Rodzina Enterobacteriaceae



Pałeczki G(-);



Ruchome lub pozbawione rzęsek (Klebsiella i Shigella);



Bezotoczkowe lub wytwarzające otoczkę;



Niezarodnikujące;



Optymalna temperatura wzrostu 35-37

0

C z wyjątkiem Yersinia i Erwinia - 22-29

0

C



Optymalny czas wzrostu 18-24 h z wyjątkiem Yersinia – do 72 h



Dobrze rosną na zwykłych podłożach w atmosferze tlenu lub w warunkach względnie beztlenowych;



Fermentują kwaśno lub kwaśno i gazowo glukozę;



Redukują azotany do azotynów;



Katalazo (+);



Oksydazo (-);



Główne siedlisko – przewód pokarmowy człowieka i zwierząt;



Występują ponadto w wodzie, glebie ściekach;



Do rodziny Enterobacteriaceae należą:

o Escherichia;
o Klebsiella
o Morganella
o Providencia
o Salmonella
o Shigella
o Proteus;
o Yersinia;
o Erwinia;
o Serratia;
o Citrobacter;

o Enterobacter;
o Cedecea;
o Edwardsiella;
o Hafnia;
o Kluyvera;
o Rahnella;
o Tatumella;
o Erwingella;
o Budvicia;
o Trabusiella;
o Moellerella;



W diagnostyce wykorzystywane są podłoża wybiórczo-różnicujące (wymienione niektóre):

o MacConkey’a
o Levine’a
o SS (Salmonella – Shigella)
o XLD
o Hektoen Enteric Agar
o Wilson-Blair’a

Rodzaj Escherichia



Obejmuje 5 gatunków:

o Laktozo-(+)

 E. coli
 E hermannii;
 E. vulneris – nie wytwarza indolu;

o Laktozo-(-);

 E. blattae – nie wywtarza indolu;
 E. fergusonii;

Pałeczka okrężnicy (Escherichia coli)

a) Morfologia



Wielkość 0,5 x 1-3 mikrom;



Nie wytwarzają przetrwalników;



Przeważnie urzęsione;



Tylko wyjątkowo wytwarzają otoczkę;



Obecność fimbrii;

b) Budowa antygenowa



Trzy rodzaje antygenów:

o Rzęskowe H (niem. Hauch = powiew – początkowe określenie opisujące pełzające kolonie

urzęsionych bakterii);

 Białkowe;
 Ciepłochwiejne;
 Obecny u ruchomych form pałeczek okrężnicy;
 Niszczony przez alkohol;
 Około 50 odmian serologiczny;
 Aglutynuje głównie z przeciwciałami IgG;

o Somatyczne O

 Fragment LPS;
 Kompleks wielocukrowo-białkowo-lipidowy;
 Kolitoza – cukier określający swoistość serologiczną;
 Przejście formy S do R  utrata swoistości serologicznej;
 Około 150 odmian = 150 grup serologicznych;

o Powierzchniowe K (niem. kapsel = otoczka);

 Powiązany z antygenem somatycznym;
 Może być polisacharydem albo białkiem;
 Powoduje blokowanie odczynu aglutynacji z antygenem somatycznym;
 Około 90 odmian;
 W skład antygenu K wchodzą komponenty: L, A i B;

 Litery te oznaczają wrażliwość na temperaturę: najbardziej wrażliwe są L>B>A

o Niektóre szczepy E. coli wytwarzają antygen śluzowy M zbudowany z wielocukrów;



Złożona budowa umożliwiła podział na typy serologiczne:

o Skład antygenu O określa grupę serologiczną;
o Antygeny K i H określają serotypy w poszczególnych grupach;



Możliwe typowanie kolicynowe – zestaw Abbotta, Shannona i inne;

c) Właściwości fizjologiczne



Oksydazo-(-);



Optymalna temperatura 37C,



Optymalne pH 7,5;



W bulionie – jednolity męt;



Na podłożu stałym – wilgotne, lśniące, szare kolonie (S) o średnicy 2-3 mm;



Nie rosną na podłożu z KCN;



Nie wykorzystują do rozwoju cytrynianu sodu i malonianu sodu;



Na podłożu SS rozwój jest najczęściej zahamowany;



Podział trwa około 20 min;



Fermentują szereg cukrów z wytworzeniem kwasu i gazu;



Lakatazo-(+);



Rozkładają tryptofan do indolu;



Ureazo-(-);



Nie wytwarzają H

2

S;



Niektóre wydzielają hemolizyny;



Istnieją duże różnice w profilu biochemicznym wśród rodzaju Escherichia;



Próba MR (+);



Próba VP (-);



Bierze udział w syntezie witamin z grupy B, K i C



Wrażliwość na czynniki zewnętrzne:

o Duża wytrzymałość;
o Oporne na działanie fenolu;

o Niszczone przez chlor i jego pochodne;
o Wrażliwe na działanie niektórych barwników, np. zieleni malachitowej i zieleni brylantowej
o Temperatura 56C zabija je w ciągu 60 min;

d) Chorobotwórczość



Czynniki wirulencji:

o LPS

 Lipid A – odpowiada za efekt toksyczny

 Akywacja limfocytów B;
 Indukcja makrofagów;
 Stymulacja produkcji cytokin;
 Aktywacja układu dopełniacza;
 Indukcja syntezy prostaglandyny w podwzgórzu powodująca wystąpienie gorączki;
 Rozpad płytek krwi;
 Spadek ciśnienia krwi;
 Wstrząs septyczny, endotoksyczny;

 Reakcja Schwartzmanna – rozsiana koagulacja wewnątrznaczyniowa;

 Polisacharyd rdzeniowy = antygen Kunina (CAE);

 Jest charakterystycznym elementem dla pałeczek z rodzin Enterobacteriaceae;

 Antygen somatyczny O;

 Specyficzny łańcuch składający się z ok. 8 jednostek polisacharydowych;
 Odporny na działanie ciepła i alkoholu;
 Przeciwciałami przeciwko antygenom O są głównie IgM;

o Czynniki adhezyjne

 Fimbrie

 MS – wrażliwe na mannozę;
 MR – oporne na mannozę;

 Umożliwiają kolonizację nabłonka przewodu pokarmowego i dróg moczowych
 Szczepy będące czynnikiem etiologicznym zakażenia dolnych dróg moczowych posiadają

swoiste antygeny O;

 Szczepy powodujące zakażenia górnych dróg moczowych posiadają antygeny P – fimbrialne

(CFA);

o Enterotoksyny

 ST – toksyna ciepłostała

 Peptyd;
 Aktywuje cyklazę guanylanową - wzrost stężenia cGMP i sekrecję płynu do światła

jelita

 LT – toksyny ciepłochwiejne (LT-I i LT-II)

 Białko;
 Aktywują cyklazę adenylową – wzrost stężenia cAMP
 Podobne do toksyny cholery
 Gen kodujący toksynę LT pochodzi prawdopodobnie od Vibrio cholerae;
 Kodowane przez plazmidy;
 Szczepy wytwarzające LT-II nie są toksyczne dla ludzi;
 LT-I jest toksyną AB

5

o Toksyny podobne do toksyny Shiga (SLT)

 SLT-I, SLT-II – inhibicja syntezy białek

o Verotoksyny

 Hemolizyny wydzielane przez EHEC, VTEC;
 Wywołują efekt cytopatyczny w hodowlach komórek VERO

o Otoczka antyfagocytarna

 Wytwarzana przez szczepy K1- odpowiedzialne za ZOMR u noworodków
 Otoczka K1

 homopolimer kwasu sialowego (nie aktywuje dopełniacza i nie wywołuje opsonizacji);
 Wywołuje reakcję krzyżową z ludzką adhezyną N-CAM (noworodki i dzieci wykazują

tolerancję na N-CAM co jest przyczyną niewystarczającej reakcji przeciwko epitopom
K1);



