E. Coli (Escherichia Coli). Jak (nie) ugryźć E. Coli?

Bakteria E.coli została po raz pierwszy opisana w 1885 r. przez austriackiego pediatrę Teodora Escherichia.  Prowadził on badania nad kałem niemowląt. Bakteria ta ma zdolność do wymiany materiału genetycznego nie tylko w obrębie rodzaju Escherichia, ale także z innymi gatunkami takimi jak Salmonella.

Statystyki w roku 2010 wskazywały, że na całym świecie wystąpiło 320 mln infekcji bakterią E.coli, a aż 200 000 zakończyło się śmiercią pacjentów.

Naukowcy coraz częściej starają się odkryć nowe antybiotyki. Wzrastająca liczba wielolekoopornych szczepów utrudnia, a czasami wręcz uniemożliwia leczenie.

W 2013 roku została odkryta, a w 2018 dokładnie opisana nowa grupa antybiotyków, która w badaniach na myszach wykazuje działanie przeciw drobnoustrojom Gram-dodatnim i Gram-ujemnym [6]. Problem lekooporności jest bardzo poważny. Dlatego tak istotne jest monitorowanie środowiska pod kątem występowania opornych szczepów E.coli.

Spis treści:

1. Czym jest Escherichia Coli i jakie są jej rodzaje?
2. Czynniki środowiskowe wpływające na wzrost E Coli
3. Jak postępować przy zakażeniu E Coli?
   1. Jak następuje infekcja?
   2. Objawy
   3. HUS
   4. Kto może się zakazić E Coli?
   5. Diagnostyka
   6. Co robić przy zakażeniu?
4. Profilaktyka
5. Podsumowanie
6. Bibliografia

Krótko o bakterii E. Coli

Bakteria Escherichia Coli, czyli pałeczka okrężnicy jest bakterią Gram-ujemną, należącą do rodziny Enetrobakteriare [1]. Bakterie te zamieszkują fragmenty układu pokarmowego, ludzi i zwierząt stałocieplnych, a także są jednym z najważniejszych czynników chorobotwórczych. W pewnych warunkach mogą spowodować choroby [2]. Bakteria zasiedla głównie dolny odcinek przewodu pokarmowego.

Często jest też odprowadzana do środowiska wraz z kałem lub ściekami [3]. Żyje we wzajemnie korzystnym związku z gospodarzami i rzadko wywołuje choroby. Jednak jest również jedną z najczęstszych przyczyn, przez którą chorują ludzie i zwierzęta. E coli jest klasyfikowana na podstawie rodzaju obecnego czynnika zjadliwości i objawów klinicznych gospodarza [4].

Szczepy E. coli są klasyfikowane na typy patogenne (grupa szczepów tego samego gatunku) oraz co najmniej 7 głównych podtypów dla jelitowych E. coli.  Trzy patotypy E coli, są szczepami poza jelitowymi i rozprzestrzeniają się drogą fekalno-oralną [4]. Jedną z najczęstszych przyczyn wielu powszechnych infekcji bakteryjnych u ludzi i zwierząt jest spożycie skażonej wody lub żywności. E. coli może być główną przyczyną wywołującą biegunki, przede wszystkim u dzieci i osób, które często podróżują, zwłaszcza w warunkach złej higieny.

Bakterie te często są również związane z zakażeniem szpitalnym i środowiskowym np. posocznicy. E coli jest najczęstszym drobnoustrojem, odpowiadającym za zakażenia dróg moczowych lub jest główną przyczyną bakteryjnego zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych noworodków. Może powodować krwotoczne zapalenie jelita grubego [4]. 

Czynniki środowiskowe wpływające na wzrost i przetrwanie bakterii

E. coli jako kałowa bakteria wskaźnikowa do oceny jakości wody

W latach 80-tych przeprowadzono badania epidemiologiczne na temat poziomu bakterii E. coli w wodzie rekreacyjnej, na którą mają wpływ np. ścieki. Badania te wykazały, że źródła zanieczyszczeń są skorelowane z przypadkami chorób przewodu pokarmowego.

Doprowadziło to do tego, że E. coli jest wykorzystywana jako wskaźnik skażeń odchodami w próbkach wody rekreacyjnej.

