genere Bacillus

Famiglia: Bacillaceae

genere Clostridium

UNIVERSITA' degli STUDI di PERUGIA

• Gram + (a volte si decolorano e appaiono Gram -) • Sporigeni • Anaerobi stretti • Ubiquitari: presenti in suolo, acqua, tratto GI

dell’uomo e degli animali

CLOSTRIDI

Clostridium tetani

Clostridium botulinum

Clostridium difficile

Clostridium perfringens

specie di interesse medico

Clostridi: patogenicità

Il potere patogeno dei clostridi è attribuito a fattori come:

1) capacità di sopravvivere in condizioni ambientali

avverse mediante la FORMAZIONE DI SPORE.

2) rapidità di crescita in ambienti ricchi di nutrienti e privi

di ossigeno.

3) capacità di produrre numerose TOSSINE (istolitiche,

enterotossine e neurotossine).

Clostridium tetani

• bacillo di piccole dimensioni

• mobile

• sporigeno

• acapsulato

• Gram + (a volte Gram -)

• le spore sono in posizione terminale, rotonde

(“a mazza di tamburo”)

TETANOLISINA: emolisina ossigeno-labile analoga

alla streptolisina O

TETANOSPASMINA: neurotossina, responsabile

delle manifestazioni cliniche del tetano.

E’ prodotta dalla cellula durante la fase

stazionaria.

Fattori di virulenza

produce 2 tossine:

TETANOSPASMINA

• E’ codificata in un plasmide.

• E’ prodotta come singola molecola

(150 KDa) che viene scissa da proteasi

in due subunità peptidiche:

subunità leggera (catena A) e subunità pesante

(catena B) tenute insieme da un ponte disolfuro.

• La catena B si lega con l’estremità -COOH

terminale ad un recettore sulla superficie dei

neuroni (ganglioside GM2).

• La catena A, che è una zinco-endopeptidasi, viene internalizzata e

risale dalle terminazioni periferiche al SNC tramite trasporto

assonale retrogrado.

A

B

La tetanospasmina viene rilasciata dai dendriti post-sinaptici,

attraversa lo spazio giunzionale della sinapsi, e va a localizzarsi

a livello delle vescicole delle terminazioni nervose presinaptiche.

A livello sinaptico, la tetanospasmina blocca il rilascio dei

neurotrasmettitori inibitori GABA (acido gamma-amino-butirrico)

e glicina, determinando una PARALISI SPASTICA.

Il legame della tossina è irreversibile

per cui la guarigione dipende dal tempo

necessario alla formazione di nuove

terminazioni assoniche.

A. la trasmissione nervosa è regolata dall’equilibrio tra

neurotrasmettitori eccitatori ed inibitori. B. i neurotransmettitori inibitori (GABA, glicina) prevengono la

depolarizazione della membrana postsinaptica e la conduzione del

segnale elettrico.

C. la Tetanospasmina non interferisce con la produzione del

GABA o della glicina, ma con il loro rilascio (attività presinaptica). D. In assenza di neurotrasmettitori inibitori, l’eccitazione degli

assoni non viene contrastata.

Epidemiologia

C. tetani è ubiquitario.

Colonizza il tratto gastroenterico di animali erbivori e dell’uomo

ed è presente soprattutto sul terreno.

La forma vegetativa è sensibile alla presenza di ossigeno,

la forma sporale può invece sopravvivere a lungo.

Attualmente si stima che nel mondo si verificano 1 milione di

casi/anno, con una mortalità compresa fra il 20 e il 50%.

