Παθογόνα τροφίμων Ενότητα 3: Escherichia coli Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής Σχολή Επιστημών Τροφίμων Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων

Εντεροβακτήρια Enterobacteriaceae Η Οικογένεια των εντεροβακτηρίων αποτελεί μια ομάδα gram-αρνητικών, μη σπορογόνων, δυνητικά αναερόβιων ραβδόμορφων βακτηρίων, περιλαμβάνει περισσότερα από 115 είδη, τα οποία ανιχνεύονται στον εντερικό σωλήνα των ανθρώπων και των ζώων, μεταξύ των εντεροβακτηρίων συγκαταλέγονται και ορισμένα από τα πιο κοινά παθογόνα βακτήρια, όπως η Salmonella και η Escherichia coli. Τα εντεροβακτήρια αποτελούν μια ευρύτερη ομάδα βακτηρίων τα οποία, παρουσία αλάτων του χολικού οξέος αναπτύσσονται και παράγουν οξύ από γλυκόζη.

Εντεροβακτήρια Ε.coli Κολοβακτηριοειδή (ολικά) Salmonella Proteus Τα εντεροβακτήρια και οι υποκατηγορίες τους Εντεροβακτήρια Κολοβακτηριοειδή (ολικά) Salmonella Proteus Yersinia Shigella Enterobacter Citrobacter Klebsiella Serratia Εντερικής προέλευσης κολοβακτηριοειδή Ε.coli

Κολοβακτηριοειδή (coliforms) Ως κολοβακτηριοειδή έχουν οριστεί όλα τα gram- αρνητικά, μη σπορογόνα, δυνητικά αναερόβια βακτήρια, τα οποία αποτελούν υποομάδα των εντεροβακτηρίων. Αποτελούν μια ευρύτερη ομάδα βακτηρίων, τα οποία παρουσία αλάτων του χολικού οξέος αναπτύσσονται και παράγουν οξύ και αέριο από λακτόζη, μέσα σε 48 ώρες, στους 35 ή 370C.

Προκαλεί λοιμώξεις και τοξικολοιμώξεις Escherichia coli Το κολοβακτηρίδιο (Escherichia coli) είναι ένα Gram (-) ραβδόμορφο βακτήριο που ανήκει στην οικογένεια των Εντεροβακτηριοειδών. Προκαλεί λοιμώξεις και τοξικολοιμώξεις

Escherichia coli Η Escherichia coli αποτελεί είδος περιττωματικών κολοβακτηρίων τα οποία, παρουσία αλάτων του χολικού οξέος αναπτύσσονται και παράγουν οξύ και αέριο από λακτόζη, μέσα σε 48 ώρες, στους 44- 45,50C. Λόγω της επικράτησης τους στον εντερικό σωλήνα των ανθρώπων και ζώων, η παρουσία τους στα επεξεργασμένα τρόφιμα θεωρείται ως ένδειξη άμεσης ή έμμεσης περιττωματικής προέλευσης. Η γενικότερη συμπεριφορά της E. coli στα τρόφιμα είναι παρόμοια με αυτή των εντεροβακτηρίων.

Escherichia coli Τα περισσότερα είδη του βακτηρίου Escherichia coli είναι αβλαβή ή και επωφελή για τον οργανισμό. Πολλά από αυτά βρίσκονται στο στομάχι των θερμόαιμων ζώων, όπως και των ανθρώπων, συμπληρώνοντας τη φυσιολογική χλωρίδα του εντέρου.

Escherichia coli ΓΕΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Μορφολογικά στοιχεία: Βακτήρια σχήματος ράβδου Κατά Gram χρώση: Αρνητικά Μεταβολισμός: Zυμωτικός και οξειδωτικός Σποριογονία: Δεν παράγουν σπόρια Δυναμικό οξειδοαναγωγής: Αερόβια και προαιρετικά αναερόβια Ενεργότητα νερού: Δεν αναπτύσσεται σε τιμές aw< 0,95 Προιόντα μεταβολισμού: Ζυμώνουν την λακτόζη προς αέριο και οξύ στους 44,5οC Θερμοκρασία: Αναπτύσσονται σε θερμοκρασιακό εύρος μεταξύ 7-46οC με την άριστη τιμή επώασης τους 30-42οC. pH: Η άριστη περιοχή είναι 7.0-7.2.Είναι ανθεκτικά σε χαμηλές τιμές pH (<4.3) (οξυάντοχη) Γενικά ως «Λειτουργικό» τρόφιμο ορίζεται κάθε τρόφιμο που συμβάλει θετικά στην φυσική ή πνευματική κατάσταση του ανθρώπου πέρα από τη συμμετοχή του στις διατροφικές ανάγκες του. Κάτω υπό τον όρο αυτό περιλαμβάνονται, μεταξύ άλλων, οι όροι «Functional foods», «Nutraceuticals», «Novel Foods», «Pharmafood», «Foodaceutical», «Vitafood» κ.α. Η παρουσία τόσων πολλών όρων δεν είναι τυχαία. Αντίθετα, αντικατοπτρίζει τις ποικίλες τάσεις της αγοράς, της τεχνολογίας, αλλά και την απουσία κάποιου γενικού κανονιστικού πλαισίου νομοθετικού ή άλλου.

