Escherichia coli

Escherichia coli
מיון מדעי
ממלכה:	חיידקים אמיתיים
מערכה:	חיידקים ארגמניים
מחלקה:	גמא-פרוטאובקטריה
סדרה:	Enterobacterales
משפחה:	אנטרובקטריה
סוג:	Escherichia
מין:	Escherichia coli
שם מדעי
	Escherichia coli; ‏Migula, 1895

Escherichia coli (בקיצור: E. coli; בתעתוק לעברית: אשריכיה קולי, אשרישיה קולי, אי קולי) הוא אחד ממיני החיידקים העיקריים החיים במעי התחתון של בעלי חיים הומיאותרמיים בעלי חום גוף קבוע (כולל יונקים וציפורים) והחיוניים לעיכול תקין.

שמו ניתן לו על שם האיש שגילה אותו – תאודור אשריך (אנ') ב־1885. מבחינה טקסונומית משתייך E. coli למשפחת Enterobacteriaceae. החיידק משמש כאורגניזם מודל בביולוגיה ותגליות ביולוגיות רבות התגלו כתוצאה ממחקר ב-E. coli. הגנום של מספר זנים של החיידק רוצף במלואו. נמצא בשימוש רחב בתחום הביולוגיה המולקולרית כפונדקאי לשיבוט מולקולרי.

החיידק הוא חיידק גראם שלילי (בעל דופן דקה).

E. coli בגוף האדם

מספר חיידקי ה־E. coli בצואה של אדם הוא כ־‎10¹³‎–‎10¹¹‎ לגרם בממוצע. החיידקים הדומים להם החיים באדמה או בצמחים נבולים, ידועים יחד כקוליפורמים (המילה נגזרת מ"דומים לקולי"). הקוליפורמים הם כל החיידקים הגרם שליליים בצורת מתג, המתאפיינים ביכולת הפקת אנרגיה על ידי נשימה תאית (אל־אווירנים פקולטטיביים), בכך שאינם יוצרים נבגים ובהתססת לקטוז תוך 48 שעות בטמפרטורה של 35 מעלות צלזיוס.

E. coli חי עם האדם ביחסי אנדוסימביוזה הדוקים. החיידק זוכה למזון, הגנה וטמפרטורה קבועה של 37 מעלות צלזיוס; הוא מתחרה עם חיידקים אחרים, חלקם פתוגניים, על המזון ומקטין בכך את קצב גדילת אוכלוסייתם; בנוסף, מפריש החיידק אנזימי עיכול המעכלים רכיבים תזונתיים שהאדם אינו מסוגל לעכל בעצמו.

E. coli בזיהומי מים

בתחומים של טיהור מים וטיפול בשפכים, שנים רבות משתמשים ב־E. coli לזיהוי רמת הזיהום של המים על פי כמות הצואה שהם מכילים. הסיבה לשימוש בקוליפורמים היא כמותם הרבה בגוף האדם, לעומת חיידקים פתוגניים כגון סלמונלה. בנוסף, במצבו הרגיל ה־E. coli אינו מזיק ולכן השימוש בו במעבדה בטוח יחסית. החיסרון בשימוש זה הוא שפרט להימצאו בצואה, E. coli יכול לגדול בשפע גם במקומות נוספים, כגון מפעלים לייצור נייר^{[דרושה הבהרה]}.

E. coli כגורם פתוגני

קיימים שלושה תרחישים שבהם E. coli יכול להיות גורם למחלה:

כאשר החיידק עובר מהמעי אל דרכי השתן, הוא יכול לגרום לזיהום הקרוי honeymoon cystitis מכיוון שהוא יכול להיגרם כתוצאה מיחסי מין. זיהום זה נפוץ יותר בנקבות, אך קיים בכל המינים. הזיהום מצוי בשיעור דומה אצל כל האנשים המבוגרים^{[דרושה הבהרה]}. הזיהום מתרחש לעיתים כתוצאה מהיגיינה לקויה, וכתוצאה מגורמים נוספים (היריון והגדלת נפח בלוטת הערמונית).
כאשר החיידק יוצא מהמעי דרך חור או קרע (לדוגמה אולקוס) ועובר לחלל הבטן. במקרה זה נוצר זיהום הקרוי פריטוניטיס (peritonitis) ואשר עשוי להיות קטלני. הרגישות הרבה של ה־E.coli לאנטיביוטיקה פשוטה, כגון סטרפטומיצין הופכת טיפול זה ליעיל מאוד במקרים אלה.
קיימים שישה זנים טוקסוגניים של E. coli. אחד מהם מייצר רעלן הדומה לזה של חיידקי הדיזנטריה ואשר יכול לגרום להרעלת מזון שלרוב מתרחשת כתוצאה מאכילת בשר נגוע (מבחינה טקסונומית חיידקי ה־Shigella, הגורמים לדיזנטריה, קרובים מאוד ויש חוקרים הסבורים שאלה זנים חסרי שוטון של E. coli). דרגת המחלה במקרה זה משתנה מאוד ולרוב אינה מסוכנת.

