Test della Catalasi

Principio test della catalasi

Il test della catalasi utilizza l’enzima catalisi. La catalasi è un enzima, prodotto da microrganismi che vivono in ambienti ossigenati per neutralizzare le forme tossiche di metaboliti dell’ossigeno, H2O2, che viene scisso in 2H2O + O2. L’enzima catalasi neutralizza gli effetti battericidi del perossido di idrogeno e svolge quindi un ruolo protettivo. Gli anaerobi generalmente non possiedono l’enzima catalasi.

Per scoprire se un particolare isolato batterico è in grado di produrre catalasi, un piccolo inoculo di questo viene miscelato in una soluzione di perossido di idrogeno al 3% e viene osservato se produce delle bolle di ossigeno (la mancanza di catalasi è evidente dalla mancanza o dalla debole produzione di bolle). I batteri catalasi positivi comprendono aerobi obbligati e anaerobi facoltativi, i quali hanno la capacità di utilizzare l’ossigeno come un accettore finale di elettroni.

I batteri catalasi negativi possono essere anaerobi obbligati o anaerobi facoltativi che fermentano non utilizzando ossigeno come accettore finale di elettroni (es. Streptococchi).

Il test della catalasi è utilizzato per distinguere i cocchi Gram-positivi: i membri del genere Staphylococcus sono catalasi positivi e i membri dei generi Streptococcus ed Enterococcus sono catalasi negativi.

E’ utilizzato per differenziare i ceppi aerotoleranti di Clostridium, che sono catalasi negativi, dalle specie Bacillus, che sono positivi. Il test della catalasi semiquantitativa viene utilizzato per l’identificazione di Mycobacterium tuberculosis. Questo test può essere inoltre utilizzato come ausilio per l’identificazione delle Enterobatteriacee, i cui microrganismi sono catalasi positivi.

Metodo

Test con vetrini

Trasferire una piccola quantità di colonia batterica su una superficie di un vetrino pulito ed asciutto;
Posizionare una goccia di H2O2 al 3% sul vetrino e mescolare con un’ansa sterile;
Un risultato positivo deriva dalla rapida produzione dell’ossigeno (entro 5-10 sec.);
Un risultato negativo non determina produzione di bolle o la produzione solo di alcune bolle sparse.

Figura 1 - test della catalasi su vetrino: a sinistra assenza dell'enzima catalasi, a destra presenza dell'enzima catalasi e produzione di bolle — *Figura 1 – test della catalasi su vetrino: a sinistra assenza dell’enzima catalasi, a destra presenza dell’enzima catalasi e produzione di bolle*

Test con provette

Aggiungere 4-5 gocce di H2O2 al 3% in una provetta;
Usando un’ansa sterile, raccogliere una piccola quantità di microrganismo da una colonia ben isolata tra le 18 e le 24 ore e metterla in provetta (nota: fare attenzione a non raccogliere residui di agar, specialmente se si utilizza Blood Agar);
Posizionare il tubo su uno sfondo scuro ed osservare la formazione immediata di bolle.

Figura 2 - test della catalasi su provetta: a sinistra presenza dell'enzima catalasi e produzione di bolle, a destra assenza dell'enzima catalasi — *Figura 2 – test della catalasi su provetta: a sinistra presenza dell’enzima catalasi e produzione di bolle, a destra assenza dell’enzima catalasi*

Risultati attesi

Reazione positiva alla catalasi: evidente effervescenza (formazione di bolle), es. Staphylococci, Micrococci, Listeria, Corynebacterium diphtheriae, Burkholderia cepacia, Nocardia, Enterobacteriaceae (Citrobacter, E. coli, Enterobacter, Klebsiella, Shigella, Yersinia, Proteus, Salmonella, Serratia), Pseudomonas, Mycobacterium tuberculosis, Aspergillus, Cryptococcus, e Rhodococcus equi;
Reazione negativa alla catalasi: nessuna formazione di bolle (nessun enzima catalasi presente per idrolizzare il perossido di idrogeno) es. Streptococcus e Enterococcus spp.
Nota che alcuni batteri possiedono enzimi diversi dalla catalasi che possono comunque decomporre il perossido, alcune piccole bolle che si formano dopo circa 20-30 secondi non sono considerate un test positivo per la catalasi.

Video 1 – una rappresentazione in campo del test della catalasi

Limitazioni del test catalasi

Non utilizzare consumabili o anse di metallo con H2O2 perchè darà un falso positivo e degraderà il metallo;
Se si usano colonie da una piastra di agar sangue, fare molta attenzione a non grattare via qualsiasi residuo di agar sangue poiché i globuli rossi sono catalasi positivi e qualsiasi contaminazione con l’agar potrebbe dare un falso positivo;
Il perossido di idrogeno deve essere fresco in quanto molto instabile e questo potrebbe generare dei falsi negativi al test.