I batteri sono stati nel corso di gran parte della storia dell’umanità la principale causa di morte, oltre che i responsabili delle più note epidemie e pandemie che hanno determinato il divenire storico al pari di guerre e rivoluzioni.
Solamente a partire dagli anni ’40 del secolo scorso, con la scoperta degli antibiotici e la loro conseguente introduzione nella pratica medica, è stato possibile tenere a freno la diffusione delle infezioni batteriche. Tuttavia, attualmente i batteri stanno tornando a essere una fonte di notevole preoccupazione, soprattutto a causa del crescente fenomeno della resistenza agli antibiotici, i quali iniziano a essere una strategia sempre più inefficace nella cura delle infezioni batteriche.
Alla luce di questo, cerchiamo di approfondire il mondo complesso dei batteri e quali sono, ad oggi, i batteri più pericolosi per l’uomo, che infezioni causano più comunemente e a quali antibiotici sono ormai resistenti.
Cosa sono i batteri?
I batteri sono microrganismi unicellulari di dimensioni comprese nell’ordine dei micrometri (un millesimo di millimetro), caratterizzati da una struttura cellulare che possiamo riassumere in queste caratteristiche:
- Membrana fosfolipidica
- Citoplasma
- Materiale genetico privo di nucleo
- Accessori cellulari, come Pili e Flagelli per il movimento e l’interfacciamento con altri simili
- Presenza di un rivestimento ulteriore alla membrana lipidica, la parete, formata da un polisaccaride complesso, il peptidoglicano
La più grande distinzione all’interno del vastissimo gruppo dei batteri viene fatta sulla base della risposta delle cellule nei confronti di una colorazione, chiamata colorazione di Gram. I batteri vengono esposti a una serie di sostanze organiche e coloranti blu, intervallate da lavaggi in solventi, che terminano con l’aggiunta di una sostanza colorante rossa, la safranina. A seconda della struttura della parete cellulare, i batteri rispondono in modo diverso alla colorazione:
- Batteri Gram + : caratterizzati da una spessa parete di peptidoglicano che trattiene il colorante blu e quindi rimane inerte alla successiva esposizione di safranina. Al microscopio appaiono marcati di un viola deciso.
- Batteri Gram – : tipicamente dotati di una sottile parete di peptidoglicano a cui si associano fosfolipidi esterni. Il lavaggio con etanolo distrugge la componente lipidica espugnando il colorante blu per lasciare il posto alla safranina. I batteri di questo raggruppamento appaiono al microscopio colorati di rosso tenue.
I batteri sono un gruppo talmente enorme di esseri viventi che al loro interno si possono trovare gruppi con quadri metabolici assai diversi, oltre che con parametri ambientali molto lontani. All’interno di questa grande diversità di adattamento ambientale si trovano anche batteri patogeni che causano infezioni ed epidemie, mettendo a dura prova il sistema immunitario degli organismi superiori.
Tra i batteri patogeni si possono individuare due gruppi principali:
- Patogeni facoltativi: che possono sviluppare infezioni in funzione della necessità
- Patogeni obbligati: devono obbligatoriamente attaccare un organismo superiore per poter sopravvivere e riprodursi.
Quando i batteri sono pericolosi?
Non tutte le specie batteriche sono pericolose. Quelle che sono in grado di evocare una condizione patologica hanno delle caratteristiche precise che sono da ricercare nella loro capacità di sintetizzare molecole che innescano reazioni tossiche o dannose all’interno dell’organismo che li ospita.
La proprietà di un batterio di provocare manifestazioni patologiche più o meno importanti è chiamata virulenza e i fattori di virulenza sono quei geni che permettono la sintesi di proteine o enzimi che riescono a innescare una condizione di tossicità, una reazione immunitaria violenta oppure che permettono al batterio di sfuggire ai sistemi di difesa dell’organismo.
Più i meccanismi di virulenza sono raffinati, più la specie batterica è patogena e quindi pericolosa per l’uomo.
Esempi di fattori di patogenicità possono essere:
- Produzione di tossine
- Capacità di eludere il sistema immunitario
- Produzione di molecole in grado di evocare violente reazioni immunitarie
- Capacità di penetrare nelle barriere biologiche dell’ospite.
Negli ultimi decenni oltre ai meccanismi di virulenza e patogenicità già osservati nei batteri, i ricercatori hanno notato l’espansione di meccanismi di resistenza agli antibiotici che di fatto aumentano la patogenicità del batterio, in quanto gli permettono di eludere le cure mediche e continuare a moltiplicarsi nell’organismo ospite.
