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CONTAMINAZIONI BIOLOGICHE. BATTERI RESPONSABILI DI INFEZIONI.

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1 CONTAMINAZIONI BIOLOGICHE

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3 BATTERI RESPONSABILI DI INFEZIONI

4 Enterobacteriacaea Escherichia Shigella Salmonella Citrobacter Klebsiella Enterobacter Serratia Proteus Providencia Morganella Yersinia

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6 INFEZIONI ALIMENTARI da Enterobacteriaceae

7 Infezioni primitivamente ed esclusivamente intestinali Enteriti da enterobatteri fanno parte di una vasta gamma di sindromi morbose ad eziologia multipla I principali sintomi sono DIARREA (emissione di materiale fecale a frequenza e liquidità anormale ed elevata) e/o DISSENTERIA (processo infiammatorio della mucosa del colon accompagnato da tenesmo, dolori addominali ed emissione di muco e/o sangue con le feci)

8 Infezioni primitivamente ed esclusivamente intestinali Dal punto di vista del meccanismo d’azione patogena gli enterobatteri enteropatogeni si dividono in INVASIVI e non INVASIVI –INVASIVI sono Shigelle, Salmonelle e alcuni tipi di E.coli si localizzano nella regione distale dell’intestino, penetrano nella mucosa e provocano alterazioni isto-patologiche evidentiDissenteria +o- diarrea Il digiuno presenta una mucosa intatta, ma in uno stato “secretivo” rispetto al trasporto di fluidi ed elettroliti –NON INVASIVI sono alcuni stipiti di E.coli si localizzano nell’ileo ed elaborano delle ENTEROTOSSINE le quali agiscono stimolando l’attività secretoria della mucosa intestinale, senza danni ai tessutiUnicamente diarrea (modello patogenetico del COLERA)

9 Enteriti da E.coli Alcuni stipiti di E.coli sono agenti eziologici di enteriti, particolarmente gravi nei bambini nella prima infanzia Si conoscono 4 gruppi di E.coli enteritogeni: –EPEC –ETEC –EIEC –EHEC Ciascuno possiede peculiari fattori di patogenicità e ciascun fattore è codificato da geni, spesso plasmidici, in molti casi già clonati e utilizzati per la produzione di sonde specifiche

10 O157:H7 E coli O157 rappresenta il prototipo dei ceppi entero- emorragici E’ stata descritta per la prima volta come causa di malattia nel 1982 negli USA –Focolai di diarrea emorragica associati a consumo di humburger Il CDC di Atlanta identificò un ceppo di E.coli con antigene somatico O157 e antigene flagellare H7 Si trattava del primo ceppo patogeno per l’uomo MAI segnalato Rappresenta uno dei più temibili patogeni zoonotici a trasmissione alimentare

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12 Ecologia nelle specie animali Numerosi studi hanno dimostrato che i ruminanti e i bovini in particolare rappresentano il principale serbatoio naturale di E.coli O157 La colonizzazione del tratto gastrointestinale presenta una prevalenza maggiore nei soggetti giovani E’ asintomatica e transiente con periodi di colonizzazione spesso inferiori ai 2 mesi La colonizzazione intestinale e l’eliminazione con le feci sono soggette a stagionalità (aumento in estate e inizio autunno) Eventi di stress aumentano la prevalenza (pH alterato?)

13 Trasmissione all’uomo Consumo di alimenti contaminati, in particolare carne macinata Consumo d’acqua contaminata Negli ultimi anni sono aumentate le segnalazioni di trasmissione attraverso consumo di vegetali Le vie di trasmissione emergenti dipendono probabilmente dalla capacità di E.coli O157 di persistere e moltiplicarsi nelle deiezioni di ruminanti utilizzate come fertilizzanti o disperse nell’ambiente Nell’acqua il batterio sopravvive per diverse settimane specialmente a basse temperature, richiedendo nutrienti minimi per la sopravvivenza

14 E.Coli O157 negli alimenti Carne macinata, hamburger, carne di origine bovina, insaccati, latte crudo sia caprino che bovino, latte trasformato, vegetali, succhi di frutta non pastorizzati In genere nella carne e latte la contaminazione è di tipo primario Negli altri casi è di tipo secondario

15 E.Coli O157 negli alimenti E.coli O157 sopravvive e si moltiplica in numerosi alimenti, inclusi alcuni che per caratteristiche di pH o Aw potrebbero essere ritenuti microbiologicamente sicuri –Sopravvive a pH< a 2,5 per più di 2 ore –Sopravvive a fermentazione, asciugatura e stoccaggio degli insaccati a media stagionatura (pH 4,5) per 2 mesi a 4°C, diminuendo di 1, 2 log –Sopravvive nella maionese conservata a 5°C per 5-7 settimane e 1-3 settimane se conservata a 20°C –Si sviluppa a temperature fra i 10°C e i 43°C.Alcuni ceppi anche ad 8°C –Sopravvive nella carne macinata a temperature di congelazione –E’ invece poco alotollerante –La dose infettante è MOLTO bassa (< 700 organismi per humberger prima della cottura) –Il parere unanime è che siano sufficienti 50 cfu per indurre un quadro clinico

