Эшерихии (кишечная палочка)

История открытия.

Впервые были выделены из кишечника ребенка и описаны в 1885 г. немецким врачом-педиатром Теодором Эшерихом.

Таксономия. Семейство

E. сoli и другие, всего 5 видов

Морфология и тинкториальные свойства.

E. сoli представляют собой грамотрицательные прямые с закругленными концами палочки размером 0,4-0,-2-6 мкм, в мазках располагаются беспорядочно, подвижные (перетрихи), имеют микрокапсулу, пили I и II типов, спор не образуют.

Культуральные свойства.

E.сoli – факультативные анаэробы, хемоорганогетеротрофы. Не требовательны к условиям культивирования. Оптимальные условия культивирования: температура 37 С, рН 7,2-7,5, длительность культивирования – 24-48 часа. Хорошо растут на простых питательных средах (МПБ, МПА). В МПБ наблюдается рост в виде диффузного помутнения с последующим образованием осадка. На МПА образуют колонии в S-форме: слабовыпуклые полупрозрачные колонии с ровными краями и гладкой, блестящей поверхностью среднего размера. Возможен рост в R-форме (колонии с изрезанными краями, шероховатой поверхностью), иногда вырастают слизистые колонии (М-форма).

Дают характерный рост на дифференциально-диагностических средах: Эндо (малиновые колонии с металлическим блеском); Левина (темно-синие колонии с металлическим блеском), Плоскирева (розовые колонии с металлическим блеском), Ресселя и Олькеницкого. На кровяном агаре могут давать гемолиз .

Биохимические свойства.

E. сoli обладают высокой ферментативной активностью. Каталазоположительны и оксидазоотрицательны. Реакция Фогеса-Проскауэра отрицательная. Разлагают сахара (глюкозу, лактозу, маннит, арабинозу, сахарозу и др.) до кислоты и газа. Разложение лактозы до кислоты и газа является отличительным признаком эшерихий от других энтеробактерий. Восстанавливают нитраты в нитриты, образуют индол, аммиак, не продуцируют сероводород, не разжижают желатин.

Антигенная структура.

Антигенная структура сложная. Имеются О-, Н-, К- (L, В, А), М-антигены, фимбриальные, рибосомные и многие другие антигены. При сероидентификации наибольшее значение имеют О-, Н-, К- антигены.
* О – соматический антиген, липополисахарид клеточной стенки, термостабильный, спиртоустойчивый, групповой (?171 серогруппа).

* Н – жгутиковый антиген, белок флагеллин , типовой (более 57 серотипов).

* К – капсульный антиген , кислый полисахарид, тоже типовой (более 97 серотипов). К-антиген не однороден – в зависимости от устойчивости к температуре выделяют 3 его разновидности :

— L – термолабильный антиген (разрушается при нагревании до 600С);

— А – термостабильный (выдерживает 2-3-часовое кипячение);

— В – промежуточный по термолабильности между А и L (выдерживает нагревание до 60С в течение часа, но разрушается при кипячении).

Серовары эшерихий обозначают с указанием антигенной формулы: О26:К60: Н2…

* эндотоксин – оказывает на организм человека пирогенное и токсическое (снижение АД, нейротоксичность) действие, подавляет фагоцитоз;

* экзотоксины образуют некоторые штаммы кишечной палочки:

— цитотоксин с гемолитическим и некротическим действием (ЭИКП, ЭГКП).

2. Структурные и химические компоненты клетки:

* пили I (адгезия) и II (конъюгация) типов;

* капсула и Т-белок клеточной стенки (адгезия, подавление фагоцитоза);

* плазмиды (у E. сoli обнаружены Col-, R-, F-, Hly-, Ent-плазмиды, а также плазмиды, кодирующие синтез факторов адгезии).

Резистентность.

E. сoli обладают хорошей выживаемостью во внешней среде, сохраняются в почве и воде несколько месяцев. При 56С гибнут в течении 1 часа, нагревание до 60С выдерживают не более 15-20 мин, при кипячении погибают мгновенно. Чувствительны к дезинфицирующим средствам и антибиотикам.

Экология и роль в патологии.

Различают условно-патогенные и диареегенные E. сoli.