Escherichia coli Θέρμανση: Εύκολα καταστρέφονται κατά την παστερίωση. ΑΝΘΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ Θέρμανση: Εύκολα καταστρέφονται κατά την παστερίωση. pH: Θανατώνονται σε τιμές < 4.0-4.2 NaCl: Είναι ανθεκτικά σε υψηλές συγκεντρώσεις άλατος (7-10%) Ευαίσθητη στην ακτινοβολία (εγκεκριμένη μέθοδος για επεξεργασία ωμού κρέατος στις ΗΠΑ) Γενικά ως «Λειτουργικό» τρόφιμο ορίζεται κάθε τρόφιμο που συμβάλει θετικά στην φυσική ή πνευματική κατάσταση του ανθρώπου πέρα από τη συμμετοχή του στις διατροφικές ανάγκες του. Κάτω υπό τον όρο αυτό περιλαμβάνονται, μεταξύ άλλων, οι όροι «Functional foods», «Nutraceuticals», «Novel Foods», «Pharmafood», «Foodaceutical», «Vitafood» κ.α. Η παρουσία τόσων πολλών όρων δεν είναι τυχαία. Αντίθετα, αντικατοπτρίζει τις ποικίλες τάσεις της αγοράς, της τεχνολογίας, αλλά και την απουσία κάποιου γενικού κανονιστικού πλαισίου νομοθετικού ή άλλου.

Παθογόνα είδη της Escherichia coli

Η διαρροϊκή E. coli κατηγοριοποιείται σε συγκεκριμένες ομάδες με βάση τις μολυσματικές ιδιότητες, τους μηχανισμούς παθογένειας, τα κλινικά σύνδρομα και τους διαφορετικούς οροτύπους Ο:Η. Τα στελέχη της E. coli είναι ορολογικά διαφοροποιημένα σύμφωνα με τρία βασικά αντιγόνα επιφανείας, τα οποία επιτρέπουν την οροαποτύπωση: το Ο (σωματικό), το Η (μαστιγιακό) και το Κ (καψιδιακό) αντιγόνο.

Κυτταρρικό τοίχωμα E.coli BIOΛOΓIA TΩN MIKPOOPΓANIΣMΩN – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Κυτταρρικό τοίχωμα E.coli ΛΙΠΟ ΠΟΛΥΣΑΚΧΑΡΙΤΗΣ (LPS) στην εξωτερική μεμβράνη. Χαρακτηριστικό των Gram αρνητικών βακτηρίων. Εξωτερικη μεμβράνη Λεπτό στρώμα πεπτιδογλυκάνης Περίπλασμα Κυτταροπλα-σματική μεμβράνη

BIOΛOΓIA TΩN MIKPOOPΓANIΣMΩN – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Aντιγόνο Ο: Ο πολυσακχαρίτης του LPS είναι βασικό επιφανειακό αντιγόνο του βακτηριακού κυττάρου και οι διάφορες μορφές του χαρακτηρίζουν τους διαφορετικούς ορότυπους της E.coli, όπως τον: Ε.coli 0157:H7 Αντιγόνο Ο

Αντιγόνο Η Το αντιγόνο Η BIOΛOΓIA TΩN MIKPOOPΓANIΣMΩN – ΠANEΠIΣTHMIAKEΣ EKΔOΣEIΣ KPHTHΣ Το αντιγόνο Η Αντιγόνο Η Τα βακτηριακά μαστίγια αποτελούνται από την πρωτείνη μαστιγίνη (ή φλαγγελίνη (flagellin). Η πρωτοταγής δομή της μαστιγίνης διαφέρει σε κάθε είδος ή σε διαφορετικά στελέχη H μαστιγίνη έχει αντιγονική δράση (προκαλεί την παραγωγή αντισωμάτων όταν το βακτήριο εισβάλλει σε έναν οργανισμό) και ονομάζεται αντιγόνο Η

Τα παθογόνα είδη της Escherichia coli κατατάσσονται σε έξι κατηγορίες: Εντεροπαθογόνος (enteropathogenic Escherichia coli - EPEC), Εντεροτοξιγενή (enterotoxigenic Escherichia coli - ETEC), Εντεροδιεισδυτική (enteroinvasive Escherichia coli - EIEC) Εντεροδιαχεόμενη (Diffuse- adhering E. coli - DAEC Εντεροσυσσωρευόμενη (enteroaggregative Escherichia coli - EAEC). Εντεροαιμμοραγική (enterohemorrhagic Escherichia coli - EHEC),

Escherichia coli: μολυσματικοί τύποι Enteropathogenic E. coli - EPEC Enterotoxigenic E. coli - ETEC Enteroinvasive E. coli - EIEC Diffuse- adhering E. coli - DAEC Enteroaggregative E. coli - ETEC Enterohemorrhagic E. coli - EHEC Γενικά ως «Λειτουργικό» τρόφιμο ορίζεται κάθε τρόφιμο που συμβάλει θετικά στην φυσική ή πνευματική κατάσταση του ανθρώπου πέρα από τη συμμετοχή του στις διατροφικές ανάγκες του. Κάτω υπό τον όρο αυτό περιλαμβάνονται, μεταξύ άλλων, οι όροι «Functional foods», «Nutraceuticals», «Novel Foods», «Pharmafood», «Foodaceutical», «Vitafood» κ.α. Η παρουσία τόσων πολλών όρων δεν είναι τυχαία. Αντίθετα, αντικατοπτρίζει τις ποικίλες τάσεις της αγοράς, της τεχνολογίας, αλλά και την απουσία κάποιου γενικού κανονιστικού πλαισίου νομοθετικού ή άλλου.

