UNIVERSITA' degli STUDI di PERUGIA
genere Bacillus
Famiglia: Bacillaceae
genere Clostridium
CLOSTRIDI
•
•
•
•
Gram + (a volte si decolorano e appaiono Gram -)
Sporigeni
Anaerobi stretti
Ubiquitari: presenti in suolo, acqua, tratto GI
dell’uomo e degli animali
specie di interesse medico
Clostridium tetani
Clostridium botulinum
Clostridium difficile
Clostridium perfringens
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”)
Fattori di virulenza
produce 2 tossine:
TETANOLISINA: emolisina ossigeno-labile analoga
alla streptolisina O
TETANOSPASMINA: neurotossina, responsabile
delle manifestazioni cliniche del tetano.
E’ prodotta dalla cellula durante la fase
stazionaria.
TETANOSPASMINA
• E’ codificata in un plasmide.
• E’ prodotta come singola molecola
A
(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).
B
• La catena A, che è una zinco-endopeptidasi, viene internalizzata e
risale dalle terminazioni periferiche al SNC tramite trasporto
assonale retrogrado.
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
Trauma:
danno tissutale
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
Passaggio a livello pre-sinaptico:
inibizione rilascio
vescicole pre-sinaptiche
Inibizione rilascio GABA e Glicina:
PARALISI SPASTICA
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
Vaccinazione antitetanica
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
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.
TOSSINA BOTULINICA
BOTULISMO
INTOSSICAZIONE BOTULINICA
paralisi flaccida acuta, afebbrile,
simmetrica, discendente, ad inizio bulbare
TOSSINA BOTULINICA
Dose letale :
Per via endovenosa o
intramuscolare
0.09 - 0.15 mg
Per via inalatoria
0.7 - 0.9 mg
Per via orale
70 mg
Sinapsi colinergica
periferica
Fibra nervosa
Neurotrasmettitore
Acetilcolina
Fibra muscolare
La tossina botulinica provoca paralisi flaccida
bloccando il rilascio di acetilcolina
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
Conserve fatte
in casa
Alimenti in scatola
Botulismo infantile:
Bambini di 1-6 mesi
Colonizzazione del tratto gastrointestinale e
produzione di neurotossina.
Costipazione
Paralisi flaccida
Arresto respiratorio
Mortalità: 1-2 %
Botulismo da ferite:
Produzione in vivo della tossina nella ferita
Periodo d’incubazione: 4 giorni
Sintomi identici al botulismo alimentare
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%.