Infezioni dell’apparato gastroenterico Sono circa 400 le specie microbiche che costituiscono la popolazione residente del tratto gastroenterico. 1

Cavo orale Più popolata la bocca. 2

Colon ed intestino Nel colon sono presenti circa batteri per ml rappresentati da batteri anaerobi. Più scarsa la popolazione nell’intestino tenue 3

Stomaco ed esofago Popolazione microbica rara nello stomaco e nell’esofago 4

5

Patogeni del tratto gastroenterico 6

Difese dell’ospite Esistono diverse barriere sia anatomiche, fisiologiche e biochimiche che ostacolano l’adesione dei microrganismi La principale è rappresentata dalla mucosa, dal glicocalice e dalla presenza di liquidi gastrici ed intestinali con prevalente attività antimicrobica 7

Alterazioni anatomiche Per avere infezioni nel tratto gastrointestinale è necessario che ci siano alterazioni anatomiche ed ambientali e modificazioni della popolazione batterica residente 8

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Manifestazioni cliniche nelle infezioni dello stomaco e dell’intestino Diarrea è la manifestazione clinica più comune caratterizzata con perdita di liquidi anche senza febbre e danno all’epitelio 11

Gastrite ed ulcera peptidica Gastrite cronica attiva ed ulcera peptica a carico di Helicobacter pylori 12

Dissenteria e febbre enterica Dissenteria e sindromi dissenteriche caratterizzate da perdite di feci più scarse in presenza di pus e sangue con danni all’epitelio Febbre enterica malattia acuta sistemica che si instaura gradualmente con batteremia, febbre e cefalea, seguita da un diffuso esantema cutaneo, dolore addominale, ci possono essere delle complicanze 13

14 HELICOBACTER CARATTERISTICHE –Bastoncelli spiroidali o elicoidali, Gram-, pleomorfi, flagellati, microaerofili, spesso fastidiosi, non sporigeni HABITAT –Colonizzano mucosa gastroenterica dell’uomo e di altri animali –Alcune specie colonizzano altri habitat SPECIE –6 SPECIE GASTRICHE –16 SPECIE ENTEROEPATICHE

15 HELICOBACTER IMPORTANZA CLINICA Helicobacter sono colonizzatori ubiquitari delle mucose enteriche; nella maggior parte dei casi non sono patogeni, pur con importanti eccezioni, fra cui H. pylori, che è associato con l’ulcera peptica ed il cancro dello stomaco, sebbene il suo rapporto con l’ospite sia variabile, spesso di commensalismo e talora benefico

16 Fattori di virulenza Attività Ureasi Neutralizza gli acidi gastrici, stimola la chemiotassi di monociti e neutrofili Proteina heat shock Aumenta l’espressione di ureasi Proteina acido-inibitoria Induce ipocloridia durante la fase acuta dell’infezione bloccando la secrezione acida Flagelli Permettono la penetrazione nello strato della mucosa gastrica e protezione dall’ambiente acido Adesine Mediano il legame alle cellule ospiti Mucinasi Degrada la mucosa gastrica Fosfolipasi Degrada la mucosa gastrica Superossido dismutasi Previene l’uccisione nel vacuolo fagocitico neutralizzando i metaboliti dell’ossigeno Catalasi Previene l’uccisione nel vacuolo fagocitico neutralizzando i perossidi

17 Helicobacter pylori altri fattori di virulenza I 60% dei batteri esprimono la citotossina VacA (94- kDa) denominata tossina vacuolante Il 65% dei batteri un’altro gene che codifica una proteina che rappresenta un marker della capacità del batterio di produrre tossina vacuolante (gene cag A) Cag A codifica per un sistema di secrezione di tipo IV specializzato nel trasporto di DNA e macromolecole all’interno delle cellule

18 Epidemiologia Infezioni sono comuni, particolarmente in persone di classe socio-economica bassa o che vivono in nazioni in via di sviluppo L’uomo è una riserva primaria Diffusione da persona a persona in genere oro-fecale Non è stata identificata una riserva animale Ubiquitario a diffusione mondiale con incidenza non stagionale

19 Malattie Gastrite cronica antrale Ulcera gastrica e ulcera duodenale Carcinoma gastrico Linfoma

20 Escherichia coli

21 Fattori di virulenza associati con Escherichia coli Adesine 1.Antigeni del fattore di colonizzazione 2.Fimbrie di aderenza aggreganti 3.Proteine formanti fasci 4.Intimina 5.Pili P 6.Proteina IPA 7.Fimbrie Esotossine 1.Tossine stabili al calore 2.Tossine shiga 3.Emolisina 4.Tossine labili al calore

