Возбудители пищевых токсикоинфекций и бактериотоксикозов. Учебно-методическое пособие

18°С, способны к размножению (очень медленному) в пищевых продуктах даже при температуре холодильника (3-5°С). В 20 % растворе поваренной соли жизнеспособность E. coli сохраняется несколько месяцев. Таким образом, если продукт обсеменен диареегенными кишечными палочками, ни замораживаниепродукта,никрепкийпосолнепозволяютизбавиться от бактерий.

Факторы патогенности и особенности патогенеза

зависят от принадлежности диареегенных эшерихий к конкретным группам.

В целом для диареегенных эшерихий характерны следующие факторы патогенности:

1.Факторы адгезии, колонизации и инвазии – пили,

фимбриальные структуры, белки наружной мембраны. Большинство этих факторов кодируется плазмидными генами.

2.Экзотоксины. Диареегенные E. coli продуцируют два типа экзотоксинов: энтеротоксины и цитотоксины. Эн-

теротоксиныстимулируют гиперсекрецию клетками кишечника жидкости, содержащей ионы электролитов. Это приводит к нарушению водно-солевого обмена и развитию диареи. Есть 2 варианта энтеротоксинов: термолабильный энтеротоксин (LT - инактивируется после 30-минутного прогревания при 60°С) и термостабильный энтеротоксин (ST - инактивируется только после кипячения в течение 30 мин.). Цитотоксины обусловливают разрушение клеток эндотелия капилляров и стенки кишечника. У диареегенных E. coli обнаружены два типа цитотоксинов. Они подобны экзотоксину, вырабатываемому Shigella dysenteriae, и потому названы шигаподоб-

ными токсинами — SLT-I и SLTII (от англ. Shiga-like toxin).

3.Эндотоксин. Эндотоксин E. coli, образующийся при отмирании бактерий, связан с липополисахаридом (ЛПС), ко- торыйявляетсячастьюО-антигена.Биологическаяактивность эндотоксина неодинакова у разных серогрупп кишечной палочки.

21

Кроме того, для диареегенных кишечных палочек характерна выработка бактериоцинов (колицинов) и гемолизина.

Краткая характеристика различных групп диареегенных кишечных палочек

Энтеропатогенные кишечные палочки (ETEC) вы-

зывают колиэнтериты преимущественно у маленьких детей. Поражается тонкая кишка. Патогенез поражений обусловлен адгезией бактерий к эпителию кишечника и повреждением микроворсинок, но не инвазией в клетки. Адгезия к энтероцитам происходит за счет белков наружной мембраны. Наряду с этим они фагоцитируются в пейеровых бляшках и освобождаются из лимфоцитов после их разрушения, которое происходит при участии гемолизина - фермента, продуцируемого данными E. coli. После разрушения бактерий освобождается эндотоксин – ЛПС клеточной стенки, который вызывает системную воспалительную реакцию. ETEC-кишечные палочки продуцируют термолабильные и/или термостабильные энтеротоксины.

Инфицирующая доза для детей очень мала, тогда как взрослые почти нечувствительны к этой группе E. coli и инфицирующаядозадлянихсоставляетнеменее10млн.клеток. Смертность среди детей очень высока, в развивающихся странах она достигает 50%. Инкубационный период очень короткий, диарея развивается уже через 4 часа после попадания в организм энтеропатогенных E. coli. Бактерии могут попасть в организм с любой пищей, подвергнувшейся фекальному загрязнению. Дети грудничкового возраста чаще заражаются контаминированной водой, используемой для разведения молочной смеси. Заболевание сопровождается сильной диареей с водянистым стулом без примеси крови, выраженными болями в животе, рвотой.

22

Энтеротоксигенные кишечные палочки (ETEC) по-

ражают тонкую кишку. Вызывают холероподобную инфекцию у детей и взрослых. Это связано с продуцируемыми ими экзотоксинами - энтеротоксинами, напоминающими по механизму действия холероген (экзотоксин возбудителя холеры, вызывающий основную симптоматику холеры – сильнейшую диарею). Возбудитель продуцирует два типа энтеротоксина – термолабильный и термостабильный.

Инкубационный период длится от 8 до 44 часов. Заболевание начинается внезапно с водянистой диареи, кровь и слизь в стуле отсутствуют. Высокая температура и рвота наблюдаются редко, чаще температура субфебрильная, у больных отмечаются боли в животе, тошнота и слабость. Летальные случаи редки.

