Microrganismi che producono tossine: cocchi Gram-positivi

Con questo articolo prosegue la serie dedicata ai microrganismi che producono tossine. Dopo l’articolo sui batteri Gram-negativi, in questa seconda puntata ci si occupa di tossine prodotte da cocchi Gram-positivi, cioè dei microrganismi, batteri di forma sferoidale, con una parete cellulare robusta e privi di membrana esterna.

Staphylococcus aureus

Staphylococcus aureus (Fig.1) è un batterio Gram-positivo di forma tondeggiante dal diametro di 0,5-1,5 μm, le cui cellule spesso rimangono unite tra loro a formare strutture simili a grappoli. È ampiamente diffuso in natura, poiché ricopre le superfici degli oggetti, e infetta gli animali spesso in modo asintomatico. Può causare diverse affezioni, che dipendono dalle parti del corpo infettate, cioè cute, vie respiratorie, tubo digerente o apparato circolatorio. Produce molte sostanze che contribuiscono alla renderlo particolarmente patogeno, ossia molecole di adesione, la capsula per proteggersi dalla fagocitosi e molte tossine.

Queste tossine possono essere raggruppate in tre categorie:

• superantigeni, tra questi,
  • enterotossine, che sono la causa di intossicazioni alimentari;
  • tossina-1 della sindrome da shock tossico (TSST-1), che stimola la proliferazione dei linfociti T, i quali producono come risposta grandi quantità di citochine. I sintomi di questa azione sono, ad esempio: un pericoloso abbassamento della pressione sanguigna, insufficienza renale e respiratoria e morte cellulare nei tessuti infettati.
• tossine esfoliative A e B, che agiscono rompendo le giunzioni cellulari che tengono unite le cellule della cute, con il risultato le cellule si staccano e, nelle aree maggiormente colpite, la pelle appare come ustionata;
• tossine emolitiche, che agiscono sulle membrane cellulari, come
  • α-emolisina, che forma pori nella membrana delle cellule dell’ospite, attraverso i quali entrano quantità tossiche di ioni calcio;
  • β-emolisina, che digerisce sfingolipidi, indebolendo così le membrane cellulari dell’ospite;
  • γ-emolisina, che uccide gli eritrociti, ossia i globuli rossi;
  • δ-emolisina, che si comporta come un detergente;
  • leucocidina, la quale uccide neutrofili e macrofagi, cioè quelle cellule in grado di attuare la fagocitosi.

Negli ultimi anni sono aumentati i ceppi di S. aureus resistenti a penicilline e cefalosporine (MRSA), pertanto l’uso di questi antibiotici ha minore probabilità di essere efficace.

Genere Streptococcus

Un altro genere di microrganismi producenti tossine, appartente ai cocchi Gram-positivi, è il genere Streptococcus. Gli streptococchi sono batteri Gram-positivi di forma tondeggiante dal diametro di 0,5-1,5 μm, che si aggregano in catenelle o a coppie. Diffusi in disparati ambienti, possono contaminare gli alimenti e dare infezioni alla cute e alle vie respiratorie. Le specie patogene più rappresentative sono Streptococcus pyogenes e Streptococcus pneumoniae.

Streptococcus pyogenes

S. pyogenes (Fig. 2) vive sulla cute e le mucose degli esseri umani e si trasmette tramite l’aria o il contatto diretto, si manifesta provocando dapprima faringite, e successivamente scarlattina, erisipela, impetigine, febbre reumatica, sindrome da shock tossico e glomerulonefrite. Produce due tipi di tossine:

• esotossine pirogene (SPE), sono superantigeni che causano la febbre, stimolano la produzione di citochine e sono in effetti responsabili dell’eritema della scarlattina;
• streptolisine, cioè streptolisina O (sensibile all’ossigeno) e streptolisina S (solubile nel siero, e resistente all’ossigeno), le quali uccidono globuli rossi, globuli bianchi e piastrine, poiché formano dei pori sulle loro membrane e provocano il rilascio degli enzimi contenuti nei lisosomi.

Streptococcus pneumoniae

S. pneumoniae (Fig. 3) vive nel naso e nella faringe degli esseri umani da dove può diffondere infettando di conseguenza i polmoni dello stesso individuo o di altri soggetti. Rappresenta la principale causa di polmonite e otite media e produce anch’esso due tipi di tossine:

• autolisina, normalmente inattiva, ma attivata in condizioni di stress per il batterio, allorché demolisce la parete cellulare del batterio, ne determina la morte e la fuoriuscita di altre tossine ed enzimi in esso contenuti;
• pneumolisina, si libera in seguito alla morte della cellula batterica, lega il colesterolo che fa parte delle membrane delle cellule dell’ospite e forma pori su di esse, uccidendo così le cellule colpite.

In genere gli streptococchi sono sensibili alle penicilline, ma dopo gli anni ’80 è aumentata l’incidenza di ceppi di S. pneumoniae resistenti a tali antibiotici.

Prossimamente…

Nella prossima puntata di “Microrganismi che producono tossine”, dopo i cocchi, saranno trattati i bacilli Gram-positivi.

Fonti:

• Bernard D. Davis, Renato Dulbecco, Herman N. Eisen, Harold S. Ginsberg. Microbiology – Subsequent edition. Lippincott Williams & Wilkins, 1990. ISBN 978-0397506897.
• Giorgio Poli, Alessandra Cocilovo, Paola Dall’Ara, Piera Anna Martino, Wilma Ponti. Microbiologia e immunologia veterinaria – Seconda edizione. UTET S.p.A., 2005. ISBN 978-88-02-07034-6.
• Molina Romanzi. Microbiologia clinica – Gli aspetti microbiologici delle malattie infettive – Prima edizione. UTET, 2002. ISBN 9788879332514.
• Michele La Placa. Principi di Microbiologia Medica – Dodicesima edizione. Edises, 2014. ISBN 9788879598101.
• Vinay Kumar, Abdul K. Abbas, Jon C. Aster. Robbins & Cotran Pathologic Basis of Disease – 9th edition. Saunders, Elsevier Inc., 2015. ISBN 978-1-4557-2613-4.
• Pignanelli S, Brusa S, Pulcrano G, Catania MR, Cocchi E, Lanari M. A rare case of infant sepsis due to the emm-89 genotype of Group A Streptococcus within a community-acquired cluster. New Microbiol. 2015 Oct;38(4):589-92.

Crediti immagini:

• Immagine in evidenza: https://www.microbiologiaitalia.it/didattica/esotossine-batteriche/
• Figura 1: https://www.1928diagnostics.com/img/resources/pathogens/staphylococcus-aureus.jpg
• Figura 2: https://www.telesurenglish.net/__export/1514246392636/sites/telesur/img/news/2017/12/25/nih_in.png_1718483346.png
• Figura 3: https://onlinelibrary.wiley.com/cms/asset/f010630f-3126-4189-9577-e6f7109f143b/mim12503-fig-0004-m.png