Rodzina Enterobacteriaceae jest stosunkowo liczną grupą bakterii. Występują u ludzi, zwierząt, gdzie stanowią naturalną florę bakteryjną jelit oraz mogą pasożytować u roślin. W obrębie tej rodziny opisano ponad 40 gatunków. Bakterie z rodziny Enterobacteriaceae są najbardziej heterogenną grupą kliniczną pałeczek gramujemnych.
Pałeczki z tej rodziny występują najliczniej u człowieka w jelicie grubym. Zaliczane są do grupy oportunistycznych bakterii (np. Klebsiella, Enterobacter, Escherichia), które zaczynają infekować organizm po przeniknięciu z naturalnego środowiska występowania do obcych miejsc np. tkanek czy narządów. Wydalone z organizmu wraz z kałem powodują zanieczyszczenia wód, gleb oraz groźne zakażenia epidemiologiczne.
Pałeczki z rodziny Enterobacteriaceae są odpowiedzialne za zakażenia układu pokarmowego u ludzi, stosunek procentowy zakażeń bakteriami wynosił 30 – 35 %. Mogą również infekować układ moczowy, głównie nerki. W ubiegłych latach były przyczyną około 70% infekcji. Oprócz zakażeń oportunistycznych cechuje je również zdolność do infekowania nowych miejsc, wcześniej dla nich nie dostępnych. Takim charakterystycznym przykładem jest pałeczka okrężnicy (Escherichia coli). Bakteria w naturalnych warunkach przy zwiększonym namnożeniu infekuje jelita powodując biegunki, natomiast po zmutowaniu może przechodzić do żołądka lub trzustki powodując tam stany zapalne.
Escherichia coli jest pałeczką gramujemną. Należy do rodzaju Escherichia, jest jednym z gatunków bakterii jelitowych. Posiada zdolność ruchu dzięki rzęskom. Występuje głównie w środowisku beztlenowym. Cechą charakterystyczną bakterii jest zdolność do fermentacji takich związków jak glukoza, arabinoza, laktoza oraz mannitol. Namnażają się dobrze w temperaturze 6-46 °C (optymalna temperatura to 37 °C). E. coli jest bakterią wchodzącą w skład mikroflory jelit człowieka oraz zwierząt stałocieplnych. Bakteria ta jest dość ważna dla naszego układu pokarmowego. U noworodków jest pierwszą bakterią pojawiającą się w okrężnicy, zużywając tam tlen doprowadza do powstawania warunków beztlenowych, dając korzystne warunki do kolonizacji innym gatunkom bakterii beztlenowych jakimi są np. Bacteroides, w wyniku czego tworzona jest prawidłowa mikroflora bakteryjna jelit. Główną funkcją E. coli w układzie pokarmowym jest synteza witamin z grupy B oraz K. Bakterie te biorą też udział w rozkładzie pokarmu. W skład tego gatunku wchodzą również szczepy wywołujące zaburzenia jelitowe u człowieka. Zatrucia pokarmowe wywołane przez E. coli podzielono na podstawie objawów klinicznych, oraz czynnika wirulencyjnego na:
– enteropatogenne (EPEC),
– enterotoksyczne (ETEC),
– enteroinwazyjne (EIEC),
– enterokrwotoczne (EHEC),
– enteroagregujące (EAEC),
– adherencyjne (DAEC).
W przypadku enteropatogennych szczepów E. coli (EPEC) źródłem zakażenia jest mięso, jego przetwory oraz woda. Przypuszcza się, że czynnikiem wirulencji jest zdolność do adhezji. Szczep EPEC łączy się z komórkami jelita oraz uszkadza jego powierzchnię za pomocą fimbrii. Następnie bakteria wytwarza kanał łączący jej cytoplazmę z cytoplazmą komórki gospodarza. Służy on do wstrzyknięcia toksycznych białek. Dzięki temu toksyna bakterii jest chroniona przed przeciwciałami gospodarza. Głównymi objawami są bóle brzucha, biegunki ze śluzem, wymioty, gorączka oraz bóle głowy. Szczególnie niebezpieczne jest zakażenie szczepem EPEC dla dzieci poniżej 2 roku życia. Objawy pojawiają się po 12 – 72 godzinach od spożycia zakażonego produktu. U niektórych osób zakażenie jest bezobjawowe, przez co osoby takie stają się nosicielami.