22 Epidemiologia Bacilli aerobi, gram- molto comuni nel tratto gastrointestinale. La maggior parte delle infezioni sono endogene (normale flora microbica del paziente) Ceppi che causano gastroenterite in genere si acquisiscono per via esogena

23 Malattie Batteriemia (bacillo più comunemente isolato) Infezioni delle vie urinarie limitato alla vescica (cistite) può diffondere ai reni (pielonefrite) o alla prostata (prostatite) Almeno 6 differenti gruppi patogeni causano gastroenterite (ETEC, EPEC,EIEC, EHEC, EAEC, DAEC) principale causa di malattie in paesi in via di sviluppo Meningite neonatale Infezioni intraddominali (associate a perforazione intestinale)

24 Meccanismi attraverso i quali gli stipiti di E.coli produttori di tossine danneggiano gli endoteli vascolari I batteri adesi alle cellule epiteliali della mucosa del colon (E.coli EHEC) o penetrati nello spessore della mucosa (Shigella dysenteriae) producono tossine La tossina diffonde e si lega ai recettori glicolipidici presenti sulla membrana delle cellule endoteliali COLON SISTEMA NERVOSO CENTRALE RENE

25 ESCHERICHIA COLI PATOGENICITA’ ENTERICA PATOLOGIE ENTERICHE CAUSATE DA E.coli EPECETECEHECEIEC

26 EPEC ENTEROPATHOGENIC ESCHERICHIA COLI ATTACHING-EFFACING PATHOGENS RISIEDONO SU UN PIEDISTALLO ALLA SUPERFICIE DELLE CELLULE EPITELIALI DA QUI SONO CAUSA DI UN SEVERO DANNEGGIAMENTO DELLA PORZIONE MARGINALE DEI MICROVILLI CARATTERISTICHE PATOGENETICHE SIMILI SONO MOSTRATE DA ALTRI MICROORGANISMI COME E.coli EHEC

27 ETEC ENTEROTOXIGENIC ESCHERICHIA COLI SIEROTIPI SPECIFICI (O148.H28 O6.H16 O15.H11 O78.H12 O78.H11 O15.H11 ) CAPACI DI DARE DIARREA SIMILE A TOSSINA COLERICA (DIARREA DEL VIAGGIATORE) DUE DISTINTE TOSSINE: TERMOSTABILE (RESISTENTE A 100°C 30’ E STABILE A pH ACIDO) TERMOLABILE (ANTIGENICAMENTE CORRELATA CON TOSSINA COLERICA)

28 EHEC ENTEROHEMORRHAGIC ESCHERICHIA COLI CEPPI PRODUTTORI DI CITOTOSSINA VT O157.H7 E IN MINOR MISURA O26.H11, O104.H2, O153.H25 O163.H19 CAUSANO DIARREA EMORRAGICA E POI SINDROME EMOLITICA UREMICA CHE PUO’ CAUSARE DANNO RENALE IRREVERSIBILE INCIDENZA MAGGIORE NEI BAMBINI INCIDENZA MAGGIORE NEI MESI CALDI SIA EPISODI EPIDEMICI CHE SPORADICI TOSSINA FUNZIONALMENTE (SLT2) E TALORA ANTIGENICAMENTE (SLT1) CORRELATA ALLA TOSSINA DI SHIGA (“SHIGA LIKE TOXIN”) PRINCIPALE FONTE DI INFEZIONE LE CARNI CONTAMINATE

29 EIEC ENTEROINVASIVE ESCHERICHIA COLI POSSONO INTERNALIZZARE IN ENTEROCITI SONO GENERALMENTE CEPPI IMMOBILI (O115.H -, O124.H - ) NON PRODUCONO GAS SONO CARATTERIZZATI DALLA PRESENZA DI UN MEGAPLASMIDE DI mDa CON NOTEVOLI OMOLOGIE DI SEQUENZA CON PLASMIDE DI VIRULENZA DI SHIGELLA DIFFUSIONE ELEVATA NEI PAESI POVERI SVILUPPATE SONDE PER RICERCA RAPIDA NEI CAMPIONI

30 Salmonella

31 Salmonella La maggior parte delle infezioni sono acquisite per ingestione di alimenti contaminati (pollame, uova e prodotti caseari) Diffusione diretta oro-fecale nei ragazzi S.typhi e S.paratyphi sono patogeni dell’uomo e le infezioni si trasmettono da persona a persona con colonizzazione asintomatica a lungo termine.

