Η Escherichia coli είναι ένα αρνητικό κατά Gram ραβδοειδούς σχήματος, κινούμενο, ασπορογόνο, αερόβιο κωλοβακτήριο (Enterobactericeae). Μερικές φορές τα κύτταρά του παίρνουν τη μορφή κοκκοβακτηριδίου. Μερικά είδη αναπτύσσουν έλυτρο ή μία διαφοροποίητη στοιβάδα, που περιβάλλει το κυτταρικό τοίχωμα και είναι ακίνητα. Τα κινητά στελέχη φέρουν βλεφαρίδες γύρω από όλο το μικροβιακό στόμα (περίτριχα). Συνήθως βρίσκεται στο έντερο ενδόθερμων ζώων ενώ τα στελέχη αποτελούν μέρος της φυσικής χλωρίδας του εντέρου όντας αβλαβή και μπορούν να ωφελήσουν τους ξενιστές τους παράγοντας βιταμίνη Κ2 και εμποδίζοντας την εγκατάσταση άλλων παθογόνων βακτηρίων μέσα στο έντερο. Απαντώνται συχνά στα κόπρανα ζώων και ανθρώπων. Τα περισσότερα στελέχη είναι αβλαβή, αλλά το Ο157:Η7 παράγει την ισχυρή τοξίνη βεροτοξίν που μοιάζει με την σίγκα και καταστρέφει το έντερο. Αυτή η τοξίνη είναι εφάμιλλη των παραγώγων του σιγκέλα dysenteriae και προκαλεί αιμορραγική κολίτιδα στον ξενιστή. Επίσης όταν βρεθεί σε διπλανά όργανα όπως την ουροδόχο κύστη, μπορεί να προκαλέσει ουρολοίμωξη. Το βακτήριο δεν αντέχει σε υψηλές θερμοκρασίες και πεθαίνει όταν ζεσταίνεται στους 70οC για αρκετό χρονικό διάστημα, ενώ μπορεί να επιβιώσει στο ψυγείο για αρκετές μέρες υπό κάποιες συνθήκες.
Το 1982, η E.coli O157:Η7 αρχικά αναγνωρίζεται ως αιτία της αιματηρής διάρροιας από την κατανάλωση μισοψημένων ή ωμών κρεάτων τα οποία έχουν μολυνθεί με το βακτήριο. Επίσης κρούσματα έχουν συσχετιστεί με άλλα είδη τροφίμων όπως πράσινα λαχανικά, μη παστεριωμένο γάλα, χυμό μήλο, αλλαντικά και το νερό (συνήθως επιφανειακά ύδατα τα οποία επισκέπτονται τα ζώα). Επίσης η μόλυνση μπορεί να συμβεί με το κολύμπι ενώ μεταδίδεται από άτομο σε άτομο στην οικογένεια και στην φροντίδα των παιδιών και σε κέντρα φροντίδας.
Παθογόνος δράση
Μια μόλυνση με E.coli μπορεί να προκαλέσει βαριά συμπτώματα σε κάποιον ασθενή. Τα συμπτώματα συνήθως αρχίζουν 2 έως 5 ημέρες μετά την κατάποση μολυσμένων τροφών ή υγρών και μπορεί να διαρκέσει έως 8 ημέρες. Κάθε άτομο μπορεί να εμφανίζει διαφορετικά συμπτώματα, ωστόσο τα πιο κοινά είναι οι κοιλιακές κράμπες, σοβαρή αιματηρή διάρροια καθώς και μη αιματηρή, κούραση, ναυτία. Περίπου το 5% έως 10% από αυτούς, που διαγιγνώσκονται με λοίμωξη απο E.coli, κυρίως τα παιδιά κάτω των 5 ετών και οι ηλικιωμένοι, αναπτύσσουν μια επιπλοκή, που είναι γνωστοί ως ουραιμικό αιμολυτικό σύνδρομο. Κάποια από τα συμπτώματα που υποδεικνύουν ότι κάποιος αναπτύσσει το σύνδρομο είναι η μειωμένη συχνότητα ούρησης, η κόπωση και η ωχρή όψη του προσώπου. Το άτομο που πάσχει από το σύνδρομο θα πρέπει να εισάγεται για νοσηλεία διότι ο κίνδυνος ανάπτυξης νεφρικής ανεπάρκειας, καθώς και άλλων σημαντικών προβλημάτων, είναι μεγάλος. Τα περισσότερα άτομα αναρρώνουν μέσα σε λίγες εβδομάδες, παρόλα αυτά δεν αποκλείεται ο κίνδυνος για κάποιους να υποστούν μόνιμες βλάβες ή και να πεθάνουν.
Το πιο συχνό αίτιο ουρολοίμωξης είναι η E.coli O157:Η7. Μπορεί να διαφοροποιηθεί από τα άλλα είδη E.coli. Εκτός από την πρόκληση ουρολοίμωξης, λόγω της παραγωγής μιας ισχυρής τοξίνης που βλάπτει την επένδυση του εντερικού τοιχώματος μπορεί να προκαλέσει διάρροια με αίμα.