Enterotoksyczne szczepy E. coli (ETEC) różnią się od pozostałych. Bakterie te posiadają czynnik wirulencji jakim są dwie enterotoksyny: LT ciepłochwiejna oraz ST ciepłostabilna. Mają też fimbrie, które pozwalają im wiązać się ze śluzówką jelita. Kolonizują głównie jelito kręte. Źródłem zakażenia są głównie sałatki warzywne, sery, drób wędzony, woda. Ten szczep występuje dość często w krajach rozwijających się, powodując tzw. „biegunkę podróżnych”. Głównym objawem jest biegunka, która powoduje silne odwodnienie organizmu w krótkim czasie. Infekcja objawia się dopiero po 8 – 44 godzinach. Zazwyczaj trwa do 19 dni.
Źródłem zakażenia enteroinwazyjnymi szczepami E. coli (EIEC) są sery, konserwy rybne, sałatki, woda, zdarzały się również przypadki zarażenia człowiek – człowiek. Po dostaniu się do organizmu bakterie kolonizują okrężnicę, powodując uszkodzenia komórek nabłonkowych. Nie produkują toksyn. Głównymi objawami jest biegunka ze śluzem oraz krwią, gorączka, bóle brzucha, głowy oraz mięśni. Symptomy infekcji objawiają się zazwyczaj po 2 – 48 godzinach. Mogą trwać nawet przez parę tygodni.
Enterokrwotoczne szczepy E. coli (EHEC) namnażają się w jelicie człowieka, powodując uszkodzenie mikrokosmków. Wytwarzają dwie toksyny tzw. werotoksyny (VT1 oraz VT2). Powodują również zewnątrzkomórkową hemolizę, dzięki czemu mogą wykorzystać hemoglobinę jako źródło żelaza. Produkty które mogą prowadzić do zakażenia to przede wszystkim niepasteryzowane mleko i jego przetwory, surowe mięso. Zakażenia pojawiają się zazwyczaj po 3 – 4 dniach od spożycia zanieczyszczonej żywności. Głównym objawem są krwawe biegunki, które ustępują po 9 – 10 dniach. U niektórych osób może dojść do powikłań po infekcji, może dojść do zespołu hemolityczno-mocznicowego (HUS) albo do małopłytkowej plamicy zakrzepowej (TTP). Zespół hemolityczno – mocznicowy powoduje poważne uszkodzenie nerek, które może wymagać przeszczepu. Najbardziej niebezpiecznym szczepem powodującym enterokrwotoczność jest serotyp O157, ponieważ nawet jego niewielka ilość może wywołać infekcję.
Enteroagregujące szczepy E. coli (EAEC) mogą powodować agregację lub adhezję do nabłonka jelit. Adhezja szczepu EAEC do błony śluzowej jelit powoduje nadmierne wydzielanie śluzu, skutkiem tego jest powstanie grubego biofilmu. Bakteria wnika do tego śluzu, ponieważ jest on dla niej barierą obronną. Ochrania ją przed antybiotykiem oraz komórkami fagocytarnymi. Bakterie wytwarzają toksynę ciepłostabilną (ST) oraz toksynę kodowaną plazmidowo (PET). Infekcje występują głównie w krajach rozwijających się u dzieci. Głównym objawem jest wodnista biegunka, która z czasem przeistacza się w krwawą.
Zakażenia adherencyjnymi szczepami E. coli (DAEC) występują najczęściej w krajach rozwijających się. Szczepy te powodują infekcje u dzieci do 5 roku życia. Ich czynnik wirulencji nie jest do końca poznany. Wywołują przewlekłe biegunki.
W leczeniu biegunki spowodowanej bakterią E. coli nie stosuje się antybiotyków, ponieważ infekcja po paru dniach sama ustępuje, a antybiotyki mogą czasami powodować pogorszenie stanu zdrowia. Bakteria atakowana antybiotykiem będzie wytwarzać więcej toksyn. Najlepszą terapią jest dostarczanie płynów doustnie albo dożylnie. Przy ostrych infekcjach, które powodują niewydolność nerek stosowane są dializy.
BIBLIOGRAFIA:
- Jabłoński L. 1986. „Podstawy mikrobiologii lekarskiej” Państwowy Zakład Wydawnictwa Lekarskiego, Warszawa.
- Murray P.R., Rosenthal K.S., Pfaller M.A. 2011. „Mikrobiologia” Elsevier Urban & Partner, Wrocław.
- Libudzisz Z., Kowal K. 2000. „Mikrobiologia techniczna” Wydawnictwo Politechnika Łódzka, Łódź.
- Libudzisz Z., Kowal K., Żakowska Z. 2008. „Mikrobiologia Techniczna” tom 2, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
- Salyers A.A., Whitt D.D. 2012. „Mikrobiologia” Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.