Escherichia coli - E.coli

Escherichia coli bezeichnet eine Art von Bakterien, die im menschlichen Dickdarm, dem „Colon“, dauerhaft auch im Gesunden vorliegt. E. coli macht im gesunden Körper nur weniger als 0,1 Prozent der Darmflora aus.

In den meisten Fällen lösen diese Bakterien keine Krankheiten aus. Jedoch gibt es einzelne Untertypen des Escherichia coli, die eine Vielzahl an Erkrankungen innerhalb und außerhalb des Darms auslösen können. Diese bezeichnet man als „pathogene Stämme“.

Eine häufige Infektion mit krankmachenden Escherichia coli Stämmen geschieht durch fäkal verunreinigtes Trinkwasser. Die verschiedenen Bakterienstämme greifen den Darm auf unterschiedliche Weise an und verursachen in den häufigsten Fällen Durchfälle, können aber auch Harnwegsinfekte, Wundinfekte, Lungenentzündungen, Hirnhautentzündungen und lebensbedrohliche Blutvergiftungen verursachen.

Vor allem Patienten mit schwachem Immunsystem und Kinder im Säuglingsalter sind eine Risikogruppe für schwerwiegende Krankheitsverläufe.

Lesen Sie mehr zu diesem Thema unter: Bakterien im Darm

Finden sich Escherichia coli Bakterien im Urin deutet das auf eine Infektion der Harnwege hin. Betroffen sind im Regelfall die Schleimhaut der Harnblase oder der Harnröhre (Urethra). Seltener betroffen sind der Harnleiter (Ureter) und das Nierenbecken, was man als Nierenbeckenentzündung (Pyelonephritis) bezeichnen würde.
Drei-Viertel aller Harnwegsinfektionen werden von Escherichia coli Bakterien ausgelöst und besonders Frauen und Mädchen sind -bedingt durch die deutlich kürzere Harnröhre- häufig betroffen.

Lesen Sie mehr zu diesem Thema unter: Bakterien im Urin und Blasenentzündung

Die Coli Bakterien haben viele mögliche Ursprünge und Möglichkeiten die Harnwege zu besiedeln.
Durch schlechte Hygiene im Genitalbereich, Verkehr oder Kontakt mit fäkal verseuchtem Wasser (zum Beispiel in öffentlichen Schwimmbädern) können die Entzündungen entstehen.

Frauen sind besonders häufig betroffen, da ihre Harnröhre im Gegensatz zur männlichen besonders kurz ist und somit der Weg in die Harnblase deutlich erleichtert ist.

Die Symptome sind zunächst einem normalen Infekt ähnlich mit Fieber und einem allgemeinen Krankheitsgefühl.
Dazu kommen Flankenschmerzen (meist Nierenschmerzen), Schmerzen oberhalb des Schambeins und vor allem Brennen beim Wasserlassen.
In seltenen Fällen kann es zu Blut im Urin kommen.

Es empfiehlt sich besonders viel zu Trinken, um die Erreger auszuschwemmen und mit einer Wärmflasche die betroffene Stelle zu wärmen. Sollten die Beschwerden nach wenigen Tagen nicht von selbst besser werden, muss ein Arzt aufgesucht werden.

Manche bakterielle Infektionen müssen mit Antibiotika behandelt werden.
Der Arzt wird Ihnen, wenn er den Verdacht auf einen hartnäckigen Harnwegsinfekt durch Escherichia Coli hat, ein Breitspektrum-Antibiotikum verschreiben.

Gleichzeitig wird er eine Urinuntersuchung durchführen lassen. Da sich bei einem Harnwegsinfekt die Bakterien auch im Urin befinden, kann der Arzt mit einer Urinprobe eine Bakterienkultur anlegen, indem er die vorhandenen Bakterien im sonst sehr sterilen Urin wachsen lässt.

Durch gezielte Zugabe verschiedener Antibiotika kann der Labormediziner feststellen, auf welches Antibiotikum die Bakterien besonders sensibel reagieren. Diese Untersuchung bezeichnet man als „Antibiogramm“.
Da dieser Prozess mehrere Tage dauert, kann es sein, dass der Arzt nach ein paar Tagen noch einmal ein anderes, wirksameres Antibiotikum verschreibt.

