Appunti di Microbiologia

INFEZIONI DELLA PELLE E DELLE MUCOSE

La pelle costituisce un’importante barriera protettiva nei confronti dei microrganismi. È

composta esternamente dall’epidermide e internamente dal derma. L’epidermide

presenta diversi strati di cellule, di cui il più esterno è detto strato corneo, ed è

formato da scaglie di cheratina. Più internamente, il derma, è costituito

prevalentemente da tessuto connettivo. Follicoli piliferi, dotti delle ghiandole

sudoripare e dotti delle ghiandole sebacee costituiscono una via di accesso ai tessuti

più profondi per i microrganismi patogeni. La normale flora residente della cute è

formata da stafilococchi e micrococchi resistenti all’essiccamento e ad elevate

concentrazioni di sale, Propionibacterium e Corynebacterium, la cui crescita è

supportata dalla secrezione di sebo, e a livello della zona genitale da micobatteri non

patogeni acido-resistenti. Come conseguenza di infezioni microbiche, la cute può

presentare manifestazioni come rash e lesioni cutanee che possono essere

determinate da microrganismi provenienti dall’esterno, da infezioni sistemiche o da

tossine che raggiungono la cute a seguito di diffusione per via ematica (come nel caso

della scarlattina o della sindrome dello shock tossico). Piccole lesioni cutanee

contenenti fluido sono dette vescicole, mentre vescicole di grandezza maggiore al

centimetro vengono definite bolle. Lesioni piatte di colore rossastro sono definite

macule, mentre lesioni rialzate sono chiamate papule o pustole, se contenenti pus. Un

rash cutaneo causato da una malattia da infezione prende il nome di esantema.

Due generi di batteri, gli stafilococchi e gli streptococchi, sono frequenti causa di

malattie che interessano la pelle. Nell’ambito di questi due generi si possono

distinguere batteri commensali, appartenenti alla flora microbica residente, e batteri

patogeni, che producono enzimi e tossine che permettono loro di invadere e

danneggiare i tessuti.

Gli stafilococchi sono cocchi Gram-positivi, immobili, asporigeni, aerobi-anaerobi

facoltativi. Possono presentare capsula e si compongono di 31 specie, di cui una

patogena e le altre non patogene o patogene opportuniste. Largamente diffusi in

natura, sono tra i più resistenti batteri non sporigeni. Diverse specie di stafilococchi

fanno parte della normale flora microbica: si ritrovano sulla cute e sulle mucose del

tratto respiratorio e gastrointestinale. Crescono bene nei comuni terreni di coltura e

mostrano una notevole resistenza ad elevate concentrazioni di NaCl (sono batteri

alofili), caratteristiche della cute, che normalmente inibiscono la crescita microbica.

Sono tra i principali agenti patogeni nosocomiali. Gli stafilococchi si possono

classificare in coagulasi-positivi e coagulasi-negativi in base alla capacità, o meno, di

produrre un enzima, la coagulasi, che permette loro di sfuggire ai meccanismi di difesa

dell’ospite proteggendosi all’interno di coaguli di fibrina. Gli stafilococchi coagulasi-

negativi, come S. epidermidis, fanno parte della flora batterica normale e sono

patogeni opportunisti; attaccano l’ospite solo quando la superficie cutanea viene lesa

tramite tagli, ustioni e abrasioni, o sottoposta a interventi medicali come inserimento

e rimozione di cateteri venosi. Sono particolarmente pericolosi nelle procedure di

impianto di protesi, poiché se avvolti da materiale capsulare possono costituire un

biofilm.

Staphylococcus aureus è il più importante patogeno tra gli stafilococchi per l’uomo,

nonché l’unico coagulasi-positivo. Per l’individuazione degli stafilococchi patogeni (S.

aureus) viene posto il campione in esame (urina, tampone…) su una piastra con

terreno differenziale sale-mannite (la mannite viene fermentata solo da S. aureus) per

ottenere colonie isolate. L’identificazione avviene poi mediante test della

catalasi/coagulasi, essendo il batterio positivo ad entrambi. S. aureus è in grado di

vivere su cute e mucose (tasso di portatori sani che oscilla attorno al 20-60%) senza

dare alcuna sintomatologia all’ospite, pur non facendo parte della flora normale. I

fattori cellulari di patogenicità di S. aureus sono la possibile presenza di capsula

batterica, con proprietà antifagocitarie, la proteina A, legata covalentemente al

peptidoglicano di quasi tutti i ceppi di S. aureus o liberata in forma solubile dal germe,

che si lega con il frammento cristallizzabile delle IgG inibendo l’opsonizzazione

(inibizione competitiva, compete con i recettori per il frammento cristallizzabile delle

cellule immunitarie), e gli acidi teicoici, che mediano l’adesione. I fattori extracellulari

sono dati invece da esoenzimi che ne facilitano la diffusione (coagulasi, stafilochinasi,

ialuronidasi…) e da tossine responsabili di sintomatologie localizzate e sistemiche,

come l’emolisina, la leucocidina, l’enterotossina, la tossina efoliativa e la toxic shock

syndrome toxin, o TSST. In particolare, l’emolisina è una citotossina capace di lisare

diversi tipi cellulari, la leucocidina è in grado di devitalizzare i globuli bianchi con cui

giunge a contatto, l’enterotossina è responsabile di malattie dell’apparato

gastroenterico e induce emesi e diarrea mentre la tossina esfoliativa, con decorso

benigno, agisce a livello extracellulare rompendo le giunzioni intraepidermiche,

generando il distacco dell’epidermide dal derma sottostante, denominato sindrome

della cute scottata. Infine, la TSST è una esotossina pirogenica che stimola il rilascio di

enormi quantità di citochine con conseguente attivazione dell’intero sistema

immunitario, provocando febbre, vomito e rash eritematoso seguiti da shock e

insufficienza renale. Comunemente presente nelle cavità nasali di molti individui, S.

aureus viene facilmente trasportato a livello cutaneo dove, grazie ai follicoli piliferi,

riesce a superare la barriera fisica della cute, dando luogo ad infezioni suppurative.

