Infezione del sangue: sintomi, cause, diagnosi e trattamento

L’infezione del sangue (sepsi) è una condizione molto pericolosa, che può portare alla morte; batteri, virus e funghi sono fra i microrganismi responsabili di questa patologia.

Definizione e cenni storici

Il termine sepsi deriva dal greco σήψη, che significa “putrefazione”. Ippocrate fu il primo medico a descrivere l’infezione del sangue, associandola alla necrosi dei tessuti e al successivo decesso del paziente.

Per secoli, la comunità medica definì l’infezione del sangue come un’infezione sistemica che porta al mancato funzionamento di più organi, con elevato tasso di mortalità.

Il medico William Osler osservò più di 100 anni fa che “il paziente sembra morire a causa della risposta dell’organismo all’infezione, piuttosto che a causa dell’infezione stessa”. Osler evidenziò così il ruolo della risposta infiammatoria nell’infezione del sangue.

La comunità medica ha revisionato la definizione di sepsi nel 2016, identificandola come una patologia determinata da una risposta immunitaria deregolata dell’organismo all’infezione; invece, lo shock settico è l’evento che avviene in un sottogruppo di pazienti, in cui le anomalie circolatorie e metaboliche sono così marcate da portare alla morte.

Negli ultimi anni, è emerso che anche il virus SARS-CoV-2 può causare l’infezione del sangue.

Ippocrate, medico che descrisse l'infezione del sangue - Infezione del sangue
Figura 1 – Statua di Ippocrate, situata nell’isola di Kos, in Grecia. Ippocrate è stato il primo medico a descrivere l’infezione del sangue [Fonte: Flickr].

Stadi dell’infezione del sangue

L’infezione del sangue evolve in tre stadi:

  1. Sepsi: l’infezione entra nel flusso sanguigno e provoca un’infiammazione generalizzata nel corpo;
  2. Sepsi grave: l’infezione e l’infiammazione diventano talmente gravi da iniziare a compromettere le funzioni degli organi;
  3. Shock settico: condizione che determina un brusco calo della pressione sanguigna e diverse anomalie, fra le quali:
  • disfunzioni d’organo;
  • arresto cardiaco e/o respiratorio;
  • blocco renale;
  • ictus cerebrale.

Lo shock settico può quindi portare al decesso.

I sintomi della sepsi si manifestano spesso in ambito ospedaliero. Purtroppo, in molti casi, non è immediato identificare la causa dell’infezione.

Cause dell’infezione del sangue

La patogenesi dell’infezione del sangue è complessa, perché si verificano vari tipi di interazione molecolare fra il microrganismo patogeno e le cellule del corpo. E’ soprattutto la risposta infiammatoria che provoca le conseguenze più gravi.

Batteri e infezione del sangue

I batteri sono responsabili di oltre il 70% dei casi di infezione del sangue.

I Gram-positivi sono la causa più comune di sepsi, in particolare Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, varie specie di Klebsiella, Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa.

I batteri sono in grado di entrare nel circolo sanguigno e di sopravvivere nei tessuti perché attuano dei meccanismi di difesa, fra i quali:

  • assenza di parete cellulare: molti antibiotici colpiscono la parete cellulare batterica. Diversi batteri hanno la capacità di bloccare la formazione della parete cellulare, diventando resistenti ad antibiotici come penicilline e cefalosporine;
  • formazione del biofilm batterico, riducendo molto l’efficacia degli antibiotici e della risposta immunitaria;
  • rilascio di tossine batteriche, che possono causare problemi respiratori e coaguli nei vasi sanguigni.
Pseudomonas aeruginosa, batterio che può causare l'infezione del sangue
Figura 2 – Colonia di P. aeruginosa che ha formato un biofilm su una piastra di Petri, colorata in laboratorio. L’immagine è stata acquisita con fotocamera DLSR (Digital Single-Lens Reflex). P. aeruginosa è un batterio che può causare l’infezione del sangue [Fonte: Flickr].