Παθογόνοι ορότυποι Escherichia coli ΠΑΘΟΓΕΝΕΙΑ ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΟ ΕΙΔΟΣ ΕΝΤΕΡΟΠΑΘΟΓΟΝΟΣ Τα στελέχη EPEC προκαλούν γαστρεντερίτιδα και έχουν ενοχοποιηθεί για χιλιάδες κρούσματα παιδικής διάρροιας σε χώρες με πολύ κακές συνθήκες υγιεινής. Συχνά αναφέρεται ως «διαρροϊκή E. coli» (diarrheagenic E. coli). Enteropathogenic E. coli - EPEC Enterotoxigenic E. coli - ETEC ΕΝΤΕΡΟΤΟΞΙΓΕΝΗΣ Τα στελέχη της ομάδας του εντεροτοξιγόνου E. coli (enterotoxigenic E. coli –ETEC) προκαλούν τη λεγόμενη διάρροια των ταξιδιωτών (traveler’s diarrhea). Όπως υποδεικνύει και το όνομα της ομάδας αυτής το παθογόνο αίτιο της διάρροιας είναι τοξίνη ή τοξίνες. Γενικά ως «Λειτουργικό» τρόφιμο ορίζεται κάθε τρόφιμο που συμβάλει θετικά στην φυσική ή πνευματική κατάσταση του ανθρώπου πέρα από τη συμμετοχή του στις διατροφικές ανάγκες του. Κάτω υπό τον όρο αυτό περιλαμβάνονται, μεταξύ άλλων, οι όροι «Functional foods», «Nutraceuticals», «Novel Foods», «Pharmafood», «Foodaceutical», «Vitafood» κ.α. Η παρουσία τόσων πολλών όρων δεν είναι τυχαία. Αντίθετα, αντικατοπτρίζει τις ποικίλες τάσεις της αγοράς, της τεχνολογίας, αλλά και την απουσία κάποιου γενικού κανονιστικού πλαισίου νομοθετικού ή άλλου.

Παθογόνοι ορότυποι Escherichia coli ΠΑΘΟΓΕΝΕΙΑ ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΟ ΕΙΔΟΣ ΕΝΤΕΡΟΔΙΕΙΣΔΥΤΙΚΗ Τα στελέχη του εντεροεισβάλλοντος E.coli (enteroinvasive E. coli – EIEC) είναι αίτιο πρόκλησης δυσεντερίας (dysentery) παρόμοιας με αυτή της σιγκέλωσης. Τα βακτήρια της ομάδας αυτής ονομάζονται έτσι διότι έχουν την ικανότητα να εισβάλλουν στα (ευκαρυωτικά) κύτταρα του επιθηλιακού ιστού. Enteroinvasive E. coli - EIEC Γενικά ως «Λειτουργικό» τρόφιμο ορίζεται κάθε τρόφιμο που συμβάλει θετικά στην φυσική ή πνευματική κατάσταση του ανθρώπου πέρα από τη συμμετοχή του στις διατροφικές ανάγκες του. Κάτω υπό τον όρο αυτό περιλαμβάνονται, μεταξύ άλλων, οι όροι «Functional foods», «Nutraceuticals», «Novel Foods», «Pharmafood», «Foodaceutical», «Vitafood» κ.α. Η παρουσία τόσων πολλών όρων δεν είναι τυχαία. Αντίθετα, αντικατοπτρίζει τις ποικίλες τάσεις της αγοράς, της τεχνολογίας, αλλά και την απουσία κάποιου γενικού κανονιστικού πλαισίου νομοθετικού ή άλλου. Diffuse- adhering E. coli - DAEC ΕΝΤΕΡΟΔΙΑΧΕΟΜΕΝΗ Προκαλεί διάρροια σε νεαρά άτομα ηλικίας από 1-5 χρονών. Το αίτιο που τα άτομα της ηλικίας αυτής είναι ευπρόσβλητα δεν είναι γνωστό.

Παθογόνοι ορότυποι Escherichia coli ΠΑΘΟΓΕΝΕΙΑ ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΟ ΕΙΔΟΣ Enteroaggregative E. coli -EAEC ΕΝΤΕΡΟΣΥΣΣΩΡΕΥΟΜΕΝΗ Έμμονη διάρροια κυρίως σε βρέφη και παιδιά. ΕΝΤΕΡΟΑΙΜΜΟΡΑΓΙΚΗ Ο ορότυπος Ο157:H7 προκαλεί γαστρεντερίτιδα μέσω τοξινών που παράγει και καλούνται «βεροτοξίνες» (verotoxin – VTI) ή τοξίνες του τύπου «Shiga», διότι μοιάζουν με τις τοξίνες που παράγει το βακτήριο Shigella dysenteriae. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ο ορότυπος μπορεί να προκαλέσει νοσηρές καταστάσεις ακόμα και σε πολύ μικρούς αριθμούς 1-15 cfu/g. Enterohemorrhagic E. coli - EΗEC Γενικά ως «Λειτουργικό» τρόφιμο ορίζεται κάθε τρόφιμο που συμβάλει θετικά στην φυσική ή πνευματική κατάσταση του ανθρώπου πέρα από τη συμμετοχή του στις διατροφικές ανάγκες του. Κάτω υπό τον όρο αυτό περιλαμβάνονται, μεταξύ άλλων, οι όροι «Functional foods», «Nutraceuticals», «Novel Foods», «Pharmafood», «Foodaceutical», «Vitafood» κ.α. Η παρουσία τόσων πολλών όρων δεν είναι τυχαία. Αντίθετα, αντικατοπτρίζει τις ποικίλες τάσεις της αγοράς, της τεχνολογίας, αλλά και την απουσία κάποιου γενικού κανονιστικού πλαισίου νομοθετικού ή άλλου.

