Ученые выяснили, что кишечная палочка использует для питания лактозой; нецелевые; гены — Наука — ТАС

Ученые выяснили, что кишечная палочка использует для питания лактозой «нецелевые» гены

МОСКВА, 1 марта. /ТАСС/. Группа ученых под руководством профессора Сколтеха Михаила Гельфанда открыла неизвестный ранее способ переработки лактозы бактерией Escherichia coli (кишечная палочка), обитающей в кишечнике человека и других млекопитающих. Бактерия задействует при этом гены, которые предназначены для метаболизма других веществ. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

«Полученные результаты говорят о возможной мультифункциональности ферментов, ранее считавшихся очень узкоспециализированными, и поднимает целый ряд дополнительных вопросов об их биохимических характеристиках, специфичности и сродству ко всем возможным субстратам», — отмечается в пресс-релизе.

Самая привычная пища для кишечной палочки — глюкоза, но в ее отсутствие бактерия может перейти на другие вещества, например на лактозу. Кишечная палочка может быстро, в течение нескольких часов, переключаться с одного «корма» на другой, благодаря тому, что гены, отвечающие за определенные задачи — например, за усвоение лактозы — не разбросаны по всей бактериальной хромосоме, а собраны в группы, опероны. Такая организация помогает легко регулировать работу генов и выключать ненужные гены при необходимости, переключаясь с переработки глюкозы на переработку лактозы.

Раньше считалось, что у кишечной палочки есть только один метаболический путь усвоения лактозы, но ученые обнаружили, что оперон, который нужен кишечной палочке для распада серосодержащих углеводов очень похож по взаимному расположению генов на оперон у других бактерий — бацилл, который отвечает за переработку лактозы.

Ученые предположили, что этот оперон у кишечной палочки может тоже участвовать в утилизации лактозы и эксперимент подтвердил догадку, показав, что генов, которые обеспечивают метаболизм сероуглеродов, участвуют в переработке лактозы. Гены работали, когда в среде присутствовала лактоза, и выключались при ее отсутствии. Более того, даже если выключить классический путь переработки лактозы, бактерии могли расти и размножаться на лактозе за счет нового пути.

Как пишут ученые в статье, исследованный ими случай является примером успешного предсказания функций генов, основанного на их расположении в геноме. «Эта история показывает силу интеграции биоинформатических и экспериментальных методов при решении типичных молекулярно-биологических задач», — сказал профессор Михаил Гельфанд.

Кишечная палочка

Все чаще и чаще мы слышим о кишечных заболеваниях, они окружают нас отовсюду. Радио, телевидение, газеты — все заставляют нас паниковать, нагоняет страх. Но, как говорят, если знать врага в лицо, то он уже не так страшен. Поэтому, давайте, попробуем разобраться.

Что такое кишечная палочка.

Прежде всего кишечная палочка – это микроорганизм, который живет в кишечнике человека и животного. Кишечная палочка имеет научное название Escherichia coli. На протяжении долгого времени кишечная палочка может жить на почве, в фекалиях, а также в воде. Благоприятной средой для размножения являются продукты питания. Наиболее подходящий продукт — молоко.

Погибает этот микроорганизм при кипячении. Чувствителен он к дезинфицирующим средствам и к солнечному свету.

Что такое штаммы

Штаммы – это термин, который употребляется микробиологии. Нужен он, чтобы отличать образцы вирусов или культуры микробов одного названия, но разные по происхождению. Другими словами, в нашем случае, это другие типы кишечной палочки. Видов кишечной палочки великое множество. Различают больше ста видов только патогенных (вызывающих заболевание) типов. Они выделены в 4 класса.

  • Энтеропатогенные – обозначают такие кишечные палочки, как ETEC. Зачастую они вызывают кишечные болезни тонкой кишки детей до 1 года и новорожденных. Сопровождаются они поносом и водяным стулом, болями в животе и рвотой.
  • Энтеротоксигенные – такой вид палочки, который крепится к клеткам эпителия тонкой кишки. Они производят яды, которые являются главной причиной диарей у детей и взрослых.
  • Энтероинвазивные – обозначают EIEC. Кишечные палочки этого вида обитают в ободочной кишке. Они вызывают периодические вспышки пищевого отравления у детей и взрослых. Способны побеждать защитные силы организма.
  • Энтерогеморрагические – обозначаются EHEC. Это один из опасных видов кишечной палочки.Он вызывает тяжелое заболевание – геморрагический колит. Который характеризуется сильными, со спазмами, болями в животе, диареей (иногда кроваваой). Повышается температура тела до 39°. Иногда происходит осложнение в виде почечной недостаточности. Заразиться можно через продукты или контактируя с инфицированным человеком или животным.
Читайте также:  Не хватает воздуха при дыхании зевота – какие причины и что нужно делать 2020

Биология и биохимия кишечной палочки

Кишечная палочка E.coli – бактерия, которая живет и размножается без доступа кислорода и не образует эндоспор. Производит в результате жизнедеятельности углекислый газ и другие газы. Выделяя молекулярный водород. Клетки имеют вид палочки с закругленными концами, размером — 0,4-0,8 на 1-3 мкм. Объем клетки обычно 0,6-0,7µm3 . Имеют специальные жгутики и могут передвигаться. Наиболее интенсивный рост происходит при температуре 37, а иногда и при 49 o .

Роль кишечной палочки в нормальной микрофлоре

У человека количество этих микроорганизмов не превышает 1% от всех остальных микроорганизмов, живущих в кишечнике. Кишечная палочка – это такой страж, который не пропускает в кишечник другие опасные микробы. Она, используя кислород, создает условия для жизни бифидобактерий, которые необходимы человеку. И, что самое главное, этот полезный микроорганизм вырабатывает витамины B и K. Активно участвует и в процессах обмена жирных кислот, благодаря чему легче происходит всасывание кальция и железа.

Патогенность кишечной палочки

Способность микроорганизмов вызывать болезни человека носит название – патогенности микроорганизмов. Когда кишечная палочка попадает не кишечник, а в другой орган, то может вызвать инфекционное заболевание того органа, в который попала. Так, когда микроорганизм попадает в брюшную полость – возникает перитонит. Это воспаление брюшной полости, которое может привести и к смерти человека. Когда E.coli попадает в женские половые органы, она вызывает кольпит. Это когда происходит воспаление в слизистой влагалища. Если палочка попадает в предстательную железу мужчины, то естественно вызывает воспалительные процессы, которое сказывается на всей мочеполовой системе.

Причины желудочно-кишечных инфекций

Инфекции, которые вызывают заболевания ЖКТ, называют кишечными. Это могут быть такие заболевания как, гастрит, панкреатит, колит. После того, как в организм человека попадает, например, кишечная палочка, она начинает размножаться. Это приводит к тому, что пищеварительный процесс нарушен, слизистые оболочки кишечника воспаляются. В результате чего – понос. Необходимо помнить, что понос зачастую сопровождается обезвоживанием организма. Это очень опасно, потому как, вместе с потерей воды теряются и необходимые для человека соли. Такие соли, как калий, кальций, натрий обеспечивают нормальную работу организма. Основная причина таких инфекций – банальна. Это нарушение санитарных и гигиенических норм. Недостаточная очистка воды. Некачественные продукты и ненадлежащее их хранение и использование. Также очень часто инфекция заносится фекально-оральным способом ( через рот, грязные руки).

Что представляет собой лечение фагами

Прежде всего, надо разобраться, что такое бактериофаги? Это естественные враги бактерий. Так сказать, вирусы – «поедатели» бактерий. Надо отметить, что каждый вид фага уничтожает только «свой» вид. И после того, как все «цели» обезврежены, они выводятся из организма. Происходит лечение примерно так. Запускают в человека вирус — охотник, тот выполняет свою функцию и сам выводится из организма. Их рекомендуют применять вместо антибиотиков. Так они намного безопаснее. Большое применение нашли фагам при лечении детей.

Существует ли вакцина против кишечной палочки

Вакцина — это препарат, изготовленный из убитых или ослабевших микроорганизмов. Он предназначен создавать иммунитет к инфекционным заболеваниям. В 2009 году была создана такая вакцина учеными города Мичиган. Ученые преодолели молекулярный размер токсина, который выделяется кишечной палочкой. Именно такой маленький размер и был причиной того, что иммунная система не распознавала его. Месси Саид, профессор — эпидемиолог, создатель вакцины, произвел некий носитель и присоединил его к токсину. В результате, при вводе токсина в организм, иммунная система распознает его и реагирует.

Кишечная палочка — симптомы и лечение

Кишечная палочка является инфекционной разновидностью бактерий палочковидных, симптомы при этом могут не всегда проявиться сразу. Микроорганизм способен жить, размножаться при полном отсутствии прямого кислорода.

