E coli

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRONOMICE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ BUCUREŞTI

ESCHERICHIA COLI -O NOUA TULPINA-

STUDENT: VLAD I. ANDRA IOANA

CUPRINS

INTRODUCERE

1. DESCRIEREA MICROORGANISMULUI 1.1. Caracteristici 1.2. Surse de contaminare şi transmitere 1.3. Descrierea bolii

2. CAZURI RAPORTATE

CONCLUZII

BIBLIOGRAFIE

INTRODUCERE

Rolul bacteriei Escherichia coli, cunoscută mult timp sub numele generic de bacilul coli sau colibacil, în producerea toxiinfecţiilor alimentare la om a fost în decursul timpului unul din cele mai controversate. Unii cercetători au privit cu multă rezervă incriminarea acestei bacterii, atât de ubicvitare şi prezente în mod natural în număr foarte mare în tubul digestiv al omului şi animalelor cu sânge cald, în declanşarea toxiinfecţiilor alimentare. Din acest motiv cazurile de îmbolnăviri la om în care se izola din alimente numai Escherichia coli, au fost raportate mult timp ca toxiinfecţii alimentare cu etiologie necunoscută. Considerată la început numai ca un germene patogen oportunist, în prezent Escherichia coli, prescurtat E. coli, este apreciată ca unul din cei mai frecvenţi agenţi enterici la animale şi om. (Drăgan G., 2008). De-a lungul timpului au fost identificate mai mult de 700 de serotipuri de E. coli, distincţia între diversele serotipuri ale acestei bacterii făcând-o antigenele “O” şi ”H” de pe corpul şi flagelul acestora. Este important de amintit că cele mai multe tipuri de E. coli nu provoacă boli la om, unele fiind chiar benefice iar unele produc alte infecţii decât cele gastrointestinale, cum ar fi infecţia tractului urinar. Serotipurile de E. coli, care sunt responsabile pentru numeroase cazuri de focare raportate la consumul de băuturi şi alimente contaminate, sunt cele care produc toxina Shiga (Stx), denumită aşa deoarece toxina este practic identică cu cea produsă de o altă bacterie cunoscută sub numele de Shigella dysenteria tipul 1 (care provoacă de asemenea diaree sangvinolentă şi sindrom hemolitic uremic – SHU,). Tulpinile E. coli Stx-producătoare au mai multe caracteristici care le fac atât de periculoase. Sunt organisme foarte rezistente ce pot supravieţui mai multe săptămâni pe suprafeţe precum blaturile, mesele din bucătărie şi până la un an, în compost de exemplu. Doza infecţioasă este de asemenea foarte mică, în sensul că un număr relativ mic de bacterii (mai puţin de 50) este necesar pentru a ocupa tractul intestinal al victimei şi a produce infecţia. Cea mai bine cunoscută şi periculoasă tulpină E. coli Stx-producătoare era, pana in prezent, E. coli O157:H7 (Marler C., 2005-2011). De curand, insa o noua tulpina, O104, a alertat intreaga Europa din cauza deceselor provocate, in ultima vreme.

DESCRIEREA MICROORGANISMULUI

1.1. Caracteristici

Escherichia coli serotipul O157:H7, este o bacterie Gram-negativă, facultativ anaerobă, în formă de bastonaş mobil, nesporulat, neîncapsulat (rar poate avea o pseudocapsulă), cu suprafaţă netedă. “O157” din denumirea bacteriei se referă la numărul antigenului din peretele celular al bacteriei, în timp ce “H7” se referă la antigenul din flagel.