Условно-патогенные E. сoli входят в состав микрофлоры кишечника человека, млекопитающих, птиц, рептилий и рыб. С испражнениями E. сoli выделяются в окружающую среду. Кишечная палочка является санитарно-показательным микроорганизмом, ее обнаружение свидетельствует о свежем фекальном загрязнении объектов внешней среды.

Условно-патогенные E. сoli вызывают эндогенные гнойно-воспалительные процессы различной локализации (инфекции мочевыводящих путей, нагноение ран, холецистит, аппендицит, перитонит, конъюктивит, отит, пневмонии, менингиты…) вплоть до сепсиса, чаще на фоне ИДС.

Диареегенные E. сoli являются возбудителями экзогенных инфекций – эшерихиозов (острые кишечные заболевания, протекающие по типу энтеритов и энтероколитов) и пищевые отравления.

Эпидемиология.
Заболевания, вызванные E. сoli, распространено повсеместно.

Источник инфекции: больные и бактерионосители.

Механизм передачи: фекально-оральный (пути: пищевой, контактно-бытовой и реже водный).

Патогенез и клинические проявления.

Диареегенные серовары кишечной палочки разделены на 5 групп:

Кроме вышеперечисленных выделяют диффузноприлипаемые кишечные палочки (пока недостаточно изучены).

Морфологически представители разных групп не отличимы друг от друга; их дифференцируют по антигенной структуре и по факторам патогенности.

ЭПКП – вызывают эшерихиозы у детей до 1 года (чаще у детей, находящихся на искусственном вскармливании). Возбудители поражают эпителий тонкого кишечника: адсорбируясь на поверхности энтероцитов за счет белка наружной мембраны (интимина), размножаются здесь и повреждают микроворсинки, вызывая их отторжение. Развивающаяся при этом воспалительная реакция обусловлена действием эндотоскина, который освобождается при разрушении кишечных палочек. Основные клинические проявления: диарея, рвота, срыгивание пищи, признаки обезвоживания организма, гипотрофия. Течение болезни – тяжелое, может длиться неделями.

ЭТКП вызывают холероподобные заболевания у детей и взрослых. При помощи пилей они прикрепляются к эпителию нижних отделов тонкого кишечника, размножаются благодаря CF (фактор колонизации) и продуцируют 2 типа токсинов: LT (термолабильный, по механизму действия напоминает экзотоксин холерного вибриона) и ST (термостабильный). LT и ST увеличивают в клетках эпителия содержание цАМФ и цГМФ соответственно, что вызывает нарушение транспорта молекулярного железа и повышенному выходу воды из клеток. Это нарушает водно-солевой баланс в кишечнике и приводит к развитию водянистой диареи. Заболевание по характеру течения напоминает легкую форму холеры (в литературе его часто называют диареей путешественников).

ЭИКП вызывают дизентериеподобное заболевание у детей и взрослых. Адсорбируются на клетках эпителия нижних отделов толстой кишки, проникают внутрь клеток, размножаются, выделяют шигеллоподобный токсин и разрушают клетки. Распространяясь по межклеточным пространствам, они поражают соседние клетки, образуя язвы. Клинические симптомы: вначале – водянистая диарея, затем в испражнениях появляется примесь слизи и крови.

ЭГКП – возбудители геморрагической диареи и гемолитического уремического синдрома, поражая преимущественно детей. Возбудители выделяют шигелоподобный цитотоксин, вызывающий разрушение эндотелия сосудов (блокирует синтез белков на рибосомах) кишечника и почек, в результате чего развиваются ишемия и некроз клеток. Клинически наблюдается геморрагический колит (кровавый понос) и гемолитический уремический синдром (гемолитическая анемия и почечная недостаточность), которые протекают тяжело и нередко с летальным исходом.

ЭАКП (описаны в 1985 г.у) способны быстро прикрепляться к поверхности клеток и колонизировать разные отделы кишечника, но чаще поражают толстую кишку. Цитотоксинов они не образуют, в клетки не проникают. Клинически заболевание характеризуется упорным диарейным синдромом.

Иммунитет.

После перенесения эшерихиозов формируется гуморальный типоспецифический иммунитет, наблюдается выработка местного иммунитета (SIgA). Образующие антитела не обладают протективными свойствами.

