Роль бактерий холеры в эволюции человечества

Не только личность способна влиять на ход истории – роль болезней в эволюции человечества не менее значима: бактерии холеры, бубонной чумы, малярии и оспы неоднократно перекраивали карту мира. Эти заболевания вполне оправданно входят в первую десятку по количеству жертв. Они все являются карантинными инфекциями с высокой смертностью и характеризуются эпидемическим и даже пандемическим распространением.

Что такое холера и что ее вызывает?

Холера является острым кишечным инфекционным поражением, вызванным холерным вибрионом – бактериями группы Vibrio cholerae.

Заболевание имеет выраженный сезонный характер, с максимальной активностью в период лето-осень, хотя известны случаи вспышки заболевания и в зимний период.

Серотип холерного вибриона содержит более 150 сероваров Vibrio cholerae, однако только две серогруппы являются возбудителями холеры, остальные также являются болезнетворными, но вызывают гастроэнтерит.

О-антиген состоит из 3 компонентов (A, B и C), и в зависимости от их сочетания говорят о сероварах возбудителя заболевания:

• Огава.
• Инаба.
• Гкошима.

Микроорганизмы семейства Vibrionaceae представляют собой подвижные палочки, прямые или изогнутые, с линейными размерами в следующих интервалах:

• ширина 0,4-0,7 мкм;
• длина от 1,5 до 2,3 мкм.

Согласно современной классификации микроорганизмов, холерный вибрион является грамотрицательным факультативным анаэробом. Бактерия, вызывающая холеру, не способна к образованию споры или капсулы, а благодаря монотрихиально расположенному длинному жгутику обладает высокой подвижностью.

Все представители семейства Vibrionaceae являются сапронозами – возбудителями инфекционных заболеваний, естественным местом обитания которых являются неживые (абиотические) объекты.

По типу метаболизма бактерия, вызывающая холеру, является хемоорганогетеротрофом, то есть энергию холерные вибрионы получают в процессе окисления соединений органики в дыхательной цепи. Акцептором электронов чаще всего является сера, реже – молекулярный кислород и другие.

Симптоматика заболевания

В среднем инкубационный период холеры составляет 2,5 суток, но может длиться и более 4 суток.

Заболевание имеет градацию в зависимости от тяжести протекания, ее принято называть формой:

• стертая – разжиженный стул раз в сутки, самочувствие не угнетенное, обычно продолжительность 2 дня;
• легкая – возможна легкая слабость и незначительная жажда, дефекация менее 5 раз за сутки, продолжительность в среднем не более 2 дней;
• средняя степень тяжести сопровождается значительным обезвоживанием (2 степень), к жидкому стулу добавляется рвота, мучительное чувство жажды, болезнь протекает около 5 дней;
• тяжелая сопровождается 3 степенью обезвоживания, стул и рвота безболезненные и значительные по объему (до 1,5 л за выделение); характерная симптоматика появляется сразу с начала болезни;
• очень тяжелая – болезнь прогрессирует бурно, сопровождается непрерывной дефекацией и рвотой, быстро приводит к нарушению дыхания и расстройству сознания.

Критерием определения формы заболевания, вызванного бактерией холеры, является уровень обезвоживания инфицированного организма, который называют степенью и подразделяют на следующие:

• 1 степень – обезвоживание составляет 3% или менее от массы тела; проявляется при стертой (1) и легкой (2) формах заболевания;
• 2 степень – потеря жидкости в интервале 3-6% от веса тела, характерна для средней тяжести протекания холеры;
• 3 степень – проявляется при тяжелой форме заболевания, характеризуется потерей до 9% жидкости организма;
• 4 степень – при очень тяжелой форме протекания холеры организм больного теряет более 9% жидкости от веса тела.

Холера протекает в несколько стадий:

• начальная – безболезненная дефекация, испражнения обильные, не имеющие калового запаха; продолжительность периода – до 3 дней;
• разгар (фаза гастроэнтерита) – добавляется обильная рвота (без тошноты); выделения обильные, водянистые, похожи на рисовый отвар, состояние больного резко ухудшается;
• декомпенсация (стадия холерного алгида) – выделения прекращаются, состояние больного крайне тяжелое, сопровождается одышкой, цианозом, уремией, прострацией, возможна кома.

Своевременно проведенная регидратационная терапия в большинстве случаев позволяет добиться выздоровления. При отсутствии медицинской помощи прогноз крайне неблагоприятный.

Патогенез

Тяжесть заболевания связана с токсином (холероген), который выделяют попавшие в организм бактерии Vibrio cholerae.