Zur Vorsorge empfiehlt sich besondere Hygiene beim Toilettengang einzuhalten, nach dem Geschlechtsakt wenn möglich Wasser zu lassen und hygienische und frische Slipeinlagen zu verwenden. Der Unterleib sollte bei Möglichkeit nicht unterkühlt werden, da somit das Immunsystem geschwächt wird und Infektionen zulässt.

Gelangen Bakterien wie E. coli in das Blut kann dies ein sehr gefährlicher Zustand sein. Mit dem Blutstrom können Bakterien in den gesamten Körper ausgeschwemmt werden und unterschiedliche Organe befallen. Außerdem wird das Immunsystem durch die große Menge an Krankheitserregern sehr stark aktiviert. Geschieht dies, spricht man von einer Sepsis (Blutvergiftung). Die starke Aktivierung des Immunsystems führt zu einer Ausschüttung unterschiedlicher Botenstoffe. Einige dieser Botenstoffe haben eine Wirkung auf den Kreislauf.

Da sehr viele dieser Botenstoffe auf einmal auftauchen, kann es zu einer Überlastung des Kreislaufes kommen. Der Blutdruck fällt stark ab. In diesem Fall spricht man von einem septischen Schock. Aber nicht immer müssen Bakterien wie E. Coli im Blut zu einer Sepsis führen. Vor allem in niedrigeren Konzentrationen kommt es nicht zur gefährlichen Überreaktion des Immunsystems. Kann man Bakterien wie E. Coli im Blut nachweisen, ohne dass es zu einer Sepsis kommt, spricht man von einer Bakteriämie. Auch eine Bakteriämie kann bedrohlich sein, da E. coli-Bakterien mit dem Blutstrom in den gesamten Körper gelangen können.

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In den meisten Fällen erholt sich der Körper von selbst von einer Erkrankung der Escherichia Coli Bakterien. Die häufigste Erkrankung, die durch E. Coli ausgelöst wird, ist die Darmentzündung, die sogenannte „Enteritis“.

Unter einer Enteritis versteht man eine Entzündung des Dünndarms. Bei Beteiligung des Magens spricht man von einer Gastroenteritis, bei Beteiligung des Dickdarms von einer Enterocolitis. Verschiedene Escherichia Coli Bakterienstämme können Darmentzündungen auslösen. Die bekanntesten Vertreter heißen abgekürzt EHEC, EPEC, EIEC und ETEC. Auf unterschiedliche Weise greifen sie die Zellen der Darmschleimhaut an und lösen die Entzündungen aus. Das Hauptsymptom aller Coli Bakterien Infektionen ist jedoch Diarrhö.

Die verschiedenen E. Coli Stämme kommen bei allen Altersgruppen und in unterschiedlichen Regionen der Welt vor. Zum Beispiel tritt EPEC besonders bei Kleinkindern auf, wobei ETEC besonders in Regionen mit sehr warmen Klima auftritt.

Fast alle Formen der Enteritis auslösenden Coli Bakterien klingen nach einigen Tagen von selbst ab und bedürfen keiner Antibiotika Therapie.

Da sie mit zum Teil schweren Durchfällen einhergeht, muss der Körper schnellstmöglich symptomatisch behandelt werden, um dem Flüssigkeitsverlust durch die Durchfälle entgegenzuwirken. In den meisten Fällen reicht es aus besonders viel zu trinken. Zum Teil muss man das Trinkwasser mit etwas Salz versehen, da auch diese durch die Durchfälle mit ausgeschieden werden.

In schweren Fällen muss dem Körper intravenös Wasser mit Elektrolyten zugeführt werden, wenn der Patient zu schwach und die Durchfälle zu stark sind, um sie mit alleinigem Trinken auszugleichen. In diesen Fällen muss die Behandlung stationär im Krankenhaus erfolgen.

Sollte sich der Krankheitsverlauf über einige Tage kaum verbessern, muss der Arzt gegebenenfalls nach weiteren Untersuchungen eine Antibiotika Therapie beginnen.

