ESCHERICHIA COLI

Escherichia coli è un batterio Gram-negativo ed è la specie più nota del genere Escherichia: se ne distinguono almeno 171 sierotipi, ognuno con una diversa combinazione degli antigeni O, H, K, F. Il nome deriva dal suo scopritore, il tedesco-austriaco Theodor Escherich. Appartiene al gruppo degli enterobatteri ed è usato come organismo modello dei batteri.

È una delle specie principali di batteri che vivono nella parte inferiore dell'intestino di animali a sangue caldo (uccelli e mammiferi, incluso l'uomo). Sono necessari per la digestione corretta del cibo. La sua presenza nei corpi idrici segnala la presenza di condizioni di fecalizzazione (è il principale indicatore di contaminazione fecale, insieme con gli enterococchi). Il numero di cellule di E. coli nelle feci che un umano espelle in un giorno va dai 100 miliardi (1011) ai 10 trilioni (1019). Il genere Escherichia, insieme ad altri generi (Enterobacter, Klebsiella, Citrobacter, Serratia, ecc.), viene raggruppato sotto il nome di coliformi. Tecnicamente il "gruppo dei coliformi" comprende batteri aerobi e anaerobi non sporigeni.

Nel gruppo dei coliformi la specie Escherichia coli è ampiamente rappresentata ed è in esclusivo rapporto col tratto gastrointestinale dell’uomo e degli altri animali a sangue caldo, a differenza dei microrganismi appartenenti a diversi generi, tra cui Enterobacter, Klebsiella e Citrobacter (che si caratterizzano per una potenziale capacità di ricrescita una volta pervenuti nell’ambiente). La specie Escherichia coli è un microrganismo a forma di bastoncello, gram-negativo, aerobio e anaerobio facoltativo, non sporigeno, che cresce alla temperatura di 44,5 °C, lattosio-fermentante, indolo-positivo in terreni contenenti triptofano, beta-D-glucuronidasi-positivo. In letteratura, la presenza di questo enzima è stata evidenziata nel 94-99,5 % dei biotipi di Escherichia coli, con l'eccezione dei sierotipi O157:H7.

Nelle acque destinate al consumo umano, nelle acque di piscina, nelle acque adibite alla balneazione e in altri tipi di matrici (per es. alimenti, cosmetici) è prescritta l’assenza di Escherichia coli in quanto indicatore primario di contaminazione fecale. La mancata rispondenza al valore parametrico stabilito costituisce una non-conformità del prodotto (acqua, alimento, ecc.) Per la sua ricerca nell'ambiente sono stati elaborati, negli anni più recenti, metodi basati sull’attività enzimatica della beta-D-glucuronidasi (Saggio GUS), evidenziabile dall’idrolisi di beta-glucuronidi cromogeni o fluorogeni con rilascio di composti colorati o fluorescenti; o, allo stesso modo, si usa l'X-gal, facendo leva sull'enzima beta-galattosidasi. Queste caratteristiche, eliminando spesso la necessità di svolgere prove di conferma, permettono di ottenere risultati in tempi più rapidi e di giungere con maggiore accuratezza alla determinazione del microrganismo ricercato.

Anche se rappresenta un comune abitante dell'intestino e ha un ruolo nel processo digestivo, ci sono situazioni in cui E. coli può provocare malattie nell'uomo e negli animali. Alcuni ceppi di E. coli sono l'agente eziologico di malattie intestinali ed extra-intestinali, come infezioni del tratto urinario, meningite, peritonite, setticemia e polmonite. Alcuni ceppi di E. coli sono tossigenici, producono cioè tossine che possono essere causa di diarrea. La dissenteria da E. coli è una comune tossinfezione alimentare, poiché viene contratta principalmente da alimenti contaminati. La contaminazione può avvenire da carni infette non adeguatamente cotte, da latte non pastorizzato e formaggi derivati, e da altri alimenti contaminati da feci. E. coli produce quattro tipi di tossine che si distinguono, per la diversa sensibilità al trattamento termico, in termolabile e termostabile, e per l'azione tossigena (tossine shiga e tossine emolitiche, HlyA).
La tossina termolabile, denominata LT, è molto simile nella struttura e nelle funzioni alla tossina del colera. Contiene una subunità 'A' e cinque subunità 'B' in un'olotossina. Le subunità B contribuiscono all'aderenza e all'entrata della tossina nelle cellule intestinali dell'ospite, dove la subunità A stimola le cellule a rilasciare acqua, provocando diarrea.

E. coli è il più comune isolato nelle emocolture nei casi di batteriemia; la colonizzazione del torrente ematico può avvenire a causa di traumi intestinali, tumori del colon e del tenue. Le scarse misure igieniche nel posizionamento di cateteri o di accessi venosi centrali sono comuni cause di batteriemie da E. coli.

