Slides Microbiologia

1. La maggior parte sporigeni:
Famiglia Bacillaceae
2 Generi rilevanza medica:
Bacillus e Clostridium
Aerobi Anaerobi obbligati
Le spore: suolo, acqua, tratto gastrointestinale uomo e altri animali

2. Bacillus
Piu’ di 60 specie, per la maggior parte saprofite
•Bastoncelli sporigeni
•Gram+ o Gram variabili
•Immobili o mobili per flagellli peritrichi
•Mesofile (30-45ºC)
Bacillus anthracis (unico patoeno obbligato dei
vertebrati)

3. Bacillus anthracis
agente eziologico del carbonchio: interessa prevalentemente
erbivori, ma che puo’ essere trasmessa per contatto, o tramite
prodotti animali contaminati all’uomo
Immobile
Aerobio
Sporigeno
Capsulato
Catalasi+
Fermenta glucosio, ma non il mannitolo e xilosio
Liquefa gelatina

4. Bacillus anthracis
Anthrakis: carbone, colore nero delle lesioni cutanee

5. Bacillus anthracis
Nei campioni clinici: bacilli isolati o associati in breve catene.
In vitro: lunghe catene con estremita’ squadrate a canna di bambu’.

6. Bacillus anthracis
Cresce bene su terreni comuni formando colonie rugose con margini
frastagliati (caput meduse) caratterizzate da catene di cellule
batteriche che si dispongono in modo serpentiforme

7. B. anthracis
Fattori di virulenza
– Capsula di acido glutammico.
– Non e’ presente in vitro, a meno che i batteri non siamo
cresciuti in mezzo contente siero, bicarbonato e CO2.
– Antifagocitaria
Tossina carbonchiosa - prodotta solo nei tessuti animali.
• La sua produzione e’ mediata da un plasmide Temperatura sensibile.
• Costituita da 3 subunita’ proteiche non tossiche secrete
indipendentemente: si associano in combinazioni binarie o ternarie
formando complessi tossici sulla superficie delle cellule dei
mammiferi

8. B. anthracis
Le 3 subunita’ proteiche sono:
• Antigene Protettivo (PA) conferische short term immunity
• Fattore dell’Edema (EF)
• Fattore Letale (LF)
PA lega i recettori della cellula bersaglio e permette
l’endocitosi di LF e EF.
EF con attività adenilato-ciclasica, responsabile
dell’ipersecrezione di liquido e ioni dalle cellule (EDEMA)
LF una metallo-proteasi zinco dipendente, che digerisce
alcune MAPchinasi con morte cellulare.

9. B. anthracis

10. B. anthracis
Significato clinico
• essenzialmente una malattia degli animali che acquisiscono
l'organismo per ingestione o inalazione di spore
• Le spore sono estremamente resistenti ai prodotti chimici e fisici
• Essi possono rimanere una fonte di infezione nel suolo per 20-30 anni
• L'uomo acquisisce l'antrace generalmente dal contatto con i prodotti di
origine animale, meno comunemente, da animali infetti.

11. B. anthracis
Vie d’ingresso:
• per inalazione di spore
• abrasioni della pelle
• per ingestione di spore

12. CARBONCHIO POLMONARE
Forma clinica più grave :
(malattia del Woolsorter)
Spore inalate, fagocitate dai MF alveolari, germinano, si
moltiplicano (incubazione 1-2 mesi con sintomi lievi o
aspecifici).
Dai primi sintomi, dopo solo 2-3 gg: febbre, edema.
Nel 95% dei casi si ha diffussione con setticemia fatale .

13. CARBONCHIO CUTANEO
• Forma clinica più frequente e meno grave;
• I danni maggiori dall'invasione;
• Le spore entrano attraverso un taglio, germinano e cellule
vegetative si moltiplicano;
• C'è risposta infiammatoria acuta, ma la capsula impedisce
fagocitosi;
• Esotossina provoca rapido sviluppo di una pustola maligna
eritematosa;
• Dopo pochi gg il centro della lesione diventa nero e si forma
un’escara necrotica
• Nel 20% dei casi l'organismo diffonderà a causare setticemia e
morte in pochi giorni;
• Risultati della morte per insufficienza respiratoria e anossia causata
da azioni della tossina sul sistema nervoso centrale (degenerazione
toxemic).

