Escherichia coli

A bactéria gram-negativa Escherichia coli Escherichia coli The gram-negative bacterium Escherichia coli is a key component of the human gut microbiota. Most strains of E. coli are avirulent, but occasionally they escape the GI tract, infecting the urinary tract and other sites. Less common strains of E. coli are able to cause disease within the GI tract, most commonly presenting as abdominal pain and diarrhea. Escherichia coli é um constituinte chave da microbiota intestinal humana. A maioria das estirpes de E. coli são avirulentas, mas ocasionalmente atravessam o trato GI, infetando o trato urinário e outros locais. As linhagens menos comuns de E. coli podem causar doenças no trato GI, apresentando-se frequentemente com um quadro de dor abdominal e diarreia. A E. coli é transmitida por via fecal-oral, através da preparação insalubre de alimentos, contaminação de carne, irrigação ou lavagem de culturas/frutas com água contaminada e consumo de água contaminada.

Last updated: Dec 15, 2025

Editorial responsibility: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Classificação

Fluxograma de classificação de bactérias Gram negativas

Bactérias gram-negativas:
A maioria das bactérias pode ser classificada de acordo com um procedimento de laboratório chamado coloração de Gram.
As paredes celulares bacterianas com uma camada fina de peptidoglicanos não retêm a coloração cristal violeta utilizada na técnica coloração de Gram. No entanto, as bactérias gram-negativas retêm a coloração de contraste de safranina e aparecem com cor vermelho-rosado. Estas bactérias podem ainda ser classificadas de acordo com a sua morfologia (diplococos, bastonetes curvos, bacilos e cocobacilos) e capacidade de crescerem na presença de oxigénio (aeróbios versus anaeróbios). As bactérias Gram-negativas podem ser identificadas com precisão através de culturas em meios específicos (Agar Tríplice Açúcar Ferro (TSI)), com a identificação das enzimas (urease, oxidase) e determinação da capacidade de fermentar a lactose.
* Cora pouco com coloração de Gram
** Bastonete pleomórfico/cocobacilos
*** Requer meios de transporte especiais

Imagem por Lecturio.

Características Gerais

  • Características:
    • Coloração: Gram-negativa
    • Morfologia: bacilo (bastonete)
    • Anaeróbio facultativo
    • Imóvel ou móvel (flagelado)
    • Catalase-positivo
    • Fermenta lactose
  • Meios especiais e teste bioquímico:
    • Agar MacConkey: cresce em colónias rosa
    • Agar eosina-azul de metileno (EMB): cresce em colónias metálicas verdes
    • Teste de indol – positivo
Fotomicrografia de Escherichia coli

Fotomicrografia de Escherichia coli

Imagem: “E. coli Bacteria” por NIAID. Licença: CC BY 2.0

Patogénese e Fatores de Virulência

Virulência

  • Estruturas antigénicas:
    • Antigénio O: componente do lipopolissacarídeo (LPS) na parede celular
    • Antigénio H: proteína flagelar
    • Antigénio K: cápsula polissacarídica
  • Os fatores de adesão e toxinas são específicos para a estirpe de E. coli.

Variantes avirulentas de Escherichia coli Escherichia coli The gram-negative bacterium Escherichia coli is a key component of the human gut microbiota. Most strains of E. coli are avirulent, but occasionally they escape the GI tract, infecting the urinary tract and other sites. Less common strains of E. coli are able to cause disease within the GI tract, most commonly presenting as abdominal pain and diarrhea. Escherichia coli

  • Reservatório:
    • Os seres humanos são o reservatório primário.
    • As estirpes fazem parte da flora intestinal normal.
  • Transmissão:
    • Em infeções do trato urinário (ITUs):
      • A bactéria ascende pela uretra para causar infeção.
      • Mais MAIS Androgen Insensitivity Syndrome comum em mulheres ou em casos de utilização de cateter
      • Fímbrias tipo 1 ( pili Pili Filamentous or elongated proteinaceous structures which extend from the cell surface in gram-negative bacteria that contain certain types of conjugative plasmid. These pili are the organs associated with genetic transfer and have essential roles in conjugation. Normally, only one or a few pili occur on a given donor cell. This preferred use of ‘pili’ refers to the sexual appendage, to be distinguished from bacterial fimbriae, also known as common pili, which are usually concerned with adhesion. Salmonella): fator de virulência que permite a adesão bacteriana às células uroepiteliais.
    • Na meningite neonatal:
      • Bebé infetado com E. coli materna por rutura de membranas ou durante o parto
      • Polissacarídeo capsular K1: fator de virulência na maioria dos casos

Variantes patogénicas de Escherichia coli Escherichia coli The gram-negative bacterium Escherichia coli is a key component of the human gut microbiota. Most strains of E. coli are avirulent, but occasionally they escape the GI tract, infecting the urinary tract and other sites. Less common strains of E. coli are able to cause disease within the GI tract, most commonly presenting as abdominal pain and diarrhea. Escherichia coli