Некоторые разновидности палочки вызывают серьезные болезни. Другие — призваны защищать человеческий организм от микробов и инфекций.

Кишечная палочка — основные симптомы

Признаки классической кишечной инфекции E. coli обычно развиваются через три или четыре дня после воздействия бактерий. Больные отмечают водянистую диарею, обезвоживание, абдоминальные спазмы, боль или повышенную чувствительность живота.

Тошнота и рвота отмечается только у некоторых людей. Лихорадка обычно сопутствует кровавой диарее и обезвоживанию. Слизистая оболочка кишечника значительно воспалена.

Пациенты с эшерихиозным холециститом или холангитом жалуются на боль в области правого верхнего квадранта живота, лихорадку и желтуху. В тяжелых случаях также развивается гипотония и нервно-психические расстройства.

Читайте также:  МКБ 10 - Другие нарушения нервной системы (G90-G99)

Избавиться от таких признаков заболевания можно только под полным контролем доктора. Холецистит проявляется лихорадкой (> 39°С), ознобами и может быть осложнен печеночным абсцессом.

Больные с внутрибрюшными абсцессами, вызванными кишечной палочкой, могут иметь повышенную температуру тела. Спектр клинических проявлений варьирует от неспецифических результатов обследования брюшной полости до выраженного септического шока.

Люди с эшерихиозной пневмонией обычно имеют лихорадку, одышку, повышенную частоту дыхания, увеличение мокроты в бронхах.

www.mayoclinic.org

emedicine.medscape.com

Что представляет собой данная патология

Бактерии Escherichia coli обычно живут в кишечнике здоровых людей и животных. Они являются частью нормальной микрофлоры, основным факультативным обитателем толстой кишки.

Род микроорганизмов назван в честь Теодора Эшериха, врача, который впервые описал кишечную палочку. Бактерии представляют собой грамотрицательные бациллы, которые существуют по отдельности или в парах.

E. coli факультативные анаэробы с типом метаболизма, который является как ферментативным (брожение в отсутствии кислорода), так и окислительным. Они либо не обладают способностью к передвижению, либо подвижны из-за наличия жгутиков.

Большинство разновидностей (серотипов, штаммов) являются безвредными или вызывают относительно короткую диарею. Но некоторые агрессивные подвиды, такие как E. Coli O157:H7, могут вызывать сильные абдоминальные судороги, расстройство стула с кровью и рвоту.

Данные микроорганизмы являются одной из наиболее частых причин многих распространенных бактериальных инфекций, включая холецистит, бактериемию, холангит, инфекцию мочевыводящих путей и диареи путешественника, а также других клинических инфекций, таких как неонатальный менингит и пневмония.

www.mayoclinic.org

emedicine.medscape.com

Эффективное лечение — как избавиться от кишечной палочки

Как избавиться от кишечной палочки? Объем медицинской помощи зависит от тяжести инфекции. В дополнение к антибиотикам, необходимо обеспечить поддерживающий уход: восполнение потерь жидкости, адекватную оксигенацию (лечение кишечной палочки кислородом) и поддержку артериального давления, если это требуется. Хирургическая обработка может быть произведена у пациентов с внутрибрюшным абсцессом, холециститом или холангитом.

Менингит требует приема антибиотиков, таких как цефалоспорины третьего поколения (например, цефтриаксон).

При эшерихиозной пневмонии необходима респираторная поддержка (подача увлажненной кислородной смеси) и антибактериальные препараты (фторхинолоны).

Холецистит и холангит требует антибиотиков, таких как цефалоспорины третьего поколения. Для внутрибрюшного абсцесса антимикробные средства также должны включать: ампициллин и сульбактам или цефокситин. При тяжелой инфекции могут быть использованы пиперациллин тазобактам, имипенем-циластатин или меропенем.

Кишечные эшерихиозные инфекции требуют заместительной терапии – введение парентерально жидкости растворами, содержащими необходимые электролиты. Антибиотики включают доксициклин, триметоприм, фторхинолоны и рифаксимин. Они сокращают продолжительность диареи на 24-36 часов.

Пациентам с сопутствующими заболеваниями (например, диабетом) необходимо пройти курс приема левофлоксацина или азтреонама на протяжении 7-14 дней.

emedicine.medscape.com

Как передается вирус

Как передается кишечная палочка? Среди многих штаммов эшерихий только серотип O157:H7, продуцирует мощный токсин, который повреждает слизистую кишечника, что может вызвать кровавую диарею. Инфекция развивается при проглатывании бактерии, причем, для этого достаточно небольшого количества микроорганизмов.

