Кишечная палочка это грамположительная бактерия

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.

Грамположительные и грамотрицательные микроорганизмы присутствуют в огромном количестве как внутри, так и за пределами тела человека. Многие бактерии полезны для функционирования живых организмов, а некоторые опасны, потому что вызывают болезни и инфекции.

Определение

Бактерии представляют собой микроскопические организмы, неразличимые невооруженным глазом. Микробные клетки населяют планету, живут в теле человека, пространстве за его пределами, в различной среде, от горячей воды до льда. Некоторые из них полезны, а другие вызывают инфекционные заболевания.

Грамположительные и грамотрицательные бактерии – это одноклеточные или простые организмы, без которых жизнь на земле и существование человека невозможно. Несмотря на свои микроскопичные размеры, это мощные и сложные организмы, способные выжить в экстремальных условиях.

Они имеют прочное защитное покрытие, которое повышает их устойчивость к лейкоцитам в организме. Человек содержит в 10 раз больше микроорганизмов, чем клеток.

Какие бывают

Одноклеточные микроорганизмы не имеют оформленного клеточного ядра, а их генетический материал свободно плавает в цитоплазме. Они различаются по природе клеточных стенок, по форме и по генетическому механизму изменчивости.

Формы

Бактерии существую в формах:

• запятых – например, холерный вибрион;
• сферической (кокки) – стафилококк и стрептококк;
• палочковидной (бациллы) – кишечная палочка и сальмонелла;
• спиралевидной (Spirilla) – Treponema и Borellia;
• жгутиковой – бактерии столбняка.

  Грамположительные и грамотрицательные бактерии

Некоторые организмы имеют более сложную форму, например, стебельчатую, квадратную или звездчатую.

По отношению к кислороду

• Аэробные, которым необходим газообразный кислород для завершения собственного энергетического цикла. Эти микроорганизмы не могут расти без доступа кислорода.
• Анаэробные, которым для осуществления функций обмена веществ кислород не нужен, более того, он токсичен для большинства из них.
• Факультативно анаэробные – это микроорганизмы, которым для роста или выработки энергии необязательно присутствие кислорода, они могут использовать его, но могут расти за счет анаэробных организмов, такие бактерии характеризуются высокой степенью адаптации.
• Микроаэрофильные, которые лучше растут в атмосфере с пониженным содержанием кислорода.

Бактериальная клетка окружена 2 защитными оболочками: внешней клеточной стенкой и внутренней клеточной мембраной. Некоторые бактерии, например, микоплазмы, не имеют клеточной стенки.

У других микроорганизмов может быть третий, внешний защитный слой, называемый капсулой. Отростки, похожие на хвосты часто покрывают поверхность бактерий — длинные, называемые жгутиками, или короткие, пили, — они помогают им перемещаться и прикрепляться.

Типы

Грамположительные и грамотрицательные бактерии определяются путем метода окрашивания по Граму. Это распространенный метод, используемый для дифференциации микроорганизмов на основе их различных компонентов клеточной стенки.

Грамположительные бактерии не имеют внешней мембраны в отличие от грамотрицательных. Именно по этой причине последние микроорганизмы более устойчивы к антибиотикам. Если инфекция вызвана грамотрицательными организмами, потребуется сильная доза антибиотиков и строгое соблюдение курса лечения, чтобы полностью избавиться от вредных бактерий.

При попадании плохих микробов в организм человека, они начинают активно размножаться, выделять токсины, повреждая ткани тела и вызывая недомогание. Вредные бактерии называются патогенными, вызывают заболевания, такие как ангина, стафилококковые инфекции, холера, туберкулез и пищевые отравления.

Чем отличаются

Окрашивание по Граму — очень важный лабораторный тест. Он открывает путь к дифференциации 2 различных видов бактерий – грамположительных и грамотрицательных. Это более быстрый способ по сравнению с методом бактериального посева, и он очень важен для определения первоначального «рабочего» диагноза определенных болезненных состояний.

Большинство бактерий используют макромолекулы (пептидогликан) в своей оболочке. Эта молекула известна также как муреин. Клеточная стенка, состоящая из пептидогликана чрезвычайно стабильна.

По толщине слоя муреина определяется 2 основные бактериальные формы:

• Грамположительные, которые имеют толстую сетчатую клеточную стенку, состоящую из пептидогликана (50-90% клеточной стенки).
• Грамотрицательные, имеющие более тонкий слой (10% клеточной стенки). Структуры этого вида имеют дополнительную внешнюю мембрану, содержащую липиды, и отделены от клеточной стенки периплазматическим пространством.

Метод окрашивания построен на разнице в структуре клеточной стенки бактерии. Мазок с бактериальными культурами окрашивают кристаллами фиолетового красителя в течение 2-3 мин.

Кристаллический фиолетовый — это положительно заряженный анилиновый краситель, который распадается на ионы под воздействием воды. После добавления обесцвечивающего средства, ацетона или спирта, липиды клеточных структур начинают взаимодействовать с краситетелм.

Грамотрицательные микробы теряют свою внешнюю мембрану, потому что комплексы ионов вымываются вместе с ней.

Грамположительные бактерии не могут быть легко обесцвечены, поскольку комплекс красителя очень устойчиво прилипает к слоям муреина, а спирт не может проникать через толстую клеточную стенку грамположительных бактерий.

Следующий шаг — собственно дифференциация, которая проводится контрастным окрашиванием с помощью сафранина.

При этом грамотрицательные бактерии, становятся красными или красно-оранжевым, а грамположительные микроорганизмы обозначены темно-фиолетовым цветом. Сферические формы микробов обычно относятся к грамположительным типам, а скрученные формы имеют отрицательную окраску. Палочковидные бактерии могут быть грамотрицательными и грамположительными.

