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Francesco Villani » 14.Batteri patogeni trasmessi con gli alimenti: Salmonella spp. Shigella spp. Yersinia enterocolitica


Salmonella spp.

Tassonomia

I batteri di questo genere hanno le caratteristiche generali della famiglia delle Enterobacteriaceae a cui appartengono. La nomenclatura e la classificazione dei batteri del genere Salmonella è stata sempre molto complessa e nel tempo ha subito diverse modificazioni. Oggi sono riconosciute due specie.

Tassonomia

Tassonomia


Sierotipi di Salmonella spp.

  • Nell’ambito di ciascuna subspecie di Salmonella, in base alle caratteristiche antigeniche (antigene somatico O, flagellare H e capsulare K) sono individuati oltre 3000 sierotipi.
  • Circa il 99% dei sierotipi di origine umana appartengono alla subspecie enterica.
  • I più importanti sierotipi di Salmonella enterica subspecie enterica sono: Typhi, Paratyphi A, Schotmuelleri (patogeni per l’uomo), Typhimurium, Choleraesuis, Enteritidis (patogeni per l’uomo e animali) Gallinarum (patogeno per il pollame e solo raramente per l’uomo).

Patogenesi di Salmonella spp.

Le salmonelle possono causare nell’uomo due tipi fondamentali di malattie: febbre tifoide e gastroenterite acuta (figura 14a).

14a) Patogenesi di Salmonella spp.

14a) Patogenesi di Salmonella spp.


Patogenesi di Salmonella spp.

  • Normale acidità gastrica (pH <3,5): letale per salmonella.
  • Persone più suscettibili: neonati e bambini anziani e individui immunocompromessi.
  • Dose Minima Infettiva> di 100.000 UFC. E’ influenzata da:
    • sierotipo: specificità per l’ospite – fattori di virulenza
    • ospite: età – stato immunitario

Quando sono ingeriti alimenti contaminati e con alto contenuto di grassi, che possono proteggere il microrganismo dall’acidità gastrica, la DIM può risultare molto bassa.

Patogenesi di Salmonella spp.

Patogenesi di Salmonella spp.


Infezioni alimentari da Salmonella spp.

  • Causa principale di tossinfezioni batteriche di origine alimentare.
  • Le epidemie di salmonellosi verificatesi nel mondo sono state imputate agli alimenti più vari, che vanno dai prodotti carnei alle uova, al latte e derivati, al cioccolato, così come i vegetali.
  • In ogni modo, particolarmente incriminati sono i prodotti di origine animale, dato che il ciclo epidemiologico della malattia è centrato su uomo-animale.
  • Una importante fonte di contaminazione degli alimenti sono gli operatori infetti o portatori sani con infezioni asintomatiche.

Salmonella spp. e alimenti

Caratteristiche di crescita di Salmonella spp.

a) Temperatura (min/opt/max): 5,2/35-43/46,2

  • Il tasso di crescita è sostanzialmente ridotto a T minori di 15°C.
  • La crescita della maggior parte è prevenuta a T < di 7°C.
  • La conservazione di alimenti caldi a temperature di almeno 63°C.
  • Maggiore devitalizzazione durante la fase di congelamento che non durante la conservazione.
  • Si ha maggior decremento del numero di salmonelle durante la conservazione tra 0 e –10°C che non tra –17 e –20°C.

b) pH (min/opt/max): 3,8/7-7,5/9,5

  • Come il pH eccede o scende al di sotto dei valori ottimali il tasso di crescita diminuisce.
  • E’ importante anche la natura dell’acido usato.

c) aw (min/opt): 0,94/0,99

  • Effetti drammatici sulla crescita.
  • Si può avere sopravvivenza anche per anni in alimenti con bassa aw.

Prevenzione e controllo

  • Igiene degli allevamenti e della macellazione
  • Separazione delle materie prime e dei prodotti finiti
  • Rispetto della catena del freddo
  • Lavaggio e disinfezione delle superfici e delle attrezzature
  • Trattamenti termici adeguati
  • Azione di pH, aw, conservanti e microflore competitive
  • Prevenzione della ricontaminazione dei prodotti post-processo
  • Igiene del personale

Misure di prevenzione a livello casalingo:

  • Rispetto delle temperature di conservazione (<5°C)
  • Evitare soste lunghe tra preparazione e consumo dell’alimento.
  • Cuocere gli alimenti a temperatura e per tempi adeguati
  • Adottare strette norme di igiene personale
  • Evitare la contaminazione crociata tra alimenti crudi e cotti

Salmonella spp.

Ricerca e identificazione

Per una migliore comprensione degli argomenti trattati in questa sezione, si consiglia di fare riferimento agli argomenti trattati nelle letture specifiche dedicate al Laboratorio di Microbiologia degli Alimenti.

Procedura

  • Prearricchimento: 25 g di alimento+225 ml di H2O peptonata tamponata. Incubare a 35-37 °C x 18-24 h.
  • Arricchimento Selettivo: 10 ml di PA in (100 ml) di brodo tetrationato; selenite-cistina e Rappaport-Vassiliadis. Incubare a 35-37 o 42-43°Cx24+24 h.
  • Isolamento su Terreno Selettivo e differenziale: Strisciare su Agar Verde Brillante e Salmonella-Shigella Agar. Incubare a 37°C x 18-24h.