Εργαστηριακές μέθοδοι
Αναπτύσσεται σε αερόβιες και προαιρετικά σε αναερόβιες συνθήκες. Η καλλιέργεια του μικροοργανισμού γίνεται με ευχέρεια σε κοινά θρεπτικά υλικά. Οι αποικίες επί του θρεπτικού άγαρ είναι κυκλικές, μεγάλες, παχιές, στιλπνές και λευκωπές. Σε αιματούχο άγαρ οι αποικίες είναι υπόφαιες και περιβάλλονται συχνά από ζώνη αιμόλυσης. Σε Mac Conkey άγαρ οι αποικίες είναι μικρότερες και ροδέρυθρες λόγω διασπάσεως της λακτόζης . Επί δεσοξυχολικού άγαρ αναπτύσσεται βραδέως και οι αποικίες είναι μικρές και ερυθρές. Άριστη θερμοκρασία αναπτύξεως είναι 37οC. Μπορεί να αναπτυχθεί και σε όρια θερμοκρασιών από 10-45oC.
Η E.coli ζυμώνει τη γλυκόζη με παραγωγή αερίου καθώς και τη μαλτόζη, το μαννίτη και άλλα σάκχαρα. Ζυμώνει τη λακτόζη μετά παραγωγής οξέος και αερίου αποτελούμενου από ίσα μέρη υδρογόνου και διοξειδίου του άνθρακα. Παράγει ινδόλη από την οξείδωση του αμινοξέος τρυπτοφάνη. Στο υλικό πεπτονούχο νερό ο μικροοργανισμός οξειδώνει την τρυπτοφάνη που περιέχεται στην πεπτόνη και παράγεται ινδόλη. Η ανίχνευση της ινδόλης, η οποία παράγεται, γίνεται με το αντιδραστήριο Kovacs το οποίο περιέχει η-διμέθυλα-μινοβενζαλδεύδη, αμυλική αλκοόλη και πυκνό υδροχλωρικό οξύ. Όταν προστεθούν σταγόνες διαλύματος Kovacs το σωληνάριο παίρνει ερυθρό χρώμα (αντίδραση θετική). Δίνει θετικά τη δοκιμασία ερυθρού του μεθυλίου. Σε υλικό που περιέχει γλυκόζη και πεπτόνη διασπά το σάκχαρο, παράγοντας όξινα προϊόντα και το ph του υλικού γίνεται 4-4.5. Όταν προστεθούν σταγόνες διαλύματος ερυθρού του μεθυλίου το σωληνάριο παίρνει ερυθρό χρώμα (αντίδραση θετική). Άλλα μικρόβια διασπούν επίσης τη γλυκόζη αλλά το ph του υλικού είναι μεγαλύτερο από 4.5. Σε αυτή την περίπτωση η προσθήκη ερυθρού του μεθυλίου έχει ως αποτέλεσμα την εμφάνιση κίτρινου χρώματος μέσα στο σωληνάριο και η δοκιμασία χαρακτηρίζεται ως αρνητική. Δίνει αρνητική τη δοκιμασία Voges-Proskauer.
Με τη δοκιμασία αυτή ελέγχεται η παραγωγή ακετυλομεθυλοκαρβινόλης από τη ζύμωση της γλυκόζης και γίνεται στο ίδιο υλικό όπως και η δοκιμασία ερυθρού του μεθυλίου. Η ανίχνευση της ακετυλομεθυλοκαρβινόλης γίνεται με δύο διαλύματα, διάλυμα α-ναφθόλης σε αιθυλική αλκοόλη και διάλυμα καυστικού καλίου 40%. Όταν προστεθούν σταγόνες και από τα δύο διαλύματα το σωληνάριο παίρνει ερυθρό χρώμα (αντίδραση θετική).
Η E.coli δεν παράγει ακετυλομεθυλοκαρβινόλη από τη ζύμωση της γλυκόζης και κατά συνέπεια δεν εμφανίζεται ερυθρό χρώμα μετά την προσθήκη σταγόνων από τα διαλύματα α-ναφθόλης και καυστικού καλίου. Δίνει αρνητική τη δοκιμασία κιτρικού νατρίου. Με αυτή τη δοκιμασία ελέγχεται αν ένα μικρόβιο μπορεί να αναπτυχθεί σε υλικό που έχει ως μόνη πηγή άνθρακα το κιτρικό νάτριο. Η E.coli δεν αναπτύσσεται σε υλικό με κιτρικό νάτριο, ως μόνη πηγή άνθρακα.
Οι τέσσερις δοκιμασίες, δηλαδή η δοκιμασία παραγωγής ινδόλης, η δοκιμασία ερυθρού του μεθυλίου (Methyl Red), η δοκιμασία των κιτρικών (Citrate) φέρονται διεθνώς ως δοκιμασίες IMVIC (Indole, Methyl Red, Voges-Proskauer, Citrate). Οι δοκιμασίες IMVIC για την E.coli είναι IMVIC++–.
