Пищевые отравления. Токсикоинфекции

Уральская государственная академия

Курсовая работа

на тему: «Пищевые отравления. Токсикоинфекции»

Троицк, 2008

Содержание

Введение

Краткий исторический очерк развития учения о пищевых отравлениях

Этиологическая структура пищевых заболеваний людей

Бактериальные токсины

Классификация бактериальных токсинов

Патогенез болезней, болезнетворность бактериальных токсинов

Токсикоинфекции

Эшерихиозы (болезни, вызываемые бактериями кишечной палочки)

Пищевые отравления людей, вызываемые бактериями «протея»

Кишечный иерсиниоз

Пищевой сальмонеллез

Кампилобактериоз

Токсикозы

Ботулизм

Пищевые отравления, вызываемые кокковой микрофлорой

Пищевые отравления, вызываемые бациллами

Заключение

Содержание

Введение

Здоровье народа, его физическое и интеллектуальное развитие определяется социальными условиями жизни. В группу разнообразных факторов, характеризующих жизненный уровень населения (экономическая обеспеченность, условия труда, жилищные условия и др.), влияющих на заболеваемость, продолжительность жизни и трудоспособность людей, питанию и пищевым продуктам принадлежит важнейшее место.

«Хорошее питание - основа народного здоровья, так как оно увеличивает сопротивляемость организма болезнетворным влияниям и от него зависит умственное и физическое развитие народа, его рабочая способность и боевая сила»,- говорил видный советский гигиенист Г. В. Хлопин.

Многочисленные наблюдения подтверждают несомненную связь продуктов питания с заболеваемостью, физическим развитием людей, выносливостью и устойчивостью организма к различным неблагоприятным факторам внешней среды, в том числе и к инфекциям.

Степень восприимчивости человека к инфекционному агенту находится в прямой зависимости от пищи, которую организм получил до внедрения в него возбудителей инфекции. Недостаточное количество в рационах белков, жиров, углеводов, минеральных веществ и витаминов, нарушения в питание, резко снижает иммунобиологические свойства организма. Некачественный пищевой продукт, полученный от больного животного или испорченный в результате хранения не только не поддерживает работу иммунной системы, а наоборот, ослабляет защитные функции этой системы. Данный продукт является одной из причин проникновения болезнетворного агента в организм человека.

Необходимо подчеркнуть, что пищевые продукты (будь то молочные или мясные изделия), получаемые от животных, болевших любым инфекционным или неинфекционным заболеванием могут содержать микроорганизмы, вызывающие пищевые отравления людей.

Цель данного издания – обзор пищевых отравлений, причиной которых послужили пищевые продукты или пищевое сырьё контаминированное микроорганизмами.

Краткий исторический очерк развития учения о пищевых отравлениях

Пищевые отравления были распространены во все периоды развития человеческого общества. Многочисленные ограничения в потреблении тех или иных продуктов, упоминающиеся во многих документах древности, свидетельствуют, что ценой большого числа жертв люди приходили к правильному определению вредности продукта или вида пищи. Еще на заре современной цивилизации возникла необходимость при убое животных отличать больных от здоровых, чтобы не допустить использование некачественного мяса для питания. В Древнем Египте существовала каста жрецов, которые определяли пригодность животных для получения от них мяса на пищевые цели. Связь между здоровьем населения и качеством пищи понимали народы эллинско-римской цивилизации. Некоторые элементы санитарной гигиены питания получили отражение в работах ученых того времени (Гиппократ, Демокрит, Цельсий, Гален). Так еще Ксенофонтом (400 лет до н.э.) дано классическое описание вспышки пищевых отравлений медом. Гиппократ и его ученики свидетельствовали об опасности употребления в пищу угрей. Плиний младший указывал на возможность отравления рыбой. Александр Македонский запрещал в походных условиях употребление рыбы. В Древней Греции существовал закон, запрещающий торговцам рыбой садиться до тех пор, пока рыба не будет распродана; указания об пищевых отравлениях имеются и у Галена.

Известны факты проведения определенных санитарно-гигиенических мероприятий в древнейшие времена народами Закавказья (Грузия, Армения, Азербайджан), Средней Азии и сопредельных с ними стран – Ирана, Аравии и др. Не случайно в древней медицине вопросам питания уделялось большое внимание (Абу-Али-Хусейн-Сина, Махмуд-Ибн-Ильяс, Мехитар, Гораций, Хонели и др.). Многие факты, дошедшие до нас в документах разных эпох убедительно свидетельствуют о распространении массовых пищевых отравлений. Особенно часто это происходит в периоды войн, когда люди питались случайной пищей, нередко длительно хранившейся и подвергшейся той или иной степени порчи. Так, в эпосе киргизского народа упоминаются отравления пищевыми продуктами воинов Манаса Великодушного.

