Эшерихия коли что вызывает

Содержание

Escherichia coli (E. coli) — это бактерия, обнаруживаемая в кишечнике теплокровных живых существ. На самом деле, это не одна бактерия, а широкий спектр бактерий, которые могут быть как безвредными, так и вызывающими заболевания.

В целом, E. coli не являются вредными бактериями, так как большинство из них способствуют здоровой кишечной бактериальной флоре. Однако некоторые виды этой бактерии могут вызывать заболевания.

В дополнение к объяснению того, что это такое Escherichia coli, давайте поговорим о симптомах, наблюдаемых, когда такие бактерии начинают вредить организму, а также рассмотрим соответствующие методы лечении и способы предотвращения загрязнения.

Что такое Escherichia coli?

Escherichia coli (E. coli) или кишечная палочка является очень распространенной бактерией в кишечнике и, по большей части, безвредной для здоровья человека. Согласно исследованию, опубликованному в 2015 году в журнале «Микробиология и инфекционные заболевания», бактерии важны для защиты здоровья кишечника и даже для производства необходимых витаминов, таких как витамин В12 и витамин К.

Существует несколько типов штаммов этой бактерии, и, хотя некоторые из них не наносят вреда здоровью кишечника и даже способствуют здоровью кишечника, другие могут быть вредными для здоровья. Это, например, случай E. coli O157: H7, который является распространенной вредной бактерией, которая производит токсин под названием шига. Этот токсин очень вреден и может вызвать кишечную инфекцию, являясь одной из основных причин всех инфекций, вызываемых кишечной палочкой.

Хотя бактерия почти всегда связана с желудочно-кишечными инфекциями и вспышками пищевых отравлений, Escherichia coli может также вызывать инфекции мочевыводящих путей в дополнение к таким болезням, как пневмония, респираторные заболевания и менингит. Другие вызывают легкую диарею, которая вскоре проходит без необходимости лечения.

Хотя большинство инфекций кишечной палочки легко поддаются лечению в течение короткого времени (около 1 недели), люди с ослабленной иммунной системой или дети, которые еще не имеют полностью развитой иммунной системы, могут испытывать такие осложнения, как почечная недостаточность, если не получают своевременного и адекватного лечения.

В целом, наиболее распространенными инфекциями, вызываемыми Escherichia coli, являются:

– Желудочно-кишечные инфекции.

Некоторые бактерии кишечной палочки вызывают пищевое отравление или проблемы с желудком из-за употребления загрязненной пищи или при контакте с инфицированными объектами или людьми.

– Инфекции мочевых путей.

Наличие бактерий в стуле является нормальным, но когда E. coli попадает в мочевыводящие пути (обычно во время половых актов или из-за плохой гигиены после дефекации), она может заразить мочеиспускательный канал или мочевой пузырь. Согласно исследованию 2011 года, опубликованному в научном журнале «Новые инфекционные заболевания», кишечная палочка составляет более 85% всех инфекций, поражающих мочевыводящие пути.

– Другие инфекции.

Хотя проч. инфекции встречаются реже, люди с ослабленной иммунной системой могут страдать от инфекций желчного пузыря, простаты или кровотока. Инфекции могут также развиваться через инфицированные язвы или пролежни или после приступов дивертикулита или аппендицита. У новорожденных кишечная палочка может вызывать серьезные заболевания, такие как пневмония и менингит.

Причины и факторы риска

Как известно, присутствие Escherichia coli в организме человека является естественным, и большинство штаммов кишечной палочки безвредны. Итак, как человек инфицируется Escherichia coli?

Проблема заключается в том, что некоторые из них вырабатывают токсин, который повреждает слизистую оболочку тонкой кишки, изменяет естественную динамику кишечной системы и вызывает ряд неприятных симптомов.

Пищевое отравление, которое является основным типом инфекции, вызываемой бактериями Escherichia coli, может происходить главным образом через:

– Употребление загрязненной воды.

Питьевая вода, зараженная штаммами кишечной палочки, может быть причиной инфекций. Всегда используйте очищенную и отфильтрованную воду и будьте особенно осторожны с водой, когда путешествуете в места, где вы не знаете, откуда берется вода.

Обработанная вода обычно проходит процессы, которые убивают кишечную палочку, но вспышки загрязнения могут все еще происходить из-за неисправности системы очистки. В местах, где нет основных санитарных условий, риск заражения Escherichia coli еще выше, потому что фекалии человека и животных могут загрязнять воды, которые не имеют адекватной очистки.

Также важно избегать купания в местах, где вода не подходит для купания, так как это увеличивает риск загрязнения.