E. coli O157:H7: το βασικό στέλεχος EHEC στην ΕΕ. Συνδέεται κυρίως με την κατανάλωση προϊόντων βοδινού, μολυσμένων φρούτων και λαχανικών, του νερού που χρησιμοποιείται για ψυχαγωγία (λίμνες, πισίνες και υδάτινα πάρκα), και της μετάδοσης από άτομο σε άτομο. Ο οργανισμός έχει αποκτήσει πολλά εργαλεία [πχ. παραγωγή της τοξίνης Stx (Shiga-toxin) και ικανότητα πρόσδεσης και προσβολής του επιθήλιου του εντέρου] που διευκολύνουν την επιβίωσή του μέσα σε έναν ξενιστή, κάτι που μπορεί να προκαλέσει εξουθενωτική ασθένεια. Όπως και με τη Shigella, μπορεί να προκληθεί ασθένεια με λιγότερα από 100 κύτταρα.

Τα στελέχη EHEC προκαλούν αιματώδη διάρροια Η βασική περιοχή όπου εντοπίζεται το βακτήριο είναι το κόλον (παχύ έντερο), όπου πραγματοποιούν εισβολή οι οργανισμοί EIEC και αναπτύσσονται μέσα στα επιθηλιακά κύτταρα, προκαλώντας κυτταρικό θάνατο. Περισσότεροι από 200 ορότυποι της EHEC έχουν απομονωθεί από ανθρώπους, αλλά μόνο εκείνα τα στελέχη που έχουν τη δυνατότητα να προκαλούν αιματώδη διάρροια θεωρείται ότι είναι EHEC

Τα τρία χαρακτηριστικά της Escherichia coli Ο157:Η7 που την διαχωρίζουν από τα υπόλοιπα είδη είναι: η ασυνήθιστη ανθεκτικότητα της σε αντίξοες συνθήκες, διότι επιβιώνει σε χαμηλές θερμοκρασίες και όξινο περιβάλλον η μικρή μολυσματική δόση που απαιτείται για την πρόκληση ασθένειας (10-100 κύτταρα).

κολοβακτηρίδια που παράγουν Shiga-τοξίνη (STEC) Ο ορότυπος E. coli Ο157:H7 έχει την ικανότητα να παράγει τη Shiga- τοξίνη και ανήκει σε μία ομάδα στελεχών που αναφέρονται ως «κολοβακτηρίδια που παράγουν Shiga-τοξίνη (STEC)» Εναλλακτικά, χρησιμοποιούνται και οι όροι «κολοβακτηρίδια που παράγουν Vero- τοξίνη (VTEC)» ή «εντεροαιμορραγικά κολοβακτηρίδια (EHEC)». Σημαντικές ιδιότητες αυτής της ομάδας στελεχών του κολοβακτηριδίου είναι η παραγωγή τοξινών (Stx1, Stx2), καθώς και η μη διάσπαση της σορβιτόλης. Οι τοξίνες αυτές είναι παρόμοιες με την τοξίνη που παράγει η Shigella dysenteriae.

ορότυποι STEC Έχουν αναγνωριστεί περίπου 200 διαφορετικοί ορότυποι του STEC, εκ των οποίων περισσότεροι από 100 έχουν συσχετιστεί με την εμφάνιση νόσου στους ανθρώπους. Από τους ορότυπους αυτούς, ο πιο σημαντικός κλινικά θεωρείται ο O157:H7, αν και εκτιμάται ότι έως και 50% των λοιμώξεων από STEC προκαλούνται από άλλους ορότυπους, όπως είναι οι Ο26, Ο111, Ο103, Ο45, Ο121 και Ο145. Τον Απρίλιο του 2011 αναγνωρίστηκε στην Γερμανία επιδημία λοίμωξης από E. coli O104:H4, που αποτελεί ορότυπο που δεν είχε απασχολήσει ιδιαίτερα στο παρελθόν.

Οι 20 πιο συχνοί ορότυποι που έχουν αναφερθεί σε λοιμώξεις STEC (ΕΕ 2015-17)

Κρούσματα E.coli STEC

Κατηγορίες τροφίμων με θετικά δείγματα για STEC (EE, 2017)

Πηγές παθογόνων Escherichia coli Περιβάλλον Οι παθογόνες E. coli αποτελούν μέρος του μικροβιώματος του εντερικού σωλήνα των ανθρώπων και ζώων, και η παρουσία τους συχνά συνδέεται με ύδατα μολυσμένα με περιττώματα ανθρώπων και ζώων, τα οποία και αποτελούν πηγές επιμόλυνσης.  

