Ulterior, aceeaşi bacterie a fost pusă în evidenţă în flora intestinală a tuturor speciilor de mamifere şi de păsări, iar specia a fost numită, în cinstea descoperitorului – Escherichia coli. Denumirea comună cea mai utilizată este cea de colibacil, adică bacilul (bastonaş) colonului. Colibacilii din flora intestinală normală joacă un rol important în sinteza vitaminelor (mai ales B şi K) şi în menţinerea eubiozei intestinale.

Domenii de utilitate

Chiar din primii ani după descoperire, s-a constatat că în natură există o diversitate extraordinară de tipuri, sub raportul însuşirilor fiziologice şi al patogenităţii. Fiind o bacterie uşor cultivabilă în laborator şi pentru că este constant prezentă în conţinutul intestinal al omului şi al animalelor, E. coli este considerată bacterie indicatoare a contaminării cu fecale a apei, alimentelor şi a suprafeţelor din mediul ambiant.

Tot pentru că este uşor de cultivat şi datorită variabilităţii caracterelor, E. coli a fost cercetată amănunţit sub aspectul compoziţiei chimice, al fiziologiei şi sub aspect genetic, anumite tulpini ale acestei specii servind pentru manipulări genetice în vederea obţinerii de organisme modificate genetic (pentru producerea de insulină, enzime, proteine).

Cu alte cuvinte, în biotehnologie şi inginerie genetică E. coli serveşte ca model experimental, în mod asemănător cu cobaii în cercetările de fiziologie şi medicină.

Structura antigenică este extrem de complexă şi de variabilă, datorită prezenţei multiplelor fracţiuni antigenice somatice, de înveliş şi flagelare, o parte din acestea fiind comune mai multor specii din familia Enterobacteriaceae, ceea ce face dificilă tipizarea culturilor izolate.

Se cunosc mai mult de 173 antigeni lipopolizaharidici, somatici, notaţi „O”, peste 99 de antigeni de înveliş notaţi „K” (care pot fi de subtip L, B, A) şi 56 de tipuri de antigeni flagelari, de natură proteică – notaţi „H”, la care se adaugă şi alte tipuri de antigeni (F,M, alfa, beta, antigenul comun CA).

Denumirea şi clasificarea tipurilor de E. coli se face, în mod obişnuit, pe baza tipurilor de antigeni O:K:H şi se exprimă printr-o formulă antigenică, cum ar fi, de exemplu: O78K80(B)H(-) – serotipul care produce septicemii la viţei şi păsări.

Luându-se în considerare posibilităţile aproape nelimitate de asocieri ale antigenilor O:K:H, rezultă că în natură ar putea exista zeci de mii de serotipuri. Tipizarea serologică a colibacililor are drept scop principal, urmărirea filiaţiei unei infecţii şi mai puţin evidenţierea patogenităţii.

Patogenitatea

E. coli poate prezenta o virulenţă şi un echipament toxic diferit, de la o tulpină la alta, patogenitatea fiind mai degrabă un atribut întâmplător al unor tulpini, decât o însuşire specifică unor categorii taxonomice.

Virulenţa, capacitatea de a invada ţesuturile vii şi de a produce septicemie, este mai puţin pronunţată, în comparaţie cu alte enterobacterii patogene (Salmonella, Shigella). Este admisă posibilitatea diminuării virulenţei colibacililor prin conservarea lor în anumite condiţii neprielnice, dar şi exacerbarea virulenţei, prin pasaje succesive pe animale receptive.

Toxicitatea colibacililor este iarăşi extrem de variabilă. Toate tulpinile de E.coli posedă o endotoxină, de natură lipopolizaharidică, care se eliberează prin moartea celulelor, deoarece reprezintă o componentă a peretelui bacterian.

Endotoxinele ce rezultă în intestin din moartea unor celule de E. coli, în cantităţi mici, stimulează rezistenţa nespecifică a organismului, dar în doze mari pot determina şocul endotoxic ireversibil.

O parte din tulpinile de E. coli produc şi un alt complex toxic, numit enterotoxină, care se excretă în afara celulelor bacteriene, fără distrugerea acestora. Producţia de enterotoxine este guvernată de un material genetic, cvasi autonom, numit plasmide – EntÂ, care sunt transferabile prin conjugare (proces parasexual), de la o tulpină la alta şi chiar de la o specie intestinală la alta.

