Transcript Gram positivi 20.. - Facoltà di Medicina e Chirurgia

Argomenti trattati
1. 
2. 
3. 
4. 
Introduzione - Batteriologia generale
Virologia generale e replicazione.
Micologia generale; alcuni patogeni d’interesse clinico
Rapporto ospite-parassita, antibiotici, antivirali, meccanismi di
resistenza
5.  La flora normale e infezioni nosocomiali
6.  Gram positivi: Stafilococchi, Streptococchi, Enterococchi, Bacilli,
Clostridi.
7.  Gram negativi: Enterobatteri, Pseudomonas, Neisserie,Spirochete
8.  Virus respiratori.
9.  Virus esantematici e Virus erpetici
10.  Virus delle epatiti virali e Virus dell’immunodeficienza umana
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Cocchi Gram-positivi di importanza medica
Staphylococcus aureus
and coagulase-negative staphylococci
BATTERIOLOGIA SPECIALE
Gram-positivi
Cocchi
Gram-negativi
Bastoncelli
Staphylococcus
Corynebacterium
Streptococcus
Bacillus
Clostridium
Enterococcus
Listeria
Propionibacterium
Lactobacillus
Genere Staphylococcus
Ø  Famiglia Staphylococcaceae
Ø  Cocchi Gram-positivi (0,5–1,0 µm), in
genere disposti in ammassi irregolari, a
grappoli
Ø  Immobili
Ø  Catalasi-positivi
Ø  Aerobi-anaerobi facoltativi
Ø  Crescono bene nei comuni terreni di
coltura, e in presenza di elevate
concentrazioni saline (fino al 10%)
Streptococcus pneumoniae
Streptococcus pyogenes
Other Streptococcus spp.
2
Prokariota; Bacteria; Firmicutes;
Bacilli; Bacillales;
Staphylococcaceae;
Staphylococcus
§  Comuni commensali della cute dei mammiferi
Enterococcus spp.
§  Fra i più frequenti, importanti e ubiquitari patogeni
umani, responsabili di una grande varietà di infezioni
3
4
1
Staphylococcus spp. umane
COAGULASI POSITIVI
COAGULASI NEGATIVI
S. aureus
S. auricularis
S. capitis
S. caprae
S. cohnii
S. epidermidis
S. haemolyticus
S. hominis
S. klosii
S. lugdunensis
S. pasteuri
S. saccaroliticus
S. saprophyticus
S. schleiferi
S. simulans
S. vitulinus
S. warneri
S. xylosus
Stafilococchi coagulasinegativi (CoNS)
§  Le diverse specie umane di CoNS possono comportarsi
come patogeni opportunistici sia a livello comunitario ma
soprattutto a livello ospedaliero
§  Nelle infezioni nosocomiali
gravi (sepsi, infezioni di protesi,
cateteri, ecc.) sono coinvolti
più spesso:
S. epidermidis: il più comune
commensale, specializzato
a formare biofilm è il principale
responsabile delle infezioni da biofilm associato a catetere
venoso. S. haemolyticus: particolarmente capace di sviluppare
resistenze
5
§  Sono inoltre coinvolti in infezioni urinarie domiciliari
6
(cistiti) causate da S. saprophyticus, patogeno convenzionale
Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus
fattori di virulenza
Strutturali cellulari
§  È l’unica specie umana
coagulasi-positiva
§  Dà origine a colonie
generalmente
pigmentate (arancio-oro)
§  MICROCAPSULA: strato lasso di
polisaccaridi, facilmente rimovibile. Visibile
solo al microscopio elettronico dopo
marcatura con anticorpi.