E. coli O157:H7 σε Τρόφιμα Το ανεπαρκώς μαγειρεμένο ή ακατέργαστο κρέας (π.χ. ακατέργαστο χάμπουργκερ από βόειο κρέας) είναι η πιο συχνή πηγή επιμόλυνσης από E. coli O157:H7. Τα ζωικής προέλευσης τρόφιμα μπορούν να υποστούν, άμεση ή έμμεση περιττωματική επιμόλυνση από E. coli Ο157:H7, είτε κατά τη διάρκεια της σφαγής είτε από την επακόλουθη επεξεργασία του κρέατος.

Ανεπαρκώς ψημένο μπιφτέκι: πιθανή πηγή E. coli O157:H7.

Τα νεαρά απογαλακτισμένα ζώα είναι συχνότερα φορείς της E Τα νεαρά απογαλακτισμένα ζώα είναι συχνότερα φορείς της E. coli O157:H7 σε σχέση με τα ενήλικα βοοειδή. βοοειδή είναι πιο πιθανό να βρεθούν θετικά στον έλεγχο για E. coli O157:H7 κατά τη διάρκεια των πιο ζεστών μηνών του έτους. Αυτό συμφωνεί με την εποχιακή μεταβολή στη συχνότητα της ανθρώπινης ασθένειας.

Άλλα τρόφιμα που έχουν συσχετιστεί με ξεσπάσματα δηλητηρίασης από E Άλλα τρόφιμα που έχουν συσχετιστεί με ξεσπάσματα δηλητηρίασης από E. coli Ο157:H7 φρέσκα λαχανικά, ο απαστερίωτος χυμός φρούτων, το αποξηραμένο σαλάμι, το μαρούλι, το κυνήγι, το τυρόπηγμα και το ωμό γάλα

Η κατάλληλη θέρμανση των τροφίμων ζωικής προέλευσης, δηλαδή η θέρμανση των τροφίμων σε μια εσωτερική θερμοκρασία τουλάχιστον 68,3°C για μερικά δευτερόλεπτα, είναι ένα σημαντικό κρίσιμο σημείο ελέγχου για τη διασφάλιση της απενεργοποίησης της E. coli O157:H7.

Περιβαλλοντικοί παράγοντες, όπως είναι οι πηγές νερού και τροφής, ή οι πρακτικές διαχείρισης των αγροκτημάτων, όπως είναι οι χειρισμοί της κοπριάς , παίζουν σημαντικό ρόλο επηρεάζοντας την επικράτηση της E. coli O157:H7 σε γαλακτοπαραγωγικά αγροκτήματα. Το παθογόνο εντοπίζεται συχνά στις ποτίστρες των αγροκτημάτων. Η E. coli O157:H7 μπορεί να επιζήσει για εβδομάδες ή μήνες σε περιττώματα βοοειδών και στο νερό. Η ευπάθεια των βοοειδών στην αποίκιση του εντέρου από την E. coli O157:H7 είναι κυρίως συνάρτηση της ηλικίας. Τα νεαρά ζώα είναι πιο πιθανό να είναι θετικά σε σχέση με τα μεγαλύτερα ζώα του ίδιου κοπαδιού. Σε πολλά βοοειδή, η E. coli O157:H7 μεταφέρεται προσωρινά στο γαστρεντερικό σύστημα και εκκρίνεται περιοδικά από μερικές εβδομάδες έως μήνες από νεαρά μοσχάρια και νεαρές αγελάδες. Οι αγελάδες είναι δυνατό να μεταφέρουν περισσότερα του ενός στελέχη της E. coli O157:H7. Η E. coli O157:H7 δεν αποτελεί παθογόνο των απογαλακτισμένων μοσχαριών και των ενήλικων βοοειδών. Συνεπώς, τα ζώα που φέρουν το παθογόνο δεν ασθενούν.

Τροφική δηλητηρίαση από E. coli Ο157:H7 Χρόνος εμφάνισης συμπτωμάτων Τα συμπτώματα εμφανίζονται συνήθως μέσα σε ώρες έως και 10 ημέρες μετά την κατανάλωση του μολυσμένου τροφίμου. Μια μικρή δόση του βακτηρίου είναι αρκετή για να προκαλέσει σοβαρή ασθένεια. Συμπτώματα Η ασθένεια εμφανίζεται με κοιλιακούς πόνους και διάρροια, που εξελίσσονται σε αιμορραγική διάρροια.

συμπτώματα Η περιττωματική αποβολή της E. coli O157:H7 από ασθενείς με αιμορραγική κολίτιδα ή HUS (ουραιμικό σύνδρομο) διαρκεί συνήθως από 13 έως 21 ημέρες από την αρχική εκδήλωση των συμπτωμάτων. Παρόλα αυτά, σε ορισμένες περιπτώσεις το παθογόνο μπορεί να εκκρίνεται στα περιττώματα για εβδομάδες. Ένα παιδί που μολύνθηκε κατά τη διάρκεια ενός κρούσματος σε ένα κέντρο ολοήμερης φροντίδας συνέχισε να εκκρίνει το παθογόνο για 62 ημέρες. Άτομα που ζουν σε γαλακτοπαραγωγικά αγροκτήματα έχουν αυξημένα επίπεδα αντισωμάτων κατά της E. coli O157:H7, ακόμα κι αν το παθογόνο δεν απομονώνεται από τα περιττώματα. Δεν έχει αναγνωριστεί κάποια ασυμπτωματική κατάσταση φορέα μακράς διάρκειας. Το να είναι ένας άνθρωπος φορέας της E. coli O157:H7 είναι σημαντικό λόγω της πιθανότητας να μεταδοθεί το παθογόνο από άνθρωπο σε άνθρωπο.

