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Francesco Villani » 17.Batteri patogeni trasmessi con gli alimenti: Listeria monocytogenes. Staphylococcus aureus


Genere Listeria

Generalità

Classificato nella Famiglia delle Listeriaceae.

Specie: L. monocytogenes, L. innocua, L. ivanovii (ß-emolitiche), L. welshimeri e L. seeligeri (non emolitiche).

Generalità

Generalità


Listeria monocytogenes

Generalità

  • La presenza di Listeria monocytogenes in differenti alimenti destinati al consumo umano ha destato negli anni un sempre maggiore interesse per questo microrganismo, annoverandolo tra i patogeni più importanti trasmessi per via alimentare.
  • La prima evidenza di listeriosi umana trasmessa dagli alimenti si ebbe nel 1953 quando L. monocytogenes fu isolata da vacche affette da mastite e da gemelli nati morti da una donna che aveva consumato latte crudo dello stesso animale.
  • In Italia è stata inclusa tra le “malattie infettive e diffusive soggette a notifica” alla fine del 1990 (D.M. del 15.12.1990).

Caratteristiche

  • Gram-positivo, corto bastoncino regolare di 0,4÷0,5 per 0,5÷2,0 µm. Talvolta può presentarsi con cellule curve, singole o in corta catena con disposizione a forma di V o Y.
  • E’ catalasi positivo e ossidasi negativo.
  • Non forma capsule e non produce spore.
  • E’ mobile per mezzo di flagelli peritrichi che gli impartiscono una motilità di tipo “rotatorio”.
  • Cresce a temperature comprese fra 3 e 45°C con ottimo di sviluppo a 30-37°C e a pH compreso tra 5 e 9.
  • Contiene 13 sierotipi (1/2a, 1/2b, 1/2c, 3a, 3b, 3c, 4a, 4ab, 4b, 4c, 4d, 4e, 7) di cui principalmente il 4b e occasionalmente l’1/2a e l’1/2B sono risultati responsabili della maggior parte delle listeriosi umane.

ß-emolisi e CAMP test

Su agar sangue produce una zona di ß-emolisi dovuta alla produzione di una emotossina solubile, la Listeriolisina O che sembra direttamente correlata al suo potere patogeno.

L’attività emolitica può essere potenziata coltivando il microrganismo su agar sangue nelle vicinanze di ceppi ß-emolitici di Staphylococcus aureus. CAMP test (Christie, Atkins e Munch-Petersen).

CAMP test

CAMP test


Ciclo ecologico

  • L. monocytogenes é un batterio altamente adattabile ed é largamente distribuito nell’ambiente grazie alla sua capacità di crescere in campi molto ampi di temperatura, pH e pressione osmotica.
  • L’isolamento di L. monocytogenes dal suolo e dalla vegetazione in decomposizione e la sua capacità di moltiplicarsi a basse temperature e di sopravvivere per lunghi periodi nel terreno, fanno supporre un’esistenza saprofitica nel sistema pianta-suolo che potrebbe rappresentare un naturale serbatoio di trasmissione.

Caratteristiche della malattia: listeriosi

  • Viene considerata una zoonosi data l’origine animale del contagio.
  • L. monocytogenescolpisce organi diversi dall’apparato digerente:
    • Sistema nervoso centrale:meningite, meningoencefalite, encefalite
    • Apparato respiratorio: faringite -pleurite
    • Apparato cardiovascolare: batteriemie – setticemie -endocardite
    • Apparato gastroenterico: epatite – peritonite
    • Ossa-articolazioni-cute: artrite – lesioni pustolose
    • Occhi: congiuntivite – endoftamite
  • Manifestazioni cliniche più severe: meningite e meningoencefalite. Sono colpite tutte le fasce di età, ma in modo particolare i bambini piccoli e gli anziani.
  • Listeriosi materno-neonatale: sindrome simil-influenzale, meningite e aborto (madre), setticemia, meningite e polmonite (neonato).

Patogenesi

I meccanismi patogenici non sono ancora completamente chiari.

Le proprietà patogeniche dei vari sierotipi sono multifattoriali.