TETANO: tappe patogenetiche

Trauma: ingresso delle spore

Anaerobiosi nella lesione (necrosi): germinazione delle spore

Crescita fino alla fase stazionaria

nella stessa sede: produzione della tossina

Migrazione della tossina

per via anterograda: fino alle sinapsi inibitorie

Inibizione rilascio GABA e Glicina: PARALISI SPASTICA

Passaggio a livello pre-sinaptico: inibizione rilascio

vescicole pre-sinaptiche

Trauma: danno tissutale

Il periodo di incubazione dalla ferita alla

comparsa dei sintomi varia da alcuni giorni a diverse

settimane a seconda:

• della dose infettante

• del sito di infezione (più o meno distale)

Forme di tetano:

- generalizato

- locale

- cefalico

- neonatale

Tetano generalizzato (o discendente)

tutta la tossina prodotta non può essere assorbita dalle

terminazioni nervose locali e quindi passa in circolo ed è

assorbita successivamente dai nervi motori.

I centri più suscettibili sono a livello di testa e collo ed i

primi

sintomi sono rappresentati dal trisma (contrazione dei

muscoli masseteri), con spasmo muscolare discendente

dal collo al tronco ed agli arti. Paralisi respiratoria per

interessamento dei muscoli respiratori.

Segni clinici: trisma, risus sardonicus (contrazione dei

muscoli facciali), opistotono, sudorazione, irritabilità,

aritmia, disidratazione.

Stimoli ambientali possono scatenare lo spasmo.

Forma localizzata (o ascendente)

La tossina viaggia lungo la via neuronale (nervi

periferici) e le manifestazioni sono limitate alle

aree di danno primario.

Il tetano localizzato si manifesta spesso in

persone vaccinate in modo inadeguato e, di

solito, si risolve spontaneamente.

Altre forme:

cefalico : interessa la testa con paralisi

dei nervi cranici

neonatale : taglio del cordone ombelicale

con bisturi contaminati

Diagnosi

prevalentemente clinica

Esame microscopico: non praticabile sul campione

biologico

Coltura in anaerobiosi: a lenta crescita e difficile

PROVA BIOLOGICA: dimostrazione della presenza della tossina nelle feci o nel siero può essere effettuata mediante prova biologica nel topolino (test di neutralizzazione in vivo)

Prevenzione e terapia

Trattamento del tetano manifesto

- terapia di supporto

- pulizia delle ferite

- somministrazione di penicillina, metronidazolo

- somministrazione di siero antitetanico

Prevenzione

In pz non esposti: vaccinazione con vaccino anatossico

(tossoide tetanico: 3 dosi + dose booster ogni 10 anni)

In pz esposti (se non immuni): siero antitetanico + vaccino

Vaccino anatossico:

• La esotossina trattata con

formalina al 4%O, per 40

giorni a 37°C, perde il potere

tossico e mantiene il potere

antigenico (anatossina).

L’anatossina evoca anticorpi

antitossici.

• Occorre eseguire inoculazioni

di richiamo dopo 5-10 anni

dalla vaccinazione completa.

Vaccinazione antitetanica

Vaccinazione antitetanica

Calendario italiano delle vaccinazioni

obbligatorie:

• 3° mese: polio inattivato, difterite tetano, HBV.

• 5° mese: polio inattivato, difterite, tetano, HBV.

• 11° mese: polio inattivato, difterite, tetano, HBV.

• 3° anno: polio inattivato.

• 6° anno: difterite, tetano.

Clostridium botulinum

• E’ suddiviso in 4 gruppi (I – II – III - IV) sulla base

del tipo di tossina prodotta e della sua attività

proteolitica.

• I ceppi I e II sono repsonsabili della maggior parte

della patologia nell’uomo

• Esistono 7 tossine distinte antigenicamente (A, B, C, alfa,

D, E, F, G)

• I tipi A, B, E, F sono associati alla patologia

nell’uomo.

Patogenesi:

La tossina botulinica è strutturalmente simile alla tossina

tetanica.

