Новое в кишечной палочке

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.

Испанским физикам удалось прорвать клеточную стенку кишечной палочки с помощью иглы атомно-силового микроскопа. Для разрыва понадобилась сила более 20 наноньютонов, что превышает предыдущие оценки. Кроме того, оказалось, что для прекращения клеточного деления палочки достаточно и слабых надавливаний. В статье, опубликованной в журнале ACS Applied Materials & Interfaces, для достижения такого механо-бактерицидного эффекта ученые предлагают использовать вытянутые коллоидные наночастицы в растворе.

В последние годы бактерии со все большей скоростью приспосабливаются к традиционным химическим антибиотикам, после чего последние перестают работать (подробно о проблемах современных антибиотиков и мультирезистентных бактерий мы уже писали в материале «Конец прекрасной эпохи»). Единственное, против чего бактерии точно не могут защититься — это механический разрыв клеточной оболочки. Ученые обнаружили такой эффект в природе (например, на крыле стрекозы) и уже начали создавать механо-бактерицидные наноструктуры в виде коллоидных наночастиц или поверхностей со стержнями из титановых или углеродных материалов.

Механизм такого разрушения клеточной стенки до конца не изучен, хотя ученые уже наблюдали за ним через атомный силовой микроскоп и пытались моделировать. Так, физики уже прокалывали иглой атомно-силового микроскопа клеточную стенку грамотрицательной бактерии Salmonella typhimurium — для разрыва потребовалась сила в один-два наноньютона. Однако ученые заметили, что клетка все еще была жива после нескольких проколов благодаря перестройке фосфолипидов в клеточной мембране. Также иглой атомно-силового микроскопа моделировали взаимодействие бактерии и одностеночной углеродной нанотрубки. Для высушенных клеток Escherichia coli
и Bacillus subtilis сила для разрыва клеточной стенки превысила десять наноньютонов, чего не может обеспечить один контакт нанотрубки с бактерией, но его, например, возможно достичь в процессе фильтрации через нанотрубочную мембрану.

Чтобы установить необходимую силу для прокалывания кишечной палочки, испанские физики из Автономного Университета Мадрида под руководством Кристины Флорс (Cristina Flors), надавливали на обездвиженные клетки иглой атомно-силового микроскопа. За жизнеспособностью клетки наблюдали с помощью флуоресценции йодида пропидиума, который после связывания с молекулами ДНК и РНК увеличивает свою светимость. 

Ученые надавливали на клеточную стенку с разной силой и в месте разрыва наблюдали резкое изменение механических свойств (после клеточной стенки игла не встречала достаточного сопротивления от цитоплазмы клетки). Разрыв произошел при силе в 20 наноньютон на глубине в 373 нанометра, что приблизительно равно половине диаметра кишечной палочки.

В отличие от экспериментов с вирусами, у кишечной палочки ученые обнаружили задержку в пару секунд между проколом клеточной стенки и увеличением флуоресценции йодида пропидиума. Чтобы проверить, не мешает ли сама игла проникновению в клетку, физики оставили иглу в кишечной палочке на пять-десять секунд — проникновение вещества началось только после вытаскивания иглы. Такое поведение может быть связано не только с блокировкой отверстия иглой, но и с более сложной диффузией йодида пропидиума по поврежденной бактерии.

Далее ученые проследили за физиологическим состоянием клетки во время надавливания с разной силой по периоду колебаний белковой системы Min, которая определяет положение клеточной стенки при делении, что напрямую связано с ее общим состоянием. До надавливания период колебаний составил 63 секунды, при слабом надавливании с силой в пять наноньютонов период незначительно повысился, а при силе в 45 наноньютонов колебания прекратились полностью. Примечательно, что при последовательных надавливаниях с силой в два наноньютона колебания белковой системы также прекращаются, хотя разрушения клеточной оболочки не происходит. 

Авторы заключили, что для разрушения клеточной оболочки кишечной палочки необязательно ее протыкать: можно просто на нее много раз надавить — и бактерия все равно перестанет функционировать. Именно поэтому для подобного механо-бактерицидного эффекта подойдут, например, и коллоидные продолговатые наночастицы, которые могут перемещаться по всему объему раствора и многократно надавливать на стенки бактерий.

Сфера традиционных химических антибиотиков тоже развивается: месяц назад американские ученые представили новый препарат, не вызывающий резистентность. Бактерии не смогли выработать устойчивость из-за двойного механизма воздействия вещества SCH-79797 — он влияет сразу на клеточную мембрану и метаболизм фолатов.

Артем Моськин