Batteriologia clinica

Batteriologia clinica

Le forme più comuni dei batteri patogeni sono: cocchi (forma sferica) e bacilli (forma a bastoncino).

Batteri gram positivi

Molti batteri Gram positivi di interesse medico sono di forma sferica, detti cocchi. I cocchi sono distinguibili in due famiglie principali:

• Cocchi organizzati a grappolo d'uva: micrococcacee e stafilococchi
• Cocchi che si organizzano in catenelle: streptococchi

L'organizzazione dei cocchi è ben visibile in laboratorio ma non nel preparato clinico. A scopo diagnostico è possibile utilizzare alcune reazioni per evidenziare le due famiglie, che servono a mostrare le differenti capacità dei due gruppi di produrre alcuni enzimi.

Reazioni diagnostiche

1. La catalasi è un enzima chiave nel discriminare streptococchi e stafilococchi. Essa è in grado di scindere il perossido di idrogeno (acqua ossigenata) in acqua e ossigeno. L'acqua ossigenata è utilizzata dai fagociti per uccidere le cellule fagocitate. Dunque, i batteri che producono catalasi sono in grado di azzerare l'azione tossica delle cellule del sistema immunitario.

• Gli streptococchi sono catalasi negativi (non producono catalasi)
• Gli stafilococchi sono catalasi positivi (producono catalasi)

2. La coagulasi è un altro enzima utile a discriminare tipi diversi di stafilococchi. La coagulasi promuove la formazione di coaguli di fibrina.

• Staphylococcus aureus è in grado di produrre coagulasi (coagulasi positivo) ed è l'unico batterio in grado di produrla
• Gli altri stafilococchi non sono in grado di produrre coagulasi

Stafilococchi

I cocchi gram positivi con disposizione a grappolo presentano le seguenti caratteristiche:

• Capsulati – possiedono una capsula
• Asporigeni – non sono in grado di produrre spore
• Aerobi - anaerobi facoltativi – crescono in presenza di ossigeno ma anche a concentrazioni d'ossigeno abbastanza basse
• Alofili – "amanti del sale", sono in grado di sopravvivere ad alte concentrazioni di sale (fino al 75%). Questa loro caratteristica è usata a scopo diagnostico.
• Catalasi positivi

Sono tra i maggiori rappresentanti dei microrganismi residenti sulla cute e mucose delle prime vie aeree. Staphylococcus aureus, in particolare, ha come serbatoio la naso-faringe e la cute. Gli stafilococchi coagulasi negativi (in particolare epidermidis) sono commensali della cute. Entrambi sono però patogeni in ambito medico e ospedaliero.

Staphylococcus aureus

Rappresenta il maggior patogeno del genere Staphylococcus. Colonizza il 30-50% delle mucose naso-faringee della popolazione adulta.

La frequenza di colonizzazione aumenta in pazienti con:

• Diabete di tipo 1
• HIV o stati immunosoppressori
• Pazienti sottoposti ad interventi chirurgici o pazienti che frequentano in maniera assidua l'ambiente ospedaliero, ad esempio quelli in emodialisi (terapia fisica sostitutiva della funzionalità renale somministrata a soggetti nei quali essa è criticamente ridotta)

Caratteri di patogenicità di Staphylococcus aureus

• Tra le componenti cellulari ossia le strutture del batterio vi sono:
  • Capsula
  • Acidi teicoici caratteristici di tutti i gram positivi
  • Proteina A che media l'adesione alle cellule target
• Il batterio produce esotossine:
  • Emolisine α, β, γ, δ in grado di indurre la lisi della cellula target
  • Leucocidina che è un'emolisina che ha come target i leucociti
  • Enterotossine A-E
  • Tossina dello shock tossico [TSST-1]
  • Tossina epidermolitica
• Il batterio produce diversi esoenzimi: catalasi, coagulasi, ialuronidasi, proteasi, lipasi varie, stafilochinasi (che ha la proprietà di disgregare i coaguli di fibrina) e DNAasi -> S. aureus produce tutti gli enzimi principalmente rilevanti in termini di invasione.

Enterotossine

Le maggiori sono dalla A alla E (poi ce ne sono altre dalla G alla I). Sono tutti superantigeni, quindi inducono la produzione di diverse citochine (IL-1, IL-2, TNF-α, IFNg). Sono altamente termostabili (resistono 30 minuti a 100°C) e sono in grado di resistere all'azione dei succhi gastrici. Provocano un'intensa reazione infiammatoria a livello della mucosa intestinale e stimolano particolari recettori generando impulsi che raggiungono i centri sottocorticali del vomito. La sintomatologia caratterizzata dall'ingestione di queste tossine è data da vomito, nausea, diarrea, crampi. La febbre è rara. La sintomatologia insorge rapidamente dopo l'ingestione dell'alimento contaminato (dopo 6 ore) ma si autolimita nell'arco delle 24 ore.

Infezioni tossiche acute provocate da S. aureus

Sindrome da shock tossico

È sostenuta da ceppi di Staphylococcus aureus produttori di TSST-1. La sindrome fu inizialmente descritta in soggetti femminili che facevano uso, durante il periodo mestruale, di tamponi interni iperassorbenti, in cui il germe può facilmente moltiplicarsi e produrre tossina. La malattia ha inizio con la crescita localizzata di ceppi di S. aureus, produttori di tossina, nella vagina o in una ferita, seguite da rilascio della tossina nel torrente circolatorio.

Sintomi: febbre, ipotensione, eruzione cutanea e desquamazione.

Sindrome della cute ustionata o malattia di Ritter

È sostenuta da ceppi di S. aureus produttori di tossine epidermolitiche. Il distacco degli strati superficiali dell'epidermide ricorda la cute degli ustionati. Colpisce prevalentemente neonati o bambini piccoli nei reparti di neonatologia.

Intossicazione alimentare

È sostenuta da ceppi di S. aureus produttori di enterotossine. È la forma di intossicazione alimentare più comune nel nostro paese. Le più comuni sono piccole epidemie a carattere familiare.

Infezioni opportunistiche ospedaliere e comunitarie

Al di là delle sindromi tossiche acute, dovute solo alla produzione delle tossine, S. aureus, in virtù della sua capacità di produrre numerosi esoenzimi, è in grado anche di invadere tessuti circostanti. Dunque, è in grado di dare svariate patologie cliniche che vanno da patologie di tipo cutaneo (come i foruncoli) a patologie che coinvolgono diversi distretti corporei:

• Polmoniti
• Endocarditi – infiammazione dell’endocardio
• Setticemie – poiché riescono a passare nel corrente circolatorio
• Meningiti
• Osteomieliti
• Ascessi – raccolta di essudato purulento che si forma all'interno di un tessuto del corpo
• Artrite settica – infezione a carico di un'articolazione

In ambito ospedaliero inoltre, in virtù della sua capacità di aderire a dispositivi medici, S. aureus è anche in grado di dare infezioni urinarie catetere correlato –> sfrutta i dispositivi medici per entrare nel torrente circolatorio o in altri distretti.

Stafilococchi coagulasi negativi

Prendono questo nome perché non sono in grado di produrre coagulasi.

Infezioni a carico di S.C.N.

• Infezioni delle vie urinarie, endocarditi, setticemie in pazienti immunocompromessi ma anche in pazienti ospedalizzati (che quindi presentano altri fattori di rischio).
• Infezioni nosocomiali (ossia infezioni date dal basso livello igienico negli ospedali).

La specie di più frequente isolamento è Staphylococcus epidermidis –> è un commensale a livello cutaneo ma in presenza di fattori di rischio può trasformarsi in patogeno opportunista.

Differenza tra batteriemia, sepsi e shock settico

• Batteriemia: i batteri sono presenti nel flusso sanguigno. Più frequentemente, è presente soltanto un numero ridotto di batteri che viene rimosso dal corpo umano autonomamente. Tuttavia, occasionalmente la batteriemia provoca infezioni, sepsi o entrambe.
• Setticemia: batteri in circolo producono tossine.
• Sepsi: la batteriemia o un'altra infezione innesca una grave risposta dell'intero organismo (sepsi), che solitamente comporta complicanze sistemiche.