И хотя путей передачи возбудителя холеры несколько (водный, контактно-бытовой или смешанный), механизм остается одним – фекально-оральным.

Основным путем инфицирования людей бактерией холеры является употребление воды или пищи, зараженных бактерией Vibrio cholerae.

Холерные вибрионы весьма чувствительны к кислотности среды – при низких значениях рН бактерия быстро погибает.

Попадая в организм человека, бактерия подвергается агрессивному воздействию кислоты (HCl) желудка. Только преодолев этот защитный кислотный барьер, возбудители холеры попадают в кишечник, где в благоприятной для них щелочной среде будут расти и размножаться.

Бактерии Vibrio cholerae расселяются на поверхности эпителиального слоя тонкого кишечника, растут и размножаются, выделяя специфический токсин в процессе жизнедеятельности.

Токсин, выделяемый бактериями холеры, представляет собой белковый энтеротоксин и имеет следующий состав:

• субъединица А – опосредованно приводит к выделению в полость тонкого кишечника большого объема жидкости с высоким содержанием солей Na (натрий) и К (калий);
• субъединица В – фиксирует токсин на поверхности эпителия.

Воздействие энтеротоксина возбудителей холеры вызывает диарею и впоследствии рвоту, что закономерно ведет к быстрому обезвоживанию инфицированного организма.

Кроме того, каловые и рвотные массы выводят соли Na (натрий) и К (калий), что приводит к метаболическим нарушениям (кислотно-щелочного равновесия) и недостатку К (калий).

Протекание холеры в детском возрасте

Дети до 3 лет переносят холеру в очень тяжелой форме.

Это связано с тем, что детский организм трудно переносит значительную потерю жидкости, кроме того, у детей возникают дисфункции нервной системы:

• конвульсии и судороги;
• нарушение сознания вплоть до комы.

Клиника холеры у маленьких детей имеет свою специфику:

• форма протекания – всегда тяжелая;
• повышение температуры;
• ступор, апатия, кома;
• возникновение эпилептиформных припадков как результат гипокалиемии (недостаток калия).

Длительность заболевания у детей находится в интервале 3-10 дней и зависит от адекватности проводимого лечения.

Основная направленность терапевтического воздействия – это заместительное лечение электролитами. Своевременная компенсация утраченного количества электролитов и жидкости способствует восстановлению функций организма достаточно быстро, прогноз благоприятный.

Эпидемиология

Единственным известным источником холеры является сам человек – как больной, так и переболевший и ставший транзиторным вибриононосителем. Источник инфекции выделяет в окружающую среду рвотные и фекальные массы, содержащие вирусы холеры, которые разносятся сточными водами и являются источником заражения.

Все известные схемы заражения вирусом холеры относятся к одной из разновидностей фекально-орального механизма.

Основным путем заражения является употребление необеззараженной воды, попадание воды в рот во время купания в инфицированных водоемах или употребление в пищу зараженных продуктов. Особенную опасность представляют продукты, не проходящие термическую обработку или проходящие ее в слабой форме – к ним относятся креветки, моллюски и другие морепродукты, вяленое мясо и рыба, другие.

Известны случаи инфицирования через грязные руки, кроме того, мухи также являются переносчиками возбудителя холеры.

Согласно информации Всемирной организации здравоохранения, в 2010 году было зарегистрировано 5 миллионов случаев заболевания и 130 тысяч случаев летального исхода при инфицировании холерным вибрионом, основное количество случаев пришлось на развивающиеся страны.

Для сравнения – в конце 20 века уровень смертности от холеры превышал 3 миллиона человек в год.

Однако данные числа нельзя считать корректными, поскольку многие случаи замалчиваются, чтобы не оказать негативного влияния на приток туристов.

Ведь ключевую роль в распространении холеры играют отсутствие санитарно-гигиенического контроля, значительная плотность населения или его миграция.

Очаги возникновения холеры подразделяют на эндемичные и завозные.

Эндемичные районы холерного вибриона

Африканские страны, Юго-Восточная Азия и Латинская Америка заслуженно считаются ареалом распространения (эндемиком) холерного вибриона. В этих районах очаги заболевания холерой регистрируются в течение всего года. В эндемичных районах процент детской заболеваемости больше, чем в других, так как взрослое население, переболев, имеет частичный непродолжительный иммунитет. В таких странах, как Пакистан и Индия, являющихся эндемичными очагами бактериальной инфекции, зафиксированы случаи заболеваний даже у новорожденных младенцев.

