Sobivati s prijaznimi mikroorganizmi in obvladovati neprijazne

O aktualni bakteriji E. coli smo se pogovarjali s prof. dr. Petrom Raporjem.

Objavljeno
08. junij 2011 18.17
Dragica Bošnjak, Znanost
Dragica Bošnjak, Znanost
Bakterije E. coli že nekaj časa vznemirjajo najširšo in strokovno javnost. Iskanje izvora okužb, zaradi katerih ljudje lahko hudo zbolijo, najbolj prizadeti pa celo umrejo, je že večkrat privedlo v slepo ulico. Ob tem pa ugotavljamo, da tudi v obdobju sodobne informacijske tehnologije, ki omogoča hitre povezave med strokovnimi ustanovami, prenos in analizo podatkov, aktualno epidemijo spremlja še precej neznank.

Nepredstavljivo velik in pester svet za človeka koristnih pa po drugi strani neprijaznih mikrobov, s katerimi živimo, nas torej vedno lahko preseneti, kadar stvari uidejo iz naravnega ravnovesja. O tem in sodobnem raziskovanju na tem področju smo se pogovarjali s prof. dr. Petrom Rasporjem, predstojnikom katedre za biotehnologijo, mikrobiologijo in varnost živil na ljubljanski biotehniški fakulteti, ki je tudi predsednik slovenskega mikrobiološkega društva in član številnih mednarodnih strokovnih institucij.

V povezavi z aktualno temo, se pravi z grožnjami vedno bolj odpornih mikrobov, pa naj gre za bakterije, ki se vse bolj uspešno postavljajo po robu antibiotikom, ali viruse, proti katerim tudi ni dovolj učinkovitih zdravil, se marsikdo sprašuje, kaj se dogaja na tem področju, kako dobro strokovnjaki že poznajo skrivnosti tega, prostemu očesu bolj ali manj nevidnega sveta...

Znano je, da, zelo poenostavljeno rečeno, mikroorganizme, ki nas obkrožajo, delimo v tri skupine, v dobrohotne, ki jih nujno potrebujemo za normalno prebavo in presnovo, potem je tu mikroflora, ki pokriva naše telo in nas varuje pred za nas nevarnimi mikroorganizmi. Na drugi strani so patogeni mikroorganizmi, ki ogrožajo tako rastline, živali in ljudi. In naposled gre za kopico mikroorganizmov, ki jih niti še nismo dovolj raziskali, ne poznamo njihove vloge, ne vemo natančno, kaj počnejo. Govorimo o tako imenovani nevtralni flori. Teh zadnjih je, kot lahko sklepamo, ogromno in z danes znanimi metodami jih ne moremo kultivirati, zato jih proučujemo s sodobno metagenomiko.

Večkrat slišimo, da imamo samo v prebavnem traktu več mikroorganizmov, kot je ljudi na svetu. Koliko je torej še neodkritih oziroma ni znano, kakšno vlogo igrajo?

Za lažje razumevanje tega si lahko v mislih predstavljamo shemo odkrivanja vrst. Danes pravimo, da poznamo skoraj sto odstotkov vseh sesalcev. Dopuščamo možnost, da kakšen še ni bil odkrit, vendar menimo, da večino poznamo. Ko pa se potem spuščamo po lestvici in delamo primerjave z mikroorganizmi, lahko ugotovimo, da jih poznamo le nekaj odstotkov.

Kaj lahko še zvemo o bakteriji E. coli v njenem naravnem okolju?

