Escherichia coli (E. coli) ist ein gramnegatives, fakultativ anaerober, stäbchenförmiges Bakterium, das ein normaler, häufiger Bewohner des unteren Darms warmblütiger Tiere, einschließlich Menschen, ist. Seine Beziehung zum Wirt reicht von essentiellem Mutualismus bis hin zu tödlicher Pathogenese.
Das Spektrum von E. coli
- Kommensale (nützliche) Stämme: Die große Mehrheit. Sie besäumen den Säuglingsdarm innerhalb von Stunden nach der Geburt. Vorteile: Synthese von Vitamin K2 und B-Vitaminen, Wettbewerb mit Pathogenen um Nährstoffe und Anhaftungsstellen, Stimulation der Immunentwicklung, Produktion von Bakteriocinen.
- Pathogene Stämme (Pathotypen): Erworbene Virulenzfaktoren (Toxine, Adhäsionsmoleküle, Sekretionssysteme) durch horizontalen Gentransfer. Hauptkategorien:
- Enterotoxigenes E. coli (ETEC): Reisedurchfall; hitzelabile/stabile Toxine.
- Enteropathogenes E. coli (EPEC): Säuglingsdurchfall; Anheftungs-/Effazierungsläsionen.
- Enterohämorrhagisches E. coli (EHEC/STEC): O157:H7 ist der berüchtigte Serotyp. Produziert Shiga-Toxin → schwere Bauchkrämpfe, blutiger Durchfall, hämolytisch-urämisches Syndrom (HUS – Nierenversagen, Thrombozytopenie). Quelle: nicht durchgegartes Rindfleisch, Rohmilch, kontaminierte Produkte.
- Enteroinvasives E. coli (EIEC): Shigella-ähnliche Ruhr.
- Enteroaggregatives E. coli (EAEC): Persistenter Durchfall, besonders bei Kindern, immungeschwächten.
- Uropathogenes E. coli (UPEC): Hauptursache von Harnwegsinfektionen (Zystitis, Pyelonephritis); Adhäsine (P-Fimbrien) binden an das Urothel.
- Neonatales Meningitis E. coli (NMEC): K1-Kapsel; Blut-Hirn-Schranke-Invasion.
Übertragung und Prävention
- Fäkal-oraler Weg: kontaminierte Nahrung/Wasser, Mensch-zu-Mensch, Tierkontakt.
- Prävention: gründliches Garen (71 °C/160 °F für Hackfleisch), Pasteurisierung, Händewaschen, Obst/Gemüse waschen, Kreuzkontamination vermeiden, sicheres Wasser.
Behandlung
- Unterstützend: Hydratation, Elektrolyte.
- Antibiotika: Kontraindiziert bei EHEC O157:H7 (könnte erhöhte Shiga-Toxin-Freisetzung → HUS bewirken). Verwendet bei schwerem UPEC, Reisedurchfall, Bakteriämie.
Modellorganismus
Nicht-pathogenes E. coli K-12 ist das Arbeitspferd der Molekularbiologie: Klonierung, Proteinausdruck, Genetik, synthetische Biologie. Seine einfache Kultur, genetische Manipulierbarkeit und gut annotiertes Genom machen es für die Wissenschaft unverzichtbar.
