Un “mare” di batteri: monitoraggio microbiologico delle acque per una balneazione sicura

Batteri e mare: quale correlazione?

Ogni anno l’inizio della stagione estiva coincide con l’attivazione, da parte delle Agenzie Regionali per la Prevenzione e Protezione dell’Ambiente (ARPA), di attività di monitoraggio ambientale delle acque di balneazione attraverso le quali è possibile valutarne lo stato di sicurezza e tutelare la salute dei bagnanti. Uno dei parametri microbiologici principalmente rilevato e monitorato per il controllo di qualità delle acque destinate al consumo umano riguarda la concentrazione di Escherichia coli. Secondo le prescrizioni imposte dal Decreto Legislativo 31/2001, tali batteri devono essere assenti in campioni di acqua pari a 100 mL; in caso contrario, essi sono indice di contaminazione fecale. Ma cos’è esattamente Escherichia coli è perché si tratta di una specie potenzialmente dannosa per l’uomo?

stipiti ETEC, EPEC, EIEC, EHEC
Figura 1 – stipiti ETEC, EPEC, EIEC, EHEC

Escherichia coli: una panoramica

Escherichia coli è un batterio Gram- appartenente al gruppo dei Coliformi rappresentativo della quasi totalità della popolazione microbica della flora intestinale. Si tratta infatti di un batterio commensale, normalmente presente nell’ultimo tratto dell’intestino di animali a sangue caldo (incluso l’uomo) ed implicato nei processi digestivi. Infatti, il numero di cellule di E. coli eliminate con le feci in un giorno varia da 10 a 100 milioni di unità formanti colonia (UFC) per grammo di feci.

Al microscopio elettronico a scansione è visibile come microrganismo di forma bastoncellare, di lunghezza pari a 1-2 µm, aerobio/anaerobio facoltativo, lattosio fermentante, con crescita ottimale a temperature comprese tra i 37°C ed i 44°C. 

Ad oggi se ne conoscono più di 170 sierotipi, per la maggior parte innocui, tra i quali si annoverano anche ceppi patogeni che differiscono per il meccanismo d’azione. Si distinguono:

  • stipiti ETEC o enterotossigeni;
  • stipiti EPEC o enteropatogeni;
  • stipiti EIEC o enteroinvasivi;
  • stipiti EHEC o enteroemorragici.

Gli stipiti ETEC esplicano la loro patogenicità grazie alla produzione di una tossina termostabile (ST) e di una tossina termolabile (LT) in grado di indurre variazioni elettrolitiche nel lume intestinale con conseguente richiamo di acqua e insorgenza di diarree profuse. Al contrario, gli stipiti EPEC esprimono fattori di adesione grazie ai quali si realizza una stretta aderenza alla membrana degli enterociti, con conseguente distruzione dei microvilli ed alterazione nei processi di assorbimento delle sostanze nutritive.

Gli stipiti EIEC esprimono invece fattori di invasione grazie ai quali possono penetrare nella mucosa intestinale inducendo in ugual modo alterazioni istologiche dell’epitelio intestinale, con un meccanismo simile a quello adottato dalla Shigella.

Infine, gli stipiti EHEC, tra i quali il sierogruppo O157-H7 ad oggi è ritenuto il più pericoloso, esplicano la loro patogenicità grazie alla produzione di citotossine che distruggono gli enterociti, inducendo diarree sanguinolente.

Patologie correlate alle infezioni da E.coli

Nonostante la maggior parte dei ceppi di E.coli siano innocui per la salute dell’uomo, i ceppi sopracitati rappresentano l’agente eziologico più frequente per lo sviluppo di malattie intestinali di diversa gravità, i cui sintomi possono manifestarsi con dolore addominale, vomito e diarree (in alcuni casi sanguinolente), e di malattie extraintestinali quali infezioni del tratto urinario (SEU, sindrome uremico-emolitica), setticemie, polmoniti e meningiti. Le infezioni si manifestano con più facilità nei bambini o negli anziani, così come in soggetti immunodepressi.

Le vie di trasmissione dell’infezione sono molteplici e riguardano l’ingestione di acqua e/o cibi contaminati (carni poco cotte o alimenti non pastorizzati), il contatto diretto con animali (bovini, ovini ecc.) e le loro deiezioni, per contatto interumano a causa della scarsa igiene personale o per diffusione del materiale fecale nell’ambiente (riversamento del materiale fecale in terreni di coltivazione, impianti di erogazione di acqua potabile e acque di balneazione).

La sintomatologia delle infezioni causate da E.coli è variabile e dipende non solo dal ceppo batterico coinvolto, ma anche dallo stato di salute generale del paziente, dall’età e dalla sede anatomica colpita (nel caso di patologie extraintestinali). La comparsa dei sintomi avviene dopo 1-3 giorni dal contagio e, salvo complicazioni, l’infezione si manifesta genericamente con sintomi lievi che si risolvono nel giro di 4-10 giorni.

