Escherichia coli

Dezambiguizare - Dacă sunteți în căutarea unei tulpini speciale, consultați Escherichia coli O157: H7 .

Informațiile prezentate nu sunt sfaturi medicale și este posibil să nu fie corecte. Conținutul are doar scop ilustrativ și nu înlocuiește sfatul medicului: citiți avertismentele .

Escherichia coli
E. coli văzut sub microscopul electronic cu scanare
Starea de conservare
Specii neevaluate
Clasificare științifică
Domeniu	Prokaryota
Regatul	Bacterii
Phylum	Proteobacterii
Clasă	Gammaproteobacterii
Ordin	Enterobacteriale
Familie	Enterobacteriaceae
Tip	Escherichia
Specii	E coli
Nomenclatura binominala
Escherichia coli ( Migula , 1895 ) Castellani & Chalmers , 1919

Escherichia coli ( Migula , 1895 ) Castellani & Chalmers , 1919 este un gram-negativ bacterie și este specia tip din genul Escherichia : cel puțin 171 serotipuri se disting, fiecare cu o altă combinație a antigenelor O, H, K, F Numele vine de la descoperitorul său, germanul - austriac Theodor Escherich . Aparține grupului de enterobacterii și este folosit ca organism model pentru bacterii .

Este una dintre principalele specii de bacterii care trăiesc în intestinul inferior al animalelor cu sânge cald ( păsări și mamifere , inclusiv oameni ). Sunt necesare pentru digestia corectă a alimentelor . Prezența sa în corpurile de apă semnalează prezența condițiilor de fecalizare (este principalul indicator al contaminării fecale, împreună cu enterococii ). Numărul de celule E. coli din scaun pe care un om îl excretă într-o zi variază de la 10 la 100 de milioane de unități care formează colonii ( CFU ) per gram de scaun ^[1] . Genul Escherichia , împreună cu alte genuri ( Enterobacter, Klebsiella, Citrobacter, Serratia etc.), este grupat sub denumirea de coliforme . Punct de vedere tehnic, „grupul coliforme“ include aerobic și formarea non-spori- anaerobe bacterii.

În grupul coliformelor, specia Escherichia coli este reprezentată pe scară largă și este în relație exclusivă cu tractul gastro-intestinal al omului și al altor animale cu sânge cald, spre deosebire de microorganismele aparținând diferitelor genuri, inclusiv Enterobacter, Klebsiella și Citrobacter (care sunt caracterizate pentru capacitatea potențială de a regresa după ce ajung în mediu). Escherichia coli este o formă de tijă, gram-negativă, aerobă și facultativ anaerobă, care nu formează spori, crescând la 44,5 ° C, fermentează lactoza, indol-pozitivă în medii care conțin triptofan, beta-D-glucuronidază-pozitivă. În literatură, prezența acestei enzime a fost detectată la 94-99,5% din biotipurile Escherichia coli , cu excepția serotipurilor O157: H7 . Anumite tulpini de Escherichia coli enterotoxigenă pot duce la așa-numita „diaree de călător”.

Contaminarea apei

Absența Escherichia coli ca indicator principal al contaminării fecale este prescrisă în apele destinate consumului uman, în apele termale de izvor, în apele utilizate pentru scăldat și în alte tipuri de matrice (de exemplu, alimente, produse cosmetice). Nerespectarea valorii parametrice stabilite constituie o neconformitate a produsului (apă, alimente etc.) Pentru cercetarea sa în mediu, metodele bazate pe activitatea enzimatică a beta-D-glucuronidazei au fost dezvoltate în ani ( test GUS ), detectabil prin hidroliza beta-glucuronidelor cromogene sau fluorogene cu eliberare de compuși coloranți sau fluorescenți; sau, în același mod, folosind „ X-gal , bazându-se pe” enzima beta-galactozidază . Aceste caracteristici, eliminând deseori necesitatea de a efectua teste de confirmare, permit obținerea de rezultate mai repede și pentru a ajunge la determinarea microorganismului dorit cu o precizie mai mare.