Gdy poziom E. coli wynosi ponad 235 jednostek tworzących kolonie (CFU) na 100 ml pojedynczej próbki wody, amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (USEPA) nie zaleca kontaktu z wodą na plażach słodkowodnych [3].

Chorobotwórcze szczepy E. coli są zaangażowane w wiele epidemii przenoszonych przez wodę na całym świecie. Zakażone środowisko bakteriami E. coli może występować w obornikach i innych odpadach zwierzęcych, ściekach z rzeźni i oczyszczalni ścieków [3].

Escherichia coli przez cały swój czas ewoluuje, aby rosnąć w jelicie zwierząt stałocieplnych, dostosowuje się do wysokiej wilgotności i umiarkowanego pH oraz temperatury. Wiele szczepów E. coli jest odpornych na kwasy, ponieważ muszą przejść przez środowisko o niskim pH w żołądku zwierząt/ludzi, aby dotrzeć do organizmu w przewodzie pokarmowym [3].

Na wzrost i przeżycie E. coli w środowisku naturalnym mogą wpływać zarówno czynniki biologiczne, jak i abiotyczne. Czynniki abiotyczne obejmują temperaturę, dostępność wody i składników odżywczych, pH i promieniowanie słoneczne. Biotyczne obejmują obecność innych organizmów, mikroorganizmów oraz zdolność E. coli do zdobywania składników odżywczych, konkurując z innymi mikroorganizmami [3].

W zmiennych warunkach środowiskowych, takich jak te występujące w wielu glebach i środowiskach wodnych, wzrost może być zróżnicowany i może nastąpić śmierć bakterii, jeśli śmiertelność przekracza tempo wzrostu.

Zarówno tempo wzrostu, jak i śmiertelność zależy od warunków środowiskowych w skali lokalnej oraz od tego, jak drobnoustrój jest w stanie poradzić sobie z tymi warunkami lokalnymi [7].

Temperatura

Temperatura jest prawdopodobnie najważniejszym czynnikiem wpływającym na przeżycie i wzrost bakterii w środowisku. W ciele człowieka lub zwierzęcia temperatura jest często stabilna, podczas gdy w środowiskach, które nie są żywicielami, temperatura może się wahać, np. w glebie lub wodzie [7].

Temperatura optymalna dla wzrostu bakterii w przewodzie pokarmowym zwierząt o stałej temperaturze ciała to średnio 36-40°C. Natomiast w środowisku naturalnym temperatura jest na ogół niższa niż 30 °C, a  E. coli może rosnąć w glebie w temperaturach >30 °C. Jej śmiertelność jest szybsza w cieplejszych niż w zimniejszych temperaturach [3].

Dostępność wody

Dostępność wody warunkuje przeżycie i wzrost bakterii E. coli. Naturalny lub wywołany podłożem niski poziom wody kontroluje, jakie drobnoustroje mają potencjalny wzrost, biorąc pod uwagę, że wszystkie inne czynniki są w dopuszczalnym zakresie tolerancji [3]. Czyli poważne obniżenie zawartości wody (na przykład w glebie) powoduje wzrost stresu wodnego wokół komórek, podczas gdy nasycenie wodą szybko otacza komórki wodą i wywołuje stany beztlenowe. Obie skrajności mają poważne konsekwencje dla fizjologii E. coli i przeżycia w systemie, biorąc pod uwagę, że ekstremalna susza może spowodować masową śmierć komórek, podczas gdy powodzie zmienią metabolizm komórkowy na procesy beztlenowe. [7]

Dostępność składników odżywczych

Dostępność składników odżywczych, takich jak węgiel, azot i fosfor jest również ważnym czynnikiem wpływającym na wzrost i przetrwanie w środowisku. Środowisko naturalne jest na ogół ubogie, w łatwo dostępne składniki odżywcze w porównaniu z przewodem pokarmowym zwierząt stałocieplnych [3].

pH

Środowisko pH może również wpływać na przeżycie i wzrost bakterii w glebie. Natomiast poziom odporności na pH różni się w zależności od szczepu. Bakterie E. coli wykorzystuje kilka dobrze zbadanych mechanizmów, takich jak systemy odporności na kwasy zależne od dekarboksylazy, aby oprzeć się niskiemu pH[3].