להלן מספר סוגים כאמור:

שם	מאכסן	תיאור
- ETEC: Enterotoxigenic E. coli	אדם, חיות בית. גורם למחלה דמוית כולרה.	בעל צמדנים הנקראים CFA אשר גורמים לחיידק להיצמד לרירית המעי הדק. לאחר ההיצמדות, מפריש שני טוקסינים- טוקסין רגיש לחום- LT- מולקולה גדולה, אשר גורמת לעליה של CAMP בממברנה הזו לטרלית, וליציאת מים- דומה למבנה טוקסין הכולרה. הטוקסין השני- ST- לא רגיש לחום, מולקולה קטנה יותר שמעלה את ה-CAMP על הצד האפיקלי של התא. זני ה-ETEC אינם חודרניים, ואינם עוזבים את חלל המעי. מדובר בזן המוביל בתופעות של שלשול אצל ילדים במדינות מתפתחות, וכן הסיבה העיקרית לשלשול מטיילים. בכל שנה, גורם זן זה לכ-380,000 מקרי מוות.
EIEC: Enteroinvasive E. coli	רק בבני אדם, גורם למחלה דמוית שיגלה.	זן זה הוא חודרני, היות שהוא מכיל פלסמיד גדול המקודד לגנים של התרבות ופלישה לתאים. החיידק דומה אמנם מבחינה פנוטיפית לזן ה-E. coli אולם מתנהג כמו חיידק השיגלה. ניתן לזהותו באמצעות PCR. החיידק גורם למחלה פולשנית מקומית במעי הגס, מעורר סינדרום דיזנטריה הכולל שלשול דמי עם לויקוציטים, חום וכאבי בטן. מבחן sereni, בו מטפטפים את החיידק לרירית העין, משמש לבחינת הימצאות הגורם החודרני בחיידק- אם מתפתחת דלקת בעין, לחיידק יש פלסמיד הכולל את הגורם החודרני. (לרירית העין דמיון לאפיתל המעי).
EHEC: Enterohemorrhagic E. coli	אדם, בקר, כבשים. אנלוגי לשיגלה מסוג shiga בלבד.	גורם לשלשול אצל ילדים, שיכול להיפתר לבד, אולם אחוז מהחולים עלול לפתח סיכוך המוליטי-כלייתי בשם HUS- החידק מפריש shiga like toxin שדומה לטוקסין ה-shiga, יש דם בצואה (אך אין סינדרום דיזנטריה, כלומר אין תאי דם לבנים בצואה ואין חום). התחלואה בזן זה אופיינית דווקא למדינות מפותחות. הטוקסין מופרש לאחר היצמדות לתאי אפיתל עם פגיעה מסוימת ב-brush border.

E. coli כמקור אנרגיה ירוקה עתידי

E. coli לא מהווים סיכון זיהומי בלבד. במחקר ב־E. coli שפורסם בשנת 2008, הצליח צוות חוקרים אמריקאי לחולל שינוי גנטי המאלץ זן מסוים של החיידק להפיק כמות משמעותית של מימן. כאשר הוזנה אוכלוסיית החיידקים בחומצה פורמית עלתה תפוקת המימן בשני סדרי גודל על התפוקה של ה־E. coli הטבעי, ותפוקה משמעותית הושגה גם כשהוזן בגלוקוז.^[1] המימן הנאגר יכול לשמש להפקת אנרגיה ירוקה מתחדשת בתהליכים שונים, למשל בעירה.

התפרצויות E. coli בולטות

בתחילת חודש יוני של שנת 2011 נחשדו מלפפונים בגרמניה כמזוהמים בחיידקי E. coli מסוכנים. המגפה התפשטה למדינות אחרות כגון בריטניה, ספרד, שוודיה ואף ארצות הברית. לאחר בחינה נוספת העלו השלטונות בגרמניה השערה שמקור הזיהום הוא כנראה בנבטי שעועית ומאוחר יותר נטען כי ייתכן שהמקור הוא זרעי גרגרנית יוונית ממצרים. נכון ל־30 ביוני 2011 מתו 47 איש כתוצאה מזיהומים אלה.^[2] מספר חודשים לאחר ההתפרצות הצליחו חוקרים לזהות את הזן האחראי להתפרצות, אשריכיה קולי O104:H4, שכמו זנים אחרים של החיידק, מייצר רעלן שיגה במותו בהשפעת אנטיביוטיקה. אי לכך, טיפול אנטיביוטי עלול להחמיר את מצב המטופל בזיהום של אי קולי עד כדי מוות, ולכן במקרה של שלשול דמי לא מומלץ ליטול אנטיביוטיקה ללא בדיקת רופא.^[3]