Funzione: inibizione fagocitosi,
adesione a cateteri o altre
strutture sintetiche
§  PROTEINA A:
§  È uno dei più comuni
patogeni umani, sia a livello
comunitario che in ambito
ospedaliero
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responsabile del
mascheramento antigenico
del batterio
§  ADESINE: legano la FIBRONECTINA
(componente matrice extracellulare). La più
importante adesina è il:
Clumping factor – interagisce con il
fibrinogeno plasmatico causando aggregati
cellulari visibili su vetrino
Funzione: protezione da fagocitosi
Solubili
§  Emolisina
§  Leucocidina
§  Catalasi
§  COAGULASI
§  Stafilochinasi
§  Ialuronidasi
§  Altri esoenzimi (fosfatasi,
nucleasi, lipasi, proteasi)
§  ß-Lattamasi
§  Enterotossine
§  Tossina dello shock tossico
(‘toxic shock syndrome’ [TSST]
toxin)
§  Epidermolisina (esfoliatina A)
(‘staphylococcal scalded skin
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syndrome’ [SSSS] toxin)
2
Le malattie da Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus
fattori di virulenza
orzaioli
9
Staphylococcus aureus
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Staphylococcus aureus
Principali infezioni causate da S. aureus
§  Le infezioni da S. aureus sono molto comuni, generalmente suppurative
(piogeniche), ed estremamente variabili per sede e per gravità (foruncoli,
follicolite, impetigine, ascessi, infezioni di ferite, osteomieliti,
batteriemie, endocarditi, polmoniti, ecc.)
Sindrome della cute scottata (staphylococcal
scalded skin syndrome o SSSS)
-  Eritema periorale localizzato, poi diffusione
di bolle per l’intero corpo in due giorni.
-  Si formano grandi bolle con desquamazione
dell’epitelio (tossina SSSS esfoliativa –
tossina di origine fagica).
-  Le lesioni non contengono batteri, sono il
prodotto dell’azione tossica della SSSS toxin
che diffonde per via sistemica.
-  attacca la sostanza adesiva intercellulare
dello strato granuloso causando il distacco di
zone epidermiche necrotiche
-  Colpisce soprattutto i neonati e i bambini
piccoli.
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Malattia di Ritter
(nel neonato)
Malattia di Lyell
(nell’infanzia)
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3
Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus
Sindrome da shock tossico (TSST)
-  Ceppi produttori di TSST-1 (chiamata un
tempo esotossina pirogena)
-  Esordio clinico improvviso.
-  Diffusa eruzione cutanea eritematosamaculare /esantema scarlattiniforme.
Febbre alta. Shock, ipotensione.
Interessamento multiorgano
-  Sono coinvolti l’apparato gastrointestinale,
muscolare, renale, epatico e nervoso
centrale.
-  In passato % mortalità = 65%, oggi ridotta
grazie all’informazione e alla prevenzione.
-  Gene a localizzazione cromosomica
Avvelenamento alimentare
-  Si tratta di un’intossicazione alimentare e non
di un’infezione alimentare (viene ingerita
l’enterotossina che è già contenuta negli
alimenti).
-  Carne lavorata (anche prosciutto e maiale
salato perché S. aureus resiste a
concentrazione di NaCl fino a 10%).
-  Prodotti di pasticceria (gelato, creme).
- Contaminazione solo da PORTATORE UMANO
-  La cottura del cibo elimina il batterio, ma non la tossina
(termostabile).
-  Esordio rapido (4 h!!)
-  Vomito, diarrea acquosa senza tracce di sangue, dolori
addominali, nausea. No febbre. La diffusione ematogena della tossina può
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provocare shock tossico.
