Diapositiva 1 - Sito dei docenti di Unife

Batteri con significato clinico nell’uomo
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Cocchi Gram+: Stafilococchi, Streptococchi,
Pneumococchi
Bacilli Gram+: Corinebatteri
Bacilli Gram+ SPORIGENI: Aerobi (Bacilli)
Anaerobi (Clostridi)
Cocchi Gram-: Neisserie
Bacilli Gram-: Enterobatteri
Bacilli Gram-: Bacilli non enterici
Micobatteri
STAFILOCOCCHI
Cocchi (1 micron)
Gram +
Disposti a grappolo
Immobili
Aerobi-anaerobi facoltativi
Catalasi positivi (distinzione da
Streptococchi catalasi negativi)
Alofili (crescono in 7.5-10% NaCl)
Batteri UBIQUITARI, sia come flora normale (pelle, mucose) che su oggetti.
Sono RESISTENTI a calore ed essiccamento (es. 50°C 30’)  oggetti e materiali
sono un’importante sorgente di infezione.
Comprendono molte specie, alcune comunemente associate a malattia.
La specie più virulenta è Staphylococcus aureus, colonie gialle in campo giallo
su terreno di Chapman, coagulasi(+), mentre tutte le altre specie sono bianche
e coagulasi (-).
IDENTIFICAZIONE
Colorazione di Gram: Gram+ , disposti a grappolo.
Per la coltura si usa agar sangue (presenza di emolisi):
colonie grandi, lisce, gialle (S. aureus) o bianche (altri).
Terreno selettivo di Chapman, con 7.5% di NaCl (inibiti gli
altri batteri), mannitolo e indicatore pH: S. aureus
fermenta il mannitolo: colonie circondate da alone giallo
(dovuto alla fermentazione dello zucchero).
Tutti gli Stafilococchi sono Catalasi+,
Solo S. aureus è anche coagulasi+.
Test della catalasi
Test della coagulasi
Staphylococcus aureus come
esempio di batterio con
caratteristiche di patogenicità:
Fattori di virulenza
S. AUREUS: Fattori di virulenza
CAPSULA: polisaccaridi (ac. glucosaminuronico legato ad aa). Inibisce fagocitosi, facilita
adesione (cateteri ed altri materiali sintetici)
PARETE :
- acidi teicoici, legati covalentemente al
peptidoglicano, che mediano l’attacco degli S.
alle mucose.
- Proteina A, componente della parete di S.
aureus, si prietaa in parte all’esterno, lega la
porzione Fc delle IgG esercitando un effetto
antiopsonina (quindi fortememente antifagocitario).
-FnBP, proteina che lega la fibronectina; insieme ad altre proteine di superficie favorisce
adesione a cellule e matrici (adesine: fibronectina, collagene, ecc.).
- coagulasi legata, che converte il fibrinogeno in fibrina, provocando l’aggregazione dei
batteri.
TOSSINE
1. Esotossine citolitiche
Sono 5: dette anche
emolisine (evidenziabili
su agar-sangue)
2. Esotossine superantigeni
Sono 3: TSST-1 (sindrome shock
tossico); tossina esfoliativa;
enterotossina (resistente al calore,
100°C per 30 min).
ENZIMI
Coagulasi: eso-enzima prodotto da S. aureus che trasforma il fibrinogeno in
fibrina, causando coagulazione. La formazione di uno strato di fibrina attorno ad
un ascesso provocato da stafilococchi può proteggere il batterio e favorirne
l’adesione.
Catalasi: prodotta da tutti gli Stafilococchi, trasforma il perossido di idrogeno in
acqua e ossigeno.
Ialuronidasi: Idrolizza l’ac ialuronico dei tessuti connettivi, facilitando la
diffusione del batterio nei tessuti.
Stafilochinasi: (fibrinolisina) può rompere gli ammassi di fibrina, facilitando la
diffusione del batterio.
Lipasi: associate all’infezione ed invasione dei tessuti cutanei e sottocutanei,
essenziali per consentire la crescita e la diffusione nelle aree sebacee.
Nucleasi: probabile ruolo nel fluidificare il materiale purulento e favorire la
diffusione del batterio.
β-lattamasi: responsabili della resistenza alle penicilline, per la diffusione di
plasmidi trasmissibili (nel 1941 >90% di St. erano invece sensibili!)
IMPORTANZA
CLINICA
S. aureus infetta cute e mucose, dando infezioni
localizzate a decorso spesso benigno.