Promieniowanie słoneczne

Nasłonecznienie wpływa na spadek liczebności E. coli. Wpływ światła słonecznego na przeżywalność bakterii może się różnić w zależności od czasu nasłonecznienia lub zmętnienia środowiska wodnego.

W glebie i osadach E. coli może podlegać mniejszemu wpływowi światła słonecznego niż w środowisku wodnym [3,6].

Zakażenia bakteryjne Escherichia Coli i jak sobie radzić

E. coli jest popularną bakterią żyjącą w dolnym odcinku przewodu pokarmowego ludzi i zwierząt. Większość rodzajów E. coli jest nieszkodliwa lub powoduje stosunkowo krótkotrwałą biegunkę.  Natomiast istnieje kilka szczepów, które wytwarzają silne toksyny. Mogą powodować ciężką chorobę, a także silne skurcze żołądka, krwawą biegunkę i wymioty.

Narażenie na E. coli powoduje zanieczyszczona woda lub żywność (np. surowych warzyw i niedogotowanej mielonej wołowiny). Zdrowi dorośli zwykle wracają do zdrowia po infekcji E. coli w ciągu tygodnia. Małe dzieci i osoby starsze mają większe ryzyko rozwoju zagrażającej życiu postaci niewydolności nerek [8].

Jak można zakazić się E Coli?

E. coli można przenosić na różne sposoby. Szacuje się również, że 85% obecnych infekcji E. coli jest przenoszonych przez żywność.

Spożycie skażonych produktów zwierzęcych np. niedogotowane mięso może prowadzić do przeniesienia bakterii ze zwierzęcia na człowieka. Mięso może ulec skażeniu podczas uboju lub przetwarzania [9].

Inne znane źródła choroby obejmują picie niepasteryzowanego mleka i soku, spożywanie zarażonych świeżych liściastych warzyw, takich jak szpinak lub sałata; jedzenia skażonego mięsa; oraz przez pływanie lub picie zanieczyszczonej wody [9].

E. coli może być przenoszona przez brak prawidłowej higieny i regularnego mycia rąk. Brak odpowiedniej higieny w domach, przedszkolach lub szpitalach, ludzie są częściej narażeni na zarażenie bakterią [9].

Najczęstszym sposobem na zakażenie E. coli jest spożywanie skażonej żywności, takiej jak:

• Mielona wołowina. Podczas ubijania i przetwarzania, bakterie E. coli w ich jelitach mogą dostać się do mięsa. Mielona wołowina łączy mięso z wielu różnych zwierząt, zwiększając ryzyko zanieczyszczenia.
• Mleko niepasteryzowane. Podczas dojenia zarażonych krów Bakterie E. coli mogą dostać się do mleka surowego.
• Świeże produkty. Spływy z hodowli bydła mogą zanieczyścić pola, na których uprawiane są świeże produkty. Niektóre warzywa, takie jak szpinak i sałata, są szczególnie podatne na tego typu skażenie.[8]
• Woda: połykasz wodę zawierającą E. coli, być może podczas pływania w basenie, jeziorze lub stawie [10].
• Inne osoby: poprzez nie umycie dobrze rąk przed dotknięciem ust, można zarazić się E. coli od innej osoby, z którą miało się kontakt[10].
• Zwierzęta: Można go znaleźć w małych ogrodach zoologicznych lub na wystawach zwierząt na targach [10].
• Możesz również zanieczyścić żywność we własnej kuchni. Nóż lub deska do krojenia miała kontakt z surowym mięsem, a następnie z żywnością, która będzie spożywana na surowo (np. warzywa).

Objawy infekcji E.Coli

Objawy zakażenia E. coli zwykle pojawiają się w ciągu dwóch do ośmiu dni po spożyciu skażonej żywności. 

• Bóle i skurcze żołądka.
• Biegunka, która może mieć barwę od wodnistej do krwawej.
• Zmęczenie.
• Utrata apetytu lub nudności.
• Wymioty
• Zwykle gorączka jest niewielka lub nie rozwija się wcale.

Zdrowi dorośli mogą całkowicie wyzdrowieć z E. coli w ciągu jednego tygodnia bez żadnych leków [9].

Należy skontaktować się z lekarzem, w momencie, gdy biegunka trwa dłużej niż 3 dni oraz której towarzyszy gorączka wyższa niż 38°C. Biegunka jest krwawa i występują intensywne wymioty, niepozwalające przyjąć żadnych płynów.  