Staphylococcus aureus
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Conclusioni
Epidemie di infezioni ospedaliere causate da S. aureus durante
l’era antibiotica
Prima ondata epidemica
(ceppi penicillino-resistenti)
Seconda ondata epidemica
(ceppi meticillino-resistenti)
§  Inizio nei primi anni ’50, seguito
da rapida diffusione in tutto il
mondo
§  Dura circa 10 anni
§  Occasionale e moderata
resistenza agli altri antibiotici
§  Inizio insidioso e lento negli anni
’60-70, solo negli anni ’80 il problema
diventa generalizzato e globale
§  È tuttora in corso
§  Spesso multi-resistenza e resistenze
ad alto livello
Ceppi MRSA
Ceppi VRSA
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16
4
Classificazione in base
all’emolisi
§ Alcune specie sono comuni commensali
orali
§ Si possono distinguere in: α-emolitici,
ß-emolitici, e γ-emolitici (non-emolitici)
§ Classicamente suddivisi in gruppi
sierologici (21 antigeni diversi sierotipizzazione di Lancefield)
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Streptococcus pyogenes
§  Cocchi a catenelle, ma anche a
coppie o a singoli elementi
§  Gruppo A di Lancefield
§  Aerobi-anaerobi facoltativi
§  Immobili
Streptococchi - orali
Streptococchi viridanti
S. mutans; S. sanguinis;
S. mitis, S. anginosus,
S. salivarius, ecc.
§  Sensibile alla bacitracina
§  Vi sono portatori faringei
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18
Streptococcus pyogenes
Fattori strutturali di virulenza
N
Capsula: costituita da acido ialuronico (self)
Proteina M:
costituente delle fimbrie,
resistenza fagocitosi e al killing
Proteina F: (ADESINA) antigene
che lega la FIBRONECTINA e media
l’attacco all’epitelio respiratorio
ipervariabile
sito della
pepsina
Acido lipoteicoico
(LTA): antigenico, è
parte delle fimbrie,
promuove l’ADESIONE
§  Streptococchi β-emolitico
Classificazione in base
all’antigene C
variabile
§ Cocchi Gram-positivi
§ Catalasi-negativi
§ Disposti singolarmente, a coppie, a
catene
§ Aerobi-anaerobi facoltativi
§ Immobili
Genere Streptococcus
S. pyogenes
conservata
Genere Streptococcus
Proteina F1
Fibronectina
Integrina α5β1
Polisaccaride C
di gruppo A
Peptidoglicano
Membrana
C
Cellula epiteliale
Solo gli anticorpi anti-proteina M sono protettivi
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Streptococcus pyogenes
Fattori solubili di virulenza
Tossine
Streptococcus pyogenes
Malattie causate
Infezioni suppurative non invasive (isolamento da sito non sterile)
n Mucose: faringite, tonsillite, otite media, sinusite, vaginite.
n Cutanee: impetigine
Scarlattina (rash con evidenza di infezione da S. pyogenes, per lo più faringea)
Infezioni suppurative invasive
n ‘Toxic shock syndrome’ (TSS) streptococcica (isolamento da
Esoenzimi
uno o più siti, sterile o non, con associate manifestazioni cliniche gravi, fra cui
ipotensione e compromissione di più organi)
n Altre infezioni invasive (isolamento da sito normalmente sterile in
situazioni cliniche non riconducibili alla definizione di TSS)
Ÿ Batteriemie primitive senza focolaio riconosciuto
Ÿ Infezione con focolaio riconosciuto con o senza batteriemia (ascesso
peritonsillare o retrofaringeo, meningite, polmonite, osteomielite, artrite settica, sepsi
puerperale, peritonite, infezione di ferita chirurgica, fascite necrotizzante, miosite,
malattia perianale infantile, cellulite, erisipela, ecc.)
Sequele ‘non suppurative’
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(quadri clinici specifici senza presenza di S.
pyogenes, ma con evidenza di recente infezione da S. pyogenes)
n Malattia reumatica autoimmune: reazione crociata tra antigeni cardiaci e
tessuti delle articolazioni con epitopi di proteina M. Cardiopatia reumatica e artrite
n
Glomerulo-nefrite acuta
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Streptococcus pyogenes
Streptococcus pyogenes
Malattie causate
PROFILASSI
Soprattutto è sentita l’esigenza di PREVENIRE la malattia
reumatica ma non esiste un vaccino
Faringo-tonsillite
Impetigine
Scarlattina
§ La proteina M è sempre stata considerata il candidato ideale per lo
sviluppo di un vaccino anti-S. pyogenes. Ma la sua variabilità antigenica
ha sempre costituito un ostacolo allo sviluppo di un vaccino efficace. Si
stanno tentando anche vaccini anti-proteina M mutipli e chimerici.