У детей первого года жизни пассивный трансплацентарный иммунитет обеспечивается проходящими через плаценту антителам и антителам, поступающими с материнским молоком. Также с женским молоком передаются и мукополисахариды, способствующие размножению лакто- и бифидобактерий – антагонистов возбудителей эшерихиозов.

Микробиологическая диагностика.

Исследуемый материал: при кишечных эшерихиозах – испражнения, рвотные массы, у грудных детей мазки из зева, при эндогенной инфекции – материал из соответствующего очага (моча, отделяемое раны, кровь…).

1. Бактериоскопический метод.

2. Бактериологичекий метод (основной) – выделение чистой культуры возбудителя, ее идентификация, определение чувствительности к антибиотикам.

3. Серологический метод:

* РА с поли-(ОВ) и моновалентными агглютинирующими эшерихиозными сыворотками;

4. Молекулярно-биологический метод (ПЦР, ДНК-зонды).

Специфическая профилактика не разработана.

Неспецифическая профилактика: ранняя диагностика, изоляция больных, регулярное профилактическое обследование работников детских учреждений и ЛПУ. Большое значение имеет строгое соблюдение санэпидрежима в этих учреждениях.

Принципы терапии: диета, ХТП (нитрофураны, фторхинолоны), при генерализованных формах – антибиотики с учетом чувствительности, спецефическое лечение – коли-бактериофаг, лакто- и бифидосодержащие пробиотики.

Способствует расхождению цепей

связи между азотистыми

Обеспечивает свободное вращение всей

молекулы ДНК вокруг целой

между нуклеотидами одной

полинуклеотидной цепи. Тем самым

уменьшает напряжение в молекуле

ДНК, возникающее при расхождении ее

цепей (т.е. снимает сверхспирализацию)

Обеспечивают устойчивость свободных

цепей ДНК, исключая возможность их

Участвует в образовании

Обеспечивает синтез РНК-затравки

(праймера), необходимой для

между нуклеотидами РНК,

инициации синтеза ДНК. Праймер –

входящими в состав

синтезируется в начале лидирующей

цепи и в начале каждого фрагмента

нуклеотиды к растущей

цепи ДНК в направлении

5’→3′, т.е. антипараллельно

материнской цепи ДНК.

Нуждается в свободном 3′-

Обеспечивает синтез дочерних цепей ДНК. Обладает способностью к «корректорской правке» — экзонуклеазной активностью в направлении 3’→5′

праймеров и замещает их

рибонуклеотидов праймеров на

дезоксирибонуклеотиды в дочерних

Сшивает фрагменты Оказаки на

связи между нуклеотидами

отстающей цепи ДНК

У эукариот насчитывается более 11 различных ДНК-полимераз

Репликон эукариотической хромосомы

Дестабилизирующие белки Праймаза

Инициация репликации ДНК у кишечной палочки

Ориджин

Материнская цепь ДНК

Дочерняя цепь ДНК

Синтез лидирующей цепи в ходе репликации ДНК

Лидирующая цепь ДНК

ДНК-полимераза I Фрагменты Оказаки

Общая схема синтеза ДНК

Инициация репликации ДНК у кишечной палочки

— к нуклетидам сайта начала репликации присоединяется фермент геликаза, действие которого приводит к разрыву водородных связей между азотистыми основаниями ДНК, в результате чего составляющие ее нити раскручиваются в противоположных направлениях и двойная спираль расплетается; — с образующимися под действием фермента геликазы

одноцепочечными участками ДНК связываются дес табилизирующие белки;

— перемещение репликативной вилки вдоль материнской молекулы ДНК. При этом в вилке возникает торсионное напряжение, которое снимается ферментом топоизомеразой;

— присоединения к материнской цепи под действием фермента ДНК- праймазы праймеров- короткой рибонуклеотидной последовательности, насчитывающей 8- 10 нуклеотидов .

Поскольку ДНК-полимераза способна присоединять нуклеотиды лишь к 3`-концу растущей дочерней цепи, а нити молекулы ДНК антипараллельны, процесс репликации на материнских цепях ДНК протекает по-разному.

