Вирусы внутри кишечной палочки

Энтероинвазивная условно-патогенная бактерия, или кишечная палочка (Эшерихия коли – E. Coli), не является вирусом, как утверждают некоторые, она может стать причиной синдрома, похожего на шигеллезную инфекцию: обильный понос с наличием высокой температуры тела. Эти бактерии за счет использования определенного структурного белка (адгезина) взаимодействуют с клетками кишечника человека. Они продуцируют токсины в небольших количествах, но способны нанести повреждение стенке кишечника из-за клеточного разрушения. E. Coli имеет тесную связь с болезнетворной шигеллой, вызывающей инфекции шигеллез или дизентерию.

Краткая характеристика бактерий и вирусов

Вирус — структура, не имеющая свою клетку. По-другому его можно назвать просто геном, который странствует без постоянного места проживания. Он занимается переноской программы для строительства себе подобных, при этом пользуется для размножения исключительно энергией клеток хозяина (организма человека). Руководящий функционированием человеческой клетки пункт располагается на молекулярном белке ДНК. Вирус осведомлен о коде доступа в клетку лишь «своей» ткани, формирующей определенный орган. В клеточном ядре он отщепляет ДНК-молекулы ее программы на развитие, потом присоединяет собственную, направленную на размножение. И человеческая клетка становится депо по продуцированию новых вирусов, таким образом, инфицируя весь организм. Размер вируса выражается в нанометрах, следовательно, такой микроорганизм исследуется с помощью только электронного микроскопа.

Бактерия имеет строение одноклеточного микроскопического организма, который наделен собственной энергетической системой. Все структурные элементы микробной клетки можно увидеть в обычный микроскоп. Она питается погибшими аминокислотами, витаминами и минеральными веществами, а не клетками человека. Образуя отходы собственной жизнедеятельности, засоряет и отравляет макроорганизм. Бактерии по своему строению классифицируются на палочки (к ним и относится эшерихия коли), кокки (в виде шаров) и спирохеты (имеют спиральный вид). В отличие от вирусов такая структура в микроскопической методике диагностирования подвергается определенному окрашиванию по Граму с использованием специальных красителей. В соответствии с этим они подразделяются на грамотрицательные (в поле зрения микроскопа красного цвета) и грамположительные (в микроскопе фиолетового цвета).

Вредная, безвредная эшерихия

Кишечная палочка выявлена в Германии бактериологом Теодором Эшерихом во второй половине 19 в., от имени ее открывателя получила название эшерихия коли.

Кишечная палочка – грамотрицательные бактерии, которые в нормальном состоянии обитают в нижнем отделе толстого кишечника. Большая часть эшерихий не болезнетворна, однако доля их (штамм O157) является причиной пищевого отравления у людей, а иногда вызывает порчу продукции. Непатогенные виды выступают как естественная микрофлора человеческого кишечника, их роль в организме:

• производство витамина K;
• недопущение размножения попавших в толщу кишечника болезнетворных микроорганизмов.

Такая нужная эшерихия

Кишечная палочка находится не всегда только в условиях кишечника. Она способна выжить в течение продолжительных сроков за пределами человеческого (или животного) тела, что делает ее идеальным показателем для анализа проб из окружающей среды на наличие фекалий.

Различные виды этих бактерий из-за внутриклеточного мутационного процесса часто принимают конкретные характеристики и свойства, что дает возможность выявить источник загрязнений в окружающей среде. К примеру, по штаммам, присутствующим в воде, можно предположить вероятный источник загрязнения: человек или животное (через биологические выделения – моча, испражнения).

Новые штаммы колипалочки возникают после естественной мутации, в результате которой ею приобретаются патогенные для человека свойства, вызывающие острую диарею и зачастую смертельный исход у детского организма в менее развитых государствах. Более вирулентные штаммы (O157) могут стать причиной серьезной патологии или летального исхода у пожилых людей, маленьких детей и людей со сниженным иммунным ответом.

Безобидная кишечная палочка проявляет опасность: причина в вирусе

Группа ученых под руководством Камиллы Сикси выявила, что ДНК вируса в состоянии переноситься от болезнетворного к неболезнетворному штамму E. coli. Вирус, который обладает способностью инфицировать бактерии, имеет название «бактериофаг». При взаимоотношении разных видов кишечной палочки безобидный микроб превращается в болезнетворный.

Бактерии, продуцирующие токсин Шига, воздействуют на человеческий организм: возникает кровавый понос или недостаточность почек (об этом красноречиво говорит наличие микробов в моче по результатам анализа). Заболевание проявляется лишь под влиянием ряда причин, самая главная из которых – ген, что кодирует токсин Шига, последний не относится к врожденным, но есть в вирусе-бактериофаге. Иначе микроб должен быть заражен подобными вирусами еще до превращения в патогенный.

Микробиологическая характеристика эшерихии

Кишечные палочки являются грамотрицательными факультативными анаэробами, то есть такими микробами, которые способны расти и размножаться как в присутствии кислорода, так и без него. Микробная клетка имеет вид палочки размером примерно 2*0,5 мкм. Ее можно увидеть в обычный микроскоп, в отличие от вируса, который видимый исключительно в электронном.

