Escherichia coli Flashcards
Angiv generelle karakteristika ved Escherichia coli
Form og gramfarvning:
- Stavformet: E. coli har en typisk stavform, og dens cellestruktur er karakteriseret ved at være langstrakt.
- Gramnegativ: Bakterien farves negativt i en Gram-plette, hvilket betyder, at den har en ydre membran og en tynd peptidoglycanvæg.
Fimbrer og pili:
- E. coli har fimbrer eller pili, som er små udvekster på overfladen, der hjælper med vedhæftning til værtsceller og overflader.
Motilitet:
- Nogle stammer af E. coli er motile og har flageller, der tillader dem at bevæge sig aktivt.
Lactosefermentering:
- De fleste stammer af E. coli er i stand til at fermentere lactose, hvilket betyder, at de kan nedbryde lactose til syre og gas som en del af deres stofskifte.
Patogene egenskaber:
- Nogle stammer af E. coli kan være patogene og forårsage sygdomme som gastroenteritis, urinvejsinfektioner og andre infektioner.
Forekomst i tarmfloraen:
- E. coli er en naturlig del af tarmfloraen hos mennesker og andre dyr. De fleste stammer er harmløse og endda gavnlige for værten.
Genomdiversitet:
- E. coli er kendt for sin genomdiversitet. Det har forskellige stammer og genetiske varianter, der kan have forskellige egenskaber og funktioner.
Funktionelle gener:
- Nogle stammer af E. coli bærer gener, der koder for produktionen af toksiner eller andre faktorer, der kan gøre dem patogene.
Beskriv strukturen af Escherichia coli
E. coli er en gramnegativ, stavformet bakterie.
Cellevæg:
- E. coli har en kompleks cellevæg, der består af en ydre membran, peptidoglycan og en indre cytoplasmamembran.
- Den ydre membran indeholder lipopolysaccharid (LPS), som er vigtigt for bakteriens patogenicitet.
- O-antigenerne (somatiske eller cellevægsantigener) findes på polysacchariddelen af LPS.
Flageller:
- Mange stammer af E. coli er motile på grund af tilstedeværelsen af flageller. Disse flageller hjælper bakterien med at bevæge sig.
- H-antigener er forbundet med flageller
Pilli:
- E. coli kan have pili eller fimbriae, som er små fibre, der stikker ud fra cellens overflade. Disse strukturer er involveret i adherence til værtsceller.
Kapsel:
- Nogle stammer af E. coli har en ydre kapsel, som kan bidrage til deres evne til at undgå immunsystemets forsvar.
- K-antigener er placeret inden i polysaccharidkapslerne.
Cytoplasma:
- Inde i cellen er cytoplasmaet, hvor de grundlæggende cellulære processer finder sted.
Beskriv fysiologien af Escherichia coli
E. coli har en række fysiologiske egenskaber, der gør den velegnet til at leve i tarmmiljøet og nogle gange forårsage sygdom.
Glycolyse:
- E. coli gennemgår glycolyse for at nedbryde glukose og generere energi.
Fermentation af lactose:
- Mange stammer af E. coli kan fermentere lactose og producere syre og gas som biprodukter.
Fakultativ anaerob:
- E. coli er en fakultativ anaerob, hvilket betyder, at den kan vokse både i nærvær og fravær af ilt.
Oxidase negativ:
- E. coli mangler alle cytochrom c oxidaser
LPS-produktion:
- Produktionen af lipopolysaccharid i den ydre membran er en vigtig virulensfaktor og kan udløse immunrespons hos værten.
Beskriv typerne af Escherichia coli
Transmission af tarmsygdom sker normalt via den fækal-orale rute, hvor forurenet mad og vand fungerer som transportmidler for smitte.
Mindst fem typer af tarminfektioner, der adskiller sig i patogene mekanismer er blevet identificeret:
- Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC)
- Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC)
- Enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC)
- Enteroinvasive Escherichia coli (EIEC)
- Enteroaggregative Escherichia coli (EAEC)
E. coli er grundlæggende set den samme organisme, der kun adskiller sig ved erhvervelsen af specifikke patogene egenskaber.