§  Recentemente è stata presa in considerazione la proteina F come
candidato alternativo.
TERAPIA
quindi il trattamento del paziente entro i primi dieci giorni
dall’inizio di una faringite acuta è l’unica possibilità di
prevenzione della febbre reumatica
§  Finora non sono mai state segnalate resistenze alla penicillina e più in
Erisipela
Fascite
necrotizzante
23
generale ai ß-lattamici.
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6
Streptococcus pneumoniae
§  Diplococchi lanceolati
§  Capsulati
§  Non tipizzabili come gruppo di
Lancefield
§  Aerobi-anaerobi facoltativi
§  Immobili
§  Streptococchi α-emolitici
§  Caratteristica morfologia delle
colonie
§  Sensibili all’optochina
§  Ospite frequente delle prime
vie respiratorie
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Streptococcus pneumoniae
Antigeni
§  Polisaccaride capsulare
(>80 sierotipi, con
prevalenza di 19, 23F,
1, 6, 14, 3, 18)
Determinanti di
patogenicità
§  Capsula polisaccaridica
(azione antifagocitaria)
§  Adesine proteiche
(specifiche per l’epitelio ciliato)
§  Esotossine e esoenzimi
" Autolisina (LytA)
" Pneumolisina (Ply)
" Neuraminidasi (NanE)
" IgA-Proteasi (Iga1)
" Ialuronidasi (Hyl)
" Zn-metalloproteinasi
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(ZmpC)
Streptococcus pneumoniae
CAPSULA
Ø  E’ il principale fattore di virulenza
Ø  Composizione POLISACCARIDICA
Ø  Responsabile della variabilità
antigenica (oltre 90 sierotipi
capsulari noti)
Ø  Importanza nella TIPIZZAZIONE
SIEROLOGICA
Ø  Funzioni biologiche:
Inibizione della fagocitosi
La perdita della capsula si accompagna alla perdita
della virulenza
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Streptococcus pneumoniae
§  Infezioni delle alte vie respiratorie
(otiti medie, sinusiti, ecc.)
§  Polmonite comunitaria
§  Batteriemia primaria o secodaria a
polmonite
§  Meningite
§  Endocardite, artrite, peritonite
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7
Vie di diffusione e infezioni da
S. pneumoniae
Streptococcus pneumoniae
Profilassi
Ø  Nonostante la terapia antibiotica la mortalità rimane elevata
nelle infezioni sistemiche da pneumococco
Aerosol
Portatore
nasofaringeo
Aspirazione
Alveoli
Polmonite
Vaccinazione antipneumococcica
Diffusione locale
Otite media
Pleura
Pericardio
Sangue
Empiema
Empiema
Setticemia
Sinusite
Vaccino polisaccaridico 23-valente (polisaccaridi purificati) (1, 2, 3,
4, 5, 6B, 7F, 8, 9N, 9V, 10A, 11A, 12, 14, 15B, 17F, 18C, 19A, 19F, 20,
22F, 23F, 33F) bambini > 5 anni e adulti.
Vaccino polisaccaridico 13-valente (polisaccaridi coniugati a proteine
carrier) (1, 3, 4, 5, 6A, 6B, 7F, 9V, 14, 18C, 19F, 19A, 23F) bambini < 5
anni. Protezione più efficace del precedente 7-valente.
Peritoneo
Articolazioni
Meningi
Peritonite
Artrite/Osteomielite
Meningite
Spain-23F
Terapia
29
Bogaert et al., Lancet ID 2004
Streptococcus agalactiae
Streptococco di gruppo B (di Lancefield)
β-emolitico
5 diversi sierotipi (in base agli antigeni polisaccaridici):
Ia, Ib, Ic, II e III. La capsula è il principale fattore di
virulenza.
