Энтеробактерии (семейство Enterobacteriaceae )

Общая характеристика. Семейство Enterobacteriaceae является самым многочисленным семейством, объединяющим более 40 родов и как следствие имеющим большую степень гетерогенности. Процент ГЦ-пар в ДНК, определяющих степень гетерогенности, варьирует от 36-42% (роды Proteus , Providencia ) до 52-60% (роды Klebsiella , Enterobacter ). Центральное место занимает род Escherichia (50-52% ГЦ-пар), который является типовым родом. Близкородственное к нему положение занимают роды Shigella (50-52% ГЦ-пар), и Salmonella (50-53% ГЦ-пар).

Представители семейства Enterobacteriaceae широко распространены в природе: их обнаруживают в почве, воде, на растениях и, конечно, в кишечнике человека и животных. Они наиболее часто встречаются при анализе разнообразного клинического материала. Классические кишечные инфекции вызывают безусловно-патогенные представители родов  Salmonella , Shigella , Yersinia и Escherichia , пневмонию и ринит с характерными симптомами вызывают клебсиеллы, из ран и инфицированных мочевых путей часто выделяют Escherichia coli , Proteus spp ., Enterobacter , Klebsiella spp .

Морфология и физиология. Представители семейства являются грамотрицательными палочками размером 1-5x0,4-0,8 мкм. Спор не образуют, за исключением родов Shigella и Klebsiella , подвиж­ны зa счет перитрихиально расположенных жгутиков. Некоторые образуют капсулу. Растут на простых питательных средах, боль­шинство, за исключением рода Yersinia , хорошо культивируются при 37 ^оС. Факультативные анаэробы. Обладают оксидативным и бродильным метаболизмом. Оксидазоотрицательны. Обладают нитратредуктазой. Глюкозу ферментируют муравьино-кислым брожением с образованием как большого количества кислот, вы­являемых реакцией метиленового красного, так и 2,3-бутандиола, который определяют в реакции Фогеса-Проскауэра. Некоторые представители семейства при ферментации глюкозы образуют газ. Энтеробактерии обладают широким спектром биохимической активности, которая служит основой для подразделения внутри се­мейства на роды, а внутри некоторых родов на виды. Ключевыми тестами при первичной идентификации энтеробактерий являются:

· способность образовывать газ при ферментации глюкозы;

· способность расщеплять лактозу;

· продукция сероводорода.

Для родовой идентификации также определяют продукты, об­разующиеся при ферментации глюкозы (реакции с метиленовым красным и Фогеса-Проскауэра), способность продуцировать индол, расщеплять мочевину, утилизировать цитрат, вырабатывать ферменты, превращающие аминокислоты - декарбоксилазы ли­зина и орнитина, дезаминазу фенилаланина, а также способность использовать различные моно-, олиго- и полисахариды в качестве энергетического источника.

Антигенная структура. Дифференциация бактерий внутри рода на виды в основном проводится по антигенным свойствам. Энтеро­бактерий обладают соматическим О-антигеном, могут встречаться жгутиковый Н-антиген и поверхностный К-антиген. Представи­тели некоторых родов, в частности рода Yersinia , имеют дополни­тельные видоспецифические антигены. Антигенной специфично­стью обладают также пили IV типа.

Микробиологическая диагностика. Основу микробиологической диагностики инфекционных процессов, вызванных представите­лями семейства Enterobacteriaceae , составляет бактериологический метод исследования. Используются также серологический метод и ПЦР.

Эшерихии (род Escherichia )

Род Escherichia включает несколько видов, из которых в пато­логии человека и животных основное значение имеет вид Е. coli ., впервые описанный в 1885 г. Т. Эшерихом.

Морфология. Прямые грамотрицательные палочки размером 0,4-0,6х2-6 мкм, подвижные за счет перитрихиально расположенных жгутиков. Культуральные свойства. На плотных средах образуют колонии в R- и S-формах. Колонии в S-формах гладкие, блестящие, полупрозрачные. На жидких средах образуют диффузное помутнение и придонный осадок. Биохимические свойства. Обладают выраженной биохимической активность. Биохимическими свойствами, составляющими основу дифференциальной диагностики при бактериологическом исследовании, являются:

· продукция кислоты и газа при ферментации глюкозы;

· ферментация лактозы;

· отсутствие продукции сероводорода;

· продукция индола.

Антигенная структура. E . coli обладает сложной антигенной структурой. Имеет соматический О-антиген, определяющий серогруппу. Известно около 171 разновидностей этого антигена.

Поверхностный К-антиген может быть представлен 3 антигенами А, В и L, отличающимися по чувствительности к температуре и химическим веществам. У эшерихий встречается более 97 разновидностей К-антигена, преимущественно В-типа. К-антиген обладает способностью маскировать О-антиген, вызывая феномен О-инагглютинабельности. В этом случае О-антиген можно выявить только после разрушения К-антигена кипячением. Типоспецифическим антигеном является Н-антиген, определяющий серовары, которых насчитывается более 57. Антигенная структура определяется формулами серогруппы как О:К:, серовара к5ак О:К:Н:, например О₁₂В₆Н₂.

Факторы патогенности. Представители семейства обладают раз­нообразными факторами патогенности, которые в различных ком­бинациях присутствуют в определенных видах. Среди большого разнообразия патогенных факторов можно выделить основные, которые в тех или иных комбинациях присутствуют у патогенных энтеробактерий, обеспечивая развитие патогенеза вызываемого ими заболевания. К ним относятся: эндотоксин, пили IV типа, ТТСС, белковые токсины специфического действия (цито- и энтеротоксины). Следует отметить, что синтез факторов патогенности опосредован генами, локализованными на островках патогенно­сти, плазмидах, конвертирующих бактериофагах.

Эндотоксин играет важную роль в развитии лихорадки, эндо-токсического шока, сопровождающегося лихорадкой, ознобом, гипотензией и тахикардией, принимает участие в развитии диареи через процесс активации каскада арахидоновой кислоты и после­дующего синтеза простагланлинов.

Начальные этапы инфекции связаны со структурами, обеспечивающими взаимодействие бактерий с поверхностным эпителием кишечника. Этот процесс обеспечивается поверхностными структурами клетки: пилями IV типа, филаментозными структурами, составляющими ТТСС.

Установлено 4 типа механизма взаимодействия возбудителей острых кишечных инфекций с поверхностным эпителием кишечника (табл. 2).

Таблица 2