В Германии в IХ веке были известны отравления кровяной колбасой, в связи с чем под страхом строгих наказаний запрещалось употребление в пищу кровяных колбас. Поэтому в середине века в ряде городов Европы был организован элементарный санитарный надзор за продажей пищевых продуктов. В России данным вопросам так же уделялось значительное внимание.

В древнерусском литературном произведении «Домострой» отведено много места проблеме питания – обработке и хранению пищевых продуктов, их качеству.

В начале ХVII века, в 1624 г. царь Михаил Федорович издал указ -память «для смотрения за печением и продажей хлеба». В 1629 г. были даны указания об упорядочении торговли пищевыми продуктами, закреплении ее на определенных местах с тем, чтобы каждым продуктом торговали в определенном ряду.

Указами Петра I предписывалось торговцам съестными припасами носить «кафтаны белые полотняные», а полки и скамьи, на которых торгуют, покрывать холщовыми покрывалами и «около шалашей иметь чистоту». В 1713 г. Петр I сенатским решением запретил продажу «худого мяса». В инструктивном письме от 1722г. он требовал наблюдения за мясниками и указывал, что лиц, виновных причислять к преступникам – бить кнутом и ссылать на каторгу.

В ХVIII веке в России проводится ряд оздоровительных мероприятий, даются указания по борьбе с эпидемиями, впервые предпринимается попытка регламентировать питание в госпиталях и в детских учреждениях (воспитательном доме) и др. В это же время издается ряд медицинских сочинений, содержащих сведения о пищевых продуктах, их качестве. В 1745 г. выходит сочинение «Юности честное зерцало», где наряду с правилами поведения молодежи в обществе приведены сведения и о питании.

Однако мероприятия в области гигиены питания вплоть до середины ХYIII века носили характер санитарного надзора, профилактики.

Эти «профилактические мероприятия», если их можно так назвать, основывались больше на опыте, чем на научных данных. В дальнейшем с развитием научных знаний в объяснении причин пищевых отравлений, создавались различные теории, среди которых наибольшее распространение получила теория о химической природе отравлений.

В прошлом столетии в объяснении пищевых отравлений господствовала птомаинная теория. Данный термин «птомаины» введен итальянским ученым Сельми, 1872 г. Учение о птомаинах, как о причине пищевых отравлений было общепринятым (птомаины - ядовитые вещества, образующиеся в продуктах при их гниении – кадаверин, путренин и др.),

Бурное развитие бактериологии в конце прошлого столетия в корне подорвало теорию о птомаинах и позволило найти правильный путь в определении этиологии пищевых отравлений. С этого периода бактериальная природа пищевых отравлений (токсикоинфекций) получает общее признание.

Первым, кто установил связь пищевых отравлений с употреблением мяса больных животных, был Боллингер. В 1876 г. на основе изучения большого количества фактического материала (17 вспышек при 2400 пострадавших) показал несомненную корреляцию между возникновением отравлений с заболеваниями убойных животных. Однако Боллингеру не удалось раскрыть характер и сущность этой связи. Это восполнил в 1888 г. А. Гертнер, который впервые выявил бактериальную природу пищевых отравлений. Он выделил, во время вспышки пищевого отравления в г. Франкенгаузене, из органов умершего человека и из мяса прирезанной больной энтеритом коровы микроорганизм одного вида.

Значительный вклад в изучение пищевых отравлений людей внес Ван Эрменгам, который в 1897г. расшифровал причину наиболее опасного отравления людей – ботулизма, выделив микроб, получивший название botulus, что означает колбаса.

Таким образом, этиологическая (причинная) роль микроорганизмов в большинстве пищевых отравлений людей стала все очевидней. Этот, научно обоснованный опыт позволил впоследствии расшифровать многие вспышки заболеваний у людей, обусловленные микроорганизмами, находящимися в продуктах питания.

Этиологическая структура пищевых заболеваний людей

В настоящее время учение о пищевых заболеваниях людей имеет определенную дифференциальную схему, в основе которой лежит этиология болезни. Если причиной отравления человека послужила пища, содержащая органические (ягоды, грибы и т. п.) или неорганические яды, то эти отравления не микробной этиологии и человек подвергается соответствующему курсу лечения. Если причиной заболевания послужила пища, контаминированная (зараженная) микроорганизмами, то данное заболевание относится к группе болезней микробной этиологии и требует иной курс лечения. В свою очередь указанную группу заболеваний можно разделить на несколько подгрупп (что также важно при постановке диагноза и выборе схемы лечения) – это пищевые токсикоинфекции, пищевые токсикозы и пищевые инфекции. Различия между заболеваниями этих подгрупп зачастую чисто символичны, но сложились исторически или на основании какого-либо прецедента и поэтому данная классификация сохранена до настоящего времени. Первоначально в основу различия был положен принцип воздействия на организм человека.