  • As estirpes patogénicas são encontradas exogenamente e introduzidas através da produção ou preparação de alimentos insalubres.
  • Transmissão:
    • Via fecal-oral
    • Carne ou produtos contaminados
  • Empregam vários fatores de virulência na produção de doenças, dependendo do agente patogénico
Tabela: Variantes patogénicas de E. coli
Agente patogénico Patogénese/Fator de virulência Sinais e sintomas
ETEC
  • As adesinas fimbriais permitem a ligação à mucosa intestinal
  • A enterotoxina termolábil (LT) aumenta o AMPc → alteração do transporte de eletrólitos (↑ secreção de cloreto) e diarreia
  • LT: associado à toxina da cólera
  • A enterotoxina termoestável (ST) aumenta o cGMP cGMP Guanosine cyclic 3. Phosphodiesterase Inhibitors → diarreia
  • Sem inflamação ou invasão
Sem inflamação ou invasão → diarreia do viajante (aguada)
EPEC
  • Colonização por meio de formador de feixe de pilus (BFP) (codificado por um fator de adesão plasmidial EPEC ou EAF)
  • Contém o lócus cromossómico com a capacidade de infringir lesões nos enterócitos (LEE), que codifica a intimina, uma adesina específica que se liga ao epitélio intestinal
  • Sem produção de toxinas
Inflamação leve → diarreia aquosa com muco
EAEC EAEC Escherichia coli
  • Fímbrias de aderência agregativa ( AAF AAF Escherichia coli) para aderir à mucosa intestinal; formam um biofilme
  • Padrão de aderência “Tijolos empilhados”
  • Alguns possuem uma enterotoxina termoestável (ST), semelhante à ETEC.
Inflamação ligeira → diarreia aquosa
EHEC
  • Liga-se ao epitélio intestinal via fímbrias bacterianas
  • Emprega a toxina Shiga codificada por fagos:
    • Citotóxico para ambas as vilosidades intestinais e células epiteliais do cólon
    • Inibe a síntese de proteínas → morte celular
  • A estirpe O157:H7 pode levar à síndrome hemolítica-urémica.
Inflamação grave → disenteria (diarreia sanguinolenta)
EIEC EIEC Escherichia coli Invasão direta do epitélio intestinal e formação de enterotoxinas → necrose e inflamação Inflamação grave → disenteria (diarreia sanguinolenta) semelhante à Shigella Shigella Shigella is a genus of gram-negative, non-lactose-fermenting facultative intracellular bacilli. Infection spreads most commonly via person-to-person contact or through contaminated food and water. Humans are the only known reservoir. Shigella
ETEC = E. coli enterotoxigénica
EPEC = E. coli enteropatogénica
EAEC = E. coli enteroagregativa
EHEC = E. coli enterohemorrágica
EIEC = E. coli enteroinvasiva

Doenças Associadas

Infeções do trato urinário

  • A bactéria E. coli é a principal causa de ITUs em mulheres.
  • Diagnóstico: análise sumária de urina com urocultura
  • Tratamento: antibioterapia (por exemplo, nitrofurantoína, trimetoprim-sulfametoxazol)

Meningite neonatal

  • A E. coli pode causar meningite e sépsis (que frequentemente coexistem, ou a sépsis pode preceder a meningite).
  • Sinais e sintomas:
    • Febre
    • Abaulamento da fontanela
    • Vómitos
    • Coma Coma Coma is defined as a deep state of unarousable unresponsiveness, characterized by a score of 3 points on the GCS. A comatose state can be caused by a multitude of conditions, making the precise epidemiology and prognosis of coma difficult to determine. Coma
    • Convulsões
    • Reflexo de Moro pouco vigoroso ou ausente
    • Hipertonia ou hipotonia
  • Diagnóstico: análise do LCR com leucocitose e glicose diminuída e isolamento da bactéria na técnica de coloração Gram
  • Tratamento: antibioterapia (por exemplo, ceftriaxone Ceftriaxone A broad-spectrum cephalosporin antibiotic and cefotaxime derivative with a very long half-life and high penetrability to meninges, eyes and inner ears. Cephalosporins)

Diarreia

  • E. coli enterotoxigénica (ETEC):
    • Causa mais MAIS Androgen Insensitivity Syndrome comum de diarreia do viajante em todo o mundo
    • Diarreia geralmente em locais com limitação de recursos (especialmente com problemas sanitários)
    • Período de incubação curto, que dura ≤ 5 dias
    • Diarreia secretora aquosa, com náuseas e cólicas
      • Semelhante à cólera
      • A diarreia da ETEC tem coloração tipo arroz.
      • Os doentes podem perder até 20 L de líquidos por dia.
    • Diagnóstico: deteção de enterotoxinas termolábeis ou termoestáveis (por reação de polimerase em cadeia ( PCR PCR Polymerase chain reaction (PCR) is a technique that amplifies DNA fragments exponentially for analysis. The process is highly specific, allowing for the targeting of specific genomic sequences, even with minuscule sample amounts. The PCR cycles multiple times through 3 phases: denaturation of the template DNA, annealing of a specific primer to the individual DNA strands, and synthesis/elongation of new DNA molecules. Polymerase Chain Reaction (PCR)))
    • O tratamento é de suporte.
  • E. coli enteropatogénica (EPEC):
    • A EPEC é uma das principais causas de diarreia aquosa esporádica em crianças (principalmente < 2 anos de idade) nos países em desenvolvimento.
    • Diarreia aquosa sem presença de sangue ou pús
    • Diagnóstico: PCR PCR Polymerase chain reaction (PCR) is a technique that amplifies DNA fragments exponentially for analysis. The process is highly specific, allowing for the targeting of specific genomic sequences, even with minuscule sample amounts. The PCR cycles multiple times through 3 phases: denaturation of the template DNA, annealing of a specific primer to the individual DNA strands, and synthesis/elongation of new DNA molecules. Polymerase Chain Reaction (PCR) das fezes
    • O tratamento é de suporte.
  • E. coli enteroagregativa ( EAEC EAEC Escherichia coli):
  • E. coli enterohemorrágica (EHEC):
    • Infeção maioritariamente de origem alimentar
    • Diarreia dolorosa e sanguinolenta
    • A infeção pela estirpe O157:H7 pode levar à síndrome hemolítica-urémica (SHU), que se manifesta com a seguinte tríade:
      • Anemia Anemia Anemia is a condition in which individuals have low Hb levels, which can arise from various causes. Anemia is accompanied by a reduced number of RBCs and may manifest with fatigue, shortness of breath, pallor, and weakness. Subtypes are classified by the size of RBCs, chronicity, and etiology. Anemia: Overview and Types hemolítica
      • Trombocitopenia
      • LRA – lesão renal aguda
    • As crianças apresentam maior predisposição do que os adultos a desenvolver SHU.
    • Diagnóstico: deteção da toxina Shiga por imunoensaio enzimático ou PCR PCR Polymerase chain reaction (PCR) is a technique that amplifies DNA fragments exponentially for analysis. The process is highly specific, allowing for the targeting of specific genomic sequences, even with minuscule sample amounts. The PCR cycles multiple times through 3 phases: denaturation of the template DNA, annealing of a specific primer to the individual DNA strands, and synthesis/elongation of new DNA molecules. Polymerase Chain Reaction (PCR)
    • Tratamento:
      • Suporte
      • Evitar antibióticos, dado que estão associados ao desenvolvimento de SHU.
  • E. coli enteroinvasiva ( EIEC EIEC Escherichia coli):
    • Observada em viajantes e crianças nos países em desenvolvimento
    • O EIEC EIEC Escherichia coli invade diretamente o epitélio intestinal, causando diarreia sanguinolenta.
    • O tratamento é de suporte.

Referências

  1. Holtz, L. R., & Tarr, P. I. (2024). Shiga toxin-producing Escherichia coli: Epidemiology, microbiology, clinical manifestations, and diagnosis. UpToDate. In S. B. Calderwood & S. L. Kaplan (Eds.), E. L. Baron (Deputy Ed.). Retrieved April 21, 2025, from https://www.uptodate.com/contents/shiga-toxin-producing-escherichia-coli-epidemiology-microbiology-clinical-manifestations-and-diagnosis
  2. Nataro, J. P., Calderwood, S. B. (2024). Pathogenic Escherichia coli associated with diarrhea. UpToDate. Retrieved April 21, 2025, from https://www.uptodate.com/contents/pathogenic-escherichia-coli-associated-with-diarrhea
  3. Nguyen, Y., Sperandio, V. (2012). Enterohemorrhagic E. coli (EHEC) pathogenesis. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 12:90. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22919681/
  4. Ryan, K. J. (Ed.). (2017). Sherris Medical Microbiology, 7th ed. McGraw-Hill. https://accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?bookid=2268&sectionid=176087050
  5. Sarowska, J., Futoma-Koloch, B., Jama-Kmiecik, A., et al. (2019). Virulence factors, prevalence and potential transmission of extraintestinal pathogenic Escherichia coli isolated from different sources: recent reports. Gut Pathogens 11(10). https://doi.org/10.1186/s13099-019-0290-0 
  6. Steffen, R. (2005). Epidemiology of traveler’s diarrhea. Clinical Infectious Diseases 41:536–540. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16267715/

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