Normali commensali dell’intestino e delle vie urogenitali
femminili (10-30% dei soggetti)
Infezioni batteriche invasive perinatali (precoci e
tardive): polmoniti, meningiti, setticemie
Prevenzione. Tampone vaginale e rettale di routine prima
del parto – profilassi antibiotica per ridurre il rischio di
complicazioni ai nascituri in fase di travaglio.
31
ü Da oltre 30 anni è emersa la resistenza alla penicillina
ü In aumento la resistenza all’eritromicina
ü Recente emergenza della resistenza ai fluorochinoloni
30
Streptococcus agalactiae
Colonizzazione del tratto
vaginale o rettale nelle
gestanti a termine (20%)
Anticorpi anti-GBS
conferiscono un’efficace
protezione contro
l’infezione
Canale del
parto
Mortalità
(4-6%)
neonato
INFEZIONI NEONATALI
(1–2 casi su 1000 nati vivi)
Precoci
Rare le infezioni in soggetti
(<
1 sett. dal
adulti, ma in aumento:
parto)
Infezioni invasive: endocarditi
in immunodeficienti
•  Batteriemie
Infezioni cutanee: diabetici •  Polmoniti
•  Meningiti (rare)
Tardive
(1 sett/3 mesi
post-partum)
•  Meningiti
•  Batteriemie
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8
Conclusioni
Profilassi e Terapia
Screening a donne in gravidanza per la
colonizzazione retto-vaginale alla
35-37°settimana di gestazione. Valutazione
del rischio per il nascituro.
Ø  Si ritiene che le IgG materne verso gli
antigeni capsulari trasmesse al feto
durante la gestazione siano protettive.
Ø  R i s p e t t o a S . p y o g e n e s g l i
streptococchi di gruppo B hanno una
minore sensibilità alla Penicillina e sono
in aumento i casi di resistenza ad altri
antibiotici (macrolidi). Necessario
l’antibiogramma.
Chemioprofilassi intrapartum con
penicillina e ampicillina
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Enterococcus spp.
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Enterococcus spp.
§  Cocchi Gram-positivi
§  Catalasi-negativi
§  Disposti singolarmente, a
coppie, a brevi catene
§  Aerobi-anaerobi facoltativi
§  Generalmente immobili
§  E. faecalis
§  E. durans
§  E. gallinarum
§  E. faecium
§  E. avium
§  E. hirae
§  E. casseliflavus
§  E. raffinosus
§  E. malodoratus
§  E. pseudoavium
§  E. raffinosus
§  Comuni commensali intestinali
(animali vertebrati, uomo)
§  Appartengono al gruppo D di
Lancefield
§  Resistenti ai sali biliari
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9
VRE:
Il network della resistenza
Enterococcus spp.
Enterococchi: patogeni nosocomiali e
antibiotico-resistenti
Conseguenze mediche dell’uso degli antibiotici in agricoltura
§  Sono importanti soprattutto come
patogeni nosocomiali (infezioni
urinarie, batteriemie, endocarditi,
infezioni di ferite chirurgiche, ecc.)
§  Sono intrinsecamente poco
sensibili a molti antibiotici e hanno
una particolare facilità di acquisire
nuovi determinanti di resistenza (il
loro naturale habitat enterico è
ideale per scambi genetici con una
varietà di Gram + e Gram -)
β
VRE – Enterococchi Vancomicina resistenti
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Bastoncelli gram +
BATTERIOLOGIA SPECIALE
Gram-positivi
Cocchi
38 1998
Witte W, Science
Gram-negativi
Bastoncelli
Staphylococcus
Corynebacterium
Streptococcus
Bacillus
I Bacilli sporigeni
Clostridium
Enterococcus
Listeria
◘ Sono batteri in grado di produrre spore.
◘ Due generi comprendono specie di rilevanza
medica:
Bacillus e Clostridium distinguibili in base alla loro
tolleranza nei confronti dell’ossigeno.
◘ Le spore di entrambi i generi sono ampiamente
diffuse nel suolo e nelle acque.
◘ Sono presenti nel tratto gastrointestinale di
numerosi animali e dell’uomo.