– Загрязненная пища.

Некоторые продукты могут содержать штаммы Escherichia coli. Основными источниками загрязнения пищи являются недоваренное мясо (особенно недоваренный говяжий фарш), непастеризованное молоко, сидр, сыр, соки, сырые овощи и ростки.

Говяжий фарш представляет опасность, поскольку при его обработке бактерии E. coli, обнаруженные в кишечнике крупного рогатого скота, могут проникать в мясо. Другим примером загрязнения является непастеризованное молоко. В этом случае существует риск того, что бактерии Escherichia coli загрязнят оборудование, используемое для доения молока.

Кроме того, повара или люди, которые работают в ресторанах и не следуют правилам гигиены рук, могут распространять инфекцию среди клиентов. Вот почему очень важно посещать рестораны, в которых соблюдаются правила гигиены, и которые знают, как правильно хранить, чистить и обрабатывать пищу.

– Контакт с зараженными людьми.

Escherichia coli передается. Таким образом, инфекция может распространяться при контакте с человеком, который уже заражен бактериями. В идеале следует соблюдать правила гигиены рук и избегать совместного использования полотенца, очков, столовых приборов и других предметов личного пользования с больными людьми во избежание загрязнения.

– Контакт с зараженными животными.

Контакт с животными, особенно с их фекалиями, может привести к распространению бактерий, таких как кишечная палочка. Таким образом, всегда рекомендуется хорошо мыть руки после прямого контакта с любым типом животного.

Факторы риска

Некоторые факторы риска могут увеличить вероятность заражения человека кишечной палочкой. Эти факторы включают:

  • Наличие ослабленной иммунной системы. Люди, страдающие от СПИДа или аутоиммунных заболеваний, кроме тех, кто принимает иммуносупрессивные препараты или химиотерапию, имеют более хрупкую иммунную систему, чем другие люди. Это способствует заражению бактерией Escherichia coli и повышает риск осложнений;
  • Будучи маленьким ребенком или пожилым: у маленьких детей и старых людей слабая иммунная система, что также увеличивает вероятность заражения и осложнений;
  • Снижение кислотности желудка: люди, которые перенесли какую-либо форму желудочной хирургии или используют препараты, которые снижают кислотность желудка, имеют более высокий риск заражения инфекциями;
  • Пищевые привычки: прием сырого мяса, непастеризованных напитков и сыров из сырого молока может увеличить риск заражения.

Симптомы

Инфекция кишечной палочкой может вызвать много неприятных симптомов. Основными из них обычно являются тошнота, рвота и лихорадка.

В среднем, симптомы инфекции Escherichia coli появляются примерно через 3-5 дня после контакта с бактериями, но это число может варьироваться от человека к человеку, так, например, у некоторых людей симптомы проявляют через 24 часа после контакта с бактериями, тогда как у других признаки могут появиться только после недели.

Некоторые из симптомов пищевого отравления, вызванного кишечной палочкой, могут включать:

  • сильную боль в животе или судороги, которые начинаются внезапно;
  • интенсивную диарею с водянистой консистенцией через несколько часов после появления боли;
  • тошноту;
  • рвоту;
  • лихорадку (температура 37-38 °С);
  • усталость из-за обезвоживания и потери электролитов и жидкостей организма;
  • кровь в кале.

Есть даже инфицированные люди, у которых не проявляются заметных симптомов, но которые все же могут передавать инфекцию другим.

Читайте также:  Народные средства от фурункулов на лице

Escherichia coli также может вызвать инфекцию мочевых путей. Это происходит, когда в моче высокий уровень кишечной палочки, который можно легко определить с помощью анализа мочи. Когда есть инфекция мочевыводящих путей, у человека могут быть такие симптомы, как:

  • жжение во время мочеиспускания;
  • боль в области малого таза;
  • хочется часто и срочно мочиться;
  • лихорадка;
  • изменение цвета мочи.

Осложнения

Большинство случаев заражения кишечной палочкой исчезают в течение 1 недели. Тем не менее, некоторые люди могут испытывать осложнения, такие как гемолитико-уремический синдром, форма очень серьезной и опасной для жизни почечной недостаточности.

Около 10% людей, инфицированных кишечной палочкой, подвержены риску развития заболевания, называемого гемолитически-уремическим синдромом. Это заболевание больше поражает детей и пожилых людей и начинается в течение 5-8 дней после начала диареи. Он состоит из разрыва эритроцитов — состояния, известного как гемолиз, — который может привести к снижению количества тромбоцитов, анемии и почечной недостаточности.

