Il 14 luglio 1885 Theodor Escherich tenne una conferenza presso la Società di Morfologia e Fisiologia di Monaco dal titolo "I batteri intestinali nel neonato e nel bambino" 346 , i cui contenuti vennero rielaborati un anno più tardi in un articolo dello stesso autore -"I batteri intestinali del bambino e la loro relazione con la fisiologia della digestione" 347   Escherichia coli (bacillo del colon o colibacillo) è l'unica specie delgenere Escherichia e appartiene alla famiglia delle Enterobatteriaceae. Dal punto di vista tassonomico è correlato al genere Shigella e strettamente associato ai generi Citrobacter, Salmonella e Klebsiella. (Fig. 28).Figura 28. Famiglia di Enterobatteriaceae (da Brenner, 1984 348 ).Si tratta di un batterio gram negativo, asporigeno, mobile per la presenza di flagelli e quasi costantemente sprovvisto di pili. Le sue dimensioni sono 1,1-1,5 x 2,0-6,0 μm (Fig. 29). Dal punto di vista metabolico è un anaerobio facoltativo, in quanto possiede due sistemi riduttivi (menaquinone e ubiquinone), che gli permettono di ricavare energia sia in presenza di ossigeno, sia in condizioni di anaerobiosi.In condizioni ottimali la sua velocità di riproduzione è molto elevata, con un tempo di raddoppiamento pari a 20 minuti. Dal momento che nell'intestino umano non si verificano tali condizioni ottimali, è stato dimostrato che il numero di E.coli di una colonia raddoppia ogni 30 ore, tempo estremamente più lungo rispetto ai 100 minuti nell'intestino del ratto 288 .Attualmente sono note numerosissime varianti sierologiche e questo è dovuto alla presenza degli antigeni O, K e H, dalla cui combinazione si ottengono più di 50000 sierotipi. L'antigene O, di cui sono note 173 varianti, è il costituente del lipopolisaccaride della membrana cellulare esterna resistente al calore.L'antigene K, di cui esistono 80 tipi, fa parte del polisaccaride della capsula.Infine, le 56 varianti di antigene H sono riscontrabili a livello flagellare. Oltre a questo, ad aumentare la varietà di E. coli, si sono identificate 100 diverse adesine coinvolte nel processo di adesione alla parete intestinale (Fig. 30). E. coli è una delle prime specie batteriche a colonizzare l'intestino del neonato: alcuni ceppi persistono nel microbiota intestinale per mesi o anni (batteri residenti), altri scompaiono dopo poche settimane (batteri in transito) 349 . E'stato dimostrato che la colonizzazione intestinale da parte di E. coli è più tardiva nei bambini che vivono nei Paesi industrializzati 236,350,351 .La concentrazione di E. coli risulta inversamente proporzionale alla complessità della normale microflora intestinale. In particolare, tale popolazione inizia a diminuire nella tarda infanzia, quando aumenta il numero di batteri anaerobi che colonizzano la mucosa. Si sono inoltre dimostrate delle differenze interindividuali, per cui si stima che la media nell'adulto sia di 10 4 -10 10 Colony Forming Unit per grammo di feci (CFU/gr). Pare che l'ossigeno che diffonde attraverso la parete del colon rappresenti uno stimolo chemiotattico per E. coli, che risulta presente nel lume intestinale ed in concentrazione superiore a livello della mucosa 352 .Durante le prime settimane di vita, la fisiologica proliferazione di batteri aerobi e la bassa concentrazione di anaerobi obbligati spiegano la frequenza delle infezioni urinarie o ematiche da E. coli o da altri enterobatteri, così come il rischio maggiore di infezioni gastroenteriche da enterobatteri durante un'antibioticoterapia che distrugga la flora anaerobia obbligata del lattante.I fattori ambientali, come la presenza di animali domestici o la modalità di alimentazione, non sembrano influenzare in maniera significativa la colonizzazione da parte di questi microrganismi oppure il turnover tra i diversi ceppi 350 . In contrasto con questi dati, uno studio recente ha invece dimostrato che la concentrazione di E. coli risulta minore nei bambini allattati al seno rispetto a quelli alimentati con formule artificiali, sottolineando il ruolo del tipo di alimentazione ed in particolare del latte materno, nella composizione del microbiota intestinale 265 .I batteri residenti nell'intestino sviluppano diverse caratteristiche, tra cui l'espressione di fimbrie P e la capacità di aderire all'epitelio intestinale attraverso una notevole varietà di adesine, che permettono loro di colonizzare i tessuti. In uno studio svedese si è dimostrato che le fimbrie P e l'aerobactina, precedentemente ritenuti fattori di virulenza per le infezioni del tratto genitourinario, possono contribuire alla persistenza di E. coli nella normale microflora intestinale 352 .Inoltre, è stato osservato che in anaerobiosi o in presenza di una ridotta tensione di ossigeno E. coli è in grado di utilizzare il lattosio per via fermentativa con produzione di acidi e soprattutto di gas.Anche se rappresenta un commensale dell'intestino e ha un ruolo fondamentale nel processo digestivo, ci sono