Escherichia coli para niños
Datos para niños Escherichia coli |
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 Crecimiento de una colonia de Escherichia coli
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| Taxonomía | ||
| Dominio: | Bacteria | |
| Filo: | Pseudomonadota | |
| Clase: | Gammaproteobacteria | |
| Orden: | Enterobacterales | |
| Familia: | Enterobacteriaceae | |
| Género: | Escherichia | |
| Especie: | E. coli (Migula 1895) Castellani & Chalmers 1919 |
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| Sinonimia | ||
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Bacterium coli commune Escherich 1885 |
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Escherichia coli (se pronuncia /eske'rikia 'koli/), o simplemente E. coli, es una bacteria que pertenece a la familia de las enterobacterias. Vive en el tracto gastrointestinal de animales de sangre caliente, como los seres humanos. Es una bacteria con forma de bastón (bacilo), que no necesita condiciones especiales para crecer. Prefiere una temperatura de 37 °C y puede moverse gracias a unas estructuras llamadas flagelos.
E. coli es la bacteria más común en el intestino. Allí, junto con otros microorganismos, es muy importante para que la digestión funcione bien. También ayuda a producir vitaminas B y K. Sin embargo, algunas variedades de E. coli pueden causar enfermedades. Estas variedades han cambiado y han adquirido características que las hacen dañinas. Las que causan problemas en el intestino se llaman E. coli Diarreogénicas. Las que causan infecciones en otras partes del cuerpo, como el sistema urinario o la sangre, se llaman E. coli Patogénicas Extraintestinales (ExPEC). Debido a la gran cantidad de enfermedades que puede causar, E. coli es una bacteria muy importante para la salud humana.
Escherichia coli es un organismo modelo muy usado en laboratorios. Esto se debe a que crece rápido, no necesita muchos nutrientes y hay mucha información sobre ella. Además, se usa en experimentos de genética y biología molecular porque su genoma es muy flexible. Esto permite que su material genético se mueva fácilmente.
Fue descubierta por primera vez en 1885 por Theodor Escherich, un bacteriólogo alemán. Él la llamó Bacterium coli commune. Más tarde, se le dio el nombre de Escherichia coli en su honor.
Contenido
Historia de Escherichia coli
Theodor Escherich, un médico y microbiólogo alemán, estudió en 1884 los microbios del intestino de los bebés. Quería entender su papel en la digestión y las enfermedades. En 1885, publicó sus hallazgos. Describió bacterias que crecían rápido, con forma de varas cortas y delgadas. Las llamó Bacterium coli commune. Aunque otros investigadores la describieron después con diferentes nombres, Escherich fue reconocido como el descubridor. Por eso, en 1954, se estableció el nombre definitivo de Escherichia coli.
En 1933, Alfred Adam descubrió que ciertos tipos de E. coli estaban relacionados con brotes de diarrea en niños. En 1944, Kauffman propuso un sistema de clasificación. Este sistema todavía se usa para diferenciar los tipos de E. coli que son inofensivos de los que causan enfermedades.
¿Cómo funciona E. coli?
Escherichia coli vive en el intestino de la mayoría de los mamíferos sanos. Es el organismo anaerobio facultativo principal del sistema digestivo. En personas sanas, si la bacteria no adquiere genes que la hacen dañina, actúa como un comensal. Esto significa que forma parte de la microbiota intestinal y ayuda a la absorción de nutrientes. En los humanos, Escherichia coli llega al tracto gastrointestinal de un recién nacido pocas horas después de nacer. Desde entonces, vive en una relación de beneficio mutuo. Sin embargo, estas bacterias inofensivas pueden causar infecciones en personas con defensas bajas. Las variedades dañinas de E. coli pueden causar infecciones graves en el intestino, las vías urinarias, meningitis y otras enfermedades.
Los científicos pueden encontrar e identificar E. coli en una muestra. Para ello, la cultivan en medios especiales en condiciones de laboratorio. En el agar MacConkey, forman colonias rosadas. En el agar eosina azul de metileno (EMB), forman colonias negras con un brillo verde metálico. Luego, se realizan pruebas bioquímicas para confirmar que es E. coli.
