Dans le syndrome hémolytique et urémique typique où est impliquée la bactérie STEC ou VTEC, celle-ci est ingérée par le patient par les aliments ou les boissons. Elle se multiplie dans le tube digestif, le plus souvent au niveau du côlon et adhère aux cellules qui tapissent le tube digestif (entèrocytes). Les bactéries envahissent la muqueuse et déclenchent une réaction du système de défense de l'organisme responsable des symptômes. Ainsi, 3 jours après, voire un mois après la contamination, la maladie se manifeste par une simple diarrhée qui devient ensuite sanglante. Une fièvre peut apparaitre mais ce n'est pas un signe constant. Dans ce cas, on parle d'une « colite hémorragique ». La diarrhée est présente dans 90 % des cas.
Les bactéries STEC ou VTEC produisent ensuite une toxine (shigatoxine ou vérotoxine) en grande quantité et, par des mécanismes complexes, la transfèrent dans le sang. Cette toxine est véhiculée par le sang par un type de globules blancs qu'on appelle les polynucléaires neutrophiles. Ils dispersent la toxine dans l'organisme qui va s'attaquer aux cellules des parois des vaisseaux (appelées cellules endothéliales). C'est alors que surviennent les symptômes généralisés de la maladie.
En fait le stade de la colite hémorragique est probablement plus lié à l'action de la toxine sur les vaisseaux du tube digestif qu'à un envahissement de la muqueuse. On parle d'ailleurs d'Escherichia coli entéro-hémorragique en non d'Escherichia coli entéro-invasif.
Les règles d'hygiène alimentaire de base suffisent à diminuer le risque de SHU :
Actuellement on ne peut que traiter les dysfonctionnements décrits ci dessus :
Le système de défense de l'organisme va détruire progressivement les bactéries mais éliminera lentement la toxine qui aura eu le temps de faire des dégâts importants.
Actuellement on considère qu'un traitement antibiotique ne sert à rien puisque, quand on diagnostique l'infection, la toxine est déjà produite. Cela risque même de favoriser le SHU, car en détruisant la bactérie on libère encore plus de toxines. Mais les résultats des études sur ce phénomène d'amplification de la maladie sont contradictoires. Les antidiarrhéiques sont également contre-indiqués car ils diminuent l'élimination naturelle par les selles de la bactérie et des toxines.
Les antidouleurs « opiacés » (dont par exemple : Efferalgan Codéïne, Topalgic, Codoliprane, Codenfan) peuvent être également néfastes puisqu'il ralentissent le transit et donc l'élimination de la bactérie. Il ne faut pas non plus utiliser d'anti-inflammatoire non stéroïdien (par exemple : l'aspirine ou l'ibuprofène) comme antidouleur ou pour faire baisser la température : ils peuvent aggraver le dysfonctionnement des reins et favoriser les saignements.
Les essais de nouveaux traitements n'ont pas encore montré une franche efficacité.