Większość pacjentów wraca do zdrowia w ciągu 10 dni. U niewielkiej ilości pacjentów (szczególnie małych dzieci i osób starszych) zakażenie może prowadzić do zagrażającej życiu choroby. Jedną z taką chorób jest zespół hemolityczno-mocznicowy (HUS). HUS charakteryzuje się ostrą niewydolnością nerek, niedokrwistością hemolityczną i małopłytkowością (niską liczbą płytek krwi).[12]

Zespół hemolityczno-mocznicowy (HUS)

Około 5 do 10% osób, u których zdiagnozowano zakażenie, rozwija się potencjalnie zagrażające życiu powikłanie znane jako zespół hemolityczno-mocznicowy (HUS). HUS rozwija się około 7 dni po pojawieniu się pierwszych objawów, kiedy biegunka ustępuje.

Jeżeli u kogoś rozwija się HUS, to ma objawy:

• zmniejszoną częstotliwość oddawania moczu,
• uczucie dużego zmęczenia 
• utrata różowego koloru na policzkach i wewnątrz dolnych powiek.

Osoby z HUS powinny być hospitalizowane, ponieważ ich nerki mogą przestać działać i mogą rozwinąć się inne poważne problemy. Większość osób z HUS wraca do zdrowia w ciągu kilku tygodni, ale niektórzy doznają trwałego uszkodzenia lub umierają. [11]

Kto może zarazić się E. Coli?

Każdy, kto wejdzie w kontakt z wywołującym chorobę szczepem E. coli, może zostać zarażony. Osoby najbardziej zagrożone to:

• Bardzo młode (noworodki i dzieci).
• Osoby z osłabionym układem odpornościowym (na przykład chorzy na raka, cukrzycę, HIV i kobiety w ciąży).
• Osoby, które podróżują do określonych krajów [5].

Jak zdiagnozować E. coli ?

Infekcje bakterią e coli diagnozuje się, wysyłając próbkę kupy do laboratorium. Wiele laboratoriów może testować zarówno infekcje bakteryjne, jak i inne. [5]

Co robić w momencie zakażenia?

Na szczęście większość infekcji E. coli ustępuje samoistnie. Możesz pomóc sobie radzić sobie z infekcją E. coli, pijąc dużo płynów, aby uzupełnić to, co straciłeś w wyniku biegunki i/lub wymiotów. Odpoczywaj też jak najwięcej. [5]

W leczeniu tej infekcji nie należy stosować antybiotyków, ponieważ mogą one prowadzić do powikłań nerkowych. Należy również unikać leczenia przeciwbiegunkowego.[9]

Jak chronić się przed bakterią?

Najważniejszą rzeczą, jaką możesz zrobić, aby chronić się przed zakażeniem E. coli, jest częste mycie rąk. Zawsze dokładnie myj ręce przed i po gotowaniu oraz po pracy z surowym mięsem lub drobiem.

Myj ręce po skorzystaniu z toalety lub po kontakcie ze zwierzętami. [5]

Postępuj zgodnie ze wskazówkami dotyczącymi przygotowywania posiłków i gotowania:

Istnieje kilka prostych sposobów zapobiegania zakażeniu E. coli.