Conseguenze gravi si hanno quando i batteri
invadono la circolazione sanguigna, cosa che si
manifesta soprattutto in ospiti traumatizzati o
compromessi: la batteriemia può essere mortale, e
provocare ascessi disseminati, infezioni ai polmoni,
al cuore ai muscoli o alle meningi
STREPTOCOCCHI
Gram +
Cocchi (1 micron)
Disposti a catenella
Immobili
Capsulati
Aerobi-anaerobi facoltativi
Catalasi negativi (Stafilococchi
catalasi +)
Ossidasi negativi
Asporigeni
 Esigenti: crescono su agar-sangue
Insieme agli Stafilococchi costituiscono il gruppo più importante di
cocchi Gram+ dal punto di vista clinico.
CLASSIFICAZIONE
Gli Streptococchi vengono
classificati in 2 modi:
1.Proprietà emolitiche
2.Antigeni di superficie
CLASSIFICAZIONE
proprietà emolitiche
Su agar-sangue si possono comportare in 3 modi diversi:
α-emolitici: (viridanti) causano una emolisi
incompleta delle emazie, alterando
l’emoglobina
β-emolitici: causano emolisi completa delle
emazie, con formazione di un area chiara
attorno alla colonia
γ-emolitici: non emolitici, non causano
alcuna alterazione in agar-sangue
CLASSIFICAZIONE
Gruppi sierologici
(Lancefield)
Gli Streptococchi hanno un polisaccaride
nella parete (polisaccaride C), antigenico,
legato covalentemente al peptidoglicano,
tipico per ogni gruppo.
Gruppi identificati con lettere A,B, …fino
alla lettera U.
Non sovrapponibili al comportamento
emolitico.
Quelli clinicamente più importanti
appartengono ai gruppi A e B.
Streptococcus pyogenes
come esempio di batterio patogeno
del genere Streptococcus
Fattori di virulenza di S. pyogenes
1. Strutture legate alla parete
2. Tossine
3. Enzimi
Fattori legati alla parete
1. CAPSULA di acido ialuronico, identico a quello del
connettivo umano, non immunogena ed antifagocitaria.
2. PARETE:
Fibrille: presenti alla superficie della cellula (aspetto a
“spazzola”), oltre alla funzione di adesine, contengono il
principale fattore di virulenza: la proteina M (il batterio non
è patogeno senza tale proteina)
Acidi lipoteicoici (LTA): adesina
Polisaccaride C (gruppo A): principale antigene di superficie,
ramnosio e N-acetilglucosamina.
Proteina F: è una adesina che lega la fibronectina, presente
sulle cellule dell’epitelio faringeo
S. pyogenes ha oltre 10 diversi antigeni con funzioni di
adesine
Proteina M contenuta nelle fibrille,
attraversa membrana plasmatica e
parete, e sporge all’esterno con la
regione N-terminale (regione molto
variabile).
Ha proprietà antifagocitiche, lega
componenti del complemento e ne
promuove la degradazione.
E’ antigenica e viene neutralizzata da
anticorpi specifici. Però ci sono più di
100 tipi antigenici (M1, M2, ….) per cui lo
stesso individuo può avere infezioni
multiple e successive di S. pyogenes.
TOSSINE
Esotossine citolitiche (Streptolisine)
Sono 2: una ossigeno labile
(Streptolisina O) e una
ossigeno stabile
(streptolisina S)
Esotossine pirogene
Sono 2 (tossine superantigene):
SPE-A (tossina eritrogenica,
codificata da un fago lisogeno), è
responsabile dell’eritema della
scarlattina.
SPE-B, associata spesso a gravi
lesioni acute da S. pyogenes,
potenzia i processi infiammatori e
lo shock.
ENZIMI
Streptochinasi: fibrinolisina, converte il fibrinogeno in
plasmina, dissolvendo i coaguli di sangue, facilitando la
diffusione dello S. (una forma ricombinante è usata nella
terapia di emergenza dell’infarto miocardico)
DNAsi: non citolitiche, degradano il DNA presente in pus e tessuti
necrotici, riducendo la viscosità e facilitando la diffusione del
batterio. Inducono anticorpi, utilizzati anche per diagnosi.
C5a peptidasi: degrada la componente del complemento,
eliminandone l’azione chemiotattica positiva verso i fagociti ed i
neutrofili
Ialuronidasi: idrolizza l’ acido ialuronico, favorendo la diffusione
nei tessuti circostanti
SINDROMI CLINICHE
Nel 2004 negli USA 10.000.000 di casi di malattia non invasiva da S. pyogenes (faringite,
inf cute), e 4.500 casi di malattia invasiva, fra cui 500 di sindrome da shock tossico, col
45% di mortalità
Bacilli Gram+
Bacilli gram+
ASPORIGENI
Corinebatteri
AEROBI
SPORIGENI
Bacillus
Clostridium
ANAEROBI
CORINEBATTERI
•Gram+ (ma tendono a
colorarsi in modo irregolare)
•Bastoncelli sottili e pleomorfi
•Immobili
•Non capsulati
•ASPORIGENI
•Aerobi/anaerobi facoltativi
•Crescono in agar-sangue.
Il patogeno più importante è C. diphteriae
Corynebacterium diphteriae
Causa la DIFTERITE, malattia acuta respiratoria o cutanea, che può essere
letale.
Lo sviluppo del VACCINO (obbligatorio, prima infanzia) ha reso la malattia
praticamente assente nei paesi occidentali. Al contrario, è ancora grave
soprattutto in paesi poveri e con scarsa copertura vaccinale.
PATOGENESI. La malattia è completamente dovuta agli
effetti locali e sistemici della ESOTOSSINA DIFTERICA che
inibisce la sintesi delle proteine eucariotiche: codificata da
un fago lisogeno.
Proteina termolabile composta da 2 frammenti:
A (tossico, blocca sintesi proteica)
B (atossico, necessario per legame al recettore di
membrana)
Il frammento A catalizza una reazione fra NAD e EF-2
(fattore eucariotico di allungamento della catena
polipeptidica). L’inattivazione di EF-2 impedisce lo
scorrimento della catena peptidica nascente a livello
ribosomiale. Il turnover di EF-2 è molto lento, per cui una
sola molecola di esotossina può bloccare tutta la sintesi
proteica di una cellula.
ALTRI CORINEBATTERI
Si conoscono numerose altre specie di corinebatteri, detti
DIFTEROIDI.
Sono commensali comuni di naso, gola, rinofaringe, cute, tratto
urinario e congiuntiva.
Di norma NON producono esotossina
Infezioni solitamente endogene (malattie in immunodepressi):
setticemia, endocardite, infezioni da corpo estraneo, vie urinarie,
respiratorie.
Bacilli gram+ sporigeni
AEROBI
Genere Bacillus
•Bastoncelli Gram+
•Capsulati
•Immobili
•SPORIGENI (endospore, diametro uguale alla cellula batterica)
•Aerobi stretti o facoltativi
Presenti ubiquitariamente nell’ambiente, e trovati anche nell’intestino umano.
Solo alcuni di interesse medico:
B. anthracis causa l’antrace.
B. cereus importante in infezioni ospedaliere.
Bacilli gram+ sporigeni
ANAEROBI
Genere CLOSTRIDIUM
•Bastoncelli Gram+ di grandi dimensioni
•MOBILI (flagelli peritrichi)
•Anaerobi obbligati
•SPORIGENI:endospore con diametro>cellula (Bacillus)
•Producono esotossine potentissime.
•Forma e localizzazione spore utili per identificazione.
C.
botulinum
C. difficile
C.
perfrigens
C. tetani
Metabolismo anaerobio: solo
FERMENTAZIONE
I clostridi sono incapaci di usare l’O2
come accettore terminale di elettroni
per la produzione di energia: non
hanno citocromi, producono ATP
fermentando zuccheri o aminoacidi,
usando come accettore finale piccole
molecole organiche, come il piruvato.
Allo stato vegetativo sono inibiti o
danneggiati dalla presenza di O2 :
assenza degli enzimi (superossidodismutasi, catalasi, perossidasi) che
rimuovono i composti tossici
(perossidi e radicali).
Clostridium botulinum
Agente eziologico del BOTULISMO, malattia che si presenta in varie forme cliniche,
causato dall’azione di una NEUROTOSSINA che è uno dei veleni più potenti conosciuti.
Il contatto con il batterio non è indispensabile, per cui può essere considerata come una
vera e propria INTOSSICAZIONE. In presenza di condizioni favorevoli (anaerobiosi, pH
neutro o alcalino) la spora germina e il batterio produce la tossina. Se prodotta negli
alimenti, si verifica l’intossicazione.
Malattia interamente dovuta alla
tossina botulinica, che arriva alle
sinapsi colinergiche attraverso il
sangue e BLOCCA LA GIUNZIONE
NEUROMUSCOLARE (inibisce il
rilascio del acetilcolina) → no
contrazione muscolare → PARALISI
FLACCIDA.
Clostridium tetani
Agente eziologico del TETANO, dovuto all’introduzione di SPORE
nelle ferite, anche molto piccole.
