Bakteria Escherichia coli jest gram-ujemną pałeczką z rodziny Enterobacteriaceae, która naturalnie bytując w jelicie ludzi i zwierząt wspiera trawienie, syntezę witamin z grupy B i K oraz chroni przed patogenami. W określonych warunkach E. coli może wywołać zakażenia przewodu pokarmowego, układu moczowego i innych narządów, prowadząc do objawów takich jak biegunka, bóle brzucha, gorączka, bakteriuria czy zakażenia szpitalne. Częste drogi zakażenia obejmują kontakt z zanieczyszczoną wodą, pożywieniem oraz nieprzestrzeganie zasad higieny. Diagnostyka polega na posiewie mikrobiologicznym i testach molekularnych, a leczenie infekcji opiera się na antybiotykoterapii, terapii powikłań i działaniach profilaktycznych, takich jak dezynfekcja wody i higiena rąk.
Co to jest bakteria Escherichia coli?
Bakteria Escherichia coli, nazywana pałeczką okrężnicy, jest jednym z najpowszechniej występujących mikroorganizmów w jelitach ludzi i zwierząt stałocieplnych. Escherichia coli należy do rodziny Enterobacteriaceae, jest gram-ujemna, względnie tlenowa i pałeczkowata. Wspiera fizjologiczne procesy trawienne i utrzymanie mikrobioty, ale w określonych warunkach jej patogenne szczepy wywołują groźne zakażenia, m.in. układu moczowego oraz przewodu pokarmowego.
Charakterystyka morfologiczna i budowa
Escherichia coli to drobna, gram-ujemna pałeczka o długości około 2 µm i średnicy 0,8 µm. Komórka E. coli posiada wici umożliwiające ruch, fimbrie oraz pilusy płciowe istotne dla adhezji oraz wymiany materiału genetycznego. Cytoplazma zawiera liczne rybosomy, DNA w formie kolistego chromosomu oraz często plazmidy, które mogą przenosić geny oporności na antybiotyki. Bakteria dzieli się co około 20 minut w optymalnych warunkach środowiska.
Rola w fizjologicznej florze jelitowej
W przewodzie pokarmowym człowieka Escherichia coli pełni istotną rolę w rozkładzie składników pokarmowych, bierze udział w syntezie witamin z grupy B i K oraz wspiera ochronę przed kolonizacją przez mikroorganizmy chorobotwórcze. W jelicie grubym zachowuje równowagę ekosystemu mikrobioty, a jej obecność stanowi ważny element prawidłowego trawienia i metabolizmu.
Typy i szczepy E. coli
Wyróżnia się ponad 180 typów E. coli, klasyfikowanych według antygenów O, K i H. Szczepy patogenne dzieli się na biegunkotwórcze (ETEC, EPEC, EHEC/STEC) oraz uropatogenne (UPEC). Do najważniejszych należą:
- EHEC/STEC: enterokrwotoczne, wytwarzające toksynę Shiga
- ETEC: enterotoksynogenne, odpowiedzialne za biegunkę podróżnych
- UPEC: uropatogenne, wywołujące zakażenia układu moczowego
Te szczepy różnią się mechanizmem zjadliwości i przebiegiem klinicznym.
Mechanizmy zjadliwości i toksyny
Patogenne szczepy E. coli posiadają szereg czynników zjadliwości umożliwiających kolonizację, przetrwanie i uszkadzanie tkanek.
Fimbrie, wici i adhezyny
Obecność fimbrii, wici i specyficznych adhezyn umożliwia E. coli przyleganie do komórek nabłonka jelitowego czy moczowego, a także ruchliwość w środowisku wewnętrznym organizmu. Fimbrie typu P przylegają do komórek dróg moczowych, natomiast fimbrie S wykazują tropizm do naczyń mózgowych, co warunkuje rozwój zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych.
Toksyna Shiga i powikłania
Szczepy EHEC/STEC produkują egzotoksynę Shiga, która uszkadza komórki nabłonka jelitowego, wywołuje krwotoczne zapalenie okrężnicy i może prowadzić do zespołu hemolityczno-mocznicowego (HUS). Powikłanie to objawia się uszkodzeniem nerek i rozpadaniem krwinek czerwonych, stwarzając poważne ryzyko zagrożenia życia, zwłaszcza u dzieci.
