Clostridium tetani

Caratteristiche

Clostridum tetani è il batterio che causa la malattia conosciuta con il nome di tetano. Questa specie appartiene alla famiglia delle Clostridiacee. Il batterio ha una forma bastoncellare (Figura 6) che viene definita “bacillo” e presenta sulla sua superficie una serie di flagelli che lo rendono mobile. C.tetani cresce in maniera ottimale in ambiente anerobico e per far fronte ad eventuali condizioni avverse alla sua sopravvivenza sviluppa delle forme di resistenza dette spore (Figura 1).

forma vegetativa e sporale di clostridium tetani

Figura 1 – Rappresentazione della forma vegetativa e della forma sporale di Clostridium tetani

Nel momento in cui la spora viene sviluppata, C. tetani assume una forma simile ad una “bacchetta di tamburo” (Figura 7). La spora è resistente:

  • All’essiccamento
  • All’ebollizione
  • Ad alcuni disinfettanti

Filogenesi

DominioProkaryota
RegnoBacteria
PhylumFirmicutes
ClasseClostridia
OrdineClostridiales
Famiglia Clostridiaceae
Genere Clostridium
SpecieClostridum tetani

Morfologia delle colonie

C. tetani cresce su terreni sia solidi sia liquidi. Il terreno più utilizzato per la coltura di questo batterio è il Sheep Blood Agar medium (Figura 2). Le colonie che crescono in questo terreno appaiono grigie, ruvide e traslucide.

Terreni solidi:

  • Nutrient Agar medium: le colonie appaiono bianche, ruvide non emolitiche.
  • Columbia Horse Blood Agar medium: le colonie formano uno strato estremamente fine ed appaiono traslucide e chiare.
  • MacConkey Agar medium: le colonie appaiono di colore verdastro, ruvide e traslucide.
clostridium tetani blood agar

Figura 2 – Clostridium tetani su Sheep Blood Agar medium

Terreni liquidi:

  • Nutrient Broth medium: quando C. tetani vi cresce, il terreno diventa torbido in seguito alla sua proliferazione.
  • Robertson’s Cooked Meat Medium (Figura 3): C. tetani cresce bene all’interno del terreno rendendolo torbido; durante la crescita il batterio produce gas e rende la soluzione acida.
robertson's cooked meat medium

Figura 3 – Terreno Robertson’s Cooked Meat Medium

Patogenesi

C. tetani è un batterio presente nel suolo e nel tratto gastrointestinale di mammiferi erbivori che con le loro feci possono disperdere le spore nell’ambiente. Le spore possono penetrare nelle ferite profonde o lacero-contuse, e in ambiente privo d’ossigeno germinano con il rilascio delle forme vegetative del batterio che a sua volta secerne due tossine:

  • La tetanolisina
  • La tetanospasmina (Figura 4).
tetanospasmina
Figura 4 – Rappresentazione della Tetanospasmina

La tetanolisina è un’emolisina che non ha nessun ruolo nella patogenesi. Invece, la tetanospasmina viene scissa da una proteasi batterica in una catena leggera ed una pesante; queste due componenti agiscono sul motoneurone alfa bloccando la liberazione dei neurotrasmettitori inibitori e non la loro produzione (Fig. 5). In assenza di neurotrasmettitori inibitori non si contrasta quindi l’eccitazione degli assoni, portando ad una contrazione simultanea dei muscoli flessori ed estensori.

tetanospasmina meccanismo di azione

Figura 5 – Meccanismo di azione della tetanospasmina

Il trisma, la contrattura del muscolo massetere, è un caratteristico sintomo iniziale che progredisce dal capo al tronco e agli arti seguiti dai seguenti sintomi:

  • rigidità del collo,
  • difficoltà di deglutizione,
  • rigidità dei muscoli addominali,
  • febbre, sudorazione, tachicardia.