Наиболее распространенным способом заражения кишечной палочкой является употребление зараженной пищи:

  1. Говяжий фарш. Когда крупный рогатый скот убивают и обрабатывают, бактерии из кишечника могут попасть на мясо.
  2. Непастеризованное молоко. Микроорганизмы, присутствующие на вымени или на доильном оборудовании, способны оказаться в сыром молоке.
  3. Свежая продукция. Животноводческие фермы могут загрязнять поля, где выращивают овощи и фрукты. Шпинат и салат особенно часто являются средством распространения.

Кал человека и животных может загрязнять наземные и поверхностные воды, в том числе ручьи, реки, озера и воду, используемую для орошения сельскохозяйственных культур. Поэтому болезнь передается достаточно легко.

Некоторые люди также инфицируются после купания в бассейнах или озерах, загрязненных фекалиями. Бактерии могут легко передаваться от человека к человеку, особенно при несоблюдении личной гигиены. Это крайне актуально в семьях с маленькими детьми.

www.mayoclinic.org

Как проводится анализ

Окончательный диагноз основан на выделении микроорганизма в бактериологической лаборатории из биожидкостей больного. Последними могут быть кал, кровь, моча, мокрота, или другие жидкости, такие как цереброспинальная, желчная и перитонеальная. Чаще всего исследуют образец стула.

Результаты окрашивания по Граму определяют, является ли микроорганизм грамотрицательным, но сами бактерии не различаются среди других аэробных грамотрицательных бацилл, вызывающих подобные инфекционные заболевания. Кишечная палочка хорошо растет на часто используемых питательных средах, например на кровяном агаре.

Анализ на кишечную палочку позволит точно установить диагноз.

emedicine.medscape.com

Бактерии кишечной группы

Эти микроорганизмы обычно живут в просвете желудочно-кишечного тракта людей и животных. Большинство бактерий данного вида безвредны и фактически являются важной частью здорового кишечника человека.

Читайте также:  Бессонница при беременности — норма или заболевание

Однако некоторые серотипы являются патогенными — это означает, что они могут вызывать расстройства, например диарею или болезни других органов желудочно-кишечного тракта.

Эшерихии состоят из разнообразной группы бактерий.

Патогенные штаммы подразделяются на шесть подтипов, которые связаны с диареей и в совокупности называются диарееиндуцирующими бактериями:

  1. Шиг-токсин-продуцирующие (STEC) — также могут упоминаться как микроорганизмы, производящие вероцитотоксин (VTEC) или энтерогеморрагические (EHEC). Являются самым распространенным видом бактерий, провоцирующим пищевое отравление.
  2. Энтеротоксигенные (ETEC).
  3. Энтеропатогенные (EPEC).
  4. Энтероагрегантные (EAEC).
  5. Энтероинвазивные (EIEC).
  6. Диффузно-зависимые (DAEC).

Бактерии группы кишечной палочки часто встречаются в бытовом окружении людей.

www.cdc.gov

Появление возбудителя в простате у мужчин

Поражение урогенитальной системы чаще проявляется в виде субфебрильной лихорадки и дизурии. Нарушения мочеиспускания у мужчин характеризуются повышенной их частотой и болью.

Пациенты с острым эшерихиозным простатитом или абсцессом предстательного органа жалуются на озноб, внезапную лихорадку (> 39°С) и боль в промежности или спине. Пальпируется чувствительная к прикосновениям, опухшая, уплотненная и горячая предстательная железа.

Острый простатит также проявляется в виде дизурии, неотложных и частых мочеиспусканий. У некоторых людей может быть миалгия, удержание мочи, недомогание и артралгия. Если больной не отвечает на антибиотики, возможно наличие абсцесса железы, который можно выявить с помощью различных исследований.

Как лечить кишечную палочку в простате? Лечение состоит из открытого хирургического или кожного дренажа. Пациенты с абсцессом предстательного органа, вызванным кишечной палочкой, имеют высокую температуру, несмотря на адекватную антибактериальную терапию и подвижность железы при ректальном обследовании.

У больных с сопутствующим бактериальным пиелонефритом присутствуют локализованные боли в боку или нижней части спины, высокая температура (> 39°С) и дизурия.