• Regularnie i dokładnie myj ręce po wyjściu do łazienki oraz przed kontaktem z jedzeniem. Szczególnie ważne jest, aby osoby z biegunką, zwłaszcza dzieci, po wyjściu z łazienki dokładnie myły ręce. Pomoże to zapobiec rozprzestrzenianiu się infekcji.
• Myj ręce po każdym kontakcie ze zwierzętami oraz obróbką mięsa przebywaniu na farmie.
• Gotuj i jedz jedzenie, które zostało odpowiednio przygotowane
• Dokładne gotowanie mięsa, zwłaszcza mielonej wołowiny, może zniszczyć bakterie E. coli. Mielona wołowina powinna być gotowana, aż przestanie być różowa, a soki będą klarowne. Podczas gotowania hamburgerów termometr do mięsa powinien wskazywać 160 stopni w najgrubszej części mięsa oraz nie powinien być różowy w środku.
• Jedząc w restauracji, zamów hamburgera średniego lub dobrze wysmażonego. Upewnij się, że wołowina jest dokładnie ugotowana i mięso nie jest różowe w środku.
• Dokładnie umyj surowe owoce i warzywa przed jedzeniem.
• Rozmrażaj żywność w lodówce, w zimnej wodzie lub w kuchence mikrofalowej. Żywność należy przechowywać w lodówce o temperaturze 0-5°C lub zamrażarce o temperaturze -18°C
• Utrzymuj w czystości kuchnię i miejsca przygotowywania posiłków
• Dokładnie umyj ręce, blaty, deski do krojenia, sztućce i termometry do mięsa po użyciu gorącą wodą z mydłem.
• Nigdy nie kładź gotowych potraw na niemytym talerzu, na którym wcześniej znajdowało się surowe mięso.
• Trzymaj surowe mięso oddzielnie od gotowej do spożycia żywności.
• Nie pij niepasteryzowanego mleka, soku ani cydru
• Niepasteryzowane mleko, sok i cydr mogą zawierać E. coli. Ze względów bezpieczeństwa pij tylko napoje pasteryzowane i koncentraty soków.
• Pij wodę miejską, która została uzdatniona chlorem lub innym skutecznym środkiem dezynfekującym
• Zachowaj ostrożność podczas pływania
• Unikaj połykania wody z jeziora lub basenu podczas pływania.
• Każdy, kto ma biegunkę, nie powinien pływać w publicznych basenach lub jeziorach, a także nie powinien przygotowywać jedzenia dla innych osób. Takie działanie zapobiegnie rozprzestrzenianiu się infekcji. [9]

Podsumowanie

Większość rodzajów E. coli jest nieszkodliwa, a nawet pomaga utrzymać zdrowy przewód pokarmowy. Natomiast niektóre szczepy mogą powodować biegunkę, jeśli zjesz skażoną żywność lub wypijesz skażoną wodę.

Chorobom wywoływanym przez E. coli można zapobiegać poprzez regularne mycie rąk, mycie owoców i warzyw oraz dokładne gotowanie mięsa. Podróżując do krajów o niedostosowanych warunkach sanitarnych, choroby można uniknąć poprzez spożywanie oczyszczonej wody, dokładne gotowanie żywności lub mycie surowych owoców i warzyw w oczyszczonej wodzie. 

Najczęstsze pytania

Bibliografia:

1. „Escherichia coli – bakteria groźna czy pożyteczna ?” Opracowała: Bożena Obłąk Oddział Laboratoryjny Higieny Żywności i Żywienia; Laboratorium Mikrobiologiczne Żywności
2. https://www.synevo.pl/diagnostyka-genetyczna-izolatow-escherichia-coli/07.2022
3. Jang, J., Hur, H. G., Sadowsky, M. J., Byappanahalli, M. N., Yan, T., & Ishii, S. (2017). Environmental Escherichia coli: ecology and public health implications-a review. Journal of applied microbiology, 123(3), 570–581. https://doi.org/10.1111/jam.13468
4. Allocati, N., Masulli, M., Alexeyev, M. F., & Di Ilio, C. (2013). Escherichia coli in Europe: an overview. International journal of environmental research and public health, 10(12), 6235–6254. https://doi.org/10.3390/ijerph10126235
5. https://my.clevelandclinic.org/health/diseases/16638-e-coli-infection 18.07.2022
6. Mazur E., Chmiel M.J. (2021) PIASKOWNICE JAKO POTENCJALNE ŹRÓDŁO ZAGROŻENIA LEKOOPORNYMI SZCZEPAMI ESCHERICHIA COLI ORAZ STAPHYLOCOCCUS AUREUS; POSTĘPY MIKROBIOLOGII – ADVANCEMENTS OF MICROBIOLOGY, 60, 1, 77–89 DOI: 10.21307/PM-2021.60.1.07
7. van Elsas, J. D., Semenov, A. V., Costa, R., & Trevors, J. T. (2011). Survival of Escherichia coli in the environment: fundamental and public health aspects. The ISME journal, 5(2), 173–183. https://doi.org/10.1038/ismej.2010.80
8. https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/e-coli/symptoms-causes/syc-20372058
9. https://www.ucsfhealth.org/education/e-coli
10. https://www.webmd.com/food-recipes/food-poisoning/what-is-e-coli
11. https://www.cdc.gov/ecoli/ecoli-symptoms.html
12. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/e-coli