Clostridi, tetano e botulino

I clostridi sono bacilli anaerobici trovati nel suolo e nella normale flora intestinale dell’uomo e gli animali. Ci sono specie sia Gram-positivi e Gram-negativi, anche se la maggior parte degli isolati è gram-positivo. Le esotossine che producono hanno un ruolo importante nella nascita della malattia.
La famiglia delle Bacillaceae è ricca di specie, abbondanti tra di loro, caratterizzate da una peculiarità biologica, che ha un impatto clinico importantissimo, cioè la capacità di produrre spore. I generi più importanti per i nostri studi sono bacilli e clostridi. Tra i bacilli ricordiamo il Bacillus anthracis, un importante patogeno, che è entrato nella storia in quanto associato al bioterrorismo. Tra i clostridi menzioniamo i Clostridium botulinum, perfringens, difficile e tetani.

 


Caratteristiche generali

  • Gram+
  • Sporigeni
  • Alcuni sono mobili
  • Sono sempre anaerobi obbligati. Crescono, si riproducono e sono degli agenti eziologici di malattia solo in anaerobiosi. In presenza di ossigeno può essere presente solo la spora
  • Molti producono esotossine ed enzimi

Il bacillo è allungato, se disposto in una situazione in cui è in grado di produrre spore, crea un corpuscolo denso alle colorazioni, che deforma la cellula stessa rendendola a forma di racchetta, peculiare dei clostridi. Nel Clostridium tetani è estremizzata, nel Clostridium botulinum, difficile e perfringens è subterminale, nell’anthracis si trova al centro. Assume una posizione diversa a seconda delle specie e diventa patognomonica. La maggior parte sono commensali o saprofiti ambientali. A parte per il Clostridium difficile, il contagio avviene casualmente, l’uomo non è un serbatoio importante per questi organismi. Può avvenire l’introduzione accidentale di spore nei tessuti (tetano o gangrena gassosa) o l’assunzione di tossine o forme vegetative (botulismo, intossicazioni alimentari e colite pseudomembranosa). Tra le specie il Clostridium difficile assume tale nome proprio perchè è difficile da mettere in evidenza, è un patogeno recente, tipicamente nosocomiale, che emerge in individui sottoposti a terapie intensive importanti, non è da sottovalutare in ambito ospedaliero.

 

Patologie provocate

  • tetano, è una patologia legata a una tossina, l’inizio della storia clinica è legata al fatto che le spore si localizzano in sedi particolari, come una ferita, di solito sporca, in cui si crea una condizione di anaerobiosi
  • gangrena gassosa, è un evento abbastanza raro nelle nostre realtà, più frequente in zone povere, dove è scarsa la pulizia e più frequenti certi traumi, la cui contaminazione può dar luogo a questa patologia
  • botulismo, è una patologia legata ad una tossina neurotropa, essenzialmente è un’intossicazione
  • intossicazioni alimentari
  • colite pseudomembranosa, da Clostridium difficile

I Clostridium istotossici sono responsabili di gangrena ed altre patologie trattabili solo chirurgicamente. Il Clostridium perfringens, ma anche altri (vedi immagine a fianco), sono specie meno note e diffuse, ma possono portare a quadri clinici significativi.

 

Clostridium tetani

È un saprofita intestinale soprattutto di animali erbivori (cavalli, ovini) sopravvive nell’intestino ed emesso con le feci sporifica. Le spore sopravvivono nell’ambiente, anche per tempi molto lunghi, sopravvivono anche a trattamenti di disinfezione, per questo è molto temuta. La patologia porta a paralisi spastica, conseguenza dovuta all’attività biologica di una tossina di tipo AB, in cui la porzione B garantisce lo strettissimo tropismo per i neuroni. L’origine della patologia è spesso legata a un infezione a volte anche non percepita, una ferita molto piccola (spina di rosa), ma sufficiente per inoculare nel sottocutaneo delle spore, procurare una infezione localizzata, che però può dar luogo a una patologia importante perchè proseguirà con la produzione di tossine da parte del microrganismo(mo), le quali diffondono per via nervosa fino al midollo spinale (corna anteriori) a creare il danno molecolare. La tossina è l’unico evento molecolare che scatena la sintomatologia e poi la malattia. Il tetano è difficilissimo da gestire se non si interviene in modo rapido.

  • Tossina tetanica

È una tossina proteolitica, taglia delle proteine, la sintassina e la sinaptobrevina, che garantiscono l’esocitosi da parte dei neuroni, viene inibita la secrezione di neurotrasmettitori da parte dei neuroni inibitori, viene meno il segnale inibitorio e si genera una paralisi spastica.

  • Tetano

Il tetano è una patologia che è andata decrementando tantissimo negli anni, attualmente in Italia c’è ancora una decina di casi all’anno e di questi una buona percentuale (dal 10 al 30 %) possono andare incontro a morte. La diminuzione della patologia è avvenuta grazie al fatto che la vaccinazione antitetanica è obbligatoria, questo solo nei paesi civili, nei paesi poveri la patologia è ancora grave, in quanto i vaccini non ci sono (per esempio nel sud-Sahara il tetano è la prima causa di morte neonatale, provoca circa il 85 % delle morti per un’infezione della ferita ombelicale, sede di partenza per la patologia). Tra giovani e giovanissimi non ci sono quasi mai casi di tetano, accade agli anziani che non hanno richiamato il vaccino. Si fa un trattamento con il siero antitetanico per bloccare la tossina.

