Appunti di Microbiologia medica, 2024 - Biologia della salute

BACILLUS CEREUS

È il bacillo patogeno più frequente. Si tratta di batteri ambientali o commensali

prevalentemente di animali che possono anche contaminare alimenti (es. contamina verdure

cotte e poi lasciate a raffreddare e poi di nuovo cotte). Le infezioni di B. cereus allora

saranno infezioni alimentari o tossinfezioni, poiché questi batteri producono tossine.

Abbiamo:

- esotossine citolitiche (fosfolipasi C e emolisine)

- esoenzimi (attività proteolitica, lipolitica, saccarolitica)

sulla mucosa interinale e alterano l’equilibrio idrosalino

- enterotossine: agiscono

intestinale

- tossine emetiche: per riflesso inducono nausea e vomito

Queste tossine si trovano frequentemente in verdure. Le manifestazioni cliniche sono

infezioni gastroenteriche, con emesi (immediata, da tossine) e diarrea (più lenta, legata

all’infezione). In età pediatrica sono possibili infezioni anche gravi ma rare, soprattutto a

livello oculare, perché i batteri producono grosse quantità di isoenzimi degradativi e le

proteasi possono causare infezioni oculari molto dannose.

I bacilli possono causare infezioni opportunistiche: se si trovano bacilli in emocoltura è un

problema, bisogna capire se derivano da contaminazione o da infezioni e, in tal caso,

significa che c’è una grave immunocompromissione.

BACILLUS ANTHRACIS

(È andato di moda qualche anno fa come agente di bioterrorismo, ma si tratta di un’enfasi

molto fuori luogo.) Si tratta, invece, di un agente di interesse principalmente veterinario, dove

la sua forma causa un’infezione detta nell’uomo causa l’antrace.

carbonchio; È un bacillo

ambientale ed eventualmente commensale, comunemente ospitato a livello intestinale.

La patogenicità di questo batterio è legata alla presenza di due plasmidi: il plasmide pX01

codifica per una tossina carbonchiosa che ha come bersaglio prevalentemente il macrofago,

mentre il plasmide pX02 codifica per la formazione della capsula, che è il suo principale

L’assenza di uno o l’altro dei plasmidi, rende i batteri apatogeni.

fattore di patogenicità. → di solito contamina gli animali con cui l’uomo viene a

Bacillus anthracis: infezioni

contatto per ragioni professionali, raramente viene mangiato e ancora meno respirato, tuttavia

l’antrace per inalazione è noto per incidenti in impianti militari ed è una situazione grave in

cui le spore germinano nei tessuti. Quindi, come anticipato, tali plasmidi conferiscono 2

vantaggi importanti:

1) capsula, polipeptidica (e non polisaccaridica), è un fattore antifagocitario

2) esotossina carbonchiosa, un complesso multiproteico a tre fattori:

- Fattore I: fattore edematogeno (EF), una adenilato ciclasi batterica che

produce un aumento di cAMP, secondo messaggero che produce ioni che

portano acqua dalla cellula verso esterno (efflusso idroelettrico). Ciò causa

edema dei tessuti.

- Fattore II: antigene protettivo (PA), una proteina di riconoscimento

recettoriale che consente l’attacco sulla cellula bersaglio; la forina presente

sulla membrana processa il PA (staccandone una parte), in questo modo viene

indotta una multimerizzazione che fa da piattaforma recettoriale per uno degli

altri due fattori formando i complessi II-I o II-III che vengono internalizzati

per endocitosi. Dopo l’endocitosi, si ha un rilascio nel citoplasma delle

componenti libere (quindi i fattori I e III).

- Fattore III: fattore letale (LF), una metallo proteasi ad effetto necrotico.

Negli animali (ruminanti soprattutto) il batterio causa carbonchio, alta letalità e

nell’ambiente (si

disseminazione delle spore definiscono epizoozie le epidemie animali). Può

trasmettersi per contatto agli allevatori in presenza di lesioni cutanee.

Nell’uomo, l'infezione cutanea solitamente è acquisita attraverso il contatto con animali

infetti, prodotti di origine animale contaminati da spore, o spore nel terreno. Le ferite aperte

o le abrasioni aumentano la predisposizione, ma l'infezione si può verificare anche quando

la cute è integra. Di solito l'antrace cutaneo non è contagioso, ma in casi molto rari

l'infezione cutanea può essere trasmessa da persona a persona attraverso il contatto diretto o

fomiti.

L’antrace cutaneo si manifesta con zone necrotiche sul punto di contatto, poiché raramente

il patogeno si diffonde al resto dell’organismo.

L'infezione gastrointestinale (compresa quella orofaringea) si può verificare dopo

ingestione di carne non adeguatamente cotta contenente le forme vegetative del

microrganismo, solitamente quando una lesione della mucosa faringea o intestinale ne

facilita l'invasione. La tossina rilasciata provoca ulcere necrotico-emorragiche, emorragia

intestinale, ostruzione e/o perforazione. Spesso è letale.

L’antrace acquisito per inalazione è altrettanto letale, è noto per incidenti in impianti militari

ed è una situazione grave in cui le spore germinano nei tessuti, causa distress respiratorio,

cianosi, shock e coma. d’interesse

Rimane comunque un patogeno veterinario, ma sottolineiamo le sue

conseguenze nell’uomo a causa dei gravi danni che la sua tossina può scaturire (all’esame

dobbiamo ricordarci queste cose!).