Infezione del sangue causata da virus

I virus sono raramente all’origine dell’infezione del sangue; secondo alcuni studi, i casi di sepsi provocata da virus sono l’1% dei casi documentati di infezione del sangue. Tuttavia, secondo diversi ricercatori questa potrebbe essere una sottostima.

Questo perché, in realtà, tutti i virus possono causare sepsi virale nei pazienti a rischio, tra i quali vi sono le persone immunodepresse, i neonati, i bambini e gli anziani.

I virus più riscontrati sono: virus dell’herpes simplex, enterovirus, parechovirus, virus dell’influenza, virus SARS-CoV-2, virus Dengue.

Dopo essere entrati nel corpo umano, i virus causano una risposta immunitaria che porta all’infiammazione, seguita da un periodo di immunosoppressione. L’abbassamento delle difese immunitarie predispone il paziente a contrarre infezioni da parte di altri microrganismi patogeni, oltre che da batteri che costituiscono il microbiota naturale.

Il virus SARS-CoV-2 invece, nei casi più gravi, porta ad un rapido peggioramento dello stato di salute del paziente, con coaguli e occlusioni vascolari, dispnea, ipossiemia, ipotensione e morte.

Virus dell'influenza H1N1, che può causare l'infezione del sangue
Figura 3 – Micrografia elettronica a trasmissione colorata che mostra le particelle del virus dell’influenza H1N1, che è fra i patogeni responsabili dell’infezione del sangue [Fonte: Flickr].

Infezione del sangue causata da funghi

Le specie di Candida sono la causa principale di sepsi da funghi; infatti, rappresentano circa il 5% di tutti i casi di infezione del sangue. Le persone con un sistema immunitario compromesso sono quelle a rischio maggiore di sviluppare infezioni fungine.

Dopo la prima risposta immunitaria del corpo, Candida determina la soppressione del sistema immunitario, rendendo il paziente vulnerabile a infezioni secondarie da parte di altri microrganismi patogeni.

Colonie di Candida albicans, fungo che può provocare la sepsi  - Infezione del sangue
Figura 4 – Colonie di C. albicans, fotografate al microscopio ottico dopo la colorazione di Gram [Fonte: Wikipedia].

Traumi, interventi chirurgici e infezioni

Il 10% dei decessi per trauma è dovuto all’infezione del sangue. Batteri, funghi e virus come Clostridium difficile, Candida albicans, e Citomegalovirus possono infettare il sangue in presenza di ferite aperte.

La comunità medica ha documentato anche delle infezioni del sangue associate ad interventi chirurgici, per inserire delle protesi ortopediche. In questi casi, alcuni batteri che normalmente fanno parte del microbiota cutaneo (come Staphylococcus epidermidis e Staphylococcus aureus) infettano il circolo sanguigno e causano la patologia.

Sintomi dell’infezione

Sintomi della sepsi

I sintomi della sepsi possono comprendere:

  • febbre e/o brividi;
  • confusione o disorientamento;
  • difficoltà nel respirare;
  • battito cardiaco accelerato o pressione sanguigna bassa;
  • dolore;
  • sudorazione.

Questi sintomi sono propri anche di altre malattie, come la polmonite o i tumori.

Sintomi della sepsi grave e dello shock settico

La sepsi grave include uno o più dei seguenti sintomi:

  • difficoltà nel respirare;
  • colorazione bluastra della pelle, in particolare delle labbra, delle dita delle mani e dei piedi;
  • brividi dovuti a un abbassamento della temperatura corporea;
  • vertigini;
  • debolezza estrema (astenia);
  • bassa conta delle piastrine (trombocitopenia);
  • anomalie cardiache;
  • riduzione della minzione;
  • alterazione delle funzioni cognitive.

La sepsi grave e lo shock settico condividono alcuni sintomi, come la difficoltà di respirazione, stato confusionale, pelle bluastra. Invece, la pressione sanguigna molto bassa è associata allo shock settico.

