Кишечная палочка при заморозке

Первые попытки Кайетэ и Пиктэ сжижать атмосферные газы не имели успеха. Эти авторы не получили жидкости в измеримом объеме, а смогли лишь превратить газы в туман в условиях очень низких температур.

Тем не менее Пиктэ и сотрудники испытывали действие полученной таким путем холодной среды на бактерии различных видов и обнаружили, что последние переживали пребывание при температуре —70° в течение 3 дней, а при —120° в течение 36 час. Аналогичные опыты были проведены на семенах, которые впоследствии проросли. Де Кандоль пришел к выводу, что метаболическая активность вряд ли возможна в организмах, подвергающихся воздействию очень низких температур, и сравнил их с взрывчатыми смесями, хранящимися при таких температурах, при которых компоненты этих смесей утрачивают способность взаимодействовать.

В 1900 г. Линде и Дьюар получили уже в больших объемах жидкий воздух, жидкий азот и жидкий водород. Макфэдиен, работавший в лаборатории Дьюара, выдерживал культуры 10 различных организмов в жидком воздухе при температурах от —182 до —190° в течение 20 час. После оттаивания он получал свежие культуры всех организмов, включая холерный вибрион, а также тифозную и дифтерийную палочки. У Proteus vulgaris и Escherichia coli наблюдались обычные биохимические, в том числе и ферментативные, реакции.

Staphylococcus aureus сохранял способность образовывать пигмент, а бациллы сибирской язвы и их споры оставались патогенными для животных. Светящиеся бактерии Bacillus phosphorescens и Photobacterium balticun в замороженном состоянии не светились, но после оттаивания интенсивность свечения у них, по-видимому, не снижалась и в культурах восстанавливалась нормальная функциональная активность. Последующие опыты показали, что жизнеспособность этих и многих других микроорганизмов, включая дрожжи, не пострадала после пребывания в течение 7 дней при температуре —190°. Когда большой объем воздуха сгустили в стеклянном баллоне до жидкого состояния, а затем дали ему испариться, температура упала до —210°. Тем не менее в остаточной среде в баллоне были обнаружены 44 вида микроорганизмов, в том числе плесневые грибы, бациллы, кокки и дрожжи.

Эти первые опыты наглядно показали, что самые различные виды бактерий и других микроорганизмов способны переживать охлаждение и хранение в замороженном состоянии при очень низких температурах. Постепенно, однако, стало ясным, что чувствительность микроорганизмов к замораживанию и оттаиванию сильно варьирует в зависимости от принадлежности их к тому или иному виду. Накапливались данные о том, что при температуре ниже нуля большинство кишечных и тифозных палочек, а также других микроорганизмов погибает.

Процент выживающих организмов зависел от индивидуальных особенностей различных видов, от продолжительности хранения при данной температуре и от среды, в которой они были взвешены. Кейт показал, что при замораживании кишечной палочки и хранении ее при температуре —20° в обыкновенной воде через 5 дней оставалось менее 1% жизнеспособных бактерий, а через несколько недель они все погибали. В противоположность этому большой процент бактерий пережил охлаждение до этой же температуры не в воде, а в молоке. Если молоко разбавляли, процент смертности увеличивался. Кейт сделал еще одно важное наблюдение: когда готовили взвесь кишечной палочки

в смесях, содержащих 5—42% глицерина, большое число их переживало хранение при температуре —20° в течение не менее 6 месяцев. Он нашел также, что исходные культуры многих микроорганизмов, в том числе Bacillus subtilis, В. megaterium, В. proteus и Sarcinae, переживают воздействие температуры —10° при посеве на косом агаре, покрытом 10-процентным раствором сахарозы. В течение примерно 40 лет исследователи, по-видимому, не вспоминали о защитном действии глицерина на бактерии, находящиеся в частично замороженной среде. Систематические испытания стали проводить вновь только после появления сообщений о консервации сперматозоидов и эритроцитов при очень низких температурах в средах, содержащих глицерин.