14. CARBONCHIO
GRASTROINTESTINALE
• Poco frequente;
• Penetrazione delle spore (presenti nelle carni di animali
affetti da carbonchio) attraverso lesioni della mucosa
intestinale ;
• Come nel c. cutaneo si ha la formazione di lesioni sulla
mucosa, dalle quali Bacillus passa rapidamente al
sisetma linfatico : linfoadenopatia, edema e sepsi.
• Incubazione 2-7gg con 90% di mortalità.
Raramente B. anthracis può provocare meningite
passando attraverso la barriera ematoencefalica.

15. TERAPIA e PROFILASSI
– La maggor parte dei ceppi sensibili alla
penicillina
– Ceppi produttori di beta-lattamasi, la
ciprofloxacina o altri chinoloni.
– In molti paesi gli animali vengono vaccinati
utilizzando il ceppo Sterne (no pXO2)
– vaccinazione PA a breve termine è disponibile
per i lavoratori ad alto rischio.
• Bacillus species
– Bacillus subtilis, e occasionalmente altre specie
possono causare infezioni opporutnistiche.

16. Bacillus cereus
B. cereus patogeno opportunista che è stato isolato da casi di
setticemia, endocardite, meningite, infezioni da ferita, polmonite e
infezioni oculari
Bacillo, Gram variab., sporigeno , aerobio facoltativo, emolitico,
mobile, spore ampiamente diffuse
Gram-Variable

17. Bacillus cereus
Spesso causa tossinfezioni alimentari:
Forma emetica: vomito, nausea e dolori addominali
Forma diarroica: crampi intestinali e diarrea profusa
Tossina emetica o cereulide, stabile al calore, preformata nell’alimento.
Enterotossina emoilsina BL, enterotossina non emolitica che
stimolano perdita di fluidi ed elettroliti
I sintoni si manifestano dopo 1-5 ore dall’ingestione.
Endoftalmite
In seguito a chirurgia oftalmica: 24-48 ore, degenerazione dei tessuti
cecità
Antibiotici: Clindamicina con o senza gentamicina

18. Clostridium

19. Clostridium
 83 specie classificate
 Gram positivi
 Forma bastoncellare
Raramente capsulati
 Sporigeni
Catalasi -
 In gran parte Mobili per ciglia peritriche
 Riducono il solfito con produzione di solfuri
 Anaerobio o aerotolleranti
 Metabolismo di tipo fermentativo

20. Clostridium
Terreni riducenti, ottenuti ad esempio aggiungendo al mezzo
frammenti di tessuto di fegato o di cervello oppure in anaerobiosi e
sostituendo l’O2 eventualmente con altri gas inerti.
formano colonie cotonose

21. Clostridium
Saprofiti
strati superficiali suolo,
flora transiente o permanente della cute e
dell’intestino, nelle feci,
negli alimenti soprattutto quelli dotati di un basso
potenziale redox
alcune (almeno 14) sono patogene grazie alla
produzione di TOSSINE antigeniche che possono essere
neutralizzate da antisieri specifici

22. Clostridium
BIOCHIMICA
Degradano le sostanze organiche:
cellulosa, l'amido, proteine
con produzione di etanolo, acido acetico, butanolo,
CO2…
Queste trasformazioni sono note con il termine di
putrefazione, per le caratteristiche organolettiche di
tali sostanze.
Alcune specie sono utilizzate nella produzione di
sostanze chimiche quali acetone e butanolo
(C. acetobutylicum)

23. Clostridium

24. Clostridium tetani
Responsabile del tetano (Ippocrate 400a.C.)
Bastoncini con una spora (bacchetta di tamburo).
Mobile (flagelli peritrichi)
Sterttamente anaerobio
Non fermenta zuccheri
Produce idrogeno solforato e indolo
Plasmide di grandi dimensioni (gene tetX)
I bacilli vivono nell'intestino degli animali (equini, bovini, ecc.),
talvolta anche in quello umano, senza che produca malesseri.
Viene espulso con le feci nel terreno: sporulazione.
in un tessuto: germinazione

25. Clostridium tetani
Spore in posizione terminale

26. Clostridium tetani
Le spore (Fattore di virulenza)
a 80° resistono per 6 ore,
se sottoposte ad ebollizione (100°), vivono ancora per 3-4
minuti. Distruzione solo con ebollizione per almeno 15 minuti.
Le spore possono vivere nel terreno umido per anni.
Terra e pulviscolo atmosferico, specialmente in campagna, sono
ricche di spore tetaniche.