Энтероинвазивные кишечные палочки (EIEC) вы-

зывают заболевание типа бактериальной дизентерии (шигеллеза) у детей и взрослых. Также, как и шигеллы неподвижны и не ферментируют лактозу. Адгезия на эпителиальных клетках ободочной кишки происходит за счет капсулоподобной оболочки. Подобно шигеллам они пенетрируют в эпителиальные клетки ободочной кишки и размножаются в них. Это приводит клетки к гибели и образованию язв. Способность к инвазии клеток закодирована в плазмидах, так же, как и в случае

сшигеллами (плазмиды вирулентности), и плазмиды эти практически идентичны у Escherichia coli и бактерий рода Shigella.ЭнтероинвазивныеE.coliвырабатывают шигеллоподобный токсин (шигатоксин).

Инфицирующая доза – от 200 до 5000 клеток. Инкуба-

ционный период – от 12 до 72 часов. У больного отмечаются боли в животе, лихорадка, обильный водянистый понос, часто

спримесью крови и/или слизи.

Энтерогеморрагические кишечные палочки

(EHEC) являются причиной геморрагического колита, а также тяжелого заболевания – гемолитико-уремического синдрома

23

(гемолитической анемии, сочетающейся с почечной недостаточностью; аббревиатура ГУС). Поражение почек вызывает цитотоксин, вырабатываемый бактериями.

Инфицирующая доза известного серотипа Escherichia coli O157:H7 (вызвал множество вспышек более чем в 30 странах мира на всех континентах) очень низка - от 10 до 100 клеток. Инфицирующая доза других серотипов энтерогеморрагических кишечных палочек несколько выше.

Заражение EHEC-кишечными палочками происходит чаще всего через продукты питания или при контакте с больными людьми или животными. Основнымрезервуаромштаммов EHEC являются крупный рогатый скот, овцы и в меньшей степени козы, свиньи и куры.

Для геморрагического колита характерно острое начало в виде сильных спастических болей в животе и водянистой диареи, обычно с примесью крови. Температура тела иногда может достигать 39 °С. В легких случаях геморрагический колит продолжается 7-10 дней. Приблизительно в 5 % случаев геморрагический колит осложняется ГУС.

Энтероагрегативные E. coli отличаются способно-

стью быстро прикрепляться к кишечному эпителию. На клеточной мембране бактериальные агрегаты фиксируются таким образом, что напоминают кирпичную кладку. Колонизируют различные отделы кишечника (преимущественно поражают толстый кишечник) и продуцируют несколько цитотоксинов. Некоторые штаммы продуцируют термостабильный энтеротоксин (ST). При поражении этими бактериями диарея продолжается обычно более 14 дней, особенно продолжительна диарея у детей.

Эшерихиозы у животных. Часто причиной заболева-

ния людей являются продукты, полученные от больных сельскохозяйственных животных (сырое молоко, недоста-

точно термически обработанное мясо). Поэтому очень кратко

24

рассмотрим признаки колибактериоза у них. Болезни подвержены любые животные, но наиболее восприимчив молодняк до месяца. Инкубационный период длится от 2 часов до 2-3 суток. Течение болезни может быть подострым, острым и сверхострым в зависимости от возраста молодняка. Смертность у новорожденных достигает порядка 60%. У больных животных наблюдаются: повышение температуры тела на 2-3 градуса, потеря аппетита, озноб, испарина, слабая подвижность, быстрая потеря веса, сильная диарея (могут быть примеси слизи и крови), сильное обезвоживание, запавшие глаза и бока. Иногда наблюдается опухание суставов. У поросят в возрасте 1-2 месяца болезнь может протекать в отечной форме, которая характеризуется изнуряющим поносом, отеками и застойной гиперемией конечностей, пятачка, ушей и живота, часто наблюдаются поражения ЦНС – парезы, параличи.

Микробиологическая диагностика. Ведущими явля-

ются бактериологический и молекулярно-генетический ме-

тоды. Особенностью бактериологического метода является то, что выделение и идентификация возбудителя базируются наопределенииегоантигеннойструктуры,аненаизучении биохимических свойств. Хотя последние также учитывают.

В ориентировочной и развернутой реакциях агглютинации с помощью диагностических поли- и моновалентных коли-сывороток определяют род, вид выделенной чистой культуры, устанавливают принадлежность ее к серогруппе и определяют серовар (внутривидовая идентификация).

