Przyczyny zakażenia pałeczką okrężnicy – co powoduje infekcję E. coli

Pałeczka okrężnicy (Escherichia coli, w skrócie E. coli) to grupa bakterii gram-ujemnych, które naturalnie występują w jelitach zdrowych ludzi i zwierząt¹. Większość szczepów E. coli jest nieszkodliwa i stanowi część prawidłowej flory bakteryjnej jelit, wspomagając proces trawienia². Jednak niektóre patogenne warianty tych bakterii mogą powodować poważne infekcje u ludzi, prowadząc do różnorodnych problemów zdrowotnych – od łagodnych zaburzeń żołądkowo-jelitowych po ciężkie, zagrażające życiu powikłania³.

Patogenne szczepy E. coli i mechanizmy chorobotwórczości

Kluczową różnicą między nieszkodliwymi a patogennymi szczepami E. coli jest obecność genów wirulencji, które kodują czynniki chorobotwórcze⁴. Patogenne warianty E. coli zostały podzielone na kilka głównych kategorii w zależności od mechanizmu wywoływania choroby. Najważniejsze z nich to pałeczki okrężnicy produkujące toksynę Shiga (STEC), enterotoksyczne pałeczki okrężnicy (ETEC), enteropatogenne pałeczki okrężnicy (EPEC), enteroinwazyjne pałeczki okrężnicy (EIEC) oraz enteroagregacyjne pałeczki okrężnicy (EAEC)⁵.

Szczepy STEC, w tym najlepiej poznany wariant E. coli O157:H7, produkują potężną toksynę Shiga, która uszkadza wyściółkę jelita cienkiego¹. Ta toksyna może powodować krwawą biegunkę i prowadzić do poważnych powikłań, takich jak zespół hemolityczno-mocznicowy (HUS)⁶. Szczep O157:H7 jest szczególnie niebezpieczny, ponieważ zaledwie 10-100 bakterii może wywołać infekcję, podczas gdy inne szczepy E. coli wymagają tysięcy lub milionów mikroorganizmów⁷.

Szczepy ETEC są główną przyczyną tzw. biegunki podróżnych, szczególnie u osób z krajów rozwiniętych podróżujących do regionów rozwijających się⁵. Te bakterie produkują enterotoksyny, które oddziałują na jelita i powodują obfitą, wodnistą biegunkę⁸. Szacuje się, że ETEC odpowiada za 840 milionów przypadków biegunki rocznie na świecie⁹.

Główne źródła zakażenia E. coli

Podstawowym mechanizmem przenoszenia patogennych szczepów E. coli jest tzw. droga kałowo-ustna, co oznacza, że bakterie dostają się do organizmu przez spożycie zanieczyszczonych pokarmów lub wody⁹. Główne źródła zakażenia można podzielić na kilka kategorii, które szczegółowo omówiono poniżej Zobacz więcej: Źródła zakażenia E. coli – zanieczyszczona żywność i woda.

Zanieczyszczona żywność stanowi najczęstsze źródło infekcji E. coli. Szczególnie wysokie ryzyko niosą ze sobą niedogotowane produkty mięsne, zwłaszcza mięso mielone wołowe¹⁰. Podczas uboju i przetwarzania mięsa bakterie E. coli z jelit zwierząt mogą zanieczyszczać mięso¹¹. Jeśli takie mięso nie zostanie odpowiednio ugotowane do temperatury 71°C, bakterie mogą przetrwać i wywołać infekcję¹¹.

Niepasteryzowane produkty mleczne również stanowią znaczące źródło zakażenia. Bakterie E. coli mogą dostać się do mleka z wymion krów lub z zanieczyszczonego sprzętu do dojenia¹². Dlatego szczególnie niebezpieczne są surowe mleko, sery z niepasteryzowanego mleka oraz niepasteryzowane soki owocowe¹³.

Przenoszenie między ludźmi i kontakt ze zwierzętami

Zakażenie E. coli może również rozprzestrzeniać się bezpośrednio między ludźmi, szczególnie w przypadku braku odpowiedniej higieny rąk¹⁰. Dzieje się tak najczęściej, gdy osoba zakażona nie umyje dokładnie rąk po wypróżnieniu, a następnie dotyka innych osób lub przedmiotów¹⁴. Szczególnie narażone na zakażenie są rodziny z małymi dziećmi oraz personel i podopieczni żłobków i przedszkoli¹⁰.

Kontakt ze zwierzętami, zwłaszcza bydłem, kozami i owcami, może również prowadzić do zakażenia E. coli¹⁵. Szczególnie wysokie ryzyko występuje podczas wizyt w zoo kontaktowych, na farmach oraz podczas targów rolniczych¹⁰. Bakterie E. coli O157:H7 naturalnie występują w jelitach około 1% zdrowego bydła i mogą być wydalane z odchodami¹⁶.

Zanieczyszczona woda jako źródło infekcji

Woda może stać się źródłem zakażenia E. coli, gdy zostanie zanieczyszczona odchodami zarówno ludzkimi, jak i zwierzęcymi¹⁷. Może to dotyczyć zarówno źródeł wody pitnej, jak i wody rekreacyjnej. Przypadki zakażenia odnotowano w związku z nieprawidłowo uzdatnioną wodą wodociągową, wodą ze studni oraz wodą w basenach, jeziorach i rzekach²¹⁸.

Szczególnie niebezpieczna może być woda w miejscach rekreacyjnych, gdzie występuje duże zagęszczenie ludzi, a system filtracji może być niewystarczający. Przypadkowe połknięcie zanieczyszczonej wody podczas kąpieli może prowadzić do infekcji¹⁹. Warto również wspomnieć o roli zanieczyszczonych systemów irygacyjnych w rolnictwie, które mogą prowadzić do kontaminacji upraw warzywnych i owocowych Zobacz więcej: Transmisja międzyludzka i kontakt ze zwierzętami – drogi zakażenia E. coli.

Czynniki ułatwiające rozwój infekcji

Niektóre czynniki zwiększają ryzyko zakażenia E. coli lub rozwoju ciężkich postaci infekcji. Do najważniejszych należą wiek pacjenta, stan układu odpornościowego oraz obecność chorób współistniejących¹⁰. Szczególnie narażone są dzieci poniżej 5. roku życia oraz osoby starsze powyżej 65. roku życia²⁰.

Osłabiony układ odpornościowy, występujący u pacjentów z cukrzycą, HIV, nowotworami lub przyjmujących leki immunosupresyjne, również predysponuje do rozwoju ciężkich postaci infekcji²⁰. Dodatkowo, zmniejszone wydzielanie kwasu żołądkowego może ułatwiać przeżycie bakterii E. coli w przewodzie pokarmowym¹⁰.

Sezonowość i epidemiologia zakażeń

Infekcje E. coli wykazują wyraźną sezonowość, z największą liczbą przypadków odnotowywanych w miesiącach letnich (czerwiec-wrzesień) w Stanach Zjednoczonych¹⁹. Szacuje się, że rocznie dochodzi do około 265 000 przypadków zakażenia szczepami STEC w USA³. Śmiertelność związana z infekcjami E. coli wynosi około 17%, przy czym najcięższe przypadki dotyczą rozwoju zespołu hemolityczno-mocznicowego⁶.

Warto podkreślić, że E. coli jest również jedną z najczęstszych przyczyn pozajelitowych infekcji, szczególnie zakażeń układu moczowego. Odpowiada za ponad 90% przypadków niezakażonych zakażeń pęcherza moczowego i jest główną przyczyną szpitalnych infekcji układu moczowo-płciowego²¹.