Inne toksyny i hemolizyny
E. coli posiada także enterotoksyny (ciepłochwiejne i ciepłostałe), podobne do toksyny cholery, oraz α-hemolizynę o działaniu cytotoksycznym. Enterotoksyny ETEC prowadzą do nadmiernej sekrecji płynów i elektrolitów w jelicie cienkim, a hemolizyna uszkadza krwinki czerwone i inne komórki. Patogenne szczepy mogą wytwarzać także cytotoksynę nekrotyzującą i toksyny agregacyjne.
Drogi zakażenia i źródła patogenów
Przenoszenie E. coli następuje głównie drogą fekalno-oralną, przez zakażoną żywność, wodę lub kontakt z osobą zakażoną.
Zakażenia pokarmowe i zatrucie pokarmowe
Spożycie skażonego mięsa, niepasteryzowanego mleka, nieumytych warzyw lub owoców prowadzi do zakażenia przewodu pokarmowego. Najczęstsze objawy to biegunka, bóle brzucha i wymioty. W krajach rozwiniętych często rejestrowane są ogniska zakażeń pokarmowych spowodowanych niewłaściwą obróbką mięsa mielonego lub warzyw.
Skażenie wody i profilaktyka wodopochodna
Obecność E. coli w wodzie pitnej lub kąpieliskach stanowi wskaźnik skażenia fekalnego. Przypadki zatruć często dotyczą korzystania z nieoczyszczonej wody, awarii w wodociągach lub kontaktu z wodami powierzchniowymi. Przegotowanie wody przez 20 minut w 60°C oraz dezynfekcja przez chlorowanie lub promieniowanie UV skutecznie eliminują drobnoustroje.
Zakażenia szpitalne i pooperacyjne
Bakteria E. coli jest główną przyczyną zakażeń szpitalnych, szczególnie układu moczowego u osób cewnikowanych i zakażeń ran pooperacyjnych. Obniżona odporność, przewlekłe choroby oraz dłuższa hospitalizacja zwiększają ryzyko zakażenia.
Infekcje przewodu pokarmowego wywołane przez E. coli
Chorobotwórcze szczepy E. coli, zwłaszcza EHEC i ETEC, wywołują objawy ostrego lub przewlekłego zakażenia jelit.
Objawy biegunki i bóle brzucha
Objawy zakażenia przewodu pokarmowego obejmują gwałtowną biegunkę, kurczowe bóle brzucha, stan podgorączkowy, wymioty i ogólne osłabienie. W przypadku zakażenia EHEC mogą pojawić się stolce z domieszką krwi. Przebieg infekcji zależy od wieku, odporności i dawki zakaźnej.
Zespół hemolityczno-mocznicowy
Zespół hemolityczno-mocznicowy rozwija się u około 5–10% chorych na EHEC. Występuje ostra niewydolność nerek, rozpadają się krwinki czerwone i pojawia się niedokrwistość. To powikłanie dotyczy głównie dzieci i wymaga intensywnej opieki medycznej.
Infekcje układu moczowego i bakteriuria
Escherichia coli odpowiada za 60–80% zakażeń układu moczowego u ludzi.
Najczęstsze objawy zakażeń dróg moczowych
Objawy infekcji to pieczenie i ból podczas oddawania moczu, częste parcie, oddawanie małych ilości moczu i bóle podbrzusza. W cięższych przypadkach występuje gorączka, dreszcze i bóle w okolicy nerek.
Szczepy uropatogenne i czynniki ryzyka
Szczepy uropatogenne E. coli (UPEC) wyposażone w fimbrie łatwo kolonizują nabłonek dróg moczowych. Zwiększone ryzyko infekcji występuje przy cewnikowaniu, cukrzycy, ciąży, zaburzonym odpływie moczu oraz nieprzestrzeganiu higieny.
Zakażenia innych narządów
Poza przewodem pokarmowym i układem moczowym E. coli może powodować infekcje innych układów.
Zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych
Escherichia coli jest drugim najczęstszym czynnikiem zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych u noworodków po Streptococcus agalactiae. Przebieg może być bez charakterystycznych objawów, czasem pojawia się gorączka, drgawki, zaburzenia świadomości oraz sztywność karku.
Zakażenia dróg rodnych
Zaburzenie mikrobioty pochwy, niedostateczna higiena, stosowanie antybiotyków lub zaburzenia hormonalne mogą prowadzić do namnażania E. coli i zapalenia pochwy, objawiającego się upławami, pieczeniem oraz bólem podbrzusza.
Zakażenia ropne i ropnie narządowe
Przy perforacji przewodu pokarmowego, powikłaniach nowotworowych czy chirurgicznych E. coli może wywołać ropnie narządowe, zapalenie otrzewnej, przetoki oraz sepsę.
Diagnostyka zakażeń E. coli
Rozpoznanie zakażenia E. coli opiera się na badaniach mikrobiologicznych i molekularnych.
Posiew mikrobiologiczny i antybiogram
Najważniejszą metodą jest posiew odpowiedniego materiału (mocz, kał, krew, płyn mózgowo-rdzeniowy) na podłoża bakteriologiczne. Hodowla umożliwia identyfikację bakterii, ocenę ilościową (np. w badaniu moczu) oraz wykonanie antybiogramu, który określa wrażliwość szczepu na antybiotyki.
Testy molekularne i wykrywanie toksyn
Nowoczesne testy PCR wykrywają obecność genów odpowiedzialnych za wytwarzanie toksyn (np. toksyny Shiga). Testy te zapewniają szybkie i precyzyjne wykrycie szczepów patogennych, zwłaszcza w przypadkach ciężkich lub nietypowych infekcji.
Leczenie i antybiotykoterapia
Leczenie infekcji wywołanych przez E. coli różni się w zależności od lokalizacji zakażenia, wieku pacjenta oraz obecności powikłań.
Antybiotyki w zakażeniach E. coli
Antybiotykoterapia jest podstawą leczenia zakażeń układu moczowego i innych pozajelitowych infekcji E. coli. Lekarz dobiera antybiotyk na podstawie antybiogramu. Najczęściej stosuje się cefalosporyny, aminoglikozydy, fluorochinolony, penicyliny z inhibitorem β-laktamaz. W zakażeniach wywołanych przez szczepy EHEC ze względu na ryzyko zespołu hemolityczno-mocznicowego antybiotyków się nie stosuje.
Leczenie powikłań i terapia wspomagająca
W ostrych biegunkach podstawą jest nawodnienie i uzupełnienie elektrolitów. W ciężkich przypadkach HUS stosuje się leczenie objawowe, a w razie niewydolności nerek dializoterapię. Leczenie chirurgiczne lub drenaż konieczny jest w przypadku ropni narządowych. U noworodków i osób z obniżoną odpornością kluczowa jest szybka interwencja medyczna.
Profilaktyka zakażeń bakterią coli
Zapobieganie zakażeniom E. coli opiera się na przestrzeganiu higieny, kontroli jakości wody oraz właściwej obróbce żywności.
Higiena rąk i żywności
Mycie rąk przed spożyciem posiłków, po korzystaniu z toalety i po kontakcie ze zwierzętami obniża ryzyko przeniesienia bakterii. Żywność należy dokładnie myć, mięso i mleko spożywać tylko po właściwej obróbce termicznej.
Dezynfekcja wody: chlorowanie, ozonowanie, UV
Chlorowanie wody z użyciem podchlorynu sodu, ozonowanie oraz promieniowanie UV należą do najskuteczniejszych metod dezynfekcji wody pitnej. Eliminują E. coli i inne patogeny, zapobiegając rozprzestrzenianiu się zakażeń wodopochodnych. Użytkowanie filtrowanej lub przegotowanej wody jest zalecane w rejonach o podwyższonym ryzyku mikrobiologicznym.
Dbając o higienę, monitorując wodę i świadomie podchodząc do żywności, zmniejszasz prawdopodobieństwo infekcji E. coli. W razie niepokojących objawów zgłoś się do lekarza i wykonaj odpowiednią diagnostykę. Zadbaj o zdrowie swoje i najbliższych, stosując skuteczne strategie zapobiegania zakażeniom.