Beskriv den kliniske signifikans af Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC)
Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) er en betydelig årsag til rejsendes diarré, især blandt dem, der besøger områder med dårlige hygiejneforhold og utilstrækkelig vandkvalitet.
- ETEC forårsager en akut gastroenteritis, der er kendetegnet ved vandig diarré, mavesmerter, kvalme og nogle gange opkastning.
Klinisk set manifesterer ETEC sig ved, at bakterien koloniserer tyndtarmen ved hjælp af pili, hvilket letter bindingen til tarmens slimhinde. Enterotoksiner, såsom varmestabile toksiner (ST) og varmelabile toksiner (LT), spiller en afgørende rolle i patogenesen. Disse toksiner forårsager en stigning i cGMP- og cAMP-niveauer, hvilket resulterer i hypersekretion af chloridioner og vand, samtidig med at natriumreabsorptionen hæmmes. Dette fører til en overdreven produktion af væske i tarmen og resulterer i den karakteristiske vandige diarré.
ETEC-infektioner er normalt selvbegrænsende og løser sig ofte uden behov for specifik behandling. For dehydrerede patienter kan oral rehydreringsterapi være nødvendig. Forebyggende foranstaltninger omfatter at undgå forurenet mad og vand samt at tage forholdsregler som håndvask for at minimere risikoen for infektion.
Beskriv den kliniske signifikans af Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC)
Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) er en vigtig årsag til diarré, især hos spædbørn, og det er særligt udbredt i områder med dårlig sanitet. Nyfødt kan blive inficeret under fødslen.
EPEC binder sig til slimhindeceller i tyndtarmen ved hjælp af såkaldte bundtformende pili (BfpA). Denne binding forårsager karakteristiske læsioner kaldet “attaching and effacing lesions” (A/E), samtidig med at mikrovilli ødelægges. Dette sker på grund af injektion af effektorproteiner i værtscellen via et type III-sekretionssystem (T3SS).
EPEC forårsager ikke en invasiv infektion, hvilket betyder, at det ikke trænger dybt ind i væv og ikke forårsager blodig diarré.
- Toxiner produceres ikke af EPEC-stammer.
Resultatet af infektionen er derimod vandig diarré, og i sjældne tilfælde kan det udvikle sig til en kronisk tilstand.
Beskriv den kliniske signifkans af Enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC)
Enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) forårsager en alvorlig form for blodig diarré, kendt som hæmoragisk colitis. Dette skyldes produktionen af Shiga-lignende toksiner (enten type 1 eller type 2) af bakterien. Symptomerne omfatter feber, mavesmerter og en karakteristisk vandig og blodig diarré. EHEC-infektion fører ikke til mucosal invasion eller betændelse.
Den mest almindelige stamme, der producerer Shiga-lignende toksiner, er O157:H7. Denne stamme er også forbundet med alvorlige komplikationer som hæmolytisk uræmisk syndrom (HUS), især hos børn under 5 til 10 år. HUS er karakteriseret ved feber, akut nyresvigt, mikroangiopatisk hæmolytisk anæmi og trombocytopeni.
Primære reservoirer for EHEC er kvæg, og infektion overføres ofte via forurenet fødevarer som råt eller utilstrækkeligt tilberedt oksekød samt upasteuriseret mælk. Forebyggelse indebærer omhyggelig madlavning og pasteurisering af mejeriprodukter for at reducere risikoen for infektion.
Beskriv den kliniske signifikans af Enteroinvasive Escherichia coli (EIEC)
Enteroinvasive Escherichia coli (EIEC) forårsager en dysenteri-lignende sygdom med symptomer, der inkluderer feber og blodig afføring.
Den kliniske signifikans af EIEC ligger i dets evne til at invadere tarmepitelceller og sprede sig mellem celler, hvilket resulterer i betændelse og blodtab i tarmen. Da EIEC deler visse virulensfaktorer med Shigella-arterne, er den patogene mekanisme lignende og kan forårsage svær gastroenteritis med karakteristisk dysenteri.
Symptomerne omfatter feber, mavesmerter og afføring, der indeholder blod og slim. EIEC-infektion kan forårsage betændelse i tyktarmen og kan efterligne shigellose (bacillær dysenteri). Denne type E. coli-infektion er dog mindre almindelig end andre patogene stammer som enterotoxigenic E. coli (ETEC) og enterohemorrhagic E. coli (EHEC).
