Carlo Cantoni, libero docente in Ispezione degli alimenti di origina animale, Milano
Clostridium
perfringens è un batterio anaerobio (microaerofilo),gram positivo, sporigeno, con
forma di bastoncino. Le spore sono ovali e subterminali.
I
ceppi di C.perfringens producono un ‘ampia varietà di tossine (antigeni
solubili) extracellulari. I tipi A,B.C.D,E, sono distinti in base alla
produzione di quattro tossine extracellulari: alfa. beta, epsilon e iota (Petit
& Coll.1999). Queste tossine non sono associate alle patologie
gastrointestinale degli umani.
Nella tabella 1 seguente sono riportate le varie tossine.
Tab.
n .1 Tossine Tossine prodotte da ceppi di C.perfringens
|
Tossina
letale (tipi)
|
Attività
della tossina
|
|
Alfatossina
(A,B,C,D,E.)
|
letale,necrotizzante
lecitinasi C emolitica
|
|
Betatossina
(B,C)
|
letale
necrotizzante
|
|
Gammatossina
(B,C)
|
letale
|
|
Deltatossina
(B,C)
|
emolitica,letale
|
|
Epsilontossina
(B,)
|
letale,necrotizzante
attivata dalla tripsina
|
|
Eta-tossina
(A)letale
|
(validità
discutibile)
|
|
Thetatossina
(A,B,C,D,E)
|
emolitica,letale,labile
all’ossigeno
|
|
Iotatossina
(E)
|
letale,necrotizzante
attivata dalla tripsina
|
|
Kappatossina
(A,C,D,E)
|
collagenasi,(letale,necrotizzante,gelatinasi)
|
|
Lambda-tossina
(B,D,E)
|
proteinasi
(disintegra Azocol e polvere di pelle)
|
|
Mu- tossina (A,B,D)
|
ialuronidasi
|
|
Neuroaminidasi
|
altera
i recettorisperficiali ganglosidici trombosi
|
|
Nu-tossina
(A,B,C,D,E)
|
desossiribonucleasi
|
|
Enterotossina
(A,C,D)
|
complessa la membrana plasmatica
|
I
tipi A,C,D sono patogeni per l’essere umano, I tipi B,C,D,E e, forse, A sono
patogeni per gli animali. La enterotossina prodotta dai tipi A e C è distinta dalle
esotossine ed è responsabile di intossicazioni
alimentare e di altre gastroenteriti.
Fonti ed habitats
C.
perfringens è ubiquitario nell’ambiente ed è stato isolato dal suolo, dalle
polveri, da materie prime alimentari (specialmente da spezie) e dall’intestino
degli esseri umani ed animali. Di conseguenza è possibile trovarlo negli
alimenti carnei. Comunque un gran numero di ceppi di Clostridium perfringens
presenti nelle carni è cpe negativa, cioè non è produttore di enterotossina.
(Saito 1990).
C.
perfringens è stato isolato nel 36%,80 % e 2% nelle feci di bovini, polli e
suini, rispettivamente, il microrganismo è stato trovato nel 29%,60 %,e 35%
nelle carcasse bovine, suine ed ovine. Per le carni di pollo un recente lavoro
di Guran& Coll.(2013) riporta la presenza del 66% e 80% nelle carni di polli allevati in Turchia; non
si hanno dati sulla contaminazione delle carni di polli allevati
industrialmente in Italia.
Gli
episodi di intossicazione alimentare causati da C. perfringens sono conseguenti
all’impropria cottura dei cibi a livello casalingo e nelle mense per
collettività. La maggioranza delle intossicazione si deve alle carni di pollame
e di suino mal cotte (arrosti di tacchino, porchette, salsicce ed altri tipi di
prodotti carnei.
I
valori D delle spore di c,perfringens sono:
tab.2
|
temperatura
|
Valori
D (minuti)
|
|
100
|
da
0,31 a17,5
|
|
105
|
da
5 a 27,6
|
Patogenicità di
Clostridium perfringens.
