Ешерихија коли

Ешерихија коли
Научна класификација уреди
Домен: Bacteria
Тип: Pseudomonadota
Класа: Gammaproteobacteria
Ред: Enterobacterales
Породица: Enterobacteriaceae
Род: Escherichia
Врста:
E. coli
Биномно име
Escherichia coli
(Migula 1895)
Castellani and Chalmers 1919
Синоними

Ешерихија коли (Escherichia coli, /ˌɛʃəˈrɪkiə ˈkoʊlaɪ/),[1][2] такође позната као E. coli (/ˌiː ˈkoʊlaɪ/),[2] грам-негативна, факултативно анаеробна, колиформна је бактерија штапићастог облика из рода Escherichia, која насељава црева човека и животиња.[3][4] Већина E. coli сојева је безопасна, али неки серотипи могу да узрокују озбиљна тровања храном код њихових домаћина, и повремено су одговорни за повраћаје производа услед контаминације хране.[5][6] Безопасни сојеви представљају део цревне флоре и неопходни су за процес варења и синтезе неких супстанци (нпр. витамин К),[7] и за спречавање колонизације црева патогеним бактеријама, у оквиру симбиотског односа.[8][9] Ешерихија коли је и индикатор загађености вода фекалијама, јер се велике количине (трилиони) избацују дневно фецесом само једног човека. Ова бактерија изобилно расте у свежој фекалној маси под аеробним условима током прва три дана, али њени бројеви полако опадају након тога.[10] Она је један од најчешћих узрочника бактеријских инфекција човека. Може изазвати инфекције гастроинтестиналног, урогениталног тракта, сепсу, менингитис (код новорођенчета), запаљење плућа итд.

E. coli и други факултативни анаероби сачињавају око 0,1% цревне флоре,[11] и фекално–орална трансмисија је главна рута путем које патогени сојеви бактерије узрокују болест. Ћелије имају способност преживљавања изван тела током ограниченог временског периода, што их чини потенцијалним индикаторским организмима за тестирање узорака из окружења за фекалну контаминацију.[12][13] Све већи број истраживања, међутим, испитује постојане сојеве E. coli, који могу да преживе дуже време изван домаћина.[14]

Ова бактерија се може лако и јефтино узгајати и култивисати у лабораторијском окружењу, те се интензивно истражује већ више од 60 година. E. coli је хемохетеротроф чији хемијски дефинисани медијум мора да садржи извор угљеника и енергије.[15] E. coli је у највећој мери изучавани прокариотски моделни организам, и представља важну врсту у пољима биотехнологије и микробиологије, где служи као домаћински организам за највећи део рада са рекомбинантном ДНК. Под повољним условима, потребно је око 20 минута за њену репродукцију.[16]

Биологија и биохемија

Модел сукцесивне бинарне деобе код E. coli
Раст E. coli колоније

Тип и морфологија

E. coli је Грам-негативна, факултативно анаеробна (која формира ATP путем аеробне респирације ако је кисеоник присутан, али има способност прелаза на ферментацију или анаеробну респирацију у одсуству кисеоника) и неспорулациона бактерија.[17] Ћелије су типично штапићасте, око 2,0 μm су дуге и имају 0,25–1,0 μm у пречнику, са ћелијском запремином од 0,6–0,7 μm3.[18][19][20]

E. coli сојеви су Грам-негативни, јер се њихов ћелијски зид састоји од танког пептидогликанског слоја и спољашње мембране. Током процеса бојења, E. coli поприма боју контра обојења сафранина и постаје љубичаста. Спољашња мембрана која окружује ћелијски зид представља баријеру за поједине антибиотике тако да E. coli не бива оштећена пеницилином.[15]

Сојеви који поседују флагеле су покретни. Флагеле имају перитрихални аранжман.[21] E. coli се такође причвршћује за микровиле црева путем адхезионог молекула познатог као интимин.[22]

Метаболизам

E. coli може да живи на широком варијетету супстрата и користи мешовиту киселинску ферментацију у анаеробним условима, производећи лактат, сукцинат, етанол, ацетат, и угљен-диоксид. Многих путеви при мешовито киселинској ферментацији формирају водонични гас, те је функционисање тих путева неопходно да су нивои водоника ниски, као што је случај кад E. coli живи заједно са организмима који конзумирају водоник, као што су метаногени или сулфат редукујуће бактерије.[23]

Назив

Назив роду Ешерихија дат је у част Теодора Ешериха, педијатра и бактериолога, који је први открио и описао ову бактерију 1885. године.