Podział E. coli

o Ze względu na wywoływane choroby

 Szczepy nefropatogenne (uropatogenne, UPEC)

 Określone serotypy będące czynnikami etiologicznymi pyelonephritis

 Szczepy enteropatogenne

 Serotypy wywołujące biegunki u niemowląt

 Szczepy odpowiedzialne za kolibakteriozy

o Ze względu na występowanie czynników wirulencji;

 Enterotoksykogenne szczepy ETEC

 Zostały wykryte u ludzi i młodych zwierząt

 gospodarskich – prosięta, cielęta;
 domowych – kocięta szczenięta;

 Kolonizują jelito cienkie przez aktywność fimbrii oraz innych czynników adhezyjnych;
 Wytwarzają enterotoksyny

 LS
 ST

 Wywołują biegunkę podróżnych;

 Enteropatogenne szczepy EPEC

 Wykrywane w szpitalnych epidemiach tzw. wczesnych biegunek noworodków lub

towarzyszą biegunkom małych dzieci do lat 2;

 Główna przyczyna biegunek u niemowląt w krajach ubogich;
 Szerzą się przez tzw. „brudne ręce” personelu, zanieczyszczony pokarm, brudną wodę;
 Źródłem zakażenia są inne dzieci i osoby dorosłe wydalające EPEC z kałem;
 Miejsce zakażenia – jelito cienkie;
 Po związaniu z komórką eukariotyczną przy udziale fimbrii (BFP), wytwarzają kanał

łączący ich cytoplazmę z cytoplazmą komórek gospodarza – system sekrecyjny typu III
 powstały kanał służy do wstrzyknięcia toksycznych białek do ludzkiej komórki 
taka strategia chroni toksyny przed odpowiedzią gospodarza w postaci przeciwciał;

 Jednym z białek wstrzykiwanych do komorki jest białko Tir będące receptorem dla

intiminy – adhezyny EPEC;

 Enteroagregacyjne szczepy EAEC (EAggEC)

 Oddziaływanie chorobotwórcze w jelicie cienkim jest wynikiem masowego

przyczepiania się komórek bakteryjnych do nabłonka jelitowego, przy istotnej roli
fimbrii (AAF I/II/III);

 Cechą charakterystyczną tej grupy pałeczek jest zdolność do autoaglutynacji i

tworzenia skupisk przypominających „stosy ciegieł” – za zjawisko to odpowiadają
fimbire AAF I;

 Stymulują produkcję śluzu i tworzenie biofilmów;
 Miejsce zakażenia – jelito cienkie;
 Odpowiedzialne za przewlekłe, wodniste biegunki (trwające od 2 tygodniu do kilku

miesięcy);

 Produkują toksynę ciepłostałą toksynę enteroagregacyjną EAST i plazmidowo

kodowaną toksynę PET;

 Enteroinwazyjne szczepy EIEC (INVEC)

 Mają zdolność do inwazji komórek nabłonka jelit;
 Miejsce zakażenia – jelito grube;
 Izolowane głównie od ludzi z przypadków czerwonkowopodobnych biegunek (zatem

wiadomo, że objawy zakażenia są podobne do tych przy czerwonce);

 Serotyp 0124:K72 posiada antygen somatyczny identyczny z antygenem S. dysenteriae

3;

 Często nie rozkładają laktozy, jak również nie wykazują ruchu (brak rzęsek);

 Enterokrwotoczne szczepy EHEC, VTEC

 Do zakażeń może dojść po spożyciu mniej niż 100 komórek;
 Wywołują krwawą biegunkę;
 Nie wytwarzają tradycyjnych enterotoksyn i nie są inwazyjne;
 Miejsce zakażenia – jelito grube;
 Serotyp O157:H7 jest częstą przyczyną najgroźniejszych form choroby
 Są zdolne do wytwarzania Verotoksyn (STX-1, STX-2)

 Toksyna ta wnika do krwiobiegu i powoduje uszkodzenie komórek śródbłonka

naczyń krwionośnych w nerce (podjednostka B łączy się z receptorem –
globotriaosylceramidem, GB