ПИЩЕВЫЕ ТОКСИКОИНФЕКЦИИ – это болезни, вызываемые совместным действием бактерий и их токсинов (эндотоксинов), образующихся в результате размножения и отмирания бактерий как в пищевых продуктах, так и в желудочно-кишечном тракте человека. Отравления обусловлены двумя группами веществ: а) являющимися структурными компонентами бактериальной клетки; б) продуктами жизнедеятельности бактериальной клетки. К их числу относятся: термолабильные и термостабильные токсины усиливающие секрецию жидкости и солей в просвет желудка и кишечника, а также цитотоксин, повреждающий мембраны эпителиальных клеток и нарушающий их белково-синтетические процессы. Согласно классификации, принятой в нашей стране, в число возбудителей пищевых токсикоинфекций включена значительная группа микроорганизмов. В первую очередь это хорошо изученные бактерии рода Salmonella, энтеропатогенные (вызывающие заболевание) сероварианты E.coli, бактерии рода Proteus, а так же еще недостаточно изученные бактерии этого же семейства родов: Hafnia, Citrоbakter, Klebsiella, Yersinia. Сюда же относятся спорообразующие анаэробные (Cl. perfringens) микроорганизмы. В эту группу входят галофильные вибрионы (Vibrio para haemolyticus), а так же бактерии рода Campylobacter.

ПИЩЕВЫЕ ТОКСИКОЗЫ обусловлены действием экзотоксинов, выделяемых микроорганизмами. Эти токсины накапливаются в продуктах питания и могут вызывать заболевания человека без участия самих микроорганизмов. К числу возбудителей пищевых токсикозов относят энтеротоксигенные штаммы Staph.aureus, спорообразующие анаэробы Cl.botulinum и аэробные (Bacillus cereus) энтерококки (Str.faecalis). А также грибы родов: Aspergillus, Fusarium, Claviceps и др.

ПИЩЕВЫЕ ИНФЕКЦИИ - болезни, которые вызываются микроорганизмами, попадающими в организм человека с пищевыми продуктами, но не дающие клиническую картину отравления. У этих болезней иной характер течения. В данную группу включены такие инфекционные агенты, как возбудитель сибирской язвы (кишечная форма), пищевого листериоза, бруцеллеза, лептоспироза, туляремии, Ку-лихорадки, ящура и т.п.

На особом месте находится еще одна группа пищевых инфекционных болезней. Это дизентерия, холера, эпидемический гепатит, полиомиелит и некоторые другие. Их особенность заключается в том, что источником инфекционного агента, в отличие от вышеупомянутых инфекций, является только человек, но пищевые продукты будут фактором передачи этого инфекционного агента.

В предлагаемом издании мы рассмотрим основные пищевые токсикоинфекции и токсикозы, когда продукты, полученные от больных сельскохозяйственных животных, с содержащимися в них микроорганизмами, послужили причиной возникновения болезни.

Бактериальные токсины Классификация бактериальных токсинов.