Razširjena je v vodah predvsem tropskega pasu, našli pa so jo tudi v drugi vegetaciji, na primer v deževnem gozdu, v jezerih in vodnih rezervoarjih za oskrbo mest. Količina bakterij v takšnih rezervoarjih se giblje od tisoč do nekaj tisoč celic na mililiter. Z rednim vzdrževanjem in kloriranjem se njihova količina zmanjšuje, tako da je voda pitna. Vendar pa je marsikje v nerazvitem svetu lahko z bakterijo E. coli kontaminiran edini vir pitne vode. V jezerih in drugih oblikah stoječih vod so dokazali, da se E. coli razmnožuje in raste na temperaturnem območju od 15 do 40 °C in dosega koncentracije do 3000 bakterij na mililiter. Včasih se koncentracija poveča zaradi onesnaženja vode z odpadki fekalnega izvora in potem sledi čezmerna rast, če so v vodi hranila in ustrezni fizikalni pogoji za rast. Študije so pokazale, da se število bakterij med letom spreminja zaradi spreminjanja razmer.

Z vsemi temi našimi nevidnimi življenjskimi sopotniki, ki nas va rujejo in ogrožajo, naj bi živeli v ravnovesju, pri čemer pa gre pogo sto kaj narobe prav v prehranjeval ni verigi. Kje so predvsem kritični členi?

Povsod v okolju nas ves čas obkrožajo tako ugodni kot neugodni mikroorganizmi, ki vplivajo na zdravo rast rastlin ali jih napadajo, in vse to se prenaša z ene stopnje na naslednjo med potjo od pridelave, predelave, transporta, trgovine, v kuhinji, do krožnika... Kjerkoli na tej poti se hrana lahko okuži s patogenimi, torej za človeka škodljivimi mikroorganizmi iz odpadkov, iztrebkov, okužene vode, z umazano opremo, nečistimi rokami... Tako v cikličnem kroženju mikroorganizmi sploh preživijo. Vsak se bojuje za preživetje, mi moramo le poznati te zakonitosti in se ustrezno zavarovati; v prehranski verigi z doslednim upoštevanjem higienskih ukrepov. Širše gledano pa je treba seveda razmišljati o varovanju okolja, o vodah, ki so vse bolj onesnažene...

Sicer pa bakterija E. coli najhitreje preide na človeka z neposrednim použitjem. Ugotovili so, da je na primer meso v klavnicah na splošno pogosto okuženo s to bakterijo, ki izvira iz prebavil živali. Zaradi kontaminiranosti prostorov v klavnici se prenaša med različnimi vrstami mesa. Tako včasih pride do rekontaminacije mesa in razširjanje bakterij E. coli in antibiotske odpornosti je lahko dovolj intenzivno, kljub visokim higienskim standardom v teh obratih. Študije so pokazale, da je E. coli mogoče izolirati tudi iz mesa, ki je že v postopku procesiranja. Prav tako je lahko okužena voda, ki se uporablja za obdelavo živali. Vse omenjene raziskave so bile izvedene pred dvema desetletjema, in čeprav novejših poročil ni veliko, je glede na pojavljanje epidemij mogoče sklepati, da v omenjenih fazah predelave živil še prihaja do takih okužb. Sevi vstopajo v prehransko verigo v glavnem z iztrebki govedi, v klavnicah s fekalno kontaminacijo mesa, s kontaminacijo jabolk, ki so prišla v stik z živalmi, in kontaminacijo zelenjave z gnojenjem, zastrupitev je mogoča z blatom, ki vsebuje delce iztrebkov govedi. V prehransko verigo sevi vstopajo tudi s kontaminirano vodo; patogen lahko preživi dovolj dolgo v zemlji, kontaminirani z iztrebki, se iz nje izpere v površinske vode, nato pride do onesnaženja pitne vode in vode za zalivanje zelenjave. Prav tako je mogoča kontaminacija z gnojili, če ta niso pravilno shranjena in obdelana. Poleg tega so omenjene seve odkrili v jezerih in rekah. Znane so že okužbe z vodo iz jezer, bazenov v Evropi in ZDA. Veliko tveganje pomenijo tudi zasebni viri pitne vode, kjer ni poskrbljeno za ustrezno razkuževanje.

Pri sadju in zelenjavi, ki naj bi ju po priporočilih prehranskih stro kovnjakov uživali čim več, se člo vek sprašuje, ali zadošča temeljito čiščenje in pranje oziroma pri sadju lupljenje. Mar neugodne bakterije ne prodrejo v notranjost listov, sa dežev, gomoljev?