Особине

Ешерихија коли под флуоресцентним микроскопом

Ешерихија коли је грам негативна (метода идентификација бактерија бојењем по Граму) бактерија, штапићастог облика. Поседује трепље, помоћу којих се креће. Припада факултативно анаеробним бактеријама, тако да енергију може добијати и у присуству кисеоника, али и у условима без присуства кисеоника. Разграђује лактозу. На основу антигена О, К, Х (нпр. Х је антиген трепљи), подељена је на више серовара (серотипова). Природно станиште ове бактерије је цревни систем човека и животиња. Као убиквитарна бактерија (налази се свуда) контаминише намирнице и може се наћи у сточној храни и хранивима. Мерењем броја ових бактерија у води, може се утврдити њен ниво загађености фецесом. Вода за пиће не сме да у 100 mL воде поседује ове бактерије. Воде у којима је дозвољено купање на смеју да садрже више од 100-2000 (како се узме) ових бактерија у 100 mL воде.

Патогенитет ешерихије коли

Иако припада нормалној цревној флори, велики број бактеријских инфекција човека управо је изазвано овом бактеријом, често код особа са ослабљеним одбрамбеним системом-факултативни патогенитет. Инфекције овом бактеријом могу бити интестиналне (цревне) или екстраинтестиналне: инфекције урогениталног тракта, сепса, запаљење плућа итд.

Инфекције црева су најчешће изазване једним од следећих пет типова (серовара) ешерихије коли:

  • ентеропатогена ешерихија коли (ЕПЕК) енгл. EPEC

Изазива дијареју новорођенчади претежно у земљама у развоју. Може да се уз помоћ адхезивног фактора ЕАФ (ЕПЕК адхезивни фактор) закачи за епителне ћелије црева и ту секретује токсичне супстанце у ћелије црева (ентероците).

  • ентеротоксична ешерихија коли енгл. ETEC

Њен патогенитет почива на ентеростоксинима које ослобађа. Један тосин је осетљив на температуру, под чијим утицајем се инактивише, док је други стабилан. Ови токсини стимулишу активност аденил циклазе, односно гуанил циклазе, чиме се ствара цАМП и цГМП услед чега се стимулише секреција и блокира реапсорпција неких јона у лумену црева, што доводи до дијареје. Чест је узрочник дијареја на путовањима.

  • ентероинвазивна ешррихија коли енгл. EIEC

Овај тип ешерихије коли може да продре кроз слузокожу црева и да на тај начин изазове њено запаљење уз појаву крварења и дефеката слузокоже црева, што доводи до једног облика дизентерије.

  • ентерохеморагична ешерихија коли енгл. EHEC

Изазива хеморагични колитис (запаљење црева) и хемолитичи уремијски синдром (ХУС). Ове болести су изазване адхезијом бактерија за ентероците и лучењем посебних токсина, веро токсина.

  • ентероагрегативна ешерихија коли енгл. EAggEC

Може да изазове код новорођенчади дијареју.

Екстраинтестиналне манифестације:

Овакве инфекције обично настају услед ширења ешерихије коли усходним путем, од отвора уретре, до осталих структура. Опструктивне аномалије мокраћних путева олакшавају продор ове бактерије. Посебна група ешерихије коли тзв. уропатогена ешерхија коли (енгл. UPEC) може изазвати инфекције мокраћних путева и без поменутих аномалија.

Преношење ових бактерија дешава се путем намирница, воде, прљавих руку итд.

Улога ешерихије коли у генетичком инжењерингу

Захваљујући генетичком инжењерингу ешерихија коли се користи за масовну производњу супстанци попут инсулина, аминокиселина, протеина итд.