Луи Пастером в 1887 г. были проведены опыты доказывающие, что веществами, которые образуются в результате жизнедеятельности микроорганизмов и находятся в питательном бульоне, можно вызывать такие же клинические признаки заболевания, как и при заражении самим возбудителем болезни. Э. Ру и А. Иерсин в своих экспериментах 1889 года подтвердили этот вывод. Дальнейшие исследования показали, что безмикробные, стерильные фильтраты, полученные с жидких питательных сред, где размножались изучаемые микроорганизмы, вызывают клинические проявления и патологические изменения, характерные для столбняка, ботулизма, холеры, скарлатины. Познее выяснилось, что проявление ряда патологических процессов при многих инфекционных заболеваниях вызвано продуктами жизнедеятельности микробов. Эти продуцируемые микроорганизмами вещества получили название микробных токсинов. Уже к 1890 году были обнаружены токсины двух важнейших патогенных для человека микроорганизмов (вызывающих большой процент смертельного исхода при заболевании) С.diphtheriae - дифтерия и Cl.tetani - столбняк. Постепенно, в ходе экспериментов, все токсины микробной этиологии разделили на две группы. В первую включили токсические продукты связанные со стромой (телом) микробной клетки. Они становятся токсичными только после гибели и разрушения микроорганизмов. Эту группу токсинов выявили у грамотрицательных бактерий и назвали эндотоксинами (эндо - endo - внутри). Для них характерна низкая специфичность действия. При введении экспериментальным животным, все они вызывают схожие клинические и патологические симптомы. Изучение их природы и места локализации в клетке потребовало длительного, интенсивного исследования. Сейчас установлено, что эндотоксины – это комплекс липополисахаридов с белками, которые находятся в наружных слоях клеточной стенки грамотрицательных бактерий. Во вторую группу отнесли секретируемые или растворимые микробные токсины. Они выделяются в окружающую среду при жизни микроорганизмов и не связаны со стромой последних. Эти токсины оказались чувствительны к нагреванию и являются белками. Так как они присутствуют в среде и не являются структурной частью микроорганизма, то получили название экзотоксины (экзо – exo – снаружи, вне). В экспериментах было доказано, что экзотоксины оказывают специфическое действие на организм, характерное для той или иной болезни. Термины «эндотоксины» и «экзотоксины», которыми называют две вышеуказанные группы токсических веществ не должны вводить в заблуждение. В настоящее время есть данные, показывающие, что многие «экзотоксины» связаны с бактериальными клетками во время их роста и высвобождаются только после гибели и лизиса (разрушения) бактерий. Общепринято что, экзотоксины являются белками, а эндотоксины - молекулярными комплексами, содержащими белок, липид и полисахарид. Приведенные выше термины, в настоящее время настолько общеприняты, что отказываться от них никто не хочет. Предложенный М. Далиным и Н. Фишем (1980) термин «мезотоксины», объединяющий те токсины микроорганизмов, что имеют общие характеристики первой и второй групп, не получил признания. В таблице 1 дана дифференциальная характеристика экзо- и эндотоксинам.

Таблица 1 Сравнительная характеристика экзо- и эндотоксинов. (по Н. Колычеву, 1991 г.) № Экзотоксины Эндотоксины 1 Легко проникает в окружающую среду из микробных клеток. Прочно связаны с телом микробной клетки. 2 Яды высшей активности. Менее ядовиты. 3 В химическом отношении представляет собой белки. Чаще липосахариды в соединении с белком. 4 Термолабильны. Термостабильны. 5 Разрушаются протеолитическими ферментами. Сравнительно устойчивы к действию протеолитических ферментов. 6 Под воздействием формалина переходят в анатоксины. Формалин мало понижает токсичность

Однако, биохимики, разделение микробных токсинов на группы, проводят в соответствии с данными об их природе и химических свойствах. Они различают группу простых и сложных белков (протеотоксины), группу со стероидной конфигурацией (афлотоксины) и группу липополисахаридных комплексов, токсическую активность которых определяет липидный компонент (липид А). Такой биохимический, а в последствии иммунохимический подход позволил теоретически и биохимически обосновать получение антитоксинов (Э. Беринг, 1892г.). С их помощью смогли отличать один токсический микробный биополимер от другого, микробиологи – отличать in vitro (в пробирке) токсигенные штаммы от нетоксигенных, патофизиологи – понимать (в какой-то степени) механизм поражающего действия токсинов. П. Эрлих (P. Ehrlich), используя антитоксины, как молекулярные зонды, впервые выявил молекулярную характеристику микробных токсинов. Позднее Г. Рамон (G. Ramon) опираясь на его теоретические разработки, организовал производство анатоксинов. Исследования по антитоксинам позволили провести разделение, дифференциацию токсинов на серотипы (серогруппы, сероварианты) в соответствии с их антигенной структурой. Однако при серологическом анализе доказана некоторая идентичность токсинов, вырабатываемых бактериями разных видов и родов. Выяснилось, что антигенно-родственными оказались холерный токсин и термолабильные энтеротоксины, продуцируемые E.coli, Sal.typhimurium. Установлена антигенная похожесть энтеротоксинов выделяемых бактериями видов Sh.plexneri и Sh.dysenteriaе. Высокая степень сходства отмечается у токсинов (гемолизина) Cl.tetani, Bac.cereus и Diplococcus pneumonie и St.pyogenes, СL.perfringens.

Проведенные иммунологические исследования позволяют рассматривать микробные токсины как совокупность серогрупп, которые сходны в каких-то структурах по своему молекулярному строению. Стало ясно, что микробные токсины можно группировать не только по сходству происхождения (эндо- или экзо-), химической природе (белки, липополисахариды), по сходству в молекулярной организации, по его антигенной структуре, но и потому, какую роль играют отдельные структурные единицы или молекулы в патогенезе интоксикации на клеточном или субклеточном уровнях. Так, например, выявлено, что экзотоксины шигелл, синегнойной палочки, дифтерийной бактерии почти одинаковым образом блокируют синтез белков на субклеточном уровне, причем два последних выводят из строя один и тот же фермент - трансферазу II. Обнаружилась функциональная общность холерного токсина и термолабильного токсина E.coli, поражающее действие которых связано со способностью активировать клеточную аденилатциклазу.

