E. Coli: Cos’è? Cause, Trasmissione, Sintomi e Terapia

Generalità

E. coli è l'abbreviazione utilizzata per identificare l'Escherichia coli, batterio molto diffuso e non sempre "pericoloso" per l'uomo.

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Nella maggior parte dei casi, questo microrganismo vive da commensale, senza causare danni, talvolta collaborando alle funzioni fisiologiche dell'organismo ospite. Esistono, però, alcune tipologie di E. coli che possiedono una patogenicità tale da poter causare malattie anche molto gravi, come enteriti, colite emorragica, infezioni urinarie, meningite e setticemia.

I disturbi più frequenti correlati al carattere patogeno di E. coli si manifestano a livello intestinale, dove la colonizzazione provoca tipicamente diarrea e dolori addominali crampiformi.

Cos’è

E. coli: cos'è?

E. coli (abbreviazione di Escherichia coli) è un microrganismo appartenente agli enterobatteri (famiglia Enterobacteriaceae), così chiamati poiché trovano il loro habitat ideale nell'intestino dell'uomo e di vari altri animali. Oltre ad essere un ospite abituale del tratto enterico, l'Escherichia coli è diffuso nell'ambiente e si può trovare negli alimenti.

In realtà, esistono molti "tipi" di E. coli. Nella maggior parte dei casi, questi batteri sono commensali, quindi INNOCUI (come, ad esempio, quando partecipano alle funzioni della flora batterica dell'intestino). Altre volte, gli E. coli possono comportarsi da PATOGENI, cioè acquisiscono un carattere "aggressivo", al punto da indurre malattia.

Caratteristiche di E. coli

  • E. coli è un batterio Gram-negativo, cioè negativo alla colorazione di Gram (test relativamente veloce utilizzato per rilevare la presenza ed identificare grossolanamente i batteri).
  • E. coli è asporigeno e presenta una forma a bacillo, cioè allungata (dimensioni medie: 1-2 µm). Su tutta la superficie del batterio, sono distribuiti:
    • Flagelli: sono utilizzati da E. coli per muoversi;
    • Pili o fimbrie: sottili filamenti che si proiettano dalla parete di E. coli, permettendogli di ancorarsi alle cellule dell'ospite e di comunicare con altri batteri.
  • La temperatura ottimale per la sua sopravvivenza è di 35-40°C. Per questo motivo, E. coli vive facilmente nell'intestino dell'uomo, contribuendo alla formazione della flora batterica.
  • E. coli possiede un metabolismo aerobio facoltativo, cioè può crescere sia in presenza, che in assenza di ossigeno. Inoltre, questo batterio è in grado di svolgere reazioni di fermentazione utilizzando il lattosio, uno zucchero disaccaride. Quest'ultima particolare proprietà viene sfruttata nella diagnosi microbiologica, cioè per distinguere, in un terreno di coltura, le colonie di Escherichia coli (capaci di fermentare il lattosio) da quelle di altri batteri che non effettuano tale reazione, come Salmonella e Shigella.
  • La patogenicità di E. coli è determinata da:
    • Tossine: a seconda della tipologia di E. coli in causa, possono avere natura chimica differente. Alcune di queste tossine agiscono sulla mucosa intestinale, infiammandola e provocando la comparsa di scariche diarroiche; altre, le tossine Shiga-like (SLT o tossine Vero), bloccano la sintesi proteica e causano la morte della cellula enterica; altre ancora producono effetti simili a quelli prodotti dalla tossina colerica (Vibrio cholerae), stimolando la secrezione di acqua ed elettroliti al di fuori delle cellule.
    • Adesine: alcuni E. coli risultano patogeni a causa di particolari molecole proteiche (chiamate adesine) presenti sulle strutture filiformi che sporgono dalla superficie cellulare (pili e fimbrie), mediante le quali aderiscono alle mucose intestinali o urogenitali dell'ospite.
    • Invasività: E. coli è dotato di una capacità invasiva elevata, cioè riesce a insediarsi nell'ospite molto profondamente. Alcuni batteri colonizzano le pareti dell'intestino, altri riescono a penetrarla ed altri ancora riescono a passare dall'intestino al flusso sanguigno.