6.Isolamento e identificazione

I bacilli si coltivano e isolano facilmente su agar sangue, presentando colonie rugose e dai

margini frastagliati, non emolitiche. Basta fare una colorazione di Gram (positivi) per riuscire

a osservarli, poi per confermare si possono fare dei test di ricerca degli antigeni o ricerca dei

→

plasmidi mediante metodi molecolari è necessario perché spesso si può trattare di

contaminazioni esterne al campione;

B. cereus, invece, molte volte ha necessità di isolamento su agar base, un terreno selettivo

addizionato di tuorlo d’uovo e polimixina B, antibiotico per cui questo batterio è resistente,

quindi vedremo una patina di crescita in piastra che andremo a confermare con test

molecolare.

CLOSTRIDI –

1.2.Inquadratura tassonomica Struttura del batterio

Sono cellule tipicamente gram+ con un metabolismo fermentativo. A livello patogeno, i

clostridi sono prevalentemente ambientali o commensali e possono diventare patogeni

opportunisti della mucosa intestinale, oppure patogeni occasionali.

Tre caratteristiche principali:

1) Anaerobiosi: sono anaerobi, molti anaerobi obbligati, ma troviamo anche delle specie

l’anaerobiosi

aerotolleranti; poiché è tipica del tratto intestinale, è qui che spesso sono

ospitati i clostridi.

2) Spore: formano spore dalle dimensioni maggiori della cellula, per cui la deformano

dandogli un aspetto caratteristico a clavetta

3) Esotossine molto potenti: ne producono molte e diverse; possiamo avere esotossine

ad effetto citolitico e necrotizzante, oppure tossine ad effetto neurologico

Tossine citolitiche e necrotizzanti

Essendo ambientali, come i bacilli, producono moltissimi esoenzimi diversi che, però, in caso

di parassitismo diventano pericolosi. Alcune tossine prodotte sono citolitiche e degradano la

membrana plasmatica, altre agiscono a livello del citoscheletro impedendo la normale

organizzazione dei filamenti di actina, oppure bloccano la proteina Rho.

Le tossine con attività a livello della membrana plasmatica sono delle permeasi (formano pori).

Quelle che agiscono all’interno della cellula sono delle tossine AB ad attività glicosilante,

così chiamate perché hanno due tipi di subunità proteiche:

− active (A): subunità enzimaticamente attiva

− binding (B): subunità che lega il recettore

(possono avere una o più subunità A e una o più B)

Con la subunità B viene riconosciuto il recettore, internalizzato il complesso proteico e poi

rilasciata la subunità A a livello intracellulare con proprietà enzimatica. La tossina AB ha

l’ADP-riboso

attività ADP-ribosilante: è un gruppo funzionale normalmente usato dalla

cellula per regolare l’attività enzimatica (come fosforilazioni) a livello post tradizionale. Si

tratta di un meccanismo normale e fisiologico della cellula: l’ADP-riboso viene preso dal

NAD, staccando la nicotinammide, e trasferito sulla proteina bersaglio per regolarne l’attività

post traduzionale. →

NAD = nicotinamide + 2 riboso + 2 gruppi fosfato la tossina stacca la nicotinamide dando

ADP-ribosio;

Le tossine inducono questo stesso meccanismo causando una disregolazione, perché viene

ribosilato un bersaglio errato o in modo irreversibile bloccando la proteina in uno stato

attivo/inattivo, restituendoci una proteina modificata costitutivamente nella sua attività

enzimatica.

l’attività ADP-ribosilante

Anche con e UDP-glucoso-transferasica si hanno delle proteine che

vengono modificate nella loro attività. Ad esempio, sull’actina G che non polimerizza o la

proteina Rho, accessoria della regolazione del citoscheletro, che perde la sua funzione. In tutti

i casi, abbiamo effetto citotossico.

Neurotossine

Importantissime sono le neurotossine, in particolare quella tetanica e botulinica. Sono

anch’esse delle esotossine AB ad attività proteasica con bersaglio specifico, agiscono a

livello presinaptico, impediscono il rilascio di vescicole contenenti il neurotrasmettitore. Il

neurone colpito, anche se eccitato, non rilascia più il neurotrasmettitore e si ha interruzione

dell’impulso nervoso.

La tossina botulinica agisce sul SNP e blocca il rilascio di acetilcolina nelle placche

neuromuscolari (il muscolo non riesce più a contrarsi, nonostante l’impulso). Si ha paralisi

dei muscoli, in questo caso abbiamo una paralisi flaccida in cui il muscolo perde tono.

La tossina tetanica agisce sul SNC, bloccando altri neurotrasmettitori (GABA) e il circuito

che succede è che viene impedita l’inibizione

di inibizione della contrazione muscolare. Quel

del riflesso di contrazione e la conseguenza è una paralisi spastica, in cui il tono muscolare è

mantenuto alto (ipertono). Più stiro il muscolo più ho il riflesso di contrarre.

un’attività

Le tossine hanno specifica potentissima (bastano pochi ng).

I primi muscoli a essere coinvolti dalla paralisi flaccida del botulino, sono le palpebre e i

muscoli facciali, che poi si estende al resto del corpo con possibile blocco della muscolatura

respiratoria. Stessa cosa vale per la tossina tetanica: contrazione dei muscoli facciali, volto

con tratti contratti e, nei casi gravi, iperestensione a livello del rachide con blocco della

funzione respiratoria.

Questo prima dei vaccini.

Tetano: vaccino antitetanico con tossina denaturata chimicamente con formalina per

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