Энтеробактерии: семейство кишечных бактерий¶

Энтеробактерии (лат. Enterobacteriaceae) — семейство грамотрицательных факультативно-анаэробных палочковидных бактерий, объединяющее как нормальных обитателей кишечника человека и животных, так и возбудителей опасных инфекционных заболеваний. Семейство насчитывает несколько десятков родов и сотни видов; типовым родом является Escherichia, к которому относится кишечная палочка Escherichia coli. Благодаря простоте культивирования, быстрому росту и хорошо изученной генетике энтеробактерии служат классическими модельными объектами микробиологии и молекулярной биологии.

¶Общая характеристика

Энтеробактерии — мелкие прямые палочки длиной 1–6 мкм, не образующие спор. Большинство видов подвижны за счёт жгутиков, расположенных по всей поверхности клетки (перитрихи), однако встречаются и неподвижные формы. По типу дыхания это факультативные анаэробы: они растут как в присутствии кислорода, так и без него, получая энергию путём брожения. Оптимальная температура развития — около 37 °C, что соответствует температуре тела теплокровных хозяев.

Ключевой признак семейства — строение клеточной стенки. Это грамотрицательные бактерии: их наружная мембрана содержит липополисахарид (эндотоксин), который при разрушении клетки высвобождается и вызывает лихорадку, интоксикацию и воспалительные реакции. Именно эндотоксин во многом определяет тяжесть клинической картины при инфекциях, вызванных этими микроорганизмами.

Биохимически энтеробактерии активно ферментируют глюкозу с образованием кислоты и газа, что широко используется для их идентификации в лабораториях. Они растут на простых питательных средах и образуют характерные колонии, по виду которых нередко можно предположить род возбудителя.

¶Классификация и основные роды

Традиционно семейство делили по способности сбраживать лактозу и по патогенности. Ниже приведены важнейшие роды:

Современная систематика на основе геномного анализа пересмотрела границы семейства, выделив ряд родов в самостоятельные семейства (например, Morganellaceae, Yersiniaceae), однако в медицинской и санитарной практике термин «энтеробактерии» по-прежнему применяется широко.

¶Среда обитания

Основное место обитания энтеробактерий — кишечник человека и животных, где многие виды входят в состав нормальной микрофлоры и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и защите от патогенов. Широко распространены они и во внешней среде: в почве, воде, на растениях, в пищевых продуктах. Такая вездесущность объясняет их роль как санитарно-показательных микроорганизмов: обнаружение кишечной палочки в воде или пище свидетельствует о фекальном загрязнении.

¶Патогенность и заболевания

Патогенные энтеробактерии вызывают значительную часть кишечных и внутрибольничных инфекций. Среди наиболее известных заболеваний:

• Сальмонеллёз и брюшной тиф — поражение желудочно-кишечного тракта, тяжёлые системные формы.
• Дизентерия — кровавый понос, вызываемый шигеллами.
• Чума — особо опасная инфекция, возбудитель Yersinia pestis.
• **Кишечные инфекции, вызванные *E. coli*** — от лёгких расстройств до гемолитико-уремического синдрома.
• Клебсиеллёзные пневмонии и сепсис — преимущественно у ослабленных пациентов.

Факторами патогенности служат адгезины (прикрепление к стенке кишечника), инвазины (проникновение в клетки), капсула (защита от фагоцитоза) и токсины. Некоторые штаммы выделяют экзотоксины, другие действуют через эндотоксин.

¶Диагностика

Лабораторная диагностика основана на посеве биологического материала (кал, моча, кровь, мокрота) на дифференциально-диагностические среды, например среду Эндо или Плоскирева. Выросшие колонии изучают микроскопически и биохимически, а при необходимости применяют серологическое типирование и молекулярные методы (ПЦР). Определение чувствительности к антибиотикам обязательно, поскольку среди энтеробактерий широко распространена множественная лекарственная устойчивость.

¶Устойчивость и антибиотикорезистентность

Энтеробактерии относительно устойчивы во внешней среде: сохраняются в воде, почве и на продуктах от нескольких дней до месяцев, погибая при кипячении и действии дезинфектантов. Серьёзную проблему представляет распространение штаммов, продуцирующих бета-лактамазы расширенного спектра (БЛРС) и карбапенемазы. Такие возбудители устойчивы к большинству антибиотиков и вызывают трудноизлечимые госпитальные инфекции, что делает проблему антибиотикорезистентности одной из ключевых в современной медицине.

¶Значение для науки и практики

Энтеробактерии сыграли выдающуюся роль в развитии биологии. На E. coli были расшифрованы механизмы репликации ДНК, транскрипции и трансляции, открыт лактозный оперон. Кишечная палочка стала основным инструментом генной инженерии: в неё встраивают гены для получения инсулина, гормона роста и других белков. В санитарной микробиологии энтеробактерии служат индикаторами качества воды и пищевых продуктов, а в медицине — объектом постоянного наблюдения из-за растущей устойчивости к антимикробным препаратам.

Источники: руководства по медицинской микробиологии, материалы по санитарной бактериологии, определители бактерий Берджи.