E. coli è comune causa di uretrite e cistite in persone anziane, diabetiche e cateterizzate. Grazie alle fimbrie formanti fasci, ai pili P e alle fimbrie Dr, E. coli riesce ad ancorarsi saldamente all'epitelio di uretra e vescica, resistendo al flusso urinario. Questa condizione è necessaria ma non sufficiente all'instaurarsi dell'infezione; questa è infatti provocata maggiormente dall'emolisina A (HlyA), in grado di ledere l'epitelio urinario e promuovere chemiotassi, infiammazione e invasione dei tessuti.

E. coli, soprattutto il sierotipo K1, è il principale isolato (insieme con gli streptococchi di gruppo B) nelle emocolture di bambini con età inferiore a 5 anni affetti da meningite.

Altri ceppi, ad esempio l’Escherichia Coli sierotipo O157:H7, sono in grado di provocare un grave avvelenamento negli esseri umani. Il bestiame da allevamento è la principale fonte di E. coli O157:H7, ma questo tipo di batterio si trova anche in altri animali domestici e nei mammiferi selvatici.

L’Escherichia Coli O157:H7 ha causato diverse gravi epidemie negli Stati Uniti, il CDC (rete dei centri per il controllo e la prevenzione delle malattie) stima che ogni anno negli USA si verifichino circa 70.000 casi di infezione; nel 2007 queste infezioni, da sole, hanno rappresentato il 7 per cento circa dei disturbi intestinali riferiti alle autorità sanitarie negli Stati Uniti.

Oltre all’E. Coli O157:H7 ci sono altri ceppi, per esempio l’Escherichia Coli enteroemorragico, che causano gli stessi gravi disturbi.

L’E. Coli O157:H7 è in grado di produrre uno o più tipi di tossina (veleno) che possono danneggiare seriamente le mucose dell’apparato digerente e i reni: questi tipi di batterio, detti Escherichia Coli produttori di Shiga-tossine (STEC), spesso causano diarrea con tracce di sangue e possono provocare insufficienza renale, soprattutto nei bambini piccoli o nei pazienti con il sistema immunitario compromesso. La maggior parte dei disturbi di questo tipo è correlata agli alimenti od all’acqua contaminata, al contatto con una persona infetta o al contatto con gli animali portatori del batterio.

Tra gli altri ceppi che causano la diarrea ricordiamo:

E. Coli enterotossigenico (ETEC): è una delle principali cause della diarrea nei paesi in via di sviluppo. Secondo l’Organizzazione mondiale della sanità ogni anno provoca circa 210 milioni di casi e 380.000 decessi, soprattutto di bambini. L’ETEC è la causa più frequente della diarrea del viaggiatore e colpisce ad esempio le truppe in missione all’estero.
E. coli enteropatogenico (EPEC): è un batterio in grado di provocare una diarrea persistente che può continuare anche per più di due settimane. Si trasmette all’uomo attraverso il contatto con l’acqua contaminata o con gli animali infetti ed è diffuso nei paesi in via di sviluppo. Nei paesi industrializzati, invece, è sempre meno presente, però continua ad essere una delle cause principali della diarrea, stando a quanto afferma il CDC.

Esistono diversi ceppi di Escherichia Coli, ma solo alcuni di essi causano intossicazioni alimentari. In natura è possibile trovarne centinaia di ceppi  del tutto inoffensivi, tra cui quelli che popolano l’apparato digerente degli esseri umani e di altri animali a sangue caldo. Alcuni ceppi, tuttavia, sono una causa frequente di infezioni dell’apparato digerente e di quello urogenitale.

Nel 1982 negli Stati Uniti gli scienziati hanno identificato il primo ceppo di E. Coli in grado di provocare intossicazioni alimentari, che è la principale causa di intossicazioni negli Stati Uniti, ed è l’O157:H7, così chiamato in riferimento ai composti chimici che si trovano sulla superficie del batterio. La principale fonte di O157:H7 è il bestiame domestico, ma questi batteri si trovano anche in altri animali domestici o selvatici.

Esistono diversi ceppi pericolosi di Escherichia Coli in grado di provocare la diarrea:

L’E. Coli O157:H7 e altri ceppi particolarmente pericolosi producono uno o più tipi di tossine (veleni) detti Shiga-tossine. Le Shiga-tossine sono in grado di danneggiare gravemente le mucose intestinali e i reni. Questi tipi di batteri sono detti E. coli produttori di Shiga-tossine (STEC), spesso provocano diarrea con tracce di sangue e possono causare insufficienza renale nei bambini o nei pazienti con sistema immunitario compromesso.
L’E. Coli enterotossigenico (ETEC) produce una tossina diversa, ma è anch’esso in grado di provocare la diarrea. I ceppi di questo tipo di solito provocano la diarrea del viaggiatore, perché contaminano frequentemente gli alimenti e l’acqua nei paesi in via di sviluppo.
L’E. Coli enteropatogenico (EPEC) causa la diarrea persistente (che può durare anche più di due settimane) ed è diffuso soprattutto nei paesi in via di sviluppo dove si può trasmettere agli umani mediante l’acqua contaminata o il contatto con gli animali infetti.
Negli Stati Uniti sono stati individuati anche altri tipi di E. coli, tra cui l’O26:H11 e l’O111:H8, in grado di provocare malattie.