Identificazione

Gli isolati vanno saggiati per:

  • Gram-reazione (+); morfologia (bastoncini); Catalasi (+); ossidasi (-).
  • Reazione su Kligler Iron Agar (KIA): acido da glucosio con produzione di gas; produzione di H2S.
  • Identificazione con metodi biochimici, molecolari e immunologici.

Shigella spp.

Caratteristiche

Genere della famiglia delle Enterobacteriaceae (il sierotipo 1 di S. dysenteriae è catalasi negativa).

Geneticamente molto simile ad E. coli e strettamente correlato con specie di Salmonella e Citrobacter.

Al genere appartengono 4 specie:

  • S. dysenteriae (con 13 sierotipi, da 1 a 13).
  • S. flexneri (6 sierotipi).
  • S. boydii (18 sierotipi) e S. sonni (1 sierotipo).

Non fermentano il lattosio (alcuni sierotipi lo possono fermentare lentamente), mentre fermentano il glucosio con formazione di acidi senza gas.

Crescono a temperature comprese tra 7 e 47°C con optimum a 35-37°C.

Sono microrganismi strettamente adattati all’uomo.

Caratteristiche della malattia

Responsabili di malattie del tratto gastrointestinale. La “shigellosi” è nota come “malattia delle mani sporche” o “dissenteria bacillare”.

Sintomatologia

  • Comparsa: 15-50 ore dall’ingestione dell’alimento contaminato
  • Sintomi: diarrea (con sangue e muco), febbre, crampi addominali, ulcerazioni della mucosa gastrica
  • La shigellosi: malattia a contagio quasi esclusivamente interumano
  • Vie di trasmissione: contagio diretto persona-persona o ingestione di alimenti contaminati da persone infette (via oro-fecale)
  • La dose infettiva: in funzione delle condizioni dell’ospite e dell’età, viene stimata intorno a 10-1000 cellule

Patogenesi

I ceppi arrivano nel tratto gastro-intestinale, attaccano e penetrano nelle cellule epiteliali della mucosa intestinale (meccanismo enteroinvasivo), dove si moltiplicano e invadono le cellule circostanti, producendo enterotossine ad azione citotossica, causando ulcerazioni, senza interferire con il sistema adenilato ciclasi.

Alcuni ceppi producono Shiga tossine, molto probabilmente le stesse prodotte da E. coli O157:H7.

  • S. dysenteriae produce la malattia più severa (dissenteria bacillare)
  • S. sonnei produce malattia più leggera
  • S. flexneri e S. boydii possono causare sia malattie gravi che lievi. L’espressione della virulenza è funzione della temperatura di crescita: a 35-37°C si ha invasione e virulenza. A 30-33°C nessuna virulenza.

Shigella spp. e alimenti

Caratteristiche di crescita

Shigella sonnei è la specie maggiormente incriminata in episodi epidemici da alimenti.

Alimenti coinvolti. Insalate di patate e altri vegetali, di pesce, di pollo, acqua, carne, prodotti della pesca, latte e derivati.

Caratteristiche di crescita

Caratteristiche di crescita


Comportamento negli alimenti

Le specie di Shigella non sono molto resistenti agli stress ambientali. Tuttavia il microrganismo sopravvive anche per lunghi periodi in vari alimenti e condizioni ecologiche.

Comportamento negli alimenti

Comportamento negli alimenti


Ricerca e identificazione

Per una migliore comprensione degli argomenti trattati in questa sezione, si consiglia di fare riferimento agli argomenti trattati nelle letture specifiche dedicate al Laboratorio di Microbiologia degli Alimenti.

Procedura: simile a quella adottata per Salmonella.

  • Prearricchimento
  • Arricchimento Selettivo
  • Isolamento su Terreno Selettivo e differenziale

Identificazione

Le colonie tipiche, vanno isolate in purezza e saggiate per:

  • Gram-reazione (+); morfologia (bastoncini); Catalasi (+); ossidasi (-)
  • Reazioni su Kligler Iron Agar (KIA): acido da glucosio senza produzione di gas
  • mancata produzione di H2S.
  • Identificazione con metodi biochimici, molecolari e immunologici

Yersinia enterocolitica

Caratteristiche

Genere della famiglia delle Enterobacteriaceae, a cui appartengono diverse specie, ma solo Y. enterocolitica è di interesse per la microbiologia degli alimenti.