Diagnosi dell’infezione

Per diagnosticare l’infezione del sangue, il medico valuta i sintomi del paziente, la sua storia clinica e i risultati di diversi test.

Gli esami del sangue e delle urine sono essenziali per capire quale microrganismo ha provocato la malattia. Oltre a questi esami, il medico può prescriverne altri (ad esempio: radiografia del torace, risonanza magnetica) per individuare la sede dell’infezione.

Esami del sangue

Gli esami del sangue spesso effettuati per rilevare l’infezione del sangue sono:

  • emocromo completo: un numero maggiore di globuli bianchi è indicativo di una possibile infezione;
  • tempo di protrombina e tempo di tromboplastina parziale (PT e PTT): l’infezione del sangue può avere gravi effetti sulla coagulazione del sangue all’interno del corpo. Valori di PT e PTT troppo alti indicano un’alterazione nella coagulazione del sangue;
  • lattato: un’infezione può aumentare i livelli di lattato presenti nel sangue;
  • proteina C-reattiva: questa proteina è rilasciata nel sangue quando c’è un’infiammazione;
  • emocoltura: questo esame permette di identificare il tipo di microrganismo responsabile dell’infezione, ma richiede diversi giorni.
Colonie di S.aureus su piastra di Petri, per la diagnosi della sepsi - Infezione del sangue
Figura 5 – Colonie di S. aureus, cresciute su terreno di coltura Columbia Horse Blood Agar. L’emocoltura è fra i test diagnostici che il medico può prescrivere per diagnosticare l’infezione del sangue [Fonte: Flickr].

Esami delle urine

Gli esami delle urine solitamente prescritti per diagnosticare la sepsi sono:

  • analisi delle urine: l’esame chimico-fisico delle urine permette di confermare o escludere un’infezione delle vie urinarie, che si presenta in alcuni casi di infezione del sangue;
  • urinocoltura: con questo esame, si individua quale microrganismo ha causato l’infezione delle vie urinarie e del sangue.

Metodi per curare l’infezione del sangue

Poiché il successo nel trattamento dell’infezione del sangue dipende dalla gestione della patologia in ogni sua fase, è essenziale ottenere una diagnosi rapida, ripristinare subito la normale pressione sanguigna e scegliere la terapia farmacologica appropriata.

A seconda del tipo e della gravità dell’infezione, potrebbe anche essere necessario un intervento chirurgico per rimuovere i tessuti infetti o colpiti da necrosi.

Ripristino della normale pressione sanguigna

Lo shock settico comporta alterazioni nella circolazione del sangue e nella permeabilità dei vasi sanguigni, per cui i tessuti non ricevono un apporto di ossigeno sufficiente.

Inoltre, lo shock settico riduce il tono vascolare, con vasodilatazione venosa e arteriosa e crollo della pressione sanguigna.

Per queste ragioni, il paziente deve ricevere dei liquidi per via endovenosa, se necessario con farmaci vasoattivi (come la noreprinefrina), per normalizzare la pressione sanguigna.

Terapia farmacologica

Antibiotici

Poiché la maggior parte delle infezioni del sangue ha origine batterica, le linee guida raccomandano la somministrazione iniziale di antibiotici a largo spettro, come meropenem, imipenem/cilastatina, o un inibitore della penicillina/β-lattamasi (ad esempio: piperacillina/tazobactam, ticarcillina/clavulanato).

Nei pazienti ad alto rischio di infezione da batteri multiresistenti, si raccomanda di aggiungere un antibiotico contro i batteri Gram-negativi (ad esempio: aminoglicoside, fluorochinolone).

Dopo che il patogeno è stato identificato, si deve interrompere il trattamento ad ampio spettro e si inizia una terapia antibiotica mirata contro la specie batterica responsabile della malattia.

Antivirali

La somministrazione di antibiotici non è efficace in caso di sepsi virale.

Esistono diversi farmaci antivirali testati in studi clinici, ma nessuno al momento è specifico per il trattamento dell’infezione del sangue.