Escherichia coli O157:H7

O dată cu descrierea pentru prima dată, în 1982 (Riley), a două episoade de infecţie alimentară cu îmbolnăviri neobişnuit de grave, epidemiologii şi microbiologii au făcut legătura între Escherichia coli O157:H7 şi colita hemoragică a pacienţilor de la care au izolat-o. Din cauza asocierii cu enterocolita hemoragică, această bacterie a fost denumită Escherichia coli enterohemoragică, iar subgrupa din care face parte, Enterohemorrhagic E. coli (EHEC) (Drăgan G., 2008) sau Verotoxigenic E. coli (VTEC) (Usein C.-R. & Zota R. L., 2010). EHEC determină boala diareică hemoragică, la vârstele extreme putându-se complica cu sindrom hemolitic uremic (SHU), însoţit de insuficienţă renală acută, trombocitopenie şi anemie (RoMedicale.ro, 2009). EHEC are abilitatea de a elabora citotoxine ‚,înrudite“ cu acelea de Shigella dysenteriae, citotoxine codificate de gene fagice, cu tropism particular pentru endoteliul vascular; adezine reprezentate de proteine din membrana externă (intimina). Se crede că toxinele Shiga produse de EHEC sunt, în mare măsură, responsabile de dezvoltarea sindromului hemolitic uremic (SHU). Există două tipuri majore de toxine – Stx 1 şi Stx 2 (verotoxina 1 şi verotoxina 2). Stx 1 este

identic cu toxina produsă de S. dysenteriae tipul 1. Stx 2 este structural „înrudit“ şi este mult mai probabil să determine SHU (Popescu V., 2008, RoMedicale.ro, 2009).

1.2. Surse de contaminare şi transmitere

Escherichia coli serotip O157:H7 nu se găseşte în tubul digestiv al oamenilor sănătoşi. Bacteria este purtată uneori de bovinele sănătoase, considerate ca principal rezervor natural, dar s-a depistat şi în intestinele ovinelor, porcinelor şi găinilor, care o elimină prin fecale şi poate să contamineze carnea lor în timpul operaţiunilor de tăiere, sau alte produse (Drăgan G., 2008, Marler C., 2005-2011). Toxina are nevoie de receptori cu înaltă specificitate pentru a se ataşa şi pătrunde în celulă. Speciile de animale cum sunt bovinele şi porcinele care nu deţin aceşti receptori, pot găzdui bacteriile toxigene fară ca acestea să aibă vreun efect asupra lor. Bacteriile se transmit mai departe prin fecale de la care omul se poate contamina cu uşurinţă. Infecţia se poate produce în principal în urma ingestiei de alimente sau apă contaminate sau contactului cu animale infectate. S-a raportat şi transmiterea prin apă, prin înot în lacuri sau piscine contaminate, cât şi transmiterea directă de la persoană la persoană (CDC, 2011, HPA, 2007, Hospital Authority Central Committee on Infectious Diseases, 2005, Wikipedia, 2011). E. coli O157:H7 este extrem de virulent, având o doză mică infecţioasă: un inocul cuprins între 10 şi 100 ufc este suficient pentru a provoca infecţie, în comparaţie cu peste un milion de ufc pentru alte tulpini patogene de E. coli (Feng P. & Weagant S. D., 2011, Wikipedia, 2011). Produsele alimentare care au fost identificate ca surse de contaminare includ carnea de vită tocată, carnea de vânat, cârnaţii, salamurile crud-uscate, laptele nepasteurizat şi brânza, sucul de mere nepasteurizat şi cidrul, sucul de portocale, salata verde, spanacul, apa şi chiar aluatul de pizza şi fursecurile (FDA, 2009, Marler C., 2005-2011). Consumul de carne insuficient tratată termic este cea mai des întâlnită metodă de a contracta o infecţie cu Escherichia coli O157:H7 (SfaturiMedicale.ro, 2011).

1.3. Descrierea bolii si tratamentul

Manifestările clinice ale infecţiei cu E. coli enterohemoragică sunt, în mod larg, datorate efectelor distructive ale toxinei Shiga. În decurs de 2-5 zile de la ingestia alimentelor contaminate cu EHEC, unele persoane infectate dezvoltă colită hemoragică cu scaune sangvinolente. Colita poate fi nedureroasă sau asociată cu dureri abdominale.