Rolul în patologie

Deși reprezintă un simbiont comun al intestinului și joacă un rol în procesul digestiv, există situații în care E. coli poate provoca boli la oameni și animale. Unele tulpini de E. coli sunt cauzativ agentul intestinale boli și extra-intestinale, cum ar fi infecții ale tractului urinar , meningita , peritonită , septicemie și pneumonie . La bovinele de lapte se știe că provoacă forme acute de mastită . Unele tulpini de E. coli sunt toxigene, ceea ce înseamnă că produc toxine care pot provoca diaree . E. coli dizenteria este o comună infecție toxiinfecție alimentară , deoarece este contractat in principal din alimente contaminate. Contaminarea poate apărea din carne infectată necorespunzător, lapte nepasteurizat și brânzeturi derivate și alte alimente contaminate cu fecale. E. coli produce patru tipuri de toxine care se disting prin sensibilitatea diferită la tratamentul termic, în termolabile și termostabile, și pentru acțiunea toxigenă (toxine shiga și toxine hemolitice, HlyA).

Toxina termolabile, numită LT, are o structură și o funcție foarte asemănătoare toxinei holerei . Conține o subunitate „A” și cinci subunități „B” într-o holotoxină. Subunitățile B contribuie la aderența și intrarea toxinei în celulele intestinale ale gazdei, unde subunitatea A stimulează celulele să elibereze apă, provocând diaree.

Septicemie

E. coli este cea mai frecventă bacterie izolată din hemoculturi în cazuri de bacteremie; colonizarea fluxului sanguin poate apărea din cauza traumei intestinale, a colonului și a tumorilor intestinului subțire. Măsurile de igienă precare în plasarea cateterelor sau a acceselor venoase centrale sunt cauze frecvente ale bacteriemiei E. coli .

Infecții ale tractului urinar

E. coli este o cauză frecventă a uretritei și cistitei la persoanele în vârstă, diabetice și cateterizate . Datorită fimbriilor care formează pachete , P pili și Dr fimbriae , E. coli este capabilă să se ancoreze ferm pe epiteliul uretrei și al vezicii urinare , rezistând fluxului urinar. Această afecțiune este necesară, dar nu suficientă pentru debutul infecției; aceasta este de fapt cauzată în principal de hemolizina A ( HlyA ), capabilă să afecteze epiteliul urinar și să promoveze chemotaxia, inflamația și invazia țesuturilor.

Meningita

E. coli , în special serotipul K1 , este principalul izolat (împreună cu streptococii din grupa B ) în hemoculturile copiilor cu vârsta sub 5 ani cu meningită .

Tulpini responsabile de gastroenterită

O "tulpină" de E. coli este un grup cu caracteristici particulare care o fac recunoscută de alte tulpini de E. coli , similar cu modul în care câinii aparținând diferitelor rase pot fi distinse. Diferite tulpini de E. coli trăiesc în diferite specii de animale, deci este posibil să se determine dacă materialul fecal din apă provine, de exemplu, de la oameni sau păsări.

Noile tulpini de E. coli apar în mod continuu din procesul biologic natural al mutației , iar unele dintre aceste tulpini au caracteristici care pot fi dăunătoare unui animal gazdă. Deși la majoritatea oamenilor adulți o tulpină patogenă nu ar putea provoca altceva decât diaree și nu ar putea provoca niciun simptom, la copiii mici sau la persoanele bolnave sau debilitate de bolile recente sau la persoanele aflate sub îngrijire specială, o nouă tulpină ar putea provoca boala.moartea grava si chiar. Un exemplu de tulpină deosebit de virulentă de E. coli este E. coli O157: H7 .

UPEC

Infecțiile tractului urinar (UTI) sunt una dintre cele mai frecvente infecții cauzate de bacterii care pot călători în uretra până la vezică. Infecția vezicii urinare se numește cistită. Dacă infecția bacteriană se răspândește la rinichi și uretere, se numește pielonefrită. Cistita este considerată o infecție a tractului urinar inferior, pielonefrita afectează tractul urinar superior și este mai severă. Tulpinile uuropatogene de E. coli ( UPEC ) sunt responsabile pentru aproximativ 90% din cistita necomplicată dobândită în comunitate. În prima etapă a procesului infecțios, fimbriile reprezintă factorul adeziv care permite E. coli să adere la celulele uroepiteliale. Unele studii au sugerat că consumul de produse de afine ( Vaccinium macrocarpon ) sunt utile în prevenirea infecțiilor tractului urinar. Proantocianidinele prezente în afine conțin legături de tip A și sunt responsabile de acțiunea preventivă împotriva aderenței tulpinilor de E. coli , care posedă fimbrii de tip P, la celulele uro-epiteliale.