La proteina intera ha un peso molecolare di 150 KDa ed è

formata da 2 o più subunità (A-B)

La subunità A è neurotossica

Le parti B -non tossiche- proteggono la neurotossina

dall’inattivazione da parte degli acidi dello stomaco

La tossina blocca la neurotrasmissione a livello delle sinapsi

colinergiche, prevenendo il rilascio del neurotrasmettitore

acetilcolina (paralisi flaccida)

- esiste anche una tossina dimerica che altera la

permeabilità vascolare.

BOTULISMO

INTOSSICAZIONE BOTULINICA

paralisi flaccida acuta, afebbrile,

simmetrica, discendente, ad inizio bulbare

TOSSINA BOTULINICA

TOSSINA BOTULINICA

Per via endovenosa o

intramuscolare 0.09 - 0.15 mg

Per via inalatoria 0.7 - 0.9 mg

Per via orale 70 mg

Dose letale :

Fibra nervosa

Fibra muscolare

Neurotrasmettitore

Acetilcolina

La tossina botulinica provoca paralisi flaccida

bloccando il rilascio di acetilcolina

Sin

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ica

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Clostridium botulinum produce una endopeptidasi che blocca

il rilascio di acetilcolina a livello della giunzione neuromuscolare.

Come risultato si ha paralisi muscolare. La tossina botulinica,

come la tossina tetanica, scinde la sinaptobrevina interferendo

così con la formazione delle vescicole sinaptiche.

Forme di botulismo

Botulismo alimentare (forma classica)

50 casi di botulismo all’anno dovuti a cibi inscatolati in

casa (tossine di tipo A e B); consumo di pesce surgelato

(tossina d tipo E).

Botulismo infantile associato al consumo di cibo (in

particolare miele) contaminato da spore botuliniche

100 casi ogni anno

Botulismo da ferite contaminate per presenza di spore

nel suolo, acqua, alimenti conservati in casa

raro

Botulismo alimentare (classico):

• Periodo d’incubazione dopo consumo di alimenti: 1-2 giorni

• Quadro clinico:

Vertigini, debolezza,

diplopia, midriasi, xerostomia, stipsi (effetti anticolinergici della tossina).

Dolori addominali

Apiressia

Debolezza dei muscoli periferici (astenia)

Paralisi flaccida progressiva

Morte per paralisi respiratoria

• La mortalità si è ridotta dal 70% al 10% mediante l’impiego di cure supportive come nella cura delle complicazioni respiratorie.

Alimenti a rischio

Insaccati

Alimenti in scatola

Conserve fatte

in casa

Botulismo da ferite:

Produzione in vivo della tossina nella ferita

Periodo d’incubazione: 4 giorni

Sintomi identici al botulismo alimentare

Botulismo infantile:

Bambini di 1-6 mesi

Colonizzazione del tratto gastrointestinale e

produzione di neurotossina.

Costipazione

Paralisi flaccida

Arresto respiratorio

Mortalità: 1-2 %

Diagnosi di botulismo: • La diagnosi clinica, confermata dall’isolamento

colturale o dalla dimostrazione della presenza di tossina nel cibo.

• Per isolare Clostridium botulinum in campioni

contaminati, occorre riscaldare il materiale per 10’ ad 80°C per uccidere i batteri contaminanti non sporigeni.

• La dimostrazione della presenza della tossina nelle

feci o nel siero può essere effettuata mediante prova biologica nel topolino (test di neutralizzazione in vivo)

Trattamento

• Supporto ventilatorio adeguato

• Eliminazione del germe dal tratto GI: lavaggio

gastrico

• Terapia con penicillina, metronidazolo

• Uso di antisieri trivalenti (A, B, E)

Controllo

• Distruzione delle spore nei prodotti alimentari

• Distruzione della tossina preformata (80°C x 20’)

• Evitare l’alimentazione con miele in bambini di meno

di 1 anno di età.

Terapia

le infezioni sistemiche come la miosite

suppurativa e la mionecrosi devono essere

immediatamente trattate chirurgicamente e con

penicillina ad alti dosaggi.

La mortalità varia dal 40 al 100%.