Завозные очаги заболевания

Эта форма образования очага заболевания тесно связана с массовой миграцией населения. Ведь при этом налицо основные условия для образования эпидемии:

• отсутствие санитарно-гигиенических условий;
• высокая скученность населения.

Методы диагностики холеры

Диагностика заболевания, связанного с заражением бактерией холеры, в первую очередь подразумевает бактериологические исследования каловых масс – анализ берется 3 раза через 3 часа.

Серологические исследования направлены на отслеживание антител или антигенов, находящихся в сыворотке крови и опирающихся на иммунную реакцию.

Показателем является наличие в исследуемой сыворотке крови антител к определенной инфекции или соответствующих антигенов, что позволяет установить источник заболевания.

С целью определить степень поражения бактерией холеры и тяжесть состояния больного проводятся общие клинические и биохимические исследования.

Историческое значение

О значении роли личности в истории много говорили и писали. А Ирвин Шерман, профессор университета California Riverside, в своей книге «Двенадцать болезней, которые изменили наш мир», описал влияние эпидемий болезней на геополитику.

В число двенадцати заболеваний Шерман включил:

• оспу;
• туберкулез;
• бубонную чуму;
• малярию;
• холеру;
• желтую лихорадку;
• сифилис;
• СПИД;
• грипп;
• гемофилию и порфирию;
• заболевание растений (вызвавшее картофельный голод в Ирландии).

Болезни возникали внезапно и косили и великих полководцев, и диктаторов, и ученых, тем самым напрямую изменяя ход истории.

Каждому заболеванию было присуще свое время – чума Юстиниана свирепствовала еще в древней Византии в 541 году, она унесла жизни более 100 миллионов человек во всем мире. Чума Юстиниана забрала четверть населения Восточного Средиземноморья и разрушила Византию. Чума изменила ход истории, охватив все страны от Китая до Англии.

Историческую известность получила Афинская чума (430 г. до н.э., Пелопонесская война). Историки предполагают, что речь идет о бубонной чуме, которая унесла жизни трети жителей и воинов Афин. Жертвой эпидемии бубонной чумы стал и лидер Афин – Перикл. После этого Афины утратили лидерские позиции в регионе.

Черной смертью назвали самую разрушительную пандемию бубонной чумы за всю историю цивилизации. В 14 веке она практически разорила Европу, унеся порядка 50% жителей. В течение еще 100 лет бубонная чума появлялась очагами, унося жизни тысячами. Последняя вспышка черной смерти была отмечена в 1600-е годы в Лондоне.

Третья пандемия бубонной чумы началась в Китае в середине 19 века, до середины 20-го она распространялась по планете, захватив все обитаемые континенты.

Невзирая на достаточно высокий уровень медицины, чума унесла жизни 12 миллионов человек (Индия и Китай).

Одним из основных факторов падения Римской империи называют малярию, возбудителем которой являются паразиты, а переносчиками – комары. До сегодняшнего дня действенной вакцины от малярии не получено, а в тропиках ею ежегодно инфицируется около 500 миллионов человек.

Одним из самых опасных заболеваний в истории человечества является холера. Возбудитель болезни передается через зараженную воду и пищу, что было особенно опасно, учитывая антисанитарные условия жизни большинства населения планеты.

Волна «семи пандемий» длилась с 1816 по 1960 год, за это время погибли десятки миллионов заразившихся холерой человек, ведь смертность тогда достигала 50%.

Первая волна в Индии (1817-1860) унесла жизни более 40 миллионов человек. После этого холера распространилась на Америку и Европу – в середине 19 века более 100 тысяч человек стали жертвами холерного вибриона.

Неоднократно предпринимаемые попытки создания действенной вакцины против холеры ощутимых результатов не имеют, а переболевшие приобретают иммунитет на крайне непродолжительный срок и могут быть повторно инфицированы возбудителем холеры.

Вспышки холеры периодически регистрируются и в наше время, однако благодаря достижениям современной медицины, при своевременно оказанной медицинской помощи летальный исход наблюдается в крайне редких случаях.

Группой риска являются граждане, отправляющиеся в туристические и коммерческие поездки в неблагополучные по наличию заболеваний холерой страны.

К ним относятся:

• в Азии – Индия, Индонезия, Лаос, Ирак, Иран, Афганистан и Турция;
• в Африке – Ангола, Нигерия, Чад, Сомали, Бурунди, Танзания;
• в Америке – Мексика, Боливия, Гватемала, Бразилия, Сальвадор и Перу.