Si se observa E. coli con un microscopio después de teñirla con la técnica de Gram, se ven como bastones de color rosado o rojo. Esto indica que son gramnegativas. No forman esporas y pueden vivir con o sin oxígeno. Fermentan la glucosa y la lactosa, produciendo ácido y gas.
En el mundo de los microbios, también hay depredadores y presas. Se ha visto que E. coli es cazada por otros microorganismos, como Myxococcus xanthus. En esta relación, ambas especies evolucionan. E. coli puede cambiar para protegerse, por ejemplo, produciendo una capa viscosa o modificando algunas de sus proteínas. Esto es parte de un proceso llamado coevolución.
¿Cómo se clasifica E. coli?
Escherichia coli es parte de la familia de las enterobacterias, que afectan el tracto gastrointestinal.
Clasificación por serotipos
Las variedades de E. coli se clasifican usando un sistema llamado serología, basado en el esquema de Kauffman. Este sistema identifica las diferencias en las partes de la bacteria que el sistema inmune reconoce. Estas partes son los antígenos "O" (de la superficie), "H" (de los flagelos) y "K" (de la cápsula). Se han identificado muchos tipos de estos antígenos. La combinación de los antígenos O y H define el serotipo de E. coli.
Clasificación por genotipos
Gracias a los avances en biología molecular, ahora se pueden clasificar las cepas de E. coli usando su genoma. En el año 2000, se propuso un método que divide las cepas de E. coli en siete grupos principales: A, B1, B2, C, D, E y F. Estos grupos parecen estar relacionados con el tipo de vida de la bacteria y el animal en el que vive.
Las técnicas de secuenciación del genoma completo han permitido comparar las variedades de E. coli que causan enfermedades con las que son inofensivas. Se ha descubierto que las variedades dañinas tienen, en promedio, un millón más de pares de bases en su genoma. En estas regiones adicionales se encuentran los genes que les permiten causar enfermedades, resistir medicamentos y adaptarse mejor.
Clasificación por patotipos
Las variedades de E. coli que causan diarrea se clasifican según cómo producen la enfermedad. Se han identificado al menos siete tipos principales que afectan el intestino:
- E. coli enteropatogénica (EPEC)
- E. coli enterotoxigénica (ETEC)
- E. coli enteroinvasiva (EIEC)
- E. coli enteroagregativa (EAEC)
- E. coli productora de toxina Shiga (STEC)
- E. coli de adherencia difusa (ADEC)
- E. coli enterohemorrágica (EHEC)
También existen las E. coli patógenas extraintestinales (ExPEC). Estas causan enfermedades fuera del intestino. La más común es la infección de las vías urinarias, causada por la E. coli uropatogénica (UPEC). Pero también pueden causar infecciones en el sistema respiratorio, el sistema nervioso central (como la E. coli asociada a meningitis neonatal, NMEC) y otras partes del cuerpo. Estas bacterias pueden ser transportadas por animales como aves, cerdos o ganado.
Tipos de Escherichia coli diarreogénicas (DEC)
Escherichia coli enteropatogénica (ECEP)
La ECEP se pega a la capa interna del intestino y causa daños. Este tipo de bacteria se identificó en los años 1940 y 1950, cuando causó brotes de diarrea en niños.
Esta bacteria causa diarrea en humanos y algunos animales. No produce las toxinas que otras E. coli diarreogénicas sí producen. En cambio, usa una proteína llamada intimina para pegarse a las células del intestino. Cuando se adhiere, destruye las pequeñas vellosidades del intestino, que son importantes para la absorción de nutrientes. Esto hace que las células intestinales formen como "pedestales" donde se asientan las bacterias.
La ECEP se subclasifica en típica y atípica. La típica tiene un plásmido (un pequeño trozo de ADN) que le permite formar unas estructuras llamadas "pelos formadores de penachos". Estos pelos ayudan a las bacterias a unirse entre sí y a las células intestinales.
El proceso de infección de la ECEP tiene varias fases:
- Adherencia inicial: Las bacterias se unen entre sí y luego a las células del intestino. Los pelos y los flagelos son clave para esto.