16 Le infezioni da E.coli O157 in Italia Il primo caso è stato descritto nel 1988 Attualmente l’Istituto Superiore di Sanità coordina il sistema di sorveglianza delle infezioni da E.coliO157 e da altri EHEC nell’ambito del progetto Enternet Oltre a E.coli O157 che risulta essere il sierogruppo prevalente, gli altri ceppi enteroemorragici diagnosticati frequentemente sono O26, O145 e O111. In particolare O26 e O111 sono risultati coinvolti anche in episodi epidemici

17 Campylobacter Bastoncino elicoidale Gram negativo Non sporigeno Mobile Aerobio/microaerofilo (cresce bene in atmosfera contenente CO 2 al 5-10%) Ossidasi positivo Esigente Temp. min. 32°C,,Temp. ott °C,Temp. max. 45°C pH min. 4.9, pH ott , pH max. 9 Aw min , Aw ott

18 Introduzione Dal 1977 l’enterite da Campylobacter assume un’indubbia rilevanza clinica E’ un patogeno di origine zoonosica (serbatoio = numerose specie animali, in particolare aviarie; principale veicolo di trasmissione = alimenti di origine animale) E’ insieme a Salmonella e rotavirus la causa più frequente di diarrea acuta in Italia, con quadri clinici variabili, talora piuttosto gravi, con possibili complicanze neurologiche In alcune nazioni europee è la prima causa di enterite infettiva, soprattutto in età pediatrica

19 Tassonomia e classificazione Costituisce una famiglia (Campylobacteriaceae) comprendente 3 generi: Campylobacter, Arcobacter, Helicobacter C. jejuni e in minor misura coli sono le specie più frequentemente associate ad enterocolite umana

20 Serbatoio ed ecologia microbica Tratto alimentare di un’ampia varietà di animali sia selvatici che domestici a sangue caldo Isolato nel pollame, nei bovini, nei suini, negli uccelli e nei cani Anche l’acqua rappresenta una parte importante della sua ecologia e può essere isolato da acque superficiali, fiumi, laghi (prevalenza intorno al 50%) Inoltre è stato isolato dalla sabbia di spiagge balneabili (prevalenza 45%) Viene introdotto nelle acque attraverso liquami e feci di animali e uccelli Nelle acque può trovarsi in uno stato “non vitale” la cui importanza nella trasmissione dell’infezione è dibattuta

21 Serbatoio ed ecologia microbica C. jejuni e coli sembrano avere un serbatoio preferenziale. –C. jejuni è associato in maniera predominante al pollame –C. coli ai suini Compylobacter è un comune componente della flora intestinale degli animali a sangue caldo La carne viene inevitabilmente contaminata durante la macellazione e l’eviscerazione (il numero di batteri diminuisce nei processi di macellazione soprattutto grazie alle procedure di refrigerazione forzata)

22 Serbatoio ed ecologia microbica Compylobacter cresce a 37°C, C.jejuni e C.coli hanno il loro optimum a 42-45°C e non sopravvivono alla cottura Non crescono sotto i 28°C, non si moltiplicano negli alimenti conservati tra -18°C e 28°C –Sopravvivono nell’acqua e nel latte mantenuti a 4°C per parecchie settimane e nel pollame congelato per diversi mesi Sono sensibili alla disidratazione e a bassi valori di pH (sotto 5,1)

23 Caratteristiche cliniche dell’infezione Diarrea febbre sono sintomi comuni a tutte le enteriti batteriche Nei paesi in via di sviluppo l’enterite da C.jejuni/coli è solitamente senza febbre, leucociti e sangue nelle feci Il periodo di incubazione è da 3 a 5 giorni Il bambino presenta generalmente un quadro clinico più preoccupante rispetto all’adulto, con sangue nelle feci, febbre, dolori addominali, disidratazione Il dolore addominale può essere confuso con peritonite acuta La batteriemia è frequente

24 Fattori patogenetici La patogenesi comprende fattori specifici del microrganismo e dell’ospite Lo stato di salute dell’ospite, l’età, l’immunità umorale influenzano l’andamento dell’infezione Fattori di virulenza hanno un ruolo non ancora completamente chiarito Il batterio aderisce sulla mucosa intestinale e la danneggia mediante invasione cellulare e/o produzione di tossine Anche meccanismi indiretti legati alla risposta infiammatoria sono implicati