Simptomele de obicei se diminuează spontan, fără sechele, iar unii copii dezvoltă SHU (sindrom hemolitic uremic), care a devenit cauza principală a insuficienţei renale acute la copii în SUA. SHU este caracterizat clinic prin anemie hemolitică microangiopatică, trombocitopenie, manifestări ale SNC şi insuficienţă renală acută. Toxinele afectează acut enterocitele dar, de asemenea, afectează microvascularizaţia subiacentă şi determină, în această situaţie, o gastroenterită hemoragică. Toxina este transportată, de asemenea, în circulaţie şi concentrată în vasele renale, la nivelul cărora determină afectarea renală. Simptomele legate de afectarea SNC – letargia şi iritabilitatea – sunt comune, iar complicaţii cum ar fi convulsiile pot însoţi injuria vaselor SNC. Hipertensiunea arterială şi tulburările electrolitice – rezultat al insuficienţei renale – sunt de asemenea asociate bolii SNC. Peste jumătate dintre pacienţii cu SHU necesită temporar dializă renală. Chiar cu o terapie optimă, boala prezintă o mortalitate de 5-10%, secundar complicaţiilor insuficienţei renale (Popescu V., 2008). Tratamentul optimal pentru persoanele cu EHEC având ca scop de a preveni sau ameliora SHU este necunoscut. Este important de a monitoriza persoanele cu diaree sangvinolentă pentru semnele de hemoliză, trombocitopenie şi insuficienţă renală. Hidratarea intravenoasă pentru a reduce injuria glomerulară a fost susţinută. Medicaţia antimotilitate intestinală probabil înrăutăţeşte evoluţia, prin creşterea concentraţiei toxinei. Efectul terapiei antimicrobiene asupra incidenţei SHU este controversat. Unele studii demonstrează absenţa reacţiei între utilizarea de antibiotice şi dezvoltarea SHU. Un studiu efectuat în Japonia evidenţiază o reducere a riscului cu terapia cu antibiotice efectuată precoce în boală. Alte studii au demonstrat un risc mai înalt al dezvoltării SHU după utilizarea de antibiotice. Raţiunile acestor diferite opinii în evoluţie nu sunt încă bine înţelese, dar unele date promiţătoare provin de la înţelegerea patogenezei bolii la modelele animale. Unele antibiotice, ca fluoroquinolonele, determină afectarea ADN la bacterii. Când sunt administrate în doze subletale, acestea au demonstrat că induc bacteriofagii latente ce codifică toxina Shiga pentru a creşte producţia şi eliberarea toxinei şi creşterea mortalităţii. Alte antibiotice, cu diferite moduri de acţiune, pot să nu aibă aceleaşi efecte. Aceste rezultate accentuează pericolul în asumarea că gastroenterita inflamatorie poate fi tratată empiric cu un antibiotic care „acoperă“ toţi patogenii enterici. Până ce nu este înţeles cât de eficientă pentru prevenirea SHU este terapia antimicrobiană, aceasta trebuie să fie evitată în infecţiile EHEC. Terapii promiţătoare cu compuşi biologici inerţi care „leagă“ şi neutralizează toxina în intestin sunt în investigaţii dar acestea pot să nu fie utile dacă introducerea lor în terapie este efectuată după debutul SHU. Terapiile bazate pe anticorpi pentru neutralizarea toxinei în torentul sangvin şi rinichi sunt în studiu în tratamentul SHU. În prezent, probe clinice nepublicate au demonstrat beneficiul unor intervenţii terapeutice particulare în prevenirea sau tratamentul SHU (Popescu V., 2008). E. Coli 0104 are un comportament neobişnuit, deoarece ea este capabilă să producă o gamă largă de beta-lacatameze - enzime care fac ca bacteria să fie rezistentă la cele mai multe dintre antibiotice. Pacienţii infectaţi cu E. Coli nu pot fi trataţi cu antibiotice, deoarece bacteriile răspund atacului cu aceste medicamente prin creşterea producţiei unei toxine, Shiga, care este deosebit de periculoasă, putând provoca sindromul uremic-hemolitic.