Bei Schmerzen und weiteren Begleitsymptomen können unter Anweisung eines Arztes gegebenenfalls Schmerzmittel zur Linderung eingenommen werden

Als Blutvergiftung oder Sepsis bezeichnet man den Zustand bei dem man Bakterien im Blut hat.
Im Normalfall beschränken sich die bakteriellen Infektionen durch Escherichia Coli auf Schleimhäute, zum Beispiel des Darms.
Gelangen sie in die Blutbahn, bezeichnet man die Entzündung als generalisiert und sie kann einen mitunter sogar lebensbedrohlichen Verlauf annehmen.

Ein Risiko für einen septischen Verlauf stellen zum Beispiel Wundinfektionen dar.
Wenn die Haut einmal beschädigt ist, steht der Weg in den Blutkreislauf offen. Bakterien können sich in der Wunde ansammeln und an der betroffenen Stelle eine Entzündung auslösen und sogar Bakterien in die Blutbahn abgeben.

Eine beginnende Blutvergiftung erkennt man an plötzlich schwankender Temperatur >38°C oder <36°C, an einer Herzfrequenz >90/min, an einer Atemfrequenz >20/min oder stark erhöhten Entzündungswerten in der Blutuntersuchung.

Bei bestehender und sich verschlimmernder Sepsis kommt es zu Einschränkungen der Organfunktionen, im schlimmsten Fall zum Versagen einzelner Organe, bei besonders schwachen Patienten oder schwerwiegendem Verlauf. Im schwersten Fall kommt es zu einem septischen Schock mit Multiorganversagen, was in vielen Fällen tödlich endet. Eine Blutvergiftung muss sofort notfallmäßig im Krankenhaus versorgt werden.

Bei einer Sepsis kommt es zu einer Ausbreitung von Bakterien über den Blutstrom. Dies führt zu einer starken Aktivierung des Immunsystems. Diese sehr starke Immunreaktion kann sehr gefährlich sein, da sie den Kreislauf beeinträchtigen oder Organe schädigen kann. Der gesamte Körper ist von der Infektion betroffen. Eine Sepsis ist deshalb ein lebensbedrohlicher Zustand. Bakterien vom Stamm E. coli lösen etwa 11-24 % aller Sepsen aus. E. coli ist ein weit verbreitetes Bakterium, das auch beim Gesunden in ungefährlicher Form den Darm besiedelt. Es ist sehr anpassungsfähig und kann eine große Bandbreite an Nährstoffen verstoffwechseln. Außerdem teilt es sich sehr schnell. Alle zwanzig Minuten kann sich ein E. coli Bakterium verdoppeln.

Vor allem in Krankenhäusern finden sich häufig gegen gebräuchliche Antibiotika resistente Formen des E. coli. All dies ermöglicht dem Bakterium, eine gefährliche Sepsis auszulösen, wenn es in den Blutstrom gelangen kann. Am Anfang einer Sepsis steht meist eine lokal begrenzte Entzündung. Die Harnwege liegen in relativer Nähe zum Darmausgang. Deshalb kann diese ursprüngliche Entzündung bei E. coli beispielsweise das Harnsystem betreffen. Wenn aus dieser lokalen Entzündung Bakterien in größeren Mengen schlagartig ins Blut gelangen, kann dies eine Sepsis auslösen. Bedroht sind vor allem Kleinkinder und Menschen mit nicht voll funktionsfähigem Immunsystem wie an AIDS erkrankte Patienten (siehe auch: Blutvergiftung bei Kindern). Etwa 0,3 % aller Patienten in Krankenhäusern leiden an einer Sepsis. Die Therapie einer Blutvergiftung erfolgt durch Antibiotikagabe und eine intensivmedizinische Behandlung, um das Überleben des Patienten zu sichern.

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Bei einer Meningitis handelt es sich um eine Entzündung der Hirnhäute. Dies kann durch einen Befall mit E. coli ausgelöst werden. Bei einer Meningitis handelt es sich um eine gefährliche Infektion. Grund hierfür ist die direkte Nähe der Hirnhäute zu dem darunterliegenden Hirngewebe. Besonders bedroht sind Neugeborene unter 3 Monaten. E. coli ist schätzungsweise für 20% aller Neugeborenenmeningitiden verantwortlich. Die Infektion kann während der Geburt oder in den ersten Lebenswochen erfolgen. Betrachtet man die Gesamtbevölkerung, so sind nur etwa 2% aller Meningitisfälle durch ein Bakterium der Gattung E. coli verursacht.