25 Determinanti della virulenza Molecole di adesione e di invasione Proteine della membrana esterna Interferenza con il metabolismo del Ferro Fattori citotossici

26 Dose infettante e popolazione a rischio La dose infettante dipende da numerosi fattori (ceppo, veicolo di ingestione, suscettibilità individuale dell’ospite) Sono a rischio: soggetti anziani, bambini, soggetti immunocompromessi, giovani adulti (15-25 anni) Il veicolo è molto importante. La presenza di sostanze in grado di tamponare l’acidità gastrica favoriscono la colonizzazione e l’infezione

27 Alimenti contaminati Pollame, ma anche carne bovina, suina e altri prodotti carnei Pesce e mitili Latte non pastorizzato, prodotti lattei Acqua non adeguatamente trattata

28 Prevenzione e controllo Il numero di casi sembra aumentare in tutti i paesi europei Un’efficace prevenzione della campilobacteriosi umana potrà essere messa in atto solamente dopo che l’epidemiologia dell’infezione nelle popolazioni animali verrà compresa completamente Bisogna infatti individuare tutte le possibili vie di trasmissione del patogeno e definire l’importanza epidemiologica di ciascuna di esse

29 Le vibrionaceae La famiglia delle Vibrionaceae comprendeva fino ad alcuni anni fa i generi Vibrio, Aeromonas, Pseudomonas Attualmente comprende il solo genere Vibrio e alcuni generi meno importanti nell’ambito dalla microbiologia degli alimenti (Catenococcus, Listonella, Moritella, Photobacter, Photobacterium) Il genere Vibrio comprende numerose specie (almeno 40) tra le quali alcune sono responsabili di infezioni talvolta anche di grave entità.

30 Il genere Vibrio Comprende bacilli Gram-negativi di dimensioni fra i  m di larghezza e 2-3  m di lunghezza La forma è talvolta curva e la mobilità è assicurata da un flagello polare monotrico o multitrico racchiuso in un rivestimento continuo con la membrana esterna della parete cellulare

31 Schema classificativo dei vibrioni di interesse medico Genere Vibrio V. cholerae Altre specie Sierogruppo O1 Sierogruppo O139 Sierogruppo O2-O138 Biotipo Sierotipi Tipi fagici classico El Tor Hikojima Inaba Ogawa V. parahaemolyticus V. vulnificus

32 Casi sporadici Casi sporadici di colera sono stati riportati anche in alcuni Paesi non endemici (USA e Australia) V.cholerae O1 esiste, infatti, in modo autoctono in riserve ambientali (ambienti costieri, estuari) privi di contaminazione fecale L’ingestione di acque di fiume o molluschi contaminati sono il veicolo primario di questo tipo di casi

33 Vibrio cholerae Outbreak in Italy Luca Cavalieri d'Oro,*† Elisabetta Merlo,† Eugenio Ariano,† Maria Grazia Silvestri,† Antonio Ceraminiello,† Eva Negri,* and Carlo La Vecchia*‡ *Istituto di Ricerche Farmacologiche "Mario Negri," Milan, Italy; †Azienda Sanitaria Locale della Provincia di Lodi, Lodi, Italy; and ‡Università degli Studi di Milano, Occurrence, Diversity, and Pathogenicity of Halophilic Vibrio spp. and Non- O1 Vibrio cholerae from Estuarine Waters along the Italian Adriatic Coast Elena Barbieri,1,* Loredana Falzano,2 Carla Fiorentini,2 Anna Pianetti,1 Wally Baffone,1 Alessia Fabbri,2 Paola Matarrese,2 Annarita Casiere,3 Mohammad Katouli,4 Inger Kühn,4 Roland Möllby,4 Francesca Bruscolini,1 and Gianfranco Donelli2 Istituto di Scienze Tossicologiche, Igienistiche e Ambientali, University of Urbino,1 Department of Ultrastructures, Istituto Superiore di Sanità, Rome,2 and Istituto Zooprofilattico Sperimentale dell'Umbria e delle Marche, Fano,3 Italy, and Microbiology and Tumorbiology Center, Karolinska Institute, Stockholm, Sweden4 June 1999, p , Vol. 65, No. 6

34 Trasmissione attraverso gli alimenti Acqua Vegetali Piatti di carne, pesce, cereali cotti e poi consumati freddicontaminazione secondaria Alcune bevande analcoliche non gassate ( pH solo leggermente acido; succhi di frutta, latte di cocco)contaminazione al momento della preparazione con acqua contaminata