Идентификация диареегенних серотипов возможна также при выявлении специфических маркеров. Энтероинвазивные кишечные палочки выделяют шигаподобные токсины SLT-1иSLT-II,которыеобнаруживаютвиспражненияхболь- ных с помощью ИФА. Энтеротоксигенные кишечные палочки продуцируют два типа энтеротоксинов: термостабильный обнаруживают на мышатах-сосунках, термолабильный – на

25

культурах клеток надпочечников Y-1. Для быстрой идентификацииэнтеропатогенныхкишечныхпалочекиспользуютреакцию коаглютинации на стекле (для обнаружения белка внешней мембраны). Адгезивные свойства энтероадгезивных E. coli обнаруживают на культурах клеток Неla и НЕр-2.

Наиболее быстрым и специфичным методом диагностики является ПЦР. С помощью ПЦР выявляют гены плазмид, кодирующих различные факторы патогенности диареегенных кишечных палочек (токсины, пили, белки наружной мембраны и т.д.).

Органолептическиеизменения пищевыхпродуктов

при накоплении в них диареегенных кишечных палочек и их токсинов отсутствуют.

ПИЩЕВЫЕ ОТРАВЛЕНИЯ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ БАКТЕРИЯМИ РОДА PROTEUS

Общие сведения

Бактерии рода Proteus относятся к семейству энтеробактерий, широко распространены во окружающей среде: почве, сточных водах, разлагающихся органических остатках. Обитают в кишечнике многих видов позвоночных животных и человека (протей обнаруживается в кале у 2 % здоровых людей). Относятся к гнилостным условно-патогенным микроорганизмам. Обязательным условием возникновения пищевых заболеваний, вызванных бактериями рода Proteus, является употребление человеком продуктов, обильно обсемененных этимимикроорганизмамииихтоксинами.Бактериипопадают на продукты из окружающей среды (источником токсикоинфекции может быть и человек-бактерионоситель) и размножаются в них. Помимо пищевого отравления протеи могут вызывать у человека различные гнойные заболевания: нагноение

26

ран, воспаление среднего уха, перитониты, пиелонефриты, циститы и др. Для человека патогенными являются 3 вида протея: Р. mirabilis, Р. vulgaris и Р. penneri. Типовой вид – Р. vulgaris.

Особые свойства возбудителя

1.Обладают хорошо выраженными протеолитическими свойствами (образуют сероводород, индол, аммиак) и вызывают изменения органолептических свойств продуктов.

2.Устойчивы к относительно высокой концентрации хлорида натрия в продуктах (до 17%) и воздействию кислой среды (сохраняются при мариновании).

Морфологиябактерий,культуральныеи фермента-

тивные свойства. Бактерии рода Proteus морфологически не отличаются от E. coli. Это небольшие полиморфные грамотрицательные палочки, подвижные. Спор и капсул не образуют. Протеям свойственен полиморфизм с образованием нитевидных и кокковидных форм. Протеи – факультативные анаэробы. Температурный оптимум – 37°С, оптимум рН – 7,2- 7,4. Растут на простых питательных средах, при росте характерен гнилостный запах. На бульоне дают помутнение. На плотных питательных средах большинство штаммов обладает свойством ползучего роста (феномен «роения»), проявляющегося образованием радиально расходящегося от места посева тонкого сплошного волнообразного налета – первый вид колоний. Второй вид колоний – О-форма: колонии протея крупные, гладкие и прозрачные. Из-за своей способности менять характер роста на питательных средах бактерия и получила свое название в честь водяного божества Протея (греч. мифология), способного менять свой облик.

На кровяном агаре некоторые штаммы протея при росте могут вызвать гемолиз. На агаре Плоскирева бактерии образуют крупные (2-8 мм) колонии с перламутровым оттенком.

27

На агаре МакКонки и среде Эндо формируют бесцветные колонии. Подвижность бактерий используют для выделения чистой культуры посевом в конденсационную воду скошенного агара по Шукевичу. Протеи обладают хорошо выраженными протеолитическимисвойствами: разжижают желатин, свернутую сыворотку, свертывает молоко, расщепляют мочевину, образуют сероводород, индол, аммиак. Протеи способны продуцировать уреазу, в связи с чем при заселении верхних отделов желудочно-кишечного тракта протеем увеличивается вероятность ложноположительных результатов при дыхательных уреазных тестах с целью выявления хеликобактерной ин-

фекции (возбудитель – Helicobacter pylori)..

