Zobrazení zdroje stránky Escherichia coli

{{Infobox organismus
| název = Escherichia coli
| obrázek = Escherichia coli.jpg
| popisek = Bakterie ''Escherichia coli'' zobrazená rastrovacím elektronovým mikroskopem
| doména = [[Bakterie]] (Bacteria)
| kmen = [[Proteobacteria]]
| třída = [[Gammaproteobacteria]]
| řád = [[Enterobacterales]]
| čeleď = [[Enterobacteriaceae]]
| rod = [[Escherichia]]
| druh = '''Escherichia coli'''
| binomické jméno = ''Escherichia coli''
| autor = ([[Theodor Escherich|Escherich]], 1885) Castellani & Chalmers, 1919
| synonymum = ''Bacterium coli commune''
}}

'''Escherichia coli''' (běžně zkracováno na '''E. coli''') je [[gramnegativní]], [[fakultativně anaerobní]], tyčinkovitá [[bakterie]] z čeledi [[Enterobacteriaceae]]. Patří mezi nejběžnější a nejprostudovanější mikroorganismy na světě. Vyskytuje se přirozeně v dolní části trávicího traktu teplokrevných živočichů, včetně člověka. Většina kmenů ''E. coli'' je neškodná a tvoří důležitou součást zdravé střevní [[mikroflóra|mikroflóry]], kde se podílí na produkci [[vitamín K|vitamínu K2]] a brání osídlení střeva patogenními bakteriemi.

Některé kmeny jsou však [[patogen]]ní a mohou způsobovat závažná onemocnění, jako jsou průjmy, infekce močových cest, [[zánět mozkových blan|meningitida]] u novorozenců nebo [[hemolyticko-uremický syndrom]] (HUS). Díky své jednoduchosti, rychlému růstu a snadné genetické manipulaci se ''E. coli'' stala klíčovým [[modelový organismus|modelovým organismem]] v [[mikrobiologie|mikrobiologii]], [[genetika|genetice]] a [[biotechnologie|biotechnologiích]].
```

```
== 🧬 Biologie a charakteristika ==

=== Morfologie a stavba buňky ===
Bakterie ''E. coli'' má tvar tyčinky o délce přibližně 2 [[mikrometr|μm]] a průměru 0,5 μm. Jako gramnegativní bakterie má komplexní buněčnou stěnu skládající se z tenké vrstvy [[peptidoglykan]]u, která je obklopena vnější membránou obsahující [[lipopolysacharid]]y (LPS). LPS, známý také jako [[endotoxin]], je zodpovědný za vyvolání silné imunitní odpovědi hostitele při infekci. Mnoho kmenů je pohyblivých díky přítomnosti bičíků ([[flagela]]), které jsou uspořádány peritrichálně (po celém povrchu buňky). Některé kmeny mohou také tvořit fimbrie (pili), což jsou kratší vlákna sloužící k přichycení na povrchy, včetně buněk hostitele.

=== Metabolismus ===
''E. coli'' je [[chemoorganotrof]] a [[fakultativní anaerob]]. To znamená, že získává energii oxidací organických sloučenin a dokáže růst jak za přítomnosti [[kyslík]]u (aerobní respirace), tak bez něj. V nepřítomnosti kyslíku může využívat jiné akceptory elektronů (anaerobní respirace, např. s dusičnany) nebo provádět [[fermentace|fermentaci]] (kvašení). Typickým produktem jejího smíšeného kvašení jsou různé kyseliny (mléčná, octová, jantarová) a plyny ([[vodík]], [[oxid uhličitý]]). Právě tato schopnost jí umožňuje přežívat v rozmanitých prostředích, od kyslíkem bohatého vnějšího prostředí po anaerobní podmínky tlustého střeva.