Tulpinile care se izolează de la animale şi oameni cu enterită produc, de regulă, enterotoxină, care este responsabilă de acumularea de lichid în lumenul intestinal şi producerea de diaree, prin enterosorbţie (fără a leza epiteliul), asemănător cu toxina vibrionului holeric.

Unele tulpini produc şi alte categorii de toxine (neurotoxine, hemolizine etc.) specifice colibacililor, dar pot dobândi şi capacitatea de a produce antigeni şi toxine specifice altor bacterii consacrat patogene, cum ar fi cele din speciile genurilor Shigella şi Salmonella.

Aceste însuşiri se dobândesc tot prin transfer de plasmide, adeseori împreună cu caracterele de rezistenţă la antibiotice, chiar şi fără ca să fi existat un contact prealabil cu acele antibiotice.

Importanţa infecţiilor colibacilare la animale

În colectivităţile de animale din sistemele intensive de creştere şi mai ales la tineretul animal infecţiile colibacilare, numite generic – colibaciloze, sunt probabil cele mai frecvente boli. Factorii favorizanţi sunt reprezentaţi de contactul strâns dintre animale şi nerespectarea regulilor de igienă, care creează condiţii pentru pasajul permanent al bacteriilor, de la un animal la altul, ceea ce duce la selecţia celor mai virulente celule din populaţii cu patogenitate degradată.

Marea heterogenitate a structurii antigenice la aceste bacterii şi capacitatea lor de a interacţiona prin conjugare şi alte mecanisme genetice de transfer de episomi, fac ca tineretul animal să se găsească aproape totdeauna insuficient imunizat faţă de tipurile antigenice, care se succed la intervale relativ scurte de timp. La păsări, colibaciloza afectează toate vârstele, constituind una din cauzele constante de morbiditate şi mortalitate în toate ţările.

Infecţiile colibacilare la om

Cu toate că şi la om, E. coli face parte din categoria germenilor intestinali comensali, unele tipuri oportuniste produc frecvent infecţii digestive, infecţii urinare variate, apendicite şi chiar septicemii urmate de localizări secundare în plămân, endocard, meninge, căi biliare etc.

Pe lângă aceste categorii de infecţii, care sunt cunoscute de mult timp şi de regulă nu afectează colectivităţi mari, în ultimele decenii atenţia specialiştilor a fost reţinută de circulaţia unor tipuri de E. coli, care produc infecţii digestive grave, chiar şi letale şi circulă în colectivităţile umane într-o strânsă legătură cu infecţiile la animale şi cu poluarea de tip fecal a alimentelor şi a mediului de viaţă. Sunt mai ales importante următoarele tipuri:

• E. coli enteropatogen. Este fenotipul producător de diaree epidemică la copii cel mai bine cunoscut (O26:K60; O55:K59; O111:K58 şi altele). Factorii de patogenitate mai importanţi sunt: adezinele fimbriale şi unele proteine din membrana externă, care determină aplatizarea microvililor de la nivelul intestinului subţire.

• E. coli enterotoxigen. Determină o diaree apoasă, în special la copiii cu vârstă mai mică de 3 ani, dar şi la persoane cu alte vârste, aflate în condiţii de stres („diareea turiştilor”). Factorul principal de patogenitate este enterotoxina termolabilă, care acţionează în mod asemănător cu toxina holerică, producând creşterea secreţiei intestinale de apă şi electroliţi.

• E. coli enteroinvaziv. Determină o reacţie intensă inflamatorie la nivelul colonului, cu leziuni ulcerative. În aproximativ 10% din cazuri evoluează cu febră, scaune cu mucus şi sânge. Afectează toate categoriile de vârstă, dar evoluează mai rar la persoanele expuse în mod obişnuit la contaminări repetate, care se imunizează parţial.

Pe lângă aceste tipuri există şi altele, care însă afectează un număr mai mic de persoane: E. coli enteroagregativ, E. coli aderent difuz, E. coli uropatogen, E. coli bacteriemic).

• E. coli enterohemoragic, extrem de patogen

În prezent, se acordă importanţa cea mai mare tipului numit E. coli enterohemoragic, care produce boala diareică hemoragică, gravă, ce se complică adeseori cu sindromul hemolitic uremic (SUH). Factorii principali de patogenitate sunt: verotoxina 1 (asemănătoare cu toxina bacilului dizenteriei (Shigella dysenteriae) si verotoxina 2 (citotoxină, codificată de gene transferabile prin bacteriofagi).