EPEC

E. coli enteropatogen ( EPEC ) a fost primul agent patogen asociat cu boala diareică și este încă o cauză importantă la pacienții copii . Tipul serologic al antigenelor O nu este util în cazul EPEC. Boala este cauzată de faptul că aceste tulpini sunt capabile să adere la epiteliul intestinului subțire și să interfereze cu absorbția substanțelor; acest lucru determină formarea unui mediu hiperosmolar în lumenul intestinului, o consecință a rechemării apei și, în cele din urmă, a diareei. Modelul de aderență la epiteliu și distrugerea microviliilor justifică definirea histopatologiei A / E ( atașament / eliminare ). Tulpinile de E. coli care exprimă bfp pot stabili legături libere cu membrana mucoasă , permițând sistemului de secreție de tip 3 să instaleze receptorul translocat pentru intimin pe membrana enterocitelor . Acesta din urmă permite legătura tenace a E. coli , datorită intiminului exprimat pe membrana bacteriei.

ETEC

Aceste tulpini ( E. coli enterotoxigenice ) sunt capabile să provoace gastroenterite foarte grave, în special la călători și la persoanele care au ingerat alimente sau lichide contaminate cu fecale . Aceste tulpini produc atât toxine labile la căldură (LT-1 și LT-2), cât și toxine stabile la căldură (StA și Stb). LT-1 este alcătuit dintr-o subunitate A și cinci subunități B ; acestea din urmă sunt capabile să lege un gangliozid cu un reziduu de acid sialic ( GM1 ) exprimat în special de enterocite. Legarea promovează internalizarea subunității A, o proteină cu activitate ADP - riboziltransferază către o proteină G stimulatoare, capabilă să activeze adenilat ciclaza . Nivelurile ridicate de amplificator ciclic duc la o eliberare rapidă de substanțe dizolvate în lumenul intestinal; acestea atrag apa, iar tabloul clinic aferent este diareea. Similar LT-1, StA leagă GM1; cu toate acestea, activitatea sa afectează guanilat ciclaza și nu adenilat ciclaza. Rețineți cum activitatea LT-1 seamănă cu activitatea toxinei Vibrio cholerae ; cu toate acestea, LT-1 are mult mai puțină activitate. Genele care codifică LT-1 și StA se găsesc într-o plasmidă asociată cu gene care codifică AAF / 1, AAF / 2 și AAF / 3 , factori importanți de adeziune capabili să asigure o colonizare mai durabilă a tulpinilor ETEC (factorii de virulență sunt, prin urmare, transmisibili). În SUA , aproximativ 80.000 de cazuri sunt înregistrate anual.

EHEC

Tulpinile de E. coli enterohemoragice sunt principalele cauze ale bolilor în țările industrializate. Se estimează că aceste bacterii provoacă aproximativ 73.000 de cazuri de infecție și aproape 60 de decese în fiecare an în SUA . Aproximativ 50 de serotipuri cauzează boli; cu toate acestea, serogrupul principal responsabil este O157: H7 . Ingerarea a mai puțin de 100 de bacili poate provoca boli; acest lucru a fost asociat cu consumul de carne de vită sau de pui ^[2] , de lapte nepasteurizat, de sucuri de fructe contaminate (de exemplu din fecale de vacă) și de legume crude.

Boala apare în intestinul gros după o perioadă de incubație de 3-4 zile în care începe să apară diaree non-sângeroasă. Cam în a treia zi, apar dureri abdominale severe însoțite de diaree sângeroasă. Tulpinile EHEC sunt capabile să promoveze histopatologia A / E (vezi EPEC) și să secrete toxina Stx-1 (identică cu toxina Shigella ) împreună cu toxina Stx-2 (analogie 60% cu toxina Shigella ).

Ambele toxine sunt codificate de fagi lizogeni și au o subunitate A și cinci subunități B, capabile să se lege de globotriaozilceramidă sau Gb3 . Legarea cu acest receptor promovează internalizarea subunității A în enterocit; aceasta este capabilă să se lege de fragmentul de ARN ribozomal 28s, blocând sinteza proteinelor. Distrugerea enterocitelor, însoțită de o scădere a capacității de absorbție, duce la prezența unei diaree foarte lichide și sângeroase. Producția de Stx-2 este adesea asociată (la 10% dintre băieții cu diaree EHEC) sindromului hemolitic-uremic ( HUS în engleză sau HUS în italiană), caracterizat prin:

• Insuficiență renală acută
• Trombocitopenie
• Anemie hemolitică
• Microangiopatie

De fapt, Stx-2 este capabil să se lege cu o afinitate mai mare de Gb3 exprimată de celulele renale, provocând distrugerea acestuia. Mai mult, toxinele Stx sunt capabile să stimuleze producția de TNF-α și interleukină-6 care, pe lângă susținerea imaginii inflamatorii , promovează expunerea la Gb3. E. coli O157: H7 , spre deosebire de alte serotipuri, nu fermentează sorbitolul ; aceasta permite identificarea în mediile de agar Mac Conkey care conțin sorbitol (sunt evaluate coloniile lipsite de activitate fermentativă .

