Как убить кишечную палочку

Кишечная палочка
Научная классификация

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] .

Соавтором этой статьи является Shari Forschen, NP. Шари Форшен — зарегистрированная медсестра в некоммерческой медицинской организации Sanford Health в Северной Дакоте. Получила магистерскую степень семейного фельдшера в Университете Северной Дакоты. Работает медсестрой с 2003 года.

Количество источников, использованных в этой статье: 10. Вы найдете их список внизу страницы.

Кишечная палочка E. coli или Escherichia coli – это бактерия, которая главным образом присутствует в пищеварительной системе. Она является частью нормальной микрофлоры кишечника. Она безвредна, а иногда даже полезна. Однако некоторые штаммы могут вызвать серьезные бактериальные инфекции, симптомами которых может стать диарея и даже отказ почек. Несмотря на то, что от этой болезни нет лекарств, существуют меры, которые можно принять, чтобы избежать обезвоживания и унять симптомы. [1]

Кишечная палочка (Escherichia coli) — условно-патогенная бактерия, которая размножается и нормально функционирует только в среде, где отсутствует кислород. Палочку открыл Теодор Эшерих в XVIII веке, благодаря ему она и получила такое название. Нарушения микрофлоры кишечника и патологии ЖКТ — главные причины возникновения палочки.

Характеристика Escherichia coli

Большинство разновидностей микроорганизма живёт в кишечнике человека, и их считают безвредными для организма. Но также встречаются бактерии, которые способны привести к серьёзным заболеваниям, например, к развитию сепсиса. Поэтому терапия должна быть своевременной и адекватной.

Разновидности (штаммы)

Палочка способна долгое время жить в воде, почве, каловых массах и на продуктах. В течение 15 минут она погибает под воздействием температуры в 60 градусов, мгновенно при 100 градусах. Хлорамин, формалин и другие дезинфицирующие вещества могут её быстро уничтожить.

Стоит отметить, что безопасные штаммы заселяют даже организм новорождённого ребёнка. Как правило, до 1 года жизни не проявляются симптомы кишечной палочки у детей. Лечение в таком случае не требуется, так как их количество не превышает норму, и они приносят только пользу кишечнику.

Однако не следует забывать о токсичности некоторых разновидностей микроорганизма, особенно это касается маленьких детей и беременных женщин. Например, выявление палочки в моче у беременных может указывать на активный воспалительно-инфекционный процесс в её организме, что может сказаться на здоровье плода.

Бактерия бывает патогенной и условно-патогенной. Существует более сотни патогенных штаммов, которые учёные разделили на 4 главных класса:

• энтеротоксигенные;
• энтероинвазивные;
• энтерогеморрагические;
• энтеропатогенные.

Микроорганизмы этих разновидностей могут привести к возникновению эшерихиозов — группа инфекционных болезней, которые чаще диагностируются у детей и беременных женщин. Передаётся инфекция через воду или пищу, фекально-оральным путём.

Причины появления

Нарушение микрофлоры кишечника считают основной причиной развития микроорганизма, при котором размножается патогенный стереотип бактерии. К появлению патологического процесса ведут заболевания ЖКТ. Часто палочку выявляют на фоне болезни поджелудочной железы — панкреатита. Они также проявляются при кишечных патологиях — колите и энтероколите.

Приём препаратов группы антибиотиков непосредственно влияет на изменение микрофлоры в кишечнике. Такими медикаментами подавляют бактерии, которые являются причиной развития некоторых заболеваний.

Палочка может попасть в организм при несоблюдении санитарно-гигиенических правил, особенно это касается детей. Например, ребёнок съел немытые фрукты или овощи. Микроорганизм обосновывается на растениях при поливе их сточной и грязной водой.

Употребление плохо прожаренного мяса или некипяченого молока также может стать причиной попадания в человеческий организм палочки.

Таким образом, в большинстве случаев она попадает в организм из-за неправильного образа жизни. Поэтому, в первую очередь, врачи рекомендуют соблюдать нормы гигиены и внимательно относиться к своему здоровью.

Основные симптомы

Клинические проявления патогенной бактерии разные и зависят от её класса. Признаки напрямую зависят от того, к какой группе принадлежит бактерия. Симптомы штаммов:

1. Энтеропатогенные. Чаще обнаруживаются у детей до года, в организм обычно попадают в первые дни после рождения. Диарея, отказ от еды, беспокойный сон, иногда рвота — распространённые симптомы.
2. Энтеротоксигенные. Коварная разновидность палочек, они прикрепляются к слизистой кишечника и значительно нарушают его работу. Инфекцию называют «диареей путешественника» из-за того, что заразиться ей можно через немытые продукты и руки. Заболевание сопровождается тошнотой, диареей, приступами боли в животе.
3. Энтерогеморрагические. Наличие в организме гемолизирующих палочек характеризуется диареей с кровью и гемолитической анемией. Главная опасность патологии заключается в том, что палочка начинает активно разрушать эритроциты, а это может привести к смерти человека. Болезнь чаще встречается у женщин. Основной признак наличия этой кишечной палочки — слизистый кал зелёного цвета и нормальная температура тела.
4. Энтероинвазивные. Патогенные бактерии чаще встречаются у детей, в период заболевания значительно ухудшается работа иммунной системы. Чёткой клинической картины не существует. Больной жалуется на диарею и рвоту, на боль в области живота, которая может находиться в любой его части. Такое состояние требует комплексного лечения.

Рвота у детей — симптом кишечной палочки, который часто встречается. У взрослых, наоборот, наблюдается довольно редко. Если патология продолжается длительное время, то развивается гиповитаминоз, особенно выявляется недостаток витаминов группы В.

Лечение инфекции

Только врач знает, как вылечить кишечную палочку. Для определения разновидности делают бактериальный посев. Длительность медикаментозной терапии и её интенсивность выбирается с учётом вида палочки, её локализации и особенностей организма человека. Повторные анализы назначают после окончания курса терапии.

Тактика терапии

Если палочку находят в моче человека, то такое состояние называют бактериурией. У взрослых лечение и симптомы кишечной палочки взаимосвязаны. Её устраняют с помощью антибиотиков, антибактериальных лекарств (уросептики) и биологически активных добавок, которые нормализуют работу иммунной системы и устраняют инфекцию.

Патогенная палочка — это нередкое явление в гинекологии, её наличие во влагалище способствует развитию воспаления в половых органах. Лечение заключается в отказе от половых контактов, соблюдении гигиенических норм и недлительном приёме антибиотиков.

Длительная терапия показана при появлении микроорганизма в зеве. Лечение основано на применении противогрибковых лекарств и антибиотиков, а также желательно ополаскивать дезинфицирующими растворами горло и рот.

Прибиотики и бактериофаги назначаются для лечения детей и беременных женщин. К антибиотикам прибегают в том случае, если не удалось достичь положительного результата от начальной терапии.

У новорождённых кишечная палочка лечится пробиотиками. Они уничтожают вредоносные бактерии и продуцируют полезные. Доказано, что материнское молоко способно нормализовать микрофлору кишечника грудного ребёнка.

Применение народных средств

При дисбактериозе следует соблюдать диету на основе кисломолочных продуктов. Именно в них содержится нужное количество полезных микроорганизмов, которые могут восстановить микрофлору. Восстановить баланс, защитить желудок и кишечник можно с помощью отрубей.

Допускается терапия в домашних условиях народными средствами. Убить бактерию можно следующими эффективными способами:

1. Рецепт № 1. В 500 мл кипящего молока (разбавленного водой) добавляют 300 гр очищенного и нарезанного топинамбура. Через некоторое время размягчённый топинамбур вынимают. В оставшееся молоко добавляют 40 гр масла и 20 гр муки. Смесь варят до состояния густоты. В полученную смесь добавляют зелень, а затем заливают топинамбур. Такое блюдо способствует восстановлению микрофлоры кишечника.
2. Рецепт № 2. В 250 мл кипятка заваривают 20 гр гусиной лапчатки, состав выдерживают в течение 4 часов на слабом огне. Оставляют настаиваться на 12 часов. Употребляют по 80 гр 3 раза в день.
3. Рецепт № 3. Кипячёной водой (250 мл) заливают 10 гр череды, выдерживают 15 минут на водяной бане. Пьют отвар 3 раза в день по 20 мл.
4. Рецепт № 4. Берут в равных соотношениях золототысячник, лекарственный донник и мать-и-мачеху. На 20 гр травяного сбора потребуется 250 мл кипятка. Оставляют остывать и настаиваться на 3−4 часа. Принимают по 30−50 мл один раз в день.

Народные средства борются с патогенными микроорганизмами и восстанавливают кишечную микрофлору. И не стоит забывать о том, как избавиться от кишечной палочки с помощью медикаментов и народных способов знает только специалист.

Профилактика развития микроорганизма

Любое заболевание легче предупредить, чем потом упорно и длительно лечить. Поэтому важное место занимает профилактика инфекции. Соблюдение правил гигиены — элементарные профилактические мероприятия, которые должен выполнять каждый человека:

• скоропортящиеся продукты следует хранить в холодильнике;
• немытые фрукты и овощи нельзя употреблять;
• нельзя пить воду из незнакомого источника;
• не следует употреблять просроченные продукты;
• обязательно мыть руки перед едой.

Выполнение этих рекомендаций сведёт к минимуму заражение инфекцией.

Бактерия активно развивается при температуре 35−38 градусов. Жизнестойкость палочки огромная, она долго сохраняется в воде, почве, кале. И имеет способность размножаться в некоторых видах продуктов, например, в молоке. Окончательно микроорганизм погибает под влиянием высоких температур. По этой причине главная часть профилактики — кипячение жидких продуктов и обработка паром фруктов, овощей.

Escherichia coli — довольно распространённый микроорганизм. Он способен расстроить пищеварение, вызвать негативные изменения в мочеполовой системе, паразитировать на слизистых органах организма человека.