E. coli Ο157:H7 : εξαιρετικά χαμηλή μολυσματική δόση Ένας παράγοντας που συνεισφέρει στην μετάδοση από άνθρωπο σε άνθρωπο είναι η εξαιρετικά χαμηλή μολυσματική δόση του βακτηρίου. Λιγότερα από 100 κύτταρα, και ίσως ακόμη και μόλις 10 κύτταρα, μπορούν να προκαλέσουν ασθένεια. Η ηλικία, η ανοσολογική κατάσταση και τυχόν εξασθενισμένος οργανισμός μπορούν να επηρεάσουν μεμονωμένα ή αθροιστικά το αν ένα άτομο θα αρρωστήσει. Η απροσεξία στην προσωπική υγιεινή, ιδιαίτερα μετά τη χρήση της τουαλέτας, μπορεί να μεταφέρει το παθογόνο μέσω μολυσμένων χεριών, καταλήγοντας έτσι σε δευτερογενή μετάδοση (επιμολύνσεις).

αιμολυτικό ουρικό σύνδρομο Περίπου 5–10% των ανθρώπων που έχουν διαγνωστεί με τον αιμορραγικό τύπο Escherichia coli O157:H7 ή VTEC (ή κάποιον άλλο ορότυπο VTEC) παθαίνουν οξεία αιμολυτική αναιμία και νεφρική ανεπάρκεια (αιμολυτικό ουρικό σύνδρομο) το οποίο μπορεί να καταλήξει σε θάνατο. Νεφρική ανεπάρκεια λόγω λοίμωξης από Escherichia coli O157:H7

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΠΑΘΟΓΕΝΕΙΑΣ Ο ακριβής μηχανισμός παθογένειας του EHEC δεν είναι γνωστός. Οι γενικότερες γνώσεις σε σχέση με την παθογένεια του EHEC δείχνουν ότι τα βακτήρια προκαλούν ασθένεια μέσω της ικανότητάς τους να προσδένονται στη μεμβράνη του κυττάρου ξενιστή και να αποικίζουν το παχύ έντερο. Τότε παράγουν μία ή περισσότερες τοξίνες Stxs. Οι ρόλοι διαφόρων άλλων πιθανών μολυσματικών παραγόντων και των παραγόντων του ξενιστή μένει να προσδιοριστούν.

Πρωτεΐνες και γονίδια που εμπλέκονται στη παθογένεση του EHEC Γενετικός τόπος Περιγραφή πρωτεΐνης Γονίδια Λειτουργία Χρωμόσωμα (Σημείο Πρόσδεσης Εντεροκυττάρων) Ιντιμίνη eae Πρόσδεση Tir tir Υποδοχέας ιντιμίνης Πρωτεΐνες έκκρισης espA, espB, espD Προκαλεί τη μεταγωγή του σήματος Απεκκριτικό σύστημα τύπου ΙΙΙ escC, escD, escF, escJ, escN, escR, escS, escT, escU, escV, sepQ, sepZ Μηχανισμός για την εξωκυτταρική πρωτεϊνική έκκριση Φάγος Stx stx1, stx2, stx2c, stx2d Παρεμποδίζει την πρωτεϊνοσύνθεση Πλασμίδιο Αιμολυσίνη του EHEC EHEC-hylA Διαταράσσει τη διαπερατότητα της μεμβράνης Καταλάση-περοξειδάση katP

πρωτεΐνες E. coli Ο157:Η7 που εμπλέκονται στην πρόσδεση σε κύτταρα του ξενιστή Τα γονίδια που έχουν σχέση με την προσβολή των εντεροκυττάρων κωδικοποιούν για πρωτεΐνες που εμπλέκονται στην πρόσδεση και την αναγνώριση, και οι οποίες είναι γνωστό ότι αλληλεπιδρούν απευθείας με τον ξενιστή. Η ιντιμίνη είναι μια πρωτεΐνη της εξωτερικής μεμβράνης που κωδικοποιείται από το γονίδιο eae (από την E. coli AE). Η πρωτεΐνη παράγεται από το EPEC, το EHEC, το Hafnia alvei και το Citrobacter rodentium. Η ιντιμίνη είναι ο μοναδικός παράγοντας πρόσδεσης της E. coli Ο157:Η7 που έχει περιγραφεί και είναι σημαντική για την αποίκιση του εντέρου σε ζωικά μοντέλα. Η πρωτεΐνη Tir παράγεται από το βακτηριακό κύτταρο και μετακινείται στο κύτταρο του ξενιστή, όπου χρησιμοποιείται ως υποδοχέας της ιντιμίνης, μέσω του απεκκριτικού συστήματος τύπου III. Τα περισσότερα βακτηριακά παθογόνα χρησιμοποιούν τους ήδη υπάρχοντες υποδοχείς του κυττάρου ξενιστή. Η ικανότητα του EPEC και του EHEC να παρέχουν τους δικούς τους υποδοχείς μπορεί να προσδίδει επιπλέον

πρωτεΐνες E. coli Ο157:Η7 που εμπλέκονται στην πρόσδεση σε κύτταρα του ξενιστή Η πρωτεΐνη Tir παράγεται από το βακτηριακό κύτταρο και μετακινείται στο κύτταρο του ξενιστή, όπου χρησιμοποιείται ως υποδοχέας της ιντιμίνης, Τα περισσότερα βακτηριακά παθογόνα χρησιμοποιούν τους ήδη υπάρχοντες υποδοχείς του κυττάρου ξενιστή (υποδοχείς Gb3/Gb4 στους οποίους προσδένεται η τοξίνη shiga).