Эти тромбоциты, которые являются клетками крови, ответственными за процесс свертывания крови, могут собираться в маленькие кровеносные сосуды почек, что ухудшает фильтрацию, выполняемую почками, и приводит к снижению кровотока или ишемии. Это также может привести к почечной недостаточности и повышенному риску кровотечения.

У пациентов с данным синдромом могут развиться проблемы с центральной нервной системой, поражающие головной и спинной мозг. Этот тип осложнений может привести к судорогам, отеку мозга, параличу и коме.

Таким образом, гемолитико-уремический синдром является одним из наиболее серьезных осложнений инфекции Escherichia coli, требующим немедленного медицинского лечения. К счастью, такое состояние встречается не очень часто, и, как правило, такого рода осложнение после инфекции у пациентов с сильной иммунной системой или назначением соответствующего лечения не наблюдается.

Лечение

Инфекция Escherichia coli диагностируется путем выявления симптомов и анализа образца стула, который берется в течение 48 часов после начала диареи.

Может также потребоваться анализ мочи, но он наиболее распространен, когда есть подозрение на инфекцию мочевыводящих путей. В случаях инфекции мочевыводящих путей может потребоваться применение антибиотиков.

Когда нет инфекции мочевыводящих путей, но есть симптомы инфекции кишечной палочки, которые влияют на пищеварительную систему, не рекомендуется использовать для лечения антибиотики. Эта стратегия принята потому, что использование этого типа лекарств может нанести вред другим здоровым бактериям кишечной флоры, что увеличивает риск осложнений, таких как гемолитико-уремический синдром.

У достаточно здоровых людей иммунная система сама способна бороться с инфекцией, пациенту необходим лишь отдыхать и пить много воды и электролитных напитков, чтобы избежать обезвоживания, пока организм сам не решит проблему.

Люди с ослабленным иммунитетом по причине аутоиммунного заболевания или заболеваниями иммунной системы должны сообщить об этом врачу, чтобы те могли назначить наилучшую форму лечения. В случаях, когда обнаруживается гемолитическо-уремический синдром, пациент госпитализируется для интенсивной терапии, которая может включать внутривенное введение сыворотки, переливание крови и почечный диализ.

Профилактика

Лучший способ предотвратить появление Escherichia coli — это соблюдать правила гигиены. Вот некоторые советы, которые могут помочь предотвратить этот тип инфекции:

  • хорошо готовьте пищу, особенно мясо, чтобы исключить бактерии во время приготовления;
  • как правило, мойте столовые приборы и посуду тщательно, по возможности, теплой водой и моющим средством;
  • выбирайте молочные напитки, только в том случае, если они пастеризованы или вы знакомы с товаром производителя;
  • часто мойте руки с мылом и водой (желательно теплой);
  • храните и обрабатывайте продукты, такие как мясо, в специальных разделочных досках и местах для этих целей, чтобы предотвратить размножение бактерий;
  • хорошо мойте овощи;
  • употребляйте очищенную и отфильтрованную воду.

Заключительные советы

Когда диарея очень постоянна или в ней присутствует кровь, важно немедленно обратиться за медицинской помощью, потому что очень вероятно, что человек серьезно обезвожен.

Чтобы сохранить организм увлажненным во время и вскоре после заражения Escherichia coli, важно принять здоровую диету, чтобы предотвратить обезвоживание и истощение организма. Таким образом, важно потреблять много жидкостей, особенно воды и электролитических напитков.

Во время выздоровления может быть трудно сохранить пищу в желудке, страдая от диареи или тошноты. Совет в этом случае — уважать свое тело и продолжать употреблять достаточное количество жидкости, пока не почувствуете себя лучше. Выбирайте продукты с низким содержанием клетчатки, чтобы избежать диареи, и ешьте легкую, полезную пищу, например, яйца и рис. Следует избегать продуктов, которые содержат слишком много жира, молочных продуктов, клетчатки или пряностей, так как они могут ухудшить симптомы, а не помочь вам.

Эксперты уже работают над разработкой вакцины и препаратов, которые помогут защитить людей от кишечной палочки. Пусть это и так, важно соблюдать правила гигиены и держаться подальше от возможных источников загрязнения.

Кишечная палочка (Escherichia coli) – условно-патогенная бактерия палочкообразной формы, которая обитает и развивается только в условиях отсутствия кислорода. Таким местом является кишечник человека. У нее есть патогенные и непатогенные разновидности, которые при нормальном количестве совершенно не вредят, а, наоборот, участвуют в синтезе витаминоподобных соединений. Патогенные микроорганизмы вызывают тяжелые заболевания, поэтому требуют лечения.