В этих первых опытах большое число микроорганизмов погибало в процессе замораживания, тогда как во время хранения при любой температуре смерть наступала не так быстро. Чем ниже была температура хранения, тем позднее погибали организмы. Последующие опыты заставили предположить, что в некоторых случаях на выживание бактерий после замораживания, особенно в условиях очень низких температур, влияла скорость охлаждения и согревания. Нет данных, что переживание зависит от витрификации. Действительно, чрезмерно быстрое охлаждение до очень низких температур сопровождалось высоким процентом гибели кишечной палочки, тогда как снижение скорости охлаждения увеличивало долю микроорганизмов, переживших медленное согревание. Наиболее высокий процент гибели, согласно Вейзеру и Харгису, наблюдался при чрезмерно быстром охлаждении с последующим медленным оттаиванием. Эти авторы, по-видимому, не испытывали действия на кишечную палочку медленного охлаждения и быстрого согревания. Быстрое оттаивание обычно являлось существенной предпосылкой для восстановления максимального числа жизнеспособных бактерий. Очевидно, повреждения, возникающие во время хранения при любой температуре, следует отличать от повреждений, которые появляются в процессе замораживания и оттаивания. К числу других факторов, влияющих на выживание после кратковременного или длительного воздействия низких температур, нужно отнести возраст культуры, концентрацию в ней микроорганизмов, состав суспензионной смеси или культуральной среды.

Сэндерсон одним из первых выявил влияние повторного замораживания и оттаивания на число жизнеспособных клеток в культуре. Когда культуру Escherichia coli охлаждали до —78° и затем оттаивали, 84% микроорганизмов переживало один цикл охлаждения и оттаивания, тогда как только 10% переживало 10 циклов и лишь 6% микроорганизмов переживало 15 циклов охлаждения и оттаивания. Неоднократно замораживаемые и согретые различные бактериофаги не утрачивали активности. В то же время Риверс показал, что бактериофаг кишечной палочки в результате неоднократного замораживания и оттаивания утрачивал активность по крайней мере на 99%. Процент разрушенных фаговых частиц заметно возрастал при разбавлении фильтрата физиологическим раствором или раствором Локка. Другие вирусы также инактивировались при соответствующем числе циклов замораживания и оттаивания. Вирус коровьей оспы отличался большой устойчивостью, однако и его фильтрат, разбавленный в 100 000 раз физиологическим раствором, терял свою активность после 34-го цикла замораживания до —185° и последующего оттаивания. Инактивация комплемента сыворотки и трипсина посредством многократного замораживания и оттаивания показывает, что такая инактивация не представляет собой свойства исключительно живых организмов, как полагал Сандерсон.

К 1949 г. уже существовала обширная литература, посвященная влиянию замораживания и оттаивания на бактерии различных родов и видов. Многие работы вошли в литературный обзор, составленный Энгли. Некоторые из них были предприняты с целью выяснения оптимальных условий храпения пищевых продуктов на холоду. Здесь следовало иметь в виду два обстоятельства. Во-первых, во время хранения пищи или культур в течение продолжительного времени при температуре ниже нуля некоторые виды микроорганизмов размножаются. Если не понизить температуру до уровня,

несовместимого с их ростом, эти микроорганизмы могут изменить вкусовые качества и внешний вид пищевых продуктов или выработать токсические вещества. Во-вторых, иногда небольшое число патогенных микроорганизмов может пережить охлаждение и начать размножаться уже после согревания или после попадания их в организм человека с едой. Задача других опытов заключалась в разработке методов хранения бактериальных культур in vitro, позволяющих избегать дополнительного труда, расходов и осложнений, связанных с многократным пересевом или пассажами на животных. Некоторые виды микроорганизмов оказались крайне чувствительными к замораживанию и оттаиванию и, по-видимому, неспособными их переживать. Другие сохраняли жизнеспособность при замораживании до низких температур или после лиофилизации. Однако в обоих случаях процент смертности бактерий был очень высок.