На матрице (3`-5`) сборка новой цепи происходит непрерывно, и она постепенно удлиняется на 3`- конце. Такая цепь называется лидирующей. Синтез второй цепи осуществляется прерывисто, короткими участками, также в направлении от 5`- к 3` — концу (по принципу шитья «назад иголкой») . Такие участки получили название фрагментов Оказаки. У прокариот они содержат от 1000 до 2000 нуклеотидов, у эукариот — 100 — 200 нуклеотидов. Цепь ДНК, синтезируемая прерывно, называется запаздывающей .

На заключительной стадии репликации РНК-праймеры под действием ДНК- полимераз, обладающих экзонуклеазной активностью, удаляются и замещаются соответствующими дезоксирибонуклеозидами. Образующиеся в результате этого вновь синтезированные одноцепочечные участки ДНК, включающие в свой состав и фрагменты Оказаки, ковалентно соединяются между собой при помощи фермента ДНК — лигазы .

Что такое кишечная палочка и чем она опасна для организма человека? Большая часть этих бактерий является полезной микрофлорой, из некоторых микробных представителей данной группы даже делают лекарства для восстановления биоценоза кишечника. Однако среди E. coli есть и виды, способные вызывать у человека различные инфекционные заболевания – начиная от обычного кишечного расстройства и заканчивая сепсисом.

Как передается кишечная палочка

Поскольку основное место обитания палочки – это кишечник людей и животных, передача данного микроорганизма возможна через все, что загрязнено фекалиями. Потенциально опасными в плане обсеменения кишечной палочкой являются:

• вода, в которую попадают стоки канализации и животноводческих предприятий;
• овощи и фрукты, загрязненные навозом;
• немытые руки;
• не прошедшее термическую обработку мясо и молочные продукты.

Таким образом, к основным причинам инфицирования кишечной палочкой можно отнести:

• низкий уровень личной гигиены;
• несоблюдение основных правил приготовления пищи (недостаточно тщательное мытье продуктов, смешивание сырого и готового, выбор неправильного температурного режима для варки, жарки или запекания и т. д.).
• употребление сырой воды.

Кишечная палочка может и даже должна передаваться от матери новорожденному. Происходит это в первые сутки после рождения малыша. Если у женщины все в порядке с кишечником, ребенок получает от нее «хорошую» кишечную палочку, которая, заселяя толстую кишку крохи, не пускает туда болезнетворных и потенциально-патогенных микроорганизмов, например, таких, как клебсиелла.

Особенности бактерии

Кишечная палочка имеет ряд особенностей, полезных для человека:

• синтезирует витамин К, достаточное содержание которого в организме обеспечивает правильность протекания процесса свертывания крови;
• сдерживает развитие вредных бактерий в кишечнике.

Стоит отметить, что эти полезные свойства реализуются только при условии, что «хорошая» палочка живет в кишечном тракте. Если она попадает в другие органы, в них развивается воспаление. Самый яркий пример – это инфицирование кишечной палочкой мочеполового тракта у женщин, приводящее к циститу и вагиниту (воспалению мочевого пузыря и влагалища соответственно).

Характеристика микроорганизма

Кишечная палочка относится к семейству энтеробактерий, в которое входит также клебсиелла и ряд других микроорганизмов. В отличие от многих своих сородичей, E. coli не образует спор, хорошо растет на питательных средах, что дает возможность врачам-бактериологам легко выделять ее из фекалий человека и всячески изучать. Высокие температуры и дезинфицирующие растворы пагубно влияют на рассматриваемый микроорганизм.

Большинство непатогенных эшерихий кишечной палочки синтезируют ферменты, разлагающие лактозу, поэтому их называют лактозопозитивными. Если же это свойство не обнаруживается, кишечные палочки принято считать лактозонегативными.

Гемолизирующая (гемолитическая) кишечная палочка – что это такое? Некоторые E. Coli, помимо ферментов, продуцируют гемолизины (вещества, разрушающие кровь). На питательных средах, содержащих эритроциты, такие бактерии образуют колонии, вокруг которых постепенно появляются зоны гемолиза.

Кишечные палочки бывают:

• патогенными;
• непатогенными (нормальными).

Патогенная кишечная палочка – это микроорганизм, способный запускать патологический процесс при попадании в кишечник человека.