Esiste infine la possibilità di contagio con altri ceppi anche attraverso rapporti sessuali oro-anali.

L’Escherichia Coli produttore di Shiga-tossine (STEC) può causare i seguenti sintomi:

Nausea,
Forti crampi addominali,
Diarrea acquosa o con forte presenza di sangue,
Affaticamento.
Il batterio STEC è anche in grado di provocare febbre lieve o vomito. I sintomi di norma si presentano da 2 a 5 giorni dopo l’ingestione dell’alimento contaminato o della bevanda contaminata. I sintomi possono durare anche per 8 giorni, poi la maggior parte dei pazienti guarisce completamente.

La sindrome emolitico-uremica (HUS) è una complicazione seria dell’infezione da Escherichia Coli produttore di Shiga-tossine (STEC) e può provocare l’insufficienza renale ed il decesso. I bambini sono particolarmente soggetti a questa complicazione, che è la causa più frequente di insufficienza renale nell’America del nord.

Per curare questa patologia molto pericolosa sono necessarie le trasfusioni di sangue e la dialisi, eseguite nel reparto di terapia intensiva di un ospedale.

L’8% circa dei pazienti affetti dalla sindrome emolitico-uremica soffrirà per tutta la vita anche di altre complicazioni, ad esempio di ipertensione, convulsioni, cecità, paralisi e delle conseguenze dell’asportazione di parte dell’intestino.

L’Escherichia Coli produttore di Shiga-tossine (STEC) si trasmette mediante consumo di alimenti o bevande contaminati, il Dipartimento per la sicurezza alimentare e per il servizio di prevenzione nell’agricoltura degli Stati Uniti offre un elenco di prodotti alimentari contaminati dai ceppi pericolosi; tra gli alimenti e le bevande che in passato hanno causato epidemie di Escherichia Coli con maggior frequenza ricordiamo:

Hamburger crudi o cotti male,
Salame,
Spinaci, lattuga, germogli,
Latte, succo di mela, sidro non pastorizzati,
Acqua contaminata, proveniente dai pozzi o dalle superfici frequentate dagli animali.
L’Escherichia Coli produttore di Shiga-Tossine può anche contaminare l’uomo in seguito a:

Mani non lavate bene con acqua e sapone, dopo il contatto con un animale infetto o con escrementi di animali. Il contatto si può verificare nelle fattorie, negli zoo, nelle fiere o persino nel vostro cortile di casa,
Mani non ben lavate con acqua e sapone dopo il contatto con una persona infetta
Ingestione di acqua non clorata o non ben clorata in piscine contaminate da feci umane,
Immersione in acqua anche minimamente contaminata da liquami,
Consumo di alimenti, acqua o ghiaccio contaminati.

I Centri per il controllo e la prevenzione della malattie consigliano di sottoporre agli esami chiunque manifesti un’improvvisa diarrea con feci contenenti sangue; è possibile usare gli appositi test di laboratorio per individuare l’Escherichia Coli produttore di Shiga-tossine nei campioni di feci.

E’ fondamentale sottoporre alle terapie i pazienti con infezioni da Escherichia coli il prima possibile, soprattutto quelli colpiti dal ceppo produttore di Shiga-tossine (STEC).

Le ricerche non confermano che la terapia antibiotica sia efficace; gli antibiotici, addirittura, potrebbero far aumentare il rischio di sindrome emolitico-uremica, una complicazione grave dell’infezione da STEC in grado di provocare l’insufficienza renale.

Per prevenire l’infezione da Escherichia Coli produttore di Shiga-tossine (STEC) è consigliabile:

Lavarsi bene le mani dopo essere andati in bagno o dopo aver cambiato i pannolini del proprio bambino.
Lavarsi bene le mani dopo aver toccato gli animali, le cucce, le gabbiette o qualsiasi materiale contaminato dalle feci degli animali.
Mangiare solo carne e salumi ben cotti, siano essi di vitello, di maiale o di agnello.
Cuocere la carne fino a farle raggiungere una temperatura interna di almeno 71 °C.
Evitare il latte e i succhi non pastorizzati.
Lavare bene la frutta e la verdura prima di consumarle crude.
Evitare la contaminazione incrociata durante la preparazione degli alimenti, lavando bene le mani, le superfici, i taglieri e gli utensili dopo aver toccato la carne cruda.
Tenere la carne cruda lontana dagli alimenti pronti da consumare.
Evitare rapporti oro-anali od altre pratiche sessuali che possano portare alla bocca organi venuti a contatto con la zona anale e perianale.

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