35 Listeria monocytogenes E’ un microrganismo ubiquitario, responsabile di infezioni opportunistiche in diverse specie animali, compresa la specie umana La listeriosi umana interessa generalmente pazienti con sistema immunitario alterato (donne in gravidanza, neonati, anziani, HIV+…) Dal 1960 in poi si è assistito ad un aumento consistente dei casi di listeriosi

36 Listeria monocytogenes L’aumento di incidenza dipende probabilmente da una serie di fattori (allungamento della vita media, aumentata richiesta di alimenti pronti o da consumare dopo breve riscaldamento) E’considerata una patologia emergente Suscita attenzione delle autorità sanitarie non solo perché può essere causa di epidemie con elevato numero di soggetti colpiti, ma anche per l’alta percentuale di mortalità

37 Caratteristiche del genere Listeria Gram+ Corti bastoncelli di 0.5um di larghezza e 1-2 um di lunghezza con estremità arrotondate Si presentano singoli o in corte catenelle Asporigeno, mobile per ciglia peritriche (movimento rototraslatorio) Anaerobio facoltativo - Ossidasi e catalasi positivo Temp. min 1°C, Temp. max 45°C, Temp. ott 30-37°C pH min 4.8, pH max 9, pH ott. 6-7 Aw

38 Classificazione Al genere Listeria appartengono 7 specie Solo due specie hanno importanza clinica: –Listeria monocytogenes (serovar 1/2°, 1/2b e 4b) –Listeria ianovii

39 Caratteristiche differenziali di Listeria

40 Listeria monocytogenes Si tratta di un microrganismo ubiquitario sensibile ai più comuni disinfettanti. Caratterizzato da una spiccata psicrotrofia (sopravvive sino ad 0,1°C), è invece molto sensibile alla pastorizzazione (71°C per 15 secondi). Si moltiplica bene in condizioni aerobie e microaerofile a valori di pH elevati (fino a 9,6) Resiste al congelamento e la carica si riduce solo di 1 log dopo 10 mesi a -18°C in varie matrici alimentari Sopravvive anche allo scongelamento e all’essiccamento

41 Habitat E’ ampiamente distribuita nell’ambiente da cui può diffondersi alla catena alimentare

42 Habitat Isolata frequentemente da materiale vegetale in decomposizione Presente nelle feci di animali sani Anche fa gli uomini non è raro l’isolamento da feci di individui sani senza precedenti manifestazioni cliniche In un 5% della popolazione adulta il batterio è un normale componente della flora intestinale o vaginale (portatori sani)

43 Modalità di trasmissione La principale fonte di contaminazione umana con Listeria (OMS 1988) è rappresentata dal consumo di alimenti contaminati Rari i casi di trasmissione materno-fetale Ancora più rare le trasmissioni uomo-uomo L’infezione contratta da animali è una malattia professionale Non si conosce la dose minima infettante nell’individuo sanoesperimenti su primati sani sembrano indicare >10 9 batteri –Indagine epidemiologiche e sui casi sporadici indicano una dose di 10 3 /g negli alimenti E’ stato dimostrato che la frequenza con cui si consumano alimenti contaminati con bassa carica è sicuramente superiore all’incidenza di casi di listeriosi

44 Incidenza La listeriosi è soggetta a notifica nei vari paesi europei (anche in Italia) I dati fra il 1993 e il 1998 indicano che la malattia è piuttosto rara nel nostro paese (30-50 casi all’anno) Sottostima (meningite da agente eziologico sconosciuto e anche casi di listeriosi gastroenterica non sono stati notificati come nel 1997) In altri paesi come il Regno Unito e la Francia ci sono un numero superiori di casi ( all’anno), con un’incidenza di 2,2 e 13 casi per milione di abitanti Dati del CDC indicano un grado di infezione annua >2- 12 casi per milione di abitanti (1700 casi con 450 morti circa all’anno)

45 Presenza negli alimenti Isolamento da una grande varietà di alimenti crudi o sottoposti a trattamenti “blandi” (latte crudo, latte pastorizzato, prodotti lattiero caseari fermentati e non, carni avicole uova, prodotti ittici, alimenti di origine vegetale, prodotti carnei, prodotti di salumeria) Il microrganismo sopravvive e moltiplica in diversi alimenti durante la conservazione

46 Presenza negli alimenti Nel latte crudo Listeria monocytogenes è stata isolata fino a concentrazioni di 10 3 microrganismi/mlla contaminazione è prevalentemente dovuta al materiale fecale negli ambienti in cui il latte è manipolato Formaggi (1-10%)contaminazione dovuta ad aggiunta di latte crudo al pastorizzato e contaminazione ambientale In alcuni tipi di formaggi si è riscontrata una carica molto elevata per le condizioni favorevoli alla moltiplicazione del microrganismo (pH più elevato)

47 In Italia Un’indagine fra 1988 e 1989 su 7961 campioni di diversi tipi di formaggio e 4712 campioni di latte la contaminazione è risultata pari al 4.3% per Listeria spp e 0,9% per Listeria monocytogenes nei formaggi; nessuno dei campioni di latte opportunamente trattati è risultato contaminato, mentre Listeria spp è stata riscontrata nell’1% dei campioni di latte crudo e listeria monocytogenes nello 0,5% degli stessi campioni Ad eccezione del formaggio duro tutti i formaggi si sono dimostrati suscettibili alla contaminazione

48 Listeria monocytogenes nella carne E’ stata isolata da carne ovina, suina ed avicola con concentrazioni da 10 a 10 4 organismi/g Studi condotti negli impianti di macellazione dimostrano che il 45% dei suini presenta Listeria nelle tonsille, il 24% dei bovini è contaminato a livello dei noduli retrofaringei

49 Listeria monocytogenes nei vegetali La presenza del microrganismo è dovuta all’uso di concimi organici e acque nere per l’irrigazione La bassa concentrazione nei vegetali pronti per il consumo è considerata un rischio per il consumatore perchè la conservazione a bassa temperatura non ostacola la crescita del microrganismo

50 Alimenti “ready to eat” Malgrado l’ampia presenza su matrici alimentari diversi, sono comunque gli alimenti processati che supportano la crescita di Listeria monocytogenes la principale fonte di infezione In particolare gli alimenti conservati per lungo tempo a temperature di refrigerazione e consumati senza essere sottoposti a cottura (ready to eat) Questi alimenti devono soddisfare il requisito di ASSENZA di Listeria monocytogenes in 25 g di prodotto analizzati In Italia oltre a questo requisito è prevista una tolleranza di 110/g per gli alimenti che vengono consumati DOPO cottura

51 Intossicazioni alimentari

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53 Il botulismo Responsabile di questa gravissima intossicazione, quasi sempre mortale, è Clostridium botulinum, il cui habitat naturale è rappresentato dal suolo e dalla polvere La sua prima descrizione risale al 1897 quando Van Ermengem isolò un batterio ANAEROBIO e dimostrò –Che produceva una sostanza termolabile negli alimenti non adeguatamente conservati –Che il BOTULISMO è un’intossicazione alimentare

54 Varianti antigeniche della neurotossina del Cl. botulinum Attualmente sono state identificate 7 varianti antigeniche della neurotossina botulinica (A-G) A, B, E e più raramente F provocano il botulismo nell’uomo C, D sono associate a botulismo nell’animale G non è ancora stata associata al botulismo

55 La neurotossina botulinica Viene sintetizzata all’interno della cellula batterica durante la crescita anaerobica, dopo la germinazione delle spore Sono tutte di natura PROTEICA e di struttura simile Vengono rilasciate esternamente in combinazione con altri componenti proteici non tossici, alla fine della fase di crescita conseguentemente alla lisi cellulare I composti proteici non tossici proteggono la tossina dalla denaturazione da alte temperature e agenti chimici E’ questo il motivo per cui SUPERANO la barriera gastrica

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57 I fase: legame Durante la prima fase la porzione COOH della catena H riconosce specifici recettori sulla membrana presinaptica, legandoli (LEGAME) In seguito a processi di endocitosi, la tossina botulinica entra nei terminali presinaptici dei neuroni, all’interno di vescicole (INTERNALIZZAZIONE) Fase I e II: legame e internalizzazione

58 III e IV fase: traslocazione e attività endopeptidasica L’ambiente acido all’interno delle vescicole favorisce: 1)La scissione del legame disolfuro tra le due catene 2)l’oligomerizzazione delle porzioni N-terminali delle catene H che formano così dei pori La catena L verrebbe liberata attraverso questi porti nel citoplasma (TRASLOCAZIONE) Qui si esplicherebbe la IV fase o ATTIVITA’ ENDOPEPTIDASICA

59 Attività catalitica della neurotossina di Cl. botulinum E’ stata scoperta nell’ultimo decennio E’ stata identificata una sequenza di 5 aa all’interno di un segmento altamente conservato in tutte le catene L Questa sequenza è in grado di chelare lo Zn ed è identica alla sequenza in grado di chelare lo Zn di tutte le Zn-endopeptidasi La neurotossina ha infatti attività ENDOPEPTIDASICA

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61 Botulismo alimentare E’ un’INTOSSICAZIONE che consegue all’ingestione di alimenti in cui i clostridi neurotossigenici si sono sviluppati e hanno elaborato sufficienti quantità di tossina Il 90% circa di tutti i casi segnalati nel mondo è legato al consumo di conserve casalinghe

62 Moltiplicazione del batterio Le condizioni che determinano la moltiplicazione del microrganismo e quindi la produzione della tossina sono: 1.Assenza di aria (condizioni di anaerobiosi) 2.Temperatura > 10°C 3.Aw > 94% 4.pH > Concentrazione di NaCl < 7-8% 6.Assenza di nitrati 7.Presenza di altre forme microbiche che, attraverso la loro attività metabolica, possono realizzare condizioni idonee alla crescita e moltiplicazione del patogeno anche in ambienti originariamente inadatti (conserve acide).