=== Genetika ===
Genetická informace ''E. coli'' je uložena v jediném kruhovém [[chromozom]]u, který obsahuje přibližně 4,6 milionu párů bází a kóduje asi 4300 genů (např. u kmene K-12). Kromě chromozomu mohou buňky obsahovat i menší, nezávislé kruhové molekuly [[DNA]] zvané [[plazmid]]y. Plazmidy často nesou geny, které nejsou pro přežití buňky za normálních podmínek nezbytné, ale poskytují jí výhody, jako je [[rezistence na antibiotika|rezistence vůči antibiotikům]], produkce toxinů nebo schopnost metabolizovat neobvyklé substráty. Právě plazmidy a další mobilní genetické elementy jsou klíčové pro rychlou evoluci a šíření patogenity a rezistence mezi bakteriemi.
```

```
== 🏠 Výskyt a ekologie ==
Přirozeným prostředím pro ''E. coli'' je tlusté střevo teplokrevných živočichů. Po narození je trávicí trakt novorozence sterilní, ale během několika hodin až dnů dochází k jeho kolonizaci bakteriemi z okolního prostředí, přičemž ''E. coli'' je jedním z prvních a nejdůležitějších kolonizátorů.

Ve střevě žije v [[symbióza|symbióze]] s hostitelem. Přispívá k trávení, produkuje [[vitamín K2]], který je důležitý pro srážení krve, a svou přítomností brání přemnožení nebezpečných patogenních bakterií (tzv. kolonizační rezistence).

Mimo tělo hostitele dokáže ''E. coli'' přežívat po omezenou dobu ve vodě, půdě nebo na potravinách. Protože se do vnějšího prostředí dostává výhradně s fekáliemi, její přítomnost ve vodě nebo potravinách je považována za spolehlivý indikátor fekálního znečištění a potenciální přítomnosti dalších střevních patogenů (např. [[Salmonella]], [[Vibrio cholerae]]).
```

```
== 🦠 Kmeny a patogenita ==
Ačkoliv je většina kmenů ''E. coli'' neškodná, existuje několik patogenních skupin (patotypů), které se liší svými mechanismy virulence a způsobovanými onemocněními.

*   '''Enterotoxigenní ''E. coli'' (ETEC)''': Produkuje toxiny (enterotoxiny), které způsobují masivní sekreci vody a elektrolytů do střeva. Je hlavní příčinou tzv. "cestovatelských průjmů" a závažných průjmových onemocnění u dětí v rozvojových zemích.
*   '''Enteropatogenní ''E. coli'' (EPEC)''': Způsobuje poškození střevní sliznice tím, že se na ni pevně přichytí a zničí její mikroklky. To vede k poruchám vstřebávání a vodnatým průjmům, zejména u kojenců.
*   '''Enterohemoragická ''E. coli'' (EHEC)''': Nejznámějším zástupcem je kmen '''O157:H7'''. Produkuje silný toxin zvaný Shiga-toxin (nebo verotoxin), který poškozuje buňky cév, zejména v ledvinách a střevech. Způsobuje krvavé průjmy (hemoragickou kolitidu) a může vést k život ohrožující komplikaci zvané [[hemolyticko-uremický syndrom]] (HUS), která se projevuje selháním ledvin, anémií a nedostatkem krevních destiček. Zdrojem nákazy je často nedostatečně tepelně upravené hovězí maso nebo kontaminovaná zelenina.
*   '''Uropatogenní ''E. coli'' (UPEC)''': Jsou nejčastější příčinou infekcí močových cest (IMC), zejména u žen. Tyto kmeny mají speciální fimbrie, které jim umožňují přichytit se na buňky močového měchýře a stoupat močovody až do ledvin, kde mohou způsobit zánět ledvin ([[pyelonefritida]]).
*   '''Enteroinvazivní ''E. coli'' (EIEC)''': Jsou schopné pronikat přímo do buněk střevní sliznice a množit se v nich, což způsobuje zánět a destrukci tkáně. Onemocnění se podobá [[úplavice|úplavici]] způsobené bakterií rodu [[Shigella]].
*   '''Meningitidu způsobující ''E. coli'' (MNEC)''': Některé kmeny, zejména ty s kapsulárním antigenem K1, mohou u novorozenců proniknout hematoencefalickou bariérou a způsobit život ohrožující [[zánět mozkových blan|meningitidu]].
```