Da quanto si può dedurre da questo identikit, E. coli è uno dei microrganismi più versatili esistenti in natura.

Lo sapevate che…

E. coli è uno dei microrganismi più studiati e meglio conosciuti a livello molecolare.

E. coli: commensale o simbionte?

Nel tratto enterico, E. coli si comporta da commensale, poiché partecipa alla processazione del cibo e contribuisce alla sintesi di vitamina K.

Per accaparrarsi alcuni prodotti della digestione umana per il proprio metabolismo e mantenere per sé i siti d'adesione sulla mucosa intestinale, però, questo batterio entra in competizione con altri microrganismi: quest'aspetto di E. coli può indurre a considerarlo un simbionte (nota: si parla di simbiosi quando entrambi gli organismi traggono un reciproco vantaggio dalla convivenza).

E. coli: quando risulta patogeno?

Nell'uomo, E. coli si localizza nell'intestino, dove ha un rapporto di commensalismo con il suo ospite. In determinate condizioni predisponenti, però, questo batterio può comportarsi come patogeno opportunista. In termini pratici, gli stessi ceppi commensali di E. coli, normalmente innocui, possono sfruttare a proprio vantaggio quest'occasione per moltiplicarsi in modo smisurato e colonizzare altre regioni corporee, fino a causare malattie al di fuori del tratto intestinale. Ad esempio, le infezioni opportunistiche del tratto urinario (UTI) da Escherichia sono spesso il risultato della migrazione della flora endogena dell'intestino.

Per questo motivo, E. coli non risulta nocivo per gli individui sani, ma può assumere un carattere "aggressivo" in circostanze favorenti, come, ad esempio, in caso di debilitazione del sistema immunitario (es. ustionati, trapiantati o malati d'AIDS), diabete, presenza di un calcolo o di un catetere urinario ecc.

Come anticipato, poi, alcuni ceppi di E. coli possono essere descritti come patogeni a prescindere dallo stato immunitario dell'ospite, in quanto capaci di causare infezioni anche negli individui sani.

Da ricordare

Le malattie causate da E. coli riconoscono infezioni d'origine esogena (animali, acqua, alimenti contaminati ecc.) o endogena, cioè derivanti da batteri che costituiscono la normale flora microbica del paziente.

Infezioni da E. coli: Cause

Infezioni gastroenteriche da E. coli

I meccanismi alla base delle infezioni del tratto intestinale sono diversi e dipendono fondamentalmente da quali tipologie di E. coli sono coinvolte:

  • Alcuni E. coli patogeni sono enteroinvasivi (conosciuti anche con la sigla EIEC), quindi sono in grado di invadere la mucosa dell'intestino (crasso), causando lesioni infiammatorie e danno tissutale; la conseguenza della loro infezione sono enteriti ed alcune forme di dissenteria sanguinolenta;
  • Altri E. coli sono tossigenici, cioè produttori di enterotossine (ETEC) che agiscono sulla mucosa dell'intestino (tenue), provocando la comparsa di scariche diarroiche acquose. A livello mondiale, i ceppi enterotossigeni costituiscono la più frequente causa di diarrea batterica e, nei Paesi in via di sviluppo, sono i principali responsabili della cosiddetta "diarrea del viaggiatore", che si può contrarre attraverso acqua ed alimenti contaminati.