Виды патогенных кишечных палочек:

• энтерогеморрагические – выделяют токсические соединения, вызывающие кровавую диарею;
• энтеропатогенные – повреждаю микроворсинки кишечника, провоцируя длительное расстройство стула;
• энтероинвазивные – внедряются в поверхностные эпителиальные клетки кишечной стенки, способствуя развитию выраженного воспалительного процесса.

Необходимо отметить, что практически всегда патогенные кишечные палочки по своим свойствам – лактозонегативные либо гемолитические (гемолизирующие).

Заболевания, которые вызывает кишечная палочка

Болезнь, спровоцированную кишечной патогенной палочкой, принято называть эшерихиозом (также можно встретить термин «коли-инфекция»). В большинстве случаев он проявляется острыми кишечными расстройствами. У детей и ослабленных взрослых кишечная палочка может также поражать мочеполовую и нервную системы, вызывая развитие серьезных заболеваний:

• пиелонефрита (воспаление почек);
• менингита (воспалительного процесса в мозговых оболочках).

В самых тяжелых случаях кишечные палочки проникают через поврежденную кишечную стенку в кровоток. Организм на это отвечает генерализованной воспалительной реакцией, которую называют сепсисом.

Симптомы инфекций, вызванных кишечной палочкой

Как проявляется болезнетворная кишечная палочка? Симптомы кишечной палочки определяются в большинстве своем тем, какой разновидностью возбудителя заражен больной. Так, энтерогеморрагические эшерихии провоцирую повторную диарею и появление в каловых массах крови. Вздутие, бурчание в животе, хронический понос – это результат инфицирования энтеропатогенной кишечной палочкой. Энтероинвазивные E. Coli вызывают сильные болевые ощущения и профузный водянистый понос.

Помимо этого, на клинику эшерихиоза влияет возраст больного. У ребенка, как правило, кишечная инфекция протекает тяжелее.

У детей

У грудничка болезнетворная кишечная палочка проявляется следующими симптомами:

• коликами – сильной болезненностью в животе, про которую можно узнать по плачу и постоянному беспокойству малыша;
• вздутием живота;
• плохим набором веса;
• учащенной дефекацией;
• изменением запаха фекалий;
• примесью в кале крови;
• ухудшением аппетита.

У более взрослого ребенка «плохая» кишечная палочка вызывает сильный понос, рвоту, повышение температуры тела, схваткообразные боли в животе, общую слабость, тошноту, головную боль. Если с каловыми массами больной теряет много жидкости, развивается еще и обезвоживание.

У мужчин

У мужчин заселение патогенной кишечной палочкой пищеварительного тракта в большинстве случаев становится причиной острого энтерита – по типу отравления. То есть присутствует рвота, повторная диарея, боль в животе, общая интоксикация и обезвоживание. Также возможна хронизация патологического процесса. При этом указанные симптомы то появляются, то самостоятельно проходят. Если же инфекция проникает в репродуктивные органы, может возникнуть воспалительный процесс в простате и семенниках.

У женщин

Симптомы обсеменения толстой кишки патогенной кишечной палочкой у женщин схожи с таковыми у мужчин. При попадании возбудителя гематогенным (через кровь) или восходящим (через наружные гениталии) путями во внутренние половые органы возможно воспаление эндометрия и маточных придатков. Это может сказаться на способности женщины к зачатию.

Кроме того, несоблюдение представительницами слабого пола банальных гигиенических правил довольно часто приводит к распространению кишечных палочек из кишечника в вагину и уретру. В этих органах под ее влиянием развивается острое, реже хроническое воспаление.

Кишечная палочка в крови

Проникновение любой бактерии в кровоток называют бактериемией. Если же на этом фоне возникает генерализованная воспалительная реакция, говорят о сепсисе – тяжелом, часто приводящем к летальному исходу, состоянии. Поэтому, если в крови человека обнаруживается кишечная палочка, больному грозит серьезная опасность. В такой ситуации спасти жизнь больного может только высококвалифицированная медицинская помощь.

