Е колли бактерии

E. coli – что это такое? Это кишечная палочка, которая была открыта в конце XIX века немецким ученым-бактериологом Теодором Эшерихом, получившая его имя Escherichia coli. У каждого человека в кишечнике находится эта бактерия, и она даже является полезной, когда ее количество не превышает положенной нормы.

Виды кишечной палочки

Существует больше ста разновидностей бактерий E. coli. Что это такое – будет рассмотрено подробно ниже. Все они, являющиеся патогенными, объединены в четыре вида:

1. Энтеротоксигенные. Палочки вызывают заболевание энтерит и гастроэнтерит, а иногда энтероколит. Болеют взрослые и дети любого возраста, но чаще всего недуг поражает малышей от полугода до двух лет.
2. Энтероинвазивные. Они являются возбудителями болезней, сходными по клиническому течению с дизентерией. Заболеванию подвержены как взрослые, так и дети старше одного года.
3. Энтеропатогенные. Эти кишечные палочки порождают вспышки гастроэнтеритов и энтеритов, особенно, у маленьких детей: недоношенных, новорожденных и ослабленных болезнями.
4. Энтерогеморрагические. Вызывают вспышки эпидемии колитов среди взрослых. Заболевание сопровождается осложнениями: малокровием и нарушением работы почек. К этому виду принадлежат и E. coli гемолитические.

Все виды бактерий выносливы, приспосабливаются к условиям внешней среды. Прекрасно размножаются в продуктах молочного происхождения. Они длительный период способны существовать в воде, земле и фекалиях. Гибнут при использовании дезинфицирующих средств и кипячении, боятся прямых солнечных лучей.

Симптомы болезни, осложнения

Основными симптомами болезней, которые вызывают бактерии EHEC (энтерогеморрагической E. coli), являются:

• спазм гладкой мускулатуры брюшной полости;
• диарея, иногда переходящая в кровавую;
• повышенная температура;
• рвота;
• боль головная;
• редкое мочеиспускание, сухость кожных покровов;
• слабость.

• острая форма почечной недостаточности;
• гемолитическая анемия – клетки крови красного цвета(эритроциты) разрушаются быстрее, чем их нарабатывает костный мозг;
• тромбоцитопения – снижение количества тромбоцитов в периферической крови.

Согласно информации экспертов, у 10% больных, страдающих от инфекции EHEC, развивается ГУС, летальный исход при котором составляет 3-5 %. У детей в раннем возрасте это заболевание, кроме почечной недостаточности, вызывает и неврологические осложнения (инсульт, конвульсии, кому). Основная часть заболевших инфекциями EHEC приходится на возрастную группу от 0 до 15 лет.

Причины заболевания

Инфекция передается фекально-оральным путем. Основными источниками заболевания E. coli считаются следующие:

• мясные и молочные продукты;
• питьевая вода, фруктовые соки;
• фрукты и овощи;
• контакт с носителями или больными;
• зараженные предметы обихода (игрушки, посуда);
• грязные руки.

Взрослые люди могут заболеть гемолитической инфекцией E. coli вследствие иммунодефицита, переболев ОРЗ и при лечении антибиотиками.

Профилактика

Для уничтожения кишечной палочки необходимо производить правильную термическую обработку продуктов. E. coli – что это такое и как долго они живут? Погибают бактерии при температуре не менее 70 градусов, действующей на протяжении трех минут. Следует отметить, что они не боятся холода, кислой среды, сильно концентрированного раствора соли, сохраняются при сушке продуктов при низкой температуре. При кипячении и пастеризации молока бактерии уничтожаются, поэтому молоко, купленное в магазине, можно спокойно употреблять в пищу. Молочные продукты, приобретенные в частном секторе, должны проходить термическую обработку. Перед употреблением в пищу сырые овощи и фрукты надо тщательно мыть водой с мылом и чистить кожуру.