Oltre agli Escherichia coli enterotossigeni (ETEC) ed a quelli enteroinvasivi (EIEC), tra i diversi ceppi associati a patologie intestinali vanno menzionati anche:

  • E. coli enteropatogeni (EPEC): agiscono modificando e distruggendo i microvilli delle cellule dell'intestino tenue; gli EPEC sono spesso implicati nella diarrea infantile e, come gli ETEC, possono provocare la diarrea del viaggiatore;
  • E. coli enteroaderenti (EAEC): hanno una peculiare capacità di aderire, in maniera pressoché indissolubile ed irreversibile, alle pareti dell'intestino. Gli EAEC sono responsabili di diarrea acquosa dei bambini nei Paesi in via di sviluppo e nei viaggiatori.
  • E. coli enteroemorragici (EHEC): possiedono un'elevata patogenicità. La loro proliferazione ed il conseguente rilascio di tossine (Shiga-like) provoca colite emorragica (quindi feci liquide frammiste a sangue) associata a severi crampi addominali e possibili complicanze extraintestinali, anche gravi. Nel 5% dei casi, l'infezione enteroemorragica può degenerare in una forma molto grave di insufficienza renale, nota come sindrome emolitica uremica (HUS o SEU).
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Infezioni urinarie da E. coli

Gli E. coli uropatogeni (UPEC) sono una delle principali cause di infezioni del tratto urinario (UTI).

Le UTI provocate dall'Escherichia sono generalmente endogene ed ascendenti, cioè derivano da batteri che costituiscono la normale flora microbica del colon del paziente.

La patogenicità di questa specifica tipologia di E. coli deriva dalla produzione di emolisina e dalla presenza di adesine, localizzate all'estremità distale delle fimbrie P (mannosio-resistenti). Questi fattori di aderenza sono necessari all'inizio del processo infettivo e permettono al batterio di ancorarsi alla membrana delle cellule uroepiteliali.

Grazie a questa sorta di tentacoli muniti di ventose, gli E. coli uropatogeni possono risalire le vie urinarie e provocare:

Le infezioni urinarie sostenute da E. coli sono più comuni nella donna, per le caratteristiche anatomiche sfavorevoli (uretra corta e meato urinario più vicino alla regione anale) e per l'assenza dell'attività battericida delle secrezioni prostatiche.

Altre malattie causate da E. coli

Se da qualsiasi distretto corporeo, E. coli raggiunge il circolo ematico, può determinare l'insorgenza della setticemia. Cause comuni di questa complicanza sono le scarse misure igieniche nel posizionamento di cateteri o di accessi venosi centrali, le infezioni urinarie o gastroenteriche, i traumi intestinali, i tumori del colon e del tenue.

E. coli è anche responsabile di infezioni extraintestinali, come:

Modalità di trasmissione

Le infezioni da E. coli possono verificarsi quando:

  • Il microrganismo colonizza siti corporei dell'ospite diversi da quelli in cui normalmente è presente (ad esempio, dall'intestino passa al tratto urinario);
  • L'uomo viene a contatto, in modo diretto o indiretto, con ceppi batterici tipici della flora batterica di altri animali, tramite:
    • Ingestione di cibi contaminati: ad esempio, E. coli O157:H7 (ceppo enteroemorragico) vive nell'intestino dei bovini e, dopo essere penetrato nell'apparato digerente umano, attraverso il consumo di carni poco cotte, esercita effetti patogeni;
    • Contatto diretto con animali (bovini, ovini ecc.) o con le loro deiezioni;
    • Diffusione del materiale fecale nell'ambiente (verdura e frutta, acque potabili, acque di balneazione e terreno).

Inoltre, il batterio può essere trasmesso anche da una persona all'altra (contagio interumano diretto). Ciò avviene, di solito, quando non si lavano le mani sporche, dopo essere stati in bagno.

E. coli: come avviene il contagio?

L'infezione da E. coli si trasmette all'uomo per via oro-fecale, da persona a persona, o attraverso l'ingestione di acqua o cibi contaminati.