Cel mai cunoscut serotip care produce acest sindrom – O157:H7, este prezent şi în flora intestinală la unele animale (mai ales la viţei, ovine) şi a fost incriminat în apariţia SUH, mai ales la vârstele extreme.

Boala a apărut, de regulă, în urma consumului de hamburgeri, brânzeturi, lapte nepasteurizat, carne tratată termic insuficient, diferite salate, spanac, apă, sucuri de legume şi fructe etc.

Fiind un serotip extrem de patogen, în doze mici, care a produs zeci de mii de îmbolnăviri grave la om, mai ales în SUA, dar şi în alte ţări şi pentru că este uşor de cultivat, figurează pe lista agenţilor microbieni care se pretează pentru bioterorism.

E. coli O104:H4, serotipul descoperit în Germania

Recent, a fost izolat în Germania un nou serotip – E. coli O104:H4, care a stârnit emoţie pe plan internaţional, prin faptul că a produs, până în prezent, 36 de decese, dintre care 35 în Germania, 530 de cazuri de îmbolnăvire cu diagnostic confirmat microbiologic şi alte 1251 de cazuri suspicionate pentru acelaşi tip de boală, supuse tratamentului intensiv (inclusiv transfuzie şi dializă renală).

Este interesant că marea majoritate a persoanelor îmbolnăvite sunt adulte, îndeosebi femei, spre deosebire de alte tipuri de infecţii colibacilare, care apar mai ales la persoanele aparţinând vârstelor extreme şi cu imunitate redusă.

Deoarece puţinele cazuri de SUH, provocate de O104:H4, la persoane din alte ţări, au apărut în urma călătoriilor prealabile în Germania, se crede că există o transmisibilitate de la om la om, pe cale fecal-orală, ca şi în alte boli contagioase.

Avem de-a face cu un nou serotip?

Serotipul este sigur o himeră deoarece are, pe lângă însuşirile specifice E. coli şi însuşiri de patogenitate noi, ce provin de la alte specii de bacterii. Acelaşi serotip a O104:H4 a mai fost izolat, în anul 2005, în Coreea, de la o femeie cu sindrom hemolitic uremic. Faptul că serotipul O104:H4 este o himeră a făcut să apară în presă presupuneri că ar fi rezultatul unor manipulări genetice intenţionate (!?).

Personal nu cred aşa ceva şi afirm că E. coli are o variabilitate foarte mare a tuturor însuşirilor, inclusiv a celor de patogenitate şi prezintă o mare disponibilitate de a primi şi a transmite fragmente de ADN, sub formă de episomi (prin conjugare sau bacteriofagi), ceea ce explică apariţia continuă de noi serotipuri, faţă de care populaţia nu dispune de anticorpi; de aici, receptivitatea deosebită şi evoluţia gravă a bolilor produse.

Care sunt sursele şi căile de infecţie?

Directorul Institutului Robert Koch, din Germania, care monitorizează infecţia cu E. coli, a declarat ca stabilirea exactă a sursei de contaminare este dificilă şi poate dura mai multe luni, după cum este posibil să nu se afle niciodată. Iniţial laboratoarele germane au indicat ca sursă posibilă de infecţie castraveţii ecologici cultivaţi în Spania, dar ulterior s-a stabilit că nu există suficiente dovezi pentru această ipoteză.

Cu toate acestea, răul a fost produs, fiind înregistrate pierderi de sute de mii de euro, atât în Spania, cât şi în alte ţări ca urmare a scăderii bruşte a consumului de castraveţi.

Treptat, s-a conturat ideea că, totuşi, singura sursă posibilă de colibacili patogeni o reprezintă, pe lângă persoanele bolnave, dejecţiile animalelor şi apele reziduale neepurate, acestea putând veni în contact cu legumele şi alte produse alimentare, prin intermediul solului fertilizat, a mâinilor nespălate, insectelor, melcilor etc.

O situaţie similară a fost constatată în SUA şi Canada, în anii 1980, când apăreau frecvente cazuri de SUH, în urma consumului de diverse produse alimentare de origine animală şi a celor de origine vegetală.