Благодаря методическому подходу по разделению (дифференциации) микробных токсинов по указанному принципу были уточнены некоторые особенности микробных токсинов. Получены данные, что они отдельными участками своих молекул иммитируют (подражают) структуре ферментов, гормонов, нейромедиаторов макроорганизма. Возможно, эта особенность и обеспечивает микробным токсинам способность вмешиваться в обменные процессы у макроорганизма (человека).

Патогенез (болезнетворность), бактериальных токсинов.

Опираясь, на наиболее распространенную, схему дифференциации бактериальных токсинов рассмотрим, ту роль, которую они играют в патогенезе как при токсикоинфекциях и токсикозах человека, так и при других инфекционных болезнях. Патогенетическое действие экзотоксинов достаточно наглядно представлено в таблице 2 (R.Stanier et.all, 1976 г.)

Таблица 2

Основные экзотоксины и их патогенетическое воздействие. (по R. Stanier. et. all, 1976 г.)

Микроорганизмы	Экзотоксин	Мишень	Механизм действия
Cl.botulinum	Нейротоксин.	Нервно-мышечный синапс.	Подавляет выделение ацетилхолина.
Cl.perfringens	-токсин.	Любая ткань в месте поражения.	Лецитиназная активность (разрушает клетки).
C.difhtheriae	-токсин.	Любая ткань (по всему организму)	Подавляет синтез белка.
Sh.disenteriae	Энтеротоксин	Эпителий кишечника.	Нарушает регуляцию переноса электролитов, обезвоживая организм.
Bac.antracis Yer.pestis	«Токсин мор- ских свинок».	Любая ткань.	Неизучен.

Те токсины, которые выделяются во время роста грамположительными бактериями, являются истинными экзотоксинами. Их не обнаружили не в цитоплазме, не в структуре тела. По всей вероятности их синтез происходит на связанных с мембраной рибосомах. Однако механизм, с помощью которого эти белки выходят сквозь клеточную стенку наружу, полностью неясен. Неясна до конца и функция экзотоксина. Установлено, что многие не токсигенные штаммы размножаются в клетке хозяина так же интенсивно, как и токсигенные. Причем гены, определяющие синтез экзотоксина, часто локализованы в плазмидах или профагах, а не на бактериальной хромосоме. Сейчас выяснено, что дифтерийный токсин, токсин Str.pyoqenes, энтеротоксин Staph. aureus, токсин Cl.botulinum типа «D» детермируется генами профага, а некоторые токсины E.coli - плазмидными генами. Потеря данного генетического материала ведет к утрате способности продуцировать токсин. При введении в бактериальную клетку такого детерменированного профага или плазмиды, образование токсина восстанавливается. Другим примером иллюстрирующим выше проведенный тезис, могут служить токсины Cl.botulinum типа «А» и «В», а также Е- и i-токсины Cl.perfringens. Они образуются в результате протеолитического расщепления более крупных нетоксичных полипептидов. Для этого необходимо, чтобы протеолитические ферменты, расщепляющие их, выделялись бактериями в культуральную среду (жидкая питательная среда для размножения бактерий).

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ЭКЗОТОКСИНОВ проявляется вмешательством в работу определенных функций, тканевых клеток или в разрушении некоторых субклеточных структур. Примером первого может служить дифтеритический токсин, продуцируемый Cor.diphthеriae. Он влияет на процессы синтеза ДНК, РНК и белка клетки. Подавление этих процессов происходит в результате того, что токсин инактивирует фермент трансферазу II. А так как этот фермент способствует переносу растущей полипептидной цепи с одной молекулы т-РНК на другую на поверхности рибосом, то разрушение трансферазы II и останавливает синтез белка. Примером разрушения субклеточных структур бактериальным токсином может служить токсин Cl.perfringens. По своей природе это лецитиназа. Она расщепляет лецитин, являющийся важным структурным компонентом клеточной мембраны. Его расщепление приводит к разрушению мембраны разнообразных тканевых клеток, что возможно и является причиной распада тканей при газовой гангрене. Лецитиназу продуцируют и микроорганизмы родов Bacillus, Staphyloccocus, входящие в группу пищевых токсикозов.

Представители группы пищевых токсикоинфекций (например: E.coli, Sal.typhimurium, Cl.perfringens), а так же возбудители холеры и бактериальной дизентерии продуцируют энтеротоксины (entero - кишка), которые специфически действуют на эпителий кишечника. Механизм их действия заключается в том, что эти вещества связываются со специфическими рецепторами мембраны эпителия. Связанный токсин активирует мембранную аденилатциклазу, это вызывает повышение концентрации в клетке циклического аденозинмонофосфата (АМФ), что в свою очередь вызывает повышение скорости переноса электролитов, т.е. утечку из тканевых структур. Вместе с ними уходит и вода. В результате происходит потеря тканевой жидкости, а это приводит к обезвоживанию организма и шоку. Если не восполнить потерю жидкости и электролитов циркулирующих в организме, то наступает смерть.