Bei gesunden Erwachsenen kommt es fast nie zu einer Meningitis durch E. coli. Gefährdet sind vor allem Personen, deren Immunsystem stark geschwächt ist. Hierzu zählen AIDS-Patienten oder Menschen nach Organtransplantationen aufgrund der Immunsuprimierung. Auch Patienten, die eine schwere Kopfverletzung erlitten haben, sind aufgrund der möglichen Infektionspforte bedroht. E. coli löst meistens eine eitrige Entzündung der Hirnhäute aus. Hierin unterscheidet es sich von anderen Bakterien wie Borrelien oder Treponemen. Diese Bakterien führen meist zu einer nicht-eitrigen Meningitis. Die Behandlung einer Meningitis durch E. coli wird stationär durchgeführt. Man verwendet potente Antibiotika.

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Bei einer Prostatitis handelt es sich um eine Entzündung der Prostata. Sie kann beispielsweise durch E. coli ausgelöst werden. Häufig lassen sich allerdings keine Erreger nachweisen. Sind E. coli-Bakterien die Ursache, so kommt es zu einem Befall des Prostatagewebes mit starker Bakterienvermehrung. Der Körper reagiert mit einer Immunantwort. Man unterscheidet die akute von der chronischen Prostatitis. Bei der akuten Form kommt es zu Fieber mit Schüttelfrost, sowie brennenden Schmerzen beim Wasserlassen. Trotzdem besteht häufig ein starker Harndrang.

Die chronische Form verläuft langwieriger. Die Schmerzen sind weniger stark, aber verbleiben über einen langen Zeitraum. Es kann zu einem Libidoverlust oder Erektionsstörungen kommen. Typisch ist ein wellenförmiger Verlauf der Beschwerden. Sowohl die akute, als auch die chronische Prostatitis werden durch Antibiotika therapiert. Vor allem bei der chronischen bakteriellen Prostatitis ist eine Behandlungsdauer bis zu sechs Wochen üblich. Trotzdem sind mehr als die Hälfte der behandelten Männer im Laufe eines halben Jahres wieder beschwerdefrei.

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Da Escherichia Coli Bakterien hauptsächlich im Darm vorkommen ist der häufigste Übertragungsweg über den Stuhl oder Nahrung.

Eine Infektion der Harnwege durch Coli Bakterien ist vor allem bei Frauen ein häufiges Thema. Einer der häufigsten Übertragungswege ist hierbei eine falsche Toilettenhygiene, zum Beispiel durch Wischen in die falsche Richtung. Besonders wichtig ist aber auch eine gute Händehygiene nach Kontakt mit Fäkalien.

Frauen ziehen sich eine Harnwegsinfektion mit E. coli sehr oft auch durch den Geschlechtsakt zu. Es handelt sich hierbei entweder um Bakterien der eigenen Darmflora, die durch den Geschlechtsakt in die Harnröhre gelangen, oder auch um Darmbakterien des Partners, die sich auf Grund mangelnder Hygiene am Glied befinden.

Im Krankenhaus stellt vor allem die Verbreitung von Bakterien durch unzureichende Händehygiene ein Problem dar. Dort empfiehlt es sich die zur Verfügung gestellten Händedesinfektionsmittel zu verwenden.
Zu Hause ist es vor allem wichtig, sich nach dem Toilettengang, vor der Zubereitung und dem Verzehr von Essen, nach dem Kontakt mit erkrankten Personen, aber auch nach Kontakt mit Tieren gründlich die Hände zu waschen.

Eine Infektionsmöglichkeit besteht auch durch verunreinigte Lebensmittel. Potentiell belastete Lebensmittel müssen deshalb ausreichend gekocht werden, um die Erreger abzutöten. Rohes Fleisch stellt immer ein Risiko für Bakterieninfektionen dar. Nicht zu unterschätzen ist die allgemeine Küchenhygiene. Schneidebretter, Messer und alles was Kontakt zu rohem Fleisch hatte, muss mit heißem Wasser vor der Weiterbenutzung gespült werden.