- Inyección de factores: La ECEP inyecta proteínas en las células intestinales usando un sistema especial, como una "jeringa molecular". Estas proteínas causan los efectos necesarios para que la infección continúe.
- Contacto íntimo: En esta etapa, se forman los "pedestales" en el intestino. Las microvellosidades se destruyen y las células intestinales dejan de funcionar normalmente.
La infección por ECEP causa diarrea porque altera la absorción y secreción de líquidos en el intestino. La pérdida de las microvellosidades reduce la superficie de absorción, lo que contribuye a la diarrea.
Escherichia coli enterotoxigénica (ECET)
La ECET produce al menos una de dos toxinas: la toxina termoestable (ST) o la toxina termolábil (LT). Se descubrió por primera vez en cerdos, donde puede ser mortal para los recién nacidos.
La toxina LT es muy parecida a la toxina del Vibrio cholerae. Se une a las células intestinales y entra en ellas. Una vez dentro, causa una serie de cambios que aumentan la secreción de agua y sales en el intestino, lo que provoca diarrea.
La toxina ST de la ECET es similar a otras toxinas. Se une a un receptor en las células intestinales, lo que también provoca un aumento en la secreción de cloro y una disminución en la absorción de sal. Esto contribuye a la diarrea.
La ECET se adhiere al intestino delgado gracias a unas estructuras llamadas fimbrias o pili. Una vez adherida, libera sus toxinas.
En humanos, puede causar diarrea en niños y la "diarrea del viajero". Suele ser una diarrea acuosa, sin sangre. Generalmente es leve y se cura sola, pero puede ser peligrosa en niños pequeños si no se reponen los líquidos perdidos.
Escherichia coli enteroinvasiva (ECEI)
Esta bacteria no se mueve y no fermenta la lactosa. Invade las células del intestino, causando diarrea con sangre en niños y adultos. Es una de las E. coli que más daño causa debido a su capacidad de invadir el tejido intestinal.
Escherichia coli enterohemorrágica o verotoxigénica (ECEH o STEC)
Este tipo de E. coli produce unas toxinas llamadas verotoxinas, que son similares a las de la bacteria Shigella dysenteriae. Por eso, a menudo se le llama STEC (Shiga Toxin Escherichia coli).
Las STEC actúan en el colon. Los síntomas pueden incluir: primero, colitis hemorrágica (inflamación del colon con sangrado); luego, síndrome urémico hemolítico (que afecta los riñones y puede ser muy grave); y finalmente, púrpura trombocitopénica trombótica (que afecta el sistema nervioso). Esta cepa no fermenta el sorbitol y tiene un fago (un virus que infecta bacterias) que contiene los genes de las verotoxinas.
Escherichia coli enteroagregativa (ECEA)
Este tipo de E. coli solo se encuentra en humanos. Se les llama enteroagregativas porque tienen fimbrias que les permiten agruparse en los cultivos de tejidos. Se unen a la capa interna del intestino y causan diarrea acuosa sin fiebre. No invaden las células. Producen una sustancia llamada hemolisina y una toxina similar a la ST de las enterotoxigénicas.
Escherichia coli de adherencia difusa (ECAD)
Esta bacteria se adhiere a toda la superficie de las células epiteliales. Generalmente causa enfermedad en niños con un sistema inmune poco desarrollado o con desnutrición. No se ha demostrado que cause diarrea en niños mayores de un año o en adultos.
Escherichia coli O157:H7
La Escherichia coli O157:H7 es una de las muchas variedades de Escherichia coli. Aunque la mayoría de las variedades son inofensivas, esta cepa produce una toxina muy potente que puede causar enfermedades graves, como el síndrome urémico hemolítico.
Escherichia coli O157:H7 se identificó por primera vez en 1982 en Estados Unidos durante un brote de diarrea con sangre. Se descubrió que el brote fue causado por hamburguesas contaminadas. Desde entonces, la mayoría de las infecciones han sido por comer carne de vacuno picada que no estaba bien cocinada. El escritor Robin Cook escribió una novela sobre este tema llamada Toxina.
