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Das geheime Leben von E. coli: Warum überleben sie so leicht im Darm?
In unserem Darm leben Milliarden von Bakterien, unter denen Escherichia coli zweifellos ein wichtiger Bewohner ist. Bei diesem Bakterium handelt es sich um ein gramnegatives, fakultativ anaerobes, stäbchenförmiges Bakterium, das häufig im Dickdarm von Warmblütern vorkommt. Viele E. coli-Stämme sind Teil des Darmmikrobioms und gelten im Allgemeinen als harmlos oder sogar förderlich für die menschliche Gesundheit.
Bestimmte E. coli-Stämme sind in der Lage, Vitamin K2 zu produzieren und die Besiedlung des Darms durch schädliche Krankheitserreger zu verhindern.
Unter normalen Umständen macht E. coli nur etwa 0,1 % des menschlichen Darms aus, seine Bedeutung kann jedoch nicht ignoriert werden. Diese Bakterien können eine symbiotische Beziehung mit ihren Wirten eingehen und sich so gegenseitig für deren Gesundheit einsetzen. Allerdings sind nicht alle E. coli-Bakterien harmlos und einige Serotypen wie enteropathogene E. coli (EPEC) und enteropathogene E. coli (ETEC) können schwere Lebensmittelvergiftungen verursachen.
Biologie und Biochemie
E. coli-Zellen weisen eindeutige morphologische Merkmale auf: Sie sind normalerweise stäbchenförmig, etwa 2,0 Mikrometer lang und zwischen 0,25 und 1,0 Mikrometer breit. Ihre Zellwände bestehen aus einer dünnen Peptidoglycanschicht und einer äußeren Membran, was ein Grund dafür ist, warum sie beim Anfärben rosa erscheinen. Das Vorhandensein der äußeren Membran macht sie resistent gegen bestimmte Antibiotika wie beispielsweise Penicillin.
E. coli kann sich unter aeroben Bedingungen schnell vermehren und eine Zellteilung dauert mindestens 20 Minuten.
Auch die Stoffwechselmethoden von Escherichia coli sind sehr vielfältig. Sie können verschiedene Substrate für die gemischte Säuregärung nutzen und dabei Stoffe wie Milchsäure, Ethanol und Kohlendioxid produzieren. Dieser flexible Stoffwechsel ermöglicht ihnen das Überleben in wechselnden Umgebungen.
Anpassung und Evolution
Escherichia coli besitzt eine starke genetische Anpassungsfähigkeit. Es kann Gene durch bakterielle Konjugation oder Transduktion übertragen und so die horizontale Verbreitung von Genen fördern. Einige biologische Studien haben gezeigt, dass E. coli nur ein Träger der Genrekombination ist. Wenn sich Gene verändern, können sich auch ihre Eigenschaften ändern, was sich auf die Pathogenität auswirkt.
E. coli weist eine hohe genetische und phänotypische Vielfalt auf, die es Wissenschaftlern ermöglicht, anhand der Eigenschaften verschiedener Stämme die Quelle der Umweltverschmutzung zu verfolgen.
Wissenschaftler erforschen Escherichia coli seit mehr als 60 Jahren. Diese Bakterien sind nicht nur wichtige wissenschaftliche Forschungsmodelle in den Bereichen Biotechnologie und Mikrobiologie, sondern spielen auch eine wichtige Rolle bei der Erkennung vieler Umweltproben.
Beziehung zum Gastgeber
In natürlichen Ökosystemen besteht eine symbiotische Beziehung zwischen E. coli und seinem Wirt. Obwohl E. coli für den Wirt gewisse gesundheitliche Vorteile mit sich bringt, können sie unter ungeeigneten Umweltbedingungen auch zu Krankheitserregern werden und beim Wirt gesundheitliche Probleme verursachen. In diesem Fall erfolgt die Übertragung häufig über Lebensmittel, was zu Lebensmittelvergiftungen beim Menschen führt.
Wenn wir verstehen, wie E. coli im Darm überlebt, können wir die mikrobielle Ökologie und ihre Auswirkungen auf die Gesundheit besser verstehen.
Forscher haben herausgefunden, dass E. coli in einer Vielzahl unterschiedlicher Umgebungen überleben und sich vermehren kann, weshalb sie in Ökosystemen eine wichtige Rolle spielen. Wenn wir zu einem potenziellen Krankheitserreger werden, werden wir jedoch auch daran erinnert, dass unsere Beziehung zu diesen Mikroorganismen nicht einfach ist und manchmal kleine Veränderungen unsere allgemeine Gesundheit beeinträchtigen können. Wie viel wissen Sie in diesem Zusammenhang über das Überleben von E. coli?