Механизм патогенетического действия эндотоксинов иной. Как уже указывалось выше, по своей химической природе это комплекс липополисахаридов с белками клеточных стенок грамотрицательных бактерий. Таким образом они идентичны О -антигенам (соматическим антигеном) целой клетки. Эндотоксины выделены из всех патогенных граммотрицательных бактерий. Для токсинов этой группы характерны два типа механизма активности - они вызывают повышение температуры тела (пирогенность) и являются токсичными. Этими двумя свойствами обладает липополисахаридная фракция токсина, белковая фракция имеет только антигенные свойства. Пирогенная активность липосахаридного комплекса высока. Введение его лошади весом в 700 кг в количестве 0,000001 г вызывает повышение температуры тела. Известно, что температура животного, человека регулируется определенными центрами в головном мозге. Однако , эндотоксины не действуют на эти центры. Они действуют на полиморфноядерные лейкоциты, вызывая освобождение пирогенного вещества. Химическая природа его до настоящего времени точно не ясна, но установлено, что оно и вызывает повышение температуры. Патогенетическое действие данной группы токсинов заключается и в том, что они увеличивают проницаемость капилляров и вызывают разрушение клеток, в свою очередь выделяются воспалительные агенты, которые так же участвуют в развитие патологического процесса. Механизм воспалительного процесса до конца не известен, возможно тут значительную роль играет не токсин (липополисахаридная часть эндотоксина), а аллерген - т.е. антигенный продукт микроорганизма (соматическая часть клетки), который индуцирует воспалительную аллергическую реакцию у сенсибилизированного макроорганизма.

Так как целью данного издания является учебное справочное пособие по пищевым токсикоинфекциям и токсикозам, мы не будем рассматривать весь механизм патогенеза при различных инфекционных болезнях, а ограничимся выше приведенной информацией.

Токсикоинфекции   ЭШЕРИХИОЗЫ (болезнь, вызываемая бактериями кишечной палочки)

 

Бактерии рода Esherichia имеют фекальное происхождение и являются постоянными обитателями кишечника человека и животных, широко распространены во внешней среде (вода, почва и т.п.). Болезнь, вызываемая патогенными штаммами кишечной палочки называется, эширихиозом. Тяжесть проявления болезни зависит от состояния здоровья человека, количества бактерий, находящихся в продукте питания им съеденного и степени патогенности (болезнетворности) этих бактерий

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА. Честь открытия данной бактерии принадлежит T. Escherich - профессору, педиатру клиники детских болезней в Гарце. Он искал возбудителя «детской холеры», свирепствовавшей в то время, в 1885 г. выделил из кала больного ребенка данный микроорганизм. В 1891-1893 гг. при бактериологическом исследовании фекальных масс телят больных «белым поносом», была выделена похожая бактерия. Позднее, в1927 г. А. Адамс высказал мнение, что микроорганизм, вызывающий диспепсию у детей, аналогичен возбудителю энтерита у телят. В настоящее время установлено, что есть общие штаммы микроорганизмов, вызывающие болезнь как у животных, так и у людей. В 1937 г род Escherichia включён в состав семейства Enterobacteriaceae, а с 1958 г. решением Международного комитета по номенклатуре бактерий признан типовым родом семейства

Однако не все штаммы кишечной палочки могут вызывать болезнь. Различия между бактериями, вызывающими заболевание и неболезнетворными бактериями, определяют по их антигенной формуле. Так например, свирепствовавшее в 1996 г. в Японии пищевое отравление, вызвавшее заболевание почти у 10 тысяч человек произошло в результате контаминации пищи кишечной палочкой серотипа (по антигенной формуле) 0–157:Н–7.

МОРФОЛОГИЯ БАКТЕРИЙ (ВНЕШНИЙ ВИД) И КУЛЬТУРАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА. При микроскопии, после окраски мазков по методу Грама, можно увидеть средних размеров палочки грамотрицательные (красного цвета). Бактерии спор не образуют, значит, они не устойчивы к воздействию высоких температур. У большинства штаммов имеются капсулы или микрокапсулы. Есть подвижные и неподвижные штаммы бактерий. Это важный признак, используемый для построения антигенной формулы и серологической идентификации выделенной бактериальной культуры. Его образуют прямые палочковидные бактерии размерами 1,1-1,5х2,0-6,0 мкм; в мазках располагаются одиночно или парами. Аэробы или факультативные анаэробы; температурный оптимум для роста — 37^оС. Ферментируют глюкозу и другие углеводы с образованием кислоты или кислоты и газа. По способности утилизировать лактозу выделяют ферментирующие и не ферментирующие эшерихии (в том числе газонеобразующие); они различаются также по серологическим свойствам, подвижности, чувствительности к фагам и антибиотикам. Оксидаза-отрицательны, каталаза-положительны Реакция Фогеса-Проскауэра отрицательна; не образуют H₂S; не проявляют уреазную и липазную активность; восстанавливают нитраты. Желатину не гидролизуют, молоко сворачивают без пептонизации. Часто редуцируют красители. Входят в состав микрофлоры толстой кишки теплокровных, пресмыкающихся и рыб.

Эшерихии выделяют бактериоцины - колицины, наиболее хорошо изучены у Е. coli, вызывающие гибель филогенетически родственных бактерий. Установлено, что колициногения более характерна для патогенных кишечных палочек. На плотных средах образуют плоско-выпуклые опалово-мутные S-колонии 0,3-0,5 см в диаметре с ровными или слегка волнистыми краями, либо сухие плоские R-колонии с неровными краями. В проходящем свете S-колонии иногда выглядят зернистыми; колонии патогенных штаммов более мутные. Иногда образуются слизистые М-колонии или мелкие колонии, напоминающие таковые у сальмонелл и шигелл. На жидких средах растут диффузно, вызывая помутнение и образование осадка, либо плёнки или пристеночного кольца. На средах Гисса могут образовывать газ. На селективно-дифференциальных средах колонии принимают цвет, соответствующий окраске среды. На агаре Эндо эшерихии, ферментирующие лактозу, образуют фуксиново-красные колонии с металлическим блеском (либо без него), неферментирующие — бледно-розовые или бесцветные с тёмным центром. На среде Левина бактерии первой группы образуют тёмно-синие с металлическим блеском колонии, а второй - бесцветные. На среде Плоскирева — соответственно красные с жёлтым оттенком и бесцветные, на агаре Мак Конки — красные и бесцветные.

АНТИГЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Антигенная структура E.coli весьма сложная, описано много групп антигенов: О, R, K(L, B, А), Н, N, а, f+, СFA\I, CFA\II поли-антигены (фимбриальные), общий гетерогенный, рибосомальные и некоторые другие. Структурно эти антигены расположены не равнозначно: О-антигенный комплекс в оболочке бактериальной клетке; рибосомные - внутри клетки на цитоплазматической мембране; f+, фимбриональные, Н- на поверхности клетки; К- в оболочке или за ее приделами в капсуле. Для практических (диагностических) целей наибольшее значение имеют: О-, К-, Н-антигены. Согласно международной договоренности о порядке размещения символов в антигенной формуле на первое место ставятся показатель О, на второе К и на третье Н. В антигенной формуле эти группы разделяются между собой двоеточием и каждая из них имеет порядковый номер арабскими цифрами. В настоящее время выявлено 167-О-антигенов, 56-Н антигенов, число возможных серотипов превышает 2000. Зная антигенную формулу бактерии выделенной из пищи и от больного, можно проследить каким образом эта бактерия попала в пищевой продукт и, кто виноват, в вспышке болезни ветеринарный или медицинский врач.

УСТОЙЧИВОСТЬ. Бактерии кишечной палочки неустойчивы к высоким температурам. При 60°С они гибнут за 10 минут, при 100°С умирают мгновенно. Технологические температурные режимы в 68-72°С, используемые в большинстве случаев при приготовлении пищевых продуктов инактивируют (убивают) E.coli. В литературе имеются данные о том, что эти микроорганизмы размножаются в мясе и молоке при температуре 3-5°С (условия холодильника). Они обладают и длительной устойчивостью (до 12 месяцев) к минусовым температурам (–18°С…–20°С). Кишечная палочка хорошо сохраняется во внешней среде, в воде, в почве. В 20 % растворе поваренной соли (концентрация достаточная для посолки) эти микробы сохраняют жизнеспособность несколько месяцев. Все дизенфектанты (карболовая кислота, формалин, хлорная известь) губительно действуют на бактерии при обычных концентрациях.

БОЛЕЗНЕННОСТЬ (ПАТОГЕННОСТЬ). Болезнетворность энтеропатогенных штаммов кишечной палочки обусловлена: во-первых, действием выделяемых токсинов, во-вторых, умением размножаться в организме животного или человека.