  • Diagnosi di laboratorio

È clinica, il Clostridium si localizza in un sito spesso non identificabile, altre volte riconoscibile, non sempre ci sono reazioni locali importanti.

  • Trattamento

La sieroprofilassi è importantissima (con anticorpi antitetanici in sieri animali o γ-globuline umane) e la vaccinazione obbligatoria. L’antibiotico viene in appoggio a fermare il focolaio d’infezione.

 

Clostridium botulinum

  • Botulismo

Non è solo una patologia da tossina, si possono avere quadri clinici diversi (infezione, intossicazione). Il botulismo da ferite è una patologia piuttosto rara, si verifica più frequentemente il tetano, soprattutto in campagna, dove le spore vengono diffuse con le feci animali. Il grosso dei casi clinici è il botulismo alimentare, un’intossicazione dovuta all’ingestione di alimenti già contaminati, (insaccati, carni non cotte o mal conservate, alimenti sottovuoto in cui c’è anaerobiosi, spesso preparazioni casalinghe di conserve vegetali o cibi in scatola) in cui il microrganismo si è riprodotto, ha prodotto una tossina che resiste all’acidità dello stomaco, all’alcalinità del duodeno e viene assorbita dal tratto alimentare per poi diffondere per via ematica fino ad arrivare a livello della placca neuromuscolare, dove blocca la trasmissione dell’impulso nervoso ed induce una paralisi flaccida.

 

Placca neuromuscolare

Ecco le condizioni per la germinazione della spora e la produzione della tossina:

– anaerobiosi (confezioni sott’olio o porzioni centrali di carni)

– pH neutro

– temperatura ≥ 20° C

– fattori nutrizionali (acido linoleico ed acido glutammico)

Si tratta di una patologia violenta, letale nel 60-80 % dei casi, il periodo di incubazione è più corto del tetano, giusto pochi giorni tra l’ingestione e l’esplosione della patologia. La tossina è molto efficace (bastano 1*10-8 unità per grammo di alimento contaminato).

  • Sintomi

Sono rappresentati da nausea, vomito, diarrea e crampi molto forti, la diagnosi differenziale va fatta con altre intossicazioni alimentari. Poi inizia la sintomatologia specifica, che, se non trattata, porta alla morte per arresto dei muscoli respiratori (paralisi flaccida). Anche l’arresto cardiaco può essere una complicanza della patologia, è stato descritto soprattutto nei bambini. Anche la tossina botulinica, come la tetanica, ha attività proteolitica, ma in questo caso non viene bloccato il colloquio interneuronale, ma il colloquio tra neurone e muscolo, il rilascio di acetilcolina, con lo stesso meccanismo molecolare. Il muscolo non recepisce più stimoli e si ha paralisi flaccida. Sono state descritte tossine diverse, le più importanti sono la A e la B, sono tutte caratterizzate da questa proprietà neurotropa.

  • Diagnosi

È clinica, il sospetto viene confermato in laboratorio (con l’isolamento colturale e la ricerca della tossina), ma si agisce subito con del siero antibotulino (è un’antitossina trivalente (A,B,E)). Può essere cercato il microrganismo in un cibo che si ritiene possa essere contaminato e questo microrganismo può poi essere coltivato in condizioni di anaerobiosi (giare che consentano di mantenere la specie e il terreno insemenzato in anaerobiosi stretta). I Clostridium botulinum crescono facilmente riproducendo questa forma cellulare “a racchetta”. Nel modello animale si somministra campione biologico in cui si sospetta la tossina e si aspetta la manifestazione del sintomo.

 

Clostridi istotossici

Sono i responsabili della gangrena gassosa, una patologia che coinvolge i tessuti superficiali. La colonizzazione parte da una ferita difficile da pulitre, per esempio lacero-contusa, in cui si insinuano i clostridi ed in questa condizione si crea un focolaio d’infezione localizzato con la produzione di tossine locale. A ciò se non si fa una diagnosi rapida può seguire un danno sistemico fino alla morte. Il tessuto interessato è caratterizzato dall’accumulo di gas, da ciò il nome della patologia. I microrganismi sono anaerobi stretti che fanno metabolismi anaerobi, tra i prodotti dell’anaerobiosi ci sono prodotti che si accumulano e che alla palpazione danno la sensazione di crepitio. Si fa una terapia chirurgica con la rimozione della porzione infetta, non ci sono altre cure.

 

Clostridi minori

Esistono altri patogeni produttori di tossine enterotossiche che possono dare patologie simili agli stafilococchi, ma sono eventi rari.

 

Clostridium difficile

  • Colite pseudomembranosa

È un danno intestinale. È una patologia spesso endogena, legata ad un trattamento antibiotico protratto. Il Clostridium difficile che possiamo avere come commensale, diventa un opportunista importante nell’intestino stesso. C’è un’infezione endogena legata al dismicrobismo, come conseguenza di una prolungata terapia antibiotica. La patologia può dare dolori addominali molto forti e feci emorragiche in quanto il danno provocato alla mucosa è significativo. È una patologia che ritroviamo tipicamente negli ospedalizzati, soprattutto a lungo, negli anziani, nei pazienti critici che hanno subito interventi chirurgici importanti e che sono stati sottoposti a trattamenti antibiotici prolungati. Inizialmente si classificava la patologia come allergia all’antibiotico, solo tardivamente se ne scoprì l’eziologia microbica.

Le tossine sono facilmente riscontrabili, sono più di una, sono il principale fattore di virulenza. Il microrganismo è da ricercare nelle feci (isolamento colturale), ma si devono ricercare anche le tossine (test ELISA).