Правильно проведённое окрашивание по Граму является очень информативным и быстрым методом дифференциации различных бактерий.

Грамположительные и грамотрицательные бактерии из-за различий в строении клеточной стенки по-разному реагируют на определенные антибиотики. Поэтому врачам в первую очередь необходимо знать, с какими клеточными организмами они имеют дело, чтобы в дальнейшем определить правильные лекарства.

Зачем нужны

Есть много видов бактерий, которые приносят пользу человеку:

• Микробы в кишечнике расщепляют многие из белков, липидов и углеводов на питательные вещества, которые затем человек усваивает. Более того, микробы производят полезные соединения, такие как витамины и противовоспалительные средства, которые геном человека не может производить. Миллионы бактерий населяют пищеварительную систему человека, которые помогают переваривать пищу и производить жизненно важные витамины, такие как биотин и витамин К.
• Бактерии в кишечнике работают с иммунной системой, защищая организм от заболеваний.
• Микроорганизмы, находящиеся внутри желудка, помогают поддерживать уровень pH и кислотности в желудке.
• Защищают кожу. Множество бактерий на коже (почти 200 различных видов у здорового человека) контролируют окружающую среду кожи и ее ресурсы, не давая другим вредным микробам закрепляться.
• Полезные бактерии, способные производить кислород, используют для создания антибиотиков.
• Бактерии используются в производстве продуктов питания для приготовления йогуртов и ферментированных продуктов.

Чем опасны

Хотя хороших микроорганизмов гораздо больше, чем плохих, некоторые бактерии вредны. При контакте человека с вредоносными организмами они могут попасть в тело, где начинают быстро размножаться, выделять токсины, которые повреждают ткани тела, вызывая недомогание.

Плохие бактерии называются патогенными, потому что они вызывают заболевания, такие как ангина, стафилококковые инфекции, холера, туберкулез и пищевые отравления.

Некоторые виды грамположительных бактерий способны вызывать серьезные инфекционные заболевания:

• Инфекции мочевыводящих путей.
• Туберкулез.
• Дифтерию.

Инфекций, вызываемые грамотрицательными бактериями:

• Пневмония.
• Менингит.
• Перитонит.
• Инфекции крови.

Метод определения «грамположительности» и «грамотрицательности»

При наличии признаков заражения организма врач назначает окрашивание по Граму. Это необходимо для определения типа инфекции: бактериальной, вирусной, грибковой или паразитарной, поскольку все виды лечатся по-разному.

Образец для исследования может быть в виде:

• мокроты, откашливаемой из лёгких;
• мочи, собранной в специальный контейнер;
• крови, сданной в лаборатории;
• слюны;
• мазков из влагалища;
• кала.

С помощью определенных методик определяется тип микроорганизмов в плевральной, перитонеальной жидкости.

Лаборант использует специальную технику окрашивания, чтобы легче увидеть клеточные организмы под микроскопом. Если результаты окрашивания по Граму отрицательные, это означает, что в образце не было обнаружено бактерий. Если положительные, значит, присутствовали микроорганизмы. Результаты также будут включать информацию о форме бактерий, по которой можно судить о типе инфекции.

Хотя результаты могут не идентифицировать точный тип бактерий, но они помогают врачу приблизиться к выяснению того, что вызывает заболевание и как лучше его лечить.

Результаты окрашивания по Граму также могут показать наличие грибковой инфекции (дрожжи или плесень).

При лечении болезней, вызванных грамположительными организмами, врачу необходимы следующие сведения:

• тип бактерий;
• устойчивость к противомикробным препаратам;
• образуют ли бактерии токсины.

Дисбаланс

Грамположительные и грамотрицательные бактерии обитают практически во всех частях человеческого тела, на коже, в кишечнике, во рту и носу. Иногда они вызывают болезни, но в большинстве случаев микроорганизмы живут в гармонии со своими хозяевами, обеспечивая жизненно важные функции, необходимые для выживания человека.

Причины, по которым нарушается баланс:

• Плохая диета и неправильный выбор продуктов.
• Чрезмерное использование антибиотиков.
• Недостаток сна.
• Эмоциональный стресс.

Перенаселение одного вида бактерий приводит к инфекциям и другим проблемам со здоровьем. При уменьшении хороших микроорганизмов в кишечнике защитный барьер понижается, что позволяет проникать в организм вредным бактериям, токсинам и большим молекулам белка.

Что происходит, когда плохие бактерии чрезмерно колонизируются:

• Увеличивается проницаемость кишечника.
• Плохие бактерии распространяются в мочевыводящую систему, вызывая инфекцию мочевыводящих путей.
• Повышается утомляемость из-за перегрузки токсинами.
• Снижается активность иммунной системы, что способствует развитию аллергии и заболеваний, связанных с аутоиммунной реакцией, таких как болезнь Крона, язвенный колит, ревматоидный артрит, кожная инфекция и инфекция влагалищного тракта.
• Развивается диарея из-за кишечной реакции на вредные бактерии.

Бактерии присутствуют и в здоровых легких. Когда хрупкий баланс популяций бактерий в легких нарушается, это может привести к развитию таких заболеваний, как астма и хроническая обструктивная болезнь легких.

Основное внимание следует обратить на последствия нарушения микробного баланса в пищеварительной системе. Оно может иметь негативные последствия не только для органов ЖКТ, но и нервной, метаболической и иммунологической системы.

Поэтому сохранение баланса в вечной битве между «хорошими» и «плохими» бактериями как среди грамположительных, так и грамотрицательных микробов — это путь к здоровью и хорошему самочувствию.

Видео про грамотрицательные и грамположительные бактерии

Окраска бактерий по Граму: