Infezioni dell'apparato gastrointestinale

Infezioni dell'apparato gastrointestinale

Diarrea

Definizione: La diarrea non è una malattia, ma un sintomo comune a una o più situazioni, organiche o funzionali, in cui si verifica un'alterazione dei flussi idroelettrolitici al livello dell'intestino tenue e del colon. La diarrea è un sintomo che tende ad eliminare tossine.

Si parla di diarrea quando abbiamo:

• Aumento del volume fecale giornaliero (>100-150 g/die).
• Aumento componente liquida delle feci.
• Aumento delle evacuazioni giornaliere.

Epidemiologia

In Asia, Africa e America Latina è una delle principali cause di morbilità nei bambini (1 miliardo di casi/anno). Mondiale morti 1,8-4,6 milioni, età < 5 anni 1,6-2,1 milioni. La distribuzione della diarrea è di circa. Nei soggetti è di circa, specialmente nei paesi in via di sviluppo. Un dato importante è che la diarrea è sviluppata nel sud del mondo.

Nei paesi in via di sviluppo:

• Più di 10-18 episodi per bambino l'anno.
• 5 milioni di morti/anno (50% bambini sotto i 5 anni).

Nei paesi industrializzati:

• 2-3 episodi per bambino l'anno.
• Causa più comune di ricovero dei bambini in ospedale.

Gli asili infantili sono gravati da una frequenza particolarmente elevata di infezioni enteriche. Rotavirus è più comune nei bambini con meno di 2 anni con una frequenza di contagio del 75-100% degli esposti. G. lambia è molto comune nei bambini di età maggiore, con frequenza di contagio alquanto minore. Un aspetto caratteristico dell'infezione acquisita negli asili è l'alta frequenza di casi secondari nei familiari dei bambini.

Nelle unità di terapia intensiva e nei reparti pediatrici, la diarrea è tra le infezioni nosocomiali più comuni. Clostridium difficile è la causa principale di diarrea nosocomiale negli Stati Uniti; i patogeni virali, specialmente i rotavirus, possono diffondersi rapidamente nei reparti pediatrici.

La maggior parte della morbilità e della mortalità causata dai patogeni enterici grava sui bambini di età inferiore a 5 anni. I bambini nutriti al seno sono protetti dal cibo e dall'acqua contaminati e acquisiscono con gli anticorpi materni una certa protezione, ma il rischio aumenta con lo svezzamento.

Frequenza degli agenti eziologici

1. 70% batteriche

2. 30% virali

Batteri:

• Salmonelle
• Shigelle
• Y. Enterocolitica
• E. coli
• Campylobacter
• Vibrioni
• Clostridium
• Bacilli gram+

Virus:

• Norovirus
• Rotavirus
• Adenovirus (sierotipi 31, 40, 41)
• Astrovirus

Protozoi:

• Giardia intestinalis
• Entamoeba histolytica

Fisiopatologia

• Ingresso → via orale.
• Al di sotto di una carica infettante, un germe non dà una patologia. Per Vibrio colerae la carica è 10⁸, per shigella 10¹².
• Acidità dello stomaco → più è acido meno passa il germe.
• Velocità di attraversamento nello stomaco.
• Nell'intestino tenue si può verificare l'infezione se c'è carica infettante, virulenza e altri fattori (immunodepressione).

Patogenesi

Difese dell'ospite

1. Flora normale → i batteri che costituiscono la normale flora dell'intestino rappresentano un'importante difesa dell'ospite, prevenendo la colonizzazione a opera di potenziali patogeni. I bambini, che non hanno ancora sviluppato una normale colonizzazione enterica, oppure i pazienti sotto antibiotici sono esposti a un rischio significativamente maggiore di sviluppare infezioni ad opera di patogeni enterici. Più del 99% della normale flora del colon è rappresentato da batteri anaerobi e il pH acido e gli acidi grassi volatili prodotti da questi organismi sembrano costituire un elemento critico nella resistenza alla colonizzazione.

2. Acidità gastrica → il pH dello stomaco è una barriera importante nei confronti del patogeni enterici; in pazienti sottoposti a resezione gastrica o acloridrici per altre ragioni è stata osservata un'aumentata frequenza di infezioni ad opera di Salmonella, Giardia lamblia e di vari elminti. La neutralizzazione dell'acido gastrico con antiacidi o anti-H2 aumenta il rischio di colonizzazione enterica.

3. Motilità intestinale → la peristalsi è il meccanismo principale di eliminazione dei batteri dalla parte prossimale dell'intestino tenue. Quando viene compromessa la motilità intestinale, per esempio in seguito a trattamento con oppiacei o con altri farmaci antiperistaltici, la frequenza di crescita batterica e infezioni intestinali sostenute da enterobatteri aumenta notevolmente.

4. Immunità → sia la risposta immunitaria cellulo-mediata che la produzione di anticorpi svolgono un ruolo importante nella protezione dalle infezioni enteriche. L'ampio spettro di infezioni gastrointestinali virali, batteriche, parassitarie e fungine in pazienti con AIDS sottolinea l'importanza dell'immunità cellulo-mediata nel proteggere da questi patogeni.

5. Cause genetiche → il meccanismo alla base delle variazioni genetiche in soggetti suscettibili rin iuta.

Virulenza

1. Carica batterica → il numero di microrganismi che deve essere ingerito per causare malattia varia considerevolmente da specie a specie. La carica batterica varia notevolmente per le salmonelle, dipendendo dalla specie, dall'ospite e dal cibo vettore.

Microorganismo Carica batterica:

• Shigella, Escherichia coli enteroemorragico, Giardia lamblia o Entamoeba: 10-100
• Vibrio cholerae: 10⁵ a 10⁸

1. Capacità del microrganismo di superare le difese dell'ospite → ha implicazioni importanti sulla trasmissione; Shigella, Escherichia coli enteroemorragico, Entamoeba e Giardia possono trasmettersi mediante contatto diretto interpersonale, mentre Salmonella, in alcune circostanze, deve moltiplicarsi per parecchie ore all'interno di un cibo prima di raggiungere una dose infettante.

2. Produzione tossine → la produzione di una o più esotossine è importante nella patogenesi delle malattie causate da numerosi microrganismi. Può essere una tossina preformata (S. Aureus) che dopo poche ore dà una sintomatologia importante e devastante. Quanta più tossina c'è, maggiori sono i sintomi. Le tossinfezioni alimentari devono essere dichiarate.

Distinguiamo:

• Enterotossine: causano diarrea acquosa agendo direttamente sui meccanismi secretori della mucosa intestinale.
• Citotossine: determinano la distruzione delle cellule della mucosa e quindi una diarrea infiammatoria.
• Neurotossine: agiscono direttamente sul sistema nervoso centrale o periferico.

1. L'enterotossina classica è quella colerica: una proteina eterodimerica composta da una subunità A e da cinque subunità B. La subunità A possiede l'attività enzimatica della tossina, mentre il pentamero delle subunità B lega l'intera tossina al recettore di superficie. Dopo il legame un frammento della subunità A viene traslocato nel citoplasma, dove catalizza la ribosilazione ADP di una proteina GTP-legante e determina l'attivazione persistente dell'adenilatociclasi. C'è un aumento dell'AMP ciclico nella mucosa intestinale, che determina l'incremento della secrezione di ioni cloro e la diminuzione dell'assorbimento del Na+.

2. Altri ceppi di Coli possono sintetizzare la tossina termolabile che determina diarrea mediante attivazione della guanilatociclasi conseguente aumento del GMP ciclico intracellulare.

3. Le citotossine batteriche, al contrario, distruggono le cellule della mucosa intestinale e producono la sindrome dissenterica, con feci emorragiche contenenti cellule infiammatorie.

Tossina Microorganismi:

• Vibrio cholerae, E. Coli, Clostridium perfringens, Bacillus cereus, Stophylococcus aureus, Aeromonas hydrophila, Enterotossina Plesiomonas shigelloides, rotavirus, norovirus, entero-adenovirus, Giardia lamblia, Cryptosporidium spp., Cyclospora.
• Shigella, Salmonella, Campylobacter jejuni, E. coli enteroinvasivo, E. coli enteroemorragico, Yersinia enterocolitica, Citotissina Vibrio parahaemolyticus, Clostridium difficile.

1. Enteroaderenza → molti batteri devono aderire alla mucosa gastrointestinale; quindi i microrganismi in grado di competere con la normale flora intestinale e di colonizzare la mucosa hanno un importante vantaggio al fine di poter determinare la malattia. Le proteine della superficie cellulare coinvolte nell'adesione dei batteri sono importanti fattori di virulenza.

Microorganismo Fattore di adesione:

• Vibrio cholerae: adesine specifiche di superficie, compresi il pilo correlato alla tossina e altri fattori di colonizzazione accessori.
• E. Coli: fattori di virulenza che permettono l'adesione all'orletto a spazzola e l'invasione.

1. Il Cryptosporidium parvum è diventato importante con l'AIDS.

2. Invasione mucosale: può essere minima, variabile (salmonella), o grave (entambea e shigelle). Nella shigellosi c'è la struttura a bottoni di camicia. La dissenteria può essere causata non soltanto dalla produzione delle citotossine, ma anche dall'invasione batterica e dalla distruzione delle cellule della mucosa intestinale.

3. Invasione sistemica.

Clinica

• Diarrea
• Vomito
• Nausea
• Cefalea, crampi, vertigini
• Dolori addominali
• Febbre
• Disidratazione e squilibri elettrolitici
• Incubazione: da poche ore fino a 2-7 giorni.

Diagnosi

• Anamnesi: tipo di diarrea, che cosa ha mangiato, dove pensi di essertela presa.
• Esame macroscopico delle feci.
• Esame microscopico delle feci.
• Coprocolture.
• Esami delle feci:
  • Esame per il sangue occulto delle feci.
  • Esami microbiologici: virus, batteri
  • Esami parassitologici.
  • Esami biochimici
• Endoscopia + esame istologico
• Esame radiologico.

Tossinfezioni alimentari batteriche

Se l'anamnesi e l'esame delle feci indicano un'eziologia non infiammatoria della diarrea e vi sono prove di una epidemia con fonte alimentare comune, l'indagine sull'ingestione di cibi specifici e sul momento di inizio della diarrea dopo un pasto può fornire elementi per stabilire la causa batterica della malattia.

Bacillus cereus produce sia una sindrome caratterizzata da un breve periodo di incubazione (forma emetica), mediata da un'enterotossina di tipo stafilococcico, sia una forma caratterizzata da un periodo di incubazione maggiore, causata da un'enterotossina termolabile simile a quella di E. coli, in cui la diarrea e i crampi addominali sono frequenti, mentre il vomito è raro.

Infezioni virali

Virus Norwalk

Il virus Norwalk è il prototipo di un gruppo di virus privi di involucro, piccoli, rotondeggianti e icosaedrici, con una superficie relativamente amorfa al microscopio elettronico. È difficile elaborare una classificazione perché non sono coltivabili su cellule, non sono disponibili modelli animali e vengono eliminati con le feci in scarsa quantità e solo per pochi giorni. Il virione è costituito da una singola elica di RNA lunga circa 7,5 kb, legata a una singola proteina del peso molecolare di 60 Kda, con caratteristiche simili a quelle tipiche dei calicivirus. Sono attualmente classificati in due generi che appartengono alla famiglia dei Caliciviridae: norovirus e sapovirus.

Epidemiologia

Le infezioni sono diffuse e tutti gli adulti hanno anticorpi. Le infezioni si verificano durante tutto l'anno, anche se nei climi temperati sono più frequenti nella stagione fredda. Colpiscono tutte le fasce d'età. I sapovirus causano gastroenterite principalmente nei bambini. I norovirus sono anche una causa di diarrea del viaggiatore. I norovirus rappresentano il secondo agente eziologico, dopo i rotavirus, di queste forme cliniche in età infantile e il più frequente tra gli adolescenti e gli adulti.

La trasmissione avviene prevalentemente per via fecale-orale, ma i virus sono presenti anche nel vomito. La trasmissione può avvenire anche per inalazione o contatto con materiale contaminato.

Patogenesi

La sede anatomica e i recettori cellulari non sono ancora stati individuati. Dopo l'infezione sono state identificate lesioni della parte prossimale del digiuno, con allargamento e troncatura dei villi, accorciamento dei microvilli, vacuolizzazione delle cellule epiteliali, iperplasia delle cripte e infiltrazione della lamina propria da parte di neutrofili polimorfonucleati e linfociti. Le lesioni persistono per almeno 4 giorni dopo la risoluzione dei sintomi e sono associate a malassorbimento di carboidrati e grassi e a diminuzione degli enzimi dell'orletto a spazzola.

Clinica

• Incubazione di 24 ore.
• Durata dalle 12 alle 60 ore.
• Nausea
• Vomito
• Dolori addominali crampiformi
• Diarrea

Diagnosi

• PCR
• EIA

Rotavirus

I rotavirus fanno parte della famiglia delle Reoviridae. Il genoma virale è formato da 11 segmenti di RNA a doppia elica che sono racchiusi da un capside a triplo strato icosaedrico del diametro di 75 nm, privo di involucro. Vi sono sette gruppi principali di rotavirus (da A a G); la malattia umana è causata soprattutto dal gruppo A e in misura minore dai gruppi B e C.

Epidemiologia

Quasi tutti i bambini vengono infettati dai rotavirus tra i 3 e i 5 anni di età. Le infezioni neonatali sono frequenti ma asintomatiche o lievi, grazie alla presenza dell'immunità materna. Le reinfezioni sono frequenti, ma la gravità della malattia diminuisce a ogni recidiva di infezione. Pertanto, infezioni gravi da rotavirus sono relativamente infrequenti nei bambini più grandi e negli adulti.

Nei climi temperati le malattie da rotavirus si osservano soprattutto nell'autunno inoltrato e nei mesi invernali. Nelle zone tropicali la malattia da rotavirus si osserva in tutto l'anno, con picchi stagionali meno pronunciati. La percentuale di gastroenterite passa dall'8% dei casi in comunità, al 18% dei casi in pazienti domiciliari e al 40% dei casi in pazienti ospedalizzati. Si stima che ogni anno le infezioni da rotavirus causino la morte di 500.000 bambini in tutto il mondo.

Il virus è eliminato in grande quantità con le feci (da 10⁷ a 10¹² per grammo). L'eliminazione virale si identificabile mediante EIA di solito cessa nel giro di una settimana, ma può persistere per più di 30 giorni nei soggetti immunocompromessi. Il virus è trasmesso soprattutto attraverso la via fecale-orale. La disseminazione attraverso le secrezioni respiratorie o il contatto interpersonale, o la contaminazione di superfici ambientali sono state postulate per spiegare la rapida acquisizione degli anticorpi nei primi 3 anni di vita.

Patogenesi

I rotavirus infettano e in definitiva distruggono gli enterociti maturi dell'epitelio villoso del digiuno prossimale. La perdita di epitelio villoso assorbente, associata alla proliferazione delle cellule secretorie delle cripte, determina diarrea secretoria. Gli enzimi dell'orletto a spazzola caratteristici delle cellule differenziate sono ridotti e questa alterazione porta all'accumulo di disaccaridi non metabolizzati con conseguente diarrea osmotica. Una proteina non strutturale dei rotavirus, la proteina NSP4, agisce come enterotossina e contribuisce alla diarrea secretoria alterando la funzione e la permeabilità delle cellule epiteliali. Inoltre i rotavirus possono determinare secrezione di liquidi attraverso l'attivazione del sistema nervoso enterico della parete intestinale.

Clinica

• Incubazione di 1-3 giorni.
• Vomito.
• Febbre elevata superiore ai 39°C.
• Feci molli e acquose.

Infezioni batteriche

Coli

Alcuni ceppi di E. coli sono in grado di causare diarrea. Nei Paesi industrializzati i ceppi patogeni si riscontrano soltanto raramente tra la flora intestinale dei soggetti sani. Questi ceppi hanno sviluppato una speciale capacità di determinare enterite, enterocolite e colite quando ingeriti in quantità sufficiente da un ospite non immune. Esistono almeno 5 distinti tipi di E. coli patogeni:

• STEC o EHEC
• ETEC
• EPEC
• EIEC
• EAEC

Gli EPEC si trasmettono direttamente da persona a persona; invece gli altri tipi si trasmettono attraverso cibi e acqua contaminati. L'acidità gastrica conferisce una parziale protezione nei confronti dell'infezione.

STEC e EHEC

I ceppi STEC/EHEC causano infezioni più frequentemente nei Paesi industrializzati. Costituiscono un gruppo emergente di patogeni che possono causare coliti emorragiche e la sindrome emolitico-uremica (HUS). Diverse ampie epidemie conseguenti al consumo di carne macinata poco cotta e di altri cibi (per es., spinaci freschi) hanno richiamato l'attenzione dei mass-media. Il sierotipo più frequente è lo O157/H7. La loro capacità di produrre la tossina Shiga (Stx2 e/o Stx1) o tossine a essa correlate è una caratteristica distintiva.