3

, którego duże stężenia występują na kosmkach

jelitowych i komórkach śródbłonka nerek)  ograniczony dopływ krwi 
uszkodzenie tego narządu;

 Toksyna lizogenna;
 Powikłania: zespół HUS (hemolityczno-mocznicowy)



Ostra niewydolność nerek,



Małopłytkowa plamica zakrzepowa



Śmiertelność w typowym zespole hemolityczno-mocznicowym wynosi 3–
5%



Starsze dzieci i dorośli mają gorsze rokowanie, podobnie przypadki
nawracającego,

rodzinnie

występującego

zespołu

hemolityczno-

mocznicowego;

 Wytwarzają enterohemolizynę
 Występują w niedopieczonych hamburgerach, mielonej wołowinie, surowym mleku,

owocach, warzywach a także odchodach i w wodzie

 Nekrotyczne szczepy NTEC

 Mają zdolność wytwarzania czynnika martwicowego



Choroby

o Zakażenia układu moczowego (ZUM = UTI)

 Najczęstszy czynnik etiologiczny
 U młodych, aktywnych seksualnie kobiet – honeymoon cystitis
 Szczepy uropatogenne wytwarzają fimbrie typu 1 lub P, których syntezę ogranicza sok

żurawinowy

o Zakażenia przewodu pokarmowego

 Szczepy ETEC wywołują różne typy biegunek w tym „biegunkę podróżnych”
 Obfita, wodnista biegunka pojawiająca się nagle po 1-2 dobach od zarażenia
 Objawy utrzymują się 3-4 dni i ustępują samoistnie
 Kolonizacja jelit wywołana CFA-I i CFA-II (CFA- colonization factor antigens)
 Nadmierne wydzielanie wody i elektrolitów wywołane jest enterotoksynami ST i LT

o Szczepy EHEC

 Powodują biegunki i krwotoczne zapalenie jelit
 Udział w patogenezie zespołu hemolityczno-mocznicowego (HUS)

o Szczepy EPEC

 Czynnik etiologiczny biegunek głównie u dzieci

o Szczepy EIEC

 Zapalna biegunka, podobna obrazem do wywołanej przez pałeczki z rodzaju Shigella

o Posocznica
o Zakażenia wewnątrzbrzuszne
o ZOMR
o Zapalenia płuc
o Zakażenia szpitalne



Pałeczka okrężnicy są wskaźnikiem zanieczyszczenia wód odchodami ludzi i zwierząt.



Stopień tego zanieczyszczenia określa tzw. miano coli i liczba coli.

o Miano coli - oznacza najmniejszą objętość badanej wody zawierającej pałeczki okrężnicy
o Liczba coli - ilość Escherichia coli w 1ml wody.

e) Diagnostyka



Materiał do badania, w zależności od lokalizacji procesu chorobowego może być różny:

o Kał – gdy występuje zapalenie błony śluzowej jelit
o Fragment tkanki przy inwazji miejscowej
o Krew, mocz, żółć, ropa, PMR



Hodowla

o Podłoże Krumwieda – różnicujące;
o Podłoże Kliglera- podłoże barwy żółtej z banieczkami gazu;
o Podłoże MacConkeya – wybiórczo-różnicujące;
o Podłoże Christensena- barwa podłoża zmieniona- żółta
o Podłoże Sołtysa – wzrost częściowo zahamowany; kolonie barwy ciemnozielonej lub granatowe z

czerwonym centrum;

o

Podłoża Eijkmana z rurką Durhama – podłoże peptonowe z NaCl i purpurą bromokrezolową;

o

Podłoże Endo – metaliczny połysk to Escherichia coli



Serologicznie - aglutynacja szkiełkowa z surowicą poliwalentną zawierającą przeciwciała przeciwko
antygenowi K



