Net zo Escherichia is een geslacht van gramnegatieve, staafvormige bacteriën. De belangrijkste vertegenwoordiger en meest relevante voor menselijke pathogenen is Escherichia coli (E. coli). Escherichia behoren tot de enterobacteriën en vormen een klein deel van de normale darmflora.
Wat zijn escherichia?
Escherichia zijn gramnegatieve staafbacteriën die fysiologisch voorkomen in de darmflora van mensen. Ze groeien facultatief anaëroob, wat betekent dat ze zowel met als zonder de aanwezigheid van zuurstof kunnen groeien en reproduceren. Ze zijn ook oxidase-negatief. De Escherichia zijn flagellaten, dus ze zijn mobiel. Een selectieve kweek van Escherichia is mogelijk op kweekmedia die galzouten bevatten, zoals McConkey-agar.
E. coli, een type Escherichia, is de meest voorkomende ziekteverwekker van bacteriële infectie en dient tevens als indicatorkiem voor besmet drink- en zwemwater. Onderzoek naar E. coli leverde talloze wetenschappers de Nobelprijs voor Fysiologie en Geneeskunde op. Andere soorten van Escherichia zoals E. hermanii of E. kwetsis zijn bekend, maar infecties ermee zijn zeer zeldzaam.
Voorkomen, distributie en eigenschappen
Escherichia behoren tot de groep van enterobacteriën, wat betekent dat ze vooral in de darmen van zoogdieren voorkomen. E. coli speelt vooral een rol in de menselijke geneeskunde. Als iemand in aanraking komt met stoffen uit de darmen, kan het bijvoorbeeld drinkwater of voedsel besmetten, wat vervolgens weer andere mensen kan besmetten. Daarom wordt E. coli gezien als fecale indicator, er mag geen E. coli in 100 ml drinkwater zitten. Bovendien bevordert onvoldoende hygiëne in openbare toiletten urineweginfecties, vooral bij vrouwen.
Verschillende agglutinatiereacties met bekende antisera kunnen worden gebruikt om verschillende antigene structuren op het oppervlak van de Escherichia te detecteren, wat serotypering wordt genoemd. Dit resulteert in een individueel antigeenpatroon. Er wordt onderscheid gemaakt tussen O-antigenen (oppervlakte-antigenen, wat overeenkomt met lipopolysacchariden), H-antigenen (flagelline van de flagella, een thermostabiel eiwit), K-antigenen (koolhydraten van het buitenste membraan) en F-antigenen (fimbriae). De fimbriae zijn er om aan de bekleding van het maagdarmkanaal te hechten.
Escherichia hebben ook geen capsule en zijn peritrich (volledig rond de hele cel) flagellated, dus ze zijn mobiel. Dit is vooral belangrijk voor E. coli, omdat het zich in de maag niet kan blootstellen aan het agressieve maagzuur en daardoor in het beschermende slijm terechtkomt.
Er wordt onderscheid gemaakt tussen verschillende subtypes van E. coli, die elk verschillende virulentiefactoren ontwikkelen en verschillende ziekten veroorzaken. Deze worden ook wel pathovars genoemd: De EPEC (= enteropathogene E. coli) hecht zich aan het darmslijmvlies en kan via een zogenaamd type 3-secretiesysteem een toxine in de cellen injecteren. Dit toxine zorgt ervoor dat het darmepitheel plat wordt. Ze komen vooral voor bij zuigelingen en zijn verantwoordelijk voor de zeldzame zuigelingsdiarree.
ETEC (= enterotoxische E. coli) produceert ook twee enterotoxinen. Het is de veroorzaker van reizigersdiarree, die wordt veroorzaakt door voedsel dat oraal is verontreinigd, vooral in de tropen. Het klinische beeld is vergelijkbaar met dat van cholera, aangezien de twee toxines met elkaar overeenkomen.
EHEC (= enterohemorragische E. coli) heeft het eiwit intimine, dat een stevige binding van de bacteriën aan het darmslijmvlies bevordert. De ziekteverwekker vormt ook een toxine dat vergelijkbaar is met het shigatoxine dat door Shigella wordt geproduceerd. Dit leidt tot de remming van de eiwitsynthese in de aangetaste cellen. Ze zijn ook bekend als STEC (= Shiga-toxine-producerende E. coli).
De EAEC (= enteroaggregatieve E. coli) is in staat aggregaten te vormen met andere bacteriën die op het darmslijmvlies blijven hangen. UPEC (= uropathogene E. coli) brengt de P-fimbriae tot expressie op zijn oppervlak, die specifiek wordt gebruikt voor binding aan het epitheel van het urogenitale kanaal. De EIEC (= entero-invasieve E. coli) dringt rechtstreeks door in de darmepitheelcel en verspreidt zich naar naburige cellen door ze rechtstreeks binnen te dringen.
Ziekten en aandoeningen
Bij Escherichia wordt onderscheid gemaakt tussen darminfecties, d.w.z. ziekten van het maagdarmkanaal (die altijd worden veroorzaakt door exogene infecties) en extra-intestinale ziekten, die meestal worden veroorzaakt door endogene infecties.
E. coli zijn de meest voorkomende oorzaken van bacteriële infectie. De verschillende subtypen veroorzaken verschillende ziekten: EPEC is verantwoordelijk voor diarree bij zuigelingen, die wordt gekenmerkt door massale diarree en het risico op uitdroging. In de derde wereld is de ziekteverwekker de oorzaak van hoge kindersterfte. De veroorzaker van chronische aanhoudende diarree is de EGA. De diarree is slijmerig omdat het het darmslijmvlies ertoe aanzet meer slijm af te scheiden.
De veroorzaker van reizigersdiarree is ETEC, dat sterk lijkt op cholera. Diarree vergelijkbaar met rijstwater van maximaal 20 liter per dag is niet ongewoon. De EHEC, ook het bekendste subtype, is verantwoordelijk voor waterige tot bloederige diarree, die verantwoordelijk kan zijn voor een hemolytisch-uremisch syndroom (HUS), vooral bij kleine kinderen, wat kan leiden tot nierfalen. Koorts, maagkrampen en braken kunnen ook worden overwogen. Een andere complicatie kan een perforatie van de darm zijn.
EIEC is de veroorzaker van dysenterie-achtige colitis met bloederige, slijmerige diarree. UPEC, de veroorzaker van een extraintestinale infectie, veroorzaakt urineweginfecties wanneer de bacterie het urogenitale kanaal binnendringt vanuit de darm. Dit is vooral het geval bij vrouwen vanwege de anatomische nabijheid van de anus tot de urethra. Ze kunnen ook meningitis veroorzaken bij de pasgeborene omdat het geboortekanaal zich ook in de buurt van de anus bevindt en zo het kind tijdens de geboorte kan infecteren.