Бактерии кишечной палочки образуют экзотоксины и эндотоксины. Экзотоксины, вырабатываемые при жизни бактерий легко разрушаются при 56°С в течение 10 – 30 минут, и по-видимому, не играют значительной роли в создании болезни, но они помогают бактерии выжить в неблагоприятных для нее условиях. Эндотоксин, образующийся при отмирании бактерии, выдерживает нагревание до 100°С, т.е. температура, используемая при приготовлении пищи его не уничтожает (при варке куска мяса весом в 2 кг в течение 2-х часов температура внутри него достигает 80-85°С). Как уже упоминалось, этот токсин представляет собой комплекс из липидов, углеводов и белков и является весьма ядовитым. При введении его в рот поросенку, тот уже через 6 часов теряет до 18 % своего первоначального веса, что связано с потерей организмом воды. При парентеральном (подкожное, внутримышечное и т.п.)введении токсина возможна смерть подопытного животного. Однако, энтеральное (в пищеварительный тракт) введение токсина без живых микробов, у подопытных животных не вызывало гибель. Штамм кишечной палочки обладающий К-антигеном (капсульным) более токсичен, чем штаммы его лишенные. У различных бактерий с различной антигенной формулой, принадлежащим к различным серологическим группам, токсичность различна, т.е. токсичность связана с ее серовариантом, определяемым по антигенной формуле.

Факторы патогенности диареегенных E.coli. Способность диареегенных E.coli вызывать заболевания обусловлена наличием у них следующих 4 факторов патогенности.

1. Факторы адгезии и колонизации. Они необходимы для прикрепления к клеткам ткани и их колонизации. У патогенных E.coli обнаружены 3 типа факторов адгезии:

а) CFA/I, CFA /II, CF/IV (от англ. colonization factor antigens) — они имеют фимбриальную структуру. CF/I структурно гомогенен, CF/I1 и CF/IV сами по себе неоднородны и каждый из них состоит из трех антигенов - CS 1, CS2, CS3 (CFA/I1) и CS4, CS5, CS6 (CFA/IV) (от англ. cell surface)..

б) EAF (от англ. enteropathogenic E.coli adherence factor) — белки наружной мембраны; выявляются по способности этих бактерий прикрепляться к клеткам;

в) Adhesion Henle-407 — фимбриальные структуры, выявляются по способности бактерий прикрепляться к клеткам Henle-407.

Все эти три типа факторов адгезии и колонизации кодируются плазмидными генами. Кроме того, описаны и другие факторы колонизации. Роль их выполняют также бактериальные липополисахариды.

2. Факторы инвазии. С их помощью энтероинвазивные E.coli проникают в эпителиальные клетки кишечника, размножаются в них и вызывают их разрушение. Роль факторов инвазии выполняют белки наружной мембраны, кодируемые плазмидой.

3. Экзотоксины. У диареегенных E.coli обнаружено два типа экзотоксинов: цитотонины и цитотоксины. Цитотонины стимулируют гиперсекрецию клетками кишечника жидкости, содержащей ионы Na, К, СL, бикарбонаты. Это приводит к нарушению водно-солевого обмена и развитию диареи. Обнаружены два варианта цитотонинов: термолабильные энтеротоксины (LT — от англ. labile toxin — лабильный токсин) и термостабильные энтеротоксины (ST — от англ. stable toxin — стабильный токсин). Молекула LT состоит из 2 фрагментов — А и В. Фрагмент А состоит из двух пептидных цепей: А₁ (собственно токсин - активирует нарушение водно-солевого обмена) и А₂ (выполняет связующую роль между В и А). Известны 2 типа термолабильного энтеротоксина (LT-I и LT-II). Фрагмент В состоит из 5 одинаковых субъединиц, он выполняет две функции: соединяется с рецептором клетки и формирует внутримембранный канал. Субъединица В LT иммунологически подобна субъединице В холерогена. Существует также два термостабильных токсина: ST-I и ST-II. ST-I имеет сходную с LT структуру, но не обладает антигенными свойствами, его рецептором является белок мембраны энтероцитов. ST-I повышает проницаемость капилляров и вызывает диареегенный эффект. ST-II не обладает диареегенным свойством.

Цитотоксины обусловливают разрушение клеток эндотелия капилляров и стенки кишечника. У диареегенных E.coli обнаружены два типа цитотоксинов, подобных экзотоксину, вырабатываемому Shigella dysenteriae, и потому названных шигаподобными токсинами — SLT (от англ. Shiga-like toxin): SLT-I (антигенно почти идентичен токсину Шига и нейтрализуется антисывороткой к последнему) и SLT-II (антигенно отличается от SLT-I и не нейтрализуется антисывороткой к токсину Шига). Синтез обоих токсинов контролируется генами умеренных конвертирующих фагов:933J (SLT-I) и 933W (SLT-II).