Способы заражения

Вспышки кишечной палочки имеют сезонный характер. Чаще эпидемии встречаются в летние месяцы. Основные пути инфицирования:

  • орально-фекальный – после контакта с зараженной фекалиями водой и почвой, а также с овощами, которые на ней выросли;
  • контактно-бытовой – от больного человека через предметы общего пользования (такой способ менее распространен, нежели первый);
  • из воспаленных органов мочеполовой системы;
  • передача escherichia coli от матери ребенку во время родов.

Последний способ передачи является самым опасным, с большим количеством осложнений. Иммунная система новорожденного ослаблена, поэтому организм не в состоянии бороться с E. Coli. Бактерия быстро размножается, поражает мозг, вызывая менингит.

Инкубационный период составляет 3-8 дней.

У новорожденных эшерихия коли бывает гемолитической и лактозонегативной. Повышение уровня первой разновидности должно вызвать опасение у врачей. Лактозонегативная палочка должна присутствовать в кишечнике, но ее норма составляет 10 5 . Превышение нормальных показателей приводит к появлению непереваренных частиц пищи в каловых массах, а также к чередованию запоров и диарей.

Основным источником заражения кишечной палочкой является крупный рогатый скот. Вместе с испражнениями животного выделяются бактерии, которые попадают в почву и водоемы. Мясо, прошедшее недостаточную тепловую обработку, а также непастеризованное молоко является источником заражения.

Предрасполагающие факторы для заражения – несоблюдение правил личной гигиены, снижение защитных свойств организма, неблагоприятная эпидемиологическая обстановка, посещение стран с высоким уровнем загрязнения воды и почвы.

Все бактерии группы кишечной палочки (БГКП) можно поделить на условно-патогенные и патогенные. Последних насчитывается более 100 штаммов. Именно они вызывают кишечные инфекции. Среди основных видов кишечных палочек можно отметить:

  • Энтероинвазивные. Симптоматика инфекции схожа с дизентерией.
  • Энтеропатогенные. Чаще заселяют тонкую кишку грудничков.
  • Энтеротоксигенные. Вызывают болезни желудка, симптомы которых проходят на 3-5 сутки без медикаментозного лечения.
  • Энтерогеморрагические. Сопровождается развитием колита и уремического синдрома, приводит к стремительному ухудшению самочувствия.

Все патогенные кишечные палочки могут вызвать инфекционные заболевания (эшерихиозы). Все E. Coli на протяжении длительного времени могут сохранять жизнедеятельность во внешней среде — в кале, воде и почве. Бактерию убивают некоторые химические соединения, а также воздействие температур выше 70 ˚С.

Симптомы

Общее ухудшение самочувствия и нарушение пищеварения – основные симптомы кишечной палочки. Кишечная инфекция может протекать по типу энтероколита, пищевого отравления, дизентерийной или холероподобной инфекции, геморрагического колита. Симптомы зависят от разновидности микроорганизмов, поэтому каждый класс нужно изучать более подробно.

Энтеропатогенные симптомы кишечной палочки

Данный возбудитель вызывает тошноту, рвоту, боль в желудке, сильную диарею и высокую температуру тела. Каловые массы обильные водянистые. Чаще диагностируется такая форма эшерихиоза у детей до года.

Энтеротоксигенные симптомы кишечной палочки

Причиной возникновения эшерихиоза чаще становятся грязные руки, а также немытые овощи и фрукты. Кишечная палочка крепко прикрепляется к слизистой кишечника, поэтому симптоматика ярко выраженная.

Признаки:

  • обильные водянистые испражнения;
  • приступообразная боль в животе;
  • тошнота и рвота;
  • слабость;
  • мышечная и суставная боль;
  • повышение температуры тела.
Читайте также:  Амниотический индекс по неделям

Проявления бактерии данной группы кишечной палочки часто называют «диареей путешественника».

Энтерогеморрагические симптомы кишечной палочки

Бактерии данной группы кишечной палочки приводят к наиболее тяжелым последствиям. Гемолитическая E. Coli сопровождается развитием острой гемолитической анемии, поскольку разрушаются кровяные тельца. Это может привести к смерти пациента, поэтому важно вовремя распознать заражение.

Симптомы:

  • диарея с примесью крови;
  • тошнота, рвота;
  • отсутствие аппетита;
  • слабость;
  • головная боль;
  • лихорадка, высокая температура тела;
  • боль в желудке.

У детей бактерии данной группы кишечной палочки имеют особенности – вздутие живота, жидкий кал со слизью и частицами непереваренной пищи, срыгивания, рвота, повышение температуры тела, плаксивость и беспокойность.

