Кишкова паличка

Кишкова паличка (Escherichia coli) - частий збудник кишкових інфекцій, інфекцій сечових шляхів, сепсису і менінгіту новонароджених, бактеріємії і сепсису у хворих з імунодефіцитами, а також у хворих з судинними катетерами.

Відео: Кишкова паличка

Кишкова паличка ходить в сімейство Enterobacteriaceae. Ентеробактерії є грамнегативні факультативно-анаеробні палички, що виділяють оксидазу. Ферментирование лактози - непостійний ознака.

На підставі клінічних, біохімічних і молекулярно-генетичних критеріїв виділяють п`ять груп діареегенних кишкових паличок:

• ентеротоксигенні штами кишкової палички продукують секреторні ентеротоксини;
• ентероінвазівние штами кишкової палички здатні до інвазії в кишковий епітелій- вони викликають захворювання, схоже на дизентерію;
• ентеропатогенні штами кишкової палички визначаються за особливостями адгезії в культурі клітин і здатності викликати характерне згладжування мікроворсинок;
• ентерогеморрагіческіе кишкові палички (здатні продукувати токсин Шиги або веротоксин) штами викликають діарею, геморагічний коліт і гемолітико-уремічний синдром;
• ентероадгезівние штами здатні in vitro прикріплятися до клітин лінії Нер-2, що веде до утворення агрегатов- у дітей ці штами викликають хронічну діарею.

У країнах, що розвиваються діареегеннимі кишкові палички часто викликають інфекції у маленьких дітей. Захворюваність в помірному кліматі зростає в теплу пору року, а в країнах з тропічним кліматом - в сезон дощів. Більшість штамів E. Coli (за винятком Ентерогеморрагіческіе і деяких з ентеропатогенних) викликає захворювання лише при попаданні в організм в певному колічестве- передача контактно-побутовим шляхом нетипова, але характерні спалаху, що носять аліментарний або водний характер. Зараження сприяє порушення санітарних правил при обробці їжі і при проведенні асенізаційних робіт.

ентеротоксігенние штами - Основні збудники діареї у маленьких дітей в країнах, що розвиваються. Ці штами також грають роль в діареї мандрівників. У країнах, що розвиваються приблизно 20-30% випадків діареї обумовлено саме ентеротоксичними кишковими паличками.

ентероінвазівние штами в основному виявляються при вспишках- проте в країнах, що розвиваються вони висіваються досить часто.

У цих країнах приблизно 5% одиничних випадків діареї і 20% діареї з кров`ю обумовлено ентероінвазівнимі штамами.

ентеропатогенні штами займають значне місце серед збудників діареї у дітей, особливо до 2 років. У розвинених країнах ці штами іноді викликають спалахи в денних дитячих установах і педіатричних лікарнях. Згідно з даними декількох досліджень, грудне вигодовування може захистити від діареї, викликаної ентеропатогенними кишковими паличками.

ентерогеморрагіческіе штами кишкової палички викликають важкі і нерідко ускладнені інфекції у дітей від півроку до 10 років і у пожілих- діти перших місяців хворіють рідко. Можлива і безсимптомна інфекція. Ентерогеморрагіческіе кишкові палички можуть передаватися аліментарним, водним, контактно-побутовим шляхом, оскільки для розвитку інфекції досить потрапляння в шлунково-кишковому тракті малого числа збудників. Спалахи найчастіше виникають при вживанні гамбургерів з недостатньо просмажене начінкой- джерелом зараження також можуть послужити яблучний сидр, салат-латук, майонез, салямі, сухі ферментовані ковбаси і непастеризовані молочні продукти. Причиною більшості спалахів в Північній півкулі служать ентерогеморрагіческіе штами серовара 0157: Н7. Багато інших серовар можуть викликати спалахи і спорадичні випадки важкої діареї.

ентероадгезівние штами кишкової палички часто стають причиною носійства. Ці штами викликають тривалу (триваючу понад 14 днів) Діарею у дітей в країнах, що розвиваються, хронічну діарею на фоні СНІДу і діарею мандрівників. Значна кількість хворих дітей віком до 12 років.

Відео: У зараженні Чорного моря кишковою паличкою знайшли чиновницький слід

Оскільки кишкова паличка входить до складу нормальної кишкової мікрофлори, для доказу діареегеннимі характеру виділеного Штамма необхідно підтвердити його вірулентність. Механізм розвитку діареї в типовому випадку включає адгезію E. Coli до глікопротеідовим або гліколіпідним рецепторам і виділення токсичних речовин, які руйнують клітини фішечного епітелію або порушують їх функцію, що відповідають за вірулентність і стійкість до антибактеріальних засобів, часто переносяться разом з плазмідами, острівцями патогенності або бактеріофагами .