```
== 🔬 Využití ve vědě a biotechnologiích ==
''Escherichia coli'' je jedním z nejdůležitějších nástrojů moderní biologie a biotechnologie. Její status "laboratorní superstar" je dán několika klíčovými vlastnostmi:

*   '''Rychlý růst:''' Za optimálních podmínek se dokáže dělit každých 20 minut, což umožňuje rychlé získání velkého množství buněk pro experimenty.
*   '''Jednoduché kultivační podmínky:''' Roste na levných a snadno připravitelných živných médiích.
*   '''Dobře prozkoumaná genetika:''' Její genom byl jedním z prvních kompletně osekvenovaných a její genetické a metabolické dráhy jsou detailně zmapovány.
*   '''Snadná genetická manipulace:''' Vědci vyvinuli širokou škálu nástrojů pro vkládání, odstraňování nebo úpravu genů v ''E. coli'', včetně využití plazmidů a metod jako [[CRISPR]].

Díky těmto vlastnostem se ''E. coli'' masivně využívá v:
*   '''Molekulární klonování:''' Slouží jako "živá továrna" pro namnožení specifických úseků DNA. Cizí gen se vloží do plazmidu, ten se vpraví do bakterie a s každým jejím dělením se kopíruje i plazmid s daným genem.
*   '''Produkce rekombinantních proteinů:''' ''E. coli'' je využívána k produkci velkého množství proteinů pro medicínské a průmyslové účely. Gen pro požadovaný protein (např. lidský [[inzulin]], růstový hormon, [[interferon]]) se vloží do bakterie, která ho následně produkuje. Právě produkce inzulinu v ''E. coli'' v 80. letech 20. století znamenala revoluci v léčbě [[diabetes mellitus|diabetu]].
*   '''Základní výzkum:''' Slouží jako model pro studium fundamentálních biologických procesů, jako je replikace DNA, transkripce, translace, regulace genové exprese nebo buněčné dělení.
*   '''Syntetická biologie:''' Inženýři upravují ''E. coli'' tak, aby plnila nové funkce, například produkci [[biopalivo|biopaliv]], [[bioplasty|bioplastů]] nebo detekci toxinů v prostředí.
```

```
== 🩺 Klinický význam a léčba ==
Infekce způsobené patogenními kmeny ''E. coli'' představují významný zdravotní problém po celém světě.

=== Diagnostika ===
Diagnóza se obvykle opírá o [[kultivace|kultivaci]] vzorku (stolice, moči, krve, mozkomíšního moku) na selektivních a diagnostických půdách. Například kmeny EHEC se dají identifikovat na sorbitolovém MacConkeyově agaru, protože na rozdíl od většiny jiných kmenů nefermentují [[sorbitol]]. Pro přesnou identifikaci patotypu a jeho virulentních faktorů se používají molekulární metody jako [[polymerázová řetězová reakce|PCR]].

=== Léčba ===
Léčba se liší podle typu a závažnosti infekce:
*   **Průjmová onemocnění:** Základem je [[rehydratace]] – doplňování tekutin a elektrolytů ztracených průjmem a zvracením. U většiny průjmů se [[antibiotika]] nedoporučují, protože mohou průběh nemoci zhoršit, zejména u infekcí EHEC, kde uvolnění toxinů z umírajících bakterií zvyšuje riziko vzniku HUS.
*   **Infekce močových cest:** Běžně se léčí antibiotiky, jako jsou [[trimethoprim]]/[[sulfamethoxazol]], [[nitrofurantoin]] nebo [[fluorochinolony]].
*   **Systémové infekce:** U závažných stavů jako [[sepse]] nebo meningitida je nutná okamžitá hospitalizace a podání širokospektrých antibiotik intravenózně.