Fäkal verunreinigtes Wasser ist ebenfalls ein Risikofaktor. In Deutschland darf laut Trinkwasserverordnung in 100ml Wasser kein einziges Coli-Bakterium vorhanden sein. In Phasen von E. coli Ausbrüchen stellen vor allem auch öffentliche Schwimmbäder ein Risiko dar. Man sollte vermeiden zu viel Wasser zu verschlucken. Eine heiße Dusche sollte man auf jeden Fall nach dem Schwimmbadbesuch nehmen.

Normalerweise lassen sich E. coli-Bakterien durch eine Vielzahl an unterschiedlichen Antibiotika abtöten. Dazu zählen Cephalosporine oder Breitbandpenicilline (siehe auch: Ampicillin). Sie verhindern die Synthese der bakteriellen Zellwand. Da menschliche Zellen keine Zellwände synthetisieren, sind Nebenwirkungen selten. Ebenfalls wirksam sind sogenannte Fluorchinolone (siehe auch: Ciprobay®). Diese hemmen ein nur in den Bakterien vorkommendes Enzym, welches zur Entwindung der DNA benötigt wird. Da dies unter anderem zur DNA-Vervielfältigung nötig ist, können die E. coli-Bakterien sich nicht mehr vermehren.

Auch die DNA-Synthese ist Angriffspunkt unterschiedlicher Antibiotika. Das Kombipräparat Cotrimoxazol (Cotrim®) enthält zwei Wirkstoffe, die gemeinsam die DNA-Synthese in E. coli verhindern. Neben diesen häufig eingesetzten Antibiotika gibt es eine Reihe seltener eingesetzter Antibiotika mit unterschiedlichen Wirkungen. Manche Stämme von E. coli-Bakterien verfügen allerdings inzwischen über eine Reihe von Resistenzmechanismen. Diese verhindern ein Abtöten der Bakterien durch bestimmte Antibiotika. Um herauszufinden, welches das bestwirksamste Antibiotikum ist, wird deshalb häufig zunächst eine Resistenztestung durchgeführt. 

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Von E. coli existieren eine Reihe unterschiedlicher Stämme. Manche dieser Stämme produzieren Toxine. Dabei handelt es sich um Giftstoffe, die für den Menschen schädlich sein können. Toxin-produzierende E. coli-Stämmen gehören deshalb zu den sogenannten pathogenen, also krankheitsauslösenden E. coli. Bekanntheit erlangten beispielsweise Enterohämorrhagische E. coli (EHEC) durch eine Epidemie im Jahr 2011. Dieser Stamm produziert die sogenannten Verotoxine. Verotoxine schädigen menschliche Zellen. Obwohl die EHEC-Bakterien im Darm verbleiben, gelangen von ihnen produzierte Toxine in die Blutbahn. Es kommt zu blutigen Durchfällen. In schweren Fällen sind außerdem Nierenschädigungen oder Blutarmut die Folge.

Neben EHEC gibt es eine Reihe weiterer Toxin produzierende Stämme. Zu diesen zählt auch das enterotoxische E. coli (ETEC). Sie produzieren zwei unterschiedliche Toxine, von denen eines nur durch Temperaturen über 100° C deaktiviert wird. Beide Toxine lösen massive wässrige Diarrhoen aus. Viele der von E. coli produzierten Toxine ähneln in Aufbau und Wirkungsweise stark anderen Bakterientoxinen. Beispielsweise gleicht eines der von ETEC produzierten Toxine in seinem Aufbau zu etwa 80% dem Choleratoxin. Dieses löst ebenfalls wässrige Diarrhoen aus. Bakterien vom Typ E. coli sind in der Lage, Teile ihrer DNA untereinander auszutauschen. Dazu zählen auch DNA-Abschnitte, in denen unterschiedliche Toxine kodiert sind. Dadurch kann sich die Fähigkeit, Toxine zu produzieren über Populationen ausbreiten oder zwischen Stämmen springen.