Ентеротоксігенние штами кишкової палички не викликають структурних змін в слизовій кишечника або викликають нечисленні зміни. Розвитку діареї передує колонізація тонкої кишки і освіту ентеротоксінов. Одні штами виробляють термолабільних ентеротоксин, інші - термостабільний, треті - обидва цих токсину. Термолабільних ентеротоксин є крупною молекулу, що складається з п`яти субодиниць, що зв`язуються з рецептором, і однією субодиниці, яка має ферментативну активність. Остання субодиниця за структурою, функції та імунних властивостях споріднена холерного токсину. Термолабільних ентеротоксин стимулює аденілатциклазу, в результаті чого підвищується концентрація цАМФ. Молекула термостабильного ентеротоксину має невеликий розмір і відрізняється від термолабільного ентеротоксину і холерного токсину. Термостабільний ентеротоксин стимулює гуанілатциклазу, збільшуючи тим самим зміст цГМФ. Значне число ентеротоксигенних штамів також продукує EAST1 - термостабільний токсин, подібний до термостабільним ентеротоксин. Вперше він був описаний у ентероадгезівние штамів E. coli.

Для колонізації слизової оболонки кишечника необхідні антигени фімбріального фактора колонізації (CFA), які сприяють адгезії до епітелію. Найбільш поширені фактори CFA / I, CFA / II і CFA / IV. Фімбріального фактори колонізації складаються з різних поверхневих антигенів E. coli (CS), які експресуються в різноманітних комбінаціях. У значної частини ентеротоксигенних штамів є пили типу IV (довгі), які функціонують як фактори колонізаціі- вони виявляються і в інших грамнегативних бактерій. Зв`язування Ентеротоксігенние білка інвазії А (він розташовується на зовнішній мембрані і має молекулярну масу 25 кДа) з епітеліальними клітинам, щонайменше частково, опосередковано протеогликанами, що містять гепарансульфат. Ентеротоксігенние E. coliвходят в усі зростаючу групу збудників, які використовують ці повсюдно поширені поверхневі молекули як рецептори.

Лише невелика частина з більш ніж 180 серогрупп E. Coli відноситься до Ентеротоксігенние.

Відео: позбавлятися від кишкової палички

Ентероінвазівние кишкові палички викликають виразку слизової товстої кишки та кровоточивість. Слизова оболонка при цьому инфильтрирована нейтрофилами, підслизова основа набрякла. Ентероінвазівние штами, подібно шигеллам, здатні до інвазії в кишковий епітелій і викликають інфекцію, схожу з дизентерією. Процес інвазії включає 4 стадії:

• проникнення кишкової палички всередину епітеліоцитів,
• розмноження всередині клітин,
• внутрішньо-і міжклітинний поширення,
• загибель клітин макроорганізму.

Всі гени, необхідні для проникнення всередину клітин зібрані в межах одного регіону з молекулярної масою 30 кДа. Цей регіон належить великої плазмиде вірулентності, яку також виявляють і у шигелл. В описаному регіоні знаходяться гени ipa, ipg, mod і spa. Перші два кодують білки, які опосередковують процес проникнення бактерії в клітину- ці гени також кодують індивідуальні внутрібактеріальние «молекули-супутники». Гени тієї та spa містять інформацію про білках, які формують апарат секреції типу III, необхідний для секреції інвазіни (IpaA-Dи IpgD). IpaB і IpaC служать основними ефекторними білками, забезпечують інвазію в епітеліоцити. Апарат секреції типу III виявлений також у багатьох інших патогенних грамнегативних бактерій. Основна функція цього апарату полягає в транспортуванні білків з цитоплазми бактерій в мембрану і цитоплазму клітин макроорганізму при безпосередньому контакті.

Ентероінвазівние штами кишкової палички включають невелике число серогрупп. Деякі з цих штамів - нетіпіруемие. Антигени липополисахарида у цих серогрупп споріднені аналогічним антигенів шигел. Подібно шигеллам, ентероінвазівние кишкові палички нерухомі (вони позбавлені Н або джгутикових антигенів) і, як правило, не ферментують лактозу.

Ентеропатогенні кишкові палички викликають згладжування ворсинок епітелію, запальні зміни, а також злущування поверхневого шару клітин слизової оболонки - таким змінам піддається весь кишечник, починаючи від дванадцятипалої кишки і закінчуючи ободової. при гістологічному дослідженні виявляється характерна картина: тісне прикріплення бактерій до поверхні епітелію і згладжування його мікроворсинок. Білки, що відповідають за дані зміни, закодовані в локусі згладжування ворсинок ентероцитів. У цьому локусі містяться:

• гени апарату секреції III типу
• транслоцироваться ген рецептора інтіміна (Tir), ген інтіміна
• гени секреторних білків E. coli (EspA-B D)