Данная разновидность escherichia coli возникает у детей, пожилых людей и женщин после родов.

Симптомы всегда появляются внезапно и остро. Кроме разрушения кровяных телец, происходит поражение почечных канальцев и клубочков. Развивается ишемия сосудов почечных клубочков, а затем острая почечная недостаточность. В результате токсического воздействия появляется гемолитическая желтуха, кожный покров приобретает лимонно-желтый оттенок.

Энтероинвазивные симптомы кишечной палочки

Бактерия данной группы кишечной палочки чаще встречается у детей, вызывая при этом такие симптомы:

  • жидкий стул с примесью крови;
  • боль внизу живота;
  • слабость;
  • отказ от еды;
  • головную боль;
  • повышение температуры тела.

Кишечная палочка и мочеполовая система

Кишечная палочка, попадая в органы мочевыделительной или половой системы, приводит к заболеваниям этих органов. Распространены болезни, вызванные E. Coli:

  • цистит;
  • пиелонефрит;
  • уретрит, простатит, эпидидимит и орхит у мужчин;
  • аднексит, вульвовагинит, эндометрит, кольпит у женщин;
  • перитонит.

Эшерихия коли проникает из прямой кишки в уретру и мочевой пузырь восходящим путем. Есть предположения, что передается палочка половым путем от зараженного партнера.

Инфекционные болезни, вызванные кишечной палочкой, трудно поддаются лечению. Бактерия ослабляет местный иммунитет, из-за чего высока вероятность заражения гонококками, стафилококками и другими опасными микроорганизмами. Может развиться хламидиоз или гонорея.

Одновременно с мочеполовыми болезнями возможны осложнения со стороны пищеварительного тракта, например, пиелонефрит часто сопровождается острым панкреатитом.

Полезное видео о кишечной палочке

Какой врач лечит эшерихиоз?

Диагностикой и лечением эшерихиоза занимается инфекционист.

Норма кишечной палочки

Кишечная палочка – микроскопическая бактерия. Ее характеристика:

  • грамотрицательный микроорганизм;
  • размер всего 2х0,6 мкм;
  • устойчива в окружающей среде;
  • оптимальная рН 7,2-7,4;
  • подходящая температура – 37 ˚С.

Непатогенные штаммы входят в состав микрофлоры здорового человека. В норме их число варьируется от 10 6 до 10 8 КОЕ/г. Ими заселяется кишечник в первые дни рождения младенца.

Если нормальное количество микроорганизмов превышено, то E. Coli. оказывают токсическое воздействие, поэтому нужно лечение.

Анализы

Основу обследования для постановки диагноза составляет лабораторная диагностика эшерихиозов. Она предполагает:

  • анализ крови;
  • анализ мочи и кала;
  • копрограмма, кал на дисбактериоз;
  • мазок из влагалища и уретры;
  • анализ рвотных масс;
  • анализ мочи на ацетон.

В результате полученных в ходе обследования данных можно судить о состоянии микрофлоры кишечника, тяжести интоксикации организма, а также определить вид и класс бактерий, их устойчивость к антибиотикам.

Если эшерихия коли обнаружена в крови, то это свидетельствует о тяжелом состоянии, которое может закончиться летальным исходом. Такие пациенты подлежат срочной госпитализации.

Лечение

Самостоятельно лечить кишечную палочку недопустимо. Симптомы эшерихиоза схожи с другими инфекционными заболеваниями, поэтому в домашних условиях невозможно подобрать адекватную терапию. Все медикаменты назначаются только после результатов бактериального посева. Лечение кишечной палочки возможно исключительно при помощи антибактериальных препаратов.

Основные медицинские мероприятия при escherichia coli:

  • госпитализация (для маленьких детей и пациентов с обезвоживанием);
  • постельный режим;
  • медикаментозная терапия (антибиотики, пробиотики, детоксикационные средства, регидратация);
  • диетическое питание (диета №4 при поражении кишечника и стол №7 при болезнях почек и мочеполовой системы).

Медикаментозная терапия в первую очередь направлена на предотвращение обезвоживания организма, сохранение жизненно важных функций и предупреждение осложнений со стороны ЖКТ и мочеполовой системы.

Лечение эшерихиоза при помощи медикаментов выглядит так:

  • антибиотики цефалоспорина и фторхинолона – Левофлоксацин, Моксифлоксацин, Цефаприм, Цефазолин, Цефепим;
  • бактериофаги (препараты, содержащие вирусы, которые убивают кишечную палочку) – Коли жидкий;
  • пробиотики (обязательно при дисбактериозе) – Хилак форте, Линекс, Аципол, Энтерол;
  • энтеросорбенты (для снятия симптомов интоксикации) – Смекта, Энтеросгель, Полисорб;
  • регидратационные растворы (для профилактики обезвоживания, вызванного рвотой и диареей) – Трисоль, Регидрон;
  • жаропонижающие препараты (при температуре выше 38 ˚С) – Парацетамол, Панадол, Ибупрофен.