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Alimenti particolarmente a rischio sono:

  • Carne di manzo non adeguatamente cotta (macinato per ragù, tartare, hamburger, salami ecc.): i bovini rappresentano il principale serbatoio di Escherichia coli O157:H7; durante la macellazione, questi batteri possono passare dagli intestini alle carni;
  • Pollo o altre carni crude;
  • Verdure fresche (in particolare: lattuga, spinaci e germogli) e succhi di frutta non pastorizzati;
  • Latte crudo (non pastorizzato) ed i formaggi derivati: gli E. coli possono diffondersi dalle mammelle della mucca, soprattutto in fase di mungitura; i prodotti caseari possono essere ricontaminati anche dopo la pastorizzazione.

L'uomo può venire a contatto con ceppi patogeni di E. coli anche attraverso rapporti sessuali oro-anali.

Per quanto riguarda le acque, invece, le feci di individui infetti o di animali possono riversarsi in laghi, canali, piscine o rifornimenti idrici. Se queste fonti acquatiche non sono trattate, l'infezione da E. coli può essere contratta ingoiando accidentalmente il liquido contaminato (ad esempio, mentre si sta nuotando).

Lo sapevate che…

E. coli viene utilizzato come parametro per la valutazione della qualità delle acque (ricerca dei coliformi): concentrazioni elevate del batterio indicano l'avvenuta contaminazione e, se supera i valori fissati da apposite norme giuridiche, può determinare il divieto di balneazione.

Sintomi e Complicazioni

I sintomi di un'infezione da E. coli dipendono dalla sede del corpo colpita, dal tipo di ceppo batterico responsabile, dall'età e dalle condizioni di salute generali del paziente.

Periodo d'incubazione

Dopo il contagio, i primi sintomi dell'infezione da E. coli compaiono mediamente entro 12-60 ore, anche se sono stati riportati periodi di incubazione di 3-5 giorni.

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Come si manifesta un'infezione da E. coli?

  • L'infezione gastroenterica da E. coli si manifesta generalmente con sintomi lievi e, salvo complicazioni, si risolve nel giro di 4-10 giorni. All'inizio, compare una diarrea leggera (evacuazioni frequenti, feci molli o liquide), che può accompagnarsi a dolori nell'area addominale e rialzo febbrile transitorio. Entro 24-48 ore, le scariche diarroiche aumentano di intensità e risultano acquose o commiste a sangue. In questa fase dell'infezione da E. coli, possono manifestarsi forti crampi addominali e modesta disidratazione. Al quadro clinico, in funzione del ceppo responsabile della malattia, possono aggiungersi altri sintomi, quali pallore, oliguria, nausea e vomito.
  • L'infezione delle vie urinarie da E. coli si manifesta con dolore o bruciore durante la minzione, frequente stimolo ad urinare, dolori pelvici, urine torbide e di odore pungente, brividi, febbre e dispareunia.

Diagnosi

La diagnosi di un'infezione da E. coli è stabilita dal medico dopo aver raccolto alcune informazioni anamnestiche, passato in rassegna i sintomi ed aver effettuato alcuni esami, primi fra tutti quello delle feci (quando i sintomi sono gastroenterici) e delle urine (quando è evidente il coinvolgimento delle vie urinarie).

La coprocoltura e l'urinocoltura permettono, in particolare, di rilevare la presenza del batterio.

Per capire quale E. coli è coinvolto nel processo infettivo, vengono effettuate, poi, altre analisi microbiologiche e test molecolari, utili per la ricerca sierologica delle tossine e la determinazione del sierotipo batterico.

Trattamento e Rimedi

Infezioni gastroenteriche da E. coli

In genere, le infezioni intestinali da E. coli non complicate si risolvono spontaneamente in pochi giorni, senza dover ricorrere a particolari farmaci. Per questo motivo, il medico si limita a raccomandare al paziente di riposare e di assumere liquidi in abbondanza, per rimpiazzare le perdite idriche e saline, dovute agli episodi diarroici.

Quando viene diagnosticata un'infezione gastroenterica da E. coli, la terapia antibiotica non è sistematicamente prescritta. In alcune circostanze, infatti, l'assunzione di questi farmaci potrebbe favorire il rilascio della tossina con peggioramento delle condizioni del paziente.