To je kompleksno vprašanje, na katero ni mogoče na kratko in preprosto odgovoriti, ker nekaterih stvari še ne poznamo. Vemo, kako deluje sistem filtriranja pri rastlinah, kako nekatere akumulirajo težke kovine... O tem, kako prehaja mikroflora iz okolja v notranjost rastline, je napisanih nekaj člankov, vendar še zdaleč ne dovolj, da bi to res dobro poznali. Veliko dilem je še odprtih, tako da na to vprašanje zaenkrat preprosto ni enoznačnega odgovora.

Vemo, da so se tudi v preteklosti pojavljale različne okužbe s hrano, da se to predvsem v manj razvitem svetu pogosto dogaja. Presenečeni smo, kadar se dogaja tudi v razvi tih oziroma urejenih okoljih. Koli kokrat je bila za to kriva E. coli , kar nas trenutno najbolj zanima?

Nekaj redkih zapisov o gastroenteritisih, ki jih je povzročila bakterija E. coli zaradi zastrupitve s hrano, je iz obdobja pred letom 1970, vendar je bil izbruh leta 1971 v ZDA, šlo je za zastrupitve z uvoženim sirom, tisti dejavnik, ki je usmeril pozornost na bakterijo E. coli. Obravnavati so jo začeli kot patogen organizem, ki se prenaša s hrano. Pozneje so razvili specifične in primerne in vitro metode ter teste za ocenjevanje toksičnih komponent in boljše razumevanje mehanizmov virulence pri tem patogenu. Sicer so prve študije na diarejah, ki jih je povzročila bakterija E. coli, opravili ob izbruhu v 60. letih, ko je bila stopnja umrljivosti 50-odstotna, prvi zapisi o enterotoksigenih sevih, izoliranih pri mladih živalih z diarejo, pa so se v strokovni literaturi pojavili v zgodnjih 70. letih, ko so podrobno proučevali nastanek oziroma izločanje dveh enterotoksinov. Sindrom hemoragičnega kolitisa so prvič okarakterizirali leta 1982 po izbruhu v Michiganu v ZDA.

Vse bolj odporne bakterije pogo sto opisujemo kot superbakterije. Menite, da je izraz ustrezen?

Ne, menim, da ni. Gre bolj za »umetniškosvobodno« oblikovan izraz, ki nekoliko zavaja in nemara po nepotrebnem povzroča paniko. Govorimo o organizmih, ki so razvili nove lastnosti in sposobnosti za preživetje v zanje neugodnih razmerah, kot so predvsem antibiotiki in druge spremenjene okoliščine. V boju za preživetje so, kot smo že večkrat ugotovili, tudi bakterije zelo iznajdljive. V prebavnem traktu, kjer jih je največ, tako posesajo gene iz bližnjega horizontalnega okolja; ko en organizem razpade, dednina zlahka vstopi v drugega. Torej zamenjajo dednino in postanejo odporne oziroma odpornejše. Te procese preoblikovanja mikroorganizmov veliko raziskujemo, vendar tudi tu vsega še ne znamo pojasniti. Predvsem zato ne, ker v laboratoriju ni mogoče ustvariti povsem enakega okolja, kot je v naravi oziroma v prebavnem traktu. Mikroorganizmi se v laboratorijskem okolju seveda vedejo drugače kot v naravnem, kjer imajo svoje zaveznike in sovražnike. Med slednjimi so recimo bakteriofagi, ki znova postajajo vse bolj zanimivo področje proučevanja. Različne strokovne skupine iščejo poti in načine, kako bi namesto z vse večjo uporabo antibiotikov za človeka nevarne patogene mikroorganizme obvladovali z njihovimi »naravnimi sovražniki«, bakteriofagi.

Sodeč po odmevih v javnosti lju di najbolj zanima, katera hrana je z vidika aktualne okužbe z E. coli varna in kaj je lahko tvegano. Kaj se vam zdi s strokovnega vidika s tem v zvezi najbolj pomembno?