Mai există un aspect interesant. Conform studiilor, noua tulpină de E. Coli pare să infecteze mai ales femeile tinere. De obicei infecţiile cu E Coli afectează mai ales copii. Iniţial sa crezut că acest lucru se datorează faptului că femeile tinere sunt mai interesate în a consuma salate de legume. În prezent această teorie este pusă la îndoială. Noua tulpină prezintă caracteristici genetice interesante, care ar putea explica mai bine „preferinţa” pentru femeile tinere a noii tulpini. Un indiciu îl constituie faptul că aceasta nu are gena EAE, care codifică o anumită proteină, numită intimin. Proteina intimin permite bacteriilor să se ataşeze de celulele din intestin. De mai mult timp s-a observat că tulpinile E. Coli care nu produc această proteină sunt asociate cu favorizarea infectării adulţilor, deşi până acum mecanismul nu este suficient de clar.

E. coli O157:H7 a fost recunoscut ca agent patogen ca urmare a apariţiei unui focar de boli gastro-intestinale neobişnuit în anul 1982. Sursa focarului au fost hamburgerii contaminaţi de la un fast food, iar boala a fost similară cu alte incidente petrecute în SUA şi Japonia. Agentul etiologic al bolii a fost identificat ca o rară tulpină de E. coli în anul 1983. Acest serotip mai fusese izolat o singură dată înaintea apariţiei acestui focar, în anul 1975, de la un pacient bolnav (Marler C., 2005-2011). De la apariţia ei s-au înregistrat multe alte cazuri. Potrivit Centrelor de Control şi Prevenire a Bolilor (CDC), în fiecare an s-au înregistrat episoade similare în mai bine de 30 de ţări, de pe 6 continente (SfaturiMedicale.ro, 2011). Astfel, după Wikipedia (2011) în anul: 1993 – E. coli O157:H7 a fost identificată în hamburgerii comercializaţi de “Jack in the Box”. 4 copii au murit şi alte 700 de persoane au acuzat simptome ale bolii în oraşul Seattle şi în alte părţi ale Pacificului de Nord-Vest. Indignarea datorată deceselor a dus la crearea unor presiuni politice puternice asupra Washington-ului lucru care a dus la noi reglementări date de USDA (U.S. Departament of Agriculture) în ceea ce priveşte practicile vechi de secole în industria cărnii. Noul regulament intitulat “Pathogen Reduction and Hazard Analysis and Critical Control Point Systems Final Rule” impune un sistem HACCP obligatoriu şi o testare microbiană în instalaţiile de procesare a cărnii. 1996 – E. coli O157:H7 a fost identificată în sucul de mere nepasteurizat produs de firma “Odwalla” din USA.

1997 – E. coli O157:H7 a fost identificată în carnea de vită de la „Hoodson Foods Company” din Rogers, Arkansas; Burger King fiind principalul lor client. Compania a retras atunci peste 25 mil de kg de carne de vită procesată. 1999 – E. coli O157:H7 a fost găsită în apa de băut din Washington County Fair, în Easton, New York. Peste 1000 de oameni au fost afectaţi şi 2 au murit. 2000 – o tânără a murit şi alte 65 de persoane s-au îmbolnăvit într-un focar de E. coli O157:H7 în Milwaukee, Wisconsin. Sursa focarului au fost două restaurante Sizzler în care aparent carnea infestată a intrat în contact cu alte produse alimentare. Tot în acest an au fost confirmate 19 cazuri şi alte 49 au fost suspecte de E. coli în Oregon. Cazurile au fost legate de restaurantul Wendy‟s. 2002 – E. coli O157:H7 a fost identificată în carnea de vită provenită de la ConAgra (una din cele mai mari companii din industria alimetară nord-americană). 19 persoane s-au imbolnăvit în California, Colorado, Michigan, Dakota de Sud, Washington şi Wyoming ca urmare a consumului de hamburgeri în Greeley, Colorado. Compania a retras peste 19 mil de kg de carne de vită procesată. 2006 – E. coli O157:H7 a fost descoperit la “Taco Bell” în sudul Plainfield-ului, New Jersey şi Long Island, 39 de persoane au fost afectate de SHU. 2007 – E. coli O157:H7 a fost identificată în carnea de vită provenită de la “Topps Meat Company” în Elizabeth, New Jersey. 2009 – o presupusă contaminare cu E. coli a făcut ca Nestlé să retragă o mare parte din prăjiturile refrigerate de pe piaţă datorită îmbolnăvirii a cel puţin 66 de persoane din 28 de state.