63 Rischi e norme preventive La difficoltà con cui si verificano contemporaneamente tutte queste condizioni spiega la scarsa diffusione di questa intossicazione In particolare il rischio a livello di produzioni industriali, se vengono rispettate tutte le procedure, è nullo Più pericolose sono invece le preparazioni casalinghe, soprattutto nel caso di conserve poco acide (verdure, carne) E’ buona norma evitare il consumo di prodotti provenienti da confezioni gonfie, indice di una produzione di gas Negli insaccati un campanello d’allarme può essere la presenza di zone verdastre ad indicare una più o meno spinta proteolisi, talvolta associata anche a fenomeni di rammollimento e a cattivi odori.

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65 Aspetti epidemiologici In Italia, l’ultima importante epidemia di botulismo si è verificata nel 1996, quando una quindicina di persone sono state ricoverate in diversi ospedali con evidenti sintomi di botulismo La causa, poi accertata con diagnosi microbiologiche, è stata attribuita a una partita di mascarpone –tiramisù A causa della tradizione di preparazione domestica di conserve il botulismo alimentare rimane in Italia un problema di sanità pubblica, con una media di casi segnalati ogni anno

66 Aspetti epidemiologici Dal : 259 casi di cui 156 confermati in laboratorio –55,1% dovuti al consumo di conserve casalinghe (39,6% vegetali sott’olio; 29,1% conserve di vegetali in acqua; 22,1% prosciutto crudo; 2,3% salame; 1% formaggio; 3% carne conservata; 3,5% tonno sott’olio) –25,7% dovuti al consumo di prodotti industriali o artigianali (mascarpone) –19,2% da alimento non identificato 90% dei casi era dovuto a Cl. Botulinum B, il rimanente 10% dall’A

67 Aspetti epidemiologici In Europa, secondo i dati 2003 dell’Ufficio regionale OMS, il botulismo ha una elevata incidenza –nella zona caucasica (in Armenia, Azerbaijan e Georgia) principalmente a causa del consumo elevato di verdure inscatolate e conservate a livello domestico. –Uno studio pubblicato su Eurosurveillance nel 1999 presenta i dati sull’elevata incidenza del botulismo in Polonia (2172 casi)studio

68 Aspetti epidemiologici Grazie all’elevato consumo di cibo conservato, il botulismo è una realtà importante negli Stati Uniti, dove nel periodo , secondo i dati dei CDC, sono stati registrati 477 epidemie di botulismo alimentare, e altre 444 nel periodo dal 1950 al 1996, per un totale di 921 I casi segnalati sono dovuti, in proporzioni diverse, alla presenza delle tossine A, B, E e F di Clostridium botulinum Oggi, sempre negli Stati Uniti, vengono segnalati in media 110 casi di botulismo ogni anno. Di questi, il 25% è riconducibile a botulismo alimentare Tra i casi di botulismo alimentare, i cluster riportati mediamente ogni anno sono associati al consumo di cibi preparati e conservati in modo non adeguato

69 Alimenti maggiormente implicati nell’insorgenza del botulismo Negli USA, Italia e Spagna gli alimenti maggiormente implicati sono i vegetali conservati sott’olio (Cl. botulinum A in USA e B in Italia e Spagna) Francia e Polonia: carne conservata e prosciutto di produzione domestica (Cl. Botulinum B) Cl. Botulinum E in preparazioni a base di pesce o uova di pesce (Canada, Alaska, Danimarca, Iran, Giappone, Ex URSS)

70 Sintomi e trattamento Il botulismo alimentare può colpire a tutte le età e non è trasmissibile da persona a persona. I sintomi solitamente si manifestano molto rapidamente (mediamente tra le 12 e le 36 ore). Le persone che hanno ingerito la tossina sperimentano tutti i sintomi tipici di una paralisi neurale: –annebbiamento e sdoppiamento della vista, –rallentamento e difficoltà di espressione, –fatica nell’ingerire, –secchezza della bocca, –debolezza muscolare che dalla parte superiore del corpo, spalle e braccia, passa agli arti inferiori, con paralisi successiva. –La paralisi dei muscoli coinvolti nella respirazione può essere fatale. Il trattamento della tossina botulinica è possibile solo con la somministrazione di una antitossina nelle primissime ore dalla comparsa dei sintomi e il recupero è molto lento. Data la rapidità con cui la malattia procede l’esito può essere fatale.