Possiamo distinguere diverse forme di tetano:

  • Generalizzato: È la forma più comune di tetano. Il sintomo iniziale è la contrattura del muscolo massetere che dà al volto un aspetto caratteristico definito “riso sardonico”, seguito da rigidità del collo, difficoltà di deglutizione e rigidità dei muscoli addominali che non potendosi dilatare non permette la respirazione e porta alla morte dell’individuo
  • Neonatale: Nei paesi in via di sviluppo questa forma di tetano ha una maggiore incidenza ed ha un’elevata letalità. La trasmissione avviene per contatto diretto attraverso l’utilizzo di strumenti non sterili utilizzati per tagliare il cordone ombelicale ed i sintomi sono simili al tetano generalizzato
  • Locale: Rappresenta la forma meno grave di tetano, le contrazioni interessano l’area in cui è avvenuta l’infezione, difficilmente è mortale.
  • Cefalico: Rappresenta la forma più rara di tetano che si sviluppa in seguito a ferite al volto e alla testa ed eventualmente può progredire in tetano generalizzato.

Metodi di identificazione

I metodi che vengono utilizzati per identificare C. tetani sono vari tra questi ricordiamo:

  • PCR
  • Test della lipasi
  • Test dell’ureasi
  • Test per indolo
  • Gas-cromatografia
  • Indagine ed identificazione al microscopio elettronico (Figura 7; Figura 8)

C. tetani può essere isolato da diversi campioni, tra cui:

  • Campioni di origine umana per ricercare anticorpi specifici anti-tossina tetanica che servono a valutare lo stato di immunità del soggetto;
  • Isolamento da campioni di origine animale;
  • Campioni ambientali.

Indagine al microscopio elettronico

Al microscopio elettronico C. tetani presenta una forma bastoncellare (Figura 6), con una larghezza di 0,5 μm e 2,5 μm di lunghezza. In genere è mobile in quanto presenta vari flagelli intorno al suo corpo. Tuttavia C. tetani può perdere il suo flagello e formare una spora (Figura 7).

Ogni singola cellula può formare una singola spora, spesso a partire da un’estremità della cellula stessa, dando a quest’ultima una tipica forma a bacchetta. 

C. tetani, in quest’immagine ottenuta utilizzando un microscopio elettronico a trasmissione, è nella sua forma vegetativa ovvero ha una forma a bastoncello (Figura 6).

clostridium tetani microscopio elettronico
Figura 6 -Immagine di C. tetani al microscopio elettronico a trasmissione (TEM)

Le cellule in quest’immagine ottenuta al microscopio elettronico a scansione presentano una forma a “bacchetta di tamburo” per la presenza dell’endospora nella parte terminale del bacillo (Figura 7).

clostridium tetani microscopio elettronico

Figura 7 – Immagine di C. tetani al microscopio elettronico a scansione (SEM).

Terapia

Profilassi attiva

La terapia utilizzata nei confronti del paziente varia a seconda dello stato vaccinale del soggetto, la profilassi può essere attiva o passiva. La profilassi attiva coinvolge il sistema immunitario del soggetto e si effettua tramite la vaccinazione anti-tetanica che rappresenta la miglior forma di prevenzione contro il tetano poiché conferisce una protezione molto elevata con un’efficacia superiore al 95%. La protezione è garantita dall’esecuzione dei richiami perché la durata della protezione nel tempo è di almeno 10 anni.

Il vaccino è costituito da un’anatossina che si ottiene dal trattamento della tetanospasmina con formolo al 0,4%, questo agisce stimolando la produzione di anticorpi che legandosi con l’esotossina non sarà più in grado di legarsi ai recettori cellulari di superficie.

Profilassi passiva

La profilassi passiva il paziente si attua con la somministrazione di immunoglobuline umane antitetaniche (TIG) e la pulizia, in maniera accurata, della ferita infetta con l’eventuale rimozione del tessuto necrotico. o attraverso l’utilizzo di disinfettanti ad azione ossidante. Siccome la tossina può essere ancora in circolo si utilizzano antibiotici come la penicillina che impediscono l’adesione della tossina alle cellule nervose anche se non sono in grado di limitare l’azione neurotossica ed impedire la produzione di nuova tossina.

Fonti

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