2011- noua tulpina de E.coli 0104 care a provocat epidemia din Germania poate avea doua manifestari aproape la fel de grave: sindromul uremiei hemolitice (SUH) si enterohemoragia E.coli. Sindromul uremiei hemolitice reprezinta o complicatie a infectiei cu E.coli si poate duce la pierderea rinichilor. Noua tulpina poate produce toxine de natura sa distruga celulele sangvine si, in final, rinichii. Acest sindrom duce la deces, in conditiile in care provoaca blocaj renal acut, anemie hemolitica si pierderea trombocitelor. Mai mult, boala afecteaza in special copiii, iar in 25% dintre cazuri poate duce la complicatii neurologice si la apoplexie si coma.

Un castravete cu urme dintr-o variantă agresivă a bacteriei E.coli ce a provocat decesul a 26 de persoane, dintre care 25 în Germania, a fost găsit printre resturile alimentare ale unei familii din Saxonia-Anhalt, a anunţat Ministerul Sănătăţii din acest land federal, preluat de DPA şi EFE. Este pentru prima dată de la declanşarea epidemiei de diaree hemoragică, la jumătatea lunii mai, când prezenţa variantei O104 entero-hemoragice a bacteriei E.coli a fost confirmată pe alimente. Până acum ea fusese identificată doar în materii fecale. Purtătorul de cuvânt al ministerului, Holger Paech, nu a precizat ţara de unde a provenit leguma infestată, dar a menţionat că sunt analizate şi celelalte resturi biologice din deşeuri, precum şi alimentele puse în vânzare în supermagazinele din oraşul în care locuieşte familia respectivă. „Nu este limpede şi nu vom şti niciodată cu siguranţă cum a ajuns aici bacteria E.coli‟, a subliniat el. Producătorii spanioli de fructe şi legume estimează pierderile cauzate de scandalul castraveţilor infectaţi cu E.Coli la 200 de milioane de euro săptămânal. Reziduurile menajere au fost recuperate dintr-un tomberon în oraşul Magdeburg, au precizat autorităţile sanitare din Saxonia-Anhalt. Ele au avertizat că este foarte posibil ca bacteria să fi ajuns pe resturile alimentare din cauza unei persoane bolnave şi nu invers. Familia, cu trei membri afectaţi de boală în diferite forme, nu a avut contact cu nordul Germaniei, unde s-au înregistrat majoritatea cazurilor. În vârstă de aproximativ 50 de ani, ambii părinţi au prezentat forme uşoare de probleme stomacale, însă fiica lor, adultă, a fost diagnosticată cu sindromul hemolitic-uremic, infecţie gastro-intestinală cauzată de o variantă a bacteriei E.coli, scrie Agerpres.

Autoritatile germane au identificat un tip de bacterie E.Coli si pe frunzele de salata rosie cultivate la o ferma din Fuerth, langa Nuremberg. Oficialii sustin insa ca nu este vorba despre tulpina ucigasa care a ucis 35 de persoane in mai putin de o luna.