  • Attività emolitica: principale fattore di virulenza. E’ dovuta alla produzione di una emolisina chiamata listeriolisina O. Si tratta di una proteina extracellulare appartenente alle tossine batteriche a gruppo sulfidrilico (-SH) attivato. Svolge attività litica su cellule dei tessuti e sui globuli rossi.
  • Nei processi infettivi possono inoltre essere coinvolti :
    • attività enzimatiche e metaboliche: catalasi, superossidodismutasi e i sistemi di trasporto del ferro
    • tossine lipolitiche (lipolisine)
    • tossine emorragiche
    • vari componenti della parete e della membrana cellulare

Episodi di listeriosi

Nonostante le varie epidemie, la listeriosi umana risulta una malattia sporadica. L’incidenza media in Europa viene stimata in 4-8 casi all’anno per milione di abitanti. Per contro i tassi di mortalità sono molto alti, raggiungendo valori anche del 70% con medie stimate intorno al 20-22%.

Episodi di listeriosi

Episodi di listeriosi


Listeria monocytogenes e alimenti

Generalità

Alcuni attributi di L. monocytogenes consentono di spiegare la sua capacità di adattarsi e moltiplicarsi nelle varie condizioni tecnologiche che caratterizzano i processi di produzione, trasformazione, conservazione e distribuzione degli alimenti.

L. monocytogenes, infatti, presenta una certa, anche se discussa, tolleranza ai trattamenti termici, è in grado di moltiplicarsi a temperature di frigorifero, in presenza di cloruro di sodio e nitrati, a bassi valori di pH e di attività dell’acqua.

Comportamento in latte

Termoresistenza

  • La tolleranza di L. monocytogenes ai trattamenti di pastorizzazione è stata per lungo tempo oggetto di numerose controversie.
  • Molti studi hanno dimostrato che la presunta termoresistenza era da imputare all’uso di procedure inadeguate per determinarla.
  • E’ eliminata dalla pastorizzazione: in latte, D a 71,7°C di circa 1 sec.

Psicrotrofia

  • Può crescere a temperature comprese tra 0 e 45°C.
  • Tempi di generazione in latte: a 4°C 33,27 ore; a 35°C 0,692 ore.
  • La refrigerazione del latte fornisce una limitata protezione contro questo microrganismo garantendo comunque un rallentamento dei tempi di sviluppo.

Comportamento in formaggio

Frequentemente isolata da formaggi e altri derivati del latte:

  • formaggi a pasta molle e semi-molle, pressata, fresca, semidura, fiorita, erborinati.
  • formaggi da latte di vacca, capra e pecora.
  • Incidenza media: tra 0 e 10% (in alcuni casi anche dell’87%).
  • Livelli contaminazione: tra 1 e 100 UFC/g (anche di 107-108 UFC/g).
  • Sopravvive ai processi di trasformazione di differenti tipi di formaggi.
  • Il pH minimo di crescita dipende da: complessità del substrato, temperatura di incubazione, tipo di acidificante usato.
  • Crescita: pH 5,6 in substrati sintetici.
  • Sopravvivenza: a pH 5,1-5,4 in vari formaggi.

Comportamento in carne e prodotti carnei

Alcuni prodotti carnei sono stati coinvolti in epidemie e in casi sporadici di listeriosi.

Primo caso documentato di listeriosi da prodotto carneo:

  • in Inghilterra un pollo precotto fu sospettato di essere la causa di sintomi simil-influenzali in una donna incinta che partorì, dopo 23 settimane, un feto morto. L. monocytogenes fu isolata dalle carcasse del pollo arrosto e da campioni di sangue della paziente.
  • isolata da carne cruda: bovini-suini-ovini-equini-pollame.
  • isolata da prodotti carnei: arrosto, prosciutto, insaccati.
  • contaminazione: pelle degli animali, dalla quale il patogeno si diffonde alle attrezzature e ai locali di lavorazione e da questi alle carni.

Listeria monocytogenes

Ricerca e identificazione

Fare riferimento agli argomenti trattati nelle letture specifiche dedicate al Laboratorio di Microbiologia degli Alimenti.

Procedura

Procedura


Listeria monocytogenes

Numerazione con la tecnica MPN (ordinanza 7 dicembre 1993 del MS. Limiti di Listeria monocytogenes in alcuni prodotti alimentari G.U. n 291 del 13.12.93).

Procedura

Procedura


Genere Staphylococcus

Caratteristiche

  • Cocchi aggregati in forme irregolari (grappoli); Gram-positivi
  • Catalasi positivi (ad eccezione di S. aureus subsp. anaerobius e S. saccharolyticus) ossidasi negativi
  • Anaerobi facoltativi
  • Generalmente immobili
  • Crescita in presenza del 5% di NaCl; alcuni anche con 10-15% di NaCl

In base alla produzione dell’enzima coagulasi distinte in:

  • stafilococchi coagulasi positivi: S. aureus, S. intermedius, S. delphini, S. schleiferi subsp. schleiferi, S. schleiferi subsp. coagulans, S. lutrae, S.hyicus (variabile).
  • stafilococchi coagulasi negativi: oltre 40 specie non patogene o patogene opportuniste.