Соблюдение личной гигиены играет не последнюю роль при профилактике заболевания. Правильное и частое мытье рук должно войти в привычку как взрослых, так и детей. Использование одноразовых перчаток может служить дополнительной защитой от инфекции.

Полезные кишечные палочки

Кишечный тракт родившегося малыша стерилен. Микрофлорой он начинает заполняться сразу после появления на свет с молоком матери. Заселяются как полезные лакто- и бифидобактерии, так и другие разновидности микроорганизмов. Лактозонегативные E. coli, которые считаются условно-патогенными, появляются в кишечнике малютки с первых дней его жизни. Прикрепившись к стенкам кишечника, они поселяются там навсегда. Пока их количество не превышает 10*5 КОЕ/г они благоприятно воздействуют на организм индивида:

• вырабатывают молочную, муравьиную, янтарную кислоты, витамины K и группы B;
• обеспечивают жизнедеятельность бифидобактериям, перерабатывая кислород;
• препятствуют патогенным бактериям размножаться в толстом кишечнике.

При некоторых заболеваниях определенные штаммы бактерий специально вводят в кишечник для нормализации его работы.

Степени нарушений E. coli при дисбактериозе кишечника

Дисбактериоз – это отклонения в составе микроорганизмов, содержащихся в кишечнике, приводящие к нарушению работы ЖКТ. Существует три степени нарушений:

1. Эшерихии типичные до 10*5–10*6 КОЕ/г, может быть повышение до 10*9–10*10 КОЕ/г.
2. Повышение уровня содержания гемолитических эшерихий до 10*5–10*7 КОЕ/г.
3. Эшерихии совместно с другими условно-патогенными микроорганизмами составляют 10*6–10*7 КОЕ/г и выше.

Все нормальные значения наличия кишечной палочки в анализах записываются в виде числа 10 в соответствующей степени, т. е. можно написать "норма E. coli 10 в степени 5".

E. coli в мазке

У здорового человека эта бактерия обитает в толстом кишечнике. Организм располагает разными механизмами, которые способны регулировать их количество и локализировать места обитания. При различных сбоях в работе организма могут происходить как легкие недомогания, так и тяжелые заболевания. Появление бактерии в других органах, кроме толстого кишечника, свидетельствует о формировании нарушений.

Лечение E. coli проводится комплексно. Предпринимают ряд мер по снятию воспаления, назначенных врачом. Для восстановления микрофлоры влагалища пьют витаминные комплексы и биойогурты наряду с лекарственными средствами. Врачи советуют соблюдать определенную диету и придерживаться режима дня.

Лактозонегативные бактерии

Как уже выше было сказано, кишечная палочка нормализует работу ЖКТ. При снижении числа бактерий E. coli возникает подозрение на присутствие в организме человека глистов. Иногда, по ряду обстоятельств, ферментативная активность кишечной палочки снижается, тогда она становится неполноценной. Хотя вреда не доставляет, но и пользы от нее тоже нет. Увеличение количества бактерий больше нормы свидетельствует о начинающемся дисбактериозе. По величине этого показателя выявляют дисбаланс микрофлоры кишечника.

По итогам анализа на дисбактериоз у здорового малыша количественный состав типичных кишечных палочек не должен превосходить 10*7–10*8 КОЕ/г, а выявление E. coli лактозонегативных обязано быть меньше 10*5 КОЕ/г. Гемолитические бактерии в результатах анализа отсутствуют. Эти микроорганизмы вырабатывают токсины, которые неблагоприятно влияют на кишечник и нервную систему человека, могут возникнуть и проблемы аллергического характера.

Кишечная палочка в моче

Присутствие E. coli в моче или бактериурия свидетельствует о воспалительном процессе в мочевыделительной системе: почках, мочевом пузыре или мочевыводящих путях. Диагноз "бактериурия" при отсутствии симптомов выставляется, когда повышены лейкоциты и содержание в моче бактерий больше 10*5 КОЕ/г, и называется она бессимптомной. В этом случае немедленное лечение не всегда обязательно. На результаты анализа оказывает влияние несоблюдение правил при сборе мочи.

