microbeПроблемы особо опасных инфекцийProblems of Particularly Dangerous Infections0370-10692658-719XRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”10.21055/0370-1069-2012-2(112)-35-38microbe-791Research ArticleМИКРОБИОЛОГИЯMICROBIOLOGYСовременные тенденции в области изучения метаболизма и особенностей питания холерных вибрионовModern Trends in Analysis of Cholera Vibrios Metabolism and Nutrient RequirementsМазрухоА. Б.MazrukhoA. B.plague@aaanet.ruЛобановВ. В.LobanovV. V.plague@aaanet.ruРостовский-на-Дону научно-исследовательский противочумный институтРоссияRostov-on-Don Research Anti-Plague InstituteRussian Federation20122004201202(112)3538Copyright © Мазрухо А.Б., Лобанов В.В., 20122012Мазрухо А.Б., Лобанов В.В.Mazrukho A.B., Lobanov V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.microbe.ru/jour/article/view/791

В обзоре рассматриваются современные представления о физиологии холерных вибрионов в разных условиях существования. Описаны особенности метаболизма V. cholerae при выращивании на питательных средах, in vivo, а также в организме больного холерой на разных стадиях болезни. Особый акцент сделан на изменениях синтеза факторов патогенности при развитии холеры. Рассмотрена роль биопленки в сохранении V. cholerae в межэпидемический период. Отмечено, что регуляция роста холерных вибрионов зависит от сигналов окружающей среды, которые переключают метаболизм и меняют питательные потребности.

Modern insights into cholera vibrios physiology in different life conditions are considered in the review. Described are metabolic peculiarities of V. cholerae growing on nutrient media and in vivo, as well as in cholera patient organism, with special emphasis on alterations of pathogenicity factors synthesis at different stages of the disease. Considered is biofilm role in V. cholerae preservation in inter-epidemic period. Regulation of cholera vibrios growth is shown to depend upon environmental signals which shift metabolism and alter nutrient requirements.

холерный вибрионсреда ростаметаболизмфизиологияcholera vibriosgrowth mediummetabolismphysiologyReferencesАдамов А.К., Наумшина М.С. Холерные вибрионы. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та; 1984. 328 с.Адамов А.К., Наумшина М.С. Холерные вибрионы. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та; 1984. 328 с.Дуванова О.В., Шиманюк Н.Я., Мишанькин Б.Н. Способность расщеплять твин 20 как дифференциальный тест для вибрионов О139 серовара различного происхождения. Клин. лаб. диагн. 2000; 5:48-9.Дуванова О.В., Шиманюк Н.Я., Мишанькин Б.Н. Способность расщеплять твин 20 как дифференциальный тест для вибрионов О139 серовара различного происхождения. Клин. лаб. диагн. 2000; 5:48-9.Ерошенко Г.А. Основные направления современных исследований биологии холерных вибрионов. Пробл. особо опасных инф. 2008; 1(95):37-41.Ерошенко Г.А. Основные направления современных исследований биологии холерных вибрионов. Пробл. особо опасных инф. 2008; 1(95):37-41.Заднова С.П., Исаев Н.Д., Кутейкин-Тепляков К.Б., Тихонова О.В., Торопыгин И.Ю., Арчаков А.И. и др. Протеомный анализ двух изогенных вариантов Vibrio cholerae классического биовара с альтернативной экспрессией генов вирулентности. Пробл. особо опасных инф. 2006; 3:11-6.Заднова С.П., Исаев Н.Д., Кутейкин-Тепляков К.Б., Тихонова О.В., Торопыгин И.Ю., Арчаков А.И. и др. Протеомный анализ двух изогенных вариантов Vibrio cholerae классического биовара с альтернативной экспрессией генов вирулентности. Пробл. особо опасных инф. 2006; 3:11-6.