  • Importante patogeno, responsabile di enteriti nell’uomo
  • E’ un corto bastoncino Gram-negativo, mobile per flagelli peritrichi prodotti a 22-28°C ma non a 37°C
  • Poco esigente nutrizionalmente, colonizza, si moltiplica e sopravvive su una grande varietà di substrati alimentari
  • Largamente distribuita in ecosistemi acquatici e terrestri
  • Principale riserva: animali a sangue caldo; i suini sono considerati serbatoio naturale del germe

I sierotipi più diffusi sono:

  • O:3; O:9; O:5,27: basso grado di patogenicità; causano infezioni sporadiche
  • O:8; O:13; O:18; O:20; O:21: altamente patogeni
  • Altri sierotipi: largamente distribuiti ma non patogeni

Distribuzione dei sierotipi di Yersinia enterocolitica

I ceppi di Y. enterocolitica sono distinti in due gruppi:

  • ceppi “strettamente adattati all’uomo”
  • ceppi “ambientali” o non adattati

L’adattamento è dovuto a ripetuti passaggi nell’uomo, dove determinano, inizialmente, solo episodi infettivi non tipici. I ceppi ambientali sono quelli che si trovano nella prima fase di adattamento all’uomo.

  • O:3 e O:9. Raramente isolati dall’ambiente; suini portatori cronici (contenuto intestinale, lingua, faringe) e serbatoio naturale del germe.
  • O:8. varie sorgenti di contaminazione: acque di sorgenti e pozzo; alimenti lavati con acqua contaminata; prodotti lattiero-caseari.
  • Sierotipi non patogeni (non coinvolti in malattie umane o animali): acqua, suolo, vegetazione, vari animali.

Trasmissione all’uomo di Y. Enterocolitica

Animale-uomo (via orale)

  • O:3 e O:9. soprattutto carne di maiale
  • O:8.vari alimenti e acqua

Uomo-uomo (via fecale-orale)

  • O:3 e O:9. elevato il numero dei portatori sani
  • O:8. no trasmissione uomo-uomo; no portatori asintomatici.

Manifestazioni cliniche

Principale sintomo: diarrea, liquida o pastosa, raramente con sangue;

Altri sintomi: dolori addominali, generalmente lievi. Simili a sindrome pseudo-appendicolare (dolori localizzati nella fossa iliaca destra); complicazioni rare ma severe: ulcerazioni diffuse, peritonite, perforazioni intestinali.

Caratteristiche di crescita

  • Alimenti: carcasse e carne di maiale, manzo, agnello. Latte crudo di vacca, capra. Cagliate di formaggi. Vegetali, ostriche, gamberetti.
  • Origine della contaminazione alimentare: contaminazione fecale umana e animale; terreno e acqua.
  • Poco esigente nutrizionalmente: colonizza, si moltiplica e sopravvive su una grande varietà di alimenti.
  • pH di crescita: può svilupparsi tra 4 e 10 con valore ottimale di 7. Può sopravvivere fino a 24 ore a pH 3,6 o 10.
  • Temperatura di crescita: Y. enterocolitica è psicrotrofica. Può moltiplicarsi tra 0 e 42°C. Sviluppa in 2-5 giorni in alimenti refrigerati. I valori ottimali di crescita sono di 29°C; a 37°C richiede fattori di crescita.
  • E’ eliminata con la pastorizzazione.

Yersinia enterocolitica

Ricerca e identificazione

Per una migliore comprensione degli argomenti trattati in questa sezione, si consiglia di fare riferimento agli argomenti trattati nelle letture specifiche dedicate al Laboratorio di Microbiologia degli Alimenti (lezioni da 25 a 34 – Laboratorio 1-Laboratorio 10).

Procedura

  • Arricchimento selettivo
  • Isolamento su terreno selettivo e differenziale

Identificazione

  • Bastoncino gram-negativo, catalasi positivo, ossidasi negativo
  • KIA: fondo giallo – slant rosso – no idrogeno solforato e gas
  • produzione di ureasi
  • mobilità a 22°C
  • produzione di indolo
  • ornitina decarbossilasi
  • produzione di acido da: saccarosio; cellobiosio; ramnosio; raffinosio;
  • mancata produzione di acido da: melibiosio

Considerazioni conclusive

Salmonella, Shigella e Yersinia

In questa lezione abbiamo considerato le caratteristiche di patogeni trasmessi con gli alimenti quali Salmonella, Shigella e Yersinia e le loro relazioni con gli alimenti.

Alcuni punti di riflessione e studio sono i seguenti:

  • I vari sierotipi di Salmonella sono una delle cause principali di tossinfezioni batteriche di origine alimentare. Particolarmente incriminati sono i prodotti di origine animale, dato che il ciclo epidemiologico della malattia è centrato su uomo-animale.
  • Le specie di Shigella sono responsabili di malattie del tratto gastrointestinale e S. sonnei è quella maggiormente incriminata in episodi epidemici da alimenti, rappresentati da vegetali, pesce, pollo, acqua, carne, prodotti della pesca, latte e derivati.
  • Yersinia enterocolitica è un patogeno responsabile di enteriti nell’uomo. I suini rappresentano il serbatoio naturale dei ceppi strettamente adattati all’uomo.

Prossima lezione

Batteri patogeni sporigeni trasmessi con gli alimenti: Bacillus cereus; Clostridium botulinum; Clostridium perfringens

Nella prossima lezione tratteremo la biologia, l’ecologia, le attività metaboliche la sistematica e il comportamento di importanti batteri patogeni sporigeni trasmessi con gli alimenti quali:

  • Bacillus cereus
  • Clostridium botulinum
  • Clostridium perfringens

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