Види још

Референце

  1. ^ „coli”. Oxford English Dictionary (3rd изд.). Oxford University Press. септембар 2005.  (Потребна је претплата или чланска картица јавне библиотеке УК.)
  2. ^ а б Wells, J. C. (2000) Longman Pronunciation Dictionary. Harlow [England], Pearson Education Ltd.
  3. ^ Tenaillon O, Skurnik D, Picard B, Denamur E (март 2010). „The population genetics of commensal Escherichia coli”. Nature Reviews. Microbiology. 8 (3): 207—17. PMID 20157339. doi:10.1038/nrmicro2298. 
  4. ^ P, Singleton (1999). Bacteria in Biology, Biotechnology and Medicine (5th изд.). Wiley. стр. 444—454. ISBN 978-0-471-98880-9. 
  5. ^ „Escherichia coli”. CDC National Center for Emerging and Zoonotic Infectious Diseases. Приступљено 2. 10. 2012. 
  6. ^ Vogt RL, Dippold L (2005). „Escherichia coli O157:H7 outbreak associated with consumption of ground beef, June-July 2002”. Public Health Reports. 120 (2): 174—8. PMC 1497708 Слободан приступ. PMID 15842119. doi:10.1177/003335490512000211. 
  7. ^ Bentley R, Meganathan R (септембар 1982). „Biosynthesis of vitamin K (menaquinone) in bacteria”. Microbiological Reviews. 46 (3): 241—80. PMC 281544 Слободан приступ. PMID 6127606. 
  8. ^ Hudault S, Guignot J, Servin AL (јул 2001). „Escherichia coli strains colonising the gastrointestinal tract protect germfree mice against Salmonella typhimurium infection”. Gut. 49 (1): 47—55. PMC 1728375 Слободан приступ. PMID 11413110. doi:10.1136/gut.49.1.47. 
  9. ^ Reid G, Howard J, Gan BS (септембар 2001). „Can bacterial interference prevent infection?”. Trends in Microbiology. 9 (9): 424—8. PMID 11553454. doi:10.1016/S0966-842X(01)02132-1. 
  10. ^ Russell JB, Jarvis GN (април 2001). „Practical mechanisms for interrupting the oral-fecal lifecycle of Escherichia coli”. Journal of Molecular Microbiology and Biotechnology. 3 (2): 265—72. PMID 11321582. 
  11. ^ Eckburg PB, Bik EM, Bernstein CN, Purdom E, Dethlefsen L, Sargent M, Gill SR, Nelson KE, Relman DA (јун 2005). „Diversity of the human intestinal microbial flora”. Science. 308 (5728): 1635—8. Bibcode:2005Sci...308.1635E. PMC 1395357 Слободан приступ. PMID 15831718. doi:10.1126/science.1110591. 
  12. ^ P, Feng; Weagant S; Grant, M (1. 9. 2002). „Enumeration of Escherichia coli and the Coliform Bacteria”. Bacteriological Analytical Manual (8th ed.). FDA/Center for Food Safety & Applied Nutrition. Архивирано из оригинала 19. 5. 2009. г. Приступљено 25. 1. 2007. 
  13. ^ Thompson, Andrea (4. 6. 2007). „E. coli Thrives in Beach Sands”. Live Science. Приступљено 3. 12. 2007. 
  14. ^ Ishii S, Sadowsky MJ (2008). „Escherichia coli in the Environment: Implications for Water Quality and Human Health”. Microbes and Environments. 23 (2): 101—8. PMID 21558695. doi:10.1264/jsme2.23.101. 
  15. ^ а б Tortora, Gerard (2010). Microbiology: An Introduction. San Francisco, CA: Benjamin Cummings. стр. 85–87, 161, 165. ISBN 978-0-321-55007-1. 
  16. ^ „Bacteria”. Microbiologyonline. Архивирано из оригинала 27. 02. 2014. г. Приступљено 27. 2. 2014. 
  17. ^ „E.Coli”. Redorbit. Приступљено 27. 11. 2013. 
  18. ^ „Facts about E. coli: dimensions, as discussed in bacteria: Diversity of structure of bacteria: – Britannica Online Encyclopedia”. Britannica.com. Приступљено 25. 6. 2015. 
  19. ^ Yu AC, Loo JF, Yu S, Kong SK, Chan TF (јануар 2014). „Monitoring bacterial growth using tunable resistive pulse sensing with a pore-based technique”. Applied Microbiology and Biotechnology. 98 (2): 855—62. PMID 24287933. doi:10.1007/s00253-013-5377-9. 
  20. ^ Kubitschek HE (јануар 1990). „Cell volume increase in Escherichia coli after shifts to richer media”. Journal of Bacteriology. 172 (1): 94—101. PMC 208405 Слободан приступ. PMID 2403552. doi:10.1128/jb.172.1.94-101.1990. 
  21. ^ Darnton NC, Turner L, Rojevsky S, Berg HC (март 2007). „On torque and tumbling in swimming Escherichia coli”. Journal of Bacteriology. 189 (5): 1756—64. PMC 1855780 Слободан приступ. PMID 17189361. doi:10.1128/JB.01501-06. 
  22. ^ „E. Coli O157 in North America - microbewiki”. 
  23. ^ Madigan MT, Martinko JM (2006). Brock Biology of microorganisms (11th изд.). Pearson. ISBN 978-0-13-196893-6. 

Литература

Спољашње везе


Молимо Вас, обратите пажњу на важно упозорење
у вези са темама из области медицине (здравља).