Заднова С.П., Ливанова Л.Ф., Лозовский Ю.В., Смирнова Н.И. Выявление в природных популяциях холерного вибриона клонов с различной экспрессией факторов вирулентности и персистенции и их фенотипический анализ. Пробл. особо опасных инф. 2009; 3(101):39-41.Заднова С.П., Ливанова Л.Ф., Лозовский Ю.В., Смирнова Н.И. Выявление в природных популяциях холерного вибриона клонов с различной экспрессией факторов вирулентности и персистенции и их фенотипический анализ. Пробл. особо опасных инф. 2009; 3(101):39-41.Исаев Н.Д., Лозовский Ю.В., Заднова С.П., Смирнова Н.И. Популяционная неоднородность природных штаммов Vibrio cholerae классического биовара; координационное изменение морфологии колоний, подвижности, токсигенности и ферментативных свойств. Пробл. особо опасных инф. 2005; 1(89):43-6.Исаев Н.Д., Лозовский Ю.В., Заднова С.П., Смирнова Н.И. Популяционная неоднородность природных штаммов Vibrio cholerae классического биовара; координационное изменение морфологии колоний, подвижности, токсигенности и ферментативных свойств. Пробл. особо опасных инф. 2005; 1(89):43-6.Лабораторная диагностика холеры: Методические указания МУК 4.2.2218-07. М.; 2007. 87 с.Лабораторная диагностика холеры: Методические указания МУК 4.2.2218-07. М.; 2007. 87 с.Лобанов В.В. Проблемы колонизации кишечника холерными вибрионами. Эпидемиол. и инф. бол. 2009; 3:37-9.Лобанов В.В. Проблемы колонизации кишечника холерными вибрионами. Эпидемиол. и инф. бол. 2009; 3:37-9.Милютин В.Н., редактор. Механизмы и диапазон изменчивости холерных вибрионов. Ростов-н/Д: Кн. изд-во; 1981. 175 с.Милютин В.Н., редактор. Механизмы и диапазон изменчивости холерных вибрионов. Ростов-н/Д: Кн. изд-во; 1981. 175 с.Мишанькин Б.Н., Шиманюк Н.Я., Водопьянов С.О. Изучение хитинолитического комплекса Vibrio cholerae О139. В кн.: Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана. М., 2006. С. 303-5.Мишанькин Б.Н., Шиманюк Н.Я., Водопьянов С.О. Изучение хитинолитического комплекса Vibrio cholerae О139. В кн.: Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана. М., 2006. С. 303-5.Онищенко Г.Г., Кутырев В.В., редакторы. Лабораторная диагностика опасных инфекционных болезней: Практическое руководство. М.: Медицина, Шико; 2009. 472 с.Онищенко Г.Г., Кутырев В.В., редакторы. Лабораторная диагностика опасных инфекционных болезней: Практическое руководство. М.: Медицина, Шико; 2009. 472 с.Прозоров А.А., Даниленко В.Н. Система «токсин-антитоксин» у бактерий: инструмент апоптоза или модуляторы метаболизма? Микробиология. 2010; 79(2):147-59.Прозоров А.А., Даниленко В.Н. Система «токсин-антитоксин» у бактерий: инструмент апоптоза или модуляторы метаболизма? Микробиология. 2010; 79(2):147-59.Смирнова Н. И., Горяев А. А., Кутырев В.В. Эволюция генома возбудителя холеры в современный период. Мол. генет., микробиол. и вирусол. 2010; 4:11-9.Смирнова Н. И., Горяев А. А., Кутырев В.В. Эволюция генома возбудителя холеры в современный период. Мол. генет., микробиол. и вирусол. 2010; 4:11-9.Соколенко А.В., Ломов Ю.М., Асеева Л.Е. Особенности обмена некультивируемых форм холерного вибриона. Усп. совр. естествознания. 2002; 2:22-30.Соколенко А.В., Ломов Ю.М., Асеева Л.Е. Особенности обмена некультивируемых форм холерного вибриона. Усп. совр. естествознания. 2002; 2:22-30.Телесманич Н.Р. Триацилглицероллипазная активность гемолитических холерных вибрионов. Журн. микробиол, эпидемиол. и иммунобиол. 2004; 2:11-4.Телесманич Н.