Cu toate acestea, testul de cultură trebuie să fie însoțit de identificarea toxinelor prin intermediul imunoanalizelor enzimatice comerciale. Tulpinile O124 , O143 și O164 ( E. coli enteroinvazivă ), asemănătoare cu Shigella , sunt capabile să provoace diaree sângeroasă (sunt prezente și leucocite ), crampe abdominale și febră. O serie de gene exprimate într-o plasmidă, numită pInv , codifică o serie de proteine ​​de membrană capabile să promoveze fagocitoza și liza intracelulară a vacuolului fagocitar, cu proliferarea bacteriei în citoplasma enterocitelor intestinului gros . Aceasta implică depolimerizarea actină (cum ar fi listeria ), liza celulară și hemoragia . Cele mai severe imagini evoluează în ulcerații ale intestinului.

CEEA

Entero-agregarea E. coli este implicată în diaree apoasă persistentă la călători și sugari din țările în curs de dezvoltare. Aceste tulpini exprimă atât Bfp cât și AAF / 1 , AAF / 2 și AAF / 3 (toate codificate de o plasmidă), factori de adeziune capabili să favorizeze colonizarea intestinului subțire , cu stimularea producției de mucus . Aceasta formează un biofilm capabil să izoleze și să agregeze bacteriile. În urma agregării există o reducere a lungimii microviliilor , infiltrării mononucleare și hemoragiei.

DAEC

E. coli aderent difuz cauzează diaree apoasă benignă la copii cu vârsta cuprinsă între 1 și 5 ani. Imaginea este cauzată de o alungire a microviliilor enterocitelor intestinului subțire , cu încorporarea bacteriilor în enterocite.

Utilizare în biotehnologie

Fiind o bacterie foarte studiată și cu ADN ușor modificabil, este utilizată pe scară largă în procesele biotehnologice, adică recombinarea ADN-ului cu inserarea ADN-ului altor bacterii pentru a obține organisme care nu sunt prezente și care nu pot fi obținute în natură, pentru a produce substanțe cu procese biotehnologice. .

Notă

Elemente conexe

• Colibaciloza
• Vaccin colibacilar
• Fragment de Klenow
• Transmiterea fecalo-orală
• Escherichia coli O157: H7
• Escherichia coli O104: H4

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe Escherichia coli
• Wikispeciile conțin informații despre Escherichia coli

linkuri externe

• ( EN ) Escherichia coli , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
• Epidemia infecțiilor cu Escherichia coli complicată de sindromul uremic hemolitic în Germania , pe epicentro.iss.it .
• Enciclopedia genelor și metabolizării Escherichia coli K12 , pe ecocyc.org .
• Bacteriile coliforme și fixarea azotului în sistemele de tratare a efluenților fabricii de celuloză și hârtie - de Dr. F. Archibald (text integral)
• Investigația unui focar din Marea Britanie de către Brian Deer , pe briandeer.com .
• Imagini gratuite E. Coli , pe 3dscience.com . Adus la 29 ianuarie 2006 (arhivat din original la 9 februarie 2006) .
• Indicele E. coli : resursă pentru E. coli ca organism model , pe ecoli.bham.ac.uk . Adus pe 29 ianuarie 2006 (arhivat din original la 31 ianuarie 2006) .
• coliBASE: o bază de date comparativă de genomică pentru E. coli , pe colibase.bham.ac.uk . Adus la 29 ianuarie 2006 (arhivat din original la 27 ianuarie 2006) .
• Statistica E. coli , la redpoll.pharmacy.ualberta.ca .
• Oamenii de știință proiectează bacteriile pentru a crea fotografii vii , la brainblog.com .
• Rapoarte ISTISAN 07/5 [1]
• homepage / Știri / Chimie / Materiale noi împotriva Escherichia Coli , pe Chimica.info .

Portalul de microbiologie : Accesați intrările Wikipedia care se ocupă de microbiologie