Inamicul-problema al bacteriilor: iradierea

Dupa declansarea epidemiei E.Coli, europenii se tem sa cumpere legume proaspete si au dezvoltat o fobie fata de produsele organice, atat de cautate pana de curand. Consumatorii au cerut chiar Comisiei Europene instituirea unui nou sistem de certificare a sigurantei alimentare. Totusi, in ceea ce priveste agricultura bio, nici o cantitate de standardizare nu poate garanta eradicarea E.Coli din alimente, dat fiind ca acestea sunt fertilizate cu ingrasaminte naturale, iar tulpinile de E.Coli, atat cele daunatoare cat si cele inofensive, se afla in intestinele animalelor. Mai mult, semintele germinate, in care a fost detectata bacteria ucigasa la sfarsitul

saptamanii trecute, sunt cultiivate in medii calde si umede, conditii favorabile si pentru aparitia bacteriilor. Solutia pentru eradicarea E.Coli implica trimiterea de raze gamma sau fascicule de electroni in carne, pasari de curte si produse. Astfel, bacteriile ar putea disparea din alimente in proportii de pana la 99,99% prin iradiere. Pe de alta parte, mai multe studii arata ca alimetele iradiate ce au suferit mutatii pot cauza diferite forme de cancer.

Semnificaţia speciei Escherichia coli pentru sănătatea publică şi pentru igiena alimentară a crescut enorm datorită identificării serotipului O157:H7 ca agent al unor îmbolnăviri grave la om. Acest serotip nu se găseşte în tubul digestiv al oamenilor sănătoşi, având ca principal rezervor bovinele. Contaminarea are loc prin consumul de apă şi alimente contaminate sau prin contact cu animalul sau persoana infectată iar prevenirea contaminării se realizează în special prin respectarea regulilor de igienă. E. coli O157:H7 aparţine grupei de tulpini enterohemoragice (EHEC) şi produce colită hemoragică ce poate evolua în sindrom uremic hemolotic la copii (prin blocaj renal), al cărui tratament este, din păcate, necunoscut şi destul de controversat. De-a lungul timpului s-au raportat numeroase cazuri de infecţie cu E. coli O157:H7 datorate, în principal, consumului de carne insuficient tratată termic dar şi consumului de sucuri şi lapte nepasteurizat, apă şi chiar fursecuri. Noua tulpina a bacteriei E. Coli, care este mult mai virulenta si toxica, pare sa fie imuna la antibioticele comune. Bacteria este raspandita printre legumele proaspete, cu toate ca nu este sigur care legume reprezinta posibilele surse. Bacteriile din specia E.coli sunt cele care se găsesc în mod frecvent în intestinul oamenilor şi al altor mamifere. Tulpinile O140 şi O157:H7 sunt specifice intestinelor vacilor şi sunt inofensive pentru aceste animale, dar provoacă o infecţie periculoasă când schimbă specia şi ajung în intestinul omului. Pentru ca bacteriile să facă această cale, de la inofensive la periculoase, este nevoie de intervenţia unor erori de manipulare a cărnii, explică Alfonso Carrascosa, expert în microbiologia alimentelor. Dar ca un castravete să fie contaminat este nevoie ca în procesul de manipulare să intervină alte greşeli – în cazul în care carnea contaminată se manipulează crudă pe masa din bucătărie, iar apoi se pregăteşte o salată fără ca masa să fi fost curăţată corespunzător, bacteriile din carne pot contamina alte preparate, precum castravetele, care se serveşte crud.

BIBLIOGRAFIE

1. www.wikipwdia.org 2. Drăgan Gicu (2008) Rezumatul tezei de doctorat “Cercetări bacteriologice şi serologice asupra unor tulpini de Escherichia coli O157.H7 izolate din alimente de origine animală”, USAMV Iaşi, disponibil online la 3. www.stiintasitehnica.com/bacteria-ucigasa_294.html