Р. Триацилглицероллипазная активность гемолитических холерных вибрионов. Журн. микробиол, эпидемиол. и иммунобиол. 2004; 2:11-4.Титова С.В., Соколенко А.В., Ломов Ю.М. и др. Морфологические изменения в популяции холерных вибрионов при переходе в некультивируемое состояние под влиянием отдельных абиотических и биотических факторов в эксперименте. Пробл. особо опасных инф. 2004; 2(88):45-9.Титова С.В., Соколенко А.В., Ломов Ю.М. и др. Морфологические изменения в популяции холерных вибрионов при переходе в некультивируемое состояние под влиянием отдельных абиотических и биотических факторов в эксперименте. Пробл. особо опасных инф. 2004; 2(88):45-9.Abd Y., Saeed A., Weintraub A., Sandstrom G. Vibrio cholerae O139 requires neither capsule nor LPS O side chain to grow inside Acanthamoeba castellanii. J. Med. Microbiol. 2009; 58(1):125-31.Abd Y., Saeed A., Weintraub A., Sandstrom G. Vibrio cholerae O139 requires neither capsule nor LPS O side chain to grow inside Acanthamoeba castellanii. J. Med. Microbiol. 2009; 58(1):125-31.Abuaita B.H., Whithey J.H. Bicarbonate induces Vibrio cholerae virulence gene expression by enhancing ToxT activity. Infect. Immun. 2009; 77(9):4111-20.Abuaita B.H., Whithey J.H. Bicarbonate induces Vibrio cholerae virulence gene expression by enhancing ToxT activity. Infect. Immun. 2009; 77(9):4111-20.Ali Afsar, Morris J.G., Johnson J.A. Sugars inhibit expression of the rugose phenotype of Vibrio cholerae. J. Clin. Microbiol. 2005; 43:1426-9.Ali Afsar, Morris J.G., Johnson J.A. Sugars inhibit expression of the rugose phenotype of Vibrio cholerae. J. Clin. Microbiol. 2005; 43:1426-9.Almagro-Moreno S., Boyd E.F. Sialic acid catabolism confers a competitive advantage to pathogenic Vibrio cholerae in the mouse intestine. Infect. Immun. 2009; 77(9):3807-16.Almagro-Moreno S., Boyd E.F. Sialic acid catabolism confers a competitive advantage to pathogenic Vibrio cholerae in the mouse intestine. Infect. Immun. 2009; 77(9):3807-16.Bina J., Zhu J., Dziejman M. et al. Tox R regulon of Vibrio cholerae and its expression in vibrios shed by cholera patients. Proc. Natl. Acad. Sci. USA.2003; 100:2801-6.Bina J., Zhu J., Dziejman M. et al. Tox R regulon of Vibrio cholerae and its expression in vibrios shed by cholera patients. Proc. Natl. Acad. Sci. USA.2003; 100:2801-6.Connell T.D., Metzger D.J., Lynch J., Folster J.P. Endochitinasa is transported to extracellular milieu by the eps-encoded general secretory pathway of Vibrio cholerae. J. Bacteriol. 1998; 180(21):5591-600.Connell T.D., Metzger D.J., Lynch J., Folster J.P. Endochitinasa is transported to extracellular milieu by the eps-encoded general secretory pathway of Vibrio cholerae. J. Bacteriol. 1998; 180(21):5591-600.Faruque S., Choudhury N., Kamruzzaman M. et al. Genetic diversity and virulence potential of environmental Vibrio cholerae population in a cholera endemic area. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2004; 101(7):2123-8.Faruque S., Choudhury N., Kamruzzaman M. et al. Genetic diversity and virulence potential of environmental Vibrio cholerae population in a cholera endemic area. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2004; 101(7):2123-8.Herz K., Vimont S.,Padan E. et al. Role of NhaA, NhaB, and nhaD Na+/H+ antiportees in survival of Vibrio cholerae in saline environment. J. Bacteriol. 2003; 185(4):1236-44.Herz K., Vimont S.,Padan E. et al. Role of NhaA, NhaB, and nhaD Na+/H+ antiportees in survival of Vibrio cholerae in saline environment. J. Bacteriol. 