32 Fattori di virulenza 1.Tollerante agli acidi nelle vescicole fagocitiche 2.Può sopravvivere nei macrofagi e diffondere dall’intestino ad un altro sito del corpo 3.Endotossina 4.Produttore di tossine

33 TOSSINE ENTEROTOSSINA TERMOLABILE – PARZIALMENTE CORRELATA CON TOSSINA COLERICA A LIVELLO ANTIGENICO E STRUTTURALE – RICONOSCIUTA DA ANTICORPI ANTI-LT DI ETEC MA NON LEGA GANGLIOSIDE GM1 – CAUSA SECREZIONE D’ACQUA DA ANSE ILEALI DI RATTO CITOTOSSINA – INIBISCE LA SINTESI PROTEICA – STRUTTURALMENTE DISTINTA DA TOSSINA DI SHIGA E SLT DI EHEC

34 Invasività di Salmonella Salmonella aderisce ai microvilli delle cellule della mucosa intestinale. Le invasine polimerizzano e depolimerizzano l’actina. Salmonella viene fagocitata e si replica all’interno del vacuolo endocitico, con successiva morte della cellula ospite e diffusione alle cellule epiteliali adiacenti e al tessuto linfoide.

35 PATOGENESI TIFO INGRESSO ATTRAVERSO TRATTO DIGERENTE E ATTRAVERSAMENTO DELLA MUCOSA ENTERICA COLONIZZAZIONE DEI LINFONODI MESENTERICI LISI E RILASCIO DI ENDOTOSSINA INDUZIONE DELLA FASE SETTICEMICA E DISSEMINAZIONE METASTATICA INDUZIONE DI EFFETTI SISTEMICI A LIVELLO CIRCOLATORIO ED SNC

36 Malattie Colonizzazione asintomatica (S. typhi e S. paratyphi) Febbre enterica detta anche febbre tifoide o paratifoide Enterite caratterizzata da febbre, nausea, vomito, diarrea sanguinolenta, e crampi addominali Batteriemia

37 SHIGELLA PRIMA DESCRIZIONE –SHIGA (1898) (DESCRIZIONE) CARATTERISTICHE –CONFORMI CON FAMIGLIA ENTEROBACTERIACEAE –IMMOBILI, ATTIVITA’ FERMENTATIVA < DI E.COLI 4 SIEROGRUPPI (CONSIDERATI COME SPECIE) –A S.DYSENTERIAELAC-12 SIEROTIPI –BS.FLEXNERILAC-6 SIEROTIPI –CS.BODYILAC-18 SIEROTIPI –DS.SONNEILAC+>24h HABITAT  CONFINATO AD INTESTINO UOMO ED ANIMALI  TRASMISSIONE INTERUMANA O ALIMENTARE  IN MASCHI OMOSEX ANCHE TRASMISSIONE SESSUALE

38 SHIGELLA IMPORTANZA CLINICA DISSENTERIA BACILLARE – INCUBAZIONE 1-4 GIORNI – PRIMA: DIARREA ACQUOSA, FEBBRE (38-40°C), CRAMPI ADDOMINALI – POI: DIARREA EMORRAGICA, MUCO-PURULENTA – +GRAVE S.DYSENTERIAE E S.FLEXNERI – PRODUZIONE DI TOSSINA DI SHIGA – INCIDENZA ELEVATA PAESI IN VIA DI SVILUPPO

39 Altri fattori di virulenza Endotossina e geni per l’adesività, invasione e replicazione intracellulare Barriera di permeabilità della membrana esterna Esotossina (tossina Shiga) è prodotta da S. dysenterie blocca la sintesi delle proteine e produce danno endoteliale Colite emolitica e sindrome uremica-emolitica

40 Invasione delle cellule epiteliali del colon da Shigella Shigella prima attraversa le mucose attraverso le cellule M, cellule fagocitiche che portano i batteri a contatto del tessuto linfoide, poi usando le invasine altera il citoscheletro delle cellule epiteliali ed entra all’interno e si diffonde passando da una cellula all’altra.

41 SHIGELLA INVADE GLI ENTEROCITI

42 EPIDEMIOLOGIA L’uomo è l’unico serbatoio per questi batteri La malattia diffonde da persona a persona attraverso il circuito oro-fecale Pazienti ad alto rischio di malattia sono i bambini piccoli in centri di cura e nidi, fratelli e genitori, omosessuali maschi Pochi microrganismi possono produrre malattia (altamente infettante) Malattia diffusa in tutto il mondo senza incidenza stagionale (diffusione da persona a persona con un inoculo non cospicuo)

43 Malattie Gastroenterite (shigellosi) La principale forma è una diarrea inizialmente acquosa degenerante in 1-2 giorni in crampi addominali Lo stato di portatore asintomatico si sviluppa in un esiguo numero di pazienti Una forma severa di malattia è causata da S. dysenteriae (dissenterie batteriche)

YERSINIA IL GENERE Yersinia (Mollaret e Thal,1974). E’ COMPOSTO DA 11 SPECIE. 3 SPECIE SONO PATOGENE PER L’UOMO E GLI ANIMALI – 2 ENTEROPATOGENI Y. pseudotuberculosis Y. enterocolitica – L’AGENTE DELLA PESTE Y. pestis. 44

YERSINIA CARATTERISTICHE DISTINTIVE SONO BASTONCELLI GRAM negativi ANAEROBI FACOLTATIVI ALCUNE CARATTERISTICHE LI DISTINGUONO DAGLI ALTRI MEMBRI DELLA FAMIGLIA – MOBILITA’ SOLO A TEMPERATURE <30°C – CAPACITA’ DI MOLTIPLICARSI A BASSE TEMPERATURE (4°C) 45

Yersinia enterocolitica E’ UN PATOGENO ENTERICO E’ STATO ISOLATO IN MOLTI PAESI IN TUTTI I CONTINENTI E’ FREQUENTE NEI PAESI TEMPERATI E FREDDI NEI PAESI TEMPERATI E LA III-IV CAUSA DI ENTERITE ACUTA DOPO Salmonella, Campylobacter E Shigella 46

Yersinia enterocolitica HABITAT MOLTE NICCHIE POSSONO OSPITARE Y. enterocolitica AMBIENTE – SUOLO – ACQUA ALIMENTI – LATTE E DERIVATI – CARNI ED INSACCATI – UOVA – VEGETALI ANIMALI – DOMESTICI – DI ALLEVAMENTO – SELVATICI – UCCELLI – MOLLUSCHI CEPPI AMBIENTALI = NON PATOGENI ECCETTO ACQUA CEPPI PATOGENI DI Y. enterocolitica ISOLAMENTO ANIMALE O ALIMENTI 47

Yersinia enterocolitica QUADRO CLINICO FREQUENTEMENTE BAMBINI <5 ANNI DIARREA, FEBBRE MODERATA, DOLORI ADDOMINALI E VOMITO LA DIARREA E’ PERSISTENTE (14 GIORNI) E NEL 25-50% DEI CASI EMORRAGICA DIFFUSIONE ORIZZONTALE A LIVELLO FAMILIARE E NOSOCOMIALE IN SOGGETTI ADULTI FREQUENTE FARINGITE ED ISOLAMENTO DA TAMPONE FARINGEO DOLORE CENTRO ADDOMINALE E ALLA FOSSA ILIACA DESTRA POSSONO SIMULARE APPENDICITE REPERTO LAPAROTOMICO: ILEITE TERMINALE LINFONODI MESENTRICI INGROSSATI, APPENDICE EDEMATOSA Yersinia enterocolitica PUO’ ESSERE COLTIVATA DALL’APPENDICE E DAI LINFONODI MESENTERICI 48

Yersinia enterocolitica IL PLASMIDE DI VIRULENZA 49

50 Vibrionaceae MORFOLOGIA

51 Fisiologia e struttura Bacilli ricurvi Gram negativi detti anche a C o a virgola Mobili per la presenza di un unico flagello ad un polo della cellula Asporigeni Non capsulati Aerobi-anaerobi facoltativi Fermentano alcuni zuccheri con produzione di acidi e producono indolo Richieste nutrizionale semplici, prediligono i terreni con pH alcalino Sono saprofiti si ritrovano negli strati superficiali del suolo o come commensali di alcuni animali

52 Vibrio cholerae Vibrione di maggior rilievo nella patologia umana Altri vibrioni Vibrio parahaemolyticus agente eziologico di forme diarroiche in seguito all’ingestione di molluschi consumati crudi Vibrio alginolyticus e Vibrio vulnificus possono infettare ferite cutanee in soggetti immunodepressi

53 Vibrio cholerae Comprende diversi gruppi sierologici definiti in base all’antigene somatico O V.cholerae O1 e O139 sono responsabili del colera classico che si manifesta con pandemie ed epidemie V.cholerae O1 può essere suddiviso in due biotipi: El tor e classico

54 V.cholerae O1 AGENTE ETIOLOGICO “COLERA EPIDEMICO” SINTOMATOLOGIA VARIABILE – ASINTOMATICOCHOLERA GRAVIS DUE BIOGRUPPI – CLASSICO 60% ASINTOMATICO, 30% SINT. MEDIA, 10% CHOL. GRAVIS – EL TOR 75% ASINTOMATICO, 23% SINT. MEDIA, 2% CHOL. GRAVIS INCUBAZIONE: DA ORE A 5 GIORNI DOSE INFETTANTE – DIGIUNO cfu – CIBO O TAMPONE 10 6 cfu

55 V.cholerae O139 BENGAL NUOVO SIEROGRUPPI COMPARSO NELL’OTTOBRE 1992 IN INDIA SUCCESSIVAMENTE RESPONSABILE VIII PANDEMIA (ASIA- INGHILTERRA USA) NUOVA EPIDEMIA PRIMAVERA E’ SIMILE AD O1 EL TOR (DA CUI PROBABILMENTE DERIVA GENETICAMENTE) O139 PRODUCE CAPSULA COME SIEROGRUPPI NON TOSSICI V.cholerae NON O1-O139 NON PRODUCONO TOSSINA COLERICA PRODUCONO ALTRE TOSSINE CAUSANO GASTROENTERITI MINORI

56 Fattori di virulenza di Vibrio cholerae O1 e O139 Fattori di virulenzaEffetti biologici Tossina colericaIpersecrezione di elettroliti ed acqua Pilo coregolatoAdesione alle cellule delle mucose Fattore di colonizzazione accessorio Adesina Proteasi dell’emoagglutinazione (mucinasi) Induce infiammazione intestinale e la degranulazione delle giunzioni strette SideroforiCattura di ferro NeuroaminidasiIncremento dei recettori per la tossina

57 Tossina colerica

58 Tossina colerica

59 Epidemiologia Microrganismi responsabili di pandemie maggiori con mortalità significativa in paesi in via di sviluppo Tutte le pandemie sono state causate dal sierotipo O1 anche se O139 potrebbe causare malattie simili Il microrganismo si ritrova in ambienti marini di tutto il mondo associato a crostacei chitinosi Si moltiplica liberamente in acqua I livelli aumentano in acque contaminate nei mesi estivi La diffusione è per consumo di alimenti o acqua contaminata La diffusione da persona a persona è rara perché la dose infettante è alta, la maggior parte dei microrganismi è uccisa dagli acidi dello stomaco

60 COLERA SINTOMATOLOGIA – CAUSATA DA TOSSINA COLERICA – SINTOMI:AUMENTO PERISTALSI, DIARREA ACQUA DI RISO, VOMITO PERDITA H2O FINO A 0,5-1 l/h CAUSA SBILANCIO ELETTROLITI, SHOCK IPOVOLEMICO, ACIDOSI, IPOGLICEMIA - LA MORTE E’ CAUSATA DA ANOMALIE DEGLI ELETTROLITI E ABBONDANTE PERDITA DI FLUIDI

61 CAMPYLOBACTER IMPORTANZA CLINICA Campylobacter jejuni e C. coli sono la causa più comune di enterite batterica L’esito dell’infezione varia su base geografica: – Paesi industrializzati diarrea acquosa e/o emorragica acuta. (dose infettante10 4 CFU), – Paesi non industrializzati, l’infezione causa diarrea solo in soggetti <2anni. Negli ultimi anni registrato un netto aumento dell’incidenza dell’infezione, per cause non note. Attuale stima è 1% popolazione infettata per anno Il costo sociale di questa malattia è quindi molto elevato Fonti e vie di trasmissione sono ancora da chiarire, anche se la diffusione interumana è molto rara Campylobacter è ubiquitario Le infezioni sono generalmente sporadiche

62 CAMPYLOBACTER virulenza Il meccanismo patogenetico di C. jejuni e C. coli resta sorprendentemente oscuro sebbene siano stati identificati molti fattori di virulenza Sono state descritte varie tossine fimbrie ed adesine, presenti in certe condizioni colturali, sebbene tutti questi caratteri non siano comuni a tutti I ceppi Il lipide A del LPS di C. jejuni ha evidente attività endotossica; l’infezione sistemica può condurre a sepsi e shock endotossico LPS potrebbe essere coinvolto nella patogenesi della sindome di Guillain-Barré (malattia autoimmune)

63 Epidemiologia Zoonosi, il pollame preparato impropriamente è una fonte comune di infezione nell’uomo Infezioni acquisite per ingestione di cibo contaminato, latte non pastorizzato o acqua contaminata Diffusione da persona a persona inusuale Dose infettante è alta a meno che gli acidi gastrici sono neutralizzati o assenti Distribuzione mondiale con infezioni enteriche per lo più comuni nei mesi a temperatura mite

64 Malattie Enterite acuta con diarrea, malore, febbre e dolore addominale La maggior parte delle infezioni sono autolimitanti ma possono persistere per una settimana e più C.fetus è associato a setticemia ed è disseminato a più organi

65 Terapia, profilassi e trattamento Ripristino di fluidi e di elettroliti Gastroenteriti gravi e setticemie sono trattate con eritromicina, tetracicline e chinoloni La gastroenterite si previene con la preparazione adeguata dei cibi e con il consumo di latte pastorizzato La malattia si previene anche prevenendo l’apporto di acqua contaminata

CLOSTRIDIUM CARATTERISTICHE –FORMANO ENDOSPORE –ANAEROBI OBBLIGATI - GRAM POSITIVI HABITAT –AMBIENTI BASSA pO 2 SPECIE –PIU’ DI 100 SPECIE DESCRITTE MOLTE UTILI ALCUNE PATOGENE 66

CLOSTRIDIUM SPECIE PATOGENE Sono tutti ANAEROBI, GRAM+, SPORIGENI Producono TOSSINE in grado di causare necrosi tissutale o di interferire con la trasmissione degli impulsi nervosi, indicate con le lettere greche ( α la più tossica) Alcune tossine sono enzimi e prendono il nome dalla funzione svolta- 67

Fattori che determinano il potere patogeno dei Clostridi 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, enterotossiche e neurotossiche 68

CLOSTRIDIUM DIFFICILE Bastoncelli dritti con spore ovali subterminali o terminali Mobile con flagelli peritrichi Fermenta glucosio, fruttosio Idrolizza la gelatina Il suo habitat è l’intestino umano in particolare nei bambini 69

Fattori di virulenza associati al C.difficile Fattori di virulenzaAttività biologica Enterotossina (tossina A)Ha attività chemiotattica; induce la produzione di citochine con ipersecrezione di fluidi; produce necrosi emorragica Citotossina (tossina B)Induce la depolimerizzazione dell’actina con perdita del citoscheletro cellulare Fattore di adesioneMedia l’adesione alle cellule del colon umano IaluronidasiHa attività idrolitica Formazione di sporeConsente la sopravvivenza per mesi in ambiente ospedaliero 70

CLOSTRIDIUM DIFFICILE TOSSINE PRODUCE DUE TOSSINE: A e B – A: MW 440, ,000, INDUCE ACCUMULO DI LIQUIDI NELL’INTESTINO (enterotossina) – B: MW 360, ,000 CITOTOSSICA. 71

Epidemiologia Il microrganismo è ubiquitario Colonizza l’intestino in una piccola percentuale di individui sani L’esposizione agli antibiotici è associata allo sviluppo di C.difficile e alla malattia che segue (infezione endogena) Le spore possono essere ritrovate in camere di ospedali di pazienti infetti (nei bagni e nei letti), possono essere una fonte esogena d’infezione. 72

Malattie Colonizzazione asintomatica Diarrea associata ad antibiotici Colite pseudomembranosa 73

Diagnosi È confermata dall’isolamento della microrganismo o dalla scoperta della citotossina o enterotossina nelle feci di pazienti 74

Terapia profilassi e controllo L’antibiotico implicato nella sintomatologia deve essere sospeso In caso di malattia grave si deve utilizzare la vancomicina Ritorno della malattia perchè le spore non sono uccise dall’antibiotico, un secondo ciclo con lo stesso antibiotico ha successo terapeutico Le camere ospedaliere dovrebbero essere pulite con cura dopo la dimissione di pazienti infetti 75

ROTAVIRUS agenti di gastroenterite infantile 76

Struttura I rotavirus appartengono alla famiglia delle Reoviridae. Sono particelle prive di envelope Nucleocapside icosaedrico con proiezioni che irradiano dal centro al bordo esterno Presentano frammenti di RNA bicatenario (ds RNA) che codificano per 1 proteina (6 proteine strutturali VP, 6 proteine non strutturali NSP) alcune presentano attività enzimatica 77

Replicazione reovirus 78

Epidemiologia Suddivisi in 7 sottogruppi (da A a G) in base all’antigene VP6, il gruppo A causa gastroenteriti nell’uomo Causano il 50% di grave diarrea infantile nei bambini di età inferiore a due anni La trasmissione avviene per via oro-fecale Le infezioni mostrano marcata incidenza stagionale da gennaio a marzo I virioni sono in grado di sopravvivere a lungo su varie superfici è sufficiente una bassa dose infettante 79

Importanza clinica Avvenuta l’ingestione i rotavirus infettano le cellule epiteliali dell’intestino tenue in particolare il digiuno In seguito all’infezione si osserva accorciamento ed atrofia dei villi intestinali con riduzione della superficie dell’intestino tenue Diminuzione della produzione di enzimi digestivi Il paziente manifesta uno stato di malassorbimento per mancanza di assimilazione dei nutrienti con conseguente effetto iperosmotico che causa la diarrea. Sempre più associato alla celiachia 80

Trattamento Non esiste nessun farmaco per il trattamento delle infezioni da rotavirus Intervento clinico di primaria importanza è reintegrare i liquidi in modo rapido ed efficiente per correggere lo squilibrio elettrolitico Le prevenzione delle infezioni si basa sul miglioramento delle misure igienico-sanitarie. 81

Adenovirus Virus a DNA a doppio filamento con una proteina terminale nella porzione 5 terminale I virioni sono icosadeltaedrici Privi di envelope I 12 pentoni, localizzati a ciascuno dei vertici contengono una fibra (proteine virali d’attacco) Il virus codifica proteine che promuovono la sintesi di mRNA e DNA, compresa la propria DNA polimerasi Sono raggruppati da A ad F, in base alle omologie del DNA ed a differenze della fibra Causa infezioni litiche, persistenti e latenti nell’uomo 82

Malattie causate da adenovirus enterici Tra le malattie comuni causate da adenovirus è la gastroenterite Rappresentano la seconda causa di diarrea virale nel bambino Replicano nell’ileo e vengono trasmessi per via oro-fecale 83

Virus a RNA a filamento positivo sprovvisti di peplos Virus di Norwalk Diametro di 27 nm Sola proteina strutturale di 59 kDa 84

Calicivirus Virus di Norwalk si replica nel tratto gastrointestinale ed è eliminato con materiale fecale Causa principale di gastroenterite epidemica acuta negli ambienti scolastici, nelle prigioni, nelle basi militari etc, Quadro clinico caratterizzato da nausea, vomito diarrea, con durata di ore con guarizione spontanea. 85

Protozoi 86

Protozoi Microrganismi unicellulari eucariotici privi di parete cellulare, incolori, e mobili Dimensioni maggiori delle cellule procariotiche Assenza di clorofilla Si ritrovano in molti habitat d’acqua dolce e marina e nel suolo Sono parassiti di animali compreso l’uomo Si nutrono ingerendo materiale particellare per fagocitosi Alcuni sono in grado di inghiottire cellule batteriche o piccole cellule eucariotiche tramite una struttura detta gola 87

Vari tipi di protozoi 88

Movimenti nei protozoi 89

Amebae 90

Movimento nelle amebe 91

Entamoeba histolitica Il ciclo di vita è diretto, passa da un ospite all’altro attraverso una forma di resistenza alle condizioni ambientali. Le feci dissenteriche contengono cisti sferiche tetranucleate di circa  m L’ingestione di cibi crudi o di acqua potabile contaminata con le cisti giungono all’ospite che libera 4 amebe figlie Vivono come commensali anaerobi, privi di mitocondri si moltiplicano per scissione binaria 92

Entamoeba histolitica Il ciclo di vita è diretto, passa da un ospite al successivo attraverso una forma di resistenza alle condizioni ambientali. Le feci dissenteriche contengono cisti sferiche tetranucleate di circa  m L’ingestione di cibi crudi o di acqua potabile contaminata con le cisti giungono all’ospite che libera 4 amebe figlie Vivono come commensali anaerobi, privi di mitocondri si moltiplicano per scissione binaria 93

Ciclo vitale di entameba histolitica A)Trofozoite B)Cisti 94

Sintomatologia Possono produrre diversi tipi di danno Ulcere intestinali a livello della mucosa con distruzione dei tessuti e formazione di una cavità sferica, fino a perforare la parete Possono fermarsi al fegato causando ascessi Oppure arrivare ai polmoni e provocare ascessi Casi più gravi possono arrivare anche al cervello segno comune dell’amebiasi è comunque la dissenteria che si manifesta dopo giorni dall’infezione con muco e sangue nelle feci 95

Fattori che determinano l’invasione delle amebe Numero delle amebe ingerite Capacità patogena del ceppo parassitario Fattori dell’ospite come motilità intestinale, Competenza immunitaria Presenza di idonei batteri intestinali che favoriscono la crescita delle amebe 96

Giardia lamblia L’unico protozoo patogeno che si riscontra nel duodeno e nel digiuno dell’uomo Provoca la giardiasi Microrganismo simmetrico a forma di cuore Possiede 4 paia di flagelli, 2 nuclei e due assostili Un grande disco concavo adesivo occupa gran parte della superficie ventrale 97

Ciclo vitale di Giardia Lamblia A)Trofozoite B)Cisti 98

Cenni di patogenesi Gastrite cronica attiva ed ulcera peptica a carico di Helicobacter pylori caratterizzata dalla presenza di leucociti polimorfonucleati dal danno dell’epitelio gastrico ed assottigliamento dello strato mucoso, in alcuni soggetti possono svilupparsi situazioni patologiche più gravi. 99

Profilo elettroforetico di H. pylori 100 Il batterio è cresciuto in presenza di aminoacidi marcati. Cag A tossina ad attività infiammatoria Proteina Vac A Ureasi batterica Proteina Cag A 1 Brodo coltura 2 Batterio in toto

Patogenesi Nella diarrea e nella dissenteria sono coinvolti 3 principali meccanismi: adesione alla mucosa intestinale la produzione di tossine capacità invasiva. 101

Adesione L’adesione è importante perché alcuni patogeni presentano un tropismo elettivo o per il colon o per il tenue o per entrambi. Un esempio gli E.coli EPEC si legano all’intestino tenue con alterazione dei microvilli, con conseguente alterazione della membrana cellulare con secrezione o ridotto assorbimento di ioni. Anche per Giardia lamblia l’adesione è il principale meccanismo di danno all’epitelio dell’intestino tenue. Anche per i virus l’adesione è il primo passo per l’infezione. Nelle infezioni da rotavirus la diarrea è causata dalla diminuzione dell’assorbimento dell’acqua e del sodio diversamente di quello che accade in presenza di tossine 102

Patogenesi le tossine Le enterotossine agiscono sulle cellule dell’epitelio dell’intestino tenue e causano secrezione di liquido senza danno per la mucosa (Vibrio colerae, E. coli, Salmonella, Clostridium difficile) Le citotossine causano danno alla mucosa del colon a cui segue una reazione infiammatoria (colite), il cui meccanismo d’azione è quello di bloccare la sintesi proteica (S. dysenteriae, E.coli) Invasività è la capacità di alcuni batteri di penetrare all’interno della mucosa intestinale e distruggere le cellule epiteliali causando la sindrome dissenterica. La proprietà enteroinvasiva è mediata da proteine codificate da plasmidi. 103

Patogenesi Nella dissenteria bacillare da Shigella, il danno della mucosa del colon è dovuto sia all’invasività batterica sia alla produzione di citotossine. Durante l’infezione la mucosa è ricoperta di un essudato fibrinoso supporativo con formazione di pseudomembrane con comparsa di ulcere con numerosi leucociti e coaguli di fibrina. 104

Patogenesi Nella dissenteria amebica le amebe attaccandosi al colon lisano le cellule epiteliali ed invadono l’intestino mediante proteinasi. Nei casi più gravi è interessato tutto il colon, generalmente quello solo ascendente. 105

Patogenesi Febbre enterica o tifoide dopo l’ingestione di batteri, l’invasione delle cellule epiteliali dell’ileo fino ai linfonodi regionali con replicazione batterica a livello dei macrofagi del fegato e della milza. S.tiphy replica all’interno dei macrofagi. 106

Batteri nel circolo ematico Passaggio dei batteri anche in circolo con batteriemia e febbre alta invadendo altri distretti quali il rene, la colecisti e le placche di Peyer, formando anche dei noduli costituiti anche da linfociti e plasmacellule. 107

Diagnosi 108 Metodo invasivo

Diagnosi di laboratorio Ulcera peptica può essere fatta con metodi invasivi durante gastroscopia e con metodi non invasivi. La biopsia verifica la presenza di attività ureasica mediante test e permette eventualmente la crescita su terreno di coltura ed eventuale presenta di citotossina. L’esame istologico permette di valutare l’infiammazione della mucosa, infine possono essere eseguiti test di amplificazione genica per il riconoscimento del gene cag A e vac A. 109

Test non invasivi l’urea breath test soluzione di urea marcata da ingerire che in caso di positività il carbonio marcato viene emesso con il respiro. 110

Ricerca di IgG Test sierologici per la ricerca di IgG anti proteina cag A. per la ricerca di questi anticorpi si possono usare sia test ELISA che Western Blot 111

Diagnosi di laboratorio Amplificazione della sequenza del gene cag A e Vac A. Linea A corrisponde al gene amplificato cagA Linea B corrisponde al gene vac A 112

Diarrea, dissenteria e febbre enterica E’ necessario valutare il quadro patologico: pazienti con ≤ 5 evacuazioni senza febbre, nausea e vomito, non è necessario fare una coltura delle feci ≥ 5 evacuazioni in presenza di altri sintomi l’esame di laboratorio è importante. 113

Esame microscopico Esame microscopico delle feci: 1 goccia di feci con sangue e pus è mescolato con 2 gocce di blu di metilene e si osserva al microscopio per la presenza di leucociti, molti patogeni enterici determinano la presenza di leucociti. 114

Esame parassitologico L’esame parassitologico invece eseguito su feci mescolate con soluzione di iodo- iodurata permette eventualmente di determinare la presenza di cisti, trofozoiti uova e larve. 115

Altre indagini Esame colturale delle feci (Copro cultura ) quando sono implicati i batteri è possibile isolarli su adatti terreni di coltura Ricerca di antigeni microbici nelle feci si utilizzano in caso di infezioni di tipo virale o protozoarie per la ricerca di antigeni Esame colturale del sangue è indicato solo in caso di infezione da S.typhy perché può essere isolato anche dal sangue Indagini sierologiche si eseguono in casi di febbre tifoide e dissenteria amebica. Nel primo caso si ha produzione di anticorpi somatici o flagellari durante la seconda o terza settimana. Anche se la diagnosi deve essere fatta prima. Nella dissenteria è possibile la ricerca anticorpale in quanto l’infezione da acuta tende a diventare sub-acuta. 116