I batteri più pericolosi secondo l’OMS
Al netto della considerazione dell’espansione del fenomeno della resistenza agli antibiotici, dei meccanismi di virulenza già conosciuti e del livello di contagiosità, secondo l’Organizzazione Mondiale della sanità (OMS) le specie batteriche che evocano maggiore preoccupazione sono le seguenti:
- Pseudomonas aeruginosa
- Enterobacteriaceae
- Acinetobacter baumannii
- Enterococcus faecium
- Staphylococcus aureus
- Helicobacter pylori
- Molte specie del genere“Campylobacter”
- Salmonellae
Pseudomonas areuginosa
Pseudomonas areuginosa è una specie batterica di Gram negativi che provoca spesso infezioni in ambito ospedaliero. L’infezione di solito comporta un quadro clinico abbastanza grave.
Le sedi di infezione possono essere varie e dipendono sostanzialmente dalla porta d’ingresso che il batterio usa, oltre che dalle condizioni di salute del paziente. Le più comuni sono:
- tratto urinario,
- cute,
- valvole cardiache,
- polmoni.
Colpisce maggiormente pazienti con condizioni di immunodeficienza conclamata, come la presenza di infezioni virali.
Ad oggi la preoccupazione nei confronti di questa specie deriva dalla sua notevole diffusione (è il patogeno umano più diffuso) accompagnata dalla presenza sempre più costante di fenomeni di resistenza agli antibiotici, in particolare verso i carbapenemi.
Enterobacteriaceae
Con “Enterobacteriaceae” si designa un’ampia famiglia di batteri il cui habitat naturale è l’intestino dei vertebrati. Esempi di generi comuni appartenenti a questa famiglia sono:
- Klebsiella,
- Salmonella,
- Escherichia,
- Enterobacter.
Anche in questo caso, assistiamo a infezioni che avvengono soprattutto in ambiente ospedaliero. Quelle più importanti da un punto di vista epidemiologico sono:
- Infezioni del sito chirurgico, ossia infezioni veicolate da strumenti usati in chirurgia
- Infezioni correlate all’introduzione di cateteri intravascolari, anch’essi utilizzati in ambito chirurgico
- Infezioni del tratto respiratorio
- Infezioni del tratto urinario
Alcune delle specie più diffuse di Enterobacteriaceae hanno sviluppato resistenze su larga scala a un’importantissima classe di antibiotici che sono le Penicilline, le quali quindi risultano inefficaci nella maggior parte delle infezioni ad essi correlate.
Acinetobacter baumannii
Acinetobacter baumannii è una specie di cocco-bacilli Gram negativi, che è coinvolta in infezioni ospedaliere, ma può essere osservata anche in campioni di suolo e acque.
Viene considerato un patogeno opportunista, in quanto riesce a provocare infezioni soprattutto in pazienti con un sistema immunitario compromesso da altre infezioni o da condizioni di immunodeficienza.
Le manifestazioni più frequenti sono le infezioni respiratorie, che possono evolvere in quadri clinici molto sfavorevoli. Meno comuni, ma comunque presenti, sono i casi di meningite, infezioni oculari e del cuore.
Sono osservati sempre più frequentemente casi di resistenza ad antibiotici nel genere Acinetobacter, soprattutto nell’ambito delle terapie intensive e specialmente verso la classe antimicrobica dei Carbanepemi.
Enterococcus faecium
Gli enterococchi sono batteri Gram positivi che fanno parte della normale flora intestinale, ma possono ugualmente dare origine a pericolose infezioni opportunistiche.
Enterococcus faecium è coinvolto principalmente in:
- Infezioni delle vie urinarie
- Batteriemia
- Endocardite
- Infezioni intra-addominali
La preoccupazione riguardo alle specie di enterococchi nasce dalla crescente diffusione di farmaco-resistenze, soprattutto nei confronti di specifiche classi di antibiotici come i glicopeptidi, gli aminoglicosidi e i beta-lattamici.
Staphylococcus aureus
Lo Staphylococcus aureus causa tipicamente infezioni cutanee e talvolta anche polmoniti ed endocarditi.
S. aureus è tra i più diffusi e pericolosi patogeni umani, sia per la sua virulenza che per la sua capacità di sviluppare resistenza agli antibiotici. Questi batteri sono presenti nella parte anteriore delle narici e sulla cute in circa un quarto della popolazione sana. Dal suo habitat il batterio può colonizzare altre sedi e provocare i suddetti stati infettivi.
Le percentuali di colonizzazione sono maggiori nei pazienti ospedalizzati e nel personale sanitario, il che rende questo batterio una specie particolarmente incline a sviluppare infezioni in ambito ospedaliero.
Molti ceppi sono completamente o parzialmente resistenti a tutti gli antibiotici tranne che ai più recenti.