Для определения факторов, влияющих на разрушение бактерий при низких температурах, было проведено много капитальных физиологических исследований. У некоторых организмов повреждения наступали при резком охлаждении их до температуры ниже нуля в критической фазе роста. Однако обычно повреждения происходили в случае замерзания окружающей среды. Так, например, некоторые виды бактерий хорошо переносили переохлаждение до температуры на несколько градусов ниже нуля, не теряя жизнеспособности при согревании, если окружающая их среда не кристаллизовалась. Создается впечатление, что повреждения могут быть двух типов: одни наступают во время замораживания и оттаивания, другие — во время хранения при низкой температуре. В период между 1900 и 1949 гг. высказывались самые различные предположения относительно возможной причины гибели замороженных бактерий. Многие исследователи придерживались выдвинутой Кейтом теории механического повреждения бактерий кристаллами льда, согласно которой кристаллы сдавливают или прокалывают клетки снаружи или же, разрастаясь внутри самой клетки, приводят к ее разрыву. В то же время Хайнс не получил данных, подтверждающих эту гипотезу. Он показал что для Bacillus pyocyancus (Pseudomonas aeruginosa) температура —2° уже является критической. При этой температуре наблюдалась максимальная смертность, хотя микроорганизмы были взвешены в незамороженной среде и не соприкасались с кристаллами льда. Белки бактерий полностью сохранялись как при быстром замораживании и хранении при очень низких температурах, так и при хранении после лиофилизации. Хайнс высказал предположение, что бактерии и их белки чувствительны к концентрации солей или к pH среды, изменяющимся после вымерзания при —2° большей части воды. Другое предположение заключалось в том, что клетки, находившиеся в частично замерзшей среде при относительно высоких температурах, погибали вследствие накопления продуктов обмена; при низких же температурах смерть наступала позже вследствие замедления метаболических процессов.

Вейзер и Остеруд не согласны с тем, что образование кристаллов льда внутри клеток обусловливает их гибель во время замораживания. Клетки погибали при температуре выше той, при которой можно было бы ожидать кристаллизации цитоплазмы. Вейзер и Харгис, по-видимому, не сомневаются в том, что при образовании льда вне клеток при температуре ниже —110° внутреннее содержимое бактерий переходит в стекловидное состояние. Эти авторы полагают, что механическое действие внеклеточного льда служит основной причиной гибели бактерий во время замораживания, поскольку наибольшая смертность наблюдалась в последних стадиях кристаллизации, когда слой жидкости между отдельными кристаллами уменьшался и не мог предохранить клетки от сдавливания. По их мнению, существуют различные факторы, способствующие гибели бактерий во время хранения при низких температурах. Они нашли, что при —30° смертность резко понижалась, и считают, что эта температура совпадает с эвтектической точкой, когда выделяются последние остатки воды и солей. Ниже этой температуры клетки уже не подвергаются воздействию концентрированных электролитов. Вейзер и Остеруд высказали предположение, что повышенная концентрация растворенных веществ в жидкости между кристаллами может служить одним из факторов, способствующих гибели бактерий во время хранения их при температурах выше эвтектических точек для различных солей, присутствующих в данной среде.

Микроорганизмы в пищевых продуктах присутствуют всегда. Патогенные микроорганизмы могут быть уничтожены благодаря обработке продуктов. Они могут стремительно размножаться из-за неправильной транспортировки, хранения, приготовления, или подачи. Увеличение количества этих микроорганизмов может привести не только к порче пищи, но и вызвать серьёзное отравление. Распространённый представитель пищевых патогенных бактерий – кишечная палочка. Кишечная палочка является частью микрофлоры кишечника человека и животных.

Некоторые виды кишечных палочек – патогенные для человека, то есть способны вызвать заболевание.

Бактерии группы кишечной палочки – универсальный показатель качества пищевых продуктов. Наличие кишечной палочки – показатель фекального загрязнения, особенно воды.

К сожалению, по внешнему виду, запаху или вкусу мы не сможем сказать, загрязнена ли пища кишечной палочкой (E. coli).