Бактериофаги обладают выраженным терапевтическим эффектом. Они убивают возбудителя escherichia coli, поэтому выздоровление наступает быстрее, нежели при антибактериальной терапии.

Если кишечная палочка привела к развитию осложнения в виде менингита, пиелонефрита, холецистита или сепсиса, то обязательно применяются антибиотики цефалоспориновой группы, например, Цефуроксим.

Выраженное обезвоживание, которое сопровождается электролитными нарушениями лечится с помощью инфузионного введения растворов.

Антибактериальное лечение длится 5-7 дней. После выздоровления пациент должен 2-3 недели принимать пробиотики, например, Бифидумбактерин, а также соблюдать диету.

Профилактика

Все профилактические мероприятия эшерихия коли сводятся к следующим рекомендациям:

  • соблюдать правила личной гигиены;
  • тщательно мыть овощи и фрукты;
  • соблюдать правила термической обработки мяса;
  • не пить сырое молоко;
  • приобретать мясные и молочные продукты только у проверенных продавцов с сертификатом качества на товар;
  • укреплять иммунитет;
  • регулярно проводить влажную уборку в доме.

При первых симптомах кишечной палочки необходимо немедленно посетить врача. После выздоровления нужно показаться доктору на 6-8 день, чтобы исключить появление рецидива.

Кишечная инфекция распространена среди взрослых и детей. Она не только сопровождается тяжелой симптоматикой, но и может привести к сильному обезвоживанию, нарушению важных функций организма, а также смерти пациента. Важно соблюдать профилактические меры и лечить кишечную палочку при первых проявлениях.

Кишечная палочка
Научная классификация
Домен: Бактерии
Класс: Гамма-протеобактерии
Порядок: Enterobacterales
Семейство: Энтеробактерии
Вид: Кишечная палочка
Международное научное название

Кишечная палочка (лат. Escherichia coli ) — вид грамотрицательных палочковидных бактерий, широко распространённых в нижней части кишечника теплокровных животных. Большинство штаммов E. coli являются безвредными, однако серотип O157:H7 может вызывать тяжёлые пищевые отравления у людей [1] и животных [2] . Безвредные штаммы являются частью нормальной флоры кишечника человека и животных. Кишечная палочка приносит пользу организму хозяина, например, синтезируя витамин K [3] , а также предотвращая развитие патогенных микроорганизмов в кишечнике [4] [5] .

E. coli не всегда обитают только в желудочно-кишечном тракте, способность некоторое время выживать в окружающей среде делает их важным индикатором для исследования образцов на наличие фекальных загрязнений [6] [7] . Бактерии легко могут быть выращены в лабораторных условиях, поэтому кишечная палочка играет важную роль в генетических исследованиях. E. coli является одним из самых изученных прокариотических микроорганизмов и одним из самых важных объектов биотехнологии и микробиологии.

E. coli была описана немецким педиатром и бактериологом Теодором Эшерихом в 1885 году [6] . В настоящее время кишечную палочку относят к роду эшерихий (Escherichia), названному в честь Теодора Эшериха семейства энтеробактерий [8] .

Содержание

Штаммы [ править | править код ]

Штамм — это совокупность особей внутри вида, которая обладает свойствами, отличными от свойств других особей. Часто такие отличия могут быть обнаружены только на молекулярном уровне, однако имеют эффект на физиологию бактерии или жизненный цикл. Разные штаммы E. coli часто специфичны к определённым хозяевам, что делает возможным определение источника фекального заражения в образцах [6] [7] . Например, если известно, какие штаммы E. coli представлены в образце воды, можно определить источник заражения, например, человек, другое млекопитающее или птица.

Новые штаммы E. coli появляются в результате мутаций и горизонтального переноса генов [9] . Некоторые штаммы вырабатывают особенности, губительные для организмов хозяина, такие вирулентные штаммы могут вызывать диарею, что неприятно в случае взрослых и может привести к летальному исходу у детей в развивающихся странах [10] . Более вирулентные штаммы, например, O157:H7 вызывают тяжёлые заболевания и даже приводят к смерти у пожилых людей, маленьких детей и лиц с ослабленным иммунитетом [10] [11] .