Антигенная структура. У протеев выделяют О-, Н- и

К- антигены. Для серологическойидентификации определяют структуру О- и Н- антигенов, обозначаемых арабскими цифрами (известно около 50 соматических антигенов и около 20 жгутиковых). В настоящее время выделяют около 120 серова-

ров протеев. В отличие от бактерий кишечной палочки по

антигенной формуле нельзя судить о патогенности выде-

ленной чистой культуры, хотя при токсикоинфекциях людей наиболее часто выделяют Р. vulgaris определенной серологической группы по О-антигену. Однако определение антигенной формулы может использоваться в эпидемиологическихцелях (установление источника инфекции). Так, если антигенная формула микроорганизма, выделенного из испражнений от заболевшего человека, совпадает с антигенной формулой микроорганизма того же вида, выделенного из пищевого продукта, можно с уверенностью говорить, что именно этот пищевой продукт послужил причиной токсикоинфекции. Далее исследуют людей, контактировавших с этим пищевым продуктом или с сырьем, из которого он был приготовлен, и выявляют источник заражения.

Устойчивость. Бактерии рода Proteus погибают при 60°С в течение 1 ч, при 80°С – за 5 мин. Замораживание слабо

28

влияет на их жизнеспособность, протеи годами сохраняются в замороженном мясе. Бактерии достаточно устойчивы к высоким концентрациям поваренной соли, начинают отмирать только при ее концентрации 17%, таким образом, при слабом посоле протеи сохраняется. Данный микроорганизм очень

устойчив и к кислотному воздействию, способен сохра-

няться в диапазоне рН 3,5-12,0, поэтому при мариновании продукта бактерия в нем сохраняется.

Факторы патогенности Proteus vulgaris: фимбрии,

протеазы, уреаза, гемолизины, гемагглютинины, эндотоксин. При парентеральном введении в организм лабораторных животных эндотоксин оказывает сильное токсическое действие. Однако при введении через рот с пищевыми продуктами, сам токсинсамостоятельноетоксическоедействиепрактическине оказывает или оно не столь значительно. Для возникновения пищевой токсикоинфекции, необходимо наряду с наличием эндотоксина, обсеменение пищевого продукта живыми бактериями в больших количествах. Т.е. токсикоинфекция развивается только при сочетанном действии на организм человека самих бактерий, размножающихся в кишечнике, и эндотоксинов, поглощенных с пищей или освобождающихся в результате гибели микроорганизмов in vivo. Протеи обладают высокой патогенностью для маленьких детей.

Клинические проявления. Инкубационный период варьирует от 4 до 20 часов. Болезнь может иметь внезапное начало, сопровождаться схваткообразными, режущими болями в кишечнике, тошнотой и рвотой, поносом. В фекальных и рвотных массах иногда отмечают наличие крови. Испражнения имеют очень резкий зловонный запах. В тяжелых случаях наблюдают судороги, побледнение слизистых. Длительность болезни – до 5 дней. Летальность не превышает 1,5 %.

Микробиологическая диагностика. Основным явля-

ется бактериологический метод с постановкой биопробы.

29

Делают посевы на МПА, МПБ, среду П-1,содержащую полимиксин и соли желчных кислот, ингибирующие ростдругих микроорганизмов, кровяной агар, агары Левина, Плоскирева. Осуществляют просмотр колоний и микроскопию окрашенных культур. Определяют биохимические свойства возбудителя и, обязательно определяют патогенность на лабораторных животных. Антигенную структуру определяют с помощью РА с поли- и моновалентными О- и Н-антисыворот- ками. Иногда для идентификации возбудителя используют специфический бактериофаг.

Также диагностическим значением обладают и серологические реакции, наиболее часто используется РПГА. Путем постановки этой реакции определяется титр антител в крови больного. Если в течение болезни определяется нарастание титра антител не менее чем в 4 раза, то инфекция протейной этиологии считается подтвержденной.

Органолептические изменения пищевых продук-

тов. Органолептические изменения продуктов, в которых содержится палочка протея в больших количествах, выражены очень ярко. Появляется гнилостный запах, возможно появление слизи.

КИШЕЧНЫЙ ИЕРСИНИОЗ

Общие сведения

Пищевое отравление человека, называемое кишечным иерсиниозом, вызывается бактериями вида Yersinia enterocolitica (род Yersinia входит в семейство Enterobacteriaceae).

Механизм заражения иерсиниозом фекально-ораль- ный, основным путем передачи является алиментарный: заражение человека происходит в результате употребления в

30