Negli stadi iniziale compare diarrea acquosa alla quale si accompagnano successivamente crampi addominali, nausea, vomito, e in alcuni casi febbre e perdita di sangue nelle feci. Nel caso di infezioni urinarie, al contrario, si avvertono dolore e bruciore durante la minzione, dolore pelvico e frequente stimolo ad urinare.

Diagnosi e trattamento

La diagnosi delle infezioni da E.coli viene formulata mediante coprocoltura. Il campione di feci raccolto viene seminato su terreni contenti lattosio (ad esempio l’agar McConkey) sui quali si osserverà la formazione di colonie di colore rosa scuro come risultato della fermentazione del lattosio e della precipitazione dei sali biliari che costituiscono il terreno. 

In caso di infezione del tratto urinario, la diagnosi viene formulata in base all’esito dell’uricoltura: qualora siano presenti più di 100.000 UFC/mL di campione, l’esame si considera positivo. 

Il trattamento prevede genericamente la somministrazione di liquidi che vadano a ripristinare le perdite idriche e saline dovute agli episodi diarroci, in quanto le infezioni più blande tendono a risolversi spontaneamente nel giro di pochi giorni. Nei casi più gravi, può essere consigliata una terapia antibiotica previo antibiogramma, utile a valutare eventuali fenomeni di farmaco-resistenza da parte del batterio stesso. I farmaci maggiormente impiegati sono solitamente il trimetoprim-sulfametossazolo, gli aminoglicosidi o le cefalosporine.

Prevenzione e accorgimenti di uno dei più significativi batteri del mare

Per prevenire le infezioni da E.coli sono indispensabili semplici accorgimenti:

  • corretta igiene personale, in particolare lavaggio frequente delle mani;
  • prediligere la consumazione di carni ben cotte e alimenti pastorizzati;
  • bere solo acqua potabile.

E. coli e contaminazione delle acque balneari

Come accennato in precedenza, la presenza di E.coli in acque balneari è da ricondursi per lo più agli sbocchi fognari in mare. Ma esistono dei fattori che ne favoriscono una proliferazione anomala? Secondo le Agenzie Regionali per la Prevenzione e Protezione dell’Ambiente (ARPA) esistono fattori idrologici, metereologici e marini direttamente implicati nella proliferazione batterica quali:

  • temperatura dell’acqua più alta del normale, a causa del surriscaldamento globale;
  • prolungata assenza di ventilazione;
  • stagnazione delle acque;
  • Mancata diluizione delle immissioni nei corsi d’acqua che arrivano a mare per la forte siccità.

Batteri nel mare: cosa prevedono le normative?

Durante la stagione balneare, da maggio a settembre, il giudizio di idoneità delle acque di balneazione si basa sull’esito delle analisi effettuate secondo un calendario prestabilito prima dell’inizio della stagione e comunicato al Ministero della Salute. In caso di non conformità di un campione la zona viene vietata temporaneamente alla balneazione a cura del Comune interessato, sempre su proposta degli enti ARPA delle regioni interessate; a seguito di un successivo campione conforme la zona viene riaperta.

In tal modo, il monitoraggio ambientale delle acque di balneazione consente di identificare zone temporaneamente non idonee alla balneazione, ovvero quelle che durante la stagione balneare mostrano il superamento dei limiti previsti dalla norma vigente per Escherichia coli e Enterococchi intestinali e che possono essere riaperte a seguito di esito favorevole di un campione, e le zone permanentemente non idonee alla balneazione, ovvero quelle che la Regione di interesse individua annualmente come acque da vietare permanentemente alla balneazione a cura dei Comuni interessati, per motivi anche indipendenti da inquinamento e sulle quali non sussiste quindi obbligo di controllo.

Al termine della stagione balneare e comunque non oltre la fine di novembre, vengono invece elaborati e valutati i dati di analisi degli ultimi 4 anni secondo i valori percentili (95° ed eventualmente 90°) e in base ai risultati ottenuti vengono definite le classi di qualità di ciascuna acqua di balneazione in esame. Tale classificazione ha validità per l’inizio della stagione balneare successiva.

Un “mare” di batteri: monitoraggio microbiologico delle acque per una balneazione sicura

Si ringrazia la dott.ssa Ilaria Ninni per la stesura dell’articolo “Un “mare” di batteri: monitoraggio microbiologico delle acque per una balneazione sicura”.

Fonti

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Francesco Centorrino

Sono Francesco Centorrino, creatore ed amministratore di Microbiologia Italia, primo sito di divulgazione microbiologica in Italia. Sono laureato in biologia e molto appassionato di tecnologia, cinema, scienza e fantascienza. Sono Siciliano ma vivo e lavoro in Basilicata come analista di laboratorio microbiologico presso una nota azienda farmaceutica. Ho creato il portale di Microbiologia Italia per condividere conoscenza ed informazioni a chiunque fosse interessato a questa bellissima scienza. Potete trovare tutti i miei contatti al seguente link: https://linktr.ee/fcentorrino.

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