Tra i farmaci utili in determinati casi di sepsi vi sono l’aciclovir, che si è dimostrato efficace nelle infezioni da virus dell’herpes simplex, l’amantadina, la rimantidina, l’oseltamivir e lo zanamivir per il virus dell’influenza, ed i farmaci antivirali ad ampio spettro come la ribavirina e il favipiravir.

Antifungini

Al fine di ridurre la mortalità da sepsi fungina, è fondamentale iniziare la terapia con i farmaci adeguati.

Da alcuni studi clinici è evidente una riduzione del tasso di mortalità da Candida grazie al fluconazolo, somministrato inizialmente nei pazienti quando si sospetta un’infezione da Candida.

Inoltre, la comunità medica raccomanda la somministrazione di diversi antifungini, a seconda dello stadio della malattia e delle condizioni del paziente. Alcuni antifungini somministrati sono i triazoli (voriconazolo e posaconazolo) e le echinocandine (caspofungina, anidulafungina e micafungina).

Fluconazolo, farmaco somministrato per trattare la sepsi da Candida
Figura 6 – Struttura chimica del fluconazolo, utile nei casi di infezione del sangue provocati da Candida [Fonte: Wikipedia].

Prognosi dell’infezione del sangue

Poiché la gestione della sepsi è progredita, la mortalità intraospedaliera si è ridotta, passando dal 35% nel 2000 al 18% nel 2012.

Purtroppo, i pazienti che sopravvivono alla sepsi possono presentare disabilità a lungo termine ed un peggioramento cronico delle condizioni di salute, con debolezza fisica (spesso dovuta ad anomalie del sistema cardio-respiratorio) e danni neurologici.

Nuove tecnologie per la diagnosi ed il trattamento dell’infezione del sangue

La prognosi dell’infezione del sangue dipende da quanto tempestiva è la diagnosi della sepsi e dalla selezione degli interventi terapeutici corretti.

Per questo motivo, al fine di velocizzare la diagnosi dell’infezione del sangue e aumentare l’efficacia dei trattamenti farmacologici, i ricercatori hanno ideato delle soluzioni basate su immunosensori e peptidi antimicrobici.

Immunosensori per la diagnosi dell’infezione del sangue

Gli immunosensori sono strumenti sensibili e selettivi. In effetti, negli ultimi anni, i ricercatori stanno valutando l’utilizzo di immunosensori per la diagnosi dell’infezione del sangue.

Gli immunosensori sono dispositivi analitici che sfruttano delle reazioni chimiche tra anticorpi e biomarcatori; questi ultimi sono sostanze chimiche presenti nel corpo umano, quando è in corso una determinata patologia.

Ad esempio, i ricercatori hanno dimostrato l’efficacia di un immunosensore per rilevare la proteina C reattiva nel sangue dei neonati, con il vantaggio di diagnosticare la sepsi quando è nella fase iniziale.

Peptidi antimicrobici per curare l’infezione del sangue

I peptidi antimicrobici sono una soluzione promettente per contrastare i batteri resistenti agli antibiotici, inoltre agiscono in tempi più rapidi rispetto agli antibiotici convenzionali.

Questo perché i peptidi antimicrobici, anziché agire su bersagli intracellulari specifici, si legano alla membrana cellulare batterica, variando la morfologia del batterio e causandone la morte.

I peptidi antimicrobici sono pertanto in corso di valutazione tramite degli studi clinici, come farmaci per curare l’infezione del sangue.

I peptidi antimicrobici potrebbero quindi nel prossimo futuro ricevere l’autorizzazione da parte delle autorità sanitarie per l’utilizzo nella pratica clinica.

Fonti

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Valentina Bergamin

Sono laureata in Biotecnologie, con laurea magistrale in Biotecnologie Mediche. Mi appassionano tutte le tematiche inerenti alla biologia, soprattutto quelle che riguardano la salute umana ed il suo miglioramento. Microbiologia Italia mi ha permesso di conoscere da vicino il mondo della comunicazione scientifica, combinando il mio interesse per le scienze della vita con la scrittura.

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