Το Πλασμίδιο 60-MDa (pO157) E. coli O157:H7 που απομονώθηκαν φέρουν ένα πλασμίδιο (pO157) περίπου 60 MDa (δεν έχει σχέση με το πλασμίδιο 60-MDa που βρίσκεται στην EPEC). Λόγω της σχέσης του πλασμιδίου 60-MDa με την EHEC, το πλασμίδιο συνδέεται με την παθογένεση των μολύνσεων της EHEC Το πλασμίδιο φέρει εν δυνάμει μολυσματικά γονίδια, όπως αυτά που κωδικοποιούν για την αιμολυσίνη της EHEC και την καταλάση-περοξειδάση της EHEC. Η καταλάση-περοξειδάση της EHEC είναι ένα ένζυμο το οποίο προστατεύει το βακτήριο από το οξειδωτικό στρες, το οποίο είναι ένας μηχανισμός άμυνας των κυττάρων των θηλαστικών κατά τη διάρκεια της μόλυνσης από βακτήριο.

Υποδοχείς Όλα τα μέλη της οικογένειας των Stx προσδένονται στα γλυκολιπίδια της επιφάνειας του ευκαρυωτικού κυττάρου. Η μεταβολή της εξειδίκευσης στην πρόσδεση μεταξύ της Stx2e και των υπολοίπων της οικογένειας Stx σχετίζεται με εξειδικεύσεις υδατανθράκων των υποδοχέων. Η Stx1 συνδέεται κατά προτίμηση με το γλυκολιπίδιο (glycolipid globotetraosylceramide) Gb3 που περιέχει λιπαρά οξέα C20:1, ενώ η Stx2c προτιμά το Gb3 που περιέχει λιπαρά οξέα C18:1.

Ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της E. coli O157:H7 δεν αναπτύσσονται καλά, ή και καθόλου, σε θερμοκρασίες ≥44,5°C σε υγρό θρεπτικό για E. coli, Δεν ζυμώνουν τη σορβιτόλη μέσα σε 24 ώρες, Δεν παράγουν β-γλυκουρονιδάση [δηλαδή . ανικανότητα να υδρολύουν το 4-methyl-umbelliferyl- D-glucuronide (MUG)], έχουν ένα γονίδιο πρόσδεσης και συρρίκνωσης των εντεροκυττάρων (AE) (eae), φέρουν ένα πλασμίδιο μεγέθους 60 ΜDa.

Ανθεκτικότητα σε Οξέα Αντίθετα από τα περισσότερα τροφογενή παθογόνα, πολλά στελέχη της E. coli O157:H7 είναι ασυνήθιστα ανθεκτικά σε όξινα περιβάλλοντα. Το ελάχιστο pH για την ανάπτυξη της E. coli O157:H7 είναι μεταξύ 4,0 και 4,5 , αλλά αυτό εξαρτάται από την αλληλεπίδραση του pH με άλλους παράγοντες. Για παράδειγμα, σπρέι οργανικών οξέων που περιέχουν οξικό, κιτρικό και γαλακτικό οξύ δεν επηρεάζουν τα επίπεδα της E. coli O157:H7 στο βοδινό.

Η E. coli O157:H7, όταν εμβολιάστηκε σε υψηλά επίπεδα, επιβίωσε: της ζύμωσης, της ξήρανσης και της συντήρησης σε ζυμούμενο λουκάνικο (με pH 4,5) μέχρι και για 2 μήνες στους 4°C, στη μαγιονέζα (με pH 3,6 έως 3,9) για 5 έως 7 εβδομάδες στους 5°C και για 1 έως 3 εβδομάδες στους 20°C, στο μηλίτη (με pH 3,6 έως 4,0) για 10 έως 31 ημέρες ή για 2 έως 3 μέρες στους 8 ή τους 25°C, αντίστοιχα.

Ενεργοποίηση ανθεκτικότητας σε οξέα (acid stress) Έχουν βρεθεί βιοχημικοί μηχανισμοί με τους οποίους επάγεται η ανθεκτικότητα των βακτηρίων σε όξινο περιβάλλον Από τη στιγμή που θα ενεργοποιηθεί η κατάσταση ανθεκτικότητας σε οξέα, μπορεί να διαρκέσει για ένα παρατεταμένο χρονικό διάστημα (≥28 ημέρες) σε θερμοκρασία ψύξης. Ακόμα πιο σημαντικό είναι το γεγονός ότι η επαγωγή της ανθεκτικότητας στα οξέα στην E. coli O157:H7 μπορεί να αυξήσει επίσης την ανθεκτικότητα σε άλλες περιβαλλοντικές καταπονήσεις, όπως τη θέρμανση, την ακτινοβολία και τις αντιμικροβιακές ουσίες.

