Microrganismi che producono tossine: cocchi Gram-positivi

Con questo articolo prosegue la serie dedicata ai microrganismi che producono tossine. Dopo l’articolo sui batteri Gram-negativi, in questa seconda puntata ci si occupa di tossine prodotte da cocchi Gram-positivi, cioè dei microrganismi, batteri di forma sferoidale, con una parete cellulare robusta e privi di membrana esterna.

Staphylococcus aureus

Cellule di Staphylococcus aureus fotografate al microscopio elettronico a scansione
Figura 1 – Cellule di Staphylococcus aureus fotografate al microscopio elettronico a scansione [Fonte: Janice Haney Carr].

Staphylococcus aureus (Fig.1) è un batterio Gram-positivo di forma tondeggiante dal diametro di 0,5-1,5 μm, le cui cellule spesso rimangono unite tra loro a formare strutture simili a grappoli. È ampiamente diffuso in natura, poiché ricopre le superfici degli oggetti, e infetta gli animali spesso in modo asintomatico. Può causare diverse affezioni, che dipendono dalle parti del corpo infettate, cioè cute, vie respiratorie, tubo digerente o apparato circolatorio. Produce molte sostanze che contribuiscono alla renderlo particolarmente patogeno, ossia molecole di adesione, la capsula per proteggersi dalla fagocitosi e molte tossine.

Queste tossine possono essere raggruppate in tre categorie:

  • superantigeni, tra questi,
  • tossine esfoliative A e B, che agiscono rompendo le giunzioni cellulari che tengono unite le cellule della cute, con il risultato le cellule si staccano e, nelle aree maggiormente colpite, la pelle appare come ustionata;
  • tossine emolitiche, che agiscono sulle membrane cellulari, come
    • α-emolisina, che forma pori nella membrana delle cellule dell’ospite, attraverso i quali entrano quantità tossiche di ioni calcio;
    • β-emolisina, che digerisce sfingolipidi, indebolendo così le membrane cellulari dell’ospite;
    • γ-emolisina, che uccide gli eritrociti, ossia i globuli rossi;
    • δ-emolisina, che si comporta come un detergente;
    • leucocidina, la quale uccide neutrofili e macrofagi, cioè quelle cellule in grado di attuare la fagocitosi.

Negli ultimi anni sono aumentati i ceppi di S. aureus resistenti a penicilline e cefalosporine (MRSA), pertanto l’uso di questi antibiotici ha minore probabilità di essere efficace.

Genere Streptococcus

Un altro genere di microrganismi producenti tossine, appartente ai cocchi Gram-positivi, è il genere Streptococcus. Gli streptococchi sono batteri Gram-positivi di forma tondeggiante dal diametro di 0,5-1,5 μm, che si aggregano in catenelle o a coppie. Diffusi in disparati ambienti, possono contaminare gli alimenti e dare infezioni alla cute e alle vie respiratorie. Le specie patogene più rappresentative sono Streptococcus pyogenes e Streptococcus pneumoniae.

Streptococcus pyogenes

Cellule di Streptococcus pyogenes, conosciuto anche come Streptococco beta emolitico di gruppo A, fotografate al microscopio elettronico a scansione
Figura 2 – Cellule di Streptococcus pyogenes, conosciuto anche come Streptococco beta emolitico di gruppo A, fotografate al microscopio elettronico a scansione [Fonte: National Institute of Infectious Diseases].

S. pyogenes (Fig. 2) vive sulla cute e le mucose degli esseri umani e si trasmette tramite l’aria o il contatto diretto, si manifesta provocando dapprima faringite, e successivamente scarlattina, erisipela, impetigine, febbre reumatica, sindrome da shock tossico e glomerulonefrite. Produce due tipi di tossine:

  • esotossine pirogene (SPE), sono superantigeni che causano la febbre, stimolano la produzione di citochine e sono in effetti responsabili dell’eritema della scarlattina;
  • streptolisine, cioè streptolisina O (sensibile all’ossigeno) e streptolisina S (solubile nel siero, e resistente all’ossigeno), le quali uccidono globuli rossi, globuli bianchi e piastrine, poiché formano dei pori sulle loro membrane e provocano il rilascio degli enzimi contenuti nei lisosomi.

Streptococcus pneumoniae

Cellule di Streptococcus pneumoniae, noto anche come Pneumococco, osservate al microscopio elettronico a scansione
Figura 3 – Cellule di Streptococcus pneumoniae, noto anche come Pneumococco, osservate al microscopio elettronico a scansione [Fonte: Microbiology and Immunology, 2017].

S. pneumoniae (Fig. 3) vive nel naso e nella faringe degli esseri umani da dove può diffondere infettando di conseguenza i polmoni dello stesso individuo o di altri soggetti. Rappresenta la principale causa di polmonite e otite media e produce anch’esso due tipi di tossine:

  • autolisina, normalmente inattiva, ma attivata in condizioni di stress per il batterio, allorché demolisce la parete cellulare del batterio, ne determina la morte e la fuoriuscita di altre tossine ed enzimi in esso contenuti;
  • pneumolisina, si libera in seguito alla morte della cellula batterica, lega il colesterolo che fa parte delle membrane delle cellule dell’ospite e forma pori su di esse, uccidendo così le cellule colpite.

In genere gli streptococchi sono sensibili alle penicilline, ma dopo gli anni ’80 è aumentata l’incidenza di ceppi di S. pneumoniae resistenti a tali antibiotici.

Prossimamente…

Nella prossima puntata di “Microrganismi che producono tossine”, dopo i cocchi, saranno trattati i bacilli Gram-positivi.

Fonti:

Crediti immagini:
  • Immagine in evidenza: https://www.microbiologiaitalia.it/didattica/esotossine-batteriche/
  • Figura 1: https://www.1928diagnostics.com/img/resources/pathogens/staphylococcus-aureus.jpg
  • Figura 2: https://www.telesurenglish.net/__export/1514246392636/sites/telesur/img/news/2017/12/25/nih_in.png_1718483346.png
  • Figura 3: https://onlinelibrary.wiley.com/cms/asset/f010630f-3126-4189-9577-e6f7109f143b/mim12503-fig-0004-m.png
Foto dell'autore

Sascha Greguoldo

Sono Sascha Greguoldo, laureato in Scienze Biologiche all'Università di Padova e sono appassionato di Microbiologia e Divulgazione Scientifica

Rispondi