=== Antibiotická rezistence ===
Narůstající rezistence ''E. coli'' vůči antibiotikům je celosvětovým problémem. Široké používání antibiotik v humánní i veterinární medicíně vedlo ke vzniku multirezistentních kmenů, které jsou odolné vůči mnoha běžně používaným lékům. Obzvláště nebezpečné jsou kmeny produkující tzv. širokospektré beta-laktamázy (ESBL), které je činí rezistentními vůči velké skupině antibiotik včetně [[penicilin]]ů a [[cefalosporin]]ů.
```

```
== ⏳ Historie objevu ==
Bakterii poprvé popsal v roce 1885 německo-rakouský pediatr a bakteriolog '''[[Theodor Escherich]]'''. Během svého výzkumu střevní mikroflóry kojenců izoloval tuto bakterii a pojmenoval ji ''Bacterium coli commune'' (běžná střevní bakterie). Domníval se, že je komenzálem, tedy neškodným obyvatelem střeva. Teprve později bylo zjištěno, že některé její kmeny mohou způsobovat onemocnění. Na jeho počest byl rod, do kterého byla bakterie zařazena, v roce 1919 přejmenován na ''[[Escherichia]]''.
```

```
== 🤔 Pro laiky: Bakterie dvou tváří ==
Představte si své tělo jako velký dům a bakterie ''E. coli'' jako nájemníky, kteří bydlí v "přízemí" (ve střevech).

*   '''Hodní nájemníci (většina ''E. coli''):''' Většina těchto bakterií jsou skvělí sousedé. Pomáhají s "úklidem" (trávením zbytků potravy), vyrábějí pro vás důležité věci (vitamín K) a hlavně hlídají vchodové dveře, aby se do domu nedostali skuteční padouši (nebezpečné bakterie). Za to, že jim poskytujete teplo a jídlo, vám prokazují cenné služby.

*   '''Zlí nájemníci (patogenní ''E. coli''):''' Občas se ale do domu nastěhuje "gang" špatných nájemníků. Vypadají skoro stejně jako ti hodní, ale mají speciální "vybavení" (geny pro toxiny nebo příchytné háčky).
    *   Někteří (jako ETEC) začnou v domě pouštět vodu a způsobí "záplavu" (vodnatý průjem).
    *   Jiní (jako EHEC) mají nebezpečné "zbraně" (Shiga-toxin), kterými ničí potrubí v celém domě, hlavně v "čističce odpadních vod" (ledvinách), což může vést k vážnému poškození celého domu.
    *   Další (jako UPEC) se zase umí vyšplhat potrubím do "koupelny v patře" (močového měchýře) a způsobit tam zánět.

Rozdíl mezi hodnou a zlou ''E. coli'' tedy není v tom, že by to byl úplně jiný tvor, ale v tom, jakou má "výbavu". Tato výbava je často uložena v malých "batůžcích" (plazmidech), které si bakterie mohou mezi sebou dokonce půjčovat, a tak se ze "slušného nájemníka" může stát problémový.
```

```
== 갤러리 ==
<gallery>
Soubor:E coli at 10000x, original.jpg|''E. coli'' pod skenovacím elektronovým mikroskopem.
Soubor:EscherichiaColi NIAID.jpg|Kolorovaný snímek bakterií ''E. coli''.
Soubor:E coli colonies on EMB agar.jpg|Kolonie ''E. coli'' rostoucí na agaru EMB, kde produkují charakteristický kovově zelený lesk.
Soubor:Theodor Escherich.jpg|Objevitel bakterie, Theodor Escherich.
</gallery>
```

```
{{DEFAULTSORT:Escherichia coli}}
{{Aktualizováno|datum=11.12.2025}}
[[Kategorie:Bakterie]]
[[Kategorie:Enterobacteriaceae]]
[[Kategorie:Gramnegativní bakterie]]
[[Kategorie:Modelové organismy]]
[[Kategorie:Patogeny]]
[[Kategorie:Střevní mikroflóra]]
[[Kategorie:Indikátory znečištění]]
[[Kategorie:Vytvořeno Gemini 2.5 Pro]]
```