Escherichia coli что за бактерия

Кишечная палочка (лат. Escherichia coli, Эшерихия коли) — это вид бактерий, которые могут быть обнаружены в ЖКТ, половой, мочевыделительной системах. Некоторые штаммы являются частью естественной микрофлоры желудка. Бактерии имеют вид закругленных на кончиках палочек 0,4-3 мкм длиной. Уменьшение или увеличение нормального (10 6 — 10 8 ) количества Escherichia coli считается дисбактериозом первой степени.

Краткая характеристика

Некоторые бактерии обладают жгутиками и за счет этого могут перемещаться. У остальных разновидностей жгутиков и двигательных возможностей нет.

Эшерихия коли некоторое время остаются жизнеспособными в экскрементах, воде и земле, отлично переносят высушивание. Их концентрация в пищевых продуктах стремительно увеличивается при благоприятных условиях.

Солнечные лучи разрушают бактерии за несколько минут. Погибает кишечная палочка при температуре 100 °C, а также при обработке дезинфицирующими средствами (дихлоридом ртути, формалином, гидроксибензолом, белильной известью, каустической содой) – какой бы из способов не был выбран, он уменьшает риск заражения.

Значение бактерий

Доля Escherichia coli среди представителей кишечной микрофлоры организма колеблется в пределах 1%, однако выполняемые ими функции важны для слаженной работы ЖКТ.

Располагающиеся преимущественно в толстом отделе кишечника Эшерихия коли участвуют в:

• переваривании белков и углеводов;
• синтезировании витаминов К, группы В и биотина;
• переработке холестерина, билирубина, холевых и жирных кислот;
• расщеплении лактозы;
• поглощении кислорода.

Еще кишечная палочка ответственна за сдерживание роста потенциально патогенных бактерий.

История открытия

В 1886 г. педиатр Т.Эшерих выделил кишечную палочку. В честь первооткрывателя она потом и была названа Escherichia coli.

Ученый Г.Н.Габричевский в 1894 г. подтвердил способность бактерии к токсинообразованию.

Позднее А.Адам дифференцировал патогенные типы Эшерихии коли.

Метод серологического исследования, изобретенный Ф.Кауфманом (1942–1945) – основа классификации микроорганизмов.

Разновидности

Существуют непатогенные и патогенные варианты бактерий. Первые – элементы нормальной микрофлоры влагалища, вторые – являются причинами инфекционных недугов мочеполовой системы и ЖКТ. Существует около 100 патогенных видов бактерий.

Их объединяют в 4 типа:

• энтеропатогенные кишечные палочки (ЭПКП);
• энтеротоксигенные кишечные палочки (ЭТКП);
• энтероинвазивные кишечные палочки (ЭИКП);
• энтерогеморрагические кишечные палочки (ЭГКП).

При проникновении в организм диареегенных бактерий развивается эшерихиоз (кишечная колиинфекция, колиэнтерит). Часто поражается ЖКТ, но периодически диагностируется и генерализированная форма патологии.

Пути передачи инфекции

Инфицирование выполняется орально-фекальным способом. Периодически фиксируется контактно-бытовое заражение.

Болезнетворные штаммы попадают в организм при употреблении:

• плохо помытых фруктов и овощей;
• недостаточно прожаренного мяса;
• зараженной воды, некипяченого молока.

Заболевают чаще всего дети дошкольного возраста.

С момента инфицирования до появления признаков патологии проходит 1-3 дня.

Симптомы поражения ЖКТ

В зависимости от типа болезнетворных бактерий, попавших в организм, кишечные инфекции протекают с различными симптомами.

Инфицирование энтеропатогенными штаммами по проявлениям напоминает сальмонеллез.

У пациента возникают:

• боли в животе;
• тошнота;
• рвота;
• нарушения температуры тела и стула.

Патологический процесс проходит за 3-6 суток.

Заражение энтеротоксигенными бактериями называется «диареей путешественников» и чаще всего возникает у людей, оказавшихся в другом часовом поясе или климатической зоне. Недуг беспокоит 2-5 дней.

