Кишечная палочка (Escherihia coli) впервые была выделена из испражнений человека Эшерихом в 1885 г. Встречается много разновидностей кишечных палочек, которые объединены в один род Escherichia. Они являются сапрофитами кишечника человека и животных. Обнаружение их во внешней среде указывает на ее фекальное загрязнение, поэтому кишечную палочку относят к санитарно-показательным микроорганизмам.
Морфология и биологические свойства. Е. coli представляют собой короткие полиморфные палочки размером в среднем 0,5—1 мкм. Имеют перитрихиально распложенные жгутики. Встречаются неподвижные штаммы. Спор не образуют, грамотрицательны. Некоторые разновидности образуют капсулу. Факультативные анаэробы, хорошо растут на простых питательных средах при рН 7,2—7,8 и температуре 37°С, но выдерживают довольно значительные колебания этих показателей.
Штамму выделенные из кишечника человека и теплокровных животных, хорошо развиваются при температуре 43—45°С, что используют при выращивании посевов. При росте в жидких средах Е. coli дают диффузное помутнение и осадок. На плотных питательных средах колонии средней величины (2—4 мм), круглые, слегка выпуклые, мутные, с гладкой, блестящей поверхностью. На дифференциально-диагностических средах (Эндо, Левина) колонии окрашены в цвет индикаторной краски, входящей в состав среды. На среде Эндо колонии кишечной палочки малиново-красного цвета с металлическим блеском, на среде Левина — сине-фиолетовые.
Ферментируют с образованием кислоты и газа лактозу, глюкозу, маннит, мальтозу, сахарозу и другие углеводы. Большая часть культур образует индол и сероводород; желатин не разжижают. Встречаются варианты, не разлагающие лактозу и сахарозу.
Эшерихии синтезируют эндо- и экзотоксины. Эндотоксин является «полным» О-антигеном: термостабилен, оказывает энтеропатогениое действие. Экзотоксины кишечных палочек термолабильны, легко разрушаются при доступе воздуха, обладают нейротропным и энтеротропным свойствами.
Устойчивость. Кишечные палочки хорошо сохраняются во внешней среде. В воде и почве они месяцами остаются жизнеспособными. При температуре 60°С погибают в течение 15 мин; 1% раствор карболовой кислоты и 3— 5% раствор хлорамина убивают их через 10—15 мин, а раствор сулемы 1 : 1000 — через 2 мин.
Антигенная структура. У эшерихий обнаружено несколько видов антигенов. Основное значение имеют три антигенных комплекса:
1) соматический О-антиген;
2) поверхностный оболочечный (капсульный) К-антиген;
3) жгутиковый Н-антиген. О-антиген представляет липополисахаридно-протеиновый комплекс. Известны 164 серологические группы кишечных палочек, отличающиеся по О-антигену. К-антигены полисахаридной природы. Они неоднородны по структуре: различают L-, Б-, Vi- (тер-молабильные) и А-, М- (термостабильные) антигены. К-антигены препятствуют О-агглютинации живых культур кишечной палочки с О-сыворотками. К настоящему времени насчитывают 76 типов К-антигена. Н-антиген, содержащийся в жгутиках,— протеин, термолабилен. Известно 56 типов Н-антигена. У кишечных палочек имеются антигены, общие с шигеллами и сальмонеллами.
У энтеропатогенных типов эшерихий выявлено 50 фаготипов.
У эшерихий обнаружены различные внехромосомные наследственные факторы. К ним относятся колицины, факторы множественной лекарственной устойчивости, половой F-фактор, различные умеренные фаги и другие плазмиды. Колицины являются особыми белковыми веществами, которые впервые нашел у кишечной палочки в 1925 г. Грациа. Они вызывают гибель родственных бактерий — некоторых штаммов Е. coli и дизентерийных бактерий. Колицины выделяют только отдельные клетки одной культуры. Эти клетки называются колициногенными. Кишечные палочки выделяют разные типы колицинов. Определение типа колицина позволяет дифференцировать различные штаммы кишечных палочек, что имеет значение при эпидемиологическом анализе заболеваний, вызванных этими возбудителями.
За последние два десятилетия было установлено, что ряд свойств эшерихий (способность к синтезу L-гемолизина, экзотоксинов, некоторых поверхностных соматических К-антигенов, синтез энтеротоксйна некоторыми штаммами кишечных палочек и др.) контролируется внехромосомными генетическими факторами — плазмидами.
Патогенность для животных. Некоторые серотипы эшерихий вызывают у телят тяжелые заболевания желудочно-кишечного тракта, сопровождающиеся поносом. Из лабораторных животных чувствительны морские свинки, кролики, белые мыши. Внутривенное или внутрибрюшинное введение им культуры кишечной палочки вызывает перитонит и сепсис. При подкожном введении на месте инъекции возникают воспаление и абсцесс.
