Escherichia coli
Escherichia coli, często skracane do E. coli, jest gatunkiem gram‑ujemnych bakterii z rodziny Enterobacteriaceae. Naturalnym miejscem występowania jest przewód pokarmowy ssaków, w tym człowieka, gdzie większość szczepów pełni rolę komensalistyczną. Niektóre szczepy są jednak patogenne i mogą wywoływać choroby o różnym stopniu nasilenia.
Klasyfikacja
- Królestwo: Bakterie
- Typ: Proteobacteria
- Klasa: Gammaproteobacteria
- Rząd: Enterobacterales
- Rodzina: Enterobacteriaceae
- Rodzaj: Escherichia
- Gatunek: Escherichia coli
Budowa morfologiczna i fizjologia
Patogeny i niepatogeny E. coli są:
- rozkładanymi pałeczkami (bacillus), o długości 1–3 µm i średnicy 0,5 µm,
- posiadającymi ścianę komórkową bogatą w lipopolisacharyd (LPS) charakterystyczny dla gram‑ujemnych bakterii,
- z przystosowanymi do życia w warunkach beztlenowych i tlenowych enzymami,
- z licznymi projekcjami zewnętrznymi – fimbrie i pilusy, umożliwiającymi adhezję do komórek gospodarza.
Różnorodność szczepowa
W obrębie gatunku wyróżnia się tysiące szczepów, które dzieli się na:
- komensalne (niepatogenne) – zamieszkują jelita i uczestniczą w syntezie witamin K i B12, metabolizmie żółci,
- patogenne – podzielone na:
Patogeniczność i choroby
Patogenne E. coli mogą prowadzić do:
- ostrej biegunki wodnistej (np. po spożyciu skażonej żywności),
- zespole hemolityczno‑uremicznym (HUS) wywołanym przez toksynę Shiga (STx),
- zakażenia dróg moczowych, zwłaszcza u kobiet,
- zapalenia opon mózgowo‑rdzeniowych u noworodków,
- sepsy, zwłaszcza w populacji immunokompromitowanej.
Zastosowanie w biotechnologii
Ze względu na szybki wzrost, łatwość manipulacji genetycznej i dobrze poznany genom (sekwencjonowanie całej sekwencji w 1997 r.), E. coli jest podstawowym organizmem modelowym i produkcyjnym w:
- syntezie białek rekombinowanych (insulina, hormony wzrostu),
- produkcji enzymów przemysłowych (beta-galaktozydaza, lacZ),
- badaniach nad regulacją genów (promotor, operator),
- testach diagnostycznych (PCR, testy immunologiczne),
- szczepionkach (np. szczepionka przeciwko szczepowi O157:H7).
Diagnostyka i metody laboratoryjne
W diagnostyce klinicznej wykorzystuje się:
- hodowlę na pożywkach selektywnych (MacConkey, EMB),
- biochemiczne testy różnicujące (fermentacja laktozy, test IMViC),
- techniki molekularne – reakcję łańcuchową polimerazy (PCR) z primerami specyficznymi dla genów patogenności (stx, eae),
- metody serologiczne – ELISA wykrywające antygeny O i H.
Historia odkrycia
Szczegółowy opis bakterii odbył się w 1885 roku przez niemieckiego mikrobiologa Theodora Eschericha, od którego nazwiska pochodzi nazwa rodowa. Początkowo uznawano je jedynie za składnik flory jelitowej, dopiero w drugiej połowie XX wiecznia odkryto patogenne szczepy.
Epidemiologia i znaczenie zdrowotne
W Polsce, podobnie jak w innych krajach, E. coli jest jedną z najczęstszych przyczyn zakażeń pokarmowych. Według raportów epidemiologicznych rocznie notuje się kilka tysięcy przypadków biegunek związanych z E. coli, z czego część wymaga hospitalizacji.
Środki kontroli i prewencji
- Higiena żywności – gotowanie, unikanie surowego mięsa i niepasteryzowanego mleka,
- Utrzymanie czystości w zakładach przemysłowych (HACCP),
- Stosowanie antybiotyków w przypadkach wskazanych klinicznie (np. nitrofurantoina w zakażeniach moczowych),
- Monitorowanie wody pitnej i źródeł wody (testy na obecność E. coli jako wskaźnika zanieczyszczenia fekalnego).
Literatura
Do najważniejszych publikacji dotyczących E. coli należą:
- Rasko, D.A. i Bäumler, A.J. „Ecology of Escherichia coli in the mammalian gut” – Microbiology and Molecular Biology Reviews, 2020.
- Blattner, F.R. et al. „The complete genome sequence of Escherichia coli K‑12” – Science, 1997.
- Karmali, M.A. „Pathogenic Escherichia coli” – Clinical Microbiology Reviews, 2021.
Powiązane tematy
Więcej informacji można znaleźć w następujących artykułach: