Batteri Gram positivi (Stafilococchi e Streptococchi)

Batteri gram positivi: stafilococchi

Gli stafilococchi sono batteri Gram +, prendono questo nome perché di forma sferica e raggruppati in grappoli (in ammassi irregolari); hanno un diametro di 0,8-1 μm, sono immobili ed asporigeni (non capaci di formare spore). Hanno una spiccata alofilia, caratteristica che viene sfruttata per la coltura; solitamente, infatti, non hanno esigenze particolari quindi crescono molto bene nei comuni terreni di coltura ed è solo per specifiche analisi che si vanno ad utilizzare terreni selettivi che, ad es., sfruttano l'alofilia (preferenza a crescere in un ambiente ricco di sale, infatti nel terreno selettivo c'è l'NaCl al 7,5 %, percentuale alla quale la maggior parte degli altri batteri non riesce a sopravvivere e a moltiplicarsi).

In coltura vanno a formare delle colonie abbastanza regolari, tonde, a margini netti, convesse, opache e con una caratteristica pigmentazione sulla colonia stessa che va dal bianco (opaco) a gradazioni del giallo. [Il pigmento che rimane sulla colonia prende il nome di cromoforo mentre quello che diffonde nel terreno cromòparo. Un esempio di cromparo è lo Pseudomonas.]

Questi batteri sono aerobi/anaerobi facoltativi e, nonostante siano asporigeni, resistono a condizioni ambientali sfavorevoli; a permettere la loro sopravvivenza in queste condizioni è proprio l'alofilia.

Specie di stafilococchi e il S. aureus

Ci sono circa 30 specie diverse di stafilococchi e il più importante, per il suo potere patogeno, è lo S. aureus: il suo nome deriva dal possesso del pigmento giallo-oro delle colonie, che deriva dai carotenoidi, e che si manifesta in coltura su terreno solido. È un batterio molto diffuso in moltissime specie animali e lo stesso uomo ospita stafilococchi potenzialmente patogeni sulla cute e nel naso-faringe (sono documentati numerosissimi casi di portatori transitori o intermittenti o comunque di soggetti che ospitano questi batteri per periodi molto prolungati).

Questo batterio è l'agente eziologico di infezioni cutanee (foruncoli, favi e impetigini a livello della cute; i favi sono un insieme di foruncoli e le impetigine macchie) che originano dalle ghiandole sebacee e dai follicoli piliferi in conseguenza di produzione di enzimi lipolitici. Questi enzimi lipolitici causano l'eliminazione dei lipidi cutanei che hanno una funzione protettiva e in alcuni casi (sebo) antimicrobica; i lipidi vengono utilizzati, così, dal batterio come sorgente di energia metabolica.

Il fatto che l'uomo sia ospite, nonché portatore sano, di questi batteri comporta che questo batterio sia diffusissimo e che moltissimi soggetti abbiano dei naturali anticorpi. L'incontro con un antigene, infatti, non è per forza causa di malattia in quanto il SI, una volta venuto a contatto con un antigene, può produrre una risposta anticorpale. Quando si effettuano sierodiagnosi, quindi, su pazienti e si riscontrano positività anticorpali nei confronti dei batteri non si parla di malattia ma di sieroprevalenza, ovvero quei pazienti sono venuti a contatto con l'antigene senza sviluppare malattia ma, anzi, sviluppando anticorpi.

Meccanismo d'azione patogena

Il meccanismo dell'azione patogena di questo batterio si avvale di diversi strumenti:

• Capsula e proteina A, consentono la moltiplicazione dei batteri negli spazi intracellulari. La maggior parte degli stipiti non ha una capsula ben evidente e si parla, per questo, di una microcapsula mentre quelli con una capsula più consistente sono anche detti ceppi mucoidi;
• Tossine ed esoenzimi, comportano una lesione di elementi cellulari con conseguente diffusione dei batteri e, quindi, dell'infezione non solo in tessuti vicini a quello che era il focolaio iniziale ma anche in parti più distanti essendoci una diffusione per via ematica. Siccome nei quadri clinici sono comprese le infezioni piogeniche (caratterizzate da presenza di pus), nel meccanismo patogeno delle infezioni piogeniche subentrano, come tossine, le emolisine o citolisine (α, β, γ e δ) e la leucocidina di Panton-Valentine (si indica come leucocidina PV);
• Si difendono mediante la produzione di catalasi (enzima che scinde i perossidi, altrimenti letali per la cellula batterica) e superossido-dismutasi (consente al batterio di difendersi dall'azione nociva del radicale superossido). Questi enzimi, quindi, permettono la protezione del batterio da tutti quegli elementi che si formano in conseguenza del killing intrafagocitario (in quanto l'antigene viene prima fagocitato da un macrofago e poi all'interno c'è il killing, ovvero tutto un processo per procedere all'eliminazione dei batteri).

[I Gram + non hanno l'endotossina in quanto si trova nella membrana esterna che è peculiarità solo dei gram -]

Caratteri antigenici e patologie associate

I caratteri antigeni di questi batteri sono:

• La capsula polisaccaridica che permette la loro classificazione in 11 tipi antigeni. È fatta essenzialmente da acidi uronici, è di modesto spessore ma ha comunque potere antifagocitario. Gli stipiti maggiormente isolati nell'uomo o nei ruminanti (in cui causa la mastite bovina) sono quelli con il polisaccaride capsulare di tipo 5 o di tipo 8;
• Il fattore agglutinante o clamping factor che è un recettore per il fibrinogeno, ovvero lega il fibrinogeno causandone la precipitazione intorno alla cellula batterica e questo fa sì che in vitro vi sia la formazione di aggregati di batteri tenuti insieme dall'interazione tra il campling factor del batterio e il fibrinogeno;
• Tra le strutture superficiali c'è anche la proteina A che si trova nella parete ed è in grado di legare la prozione Fc delle IgG soprattutto ma anche, seppur con minore affinità, quella delle IgM e IgA2. Questa proteina A in vivo (quindi nei soggetti) determina l'attivazione del complemento e l'inibizione della fagocitosi, quindi l'azione patogena si esplica in quanto i batteri si moltiplicano negli spazi intracellulari e possono provocare soprattutto focolai di infezione piogenica acuta a diversa localizzazione.

Nei ceppi che producono esotossine c'è una patologia chiamata necrolisi epidermica acuta o sindrome da cute pseudo-ustionata da stafilococco ed è un quadro clinico che si verifica soprattutto nel neonato (dove prende il nome di malattia di Ritter) o nel bambino della prima infanzia (malattia di Lyell); può anche verificarsi nel soggetto adulto ma devono esserci delle cause favorenti, come immunodepressione o altre patologie concomitanti, altrimenti, essendo batteri molto diffusi, col passare del tempo l'adulto avrà sicuramente gli anticorpi specifici, a differenza del neonato o bambino di pochi anni.

• Tra le tossine c'è la tossina epidermolitica (o esfoliativa o esfoliatina) che è causa della sindrome da cute ustionata (SSS = Scalded skin syndrome o SSSS = Staphylococcal scalded skin syndrome). Questa malattia provoca lo scollamento spontaneo di ampie zone degli stati superficiali dell'epidermide a causa della rottura dei desmosomi: la tossina si diffonde per via ematica e va a localizzarsi nello strato granuloso dell'epidermide, provoca la rottura dei legami intercellulari (desmosomi) con conseguente distacco dell'epidermide al minimo insulto meccanico. Si formano, quindi, bolle al di sotto delle quali confluisce un liquido e a scollarsi è la zona sovrastante della pelle; ci possono essere bolle localizzate o estese, l'eritema non si estende oltre i bordi della bolla e all'interno della lesione (bolla) sono presenti i microrganismi (per tale motivo è contagiosa nelle comunità dei bambini, come negli asili) quindi le lesioni sono altamente contagiose nei soggetti particolarmente predisposti.

Enterotossine e sindrome da shock tossico

Determinati ceppi di stafilococco possono essere produttori di enterotossine, causando delle intossicazioni alimentari quando presenti in cibi contaminati particolari (ovvero particolarmente ricchi di grasso come la panna, crema, mascarpone). [Si parla di intossicazione e non di infezione perché si ha l'infezione quando il soggetto assume il batterio mentre l'intossicazione si ha quando assume la tossina, perché la tossina è già preformata nell'alimento]

Per il meccanismo dell'azione patogena delle enterotossine, quindi, si parte da cibi contaminati contenenti l'enterotossina già preformata che giunge nell'intestino dove interagisce con macrofagi e attiva i linfociti T con liberazione di citochine pro-infiammatorie, in particolare di interleuchina 1 che provoca, come segno tipico, la febbre; ne consegue la comparsa di lesioni flogistiche (infiammazione) della mucosa con sintomi enteritici.

L'enterotossina è resistente all'azione degli enzimi proteolitici e mantiene inalterata la sua azione anche dopo esposizione ad alte temperature (100° C). La sintomatologia nell'uomo compare a distanza di poche ore dall'ingestione del cibo (si ha un aumento della temperatura a causa dell'azione pirogena delle tossine) e i segni clinici sono lesioni eritematose (non sempre presenti), vomito incoercibile (ovvero inarrestabile e ripetuto) con diarrea, salivazione abbondante, crampi addominali e prostrazione (cioè debolezza). Queste enterotossine, quindi, possono essere definite degli emetici, ovvero tossine che provocano il vomito, in grado di agire sul tratto gastro-intestinale dove lo stimolo raggiunge i nervi simpatici e il nervo vago. Dato che, come precedentemente detto, questi batteri producono lipasi, in questi cibi grassi che provocano l'intossicazione traggono nutrimento da ciò che degradano, quindi proliferano.

Le enterotossine stafilococciche sono suddivise in vari tipi antigeni (classificate con le lettere maiuscole dell'alfabeto) e causano le gastroenteriti descritte; resistono all'acidità del succo gastrico.

Un altro quadro clinico è la sindrome da shock tossico, sindrome individuata verso la fine degli anni '70 in donne durante il ciclo mestruale con segni generali di tossiemia, manifestazioni cutanee eritematose, un generale malfunzionamento degli organi, shock emodinamico ed elevata mortalità. Tutto ciò era causato da un'elevata colonizzazione vaginale di ceppi tossigeni per la concomitante azione del liquido mestruale e l'utilizzo di assorbenti interni, con conseguente rilascio della tossina nel torrente circolatorio.

Inizialmente, quindi, si pensava fosse una prerogativa femminile ma successivamente si è visto che questa sindrome può essere descritta anche nell'uomo in seguito a colonizzazione di ferite da ustioni o lesioni dello stesso tipo in soggetti immunocompromessi. I responsabili di questa sindrome da shock tossico sono i ceppi di S. aureus produttori della tossina TSST-1 (o TSS-1, toxic shock syndrome).

Citolisine ed emolisine

Per ciò che concerne le citolisine o emolisine nominate precedentemente, sono tossine proteiche che si accompagnano alla produzione della leucocidina PV e sono in grado di ledere le membrane delle cellule bersaglio provocandone la morte. Le citolisine agiscono con due meccanismi di azione:

• Inducono produzione di citochine (quindi una risposta infiammatoria) con conseguente formazione di pori.