situazioni in cui questo batterio può determinare varie patologie. Alcuni ceppi di E. coli sono agenti eziologici di malattie intestinali, come enteriti, ed extra-intestinali, tra cui infezioni del tratto urinario, meningiti, peritoniti, polmoniti e sepsi. Varianti dello stesso microrganismo sono in grado di determinare patologie anche in altre specie: diarrea, sepsi e mastite nella mucca, diarrea e stati edematosi nel maiale, diarrea e sepsi nella pecora, infezioni del tratto urinario nel cane, sepsi nell'anatra.L'adesione alle cellule dell'epitelio intestinale rappresenta il primo passo per la colonizzazione, l'invasione e il rilascio di tossine da parte di questi microrganismi patogeni 353 . La traslocazione batterica, ovvero il passaggio transmurale di batteri vivi o dei loro prodotti attraverso la barriera intestinale, è invece il processo che permette la diffusione sistemica dei germi intestinali. I meccanismi che sembrano promuovere questo processo sono una crescita microbica eccessiva a livello dell'intestino tenue, stati di immunodeficienza e danni fisici a carico della mucosa intestinale, responsabili di un aumento della permeabilità. Aerobi facoltativi intestinali, come Escherichia coli, sembrano subire la traslocazione più facilmente, probabilmente poiché l'ossigeno presente nel sangue previene la crescita dei microrganismi anaerobi 354 . E' stato ipotizzato che E. coli possa anche essere coinvolto nell'eziopatogenesi dell'enterocolite necrotizzante, una malattia intestinale che colpisce i neonati prematuri. Le manifestazioni cliniche comprendono distensione addominale, sanguinamenti rettali e perforazione intestinale. La patogenesi è tuttora sconosciuta, ma si pensa che sia il risultato dell'associazione tra immaturità intestinale, danno ischemico ed azione dei batteri intestinali 356 . E. coli necrotossico (NTEC) è produttore di una fattore tossico di citonecrosi (CNF), di cui esistono 2 varianti: CNF1 è responsabile di infezioni extraintestinali, mentre CNF2 è coinvolto nella patogenesi di diarrea e setticemia.Escherichia coli è il maggiore responsabile di infezioni del tratto urinario nel neonato e nel bambino. E. coli uropatogeno (UPEC) è caratterizzato dalla capacità di aggregarsi ad altri microrganismi della stessa specie e produrre una capsula attorno al gruppo, in modo tale da proteggersi dall'azione del sistema immunitario. Le fimbrie P e S e la tossina citolitica α-emolisina sono alla base del suo effetto patogeno.La setticemia senza precedenti infezioni focali è un'evenienza molto più frequente nei neonati rispetto ai bambini più grandi o agli adulti. SEPEC è una variante di E. coli responsabile di sepsi nell'uomo, nel gatto, nella pecora, nel maiale e nel pollo e si protegge dal sistema immunitario grazie a una capsula e al lipopolisaccaride a lunghe catene. La setticemia neonatale causata da batteri intestinali è probabilmente dovuta alla traslocazione diretta dei batteri attraverso la barriera mucosa. In tal modo, i germi che sfuggono alla fagocitosi e alla distruzione da parte del complemento possono raggiungere il torrente circolatorio.E. coli è in grado di attraversare l'epitelio intestinale e raggiungere i linfonodi mesenterici, il sangue ed altri organi, mentre la maggior parte dei batteri anaerobi non ha questa capacità. La traslocazione avviene quando una specie batterica raggiunge una concentrazione di 10 8 batteri per grammo di feci. Questo processo avviene molto spesso durante il periodo neonatale proprio a causa degli elevati livelli di aerobi ed anaerobi facoltativi nella flora microbica. Inoltre, alcuni antibiotici possono ridurre il numero di anaerobi e permettere agli enterobatteri di raggiungere livelli eccessivamente alti.E. coli può anche intervenire in varie infezioni del distretto addominale (vie biliari, appendice ileo-cecale, peritoneo) o in affezioni respiratorie (bronchiti, polmoniti).Gli stipiti caratterizzati dalla presenza dell'antigene K1 sono poi tra i più frequenti agenti eziologici della meningite dei neonati. MENEC è l'E. coli responsabile di meningite e può venire trasmesso dalla madre al figlio durante il parto.. Infine, ci sono evidenze sempre maggiori che sottolineano il ruolo di ceppi di E. coli moderatamente patogeni nello sviluppo delle malattie infiammatorie intestinali (IBD) 357 . Il meccanismo d'azione sembra essere legato alla capacità di aderire e invadere le cellule dell'epitelio intestinale, in assenza di qualunque gene tipicamente patogeno, e alla produzione di sostanze con attività proteasica 358 . Enterobacter cloacae è un bacillo ossidasi negativo e catalasi positivo, anaerobio facoltativo, dotato di flagelli peritrichi. La sua temperatura di crescita ideale è di 30°C e si sviluppa più facilmente in terreno Agar. Nell'uomo questo batterio è talvolta associato ad infezioni del tratto genitourinario e dell'albero respiratorio, pur essendo di norma un commensale del tratto gastroenterico 344,345 .