71 Controllo mediante additivi Nitrito è molto efficace, MA in funzione di una complessa interazione con altri fattori (pH, aw, T…) Acido sorbico e i suoi Sali Polifosfati Acido ascorbico Oli essenziali (aglio, cipolla, pepe nero, chiodo di garofano, origano) o gli estratti alcolici (noce moscata, rosmarino, timo, salvia) di molti piante aromatiche Nisina

72 From food posoning to biological weapon to Botox

73 Botulinum toxin and biological warfare Botulinum Toxin in Biowarfare......of course, it has been thought of botulinum toxin is the most potent poison known for humans; 10 grams is a lethal dose for the human population of Los Angeles.

74 OFF THE WALL JAMA Vol. 285, No. 21, June 6, 2001 A historical incident illustrates a number of features of botulinum toxin During World War II, the US Office of Strategic Services (OSS) developed a plan for Chinese prostitutes to assassinate high-ranking Japanese officers with whom they sometimes consorted in occupied Chinese cities. Concealing traditional weapons on the women at the appropriate time would obviously be difficult. Therefore, under the direction of Stanley Lovell, the OSS prepared gelatin capsules "less than the size of the head of a common pin" containing a lethal dose of botulinum toxin. Wetted, a capsule could be stuck behind the ear or in scalp hair, later to be detached and slipped into the officer's food or drink. The OSS recognized that the normal background of botulism cases would deflect suspicion from the women. The capsules were shipped to Chunking, China. The Navy detachment there, taking nothing for granted, tested the capsules on stray donkeys. The donkeys lived. Lovell was informed that the capsules were faulty, and the project was abandoned. Much later, Lovell learned of the donkey test with, one imagines, some consternation, since "donkeys are one of the few living creatures immune to botulism.“ This incident has been retold in other publications. No source for the donkey-resistance information is ever given. More recent experience shows that botulism can occur in mules and donkeys (R. H. Whitlock, DVM, PhD, written communication, April 27, 2001). Nevertheless, this incident raises 2 points: (1) botulism need not occur in epidemics when it is being used as a bioweapon, and (2) botulism in animals may be a sign of biowarfare.

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79 Via le rughe con il BOTOX. A cura del Dott. Giulio Maria Maggi. Centro Patologia dell'Immagine. Torino.Dott. Giulio Maria Maggi Il trattamento Dura solo minuti. Si effettua ambulatorialmente, senza anestesia, e consiste nell’iniettare, con una piccola siringa, alcune gocce del prodotto all’interno dei muscoli mimici, di quelli in particolare da cui si originano le rughe d’espressione che desideriamo eliminare.

80 Intossicazione stafilococcica Rappresenta forse la più diffusa intossicazione alimentare dei nostri tempi. Responsabile è la specie Staphylococcus aureus, cocco gram positivo, anaerobio facoltativo, saprofita delle mucose e della cute di uomo ed animali. Alcuni suoi ceppi durante la crescita sono in grado di produrre negli alimenti delle tossine, responsabili di una gastroenterite, conseguente il consumo di cibi contaminati. Le condizioni ideali di produzione della tossina, definita anche enterotossina, non sempre coincidono con quelle della crescita, a sua volta influenzata da temperatura, attività dell’acqua, concentrazione di NaCl, potenziale redox, pH dell’alimento

81 Staphyle = grappolo d’uva

82 Staphylococcus aureus Universalmente riconosciuto come la specie più importante per le patologie nell’uomo Giallo per la produzione carotenoidi Diffuso in uomo e animali. L’uomo ospita stafilococchi potenzialmente patogeni sulla cute, e a livello naso-faringeo Lo stato di portatore può essere transitorio o intermittente, anche se è stato dimostrato che alcuni individui albergano il microrganismo continuativamente o per periodi lunghi

83 orzaiolo sinusite foruncoli endocardite diarrea osteomielitecistite TSS SSS vomito polmonite impetigine Diffusione ematica Staphylococcus aureus: i principali quadri patologici u Cute e tessuti molli: foruncoli, favi, u Apparato respiratorio: polmonite u Apparato scheletrico: osteomielite u Apparato genito urinario: ascesso renale, infezione basse vie urinarie u Sistema nervoso centrale: ascessi cerebrali ed epidurali u Batteriemia: complicata da ascessi mediastinici u Sindrome da shock tossico: TSS-1 e tossine pirogene u Intossicazione alimentare: gastroenterite (enterotossina)

