:
- Галофильные вибрионы (например, V. parahaemolyticus). Обитают в морской воде (оптимальная концентрация соли 2–3%). Передаются алиментарным путем через термически не обработанные морепродукты и вызывают тяжелые гастроэнтериты.
- Негалофильные вибрионы (V. cholerae non-O1/O139). Обитают в пресных водоемах. Они не агглютинируются сыворотками О1 и О139, но могут выделять термолабильные и термостабильные токсины, вызывая спорадические диареи и даже системные заболевания вплоть до септицемии.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Каковы функции субъединиц А и В холерного энтеротоксина?
Субъединицы холерного энтеротоксина выполняют связывающую и ферментативную функции.
- Субъединица В — отвечает за связывание всей молекулы токсина с рецептором клетки-мишени (моносиаловым ганглиозидом GM1) и фиксирует комплекс на мембране.
- Субъединица А — является активной частью, которая диссоциирует на фермент А1 и связующее звено А2. Субъединица А1 проникает внутрь клетки, инактивирует Gs-белок и переводит фермент аденилатциклазу в постоянно активное состояние.
Какова антигенная структура холерного вибриона и какие серовары выделяют внутри серогруппы О1?
Холерный вибрион обладает двумя типами антигенов: общеродовым жгутиковым Н-антигеном и соматическим О-антигеном. Возбудители холеры относятся к серогруппам О1 и О139. Внутри серогруппы О1 на основе сочетания субъединиц антигена (A, B, C) выделяют три серовара:
- Огава (Ogawa) — содержит фракции AB.
- Инаба (Inaba) — содержит фракции AC.
- Гикошима (Hikojima) — содержит фракции ABC.
Какие ферменты агрессии, помимо экзотоксина, продуцирует холерный вибрион?
Помимо экзоэнтеротоксина, в источниках для холерного вибриона указаны нейраминидаза, гемолизины и протеолитические свойства.
- Нейраминидаза — отщепляет сиаловую кислоту от GM1, делая рецептор доступным для связывания с В-субъединицами токсина.
- Гемолизины и другие факторы — действуют синергично с экзоэнтеротоксином; для биовара Эль-Тор указана способность гемолизировать эритроциты барана.
- Протеолитические свойства — продуцирует индол и лизиндекарбоксилазу, разжижает желатину.
Какие виды галофильных вибрионов, помимо V. parahaemolyticus, вызывают заболевания у человека?
Помимо Vibrio parahaemolyticus, заболевания у человека вызывает группа галофильных вибрионов, провоцирующих септицемии и раневые инфекции:
- Вибрион уязвимый (Vibrio vulnificus) — вызывает раневые инфекции и первичный сепсис (особенно у лиц, разделывающих морепродукты, и пациентов с иммунодефицитом).
- Вибрион дамсела (Vibrio damsela) — возбудитель септицемий и раневых инфекций.
- Вибрион альгинолитикус (Vibrio alginolyticus) — также вызывает септицемии и раневые инфекции.
Каков внутриклеточный механизм действия холерного токсина на энтероциты?
Внутриклеточный механизм действия холерного токсина основан на нарушении ионного транспорта через гиперактивацию вторичных мессенджеров. Проникшая в энтероцит субъединица А1 инактивирует Gs-белок, что переводит фермент аденилатциклазу в постоянно активное состояние. Это вызывает резкое усиление синтеза цАМФ. Одновременно угнетается синтез цГМФ. В результате в криптах запускается усиленная секреция ионов хлора и натрия в просвет кишечника, а в ворсинках блокируется их обратное всасывание. Это создает высокое осмотическое давление, приводящее к массивному выходу воды и развитию секреторной диареи.
Каковы оптимальные значения pH и температуры для культивирования холерного вибриона?
Оптимальными условиями для культивирования холерного вибриона являются щелочная среда и температура человеческого тела.
- Температура: оптимальное значение составляет 37 °C.
- Кислотность (pH): оптимальные значения находятся в пределах 8,5–9,0 (возбудитель предпочитает щелочную среду).
Для накопления возбудителя в качестве элективной среды используется 1% щелочная пептонная вода.
Для запоминания сероваров V. cholerae О1 по антигенным фракциям: Огава — AB, Инаба — AC, Гикошима — ABC (самое длинное название включает все три буквы).
Вопросы с занятий и экзамена
Почему колонии холерного вибриона на среде TCBS имеют желтый цвет?
Желтый цвет колоний обусловлен способностью вибриона ферментировать сахарозу, входящую в состав дифференциально-диагностической среды.
Чем принципиально биовар Эль-Тор отличается от классического биовара холерного вибриона?
Биовар Эль-Тор устойчив к полимиксину, способен агглютинировать куриные эритроциты, гемолизирует эритроциты барана и лизируется фагами V группы, в то время как классический лизируется фагами IV группы.
Какова роль токсин-регулируемых пилей (TCP) у холерного вибриона?
Они отвечают за адгезию к микроворсинкам кишечника, участвуют в формировании биопленок и служат рецепторами для проникновения бактериофага CTX, несущего ген холерного токсина.
Что ещё разобрать по теме
- Механизм действия и структура холерного энтеротоксина (субъединицы А и В)
- Диссоциация колоний вибрионов (S- и R-формы) в зависимости от температуры
- Серологические методы диагностики холеры (РНГА, ИФА)
- Факторы патогенности негалофильных вибрионов (цитолизины, гемолизины)
Разберите тему целиком в курсе «Микробиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Вибрионы» и ещё 4 383 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 141 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Палочки грамотрицательные факультативно-анаэробные (Энтеробактерии, Вибрионы, Гемофильные, Пастереллы)»
Бесплатные видеоуроки: микробиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.