Escherischia coli – nejpopulárnější bakterie dneška
Escherischia coli (E. coli) již dlouho slouží jako modelový organismus v mnoha odvětvích molekulární biologie. Mikrob objevený v roce 1885 dosáhl celosvětového věhlasu. V souvislosti s výzkumem E. coli byla udělena více než desítka Nobelových cen. Zkoumáním této pozoruhodné bakterie se po celé zeměkouli zabývá velké množství týmů. A poznatky rychle přibývají.
E.coli – základní charakteristika
E. coli je gramnegativní bakterie patřící do čeledi Enterobacteriaceae. Mikrob je štíhlého, tyčinkovitého tvaru a pohybuje se pomocí bičíků. Netvoří spory a je fakultativně anaerobní, což znamená, že jednak dokáže přežívat v prostředí bez kyslíku, a v případě, že se ocitne mimo gastrointestinální trakt, tak zpracovávat atmosférický kyslík.
Vzhledem k tomu, že je E. coli gramnegativní (buněčná stěna je tvořena jen lipopolysacharidem a membránou a chybí silná vrstva peptidoglykanu), je odolná vůči antibiotikům. Naopak, podávání antibiotik může symptomy onemocnění způsobeného touto bakterií ještě zhoršit. E. coli eliminují kolistiny – polypeptidová antibiotika, která zneškodňují gram negativní bakterie. Avšak i vůči nim si už bakterie vyvinuly geny rezistence.
Biologické zbraně E. coli
E. coli je významnou složkou zažívacího traktu všech teplokrevných obratlovců. Buď žije jako neškodný komensál, nebo disponuje arzenálem proteinů, které ji pomáhají dobývat hostitelský organismus. Na povrchu bakterie se může nacházet polysacharidové pouzdro nebo krátké kartáčkovité útvary – fimbrie. Ty mají roli například při adhezi na hostitelské buňky nebo při tvorbě biofilmu. Pouzdro také ochrání bakterie v případě nepříznivých okolních podmínek.
Mezi hlavní antigeny patří bičíkové H antigeny, antigeny fimbrií F, antigeny pouzdra K a somatické lipopolysacharidové O antigeny.
Zvětšené bakterie Escherichia coli
Projevy onemocnění a diagnostika
Nakazit se lze kontaminovanou vodou nebo potravinami – alimentární cestou. Některé kmeny způsobují krvácivé průjmy, jiné pneumonie či závažná onemocnění močových cest. První příznaky onemocnění se projeví asi 5 dní od nakažení. Většina nákaz během pár dní samovolně odezní a na jejich léčení postačí pravidelná hydratace organismu.
E. coli se diagnostikuje sérologickými (ELISA) testy nebo pomocí polymerázové řetězové reakce (PCR). Jednotlivé kmeny se od sebe odlišují identifikací jejich genomu. Tato metoda se nazývá DNA fingerprinting.
Zvlášť nebezpečné kmeny
Ne všechny kmeny způsobují onemocnění. Mnoho z nich je neškodných a přítomnost velké skupiny dalších je dokonce nezbytná pro biosyntézu některých tělu prospěšných látek a vitamínů. Infekce mnoha kmeny však dokážou pořádně potrápit. Příznaky se pohybují od mírných nevolností až po vážné tělesné stavy.
Zbraní „Shiga toxin-producing E. coli“ kmenů je toxin podobný tomu, který produkuje bakterie rodu Shigella. Ta je příčinou těžkých úplavic. Tyto kmeny způsobují bolesti břicha a těžké krvácivé průjmy. Mohou vést až k selhání ledvin (hemolyticko-uremický syndrom) a zvlášť nebezpečné jsou u dětí. Zdrojem infekce bývá špatně tepelně upravené maso, nepasterizované mléko nebo nemyté ovoce a zelenina.
Alimentární nákazy jsou vůbec nejčastější. Enterotoxické kmeny způsobují cestovatelské průjmy, kmeny enterohemoragické uvolňují do krevního oběhu verotoxin, který je příčinou hemolyticko-uremického syndromu. Úporné průjmy způsobují také kmeny enteroinvazivní. Kmeny se dále štěpí na sérotypy, kterých již bylo popsáno více než 700.
Prevence:
- E. coli je indikátorem fekálního znečištění. Proto je nezbytné důkladné mytí rukou po použití WC a po kontaktu s potravinami nebo domácími zvířaty.
- Požívání jen dobře tepelně upravených potravin. K infekci postačí jen pár bakterií.
- V případě používání vody z domácího zdroje je na místě jeho pravidelná dezinfekce vody.
- Doporučuje se obezřetnost na cestách do zahraničí – nepít vodu z neprověřených zdrojů a nejíst jídlo v restauracích se slabým hygienickým standardem.
E. coli v pitné vodě
Výskyt E. coli představuje riziko zejména ve studniční vodě, kam se dostává hlavně z okolí, kde dochází k mikrobiálnímu rozkladu organické hmoty. Zdroj infekce představují také skládky biologického odpadu a septiky v blízkosti studny. Vyhláška č. 252/2004 Sb. stanovuje nulový limit pro výskyt E. coli. Bakterie lze z vody spolehlivě odstranit například pomocí dezinfekce UV zářením. Častá je též dezinfekce chlorem.
Zajímavosti
- Některé rostliny, například skořice, mají baktericidní účinek. Byly zjištěny pozitivní baktericidní účinky skořice v kombinaci s ovocným džusem proti kmenu O 157 [1].
- Objevují se kmeny E. coli, které začínají být rezistentní ke všem známým antibiotikům. Nazývají se jako superbakterie.
- Nejstudovanějším sérotypem je E. coli K-12. Využívá se zejména v genetickém inženýrství [2].
- E. coli možná ztratí prvenství laboratorní jedničky. Z postu vítěze v genetickém modelování ji začíná vytlačovat bakterie Vibrio natriegens, izolovaná z volné přírody, která se množí nejrychleji ze všech známých bakterií.
- Yuste J, Fung DY. Inactivation of Salmonella typhimurium and Escherichia coli O157:H7 in apple juice by a combination of nisin and cinnamon. J Food Prot. 2004 Feb;67(2):371-7.
- https://cs.wikipedia.org/wiki/Escherichia_coli
Úprava vody a problémy spojené s úpravou a filtrací vody. EuroClean se specializuje na projekce, výrobu a dodávky technologických celků řešících nestandardní problémy investorů s vodou a vodním hospodářstvím.