Quando S. aureus infetta un follicolo pilifero si parla di follicolite, o più comunemente

foruncolo, caratterizzato dalla presenza di pus circondato da tessuto infiammato. La

raccolta di materiale purulento all’interno di un tessuto è definita ascesso, che

rappresenta il principale quadro patologico delle infezioni suppurative da S. aureus si

chiama favo un’estensione di un processo infettivo causato dalla confluenza di più

ascessi a livello sottocutaneo. L’infezione del follicolo pilifero a livello delle ciglia

prende il nome di orzaiolo. Quando l’organismo ospite non riesce ad arginare il

processo infettivo, il tessuto sottocutaneo viene invaso progressivamente inducendo

un esteso danno infiammatorio, che prende il nome di flemmone. Gli stafilococchi sono

la causa più frequenti dell’impetigine, una malattia altamente contagiosa che

interessa principalmente i bambini di età di 2-5 anni. L’impetigine non bollosa è data

dall’attraversamento della cute da parte dello stafilococco tramite piccole lesioni

cutanee e può diffondere in seguito ad autoinoculazione. Le lesioni sono caratterizzate

da croste di colore chiaro che guariscono spontaneamente senza necessità di terapia

antibiotica. L’impetigine bollosa è causata invece da tossine stafilococciche a livello

sistemico, che inducono ad una esfoliazione degli strati cutanei (sindrome della cute

ustionata). S. aureus manifesta una spiccata resistenza nei confronti di un ampio

spettro di antibiotici. Per tale ragione è indispensabile eseguire un antibiogramma

prima di iniziare il trattamento terapeutico contro le patologie associate a S. aureus. In

genere, è sensibile alla vancomicina, farmaco di prima scelta, seguita da

aminoglicosidi e macrolidi.

Gli streptococchi sono cocchi Gram-positivi, capsulati e asporigeni, aerobi-anaerobi

facoltativi, immobili e catalasi negativi. Costituiscono gran parte della popolazione

microbica orale e possono essere rinvenuti lungo tutto il tratto intestinale, a livello

vaginale e a livello cutaneo. Sono responsabili di diverse malattie quali impetigine,

meningite, polmonite, faringite, endocardite e carie dentali. In base alla capacità o

meno di lisare gli eritrociti, quando coltivati in agar sangue, possono essere classificati

in alfa-emolitici, beta-emolitici e gamma-emolitici. Gli alfa-emolitici e beta-emolitici

inducono entrambi l’emolisi degli eritrociti ma, mentre gli alfa-emolitici inducono

un’emolisi parziale, i beta-emolitici inducono un’emolisi completa. Gli streptococchi

beta-emolitici sono, in genere, associati a patologia nell’uomo. Fanno parte dei beta-

emolitici Streptococcus pyogenes e Streptococcus agalatiae, mentre fa parte degli

alfa-emolitici Streptococcus pneumoniae, anch’esso patogeno per l’uomo.

S. pyogenes è un batterio streptococco beta-emolitico, che si ritrova nelle vie aeree

superiori e rappresenta il principale responsabile delle faringiti batteriche. I fattori

cellulari di virulenza sono la presenza della capsula batterica, con attività

antifagocitaria, e le adesine, che presentano un’omologia strutturale con la miosina e,

oltre a favorire l’adesione e la colonizzazione, consentono di eludere la risposta

immunitaria prevenendo l’attivazione del complemento (in particolare la proteina M). I

fattori extracellulari sono dati invece da esoenzimi, quali la ialuronidasi (dissolve

l’acido ialuronico del tessuto connettivo), la DNasi e la streptochinasi, e da tossine

come le esotossine streptococciche pirogene, superantigeni che stimolano le cellule T,

streptolisina O ed S, che inducono la lisi degli eritrociti, la tossina eritrogenica,

responsabile della scarlattina, e la tossina della sindrome dello shock tossico,

un’esotossina pirogenica presenta anche in S. aureus. Le infezioni cutanee

streptococciche sono in genere localizzate ma altamente distruttive. Quando S.

pyogenes infetta il derma può causare infezioni piogeniche, come nel caso di S.

aureus, o una grave patologia detta erisipela, caratterizzata da macchie rossastre con

margini sollevati. La malattia può progredire portando a distruzione locale del tessuto

e, in seguito ad immissione dei batteri nel circolo ematico, esitare in una sepsi. La

cellulite streptococcica coinvolge cute e sottocute ed è in genere conseguenza di

traumi, ustioni o interventi chirurgici. Gli streptococchi sono inoltre una delle principali

cause di fascite necrotizzante, o gangrena streptococcica, un’infezione profonda dei

tessuti sottocutanei che induce necrosi estensiva a rapida propagazione. Un fattore

fondamentale nella fascite necrotizzante è l’esotossina A, che agendo da

superantigene induce un danno autoimmune che contribuisce al danno tissutale. In

caso di TSST streptococcica il rash cutaneo è meno presente rispetto alla TSST

stafilococ