Tak jak Escherichia to rodzaj bakterii Gram-ujemnych w kształcie pałeczki. Jej najważniejszym przedstawicielem i najbardziej istotnym dla ludzkich patogenów jest Escherichia coli (E. coli). Escherichia należą do enterobakterii i stanowią niewielką część normalnej flory jelitowej.
Co to jest escherichia?
Escherichia to Gram-ujemne pałeczki, które występują fizjologicznie we florze jelitowej człowieka. Rosną fakultatywnie beztlenowo, co oznacza, że mogą rosnąć i rozmnażać się zarówno w obecności tlenu, jak i bez niego. Są również oksydazo-ujemne. Escherichia to bakterie wiciowate, więc są mobilne. Selektywna hodowla Escherichia jest możliwa na pożywkach hodowlanych zawierających sole żółciowe, takich jak agar McConkey.
E. coli, jako rodzaj Escherichia, jest najczęstszym patogenem infekcji bakteryjnych i służy również jako zarazek wskaźnikowy dla skażonej wody pitnej i w kąpieliskach. Badania nad E. coli przyniosły wielu naukowcom Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny. Znane są inne gatunki Escherichia, takie jak E. hermanii lub E. podatne na atak, ale zakażenia nimi są bardzo rzadkie.
Występowanie, dystrybucja i właściwości
Escherichia należą do grupy enterobakterii, co oznacza, że występują głównie w jelitach ssaków. E. coli odgrywa głównie rolę w medycynie człowieka. Jeśli dana osoba wejdzie w kontakt z substancjami zawartymi w jelitach, może to na przykład zanieczyścić wodę pitną lub żywność, co z kolei może spowodować zakażenie innych ludzi. Dlatego E. coli jest uważana za wskaźnik kału, w 100 ml wody pitnej nie może być E. coli. Ponadto nieodpowiednia higiena w toaletach publicznych sprzyja infekcjom dróg moczowych, zwłaszcza u kobiet.
Do wykrywania różnych struktur antygenowych na powierzchni Escherichia można zastosować różne reakcje aglutynacji ze znanymi surowicami odpornościowymi, co określa się jako serotypowanie. Powoduje to indywidualny wzór antygenu. Rozróżnia się antygeny O (antygeny powierzchniowe, które odpowiadają lipopolisacharydom), antygeny H (flagelina wici, białko termostabilne), antygeny K (węglowodany błony zewnętrznej) i antygeny F (fimbrie). Fimbrie są tam, aby przyczepić się do wyściółki przewodu żołądkowo-jelitowego.
Escherichia również nie mają kapsułki i są peritrich (całkowicie wokół całej komórki) biczowane, więc są ruchliwe. Jest to szczególnie ważne w przypadku E. coli, ponieważ znajdując się w żołądku, nie może narażać się na agresywny kwas żołądkowy i dlatego przenosi się do ochronnego śluzu.
Rozróżnia się różne podtypy E. coli, z których każdy rozwija inne czynniki wirulencji i powoduje różne choroby. Są one również znane jako patowary: EPEC (= enteropatogenna E. coli) przyczepia się do błony śluzowej jelita i może wstrzyknąć toksynę do komórek poprzez tak zwany układ wydzielniczy typu 3. Ta toksyna powoduje spłaszczenie nabłonka jelitowego. Dotykają głównie niemowląt i są odpowiedzialne za rzadką biegunkę u niemowląt.
ETEC (= enterotoxic E. coli) również wytwarza dwie enterotoksyny. Jest czynnikiem wywołującym biegunkę podróżnych, wywoływaną przez pokarmy skażone drogą pokarmową, zwłaszcza w tropikach. Obraz kliniczny jest podobny do obrazu cholery, ponieważ te dwie toksyny odpowiadają sobie.
EHEC (= enterohaemorrhagic E. coli) zawiera białko intimin, które sprzyja mocnemu wiązaniu bakterii z błoną śluzową jelit. Patogen tworzy również toksynę podobną do shigatoksyny wytwarzanej przez Shigella. Prowadzi to do zahamowania syntezy białek w dotkniętych komórkach. Są również znane jako STEC (= E. coli wytwarzające toksynę Shiga).
EAEC (= enteroaggregative E. coli) jest zdolny do tworzenia agregatów z innymi bakteriami, które pozostają na błonie śluzowej jelita. UPEC (= uropatogenna E. coli) wyraża P-fimbrie na swojej powierzchni, która jest wykorzystywana specyficznie do wiązania się z nabłonkiem dróg moczowo-płciowych. EIEC (= enteroinwazyjne E. coli) przenika bezpośrednio do komórek nabłonka jelita i rozprzestrzenia się na sąsiednie komórki, atakując je bezpośrednio.
Choroby i dolegliwości
W Escherichia rozróżnia się infekcje jelitowe, czyli choroby przewodu pokarmowego (które zawsze wywoływane są przez infekcje egzogenne) oraz choroby pozajelitowe, które najczęściej wywoływane są przez infekcje endogenne.
E. coli są najczęstszymi przyczynami infekcji bakteryjnych. Różne podtypy wywołują różne choroby: EPEC jest odpowiedzialny za biegunkę niemowlęcia, która charakteryzuje się silną biegunką i ryzykiem odwodnienia. W trzecim świecie patogen jest przyczyną wysokiej śmiertelności niemowląt. Czynnikiem sprawczym przewlekłej uporczywej biegunki jest EAEC. Biegunka jest śliska, ponieważ powoduje wydzielanie większej ilości śluzu przez błonę śluzową jelit.
Czynnikiem wywołującym biegunkę podróżnika jest ETEC, który jest bardzo podobny do cholery. Biegunka podobna do wody ryżowej do 20 litrów dziennie nie jest rzadkością. EHEC, który jest również najbardziej znanym podtypem, jest odpowiedzialny za wodnistą lub krwawą biegunkę, która może być odpowiedzialna za zespół hemolityczno-mocznicowy (HUS), zwłaszcza u małych dzieci, który może prowadzić do niewydolności nerek. Można również wziąć pod uwagę gorączkę, skurcze żołądka i wymioty. Innym powikłaniem może być perforacja jelita.
EIEC jest czynnikiem wywołującym czerwonkowe zapalenie jelita grubego z krwawą, oślizgłą biegunką. UPEC, jako czynnik wywołujący infekcje pozajelitowe, powoduje infekcje dróg moczowych, gdy bakteria przedostaje się do dróg moczowo-płciowych z jelita. Dotyczy to zwłaszcza kobiet ze względu na anatomiczną bliskość odbytu do cewki moczowej. Mogą również powodować zapalenie opon mózgowych u noworodka, ponieważ kanał rodny znajduje się również w pobliżu odbytu i może w ten sposób zarazić dziecko podczas porodu.