Propionibacterium
Lactobacillus
39
40
10
Genere Clostridium
Genere Bacillus
Bacillus cereus
Comunemente isolate: ◘ ANAEROBI
C. perfringens
◘ Attecchimento e moltiplicazione per:
C. septicum
- Necrosi del tessuto (diminuisce l’afflusso di
C. difficile
q  1955: documentata la prima intossicazione alimentare.
q  bacillo gram-positivo, sporigeno, aerobio, MOBILE per
flagelli peritrichi. Patogeno occasionale
q  ubiquitario, spore ampiamente diffuse nell’ambiente.
q  può essere presente in cibi crudi, secchi e lavorati.
q  causa intossicazioni e tossinfezioni alimentari (2% in USA).
q  Patogenesi: tossina emetica e enterotossine diarroiche
Molto rare
C. tetani
C. botulinum
C. histolyticum
Bacillus anthracis Carbonchio
q  bastoncino Gram-positivo con estremità
tagliate a squadra. Patogeno obbligato
q  aerobio, IMMOBILE, capsulato, catalasipositivo
q  endospore ovali, disposte centralmente
particolarmente resistenti
q  Patogenesi: fattore dell’edema (écAMP),
fattore letale per le cellule, Ag protettivo
sangue e di O2).
Presenza contemporanea di batteri aerobi
(consumo ossigeno).
C. botulinum – spora
ovale, subterminale
C. tetani – spora
rotonda, terminale
C. perfringens – non
sporula sui comuni
terreni
Antrace polmonare
Antrace
Antrace
cutaneo
gastrointestinale
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Bacilli Gram positivi o Gram variabili
In gran parte mobili (flagelli peritrichi)
(eccetto C. perfringens)
Producono endospore ovali/sferiche
che possono deformare la cellula, in
genere terminali
◘ Vivono come SAPROFITI nel suolo o nell’intestino di alcuni animali
◘ Le infezioni nell’uomo sono dovute a introduzione accidentale di
clostridi o di spore nei tessuti profondi o all’assunzione delle
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tossine con gli alimenti.
Clostridium tetani
q  Gram+ (o Gram variabile)
q  Poco virulento, con scarsa
capacità di diffusione.
q  Opportunista, non invasivo.
q  Le spore invece possono
penetrare nei tessuti profondi.
q  Patogenesi: tetanospasmina
(gene plasmidico)
-
Clostridium botulinum
Penetrazione accidentale di
spore nei tessuti
Localizzazione di C. tetani nel
sito di penetrazione (non
diffonde)
Produzione della tossina
tetanica
◘ bacillo largo, di solito Gram-positivo
◘ 7 differenti tipi di tossine
botuliniche (A – G)
◘ I tipi A, B, E ed F causano la
malattia nell’uomo (i geni della tossina
sono cromosomici)
◘ I tipi C e D sono esclusivamente
associati a botulismo animale (i geni
sono profagici)
Le spore di C. botulinum sono diffuse in tutto il mondo,
in campioni di suolo e nel sedimento marino.
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-  Resistono per molte ore a 100°C!!!
◘
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11
Botulismo
BOTULISMO ALIMENTARE
Intossicazione dovuta all’ingestione di cibi contaminati
dalle spore, nei quali il batterio si è moltiplicato
producendo tossina. (in prevalenza carni non cotte, dato
che la tossina viene distrutta a 80°C per 30 minuti). Più
rara la contaminazione nelle ferite superficiali.
Sintesi di
acetilcolina
colinaacetiltransferasi
A differenza della spora la tossina
botulinica è TERMOLABILE
BOTULISMO INFANTILE O NEONATALE
Germinazione e moltiplicazione: a livello
intestinale. Liberazione della tossina.
Tossina: viene assorbita a livello intestinale (non è
inattivata dagli enzimi proteolitici) e agisce a livello
della giunzione neuromuscolare.
Effetto biologico: impedisce la trasmissione
dell’impulso nervoso (AcetilCoA), con conseguente
paralisi flaccida.
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