En 1996, cerca de Seattle, hubo un brote causado por esta bacteria. Se encontró en botellas de jugo de manzana de la marca Odwalla Inc. Muchas personas, incluyendo bebés y niños, enfermaron después de beber este jugo de frutas. La bacteria llegó a las botellas porque las manzanas usadas para el jugo estaban contaminadas con excrementos de venados y el jugo no fue pasteurizado.
Esta cepa se diferencia de otras Escherichia coli en que no fermenta el sorbitol y no crece a 44 °C.
¿Cómo se propaga E. coli?
La diarrea causada por variedades dañinas de E. coli es una causa importante de muerte en niños menores de 5 años. Esto es especialmente cierto en regiones de África subsahariana y Asia del Sur. Las variedades enteropatogénica (ECEP) y enterotoxigénica (ECET) están asociadas con un mayor riesgo de muerte.
Brotes importantes
Brote en Alemania en 2011
En Alemania, en 2011, hubo un gran brote causado por la variedad enterohemorrágica Escherichia coli O104:H4. Hubo cerca de 3255 casos y 33 personas fallecieron. Al principio, se pensó que el origen eran brotes de soja de una granja alemana, pero luego se descartó. El gobierno alemán también señaló a España como posible origen de los productos vegetales, pero esto también se descartó después de analizar las muestras de los pacientes. El origen exacto de la bacteria en la cadena alimentaria sigue siendo desconocido.
La variedad de E. coli que apareció en Alemania era resistente a ocho tipos diferentes de antibióticos. Esto fue descubierto por investigadores chinos que analizaron el genoma de la bacteria. Esto significaba que antibióticos comunes como la penicilina no serían efectivos para tratar la enfermedad.
¿Qué enfermedades causa E. coli?
Escherichia coli puede causar infecciones intestinales y también infecciones graves fuera del intestino. Estas incluyen infecciones del aparato excretor, vías urinarias (como cistitis y Uretritis), meningitis, peritonitis, mastitis, septicemia y neumonía Gram-negativa.
¿Qué tan dañina es E. coli?
Algunas variedades de Escherichia coli pueden causar diarrea en humanos y animales. Otras variedades causan diarreas con sangre debido a su agresividad y toxicidad. En muchos países, ha habido casos de muerte por esta bacteria, especialmente en niños pequeños. Generalmente, esto ocurre por alimentos contaminados que no se cocinaron bien, es decir, a temperaturas internas y externas menores de 70 °C.
Infecciones urinarias
Las infecciones urinarias son más comunes en mujeres debido a la corta longitud de la uretra. En personas mayores, la proporción es similar entre hombres y mujeres. La bacteria casi siempre entra al tracto urinario por la uretra. Una higiene inadecuada puede aumentar el riesgo, pero otros factores también son importantes, como el agrandamiento de la próstata en hombres. A veces, no se sabe cómo comienza la infección.
Tratamiento para infecciones por E. coli
El uso de antibióticos no siempre es muy efectivo y a veces no se recetan. Para la diarrea, se recomienda beber muchos líquidos para evitar la deshidratación. Cuando una persona tiene diarrea, no debe ir a trabajar o a lugares públicos para evitar contagiar a otros.
En algunas enfermedades más graves, como la pielonefritis (una infección renal), puede ser necesario usar un tipo de antibiótico llamado cefalosporina por vía intravenosa.
Posibles usos en la medicina
Un estudio en pacientes con cáncer de pulmón encontró que aquellos que desarrollaron una infección después de una cirugía tenían una supervivencia mucho mayor. Escherichia coli fue uno de los organismos encontrados en la cavidad pulmonar. Esto sugiere que podría haber un efecto positivo de estas bacterias en el sistema inmune, aunque se necesita más investigación.
Véase también
En inglés: Escherichia coli Facts for Kids
- Venganza de Moctezuma
Galería de imágenes
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Micrografía electrónica de un grupo de bacterias E. coli ampliado cien mil veces. Cada cilindro redondeado es una bacteria individual.