Кишечной палочкой могут быть обсеменены многие продукты, включая говядину, зелень, готовые к употреблению салаты, фрукты, сырое молоко и сырое тесто, нарезки колбас, сыров , особенно в условиях рынка, где не всегда обрабатывается аппарат для нарезки, мясорубки для приготовления фарша. Кишечная палочка активно размножается во время гниения продуктов.

Механизм передачи возбудителя фокально-оральный. Заражение происходит через пищу, воду, грязные руки.

Эта бактерия способна вырабатывать токсины (25 типов) и в зависимости от типа токсина, вырабатываемого кишечной палочкой, она обладают определенным действием.

Например, энтеротоксигенные E.coli имеют высокомолекулярный термолабильный токсин, который действует аналогично холерному, вызывая холероподобную диарею (гастроэнтериты у детей младшего возраста, диарею путешественников и др.).

Энтероинвазивные кишечные палочки вызывают профузную диарею с примесью крови и большим количеством лейкоцитов (аналогично дизентерие).

Энтеропатогенные E.coli вызыают водянистую диарею и выраженное обезвоживание.

Энтерогеморрагические кишечные палочки вызывают диарею с примесью крови.

Симптомы 

Симптомы пищевого отравления отравления кишечной палочкой: боль в животе, тошнота, рвота, диарея более 20 раз в сутки, возможно с кровью. Температура тела обычно повышается незначительно или остаётся в норме.

Кишечная палочка является наиболее распространенным патогеном, вызывающим менингит у новорождённых детей. Он имеет высокие показатели заболеваемости и смертности во всем мире.

В группе риска

-Взрослые в возрасте 65 лет и старше

-Дети младше 5 лет

-Люди с ослабленной иммунной системой, в том числе беременные

-Люди, которые путешествуют в определенные страны

Профилактика 

Чтобы защитить себя от инфекций, вызванных кишечной палочкой, а также от других болезней пищевого происхождения, соблюдайте основные правила безопасности:

-Мойте руки, посуду и кухонные поверхности горячей мыльной водой до и после приготовления или приема пищи.

– Используйте отдельные разделочные доски для сырых продуктов и готовых

-Тщательно мойте фрукты и овощи, испотльзуйте щетку для овощей.

-Держите сырые продукты, особенно мясо и птицу, отдельно от готовых к употреблению продуктов.

– Охлаждайте или замораживайте скоропортящиеся продукты как можно быстрее.

– Избегайте непастеризованных соков, молочных продуктов.

– Не ешьте сырое тесто.

– Пейте бутилированную воду.

-Тщательно прожаривайте мясо.

Перед нами один из множества видов бактерий, составляющих естественную пищеварительную микрофлору кишечника взрослых людей. На данный момент известно несколько десятков его штаммов. Большая часть палочек – анаэробы, то есть бактерии, которые размножаются только в бескислородной среде.

Зачем нашему организму нужны бактерии?

В норме для палочек характерно обитать в нижних отделах кишечника – в тонкой и, особенно, прямой кишке, где они помогают расщепить и усвоить остатки питательных веществ из пищевого «жмыха».

Однако, во-первых, не все виды палочек образуют симбиоз с нашим пищеварительным трактом (среди них есть и возбудители сепсиса). А во-вторых, анаэробы – это такая часть микрофлоры, которая безвредна только при определенных условиях.

Так, анаэробные бактерии, в отличие от аэробных, способны поражать глубоко залегающие специфические ткани, клетки которых бедны кислородом или совсем не потребляют его для обмена веществ.

А плохо это тем, что они легко заражают, скажем, соединительную и жировую прослойки, которые почти не снабжаются кровью. Обычная бактерия если и выживет в них, то с трудом, а вот анаэробная сделает это с большим успехом. Но, как мы понимаем, отсутствие кровоснабжения равняется невозможности доставить в такие клетки/ткани антибиотики и другие лекарственные препараты, принятые перорально.