27. Clostridium tetani
Produce 2 tossine:
TETANOLISINA : è una emolisina O2-labile analoga alla
Strepolisina O. Affinità per il colesterolo e altri steroli.
TETANOSPASMINA : neurotossina responsabile delle
manifestazioni cliniche del tetano.
Prodotta durante la fase stazionaria

28. Clostridium tetani

29. Clostridium
ALCUNE SPECIE ELABORANO POTENTI ESOTOSSINE
Specie Malattia/tossina prodotta
C. tetani TETANO; Tossina tetanica (tetanospasmina)
C. botulinum BOTULISMO, grave intossicazione; Tossina botulinica
C. perfringens GANGRENA GASSOSA, grave patologia che si
sviluppa in seguito all'infezione di ferite con spore. I
microrganismi producono gas in seguito ai processi di
fermentazione ed elaborano numerose tossine ad azione
necrotizzante (es. tossina alfa)
C. difficile SINDROME DIARROICA associata all'uso prolungato
di antibiotici

30. Clostridium

33. Clostridium

34. Diagnosi clinica
La diagnosi è fatta clinicamente.
Il reperimento microscopico o isolamento di C.tetani è facile ma di
scarso successo. Soltanto il 30% dei pazienti con tetano risulta
positivo alle colture.
Inoltre spesso il tetano lo si confonde con altre sindromi es. il
tetano neonatale è difficilmente distinguibile da ipoglicemia,
meningite ecc.
･ Lo “spatola test” aiuta nella diagnosi. Esso consiste nella
stimolazione della faringe con una spatola che provoca un intenso
spasmo dei masseteri nei pazienti affetti che mordono la spatola.

35. trattamento
richiede la pulizia della ferita e la terapia con il
METRONIDAZOLO per eliminare le forme vegetative
dei batteri che producono la tossina. C’è inoltre
necessità di somministrare immunoglobuline umane
antitetaniche (TIG) che conferiscono un’immunità
passiva legando le molecole libere di tetanospasmina.
la terapia si avvale di sedativi o anestetici generali,
neuroplegici, farmaci curaro-simili.
La malattia NON conferisce immunità

38. Clostridium botulinum
Botulus : salsiccia
Gam+
Anaerobi obbligati
Mobili
Spora centrale o terminale non deforma lo sporangio
Diffuso suolo acque intestino mammiferi, uccelli e pesci.

39. Clostridium botulinum
Esistono 7 TIPI di Clostridium botulinum, in base al sierotipo di
neurotossina prodotta
Clostridium botulinum A, proteolitico, emolitico, si ritrova nei prodotti
vegetali, diffuso negli USA
Clostridium botulinum B, proteolitico, presente nelle carni, diffuso in
Europa
Clostridium botulinum C1, non interessa la patologia
Clostridium botulinum D, non interessa la patologia
Clostridium botulinum E, non proteolitico cresce a 3 °C anche a ph
acido (4-8) e si trova nel pesce affumicato, merluzzo, aringhe, tonno
conservato.
Clostridium botulinum F, raro, osservato nei paté di fegato
Clostridium botulinum G non interessa la patologia

40. Clostridium botulinum
Esistono 4 GRUPPI di Clostridium botulinum, in base alle
differenze fisiologiche
Gruppo I batteri proteolitici che producono tossine di tipo A, B e F
Gruppo II batteri non proteolitici con tossine di tipo B, E e F
Gruppo III ceppi che producono tossine tipo C e D
Gruppo IV ceppi che producono tossina di sierotipo G

41. Clostridium botulinum
La SPORA preferisce ambiente anaerobici dove si moltiplica con
la formazione di composti solforati e acido butirrico.
Sono molto resistenti al calore:100°C/3-5 ore.
Il germe e le spore si trovano anche nel suolo, nei vegetali e
l'uomo viene intossicato dalla tossina ingerendo alimenti
conservati, conserve alimentari vegetali.
Utili spie sono l'odore di putrido, di burro rancido e la
disgregazione dell'alimento con formazione di bolle gassose.
Viene inibita dalla flora intestinale dove subisce il fenomeno dell’
"antagonismo batterico" ad opera soprattutto dei lattobacilli.

42. Clostridium
Composte da catene pesanti e leggere unite da legami disolfuro;
Le catene pesanti si legano alla placca motrice nervosa con
internalizzazione, mentre la catena leggera blocca il rilascio
mediato del calcio dell’acetilcolina.

43. Clostridium botulinum

44. Clostridium botulinum
Le tossine botuliniche sono le più potenti che si conoscano:
1 mg = 6 miliardi di dosi minime letali per il topo (ossia 1 mg
ucciderebbe 6 miliardi di topi).
La dose letale per l’uomo è 1 g/Kg di peso corporeo
Relativamente termolabile a 100°C/10’ e resistente ai succhi
gastrici.

