V. cholerae được chia thành các nhóm huyết thanh dựa trên các kháng
nguyên thân trên bề mặt. Các nhóm huyết thanh O1 và O139 bao gồm các chủng gây bệnh. Nhóm huyết thanh O1 có thể được chia thành ba type huyết thanh theo soma kháng nguyên và sau đó là hai biotypes theo kiểu hình cụ thể. Ogawa (soma kháng nguyên A và C), Inaba (A và B), và Hikojima (A, B và C) chỉ định type huyết thanh và chia thành các type sinh học (biotype) El Tor và cổ điển.
Type sinh học El Tor chiếm ưu thế trong hầu hết các bệnh nhiễm trùng (Lencer, 2001), hiện tại nhóm huyết thanh O1 và O139 chứng minh gây bệnh do sản xuất enterotoxin thúc đẩy sự tiết nước và chất điện giải vào ruột, dẫn đến tiêu chảy. Độc tố bệnh tả có chứa hai tiểu đơn vị A và năm tiểu đơn vị B. Các tiểu đơn vị B cho phép liên kết với thụ thể ganglioside (GM1) trên các tế bào biểu mô ruột. Màng cholesterol là rất quan trọng để các tương tác xâm nhập vào nội bào (endocytosis) của tiểu đơn vị A. Trong một thí nghiệm loại bỏ cholesterol từ màng biểu mô, nhà nghiên cứu nhận thấy rằng sự hiện diện
32
của nó tạo điều kiện cho CT-GM1 hình thành phức hợp xâm nhập vào nội bào.
Một thí nghiệm đã chứng minh rằng các mãng lipid giúp đính độc tố vào màng nội bào của các tiểu đơn vị A, giúp chuyên chở độc tố vào tế bào và bám vào bề mặt niêm mạc ruột (Lencer, 2001).
Sau khi vào bên trong, các tiểu đơn vị A tách thành peptide A1 và A2. Peptide A1 ADP-ribosylates GTP-binding protein, do đó ngăn ngừa sự bất hoạt của nó. GTP-binding protein hoạt động bởi adenylate cyclase để hình thành cAMP. Sự gia tăng cAMP nội bào tạo sự hấp thu natri và clorua từ vi nhung mao và thúc đẩy sự tiết nước từ các tế bào crypt của ruột để bảo tồn sự cân bằng thẩm thấu (Torgersen et al., 2001).
Sự mất nước gây ra do tiêu chảy và nồng độ chất điện giải đẳng trương vào trong sinh chất. Mất nước xảy ra ở tá tràng, hồi tràng ít bị ảnh hưởng, ruột già là ít nhạy cảm với độc tố, và do đó vẫn có thể hấp thụ một số chất lỏng, tuy nhiên sẽ lấn át khả năng hấp thụ của kết tràng (Handa, 2003).
Hình 2.12: Cơ chế tạo độc tố ở ruột của V. cholerae (Basel, 2009) Theo Hình trên, phía bên trái V. cholerae di động có chứa protein ToxT Theo Hình trên, phía bên trái V. cholerae di động có chứa protein ToxT bị bất hoạt khi đi vào ruột non. Ở trung tâm, V. cholerae trong ruột tiếp xúc
với bicarbonate, ToxT trở nên hoạt động và bắt đầu sản xuất TCP. Ở bên phải, vi khuẩn xâm nhập vào lớp niêm mạc và tiếp xúc với bicarbonate, gene độc lực bắt đầu cảm ứng và bắt đầu sản xuất CT. Độ chênh lệch về nồng độ bicarbonate từ lòng ống với bề mặt niêm mạc được thể hiện bởi các tam giác bên phải, từ đó có hiện tượng tiêu chảy xảy ra.
33