Ανθεκτικότητα σε Αντιβιοτικά Όταν η E. coli O157:Η7 συσχετίστηκε για πρώτη φορά με ανθρώπινη ασθένεια, το παθογόνο ήταν ευπαθές στα περισσότερα αντιβιοτικά που είχαν επίδραση στα gram αρνητικά βακτήρια. Ωστόσο, γίνεται όλο και ανθεκτικότερη στα αντιβιοτικά. Τα στελέχη της E. coli O157:H7που απομονώθηκαν από ανθρώπους, ζώα και τρόφιμα έχουν αναπτύξει ανθεκτικότητα σε περισσότερα από ένα αντιβιοτικά, με πιο συνηθισμένο το προφίλ ανθεκτικότητας στην στρεπτομυκίνη, την σουλφιζοξαζόλη και την τετρακυκλίνη

Ανάπτυξη E. coli O157:Η7 σε διαφορετικά εκλεκτικά θρεπτικά υποστρώματα

Ανίχνευση E. coli O157:Η7 με ταχείες μεθόδους Με άνοσοδοκιμασίες (dipstick) με PCR

Μικροβιολογικά κριτήρια για E.coli (κανονισμός No. 2073/2005)

Συμπερασματικά Η σοβαρότητα της φύσης της αιμορραγικής κολίτιδας (αιματώδης διάρροια) και του αιμολυτικού ουραιμικού συνδρόμου (HUS) που προκαλούνται από την E. coli O157:H7 τοποθετεί αυτό το παθογόνο σε μια ξεχωριστή κατηγορία από τα υπόλοιπα τροφογενή παθογόνα, τα οποία συνήθως προκαλούν μόνο ελαφριά συμπτώματα. Η σοβαρότητα της ασθένειας σε συνδυασμό με την χαμηλή μολυσματική της δόση (<100 κύτταρα), χαρακτηρίζει την E. coli O157:H7 ως ένα από τα πιο επικίνδυνα τροφογενή παθογόνα.

Η ασθένεια που προκαλείται από αυτό το παθογόνο έχει συνδεθεί με την κατανάλωση μιας ποικιλίας τροφών. Το νερό πισινών και το πόσιμο νερό είναι επίσης φορείς μετάδοσης της μόλυνσης της E. coli O157:H7. Οι μηχανισμοί της παθογένειας της E. coli O157:H7 δεν είναι πλήρως κατανοητοί. Παρόλα αυτά, η παραγωγή μιας ή περισσότερων Stxs και η πρόσδεση και προσβολή του επιθήλιου του εντέρου είναι σημαντικοί μολυσματικοί παράγοντες. Αν και άλλα στελέχη EHEC προκαλούν ασθένεια, η E. coli O157:H7 παραμένει κατά πολύ ο πιο σημαντικός ορότυπος της EHEC Η αυξημένη διαθεσιμότητα τεχνικών μεθόδων στα κλινικά εργαστήρια, όπως είναι ο έλεγχος για τις Stxs ή για τα γονίδιά τους και η ταυτοποίηση άλλων μολυσματικών παραγόντων μοναδικών για την EHEC, μπορεί να αυξήσει περαιτέρω την ανίχνευση ασθενειών που να αποδίδονται σε στελέχη EHEC, πλην του Ο157.

Ερωτήσεις κριτικής σκέψης Η μολυσματική δόση της E. coli O157:H7 μπορεί να είναι μόλις 10 κύτταρα. Ποια χαρακτηριστικά του παθογόνου συντελούν στο χαμηλό μέγεθος της μολυσματικής δόσης; Η E. coli O157:H7 παράγει Stx. Εξηγήστε πώς οι Stxs επηρεάζουν τα κύτταρα ξενιστές και το ρόλο που παίζουν στην ασθένεια. Πώς μπορεί να συμβάλλει η ανθεκτικότητα στα οξέα σε τροφογενείς ασθένειες που σχετίζονται με την E. coli O157:H7; Οι πρακτικές ταΐσματος σε κτηνοτροφικές μονάδες μπορούν να επηρεάσουν την αποβολή του παθογόνου από το βοοειδές. Πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί αυτή η πληροφορία ώστε να μειωθεί η μόλυνση των βοδινών προϊόντων; Σύμφωνα με τα κρούσματα που περιγράφηκαν, ποια μέτρα θα μπορούσαν να εφαρμοστούν ώστε να μειωθούν τα περιστατικά τροφογενούς ασθένειας που σχετίζεται με την E. coli O157:H7; Δώστε ένα πιθανό σενάριο που θα μπορούσε να οδηγήσει σε αλληλοεπιμόλυνση του μαρουλιού (ή άλλων τύπων λαχανικών) με την E. coli O157:H7. Γιατί τα μικρά παιδιά (10 ετών και νεαρότερα) είναι πιθανότερο να παρουσιάσουν επιπλοκές (HUS) όταν μολυνθούν με E. coli O157:H7, σε σχέση με τους ενήλικες; Με βάση τα χαρακτηριστικά της E. coli O157:H7, τι τεστ θα μπορούσαν να πραγματοποιηθούν ώστε να ξεχωρίσουμε το παθογόνο από τα υπόλοιπα στελέχη της E. coli; Εξηγείστε τις πιθανές αιτίες για τα αυξημένα κρούσματα που σχετίζονται με την παρουσία E. coli O157:H7 σε λαχανικά την τελευταία δεκαετία.