Beskriv den kliniske signifikans af Enteroaggregative Escherichia coli
Enteroaggregative Escherichia coli (EAEC) forårsager rejsendes diarré og vedvarende diarré hos små børn.
Bindingen til tyndtarmen sker ved hjælp af aggregativ adherence fimbriae, og de tilknyttede bakterier danner strukturer, der ligner stablede mursten, hvilket resulterer i forkortelse af mikrovilli. EAEC-stammer producerer et varmestabilt toksin, der er kodet af plasmider.
Et særligt udbrud af E. coli-infektioner i Tyskland i 2011, hvor der var mange tilfælde af hæmolytisk uræmisk syndrom (HUS) og flere dødsfald, blev forårsaget af en hybridstamme af EAEC. Denne stamme havde erhvervet et gen fra en bakteriophage, som kodede for produktionen af Shiga-lignende toksin 2. Denne kombination gjorde stammen i stand til både tæt binding til tyndtarmen og produktionen af toksinet, hvilket resulterede i alvorlige konsekvenser som HUS.
Beskriv den kliniske signifkans af Escherichia coli i forbindelse med ekstraintestinale sygdomme
Kilden til infektion for ekstraintestinal sygdom er ofte patientens egen flora, hvor individets egen E. coli er ikke-patogen i tarmen. Dog forårsager den sygdom hos individet, når organismen findes, for eksempel i blæren eller blodbanen (normalt sterile steder).
Urinvejsinfektion: E. coli er den mest almindelige årsag til urinvejsinfektion (UVI), herunder blærebetændelse og nyrebækkenbetændelse. Kvinder er særligt udsatte for infektion.
- Ukompliceret blærebetændelse (den mest almindelige UVI) skyldes uropatogene stammer af E. coli, der karakteriseres ved P-fimbrier (en adherensfaktor) og almindeligvis hemolysin, colicin V og resistens mod den baktericide aktivitet af serumkomplementet.
- Kompliceret UVI (nyrebækkenbetændelse) kan forekomme i sammenhænge med obstrueret urinstrøm, som kan skyldes nonuropatogene stammer.
Neonatal meningitis: E. coli er en væsentlig årsag til denne sygdom, der opstår inden for den første måned af livet. K1-kapselantigenet, som kemisk er identisk med polysaccharidkapslen af gruppe B Neisseria meningitidis, er særligt forbundet med sådanne infektioner.
Nosokomiale (hospitalerhvervede) infektioner: Disse omfatter sepsis/bakteriæmi, endotoksisk chok og lungebetændelse.
Beskriv laboratorisk identifikation af Escherichia coli
Intestinal sygdom:
- Fordi E. coli normalt er en del af tarmfloraen, er påvisning af sygdomsfremkaldende stammer i afføringskulturer generelt vanskelig.
- EIEC-stammer fermenterer ofte ikke lactose og kan påvises på medier som MacConkey-agar.
- EHEC, i modsætning til de fleste andre stammer af E. coli, fermenterer sorbitol langsomt, hvis overhovedet, og kan påvises på MacConkey sorbitol-agar.
- Nuværende molekylære teknikker, såsom polymerasekædereaktion, kan anvendes til at identificere E. coli-stammer, der producerer Shiga-lignende toksiner.
Ekstraintestinal sygdom:
- Isolation af E. coli fra normalt sterile legemssteder (for eksempel blæren eller cerebrospinalvæsken) er diagnostisk betydningsfuld.
- Prøver kan dyrkes på MacConkey-agar. Stammer af E. coli kan yderligere karakteriseres på basis af serologiske tests.
Beskriv forebyggelse og behandling af Escherichia coli infektioner
Tarmsygdom kan bedst forebygges ved omhu i valg, tilberedning og forbrug af mad og vand.
Opretholdelse af væske- og elektrolytbalance er af primær betydning for behandling.
Antibiotika kan forkorte varigheden af symptomer, men modstand er ikke desto mindre udbredt.
Ekstraintestinale sygdomme kræver antibiotikabehandling. Antibiotika-følsomhedstest af isolater er nødvendig for at fastslå det passende valg af lægemidler.
