Appunti di Microbiologia

INFEZIONI NOSOCOMIALI

Per infezioni nosocomiali si intendono le infezioni che vengono contratte in ambito

ospedaliero nel periodo di degenza dei pazienti per una qualsiasi causa, altamente

mortali. Le sedi di infezione si verificano soprattutto nell’apparato urinario, a causa per

esempio di catetere inserito in modo non asettico o per una permanenza eccessiva, nelle

ferite chirurgiche, nelle vie respiratorie inferiori, setticemie o batteriemie, cioè la presenza

di batteri nel sangue, o sepsi, cioè la proliferazione nel circolo dei batteri che liberano i loro

prodotti tossici. Gli agenti infettivi coinvolti sono soprattutto batteri, sia della flora batterica

normale che ambientali, seguono poi i miceti, come la candida, virus e protozoi, più rari e

dovuti soprattutto a gravi incidenti di percorso. Le infezioni nosocomiali dipendono

dall’interazioni di tre fattori, ambiente, ospite e agente infettivo:

 L’ambiente ospedaliero è un ambiente in cui si svolgono operazioni a rischio, come

cateterismi, interventi chirurgici, manovre endoscopiche, trapianti, trasfusioni e

intubazioni, talvolta tutte effettuate con presenza di microrganismi.

 L’ospite gioca un ruolo importante perché spesso i paziente ospedalieri sono

defedati, in età estreme della vita, neonati o anziani, che hanno quindi un sistema

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immunitario più debole o perché non ancora completamente sviluppato o perché

invecchiato e quindi meno efficiente, o con neoplasie, immunodeficienze o ferite

chirurgiche.

 L’agente infettivo può essere patogeno opportunistico, cioè che diventa patogeno

in casi particolari perché di solito sono presenti , come nel caso dell’E. coli, o può

presentare farmaco resistenze dovute all’abuso di farmaci, come nel caso dello S.

Aureus, problema diffuso soprattutto nel mondo industrializzato.

DINAMICA DEL PROCESSO INFETTIVO

Il processo infettivo ha inizio quando i batteri penetrano nel nostro organismo, attraverso la

cute o attraverso le mucose, rispettivamente barriere esterne e interne. Poiché le due

strutture sono diverse, i batteri hanno metodi diversi per sorpassare queste barriere. La

cute ha uno strato superficiale corneo spesso e cheratinizzato, praticamente invalicabile

se integra, ma le mucose sono più permeabili, perché sono prive dello strato

cheratinizzato, quindi spesso le infezioni hanno origine in esse. Il processo infettivo è un

processo dinamico, tra microrganismi patogeni e fattori di difesa dell’ospite. Entrambi però

hanno sistemi di difesa naturali semplici ma efficaci e importanti, ogni sede anatomica un

sistema diverso.

 La cornea dell’occhio è molto sottile per consentire all’individuo di vedere, quindi le

secrezioni lacrimali contengono un enzima chiamato lisozima, principale fattore di

difesa dell’occhio, che causa la digestione della parete cellulare dei batteri,

causando quindi lo scoppio del batterio, garantendo quindi sufficiente asepsi,

ovviamente non contro tutti i microrganismi.

 Sulla cute, oltre allo strato cheratinizzato, si affacciano i follicoli piliferi, muniti alla

base di ghiandole sebacee, che producono un sebo di acidi grassi che hanno

un’attività antibatterica che ne impedisce l’attecchimento alle cellule della cute e la

penetrazione all’interno di essa. Inoltre, sulla cute sono presenti i batteri della flora

batterica normale, che impediscono anch’essi l’attecchimento dei patogeni grazie

all’interferenza batterica. alcuni batteri che causano le infezioni della cute

producono enzimi chiamati lipasi, che scindono gli acidi grassi del sebo e

contrastano quindi l’attività antibatterica del sebo.

 La mucosa che riveste l’interno della cavità nasale è formata da cellule ciliate che

servono a filtrare l’aria respirata e bloccano microrganismi e particelle che poi

vengono espulsi. Inoltre riscaldano l’aria per non irritare il seguente tratto

dell’apparato respiratorio.

 A livello del faringe, la flora microbica normale compete con i patogeni, mentre

nella trachea le cellule formano un apparato mucociliare che secerne muco, che

serve a intrappolare i microrganismi, unito alle ciglia, che servono a espellerli

all’esterno.

 Nei polmoni, a livello degli alveoli, sono presenti muco e fagociti che impediscono

la colonizzazione dei batteri.

 Nello stomaco è presente un pH molto acido che serve a sterilizzare i cibi ingeriti,

uccidendo o comunque inattivando gran parte dei batteri.

 Nell’intestino è presente la flora batterica normale che compete con i batteri

patogeni. 7

 L’apparato urinario sfrutta l’eliminazione frequente delle urine, soprattutto per la

prevenzione delle infezioni degli ureteri, sia maschili che femminili.