Helicobacter pylori
Helicobacter Pylori è un batterio Gram-negativo che può vivere nell’ambiente gastrico, che in particolari condizioni può dare origine a un’infezione gastrica in grado di sfociare in pericolosi stati ulcerosi.
Il genere “Campylobacter”
Il genere Campylobacter comprende bacilli Gram-negativi, che normalmente dimorano nel tratto gastrointestinale di molti animali domestici e volatili.
La manifestazione più frequente dell’infezione da Campylobacter è una malattia gastrointestinale acuta caratterizzata da una diarrea acquosa e talvolta con emorragie. La febbre (a 38-40° C), che segue un andamento ricorrente o intermittente, è l’unico sintomo costante, malgrado siano comuni anche dolore addominale, mal di testa e forti dolori muscolari.
Salmonellae
Il genere Salmonellae comprende specie di batteri Gram negativi, che possono essere divise in tre gruppi sulla base dell’adattabilità all’uomo o ad altre specie di vertebrati:
- Le specie che sono adattate all’infezione dell’uomo e causano una patologia chiamata “Febbre tifoide”; di gran lunga le specie più pericolose: la febbre tifoide ha un esordio lento e graduale, con comparsa di febbre, cefalea, faringite, stipsi, dolore e anoressia; nella fase tardiva compaiono lesioni intestinali. Il tasso di morte si aggira attorno al 25%
- Le specie che riescono a infettare solo alcuni tipi di animali, spesso bestiame e rettili.
- Le specie che possono infettare un ampio numero di specie di vertebrati, tra cui l’uomo, che causano la maggior parte delle infezioni, associate a un quadro di gastroenterite.
Streptococcus pneumoniae
Lo Streptococcus pneumoniae, chiamato anche Pneumococco, è un batterio Gram-positivo, che colonizza normalmente le vie aeree umane.
La patologia più grave e maggiormente associata allo S. pneumoniae è la Polmonite da Streptococco. Questo quadro clinico può manifestarsi sia confinato solo ai polmoni oppure riguardare anche altri tratti delle vie aeree come i bronchi, causando una broncopolmonite. Il batterio, in questi casi, penetra nei polmoni risalendo le vie respiratorie, si annida negli alveoli e scatena una potente risposta infiammatoria che genera i sintomi della polmonite. Un’infezione da pneumococco può causare anche batteriemia, sepsi e meningite.
La trasmissione avviene da individuo a individuo ed è veicolata dall’aerosol, ossia quell’insieme di piccole goccioline di acqua che emettiamo durante la respirazione.
La preoccupazione globale riguardo alla pericolosità del S. pneumoniae risiede nella diffusione di ceppi poco sensibili alle penicilline, un’importante classe di antibiotici che determinerebbe la loro inutilità nel curare i casi di infezioni dovute a questo batterio.
Haemophilus influenzae
I batteri del genere Haemophilus sono Gram negativi che causano infezioni sia lievi che gravi tra cui meningiti, sinusiti, otiti medie, e polmoniti.
La specie patogena più comune è Haemophilus influenzae che provoca infezioni di modesta entità a livello delle mucose ma può generare quadri clinici più gravi nei bambini. Fanno parte del microbioma delle vie aeree superiori e infatti raramente causano infezioni, tuttavia l’OMS lo inserisce nella lista delle specie batteriche pericolose perchè sono sempre più frequenti ceppi resistenti all’ampicillina, un importante e ampiamente usato per il trattamento delle infezioni da Gram negativi.
Il genere Shigella
I batteri afferenti al genere Shigella sono Gram negativi che causano un’infezione acuta dell’intestino tenue chiamata “Shigellosi”. I sintomi comprendono febbre alta, nausea, vomito e stati di diarrea, anche emorragica.
Le feci degli individui infettati e i cibi contaminati sono la principale causa di infezione. Il tipo di meccanismo di contaminazione fa si che questo tipo di infezione sia più comune in regioni geografiche con un basso indice di sviluppo e con condizioni igieniche scarse. La particolare resistenza dei batteri all’ambiente acido dello stomaco permette anche a un numero esiguo di cellule di essere in grado di evocare lo stato infettivo. La diffusione di ceppi resistenti ai Fluorochinoloni, una classe di molecole antibiotiche, determina l’inserimento di questo genere nella lista dei batteri pericolodi redatta dall’OMS.
Fonti
https://www.who.int/news/item/27-02-2017-who-publishes-list-of-bacteria-for-which-new-antibiotics-are-urgently-needed
Principi di microbiologia medica. Antonelli G, Clementi M, Pozzi G, Rossolini GM. Casa Editrice Ambrosiana, 2017
Microbiologia Medica – Murray
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