Mentre
tutti i tipi di tossina riportati nella tab.1
sono ritenuti virulenti, solo i tipi A e C si sono res responsabili di
malattie gastrointestinali umane come l’intossicazione alimentare, la diarrea
associata a trattamento con antibiotici (AAD),la diarrea sporadica, la diarrea
nosocomiale, la sindrome della morte improvvisa del lattante (Lindstrom &
Coll.2014)
Intossicazione alimentare.
L’intossicazione
alimentare da C. perfringens è causata da una enterotossina (CPE) codificata
dal gene cpe e prodotta da meno del 5 % dei ceppi di C. perfringens tipo A (Smedley &
Coll.2004). E’ un polipetide singolo di 35KDa; si sviluppa dopo l’ingestione di
alimenti contaminati con un numero elevato (>106 ufc/g) di
cellule vegetative cpe. I ceppi di C. perfringens crescono a temperature tra 15°C e 54°C (de
Jong & Coll.2004,Juneja & Coll.2006) e la temperatura ottimale di
crescita è sopra i 40°C La crescita è
rapida nelle condizioni ottimali con un tempo di generazione di 7 minuti -8
minuti a 45°C.A 33°C il tempo di generazione
è di 19,5 minuti
Nella
tabella n 3 sono riportati in dettaglio
alcuni tempi medi di generazione di C. perfringens a diverse temperature
Tab. n .3
Tempi medi di generazione di C.perfringens a diverse temperature.
|
Temperature
(°C)
|
tempo
medio di generazione
|
|
10
|
no
crescita
|
|
16
|
6h
|
|
21
|
2h
|
|
32
|
23
minuti
|
|
46
|
8
minuti
|
|
50
|
3
h
|
Quando
esistono le condizioni ottimali per la crescita di C. perfringens nei cibi
contaminati con spore di cpe C. perfringens
raffreddati lentamente o
mantenuti e serviti a temperature comprese tra 20 e 50 °C, si verifica la loro
germinazione con rapida moltiplicazione delle cellule vegetative di C. perfringens
(Li & Coll.2006). Dopo l’ingestione di un grande numero di cellule
vegetative, esse sporulano di nuovo nell’intestino elaborando CPE (Mc Lane
2001).
Il gene
dell’enterotossina può essere localizzato nel cromosoma batterico o su un
grande plasmide (Cornillot & Coll.1995,Brynestad & Coll.1997,Miyamoto & Coll.(2002) con
posizionamento genetico in loci differenti nel cromosoma e nel plamide. (Brynstead&Coll.
1997) Nuovi cpe genotipi associate a strutture genetiche in via di
identificazione sono state identificati (Heikinheimo& Coll.2006.Li &
Coll.2006b)
L’espressione
cpe dipende dalla sporulazione (Harry
& Coll.2009). Nell’ileo umano CPE agisce come una tossina formante pori
causante danni e perdita di trasporto di sostanze. A secondo della quantità di
CPE elaborata, i livelli cellulari di calcio possono aumentare rapidamente e le
cellule intestinali muoiono per apoptosi o per via oncotica (Smedley &
Coll.2004), si manifestano quindi crampi addominali e copiosa diarrea. L’analisi
genetica dei ceppi di C.perfringens cpe
positivi ha evidenziato che i ceppi con cpe localizzati nel cromosoma formano
un gruppo (cluster) omogeneo e distinto dagli altri ceppi di C. perfringens.(Keto-Timonem
& Coll.2006,Deguchin & Coll.2009). Viceversa i ceppi cpe positivi con gene nel plasmide sono diversi e
condividono similitudini genetiche con i ceppi di C. perfringens cpe negativi
(Keto-Timome & Coll.2006,Deguchi & Coll.2009). Considerando le
differenti genetiche, il tipo di malattie
prodotte e la differente resistenza ai fattori ambientali, risulta
evidente che i clostridi con cpe nel cromosoma e quelli con cpe nel plasmide
sono epidemiologicamente distinti (Lindstrom & Coll.(20014). Mediante
l’analisi genetica di ibridazione con DNA microassay e all’esame del metabolismo
di acidi grassi e dei fosfolipidi, sembra accertato che i ceppi con cpe nel plasmide sono presenti
nell’ambiente
intestinale prevalentemente, mentre i genotipi con cpe cromosomiale siano
presenti o associati anche ad altri ambienti (Lathi & Coll.2012).