Staphylococcus aureus

Coagulasi e caratteristiche

Proteina extracellulare che si lega con la protrombina dell’ospite, formando un complesso detto STAPHYLOCOAGULASI in grado di trasformare il FIBRINOGENO solubile del plasma in FIBRINA insolubile.

Coagulasi e caratteristiche

Coagulasi e caratteristiche


Ricerca della coagulasi libera

  • In un tubo da saggio sterile, miscelare:
    • 0,5 ml di coltura del ceppo cresciuto a 37°C per 28-24 h in BHI.
    • 0,5 ml di Plasma di coniglio contenente EDTA.
  • Incubare a 37°C.
  • Osservare dopo 4, 6 e 24 ore la formazione parziale o totale di coagulo.
  • La prova è considerata positiva se il volume del coagulo occupa più del 75% del volume originario dell’inoculo.

Tossine

Il microrganismo produce sia emolisine che enterotossine.

  • Emolisine
    • Alfa, Beta, Gamma e Delta: presentano attività litica su cellule varie.
  • Enterotossine
    • Sono proteine di 26.000-34.000 Da, termoresistenti (sono distrutte dopo 30 min a 100°C; D98,9>2 ore), resistenti a pepsina e tripsina.
    • Si differenziano mediante reazione con anticorpi specifici in diversi tipi antigenici, A, B, C (C1, C2, C3) D, E. La dose minima infettiva è di 200-500 ng (meno di 1 µg/Kg scatenano i sintomi dell’intossicazione stafilococcica).

Caratteristiche della malattia

Agente di suppurazioni, di setticemie, di tossinfezioni alimentari.

Sintomi tossinfezione: compaiono dopo 2-6 ore dall’ingestione dell’alimento contaminato e si manifestano con nausea, vomito, crampi addominali, diarrea, prostrazione, apiressia.

Condizioni perché si verifichi la tossinfezione:

  • contaminazione dell’alimento
  • caratteristiche dell’alimento tali da favorire la moltiplicazione del batterio e la produzione di enterotossine
  • temperature di conservazione degli alimenti comprese tra 8 e 60°C

Habitat

  • Ambiente: acqua, aria, attrezzature e superfici
  • Vie nasali del 30-50% delle persone sane
  • Mani del 20% delle persone
  • Gola, feci, capelli, ferite infette di umani e animali
  • Abrasioni della pelle

Staphylococcus aureus e alimenti

Alimenti principalmente coinvolti in tossinfezioni

  • Prodotti di pasticceria (crema)
  • Carne e prodotti carnei: prosciutto, roast-beef, polpette
  • Latte e derivati
  • Preparazioni a base di uova. maionese

Contaminazione degli alimenti

  • Addetti alla manipolazione degli alimenti con infezioni
  • Portatori sani
  • Animali infetti
  • Latte mastitico

Caratteristiche di crescita

Caratteristiche di crescita

Caratteristiche di crescita


Staphylococcus aureus

Ricerca e identificazione

Fare riferimento agli argomenti trattati nelle letture specifiche dedicate al Laboratorio di Microbiologia degli Alimenti.

Ricerca e identificazione

Ricerca e identificazione


Considerazioni conclusive

Listeria monocytogenes. Staphylococcus aureus

In questa lezione abbiamo considerato le caratteristiche di due importanti patogeni trasmessi con gli alimenti, Listeria monocytogenes e Staphylococcus aureus e le loro relazioni con gli alimenti.

Alcuni punti di riflessione e studio sono i seguenti:

  • L. monocytogenes é un patogeno psicrotrofico largamente distribuito nell’ambiente grazie alla sua capacità di crescere in campi molto ampi di temperatura, pH e pressione osmotica. Determina malattie anche molto gravi come la meningite.
  • S. aureus causa intossicazioni alimentari mediante la produzione negli alimenti di enterotossine termostabili.

Prossima lezione

Microbiologia di prodotti alimentari: Latte crudo; Latte trattato termicamente; Latte fermentati.

Dalla prossima lezione inizieremo a trattare gli aspetti microbiologici della produzione e conservazione degli alimenti. In particolare in questa lezione tratteremo della microbiologia dei seguenti prodotti:

  • Latte crudo
  • Latte trattato termicamente
  • Latte fermentati

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