Оттого анаэробные инфекции поддаются лечению тяжелее любых других. Они вызывают гангрену, и неважно, касается она конечности или каких-то органов/участков тканей тела. А сами патологии кишечника, спровоцированные различными штаммами палочек, называются эшерихиозами (от лат. названия этого вида Escherichia coli).

В настоящее время, как и в прошлом, в распоряжении медицины нет ни одного по-настоящему эффективного средства лечения анаэробных инфекций, кроме хирургического иссечения очагов – причем, с большим запасом внешне здоровых тканей вокруг. Его делают для гарантии удаления всего очага, так как в случае неудачи процесс запустится снова. При этом повторное вмешательство возможно не всегда (в конце концов, у нас в теле не так много органов и тканей, которые можно удалить без риска для жизни).

Симптомы заболевания кишечной палочкой

Патогенные штаммы возбудителей этого вида не просто ведут свою жизнедеятельность, а выделяют в процессе нее вещество под названием веротоксин.

Этот органический яд и вызывает большую часть симптомов заболевания:

• Неудержимую диарею водянистыми массами;
• Рвоту и стремительную потерю аппетита;
• Появление в этих каловых массах примеси свежей крови из-за геморрагического колита (разъедания веротоксином кровеносных сосудов ампулы прямой кишки – специфичного симптома эшерихиоза);
• Общую интоксикацию (ее симптомы: слабость, головная боль, ломота в суставах, повышение температуры, дрожь в конечностях);
• Развитие гемолитико-уремического синдрома, который заключается в сочетании почечного отказа с гемолитической анемией (когда анемия наступает в результате разрушения красных кровяных телец). Такое осложнение эшерихиозов очень серьезно и угрожает жизни больного, но встречается в основном у лиц с сильно ослабленным иммунитетом – пожилых людей и детей в возрасте до 3 лет, чьи защитные механизмы тела просто еще не сформированы. Кроме того, из их числа взрослые, принимающие иммунодепрессанты (после трансплантации донорских органов или с целью лечения аллергии), а также женщины в первые полгода после родов и больные ВИЧ.

О начале упомянутого выше гемолитико-уремического синдрома можно догадаться по такому признаку, как появление желтушной окраски кожи пациента. Нужно помнить, что более половины перенесших его приобретают хроническую почечную недостаточность. Гемолитико-уремический синдром также может стать причиной смерти.

Причины заболевания кишечной палочкой

Итак, наличие у нас в кишечнике отдельных штаммов палочек – это еще не беда и не приговор, поскольку многие из них превосходно уживаются с организмом как взрослых, так и детей. Но потенциально они опасны почти все.

В чем может состоять этот «потенциал»?..

1. Первый путь для нас «заработать» себе большие неприятности с маленькими обитателями кишечника заключается в возможности суперинфекции ими, то есть явления, при котором мы съедаем представителей нового для нашей микрофлоры штамма вместе с пищей;
2. Второй вариант состоит в вероятности распространения нормальных для прямой кишки анаэробов вверх, в направлении двенадцатиперстной кишки, поджелудочной железы и желудка. А для них они вовсе не являются нормой, вызывают их устойчивое воспаление, изъязвление и последующий некроз. Такое случается при дисбактериозе, особенно двенадцатиперстной кишки;
3. Третий, так сказать, шанс для анаэробных палочек – эрозии/трещины тонкой или толстой кишки. Язвенная болезнь может начаться по многим причинам, начиная от чрезмерно активного потребления клетчатки (типично для вегетарианцев) и заканчивая природным/приобретенным окислением среды в кишечнике (случается при патологиях поджелудочной железы). Но явное доминирование анаэробов в кишечнике всегда осложняет ее течение.

Основной путь как пополнения уже существующей колонии, так и добавления к ней новых, часто опасных, штаммов – оральный. То есть львиная доля их, как и любой другой микрофлоры, попадает в организм с пищей, грязными пальцами, даже водой, особенно зараженной отходами канализации. Что до оставшихся двух вариантов, то, как видим, они развиваются как последствия каких-то других нарушений.

