Las cepas de E. coli que provocan gastroenteritis se subdividen en los cinco principales grupos siguientes: E. coli enteropatógena (ECEP), E. coli enterotoxígena (ECET), E. coli enterohemorrágica(ECEH), E. coli enteroinvasiva (ECEI) y E. coli enteroagregativa (ECEA).
ECEP
Las cepas enteropatógenas de E. coli fueron las primeras en asociarse a la enfermedad diarreica y continúan siendo la principal causa de diarrea infantil en los países pobres. La enfermedad es rara en niños mayores y en adultos, tal vez debido al desarrollo de inmunidad protectora.
La infección se caracteriza por la adhesión bacteriana a las células epiteliales del intestino delgado con la destrucción posterior de las microvellosidades Las cepas ECEP forman microcolonias en la superficie de las células epiteliales en las que las bacterias se unen a las células del organismo anfitrión a través de unas estructuras en forma de copa. Inicialmente se establece una unión laxa medida por los pili que forman haces, seguida de una secreción activa de proteínas por el sistema de secreción bacteriano de tipo III hacia la célula epitelial anfitriona. Una proteína, el receptor de la intimina translocada (Tir), se inserta en la membrana epitelial y actúa como receptor de una adhesina bacteriana de la membrana externa, la intimina. La diarrea acuosa típica de esta entidad se debe a la absorción inadecuada derivada de la destrucción de las microvellosidades.
ECET
La enfermedad producida por E. coli enterotoxígena, produce infecciones afectan a niños pequeños de los países en vías de desarrollo o a los que viajan a estas zonas. El inoculo para esta enfermedad ha de ser grande, por lo que las infecciones se adquieren fundamentalmente a través del consumo de alimentos o de agua contaminada con restos fecales. No se produce transmisión de una persona a otra.
ECEH
Las cepas de E. coli enterohemorrágica son las que causan con mayor frecuencia enfermedad en los países desarrollados. La ingestión de un inoculo que contenga menos de 100 bacterias puede producir la enfermedad. La gravedad de la enfermedad producida por ECEH varía desde una diarrea leve y no complicada hasta una colitis hemorrágica con dolor abdominal grave, diarrea sanguinolenta, sin fiebre o con febrícula. La mayoría de los casos de esta enfermedad se ha atribuido al consumo de carne de vaca o de otros productos cárnicos poco cocinados, agua, leche no pasteurizada o zumos de frutas, verduras crudas y frutas.
ECEI
Las cepas de E. coli enteroinvasiva son infrecuentes tanto en países desarrollados como en los países en vías de desarrollo. Las cepas patogénicas se asocian fundamentalmente a un número limitado de serotipos. Las bacterias son capaces de invadir y destruir el epitelio colónico para producir una enfermedad que se caracteriza inicialmente por diarrea acuosa. Una minoría de pacientes evoluciona a la forma disentérica de la enfermedad, la cual debuta con fiebre, espasmos abdominales y presencia de sangre y leucocitos en las heces. El movimiento en el citoplasma y en las células epiteliales adyacentes está regulado por la formación de colas de actina. Este proceso de destrucción de las células epiteliales con infiltración inflamatoria puede dar lugar a una ulceración colónica.
ECEA
Las cepas de E. coli enteroagregativo se han visto implicadas en una diarrea acuosa, persistente y con deshidrataciónen niños de los países en vías de desarrollo y en personas que han viajado a estos países. La persistencia de estas bacterias se asocia a la presencia de diarrea crónica y a un retraso del desarrollo de los niños afectados. Las bacterias se caracterizan por su capacidad de aglutinarse entre sí en una organización de «ladrillos apilados.