Биология и биохимия [ править | править код ]

E. coli — грамотрицательная бактерия, факультативный анаэроб, не образует эндоспор. Клетки палочковидные, со слегка закруглёнными концами, размером 0,4—0,8 × 1—3 мкм, объём клетки составляет около 0,6—0,7 мкм³ [12] [13] . Кишечная палочка может жить на разных субстратах. В анаэробных условиях E. coli образует в качестве продукта жизнедеятельности лактат, сукцинат, этанол, ацетат и углекислый газ. Часто при этом образуется молекулярный водород, который мешает образованию указанных выше метаболитов, поэтому E. coli часто сосуществует с микроорганизмами, потребляющими водород — например, с метаногенами или бактериями, восстанавливающими сульфат [14] .

Читайте также:  Сколько идет кровь после чистки

Оптимальный рост достигается культурами E. coli при температуре 37°C, некоторые штаммы могут делиться при температурах до 49°C [15] . Рост может стимулироваться аэробным или анаэробным дыханием, различными парами окислителей и восстановителей, в том числе, окислением пирувата, формиата, водорода, аминокислот, а также восстановлением кислорода, нитрата, диметилсульфоксида и триметиламин N-оксида [16] .

Штаммы, имеющие жгутики, способны передвигаться. Жгутики расположены перитрихиально [17] . На конце жгутика расположен белок FimH, который прикрепляется к молекулам сахаров на поверхности, а сам жгутик состоит из цепочки взаимосвязанных белковых сегментов, закрученных в форме тонкой длинной пружины и упруго вытягивающихся при воздействии силы [18] [19] .

Роль в нормальной микрофлоре [ править | править код ]

E. coli в норме заселяет кишечник новорождённого ребёнка в течение 40 часов после рождения, поступая с пищей или от лиц, контактирующих с ребёнком, и сохраняются на протяжении жизни на уровне 10 6 —10 8 КОЕ/г содержимого толстой кишки. В ЖКТ кишечные палочки прилипают к слизистым оболочкам и являются основными представителями факультативных анаэробов у человека. Так как кишечные палочки не имеют бактериофагов, кодирующих факторы вирулетности, они являются комменсалами [20] . По другим данным, микроорганизмы (в том числе E. coli) начинают заселять человеческий организм ещё в утробе матери [21] .

Непатогенный штамм Escherichia coli Nissle 1917 известен как Mutaflor и используется в медицине в качестве пробиотика, в основном для лечения желудочно-кишечных заболеваний, в том числе у новорождённых [22] [23] .

Модельный организм [ править | править код ]

E. coli часто используют в качестве модельного организма в микробиологических исследованиях. Культивируемые штаммы, например, E. coli K12 хорошо приспособлены к росту в лабораторных условиях, и, в отличие от штаммов дикого типа, неспособны заселять кишечник. Многие лабораторные штаммы утеряли способность образовывать биологические плёнки [24] [25] . Описанные особенности предохраняют штаммы дикого типа от антител и химических агентов, но требуют больших затрат вещества и энергии.

В 1946 году Джошуа Ледерберг и Эдуард Тейтем описали явление конъюгации бактерий, используя кишечную палочку в качестве модельного организма [26] . E. coli остаётся одной из наиболее востребованных бактерий при изучении конъюгации и в настоящее время. E. coli была важным компонентом первых экспериментов по генетике бактериофагов [27] , ранние исследователи, например, Сеймор Бензер, использовали E. coli и фаг T4 для изучения структуры генов [28] . До исследований Бензера не было известно, имеет ген линейную или разветвлённую структуру.

Кишечная палочка E. coli была одним из первых организмов, чей геном был полностью секвенирован. Последовательность нуклеотидов в геноме штамма К12 E. coli была опубликована в журнале Science в 1997 году [29] .

Долговременный эксперимент по эволюции E. coli был начат Ричардом Ленски в 1988 году и позволил непосредственно наблюдать эволюционные изменения в лабораторных условиях [30] . В данном эксперименте одна популяция E. coli получила возможность аэробно метаболизировать цитрат. Такая способность встречается у E. coli в норме крайне редко. Неспособность к росту в аэробных условиях используют для того, чтобы отличить E. coli от других родственных бактерий, например, Salmonella. В ходе данного эксперимента в лабораторных условиях удалось наблюдать процесс видообразования.

Биотехнология [ править | править код ]

E. coli играет важную роль в современной промышленной микробиологии и биологической инженерии [31] . Работа Стенли Нормана Коэна и Герберта Бойера на E. coli с использованием плазмид и эндонуклеаз рестрикции для создания рекомбинантной ДНК находится у истоков современной биотехнологии [32] .