Il paziente
Crampi,
dolori addominali e diarrea compaiono dopo 12 ore dall’ingestione delle cellule
di C.perfringens Casi di mortalità sono
rari ma si possono manifestare a danno di esseri umani in tarda età o
debilitati (Smith 1998,Bos & Coll.2005). I ceppi con pce cromosomiale per
lungo tempo sono stati ritenuti responsabili di intossicazioni alimentari
(Sparks & Coll.2011). Ciò era attribuito ad una maggiore resistenza agli
stress dei ceppi cromosoma cpe positvi. Tuttavia recenti ricerche hanno
confermato che anche ceppi cpe plasmide positivi sono pure presenti negli
alimenti (Tanaka & Coll.2003,2007,Grant & Coll.2008.Lathi &
Coll.2008) sono responsabili di intossicazioni alimentari.
Oltre alle intossicazioni, i ceppi cpe-positivi di C. perfringens tipo A
sono stati riconosciuti causa del di 15%
di casi di AAD e di diarrea sporadica SD
nell’essere umano( Modi & Coll. 2001,Ashab & Coll.2002).Queste patologie
sono state attribuite a ceppi di .perfringens plasmide cpe positivi non
presenti nei cibi. Comunque, Lindstrom & Coll,(2011)sulla base delle
attuali conoscenze e sui dati sperimentali clinici di Lahti & Coll.2008)
ritengono certo che alcuni casi di ADD e di SD possono essere trasmessi col
cibo.
Identificazioni dei
ceppi di C.perfringens nelle feci e in alimenti
Come
si è prima descritto l’intossicazione (avvelenamento) da C.perfringensvsi
sviluppa dopo l’ingestione di alimenti contaminati con un elevato numero di
cellule vegetative CPE-positive (= o> 106ufc/g),Queste cellule, quindi,
sporificano nell’intestino e producono CPE. Le feci delle persone ammalate
contengono un ampio numero di spore di CPE-positivi C.perfringens (>106
ufc/g). Per sapere che il C.perfringens sia di una l’agente di una
intossicazione si deve ricorrere alla sierotipizzazione o prove di
bgenotipizzazione molecolare come la PFGE, la nested PCR,l a PCR real time, la
LAMP Assay (Miyamoto & Coll.(2012)
Episodi di
intossicazione
Non
si hanno a disposizioni dati sul numero
complessivo di intossicazione da alimenti contaminati con C.perfringens.T uttavia
si ritiene attendibile un centinaio di casi annui, quindi una patologia molto
ridotta. Ad esempio, in Piemonte negli anni 2002 e 2004 si sono registrati 20 e
40 casi. Nel periodo 1988-2001 la Regione Emilia e Romagna ha prodotto 33
notifiche, Nel Lazio, nel 2001,sono stati identificati 3 casi di malattia. In
Milano nel 2012 sono avvenute una trentina di intossicazione in strutture
sanitarie in seguito al consumo di piatti di carne suina poco cotta e tenuta lungo a temperatura ambiente. Attualmente
si è a conoscenza di due casi nel Lodigiano (ristorante) e in Veneto, conseguente
al consumo di porchetta cotta al
sangue.
In
conclusione per evitare avvelenamenti da cibi contaminati da ceppi
enterotossici di C.botulinum si indicano gli alimenti casualmente responsabili e le modalità di
prevenzione.