Симптомы заболевания:

• диарея;
• головная боль;
• тошнота;
• вялость;
• рвота;
• дискомфорт в области желудка;
• повышенная температура.

Энтероинвазивные Эшерихии коли провоцируют патологический процесс, напоминающий по признакам дизентерию.

Заболевшего человека беспокоит:

• цефалгия;
• изменение температуры тела;
• ухудшение аппетита;
• болезненные ощущения в области живота;
• диарея.

Недуг проходит в течение 7 дней, иногда затягивается до 10 суток.

Энтерогеморрагические микроорганизмы

Инфицирование энтерогеморрагическими бактериями является опасной патологий и диагностируется преимущественно у детей. Воспалительный процесс напоминает по симптоматике геморрагический колит.

Патология характеризуется:

• головной болью;
• тошнотой;
• головокружением;
• изменением температуры;
• рвотой;
• дискомфортными ощущениями в животе;
• диареей;
• снижением аппетита;
• слабостью.

Выздоровление происходит спустя 7 суток.

Последствия

Около 5% случаев болезней, спровоцированных энтерогеморрагической бактерией, осложняются гемолитико-уремическим синдромом (ГУС).

Повышенный риск угрожает: детям от 6 месяцев до 4 лет, людям старшей возрастной группы.

Признаки заболевания:

• эритроцитурия;
• гемолитическая анемия;
• протеинурия;
• нарушение работы почек;
• желтушность кожных покровов;
• нарушение мочеиспускания;
• отечность.

Другие осложнения (судороги, параличи, повышение тонуса мышц, геморрагическая пурпура) при инфицировании Эшерихиями коли возникают редко.

Инфицирование мочевыводящей и половой систем

Заражение происходит вследствие недостаточного соблюдения гигиенических правил, ношения определенной формы белья (трусики-стринги), при анальном акте или незащищенном сексе с партнером, имеющим простатит, орхит или эпидидимит, возбудителем которых стала кишечная бактерия.

Инфицирование Эшерихиями коли провоцирует воспалительные процессы (цистит, кольпит, эпидидимит, вульвовагинит, эндометрит, хронический простатит, уретрит, пиелонефрит) в мочевом пузыре, почках, половых органах.

Если большое количество бактерий проникает в брюшную полость – развивается перитонит.

Эшерихии коли у женщин

Единичные экземпляры микроорганизмов периодически присутствуют во влагалище. Однако большое количество бактерий, попавших в мочеполовую систему, не выходит с вагинальными выделениями или мочой, закрепляясь на слизистых.

Из уретры или влагалища Эшерихия коли может мигрировать в другие органы (почки, матку, мочевой пузырь, яичники), вызывая патологические процессы:

• циститы;
• вагиниты;
• пиелонефриты;
• эндометриты;
• сальпингоофориты.

Если женщина становится носителем кишечной бактерии, то инфекционный процесс в мочеполовой системе будет активизироваться при снижении иммунитета (переохлаждении или эмоциональном перенапряжении).

Эшерихия коли у мужчин

У представителей сильного пола воспалительные процессы негативно отражаются на качестве жизни, ухудшая сексуальную и мочевыделительную функции.

Мужчины редко болеют циститами и пиелонефритами. Их основные проблемы – простатиты, орхиты и эпидемиты.

Если представитель сильного пола имеет хроническое заболевание, вызванное Эшерихиями коли, то воспалительный процесс будет обостряться при снижении защитных сил организма. При этом патологию тяжело излечить.

Инфицирование при беременности

Диагностирование бактерии в мазке или моче у вынашивающих малыша женщин свидетельствует об инфицировании, но не всегда является признаком заболевания.

Для профилактики осложнений (цистита, кольпита, пиелонефрита, раннего излития околоплодных вод) необходима антибиотикотерапия.

Инфицирование младенца при прохождении по материнским родовым путям может стать причиной серьезных патологий – сепсиса, менингита.

Кишечная палочка у малышей до года

У грудничков небольшое количество бактерий в норме имеется в ЖКТ. Периодически они выявляются даже во рту. У ребенка обычно диагностируются гемолитические или лактозонегативные микроорганизмы. Первый вариант инфицирования протекает с учащенным (до 10 раз в сутки), разреженным стулом, рвотой, дискомфортными ощущениями в животе. Терапия необходима.