La combinazione tra vaccinazione diffusa e estrema sensibilità
all’O2, ha reso il TETANO una malattia assai rara nei paesi
occidentali, dove è osservata più frequentemente negli anziani
che non hanno effettuato i richiami del vaccino.
Nei Paesi più poveri oltre 1.000.000 casi con mortalità superiore
al 20%.
PATOGENESI. Le spore germinano localmente (assenza di O2) e
producono la TOSSINA TETANICA: dal sito di infezione diffonde
mediante il sangue o per via intraneuronale retrograda, fino al
tronco cerebrale e a midollo spinale dove svolge la sua azione
patogena. Proteina termolabile codificata da plasmidi, formata da
2 subunità: subunità B (pesante, media il legame al recettore sui
neuroni), e subunità leggera A (penetra nelle cellule e svolge
azione tossica).
Paralisi spastica.
Cocchi Gram-
Genere Neisseria
•Gram•Cocchi (diplococchi
a chicco di caffè)
•Aerobi facoltativi
•Immobili
•Asporigeni
Le specie patogene per l’uomo sono 2:
N. gonorrhoeae (gonococco, non
capsulato)
N. meningitidis (meningococco,
capsulato)
Neisseria meningitidis
Una delle cause più frequenti di
meningite.
FATTORI DI VIRULENZA:
1.
CAPSULA: previene la fagocitosi
2.
Pili: adesione
3.
Lipooligosaccaride (LOS): responsabile dei sintomi
4.
OMP: adesione (proteine membrana esterna)
5.
IgA proteasi: degradano le IgA sulle mucose
Striscio di liquido
cerebrospinale che mostra
PMN con N. meningitidis
BACILLI Gram Enterobatteri
 Bacilli
non enterici
Enterobatteri
E’ il gruppo più vasto ed omogeneo di bacilli
Gram- importanti dal punto di vista medico,
comprendono oltre 40 generi e 150 specie.
Caratteristiche comuni:
Asporigeni
Mobili o immobili
Anaerobi facoltativi
CLASSIFICAZIONE. In base a: 1) STRUTTURA
ANTIGENICA, 2) proprietà biochimiche, 3)
omologia degli acidi nucleici.
STRUTTURA ANTIGENICA
La classificazione sierologica si basa su 3 gruppi di antigeni:
1. polisaccaride O, contenuto nell’LPS, è
la maggiore componente antigenica:
antigene termostabile comune a tutti
gli Enterobatteri.
Lo stesso batterio può averne diversi
tipi.
2. antigene K, capsulare polisaccaridico
(kapsel), termolabile, presente solo nei
batteri dotati di capsula; se presente
tende a mascherare l’antigene O.
3. antigene H, proteina flagellare
(presente solo nei batteri mobili)
FATTORI DI VIRULENZA
Endotossina (LPS): attività tossica risiede nel lipide A, che viene rilasciato nella
lisi batterica. Causa molti effetti sistemici, fra cui attivazione del complemento,
rilascio di citochine, leucocitosi, coagulazione disseminata, diminuzione
circolazione periferica, shock, morte.
Capsula: protegge dalla fagocitosi
Variazione di fase antigenica: Gli antigeni K e H possono essere espressi o no,
alterando l’efficacia della risposta immune specifica.
Sequestro di fattori di crescita: sostanze chelanti il ferro, per riuscire ad utilizzare
il ferro dell’organismo
Resistenza all’uccisione mediata dal siero: sia per la presenza della capsula, sia
perché producono fattori che neutralizzano l’azione del complemento
METABOLISMO
Anaerobi facoltativi, hanno esigenze nutrizionali semplici, fermentano il
glucosio.
Catalasi +
Ossidasi Per l’isolamento → terreni selettivi con sali biliari: terreno di Mac Conkey
(sali biliari 5 g/l) e terreno di Hektoen (sali biliari 9 g/l).
Vengono poi differenziati mediante test biochimici.
Fermentazione degli zuccheri. nella
provetta a dx reazione positiva e
produzione di gas
CARATTERISTICHE:
A differenza degli enterobatteri
(anaerobi facoltativi o microaerofili),
si sviluppano in presenza di elevata
tensione di O2
Distinti in gruppi:
1.
Patogeni umani delle vie respiratorie
(Haemophilus, Bordetella)
2.
Patogeni opportunisti (Pseudomonas)
3.
Patogeni degli animali (Brucella,
Francisella, Pasteurella)
Pseudomonas
Saprofiti ambientali, che possono dare infezioni
opportunistiche. Bacilli Gram-, mobili, aerobi, la specie
più importante è Pseudomonas aeruginosa.
Possiede molti fattori di virulenza, fra cui tossine ed
enzimi.