Штаммы, имеющие жгутик, характеризуются способностью плавать, то есть двигаться. Кишечная палочка заселяет ЖКТ новорожденного на протяжении первых 40 часов жизни. Она попадает в организм человека вместе с пищевыми продуктами (молоком, детским питанием) или водой, а также от лиц, ухаживающих за новорожденным.

Кишечные инфекции

Инфицирование происходит через поедание немытых овощей или неправильно приготовленного (недостаточная термическая обработка) мяса. O157 является причиной гемолитическо-уремического синдрома. Указанный вид микроба был возбудителем в 2006 г. в США вспышки после употребления загрязненного этим микроорганизмом шпината. Тяжесть болезни варьирует: от незначительных симптомов в виде нечастого жидкого стула до смерти у детей младшего возраста, пожилых или с ослабленным иммунитетом. Однако основную часть инфекционных процессов, вызванных этой бактерией, занимают нетяжелые формы. Неудовлетворительные санитарно-гигиенические условия приготовления блюд из мяса в 1996 году в Шотландии привели к смертельному исходу семерых и сотне зараженных.

Некоторые кишечные палочки (O157, O121, O104) способны продуцировать энтеротоксин, по своему строению и функциям близкий к холерному, то есть он вступает во взаимодействие с клеткой кишечной стенки и не допускает поглощение жидкости, приводя таким образом к диарее.

В случае попадания этого микроба из кишечника в межкишечное пространство через естественную (язвенная эрозия) или искусственную (хирургический генез или травма) перфорацию он становится причиной перитонита.

Колибактерия достаточно чувствительна к стрептомицину или гентамицину. Однако такое свойство может исчезнуть, так как эшерихия быстро становится резистентной к лекарственным препаратам.

Эпидемиология и профилактика инфекции ЖКТ

Передача вирулентного микроба происходит посредством фекально-орального механизма. Полив сельхозкультур зараженными этим микробом водами (а также сточными), а вследствие этого крупы или овощи, соки, необработанные молочные и другие продукты питания, а вдобавок к этому и заболевшие (носители) работники пищевой промышленности могут стать факторами распространения кишечной инфекции, вызванной эшерихией. Источником инфекции может быть больной или носитель. Источники имеют также разный путь выделения из организма человека:

• через выделения из ЖКТ (испражнения);
• через мочу (при попадании микроорганизмов в мочеполовую систему и хронизации процесса).

Фекально-оральный механизм распространения инфекционного процесса прерывается правильным приготовлением пищевых продуктов (соблюдение условий и требований термообработки), предотвращением вторичного загрязнения, санпросветработами среди населения и работников пищевой промышленности и общественного питания.

Инфекции мочевыводящих путей

Уропатогенная кишечная палочка выступает возбудителем около 90% инфекционных патологий в мочевыводящих путях. В процессе восхождения фекальные микробы (в моче) заселяют уретру и поднимаются до мочевого пузыря и почек, или в мужском организме до предстательной железы. Так как женщины имеют значительно короткий мочеиспускательный канал (в сравнении с мужчинам), примерно в 14 раз чаще подвергаются инфицированию бактериями Е Coli.

В некоторых случаях уропатогенные инфекции способны уходить от иммунной реакции организма в виде образования так называемых биопленок, которые, в свою очередь, также резистентны к антибиотиковому лечению, что приводит зачастую к хронизации процесса (это проявляется в периодическом выявлении описанных микробов в моче в результате бактериологического тестирования).

Нисходящий путь инфицирования фекальными микробами происходит за счет попадания в мочеполовую систему посредством крови, то есть при наличии бактериемии. В этом случае обязательно будут присутствовать кишечные палочки в моче по результатам анализа.

Диагностика заболеваний

Обычно диагностирование осуществляется с помощью микробиологического исследования (выращивания бактерий на определенных питательных средах) и серологических реакций (анализа крови). Для диагностики используются биоматериал от больного (испражнения и моча).

Дополнительно используют методы для обнаружения патогенной кишечной палочки в виде ИФА в электронном микроскопе, прямой микроскопии (обычный микроскоп). Такие тесты используются как скрининг-анализ для оперативного определения болезнетворной кишечной палочки в моче, испражнениях, крови без дополнительного выращивания микробов.

Лечение

Противобактериальная терапия подразумевает лечение антибиотиками. Чувствительность к ним разных штаммов эшерихии различается. С целью лечения инфекций, возбудители которых – кишечная палочка, назначают амоксициллин и другие полусинтетические пенициллины цефалоспоринового ряда, аминогликозидов и другие. Однако нельзя назначать антибиотики для самолечения подобных инфекций, поскольку часть последних может вызвать и побочную реакцию, проявляющуюся аллергией, или осложнения в виде нарушения со стороны почек, зрения и т.д.

Существует особенный метод лечения такой инфекции. Это терапия вирусом-бактериофагом. Она получила наибольшее развитие в последние 80 лет, в основной части на территории бывшего СССР. В современной медицине остались центры подобной методики только в Грузии и в Польше. Бактериофаг Т4 – достаточно изученный вирус, применяется для лечения инфекций, вызванных колибактериями.