Кишечную палочку считают универсальным организмом для синтеза чужеродных белков [33] . В E. coli исследователи вводят гены при помощи плазмид, что позволяет осуществлять биосинтез белков для промышленной ферментации. Также разработаны системы для синтеза в E. coli рекомбинантных белков. Одним из первых примеров использования технологии рекомбинантных ДНК является синтез аналога инсулина человека [34] . Модифицированные E. coli используют при разработке вакцин, синтеза иммобилизованных ферментов и решения других задач [33] . Однако в организме E. coli невозможно получать некоторые крупные белковые комплексы, содержащие дисульфидные связи, в частности, белки, для проявления биологической активности которых требуется посттрансляционная модификация [31] .

Гены кишечной палочки также используются для генетической модификации растений, в частности из нее выделяют ген устойчивости к антибиотикам неомицину и канамицину. [35]

Патогенность [ править | править код ]

Непатогенные бактерии E. coli, в норме в больших количествах населяющие кишечник, могут, тем не менее, вызвать развитие патологии при попадании в другие органы или полости человеческого тела. Если бактерия попадает через отверстие в ЖКТ в брюшную полость, может возникнуть перитонит. Попав и размножившись во влагалище женщины, бактерия может вызвать или осложнить кольпит. Попадание бактерии в предстательную железу мужчины может быть патогенезом острого или хронического бактериального простатита. В таких случаях в лечение включается применение антибиотиков, проводимое таким образом, чтобы не подавлять нормальную микрофлору кишечника, иначе возможно развитие дисбактериоза.

E. coli очень чувствительна к таким антибиотикам, как стрептомицин или гентамицин. Однако E. coli может быстро приобретать лекарственную устойчивость [36] .

Желудочно-кишечные инфекции [ править | править код ]

Вирулентные штаммы E. coli в норме отсутствуют в кишечнике, и заболевание наступает при заражении алиментарным путём. Передача патогенных E. coli часто происходит фекально-оральным путём [20] [37] [38] . Частые пути передачи могут быть вызваны: низкой гигиеной приготовления пищи [37] , загрязнением продуктов навозом [39] , поливом урожая загрязнённой водой или сточными водами [40] , при выпасе диких свиней на пашнях [41] , употреблением для питья воды, загрязнённой сточными водами [42] .

Вирулентные штаммы E. coli могут вызывать гастроэнтериты, воспаления мочеполовой системы, а также менингит у новорождённых. В редких случаях вирулентные штаммы также вызывают гемолитический-уремический синдром, перитонит, мастит, сепсис и грамотрицательную пневмонию.

Некоторые штаммы E. coli, например, O157:H7, O121, O104:H4 и O104:H21, синтезируют потенциально смертельные токсины. Пищевые отравления, инфекционным агентом при которых являются вирулентные E. coli, обычно вызваны употреблением в пищу немытых овощей или непрожаренного мяса.

Первичными резервуарами E. coli O157:H7 является мясной и молочный скот [43] , который может переносить бактерии бессимптомно и выделять с фекалиями [43] .

В случае заболеваний кишечника у новорождённых, при болезни Крона и при неспецифическом язвенном колите обнаруживают повышенные уровни E. coli в слизистых ЖКТ [44] . Инвазивные штаммы E. coli обнаружены в воспалённых тканях, а количество бактерий в очагах воспаления коррелирует с тяжестью воспаления в кишечнике [45] .

Менингит новорождённых [ править | править код ]

Один из серотипов Escherichia coli содержит антиген K1. Заселение кишечника новорождённого данным серотипом бактерий при попадании бактерий из влагалища матери может приводить к менингиту. В отсутствие IgM от матери, которые не способны проникать через гемато-плацентарный барьер, и потому, что организм распознаёт K1 как собственный антиген, данный серотип вызывает тяжёлые воспаления мозга.

Лечение фагами [ править | править код ]

Терапия бактериофагами для лечения патогенных бактерий была разработана более 80 лет назад в Советском Союзе, где использовалась для лечения диареи, вызванной E. coli [46] . В настоящее время фаговая терапия доступна лишь в Центре фаговой терапии в Грузии и в Польше [47] .

Бактериофаг Т4 является хорошо изученным фагом, инфицирующим E. coli.

Вакцина [ править | править код ]

Исследователи разрабатывают эффективные вакцины для снижения количества случаев заражения патогенными штаммами E. coli по всему миру [48] .

В апреле 2009 года исследователи Мичиганского университета заявили о том, что разработали вакцину для одного из штаммов E. coli. Подана заявка на патент [49] .

alex10felixuzi11

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх
Adblock detector