84 Esotossine Esoenzimi Componenti strutturali ed altre proprietà biologiche Citolisine (emolisine)   Leucocidina Tossina epermolitica (solo alcuni stipiti) Enterotossine (solo alcuni stipiti) Tossina dello shock tossico TSS (solo alcuni stipiti) Tossine pirogeniche (solo alcuni stipiti) Coagulasi, stafilochinasi, ialuronidasi, proteasi, enzimi lipoliici, DNAsi Capsula, proteina A, coagulasi legata alla cellula, catalasi e superossido dismutasi FATTORI DI VIRULENZA

85 Meccanismo Dell’azione Patogena: Le Tossine Tossina epidermolitica o tossina esfoliativa: provoca la cosiddetta sindrome della cute ustionata (scalded skin syndrome) o necrolisi epidermica acuta (prima infanzia). Scollamento spontaneo di ampie zone degli strati superficiali dell’epidermide a causa della rottura dei desmosomi Aree di scollamento epidermico superficiale

86 Meccanismo Dell’azione Patogena: Le Tossine Enterotossina (SE): resistente all’azione di numerosi enzimi proteolitici (tripsina, chimotripsina, papaina) e mantiene inalterata la sua azione anche dopo esposizione a 100°C Sintomatologia nell’uomo: vomito, accompagnato in alcuni casi da diarrea, dopo 1-6 h dall’ingestione del cibo. Inoltre salivazione, crampi addominali e prostrazione Le enterotossine sono essenzialmente degli emetici, in grado di agire sui visceri addominali dove lo stimolo raggiunge i nervi simpatici e il vago. Interagiscono con recettori presenti nel tratto gastro-enterico e generano impulsi che raggiungono i centri sottocorticali del vomito attraverso afferenti vagali e simpatici

87 Le enterotossine stafilococciche sono superantigeni

88 Sintomatologia I sintomi si manifestano rapidamente dopo l’ingestione del cibo contaminato (tra le 2 e le 6 ore) –nausea, cefalea, forti e frequenti dolori addominali e diarrea, la febbre è rara. La quantità di tossina necessaria a determinare l’intossicazione è pari a quella prodotta da un numero di cellule di St. aureus di 10 6 ufc/g di prodotto, tuttavia esiste una certa sensibilità individuale. Il tutto si risolve in circa 24 ore, anche se può persistere una sensazione di spossatezza nei giorni immediatamente successivi. La morte è rara e nel caso colpisce solo soggetti particolarmente sensibili alla disidratazione come bambini ed anziani. L’unica cura adottata è il controllo della stato di idratazione.

89 Epidemiologia L’intossicazione stafilococcica è estremamente diffusa ed anche molto frequente. La reale incidenza è tuttavia molto difficile perchè molti casi non sono dichiarati Sono noti solo quelli più gravi che comportano un ricovero ospedaliero e che coinvolgono un numero elevato di persone, mentre i casi contratti a livello familiare restano sconosciuti.

90 Alimenti coinvolti Le preparazioni più comunemente implicate, sono quelle piuttosto complesse, molto manipolate, a elevato contenuto proteico, poco acide e non propriamente sottoposte a refrigerazione dopo la cottura: carni (arrosti freddi), prodotti a base di carne (pasticci vari) e salumi, prodotti a base uova, pesci cotti ed affumicati. Tra le carni quelle macinate presentano il maggior rischio a causa delle numerose manipolazioni cui sono sottoposte e della maggiore superficie di esposizione. Da non dimenticare inoltre che, essendo lo stafilococco un microrganismo resistente ad alte concentrazioni di sale, anche i prodotti sottoposti a salagione possono essere fonte di intossicazione. La contaminazione dei cibi può avvenire prima o dopo la cottura; il periodo più pericoloso per la produzione di tossina è comunque quello che intercorre tra la cottura ed il momento della distribuzione che nella ristorazione collettiva è talvolta molto lungo. In questo intervallo di tempo nella maggior parte dei casi l’alimento cotto viene lasciato a temperatura ambiente ed esposto all’aria, dando così la possibilità al microrganismo, se presente, di moltiplicarsi e di produrre tossina. L’intervallo di temperatura critico è quello tra i 20 ed i 40°C. Infine se la contaminazione da parte del microrganismo avviene dopo la cottura l'assenza di altra microflora facilita la moltiplicazione dello stafilococco che non ha più forme di competizione.

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92 Epidemie I principali fattori coinvolti nelle epidemie sono quindi in ordine decrescente: inadeguato raffreddamento lungo intervallo di tempo tra la preparazione ed il consumo personale malato e/o in carenti condizioni igieniche inadeguata cottura.

93 CONTROLLO RINOFARINGEO ? CATEGORIE DI ALIMENTARISTI A RISCHIO addetti ai laboratori di  pasticceria  gelateria  paste fresche  latticini  esercizi di ristorazione ?

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