Лечение инфекций кишечной палочкой

В арсенале народной медицины, конечно, имеются средства для лечения чего угодно, но в данном случае они не помогут. И с учетом набора возможных осложнений (например, гангрены или гемолитико-уремического синдрома), часть из которых угрожает жизни или существенно снижает ее качество, лучше не проверять правильность этого утверждения на практике.

Проблема здесь в том, что бактерия является возбудителем, против которого по-настоящему эффективно лишь одно средство – антибиотики. В природе существует нечто подобное – умеренно ядовитые (из-за содержащихся в них дубильных веществ) растения.

Отвары и настои из них и впрямь способны уничтожить часть колонии палочек.

Но, во-первых, это будет только часть, и притом небольшая, поскольку все представители этого вида способны как бы зарываться в толщу слизистой кишечника благодаря окутывающим их ворсинкам. А во-вторых, полезные бактерии гораздо более чувствительны к ядам, чем болезнетворные. И токсины, содержащиеся в зверобое или цветках сирени, в этом смысле действуют ничуть не более избирательно, чем молекулы «Метронидазола», «Ципрофлоксацина» и проч.

Поэтому если наша кишечная палочка начала ускоренно размножаться из-за начавшегося по другой причине дисбактериоза, мы своими руками ускорим его развитие на порядок и в то же время никоим образом не оградим себя от перспектив «знакомства» с последствиями запущенного колита.

Вот почему бактериальные инфекции, включая эшерихиозы, лечат соответствующими препаратами.

1. При отсутствии выраженных дефектов в работе иммунитета и масштабных поражений органов пищеварения лечение начинают с выравнивания баланса микрофлоры. Это достигается путем уничтожения лишних ее компонентов с помощью т.н. поливалентных бактериофагов. Такие препараты похожи на «живые» йогурты, только вместо кисломолочных культур они содержат культуры, способные уничтожать определенных возбудителей. То есть это не антибиотики. Для борьбы с кишечной палочкой подходят «Секстафаг», «Интенсти-бактериофаг» и др.;
2. Следующий шаг в нормализации микрофлоры – курс пробиотиков. Вот эти средства и впрямь содержат живые культуры полезных пищеварительных бактерий. Их прием позволяет восстановить даже почти полностью вымершую микрофлору. Из этой серии «Линекс», «Энтерол», «Бифиформ» и др. Среди них есть и препараты, содержащие палочки – например, «Бификол» или «Биофлор», но по понятным причинам они не рекомендованы для лечения колитов;
3. Если предыдущие меры не дают нужного результата, врач-гастроэнтеролог может назначить нам антибиотики. Кишечная палочка особенно восприимчива к аминогликозидам («Стрептомицину», «Нетилмицину», «Амикацину» и др.), амоксициллину, фторхинолонам (упомянутый выше «Ципрофлоксацин», а также «Офлоксацин» и др.).

Профилактика заболеваний кишечной палочкой

Профилактика и сложна, и проста одновременно, поскольку заключается всего лишь в поддержании нормального баланса микрофлоры в кишечнике и гигиены потребляемой нами пищи.

Нам не следует злоупотреблять антибиотиками – назначать их себе самостоятельно по малейшему поводу, пользоваться мылом, кремом и другими средствами ухода с их добавлением.

Овощи и фрукты нужно мыть перед едой так же тщательно, как и посуду.

Лучше избегать есть на открытом воздухе, ведь мы не знаем, что прилетит в нашу тарелку с очередной порцией дорожной пыли.

Кроме того, все, что мы собираемся отправить в рот, нужно предварительно подвергать хотя бы номинальной тепловой обработке.

Берегите свое здоровье, оно у вас одно!

Материалы, размещённые на данной странице, носят информационный характер и предназначены для образовательных целей. Посетители сайта не должны использовать их в качестве медицинских рекомендаций. Определение диагноза и выбор методики лечения остаётся исключительной прерогативой вашего лечащего врача.