2003; 185(4):1236-44.Houot L., Watnick P. A novel role for enzyme 1 of the Vibrio cholerae phosphoenolpyruvat phosphotranspherase system in regulation of growth in a biofilm. J. Bacteriol. 2008; 190(1):311-20.Houot L., Watnick P. A novel role for enzyme 1 of the Vibrio cholerae phosphoenolpyruvat phosphotranspherase system in regulation of growth in a biofilm. J. Bacteriol. 2008; 190(1):311-20.Iwanaga M., Yamamoto K., Higa N. et al. Culture condition for stimulating cholera toxin production by Vibrio cholerae O1 El Tor. Microbiol. Immunol. 1986; 30(11):1075-83.Iwanaga M., Yamamoto K., Higa N. et al. Culture condition for stimulating cholera toxin production by Vibrio cholerae O1 El Tor. Microbiol. Immunol. 1986; 30(11):1075-83.Jermyn W.S., Boyd E.F. Characterization of a novel Vibrio pathogenicity island (VPI-2) encoding neuraminidase (nan H) among toxigenic Vibrio cholerae isolates. Microbiology. 2002; 148:3681-93.Jermyn W.S., Boyd E.F. Characterization of a novel Vibrio pathogenicity island (VPI-2) encoding neuraminidase (nan H) among toxigenic Vibrio cholerae isolates. Microbiology. 2002; 148:3681-93.Joelsson A., Liu Z., Zhu J. Genetic and phenotypic diversity of quorum-sensing systems in clinical and environmental isolates of Vibrio cholerae. Infect. Immun. 2006; 74:1141-47.Joelsson A., Liu Z., Zhu J. Genetic and phenotypic diversity of quorum-sensing systems in clinical and environmental isolates of Vibrio cholerae. Infect. Immun. 2006; 74:1141-47.Kalidas P., Ghosh A., Sengupta N., Chowdhury R. Competitive growth advantage of nontoxigenic mutants in the stationary phase in archival cultures of pathogenic Vibrio cholerae. Infect. Immun. 2004; 72:5478-82.Kalidas P., Ghosh A., Sengupta N., Chowdhury R. Competitive growth advantage of nontoxigenic mutants in the stationary phase in archival cultures of pathogenic Vibrio cholerae. Infect. Immun. 2004; 72:5478-82.Keymer D.P., Lam L.H., Boehm A.B. Biogeographic patterns in genomic diversity among a large collection of Vibrio cholerae isolates. Appl. Environ. Microbiol. 2009; 75 (6):1658-66.Keymer D.P., Lam L.H., Boehm A.B. Biogeographic patterns in genomic diversity among a large collection of Vibrio cholerae isolates. Appl. Environ. Microbiol. 2009; 75 (6):1658-66.Kjerek K., Watnick P.J. Environmental determinants of Vibrio choleraе biofilms development. Appl. Envir. Microbiol. 2003; 69:5078-88.Kjerek K., Watnick P.J. Environmental determinants of Vibrio choleraе biofilms development. Appl. Envir. Microbiol. 2003; 69:5078-88.Liu Zhi, Stirling F.R., Zhu Jun. Temporal quorum-sensing induction regulates Vibrio cholerae biofilm architecture. Infect. Immun. 2007; 75:122-6.Liu Zhi, Stirling F.R., Zhu Jun. Temporal quorum-sensing induction regulates Vibrio cholerae biofilm architecture. Infect. Immun. 2007; 75:122-6.Marrero K., Sanchez A., Rodriguez-Ulloa A. et al. Anaerobic growth promotes synthesis of colonization factors encoded of the Vibrio pathogenecity island in Vibrio cholerae ElTor. Res. Microbiol. 2009; 160(1):48-56.Marrero K., Sanchez A., Rodriguez-Ulloa A. et al. Anaerobic growth promotes synthesis of colonization factors encoded of the Vibrio pathogenecity island in Vibrio cholerae ElTor. Res. Microbiol. 2009; 160(1):48-56.Pukatzki S., Ma A.T., Sturtevant D. et al. Identification of conserved bacterial protein secretion system in Vibrio cholerae using Dictyostelium host model system. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006; 103(5):1528-33.Pukatzki S., Ma A.T., Sturtevant D. et al. Identification of conserved bacterial protein secretion system in Vibrio cholerae using Dictyostelium host model system. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006; 103(5):1528-33.Saint-Dic D., Kehrl J., Frushour B. et al. Excess Seq A leads to replication arrest and a cell division defect in Vibrio cholerae. J. Bacteriol. 2008; 190(17):5870-78.Saint-Dic D., Kehrl J., Frushour B. et al. Excess Seq A leads to replication arrest and a cell division defect in Vibrio cholerae. J. Bacteriol. 2008; 190(17):5870-78.Shi J., Romero P.R., Schoolnik G.K. et al. Evidence supporting predicted metabolic pathways for Vibrio cholerae: gene expression data and clinical tests. Nucleic Acids Res. 2006; 34(8):2438-44.Shi J., Romero P.R., Schoolnik G.K. et al. Evidence supporting predicted metabolic pathways for Vibrio cholerae: gene expression data and clinical tests. Nucleic Acids Res. 2006; 34(8):2438-44.Shiкuma N.J., Yildiz F.H. Identification and characterization of OscR, a transcriptional regulator involved in osmolarity adaptation in Vibrio cholerae. J. Bacteriol. 2009; 191(13):4082-96.Shiкuma N.J., Yildiz F.H. Identification and characterization of OscR, a transcriptional regulator involved in osmolarity adaptation in Vibrio cholerae. J. Bacteriol. 2009; 191(13):4082-96.Sikora A.E., Beyhan S., Yildiz F.H. et al. Cell envelope perturbation induces oxidative stress and changes in iron homeostasis in Vibrio cholerae. J. Bacteriol. 2009; 191(17):5398-5408.Sikora A.E., Beyhan S., Yildiz F.H. et al. Cell envelope perturbation induces oxidative stress and changes in iron homeostasis in Vibrio cholerae. J. Bacteriol. 2009; 191(17):5398-5408.Silva A.J., Leitch G.J., Camilli A., Benitez J.A. Contribution of hemagglutinin/protease and motility of the pathogenesis of El Tor biotype cholera. Infect. Immun. 2006; 74:2074-79.Silva A.J., Leitch G.J., Camilli A., Benitez J.A. Contribution of hemagglutinin/protease and motility of the pathogenesis of El Tor biotype cholera. Infect. Immun. 2006; 74:2074-79.Sportmann A.M. Physiology of microbes in biofilms. Curr. Trop. Microbiol. Immunol. 2008; 322:17-36.Sportmann A.M. Physiology of microbes in biofilms. Curr. Trop. Microbiol. Immunol. 2008; 322:17-36.Vezzulli L., Pezzatti E., Moreno V. et al. Benthic ecology of Vibrio spp. and pathogenic Vibrio species in a coastal Mediterranian environment (La Spezia Gulf, Italy). Microb. Ecol. 2009; 58 (4):808-18.Vezzulli L., Pezzatti E., Moreno V. et al. Benthic ecology of Vibrio spp. and pathogenic Vibrio species in a coastal Mediterranian environment (La Spezia Gulf, Italy). Microb. Ecol. 2009; 58 (4):808-18.Wordend Z., Seidel M., Smriga S. et al. Trophic regulation of Vibrio cholerae in coastal marine water. Environ. Microbiol. 2006; 8(1):21-9.Wordend Z., Seidel M., Smriga S. et al. Trophic regulation of Vibrio cholerae in coastal marine water. Environ. Microbiol. 2006; 8(1):21-9.Xu Q., Dziejman M., Mekalanos J.J. Determination of the transcriptome of Vibrio cholerae during intraintestinal growth and midexponential phase in vitro. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2003; 100(3):1285-91.Xu Q., Dziejman M., Mekalanos J.J. Determination of the transcriptome of Vibrio cholerae during intraintestinal growth and midexponential phase in vitro. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2003; 100(3):1285-91.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.