Če govorim najprej na splošno, moram priznati, da tudi mene kot raziskovalca marsikaj bega. Razmišljam, ali gre le za znane higienske spodrsljaje, nedoslednosti in površnosti, ki se, kot sva že omenila, lahko zgodijo v kateremkoli členu prehranske verige, ali pa bi lahko šlo tudi za zlorabo znanja in znanosti. Če bi bilo tako, bi to imelo številne neugodne posledice, nenazadnje tudi izgubo zaupanja, znanstvene kredibilnosti. V povezavi z mojim ožjim strokovnim področjem, mikrobiologijo, pa ta in podobne epizode, če jih lahko tako imenujem, pač načenjajo nova strokovna in organizacijska vprašanja. Stroka razvija nove tehnologije in organizacijske povezave, ki bodo hitreje pripeljale do cilja. Kot dobro vemo, so geni, dednina še vedno v veliki meri neprebrana knjiga. Mi jo moramo prevesti in potem še osmisliti. Vse to, boljše poznavanje in primerjanje lastnosti vrst, njihovo medsebojno delovanje in vplivi na gostitelje ter kopica drugih vprašanj, bo zahtevalo še veliko prizadevanja različnih interdisciplinarnih skupin. Zato pa je pomembno, kar večkrat poudarjam z vidika stroke, ki jo predstavljam, da ne le mikrobiologi in prehranski strokovnjaki, temveč tudi drugi, ki sodelujejo v tej verigi, govorijo isti jezik in si prizadevajo za iste cilje, poleg zdravja ljudi tudi za okolje, rastline, živali. Človekovo zdravje je najtesneje povezano z zdravjem na vseh drugih področjih, kar nenehno ponavljamo, a se pogosto ne upošteva.

O bakteriji E. coli

Bakterije Escherichia coli ali krajše E. coli se glede na lastnosti in posledice, ki jih povzročijo svojemu gostitelju, delijo v različne skupine. Okužbe z enterotoksigenimi bakterijami E. coli (ETEC) med razmnoževanjem sproščajo toksine in povzročajo drisko. Ogroženi so predvsem otroci v nerazvitih državah in popotniki v takih okoljih, ki se okužijo z vodo, onesnaženo s človeškimi odpadki. Slednja je lahko vzrok za okužbo hrane, zlasti polmehkih sirov.

Podobno nevarne so enteropatogene bakterije E. coli (EPEC), ki predvsem pri otrocih povzročajo vodeno ali krvavo drisko. Sumijo, da je lahko vsako živilo, ki je bilo v stisku z iztrebki, vir okužbe. Pri izbruhih se pogosteje pojavljajo zastrupitve s kurjim in surovim mesom.


Okužbe z enterohemoragičnimi bakterijami E. coli (EHEC), E. coli 0157:H7, povzročajo akutni hemoragični kolitis. Simptomi se kažejo z bolečinami v prebavilih in sprva vodeno, nato pa krvavo drisko. Ponekod v severozahodnem Tihem oceanu so okužbe z E. coli 0157:H7 menda drugi največji povzročitelj diareje, takoj za salmonelo. Poglavitni krivec za okužbe s to vrsto E.coli naj bi bili neustrezno pripravljeni hamburgerji, okuženo surovo mleko in druge vrste mesa oziroma okužena živila.


Za enteroinvazivne bakterije E. coli (EIEC), ki povzročajo tako imenovano bacilarno dizenterijo, ki se kaže s prisotnostjo sluzi in krvi v blatu, je značilno, da včasih že v majhnem številu povzročijo okužbo. Ta se lahko zgodi s katerokoli hrano, ki je bila v stiku z blatom okuženega človeka ali z onesnaženo vodo.

Za vse omenjene patogene razrede E. coli velja, da je mogoče preprečiti njihov prenos z dosledno higieno, da se hrana zavaruje pred okužbo in prepreči razmnoževanje bakterij v njej.