45. Clostridium botulinum

46. Confronto tossina botulinica e tetanica
･ simili per struttura e funzione (sono entrambe tossine del tipo A-B)
･ Hanno un target comune come la sinaptobrevina (VAMP) coinvolta
nell’impacchettamento vescicolare
･ Entrambe provocano idrolisi delle proteine target, blocco del rilascio del
neurotrasmettitore e paralisi
･ La tossina botulinica rimane nelle terminazioni nervose, mentre la
tetano tossina è trasportata dal trasporto assonico retrogrado nella corda
spinale.
･ La tossina tetanica agisce inibendo la trasmissione inibitoria cioè
bloccando il rilascio di GLICINA o GABA, mentre la tossina botulinica
agisce prevenendo il rilascio di ACETILCOLINA
･ In entrambi i casi il recupero delle funzioni richiede la rigenerazione
delle terminazioni nervose
･ La terapia per entrambi comporta la somministrazione di metronidazolo
e vaccinazione (nel caso del botulino si somministra l’antitossina botulinica
trivalente A, B e E)

47. Clostridium botulinum
TERAPIA
E’ legata all’immunizzazione passiva con antitossina equina e
terapia di supporto.
Gli antibiotici non hanno alcun effetto diretto sulla tossina
botulinica.
Tuttavia, le infezioni secondarie acquisite durante il botulismo
richiedono un trattamento antibiotico.
Gli aminoglucosidi e la clindamicina sono controindicati per il
possibile potenziamento del blocco di placca neuromuscolare.

48. Clostridium perfringens
E’ uno dei rari Clostridi immobili
Distinto in 5 Tipi (da A ad E)
Il Tipo A è il responsabile della maggior parte delle
infezioni nell’uomo.
Produce 4 Tossile letali (alfa, beta, epsilon e iota)
6 Tossine minori
1 enterotossina
1 neuroaminidasi

49. Clostridium perfringens
Lisa eritrociti, leucociti,
LECITINASI cellule endoteliali: aumento
della permeabilità
vascolare, emolisi,
sanguinamento e
distruzione dei tessuti
(mionecrosi),
tossicità epatica,
bradicardia, ipotensione.

50. Clostridium
perfringens

51. Clostridium perfringens
Infezioni dei tessuti molli:
1. Cellulite (con formazione di gas nei tessuti)
2. Fascite o miosite suppurativa (accumulo di pus nei fasci
muscolari, ma assenza di necrosi muscolare e sintomi
sistemici)
3. Mionecrosi o gangrena gassosa.

52. Clostridium perfringens
Mionecrosi o gangrena gassosa
Dolore intenso
Le spore penetrano attraverso un trauma.
La mancanza di O2 determina abbassamento del potenziale di
ossidoriduzione e crescita dei clostridi anaerobi che producono
tossine alfa (riduce la contrattilità del miocardio) e teta (riduce la
resistenza vascolare sistemica): collasso emodinamico.
Dopo circa una settimana: necrosi muscolare, danno renale, shock
e morte
Esami macrosocpico: tessuto ischemico e tumefatto, con
produzione di essudato e gas.
Esame microscopico: bacilli Gram+ e assenza di cellule della
risposta infiammatoria.
Le tossine provocano estesa emolisi e sanguinamento.

53. Clostridium perfringens

54. Clostridium perfringens

55. Lesioni dei tessuti da
Chlostridium

56. Clostridium perfringens
Nell’intestino Tenue perfringens si moltiplica e va incontro a
sporulazione: Enterotossina prodotta nello sporangio e liberata insieme
alla spora

57. Clostridium perfringens
Enterite necrotizzante
Ingestione di alimenti con ceppi di tipo C
Tossina beta: necrosi emorragica della mucosa intestinale in
soggetti con baso livello di enzimi proteolitici intestinali.
In condizioni normali la Tossina è rapidamente inattivata da enzimi
proteolitici del tratto gastrointestinale.
Sintomi dopo 5-6 ore dall’ingestione, dolori addominali, diarrea
profusa e presenza di sangue nelle feci.
Se non trattata morte nel 25-30% dei casi

58. Clostridium perfringens

59. Clostridium perfringens

60. Clostridium difficile
Commensale nell’intestino 5-20% degli uomini
Prolungate terapie antibiotiche (competizione microbica):
da una lieve diarrea alla colite pseudomembranosa (estesa
ulcerazione della mucosa del colon. L’accumulo di fibrina,
muco e detriti cellulari forma uno strato giallastro detto
pseudomembrana: morte nel 10% dei casi).

61. Clostridium difficile

62. Clostridium