API 20 E – zestaw do identyfikacji bakterii z rodzaju Enterobacteriaceae przy użyciu 23
zminiaturyzowanych, wystandaryzowanych prób biochemicznych; wykrywanie: deaminazy tryptofanu
(TDA), indolu (JAMES), acetoiny (VP), azotynów (NIT), oksydazy (OX);



CPS ID 2 – służy do ilościowego badania bakterii w moczu oraz do identyfikacji 3 rodzajów bakterii: E.
coli (różowe do czerwonych lub niebieskie), Proteus (niebieski) i Enterococcus (brunatny); odczynniki
DMACA (R1) i chlorek żelaza (R2) pozwalające wykryć odpowiednio: indol i deaminazę tryptofanu
(TDA)



Oznaczanie w moczu czynnika hamującego wzrost bakterii – próba Goulda

o Szczepy wzorcowe:

 Staphylococcus aureus ATCC 25923,
 Escherichia coli ATCC 25922

o Wykonanie:

 Próbkę moczu należy ogrzać w łaźni wodnej w temp. 60°C przez 1 godz;
 Następnie 2 krążki bibułowe nasycić próbką moczu i nałożyć oddzielnie na 2 płytki z

podłożem wzrostowym (Mueller Hinton z posianymi szczepami wzorcowymi wg standardu
NCCLS);

 Płytki inkubować 18-20 godz. w temp.35-37°C .

o Interpretacja: obecność każdej strefy zahamowania wzrostu szczepów wzorcowych przyjmuje się

za wynik dodatni (obecność czynnika);



W ZUM – znamienna bakteriuria to >10

5

CFU/ml moczu;



Metody ilościowego badania moczu

o Metoda Hoepricha - posiew nierozcieńczonej próbki moczu ezą kalibrowaną lub mikropipetą

(metoda ez kalibrowanych)

o Technika posiewu powierzchniowego z kolejnych rozcieńczeń próbki moczu;
o Metoda zanurzeniowa - posiew na podłoża transportowo-hodowlane typu Uromedium;

f) Wrażliwość na leki



Stosuje się antybiotyki o szerokim spektrum działania – najczęściej ampicylinę, tetracykliny,
chloromycetynę oraz sulfonamidy, nitrofurantoinę i negram;



Posiadają pompy czyli białka transportowe w błonie komórkowej, pełniące funkcjie w mechanizmie
effux;



Klasy pomp: MFS, SMR, MATE, ABC, AcEF, AccD i RND;

g) Epidemiologia



E. coli pojawiają się w przewodzie pokarmowym w kilka dni po urodzeniu i od tego czasu stanowią
florę fizjologiczną w tym miejscu;



Maj 2011 r: Niemcy

o Ognisko pokarmowe wywołane werotoksycznymi VETC szczepami E. coli O104:H4;
o Zasięg ogniska: 14 państw Europy, USA i Kanada;
o W Europie zachorowało łącznie 4446 osób;

 U 901 rozwinął się HUS;
 51 osób zmarło;



Przeniesienie do układu moczowego z okolicy krocza (endogenne);



Spożycie skażonego pokarmu;



Transmisja na drodze fekalno-oralnej;



Najbardziej narażone na zakażenie są niemowlęta i osoby starsze lub osłabione przebytą chorobą;

h) Profilaktyka



Przestrzeganie zasad higieny;



Kontrola wody

E. vulneris



Sczepy tego gatunku są izolowane z zakażonych ran, głównie z lokalizacją na ramionach i nogach, rzadziej z
krwi;



Nie produkują indolu z tryptofanu i nie mają aktywności dekarboksylazy ornityny.

E. hermannii



Szczepy tego gatunku są biochemicznie podobne do E. coli, z wyjątkiem tego, że produkują żółty barwnik.



Izolowane są od ludzi z ran, wydzielin układu oddechowego, rzadziej z kału, krwi i płynu mózgowo-
rdzeniowego.

E. fergusonii



Szczepy dotąd wyosobniono z krwi, moczu i kału;



Ich znaczenie kliniczne jest przedmiotem badań;

By Ziora®