콜레라 독소에 감염되었을 때 탈수로 위험할 수 있는 이유는 무엇인가요?
그람 음성균에 해당하는 콜레라 독소로 인하여 설사가 계속되고 이로 인해 탈수 증상이 나타날 수 있다고 하던데 작용하는 원리가 무엇인지 궁금합니다.
말씀하신대로 콜레라균은 그람 음성균의 일종으로, 이 균이 분비하는 콜레라 독소가 설사와 탈수 증상을 유발하는 주요 원인이 됩니다.
사실 이 독소의 기작 전체는 좀 복잡하기는 한데, 간단히 말씀드리면 콜레라 독소는 소장 상피세포에 침투하여 세포 내 특정 물질(cAMP)의 농도를 비정상적으로 높이고, 이로 인해 전해질과 수분이 소장 내강으로 계속해서 빠져나가게 만드는 것입니다.
결국 이 과정에서 체내 수분을 급격하게 잃어버리며 탈수와 전해질 불균형이 초래되고, 만일 적절한 치료가 이루어지지 않을 경우 자칫 목숨을 잃을 수 있는 경우까지 발생하는 것입니다.
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
콜레라는 소장 상피세포의 G단백질을 비가역적으로 활성화시켜버려서
아데닐산 고리화효소활성도를 높이고, cAMP농도를 비정상적으로 상승시킵니다.
이로인해서 CFTR염소이온 채널이 지속적으로 열리면서 염소이온과 물, 나트륨이온이 장내로 분비되며, 체액손실로 인한 급성 탕수와 전해질 불균형이 치명적이게 만듭니다.
감사합니다.
콜레라균이 분비하는 콜레라 독소는 장내 상피세포에 작용하여 심각한 탈수를 유발합니다. 독소의 B 소단위가 장 상피세포의 특정 수용체에 결합하면, 독소의 A 소단위가 세포 안으로 들어갑니다. 이 A 소단위는 세포 내 신호 전달 물질인 아데닐산 고리화효소를 지속적으로 활성화시켜 세포 내 cAMP(고리형 아데노신 일인산) 농도를 급격히 높입니다. 그 결과, 세포 내 이온 채널이 열리면서 염소 이온(Cl−)과 나트륨 이온(Na+)이 세포 밖으로 과도하게 분비되고, 삼투압 균형을 맞추기 위해 다량의 수분도 함께 빠져나가게 됩니다. 이로 인해 심각한 물 설사가 발생하고, 급격한 수분 및 전해질 손실로 인해 탈수와 쇼크에 이르러 사망에까지 이를 수 있습니다.
안녕하세요.
네, 질문해주신 콜레라는 그람음성균에 속하는 병원균인데요, 콜레라 독소는 그람음성균의 외독소 성분으로 장 상피세포의 세포막 수용체(GM1 갱글리오사이드)에 결합합니다. 독소는 크게 A-B 구조를 가지며, B 단위가 수용체에 결합하고 A 단위가 세포 내부로 들어가는데요, 세포 내 A 단위는 GPCR과 상호작용하는 G 단백질(Gsα)을 지속적으로 활성화하게 됩니다. 이로 인하여 세포 내에서 adenylate cyclase 효소가 과도하게 활성화되며, cAMP(사이클릭 AMP) 농도가 급증하고, cAMP 농도 상승하면서 장 상피세포 내 CFTR, 즉 Cl⁻(염화이온) 채널이 열리게 됩니다. Cl⁻가 장강 내로 방출되면, Na⁺와 H₂O가 삼투 압에 따라 따라 이동하게 되는데요, 결과적으로 물과 전해질이 장관 내로 대량 유출되면서 설사와 탈수 증상을 동반하게 되는 것입니다. 감사합니다.