Escherichia coli

L’Escherichia coli è il commensale per eccellenza, è un microrganismo molto studiato e da inserire tra i primi patogeni. E’ in grado di dare patologie diverse a seconda della sua localizzazione.

Il fatto di essere un commensale complica la situazione per il clinico e il microbiologo perchè spesso bisogna distinguere tra i soggetti che sono portatori di un commensale e quei soggetti che oltre ad avere quel commensale lo subiscono anche come opportunista o perché ha cambiato sito o perché è cresciuto numericamente e sta diventando un problema per l’ospite. Per quanto riguarda le caratteristiche sono le tipiche degli enterobatteri:

CARATTERISTICHE MORFOLOGICHE

Hanno corti bastoncelli, sono Gram negativi, mobili, capsulati ed asporigeni.

CARATTERISTICHE METABOLICHE

È un aerobio-anaerobio facoltativo, inoltre fermenta il lattosio.

CARATTERISTICHE COLTURALI

Poco esigente, cresce nei comuni terreni di coltura, anche i più semplici.

Anche dal punto di vista antigenico è un caratteristico enterobatterio: l’antigene O, l’antigene delle fimbrie, l’antigene H dei flagelli e l’antigene K della capsula. Le adesine sono responsabili dell’adesione specifica alle mucose, fanno parte della categoria i pili, le fimbrie, l’adesina Dr ed i pili P. Le tossine sono responsabili delle manifestazioni morbose enteriche, ne abbiamo diverse, ad esempio St sta per tossina stabile, LT per tossina labile ed SLT per Shiga like Toxin. Sono tutte molecole di natura proteica, secrete, alcune di tipo A/B, alcune no, non sono prodotte da tutti i ceppi ma solo da quelli che presentano una specifica patogenicità.

L’Escherichia coli è il più importante dei commensali e la maggior parte delle infezioni comunitarie sono dovute a questo microrganismo. E’ quindi il commensale più comune ma anche l’opportunista patogeno che più comunemente ritroviamo responsabile di patologie importanti sia in ambito comunitario che nosocomiale. Tra le principali infezioni mediate da questo batteri vi sono le infezioni urinarie. Dobbiamo ricordare che oltre alle caratteristiche di virulenza del patogeno, vi sono anche delle caratteristiche dell’ospite che sono elementi favorenti l’infezione, ad esempio le malformazioni, i reflussi vescicali, i cateteri, i tumori, l’iperplasia prostatica, ecc… .

Le infezioni delle vie urinarie dal punto di vista sintomatologico si presentano con disuria, pollachiuria, stranguria, febbre a volte ed un dolore durante la minzione. Solitamente le infezioni delle vie urinarie evolvono molto rapidamente, il periodo di incubazione è breve. Per il medico è abbastanza facile orientarsi ed intervenire subito con un prelievo di urina, viene riconosciuto il microrganismo e mirata la terapia. L’Escherichia coli è responsabile di infezioni anche a livello intestinale, mediate dai fattori di virulenza, dalle adesine e dalle enterotossine. Con le tossine distrugge le cellule intestinali, mentre con le adesine invade le cellule dell’ospite. All’interno della specie Escherichia coli dobbiamo distinguere diverse sottospecie, ciascuna delle quali è caratterizzata da specifici fattori di virulenza che sono responsabili di una diversa patogenicità.

 

LA CLASSIFICAZIONE

Esistono due modi di classificare gli Escherichia coli, uno più discorsivo ed uno più schematico: una prima suddivisione distingue gli Escherichia coli Enterotossigenici (ETEC), Enteroinvasivi (EIEC), Enteropatogeni (EPEC), Enteroemorragici (EHEC) ed Enteroaggreganti (EAggEC). La loro classificazione è legata ad un diverso potere patogeno che evoca una tipica storia clinica.

Questi batteri possono essere distinti anche per cinque esempi di meccanismi patogenetici da infezione: nel primo caso gli ETEC, sono in genere responsabili della diarrea del viaggiatore, producono tossine ma non sono patogeni. Le cellule intestinali non vengono ne invase ne uccise dal batterio che rimane sulla superficie. Quest’ultimo produce però esotossine (ST ed LT) che interagendo con specifici recettori dell’enterocita sottostante sono in grado di modificare l’omeostasi della cellula variando i livelli di AMPc. Hanno un’attività ADP ribosilante, variano l’AMPc intracellulare determinando la perdita di K+ ed Na+ con una conseguente perdita di H2O.

Riassumendo, nel caso di infezioni da ETEC le cellule sono integre, gli orletti sono conservati, i microrganismi sono solo sulla superficie senza l’invasione delle cellule e non c’è nemmeno un cambiamento della morfologia della cellula.

Invece gli EPEC, cioè gli enteropatogeni, modificano la struttura della cellula. Questa viene alterata nella sua fisionomia, l’orletto salta, il citoscheletro si modifica, alcune cellule possono anche morire, mentre alcuni batteri, non molti, possono penetrarvi all’interno. Questi ceppi in genere non sono produttori di tossine, ma il danno è legato al fatto che sono in grado di alterare la struttura cellulare e in parte invaderla.

Gli Escherichia coli Enteroinvasivi (EIEC), come è indicato anche nel nome, sono particolarmente efficienti nel penetrare all’interno della cellula intestinale. Sono responsabili di diarree importanti, dolorose, in alcuni casi anche di dissenterie gravi che possono essere accompagnate da sanguinamenti della mucosa intestinale.

Sono caratteristici anche gli enteroaggreganti (EAggEC) e gli enteroemorragici (EHEC): gli EAggEC sono importanti soprattutto nei paesi poveri coinvolgendo bambini debilitati e malnutriti, prendono il nome dal fatto che si aggregano tra loro e producono tossine. Gli EHEC sono molto aggressivi, sono in grado di alterare la fisionomia delle cellule intestinali, la loro attività tossica è mediata da una tossina che è indicata con la sigla SLT che sta per Shiga like Toxin. Questa tossina è anche responsabile di una patologia sistemica, non solo localizzata, può infatti prendere il circolo ematico e raggiungere i vari organi (tra cui il sistema nervoso centrale ed anche il rene) dando un quadro che assomiglia alla sindrome Shiga. La patologia comporta una compromissione delle funzionalità del rene ed una patologia uremico-emolitica. All’interno della specie Escherichia coli abbiamo delle sottospecie con una diversa virulenza, con un diverso potere patogeno legato al fenotipo e quindi al genotipo, che portano ad un’evoluzione diversa dei casi clinici. Questi possono essere confermati andando a ricercare, per quelli che producono tossine, la presenza dei geni che codificano per quelle tossine.

L’Escherichia coli è responsabile di infezioni urinarie ed enteriche, ma anche di infezioni sistemiche.

Il batterio è anche responsabile di:

  • infezioni opportunistiche addominali: sono più rare, le ritroviamo soprattutto negli ospedali, nelle cliniche chirurgiche dove è possibile trovare i paziente traumatizzati. Questi per esempio possono avere una perforazione dell’intestino con la fuoriuscita del batterio e una colonizzazione in sede addominale
  • infezioni opportunistiche: sono infezioni che possono aggredire tutti gli organi e tutti i tessuti e colpiscono soprattutto i soggetti immunodepressi. Attraverso una colonizzazione iniziale a livello intestinale o urinario si può passare a una fase sistemica con l’infezione di altri distretti, causando per esempio osteomieliti, artriti e sepsi