Состояние может быть осложнено некротизирующим абсцессом, который не реагирует на антибиотики. У пациентов с диабетом или обструкцией мочевых путей может развиться бактериемия и сепсис. Не менее опасна болезнь пищеварительного тракта.

emedicine.medscape.com

Проявления у детей

Проявления инфекции Escherichia coli могут быть незначительными и неспецифическими у малышей грудного и раннего возраста. Даже у детей старшего возраста симптомы могут быть похожими на признаки распространенных вирусных заболеваний, что приводит к ошибочной или отсроченной постановке диагноза.

Подробная история болезни, включая информацию предшествующей эшерихиозной инфекции мочевыводящих путей, может помочь в дальнейшем диагностическом исследовании.

У детей среднего возраста с бактериальным энтеритом может наблюдаться лихорадка, рвота, боль в животе или диарея с кровью и слизью или без нее. Запор предрасполагает ребенка к инфекции мочевыводящих путей и способен осложнять лечение. В случаях диарейной болезни необходимо обратить внимание на частоту стула за последние 12-24 часа, внешний вид (например, рыхлый, водянистый) и наличие крови или слизи.

На частные симптомы влияет разновидность бактерий:

  1. Энтеротоксигенная диарея является водянистой без крови, слизистых или фекальных лейкоцитов. Варьирует от легкой до тяжелой формы.
  2. Энтерогеморрагическая болезнь проявляется от простого расстройства стула до геморрагического колита, часто со спазмами в животе и рвотой. Лихорадка присутствует примерно в трети случаев.

Именно эти возбудители являются патогенными бактериями.

Если ребенок испытывает боли в животе, необходимо оценить их возможные характеристики:

  • место возникновения;
  • прерывистость
  • продолжительность;
  • тяжесть и характер;
  • усиливающие и ослабляющие факторы.

У новорожденных и младенцев с эшерихиозной инфекцией мочевыводящих путей, бактериемией или сепсисом могут присутствовать следующие симптомы:

  • апноэ;
  • вялость;
  • гипотермия;
  • желтуха;
  • лихорадка;
  • плохое питание;
  • понос;
  • раздражительность;
  • рвота;
  • респираторный дистресс;
  • беспокойство.

Менингит у новорожденных, вызванный кишечной палочкой, может протекать без явных признаков поражения ЦНС. Часто отмечается вялость или аномальные неврологические симптомы и периодические приступы апноэ.

У младенцев младше 4 недель присутствует раздражительность, летаргия (вялость), рвота, отсутствие аппетита и судороги. У детей старше 4 месяцев, имеют место ригидность затылочных мышц, напряженные роднички и лихорадка. У подростков развивается головная боль, рвота, спутанность сознания, летаргия, судороги и повышение температуры тела.

emedicine.medscape.com

Чем опасна болезнь

Большинство штаммов E. coli являются безвредными, но подтип O157: H7 является ключевым исключением, потому что этот серотип вызывает тяжелую диарею, приводящую к повреждению почек и другим серьезным осложнениям, включая смерть.

К бактериям восприимчивы люди всех возрастных групп; однако лица с иммунодефицитом, пожилые и маленькие дети подвергаются более высокому риску. Особенно восприимчив организм беременных женщин. Палочка поражает внутренние органы будущей матери, чем опасна для нее и еще не рожденного малыша.

Поэтому в гинекологии на выявление возбудителя направлены многие методы. Поэтому лечить болезнь обязательно под контролем врача, не рекомендовано выбирать медикаменты самостоятельно.

Ссылка на основную публикацию
Усов Илья Алексеевич, стоматолог, Санкт-Петербург, отзывы, оценки, места приёма
Илья Усов: с мечтой о Кубке Стэнли 18-летний хоккеист Илья Усов — воспитанник минской "Юности" и, по оценкам скаутов НХЛ,...
Упражнения для детей, которые ходят на цыпочках Особые переводы
Как ходить, чтобы не болеть? Советует врач Как правильно ходить, рассказывает Михаил Ерёмушкин, зав. отделом ЛФК и мануальной терапии Российского...
Упражнения для подтяжки овала лица и обвисших щек
Зарядка для лица от обвисания Тонус овала лица зависит от физиологических особенностей, но кое-что можно скорректировать Тренер по гимнастике лица...
Успокоительное Персен отзывы, инструкция по применению
Кому и сколько можно принимать Персен ночной: инструкция по применению Фармакологические свойства и состав Персен — натуральный препарат, обладающий мягким...
Adblock detector