Лактозонегативные бактерии – часть естественной микрофлоры (до 5% от числа всех Эшерихий коли ЖКТ). Если симптоматика маловыражена (стул в норме, грудничок спокоен, нет рвоты) и малыш стабильно набирает вес, то лечение не проводится. При потере массы тела – необходима терапия антибиотиками.

Диагностика

Основным методом диагностики является бактериологический посев – анализ, направленный на обнаружение в образцах мочи, рвотных массах, влагалищных мазках кишечной палочки.

Эшерихиоз дифференцируют от шигеллеза, сальмонеллеза, пищевых токсикоинфекций.

Диагностика выполняется также с назначением общеклинических методов исследования:

• копрограммы;
• биохимического и общего анализов крови;
• общего анализа мочи.

Могут быть рекомендованы инструментальные методы диагностики (УЗИ, ректороманоскопия, урография).

Питание

При инфекционных патологиях, спровоцированных кишечной палочкой, человеку необходима щадящая диета.

Коррекция питания состоит в исключении:

• жареных, жирных, острых блюд;
• маринадов;
• консервов;
• копченостей;
• молока;
• свежих фруктов.

Разрешены вареные рыба, мясо и овощи, слизистые супы, каши, приготовленные на воде, йогурты, кефиры.

Питьевой режим

При появлении первых симптомов заражения патогенными бактериями и до абсолютного выздоровления необходимо пить регидратационные растворы (нормализуют кислотно-щелочной и водный балансы). Это могут быть аптечные препараты (Гидровит, Регидрон, Цитраглюкосолан, Глюкосолан) или домашний раствор. Для приготовления последнего смешивают 1 ч. л. соли, 1 ст. л. сахара,0, 5 ч. л. соды и 1 л воды.

Человеку необходимо принимать по 300-500 мл раствора после каждого эпизода диареи или рвоты.

При отсутствии возможности купить или приготовить регидратационные растворы пьют компоты, воду, чай, кисели, узвары, соки.

Принципы терапии

Специалист, узнав, что причиной патологического процесса является такая бактерия, как Escherichia coli, начинает лечение. Медикаментозная терапия заключается в назначении антибиотиков (Моксифлоксацина, Меропенема, Нитрофуранама, Левофлоксацина, Цефепима, Амикацина). Продолжительность лечения – от 3 до 14 дней.

Через 4-8 недель после завершения антибиотикотерапии повторно выполняют бактериологический посев. Отсутствие кишечной палочки свидетельствует об излечении. Наличие бактерии Эшерихия коли означает, что терапия была недостаточно эффективной и требуется повторная терапия с подбором другого медикаментозного препарата.

При кишечных патологиях прописывают энтеросорбенты (Энтеросгель, Смекта, Лигнин, Полисорб), бактериофаги (фаги) – вирусы, выборочно поражающие бактериальные клетки.

При повышении температуры назначают жаропонижающие препараты (Аскофен, Калпол, Аспирин).

После завершения лечения около 2-3 недель необходимо пить пробиотики (Бифидумбактерин, Линнекс, Энтерол, Ацилакт, Бифиформ) для нормализации микрофлоры кишечника.

Терапия беременных и детей начинается с назначения биактериофагов и пробиотиков. При отсутствии результата – необходимы антибиотики.

Профилактика

Избежать заражения сложно. Для профилактики эшерихиозов всех видов важно:

• соблюдать правила индивидуальной гигиены и термической обработки продуктов;
• употреблять тщательно промытые фрукты и овощи;
• иметь постоянного полового партнера;
• кипятить воду перед питьем.

Можно, посоветовавшись предварительно со специалистом, периодически пить пробиотики для улучшения иммунитета.

Кишечная палочка – неотъемлемая часть окружающей среды и человеческого организма. Патогенные штаммы бактерии – причина воспалительных заболеваний кишечника, мочеполовой системы. Своевременная диагностика и терапия значительно уменьшает риск осложнений, позволяя сохранить качество жизни на комфортном уровне.

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] .