Роль в физиологии и патологии человека. Эшерихии являются условно-патогенными микроорганизмами. Как сапрофиты они постоянно встречаются в толстом кишечнике человека и играют положительную роль, принимая участие в синтезе витаминов К, группы В и других веществ. Они обладают антагонистическими свойствами по отношению к возбудителям дизентерии, брюшного тифа и различным гнилостным микробам кишечника. Эта их способность подавлять рост патогенных микробов семейства кишечных бактерий была использована для приготовления лечебных и профилактических препаратов при соответствующих кишечных инфекциях (например, колибактёрин Перетца). Отсутствие кишечной палочки в толстом кишечнике приводит к тяжелому дисбактериозу. Вместе с тем при определенных условиях (ослабление защитных сил организма) кишечная палочка проникает в различные органы и ткани, вызывая гнойно-воспалительные заболевания: перитонит, пиелит, цистит, холецистит, отит, эндометрит и др. У маленьких детей кишечная палочка при снижении сопротивляемости может из толстого кишечника поступать в тонкий, вызывая тяжелую интоксикацию. Попадая в кровь (во время операций и родов) из пораженных органов и тканей, она может быть причиной тяжелого сепсиса. Механизм возникновения такого рода заболеваний эндогенный, они не передаются от больного человека здоровому.
Попадая в пищевые продукты и размножаясь в них, эти бактерии могут быть причиной пищевой токсикоинфекции.
Существуют патогенные серотипы кишечных палочек (так называемые энтеропатогенные кишечные палочки), которые вызывают различные кишечные заболевания у детей и взрослых. Заболевания, вызываемые энтеропатогенными кишечными палочками, называются эшерихиозами.
Советские исследователи предложили разделить эшерихиозы на две группы, и в соответствии с этим все энтеропатогенные кишечные палочки отнесены к двум категориям:
I категория — возбудители колиэнтеритов у детей раннего детского возраста. Сюда относятся серотипы 0-111, 0-26, 0-25, 0-55, 0-86 и др.;
II категория —возбудители дизентериеподобных эшерихиозов у детей и взрослых; к их числу относятся серотипы 0-124, 0-143, 0-144 и т. д.
В последние годы было установлено, что некоторые штаммы энтеропатогенных кишечных палочек (например, 0-142, 0-148, 0-6) вырабатывают термостабильный энтеротоксин, сходный с энтеротоксицом холерного вибриона, и вызывают холероподобные заболевания.
Инфекция носит экзогенный характер, передается через грязные руки, предметы обихода, пищевые продукты.
Иммунитет. После перенесенного заболевания нестойкий, малонапряженный, типоспецифический.
Микробиологическая диагностика. При эшерихиозах исследуют испражнения, рвотные массы, у новорожденных и грудных детей — слизь из носоглотки. При пищевых токсикоийфекциях исследуют подозрительные пищевые продукты. Материалы засевают на дифференциально-диагностические среды Эидо, Левина и др. Дальнейшему изучению подвергают колонии — красные с металлическим блеском на среде Эндо и сине-фиолетовые на среде Левина. Для определения серотипа ставят реакцию ориентировочной агглютинации на стекле с поливалентными ОК-сыворотками снимая для этого часть колонии. Оставшуюся часть колонии, дающей агглютинацию, пересевают на скошенный агар и «пестрый ряд» Гисса или на среду Ресселя.
На следующие сутки учитывают результаты ферментации углеводов в средах Гисса. Для установления серологической группы ставят реакцию агглютинации на стекле с каждой типовой ОК-сывороткой, входящей в состав поливалентной ОК-сыворотки. Окончательную идентификацию выделенной культуры проводят в развернутой реакции агглютинации с типовой ОК-сывороткой, которая агглютинировала культуру на стекле. При определении К-антигена в реакции агглютинации используют живую культуру, а для определения О-антигена культуру кипятят в течение 1 ч с целью инактивации К-антигена, который обусловливает феномен О-инагглютинабельности (подавление О-агглютинабельности). Положительный ответ выдают в том случае, если выделенная культура дает агглютинацию до предельного разведения сыворотки, но не ниже чем до 3/4 титра, указанного на этикетке.
При подозрении на сепсис засевают 5—10 мл крови в 50—100 мл желчного бульона. После инкубации в термостате при 37°С в течение суток производят высев на дифференциально-диагностические среды.
Кишечная палочка является санитарно-показательным микроорганизмом, указывающим на фекальное загрязнение, поэтому в целях санитарно-бактериологического контроля исследуют воду, пищевые продукты, смывы с предметов обихода на наличие разделяют коли-титр и коли-индекс. Коли - титр — наименьшее количество исследуемого материала в миллилитрах или граммах, в котором обнашивают кишечную палочку. Коли-индекс — количество особей кишечной палочки, обнаруженное в 1 л кости или в 1 г плотного вещества. Профилактика и лечение. Профилактические мероприятия заключаются в соблюдении санитарно-гигиенического режима и правил личной гигиены. Специфическую профилактику не проводят. Для лечения назначают левомицетин, неомицин и другие антибиотики. При хронической инфекции применяют териофаги и аутовакцину. При кишечном дисбактериозе используют колибактерин, приготовленный из живой культуры штамма кишечной палочки М-17, бификол (смесь бактерий бифидум и штамма М-17 кишечной палочки), бифидум-бактерин и лактобактерин (молочные бактерии).