Диагностический порог может быть меньше, если присутствуют симптомы или забор мочи на анализ производили катетером. Наличие лейкоцитов больше допустимого значения и симптомов таких как озноб, рвота, лихорадка, боль в поясничном отделе свидетельствует о заболевании острым пиелонефритом при выявлении бактерий в анализе мочи более 10*4 КОЕ/г. Диагноз "острый цистит" выставляют при соответствующей симптоматике, наличии в моче лейкоцитов выше нормы и количества бактерий более 10*2 КОЕ/г.

E. coli в кале взрослого человека

Обычно диарея указывает на то, что в кишечнике появилась болезнетворная кишечная палочка. Такой инфекцией взрослый человек может заразиться во время путешествий по странам, где низкий уровень гигиены. Некачественно обработанные мясные, рыбные и молочные продукты также могут стать причиной нарушений в работе кишечника. У больного повышается всасывание токсинов, что вызывает слабость и утомляемость. При обращении заболевшего в поликлинику врач назначает анализ на дисбактериоз. Обследование на бактерии всегда проводится до назначения курса антибиотиков. Норма у взрослого человека в анализе E. coli кала на дисбактериоз составляет 10*6–10*8 КОЕ/г.

Кишечная палочка у грудничка

Кишечник имеет разнообразную микрофлору. Там есть как полезные бактерии (бифидумбактерии, лактобактерии, колибактерии), помогающее работе кишечного тракта, так и вредные микроорганизмы (кандида, золотистый стафилококк), которые содействуют росту болезнетворной микрофлоры. Причинами могут быть:

• неполадки в системе пищеварения;
• искусственное вскармливание;
• слабый иммунитет;
• инфекция у матери;
• непереносимость лактозы.

Как подготовиться к анализу на кишечную палочку

Прием некоторых медицинских препаратов влияет на результат обследования, поэтому перед сдачей кала на анализ приостанавливают прием следующих препаратов:

• противодиарейных;
• противогельминтных;
• всех видов антибиотиков;
• слабительных;
• нестероидных противовоспалительных.

Не рекомендуется ставить клизмы (как лечебные, так и очищающие). Желательно предупредить врача обо всех других препаратах, которые принимаете или принимали до назначения анализа.

Как правильно собрать кал для анализа

Необходимо выполнить следующее:

1. Перед сбором материала следует помочиться, чтобы в кал не попала урина.
2. Взять судно или другую чисто вымытую и сухую емкость, куда будет проводиться дефекация.
3. Взять примерно две чайные ложки материала в специальный контейнер. Мерная ложка встроена в крышку.
4. Кал брать из разных мест (изнутри, сверху и с боков).
5. Контейнер плотно закрыть крышкой.

Биоматериал следует отнести в течение 40 минут в лабораторию. Максимальный срок доставки материала не должен превышать двух часов. Многие кишечные микробы при контакте с кислородом погибают, поэтому время транспортировки материала влияет на достоверность результатов.

Эшерихиоз у малыша

Иногда ребенок начинает много капризничать, плохо спать. У него образуются приступообразные боли в области живота после кормления и появляется:

• частое срыгивание;
• урчание, повышенное газообразование;
• вздутие животика;
• кал с кислым или гнилостным запахом;
• потеря веса.

• снижение иммунитета ребенка;
• последствия лечения лекарственными препаратами;
• неправильное питание при искусственном вскармливании.

E. coli – что это такое? Другими словами, это кишечная палочка, которая нераздельно связана с микрофлорой кишечника. До тех пор, пока она контролируется организмом, ее клетки способствуют перевариванию пищи, производят витамины, создают благоприятные условия для жизнедеятельности других полезных микроорганизмов. Но какое-либо нарушение этого равновесия приводит к патологиям и может вызвать серьезные воспалительные заболевания. Благодаря медицине можно вовремя обнаружить отклонения от нормы и принять необходимые меры.

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.

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] .

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] .