Кишечная палочка в мазке

Получив результаты исследования мазка из влагалища, некоторые женщины узнают о том, что у них есть кишечная палочка. О чем это говорит? Во-первых, о плохой гигиене, во-вторых, о хроническом воспалительном процессе, в-третьих, об угнетении нормальной вагинальной флоры. Чтобы раз и навсегда избавиться от этой проблемы, необходимо пройти назначенное гинекологом лечение и научиться правильно ухаживать за интимной областью тела: подмываться и вытираться с переда назад, не носить синтетическое белье, отдавать предпочтение трусикам-слипам или шортикам.

Анализы

Если есть подозрение на эшерихиоз, больному стоит сдать кал на бактериологическое обследование. В ходе этого анализа врач может обнаружить лактозонегативные и гемолитические кишечные палочки. В последующем, чтобы определить их разновидность (серотип), проводятся специальные тесты. Кроме того, у всех «подозрительных» бактерий проверяется чувствительность к антибиотикам. А это крайне важно для назначения эффективного антибактериального лечения.

Норма

В норме в кале не должны присутствовать патогенные кишечные палочки, даже в минимальном количестве. В перечень «запрещенных» бактерий также относится клебсиелла, синегнойная палочка, сальмонелла, – им в кишечнике здорового человека не место. Основу микрофлоры пищеварительного тракта должны составлять лактобактерии, бифидобактерии и нормальные E. coli.

Диагностика инфекций

Поскольку кишечная палочка – это бактерия, основной метод диагностики коли-инфекции – бактериологический (его еще называют посевом на флору). В зависимости от того, где локализовалась кишечная палочка, больному может быть показано исследование кала (об этом анализе говорилось выше), мочи, вагинальных выделений, сока простаты, крови и т. д.

Лечение

Лечение кишечной палочки с патогенными свойствами предполагает ее полное устранение. Тогда назревает вопрос – чем можно убить кишечную палочку? Здесь на помощь врачам приходят антибиотики и бактериофаги.

Антибиотики

Чтобы узнать, какие препараты будут эффективными от патогенной кишечной палочки, больному проводят тест на чувствительность выделенной бактерии к антибиотикам. Если же времени ждать результат этого анализа нет, врач назначает антибактериальное средство, которое действует на многие микробы, например, что-то из цефалоспоринов или фторхинолонов.

После курса антибиотикотерапии пациентам показано восстановление биоценоза кишечника специальными лекарствами, которые называют пробиотиками.

Бактериофаги

Бактериофаг – это вирус, убивающий бактерии, кишечная палочка его также боится. Поэтому, если в кале пациента обнаружена патогенная E. coli, доктор может выписать один из следующих препаратов:

• Бактериофаг коли жидкий.
• Интести-бактериофаг.
• Колипротейный бактериофаг

Особенности лечения детей

Чем лечить вредную кишечную палочку у ребенка? Если такая бактерия обнаруживается у детей, лечение будет иметь свои особенности:

• Борьбу с эшерихией коли педиатры стараются начинать не с сильных антибактериальных средств, а с бактериофагов и пробиотиков.
• Грудничкам многие антибиотики абсолютно противопоказаны, поэтому врачам порой приходится выкручиваться, чтобы помочь маленькому пациенту.
• Ввиду быстрого развития обезвоживания, при многократной диарее детям обязательно проводят регидратационную терапию.

Кроме того, очень важно, чтобы при заражении болезнетворной кишечной палочкой больной соблюдал назначенную диету, в ином случае никакое лекарство не сможет помочь избавиться от кишечных расстройств.

Профилактика

Профилактика заболеваний, спровоцированных кишечной палочкой, заключается в первую очередь в соблюдении общеизвестных гигиенических правил. Не меньшее значение имеет употребление в пищу тщательно промытых овощей и фруктов, безопасной воды и блюд, приготовленных в соответствии с технологическими нормами.

В заключение необходимо еще раз подчеркнуть, что опасности заражения патогенной эшерихией коли подвержены как взрослые, так и дети. И у тех, и у других инфицирование может спровоцировать очень неприятное патологическое состояние. Но оно излечимо. Главное, не заниматься самодеятельностью и не пить антибактериальные препараты без назначения врача.

Автор: Ольга Зубкова, эпидемиолог
специально для moizhivot.ru

Полезное видео про кишечную палочку