Kuten Escherichia on gram-negatiivisten, sauvamaisten bakteerien suku. Sen tärkein edustaja ja olennaisin ihmisen patogeeneille on Escherichia coli (E. coli). Escherichia kuuluu enterobakteereihin ja muodostaa pienen osan suoliston normaalista kasvistosta.
Mitä escherichia on?
Escherichia ovat gram-negatiivisia sauvabakteereja, joita esiintyy fysiologisesti ihmisten suolistossa. Ne kasvavat valinnaisesti anaerobisesti, mikä tarkoittaa, että ne voivat kasvaa ja lisääntyä sekä happea että ilman sitä. Ne ovat myös oksidaasinegatiivisia. Escherichia ovat flagelloituneita bakteereja, joten ne ovat liikkuvia. Escherichian selektiivinen viljely on mahdollista viljelyalustoilla, jotka sisältävät sappisuoloja, kuten McConkey-agar.
E. coli Escherichian tyyppinä on yleisin bakteeri-infektion patogeeni ja toimii myös indikaattorina saastuneessa juoma- ja uimavedessä. E. colia koskeva tutkimus voitti lukuisat tutkijat fysiologian ja lääketieteen Nobel-palkinnon. Muita Escherichia-lajeja, kuten E. hermanii tai E. vulneris, tunnetaan, mutta infektiot heillä ovat hyvin harvinaisia.
Tapahtumat, jakauma ja ominaisuudet
Escherichia kuuluu enterobakteerien ryhmään, mikä tarkoittaa, että niitä esiintyy pääasiassa nisäkkäiden suolistossa. E. colilla on pääosin rooli ihmislääketieteessä. Jos henkilö joutuu kosketukseen suolistossa olevien aineiden kanssa, se voi saastuttaa esimerkiksi juomaveden tai ruoan, mikä voi myöhemmin tartuttaa muita ihmisiä. Siksi E. colia pidetään ulosteindikaattorina, E. colia ei saa olla 100 millilitrassa juomavettä. Lisäksi riittämätön hygienia julkisissa käymälöissä edistää virtsateiden infektiota, etenkin naisilla.
Erilaisia agglutinaatioreaktioita tunnetuilla antiseerumeilla voidaan käyttää havaitsemaan erilaisia antigeenisiä rakenteita Escherichian pinnalla, jota kutsutaan serotyyppiseksi. Tämä johtaa yksilölliseen antigeenikuvioon. Erotetaan O-antigeenit (pinta-antigeenit, jotka vastaavat lipopolysakkarideja), H-antigeenit (flagellan flagelliini, lämpöstabiili proteiini), K-antigeenit (uloimman kalvon hiilihydraatit) ja F-antigeenit (fimbriae). Fimbriat ovat kiinnittymässä maha-suolikanavan limakalvoon.
Escherichialla ei ole myöskään kapselia ja ne ovat täydellisesti täydellisesti (kokonaan koko solun ympärillä) pilkottuneita, joten ne ovat liikkuvia. Tämä on erityisen tärkeää E. colille, koska vatsassa se ei voi altistua aggressiiviselle mahahapolle ja siirtyy siksi suojaavaan limaa.
Erotetaan E. colin alatyypit, joista kukin kehittää erilaisia virulenssitekijöitä ja aiheuttaa erilaisia sairauksia. Näitä tunnetaan myös patovarsina: EPEC (= enteropatogeeninen E. coli) kiinnittyy suolen limakalvoon ja voi injektoida toksiinia soluihin tyypin 3 eritysjärjestelmän kautta tunnetulla tavalla. Tämä toksiini aiheuttaa suolen epiteelin litistymisen. Ne vaikuttavat pääasiassa imeväisiin ja ovat vastuussa pikkulasten harvinaisesta ripulista.
ETEC (= enterotoksinen E. coli) tuottaa myös kaksi enterotoksiinia. Se on matkustajien ripulin aiheuttaja, jota laukaisevat suun kautta saastuneet elintarvikkeet, erityisesti tropiikissa. Kliininen kuva on samanlainen kuin kolera, koska nämä kaksi toksiinia vastaavat toisiaan.
EHEC: ssä (= enterohemorragisessa E. colissa) on proteiini intimiiniä, joka edistää bakteerien sitoutumista tiukasti suolen limakalvoon. Taudinaiheuttaja muodostaa myös toksiinin, joka on samanlainen kuin Shigella tuottaman shigatoksiinin. Tämä johtaa proteiinisynteesin estämiseen sairaissa soluissa. Ne tunnetaan myös nimellä STEC (= Shiga-toksiineja tuottava E. coli).
EAEC (= enteroaggregatiivinen E. coli) pystyy muodostamaan aggregaatteja muiden bakteerien kanssa, jotka viipyvät suoliston limakalvossa. UPEC (= uropatogeeninen E. coli) ilmentää P-fimbrioita sen pinnalla, jota käytetään erityisesti sitoutumiseen urogenitaalisen epiteelin epiteeliin. EIEC (= enteroinvasiivinen E. coli) tunkeutuu suoraan suolen epiteelisoluun ja leviää naapurisoluihin tunkeutumalla niihin suoraan.
Sairaudet ja vaivat
Escherichiassa tehdään ero suolen infektioiden, toisin sanoen maha-suolikanavan sairauksien (jotka ovat aina eksogeenisten infektioiden aiheuttamia) ja suoliston ulkopuolisten sairauksien, jotka ovat pääosin endogeenisten infektioiden aiheuttamia.
E. coli ovat yleisimmät bakteeri-infektion syyt. Eri alatyypit laukaisevat erilaisia sairauksia: EPEC on vastuussa vastasyntyneiden ripulista, jolle on ominaista massiivinen ripuli ja kuivumisen riski. Kolmannessa maailmassa taudinaiheuttaja on korkea lasten kuolleisuus. Kroonisen jatkuvan ripulin syy-aihe on EAEC. Ripuli on limaista, koska se saa suoliston limakalvon erittämään enemmän limaa.
Matkailijan ripulin aiheuttaja on ETEC, joka on hyvin samanlainen kuin kolera. Jopa 20 litran päivässä riisiveteen kaltainen ripuli ei ole harvinainen. EHEC, joka on myös tunnetuin alatyyppi, vastaa vesisestä veriseen ripuliin, joka voi olla vastuussa hemolyyttis-ureemisesta oireyhtymästä (HUS), etenkin pienillä lapsilla, mikä voi johtaa munuaisten vajaatoimintaan. Kuume, mahakrampit ja oksentelu voidaan myös ottaa huomioon. Toinen komplikaatio voi olla suoliston perforointi.
EIEC on sydäntenerisen kaltaisen koliitin aiheuttaja, jolla on verinen, limainen ripuli. UPEC, suoliston ulkopuolisen infektion aiheuttajana, aiheuttaa virtsateiden infektioita, kun bakteeri saapuu urogenitaaliseen suolistoon suolistosta. Tämä pätee erityisesti naisilla peräaukon anatomisen läheisyyden vuoksi virtsaputkeen. Ne voivat myös aiheuttaa vastasyntyneen aivokalvontulehduksen, koska syntymäkanava on myös lähellä peräaukkoa ja voi siten tartuttaa lapsen syntymän aikana.