Se il medico ritiene che la terapia antibiotica sia necessaria, la scelta del farmaco e la durata del trattamento dipendono dalla storia clinica del paziente, dalla sede e gravità delle infezioni, e dai risultati delle analisi di laboratorio condotti sull'urina o sulle feci. L'antibiogramma permette di testare, ad esempio, la suscettibilità del batterio ai vari antibiotici, limitando la diffusione della resistenza di E. coli a questi farmaci.

Per la gestione delle infezioni da Escherichia coli possono essere utilizzati: trimetoprim/sulfametossazolo, cefalosporine, aminoglicosidi, fluorochinoloni, ciprofloxacina, nitrofurantoina, ticarcillina e piperacillina.

Infezioni urinarie da E. coli

La gestione delle infezioni delle vie urinarie da E. coli prevede un trattamento farmacologico, spesso con antibiotici (come trimetoprim/sulfametoxazolo o fluorochinolone) o antisettici urinari che devono essere prescritti dal medico. La terapia deve essere seguita per tutto il periodo indicato, anche quando i sintomi tendono a scomparire rapidamente. Il rischio di una sospensione anticipata del trattamento è di sviluppare recidive, oltre a favorire la resistenza batterica agli antibiotici.

Gestione delle complicanze

Per quanto riguarda le possibili complicanze, in alcune persone, l'infezione da E. coli è responsabile di problemi ematologici e disfunzioni renali. I pazienti più critici possono richiedere un trattamento di supporto intensivo basato su reidratazione, emodialisi e/o dialisi peritoneale, plasmaferesi e trasfusioni di sangue, fino ad arrivare al trapianto di reni.

Prevenzione

La diffusione di molte infezioni da E. coli si potrebbero facilmente prevenire, prestando attenzione alle normali operazioni di pulizia ambientale e d'igiene personale (in particolare, il lavaggio delle mani).

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Come si possono prevenire le infezioni da E. coli?

  • Lavarsi sempre le mani con acqua calda e sapone, soprattutto:
    • Prima della preparazione degli alimenti;
    • Dopo aver toccato carne cruda;
    • Dopo aver fatto uso della toilette;
    • Dopo essere venuti a contatto con animali;
    • Dopo aver cambiato un pannolino.
  • Bere solo acqua potabile: forse è un consiglio scontato, ma è va ricordato soprattutto quando si viaggia in Paesi dove l'acqua non è trattata e può essere contaminata da E. coli. Per lo stesso motivo, è importante evitare anche:
    • L'ingestione accidentale di acqua in laghi, stagni, ruscelli o piscine;
    • Il consumo di ghiaccio nelle bevande;
    • L'uso dell'acqua del rubinetto per lavarsi i denti.
  • Cuocere sempre la carne cruda, soprattutto quella macinata: l'interno deve raggiungere una temperatura minima di 70°C, per almeno 2 minuti. Per evitare una contaminazione incrociata, conservare e preparare le carni crude separatamente da quelle cotte, evitando di utilizzare le stesse superfici o gli utensili non lavati per manipolarle.
  • Evitare latte, prodotti caseari e succhi che non siano pastorizzati.

Per quanto riguarda gli alimenti vegetali freschi, come frutta e verdura, questi andranno lavati con acqua potabile o sbucciati prima del consumo, soprattutto se non possono essere cotti.

Per prevenire le infezioni urinarie da E. coli è importante:

  • Bere ogni giorno generose quantità di acqua per mantenere una corretta idratazione quotidiana e favorire il flusso di urina;
  • Non trattenere l'urina a lungo, se si sente il bisogno di svuotare la vescica.
  • Curare quotidianamente l'igiene intima, in particolare durante il periodo mestruale e prima e dopo i rapporti sessuali. Le donne devono fare particolare attenzione a lavarsi e pulirsi con movimenti diretti dalla vulva all'ano, mai viceversa. In caso contrario, si rischia di trasferire i batteri come E. coli verso l'orifizio urinario e quello vaginale.

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