Affinché emerga il processo infettivo, in genere, un patogeno deve dapprima aderire alle

cellule delle mucose attraverso pili o fimbrie o da proteine di adesioni presenti sui batteri e

sulle cellule. All’adesione, segue la penetrazione, che avviene con due meccanismi

diversi. Uno prevede l’invaginazione del batterio in un vacuolo che transita e migra verso

nel polo basale della cellula, dove viene liberato. L’altro meccanismo coinvolge batteri

secernenti enzimi che digeriscono la sostanza intercellulare e penetrano nel tessuto

sottostante, come per esempio fa lo S. Aureus, che produce un enzima chiamato

ialuronidasi, che scinde l’acido ialuronico. Alcuni batteri, prima di penetrare nei tessuti,

creano dei film biologici o biofilm, secernendo una matrice polisaccaridica in cui si

immergono numerose comunità di batteri, dove continuano a vivere e riprodursi. Si

possono formare sia su superfici biotiche, come tessuti e mucose, che abiotiche, cioè

qualcosa di artificiale, come protesi, lenti a contatto, pacemaker, tubi endotracheali,

cateteri e aghi, quest’ultimi tipici dei pazienti ospedalieri. La caratteristica tipica dei biofilm

è l’impermeabilità a ogni antibiotico.

Quando i batteri hanno superato la barriera epiteliale, in genere, si ritrovano nel tessuto

sub epiteliale, di solito connettivale, dove iniziano a replicarsi alla porta d’entrata.

L’organismo umano e animale ricorre a sistemi di difesa per opporsi alla proliferazione

batterica. I meccanismi antimicrobici usati sono l’immunità naturale e quella acquisita, e

fanno parte del complesso sistema di eventi che si verificano nell’ambito della risposta

infiammatoria. Alla porta d’entrata, i principali sistemi difensivi sono due:

 L’intervento di cellule ad attività fagocitaria, che è il più efficace, processo naturale

per cui le cellule adibite a ciò riconoscono delle strutture batteriche dette PAMP, a

cui si legano per effettuare la fagocitosi, mediante la formazione di pseudopodi. Il

fagocita immette quindi nel fagosoma il lisosoma che contiene molecole che hanno

attività antibiotica, creando il fago-lisosoma, inattivando così la maggioranza dei

batteri. Alcuni batteri sono in grado di resistere e portare a morte il fagocita stesso.

 Altro intervento importante nell’ambito della risposta infiammatoria da parte

dell’immunità naturale viene svolto dal sistema complementare o complemento.

Esso è un insieme di una decina di proteine che si attivano a cascata, cioè

l’attivazione di una attiva quella successiva e così via. Questo sistema si trova nel

sangue e nei liquidi interstiziali, presenti tra i nostri tessuti. L’attivazione del

complemento avviene quando in un tessuto sono presenti molecole di origine

microbica. In assenza di microrganismi, il sistema del complemento è quiescente,

analogamente al sistema della coagulazione. L’attivazione del sistema

complementare comporta diversi eventi per contrastare l’azione del microrganismo.

Uno di essi è che quando si attiva una di questa proteina, vengono liberate

sostanze che sono in grado di aumentare la permeabilità vascolare, per favorire la

fuoriuscita dai vasi di molecole anche microbiche. Inoltre si liberano anche fattori

chemio tattici, cioè molecole che attirano dai capillari e dai vasi le cellule bianche

del sangue, che si portano nella zona dove si sta instaurando il processo infettivo.

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 Un’altra attività antibatterica è mediata da alcuni fattori del complemento, detti

opsonine, poiché si possono depositare sul batterio legandosi ad esso. I fagociti

hanno dei recettori che riconoscono questi complessi microbo-fattore

complementare, legandosi efficacemente ai complessi e favorendo i processi di

fagocitosi.

Un’infezione batterica alla porta di entrata è una specie di competizione tra i batteri che si

replicano in modo massiccio e il sistema immunitario in genere. Se la risposta immunitaria

prevale, l’infezione viene controllata e si va verso la guarigione, altrimenti il processo

infettivo prosegue. Alcuni batteri hanno sviluppato meccanismi per superare questa prima

linea immunitaria, come appunto può essere la capsula stessa. Se il processo infettivo

prosegue, il batterio penetra nei vasi linfatici locali e arrivano ai linfonodi regionali, cioè che

drenano la zona interessata, che si ingrossano in modo evidente al tatto, creando delle

specie di bubboni. I linfonodi sono un ammasso di tessuto linfoide, formato da linfociti e

macrofagi, che costituiscono un filtro alla progressione dei batteri, poiché essi devono

necessariamente passare dai linfonodi. I linfonodi sono distribuiti in modo strategico su

tutto il ciclo linfatico per monitorare tutte le porte d’accesso dei microrganismi nei nostri

tessuti. Se superano i nostri linfonodi, finiscono nei vasi linfatici maggiori che poi sfociano

a loro volta nel dotto toracico, grosso vaso linfatico che accoglie la linfa di tutti i distretti

anatomici periferici, e da qui in circolo e poi in qualsiasi sede anatomica. Le modalità con

cui i batteri possono creare danno sono:

 In modo diretto, cioè il batterio produce un danno a un tessuto per una sua azione.

1. Una prima modalità di danno diretto sta nel fato che i batteri possono

penetrare nelel cellule del tessuto, dove si replicano e la replicazione

massiva del batterio nelle cellule porta a lisi cellulare, e conseguente necrosi

tissutale per la morte delle cellule di quel tessuto.

2. Una seconda modalità, più caratteristica, prevede la produzione di sostanze

tossiche dette tossine, macromolecole dotate di tossicità, cioè la capacità di

generare un danno. Il danno quindi deriva non dalla replicazione del batterio

stesso ma dalla produzione di tossine. Esistono due distinti gruppi di tossine

batteriche: esotossine e endotossine. La differenza di base dal punto di vista

strutturale sta nel fatto che le esotossin