У патогенезі інфекції, викликаної ентеропатогенними E. coli, виділяють три стадії. Перша стадія - локалізована адгезія бактерій до кишковому епітелію - частково опосередкована пілямі IV типу, закодованими в EAF-плазмиде. У другу стадію утворюються бактеріальні білки. Білки транспортуються за допомогою голчастого комплексу або апарату секреції III типу. Нитчасті вирости, що складаються з EspA, утворюють містки між бактерією і епітеліальної кліткою. За цим містках переміщаються ефекторні білки кишкової палички (EspB, EspD, Tir). EspB і EspD формують пори в мембрані епітеліальної клітини. Третя фаза характеризується тісним прикріпленням бактерій до ентероцитів, уплощением їх ворсинок і утворенням основи, через яке в клітку макроорганізму вводиться білок Tir. Tir переміщається до поверхні клітини макроорганізму, де зв`язується з білком зовнішньої мембрани бактерії - інтіміном (він кодується геном еае). Комплекс інтіміна з Tir ініціює полімеризацію актину і інших компонентів цитоскелету в області прикріплення бактерії. До бактеріальних еффекторним білків також відноситься білок, пов`язаний з мітохондріями (здатний руйнувати мембрани) і EspF - білок, який порушує бар`єрну функцію кишечника і викликає загибель клітин макроорганізму.

Деяким серогрупи властива локалізована адгезія і наявність EAF. Кишкові палички серогрупп 018, 044, 0112 і 0114 позбавлені EAF і не здатні до адгезії, або їх адгезія до клітин лінії НЕр2 носить дифузний характер. Накопичується все більше даних, що лише штами з локалізованим характером адгезії є дійсно ентеропатогенними.

Ентерогеморрагіческіе штами викликають більш важке ураження кишечника з набряком, відкладеннями фібрину, крововиливами в підслизовій основі, виразками, інфільтрацією нейтрофілами і тромбозом мікроциркулярного русла. В окремих випадках спостерігається псевдомембранозний коліт. Основним фактором вірулентності Ентерогеморрагіческіе штамів вважається токсин Шиги. Існують два типи токсину - Stxl і Stx2. Деякі штами продукують тільки Stxl, інші - тільки Stx2, але більшість штамів виділяє обидва типи токсину. Stxl (також відомий як SLT-I або VT-1) ідентичний токсину Шиги - екзотоксину Shigella dysenteriae серовара 0, який пригнічує синтез білка. Stx2 (його також позначають як SLT-II або VT-2) і його варіанти мають тільки далеке відношення до токсину Шиги. Кожен токсин складається з єдиною субодиниці А, нековалентно пов`язаної з пентамером, побудованим з ідентичних В-субодиниць. По-субодиниці зв`язуються з глоботріозілцерамідом - глікосфінголіпідним рецептором клітин макроорганізму. А-субодиниця надходить в клітку шляхом ендоцитозу. Мішенню токсину служить рРНК 285-субодиниці рибосом. Токсин отщепляет пуринові основи від залишків аде- нина, що веде до припинення білкового синтезу і загибель клітини. Stx проникає крізь клітини кишкового епітелію і, потрапляючи в кров, пошкоджує ендотелій. В результаті активується згортання крові, утворюються мікротромби, розвивається ішемія і внутрішньосудинний гемоліз. Ентерогеморрагіческіе кишкові палички індукують викид прозапальних цитокінів. Результат інфекції залежить від генотипу stx - штами з генотипом Stx2 викликають більш важке ураження.

Ентерогеморрагіческіе E. Coli прикріплюються до кишкового епітелію і викликають згладжування його мікроворсинок (аналогічні зміни викликають ентеропатогенні штами). Локус, що забезпечує згладжування мікроворсинок, є у більшості патогенних Ентерогеморрагіческіе штамів. Багато штамів також несуть велику плазмиду, що кодує додаткові фактори вірулентності: ентерогемолізін (EhyA), позаклітинне серинових протеазу (EspP) і аутоагглютінірующій адгезин (Saa). Описано безліч сероварів Ентерогеморрагіческіе кишкових паличок.

Ентероадгезівние штами кишкової палички утворюють характерну слизову біоплівку на поверхні слизової кишечника, викликають вкорочення ворсинок, геморагічний некроз і запальну реакцію. Передбачається, що патогенез інфекції, викликаної ентероадгезівние штамами, включає три фази: адгезія до слизової оболонки за допомогою AAF-фімбрій- посилене утворення слизу-виділення токсину і запалення, які призводять до пошкодження слизової оболонки і підвищеної кишкової секреції.

Ентероадгезівние штами викликають діарею переважно секреторного типу. Мабуть, затримка росту, дефіцит маси у таких дітей обумовлені запальною реакцією кишечника (про неї свідчить підвищена концентрація в калі лактоферину, ІЛ-8).

До передбачуваним факторів вірулентності ентероадгезівние кишкової палички відносяться аггрегатівние фимбрии (AAF / I і AAF / II), цитотоксин (кодується плазмидой з молекулярної масою 108 кДа), гемолізини, інші білки зовнішньої мембрани, термостабільний токсин 1 (EAST1). Ген цього токсину, astA, виявлений також у інших діареегенних штамів кишкової палички та деяких інших бактерій, що викликають у людини ураження кишечника.

Ентероадгезівние штами мають різноманітні комбінації О-антигенів, Н-антигенів, а тому відносяться до різних сероварам. Деякі ентероадгезівние штами НЕ експресують О-анти- ген, є нерухомими і нетіпіруемие.