Ruolo e rilevanza dei microrganismi negli alimenti: MTA, fattori di patogenicità e tossine

24 aprile 2020

Ruolo e rilevanza dei microrganismi negli alimenti

Vedremo il ruolo e la rilevanza dei microrganismi negli alimenti e i loro fattori di virulenza che per indurre la patologia e eludere il sistema immunitario, dando patogenesi a trasmissione alimentare.

Le tossinfezioni alimentari possono derivare dall'infezione con microorganismi patogeni che colonizzano le mucose intestinali oppure dall'ingestione di alimenti contaminati da questi microorganismi o anche dalla presenza nei cibi di tossine di origine microbica, che causano malattia anche quando il microrganismo produttore non c'è più.

La contaminazione dei cibi può avvenire in molti modi:

• Alcuni microrganismi sono presenti negli intestini di animali sani e vengono in contatto con l'uomo attraverso le loro carni (trasmettendosi poi a chi le mangia) durante la macellazione (ad esempio, Salmonella può contaminare le uova dopo aver infettato il sistema ovarico delle galline, l'uomo mangia le uova contaminate e si attiva il SI, determinando gastroenterite)
• Frutta e verdura (batteri presenti nell'ambiente) possono contaminarsi se lavate o irrigate con acqua contaminata da feci animali o umane. (I batteri del genere Vibrio, normalmente presenti nelle acque, vengono filtrati e concentrati dai frutti di mare, come ostriche e mitili, e quindi possono causare infezioni se gli alimenti vengono ingeriti crudi; anche Pseudomonas è spesso presente su frutta e verdura)
• durante la fase di manipolazione e preparazione degli alimenti (Shigella, virus dell'epatite A, e di molti altri patogeni) sia per contatto con le mani che con gli strumenti per la preparazione di diversi alimenti e non disinfettati a dovere. Un cibo cotto (la maggior parte dei microrganismi non resiste a temperature superiori ai 60-70 gradi) può contaminarsi per contatto con cibi crudi.

Le tossinfezioni, anche se non trattati in questo corso, possono essere date anche da virus (ad esempio il virus dell'epatite A)

Grande importanza rivestono le condizioni in cui i cibi sono mantenuti durante le varie fasi di conservazione: la catena del freddo previene lo sviluppo e la moltiplicazione di alcuni microrganismi, che per essere tossici necessitano di una popolazione molto numerosa.

Quando infatti non si parla di tossine (argomento che vedremo più avanti nel corso), il numero di batteri necessari per indurre le tossinfezioni deve essere elevato.

I principali microrganismi che vanno ricordati sono quelli riportati in grassetto

Microrganismi e alimenti coinvolti

Microrganismi e patologie

"Phylocessent Universitsa ,dedesiMICRORGANISMO

*in grassetto + comuni patogeni trasmessi dall H2O

Non solo i cibi vengono contaminati, ma anche le acque (stagnanti, fontane, sistemi di raffreddamento e riscaldamento che se ingerite possono causare la malattia.

Un esempio di batteri così trasmessi sono Legionella e Pseudomonas che non causano solo gastroenteriti, ma anche patologie da inalazione come infezione delle vie respiratorie (ad esempio con Legionella).

Un esempio di zoonosi è la tularemia, trasmessa all'uomo dai conigli e lepri attraverso la puntura di zanzare e zecche o Pseudomonas che puòtrasmettersi per inalazione.

Tossine alimentari in Italia

Le tossine alimentari in Italia coinvolgono

• i pesci (27%) tox sgombroide o ciclotox , sono tox prodotte dal pesce tonno o sgombro o dentice causano gravi sintomi neurologici e del tratto GI,
• prodotti lattiero caseari nn pastorizzati e
• pollo (12%), maiali (10%), verdure => uova, ortaggi hanno ricoveri con % /= da batt a batt, (salmonella hanno valori di ricoveri + e listeria ha il n. di decessi +)

70
8
52
40
Percentage
30
30
20
20
10
10
5
5
3
-
0
O
0
Norovirus
Salmonella
Listeria
monocytogenes
Shiga toxin-
producing
Escherichia coli
Clostridium
perfringens
Clostridium
botulinum
Source: CDC
= Outbreaks
= Illnesses
= Hospitalizations
= Deaths

Bacillus

Fa parte della famiglia delle Bacillaceae (la colorazione di gram che fa vedere bene le endospore ed esospore) che comprende oltre 50 generi che hanno la capacità di formare endospore.

In base alla modalità di formazione della spora si distinguono esospore ed endospore (all interno del bacillo).

Ad oggi si ritiene che tutti i batteri capaci di produrre spore fanno parte del

• phylum dei Firmicutes, (all'interno di questo phylum non ci sono solo patogeni).

È un

• gram positivo,
• aerobio obbligato-facoltativo,

subiquitario in natura e

• ha un ciclo di vita a sporulazione e germinazione.

Le endospore sono strutture molto resistenti

• agli agenti fisici (temperatura, pH estremi, raggi UV) e
• chimici (come cloroformio, etanolo, metanolo),
• agli acidi gastrici.

Sono una forma di sopravvivenza della cellulain situazioni incompatibili con la crescita vegetativa.

Quindi le endospore metabolicamente inerti non necessitano di acqua e nutrienti per sopravvivere, possono persistere in questo stato di quiescenza per tempi lunghi. Non c'è bisognoquindi del microrganismo vivo per infettare l'alimento, in quanto già solo endospora può infettarlo ed essere in stato quiescente per un tempo estremamente lungo; poi una volta nell'organismo dell'ospite attivare il ciclo vegetativo.

Ciclo vitale del Bacillus

5 3 3 0 1 della spuniversità degli S. degliCiclo vitale divisione asimmetrica di una cellula vegetativa che da origine a due cellule diverse, cioè la cellula madre di dimensioni maggiori e la prespora più piccola. Queste due cellule hanno destini diversi,

• la cellula madre va incontro a morte,

alla fine del processo infatti liserà, liberando nell'ambiente esterno la spora matura che con germinazione darà origine a una progenie di cellule vegetative.

Il cromosoma è identico nella cellula madre e nella

• prespora e la costituzione della spora ha una forma e struttura ben definita.
• La spora è infatti costituita da

• tunica,
• corteccia e
• core.

CICLO VITALE (Sporulazione-germinazione)

-Forespore
Septum
Spore coat
Growth
-Mother cell
Coat
-Outer forespore
membrane
-Cortex
Asymmetric
cell division
Engulfment
Vegetative
cycle
Inner forespore
membrane
Chromosome
Sporulation
Binan
fission
Late
sporulation
Germination
Mother cell lysis

Ruolo biologico delle endospore è quello di permettere la sopravvivenza delle cellule all'insorgere di condizioni ambientali non favorevoli alla vita: se l'ambiente diventa sfavorevole la cellula risponde formando l'endospora (sporulazione) capace di sopravvivere e di dare nuovamente origine in seguito ad una cellula vegetativa (germinazione) al ripristinarsi di condizioni ambientali adatte.

Il ciclo di sporulazione-germinazione è importante perché non caratterizza solo i microrganismi patogeni ma è anche usato anche da case farmaceutiche per produrre probiotici

enterogermina = bacillus clausis? sotto forma di spore.

come:

STEP1 masticazione =azione meccanica ed enzimatica bocca, trasporto attraverso esofago in stomaco x peristalsi, transitano in maniera sicura allo stomaco, dove pH e bile rende germinazione spore difficile,

STEP2 nell intestino (duodeno) ricco di nutri inizia la germinazione (2-5h di permanenza)

STEP3 batt vivi viaggiano nell int. crasso, dove sporulano nella parte inferiore nel colon, qui chance di germinazione è bassa a causa dei pochi nutrienti e + sensitività di c vegetative nella fase esponenziale.

1.a Bacillus cereus

• G+,
• sporigeno,
• aerobio facoltativo,
• emolitico (su piastra si vede bene).

Enterotossina

TERMOSTABILE gli Stu TERMOLABILE

• La gastroenterite provocata da B. cereus è causata da una delle due enterotossine:

• termostabile > resistente alla proteolisi, provoca la forma emetica della malattia (sindrome del riso fritto: l'intossicazione emetica si è visto essere spesso associata a questo piatto lasciato riposare per ore a temperatura ambiente). Il meccanismo d'azione è ancora sconosciuto.
• termolabile > labile al calore, provoca la forma diarroica della malattia. L'enterotossina labile al calore è simile alle enterotossine prodotte da Vibrio cholerae e Escherichia coli, che stimolano il sistema adenilato ciclasi- cAMP nelle cellule epiteliali intestinali causando una profusa diarrea acquosa (classica tossina AB)
• => B si lega a rec. ganglisidico, A viene internalizzata , si ha + dell attività adenociclasica con perdita nutri x + di Na e Cl = fuoriuscita di ioni e perdita nutri c. che provoca qst diarrea profusa
• L'organismo umano è in grado di difendersi da questo microrganismo, ma nel momento in cui si ha un elevato contenuto di batteri o tossine, producono danno nell'ospite, in particolare i casi documentati hanno riportato una concentrazione di batteri pari a 1milione di batteri per grammo.

La terapia delle infezioni da Bacillus è complicata dall'alta incidenza di resistenze multiple ai farmaci (B. cereus portatore di geni per la resistenza alle penicilline e alle cefalosporine).

Possono essere impiegati quindi solo questi tipi di antibiotici:

È presente in natura in genere sottoforma di spore.

Abbiamo due tipi di patologie provocate da B. cereus.