Cercetătorii de la Universitatea din Aberdeen (Scoţia) au stabilit că moluştele Arion vulgaris (limacsul spaniol, prezent în toată Europa) este un posibil purtător de E. coli, care poate supravieţui pe corpul acestora cel puţin 14 zile, timp suficient pentru a răspândi agenţii patogeni pe diferite vegetale.

EXISTĂ CONDIŢII DE APARIŢIE A BOLII ÎN ROMÂNIA?

După cum rezultă din comunicatele Institutului Cantacuzino şi ale ANSVSA, în ţara noastră nu au fost semnalate cazuri similare de boală şi ar putea să nici nu apară, dacă ar fi adoptate şi aplicate măsurile necesare privind buna gospodărire a reziduurilor zootehnice şi privind igiena producerii şi desfacerii produselor alimentare şi a regulilor privind igiena personală a oamenilor.

Personal, cred că „inexistenţa” cazurilor de îmbolnăvire la om cu diferite tipuri de E. coli se datorează nu atât respectării măsurilor profilactice, cât mai ales inexistenţei practicii de înregistrare medicală şi de raportare a enteropatiilor neepidemice, pe cauze microbiene.

De altfel, nu avem în ţară nici măcar un laborator dotat pentru identificarea serologică a tuturor tipurilor de E. coli, ci doar pentru identificarea tipurilor mai frecvent întâlnite, iar metodele bazate pe analiza genetică sunt abia în curs de implementare.

În schimb, condiţiile din unele ferme legumicole sunt adeseori precare. Contrar prevederilor legislaţiei în vigoare, se practică încă irigarea terenurilor agricole cu dejecţii semilichide neepurate (sau epurate sumar) şi cu apă din canalele de irigaţie sau din apele de suprafaţă în care au fost deversate ape reziduale zootehnice.

Pot exemplifica această situaţie prin cercetările personale, efectuate în urmă cu câţiva ani, la o fermă legumicolă din Banat în care se cultivau roşii şi ardei gras.

Terenul era irigat prin aspersiune cu apă dintr-un pârâu poluat prin deversarea de dejecţii semilichide de taurine. În apa folosită la irigare bacteriile coliforme aveau valori cuprinse de la 1400000 la 39062000 bacterii vii/cm3, cu mult peste valorile admise de STAS 9455/88, care stabileşte condiţiile de calitate pentru apa destinată irigării culturilor agricole.

În aceste condiţii, roşiile recoltate de pe aceste parcele au prezentat, în medie, 15 bacterii coliforme/cm3, iar ardeiul – 27 bacterii coliforme/cm3. Într-un alt studiu, efectuat în Transilvania, au fost constatate valori de peste 14 milioane de bacterii coliforme/cm3 în apă de râu poluată cu ape uzate fecaloid-menajere, care conţineau, de asemenea, salmonele, serogrupuri patogene de E. coli, ouă şi larve de helminţi paraziţi.

METODE DE PREVENIRE A ÎMBOLNĂVIRILOR

Ce trebuie făcut pentru prevenirea bolilor care se transmit prin legume şi alte produse alimentare?
De mare importanţă este respectarea regulilor de igienă personală pentru evitarea contaminării fecal – orale.

Important este şi tratamentul termic adecvat al alimentelor, fiind cunoscut că E. coli se distruge în câteva minute la temperaturi de peste 70°C. De asemenea, avându-se în vedere faptul că producătorii de legume folosesc, mai mult sau mai puţin, îngrăşămintele organice, inclusiv apele reziduale zootehnice pentru fertilizarea terenului agricol, atât în legumicultura convenţională, cât şi în cea ecologică, se impun măsuri pentru neutralizarea contaminării legumelor cu bacterii intestinale, care se realizează prin intermediul solului.

Măsura cea mai eficientă constă în decontaminarea legumelor imediat ce acestea au fost aduse în bucătărie. Ar fi de preferat ca legumele, căpşunile, mugurii şi mlădiţele plantelor pentru consum alimentar să fie puse într-un recipient cu apă la care să se adauge un comprimat pe bază de halazonă, cloramină sau un alt produs pe bază de clor.

După câteva minute legumele se pot spăla şi apoi folosi, chiar şi în stare crudă. Această metodă ar preveni nu numai apariţia infecţiilor colibacilare, dar şi a parazitozelor care se transmit pe aceeaşi cale.