Alimenti
responsabili:
·
Il
batterio C perfringens contamina
frequentemente le carni crude (bovine e particolarmente quelle dei volatili).
·
Gli
alimenti disidratati come le spezie
·
Le
carni cotte entro il loro succo (bolliti.in ragu, in casseruola costituiscono
un eccellente terreno di coltura.
·
La
carne bovina in pezzi di grosse
dimensioni
·
Carne
di volatili
·
Altri
tipi di carne, salse, legumi cotti
Prevenzione:
·
Mantenere
la carne al caldo prima di servirla a una temperatura superiore a 70°C.
·
Raffreddare
rapidamente le carni cotte, precedentemente porzionate in pezzi di limitate
proporzioni
·
Riscaldare
sufficientemente gli avanzi delle carni prima di riservirle.
BIBLIOGRAFIA
Asha
N.J.;Wilcox M.H.(2002) J.Med:Microbiol.51, 891-894
BosJ;Smithee
L.;McClane B.& Coll,(2005)Clin.Infect.Dis.40,:e78-83
Brynestad
S.;Synstad B.; Granum P.E. (1997) Microbiol.143,2109-2115
Cornillot
E.;Saintjoanis B.; Daube G. & Coll.(1995) Mol.Microbiol.15,639-647
Deguchi
A.,Miyamoto K.: Miki Y.& Coll.PLOsOne 4:e 5598
de
Jong A.E.;Rombouts E,M.;Breumer /2004)
Int:J.Food Microbiol.97,71-80
Grant
K.A.;Kenyon S.;Nwafor J.; Plowman C.& Coll.(2008) Foodborne Pathoge
n
Dis.5,629-639
Guran
H.S.;Oksuztepe G. (2013) Lett.Appl.Microbiol. 57,77-82
Harry
K.H.: Zhou R.:Kroos L.&
Coll.(2009) J.Bacteriol.2728-2742
Heikineimo
A.;Lindstrom M.; Granum P.E (2006) Emerg.Infect.Dis12,1724-1729
Juneja
V.K.:Huang L.;Thittipparedi H.H. (2006)Int:J.Food Microbiol .110,85-92
Keto-Timonem
R.A.;Heikinenheimo E.; Erola E.& Coll.(2006) J.Clin:Microbiol.44,4057-4065
Lathi
P.A.; Heikinheimo T;Keorkala H.(2008)J.Clinical Microbiol.46,371-373
Li
J.;McClane B.A.(2006)Appl.Envirom.Microbiol.72,4561-4568
Li
J.;Miyamoto K.; McClane BA,(2006b) Appl.Environ.Microbiol.72,7620-7625
Lindstrom M.:Korkealan H.Foodborne pathogenic clostridia.In:Food associated
Pathogens.Tham W & Coll(eds) (2014)
pp.74-78
McClane
B.A. Clostridial enterotoxins.In: Druse P.ed. Handbook on Clostridia, CRC Press,
Boca Raton (2005) pp.385-406
McClane
B.A. Clostridium perfringens ,In Doyle M.P. & Coll.(Eds) Food Microbiology:
Fundamentals and
Frontier,ASMPress,Washington DC 2001 pp 551-372
Modi N.;Wilcox M.H. (2001) J.Clin.Pathol.54,748-751
Miyamoto K.;Chakrabart Y.;Morino Y.& Coll.(2002)
Infect.Immun.70,4261-4272
Myamoto K,Li J:McClane B.A.(2012)
Microbes Environ. 27,343-349
Smedley J.G; Fisher D.G.;Sayeed S. & Coll.Rev. Physiol.Bioch.Pharmacol 152,183-204
Saito M.(1990) J.Food
Prot,53,115-118
Petit L.;Gilbert M.;Popoff
M.R.(1999) Trends Microbiol./,104-110
Smith J.L. (1998) J.Food Protect. 61,1229-1239
Sparks S.G.;Carman R.J.;Sarker M.R.& Coll..(2001
J.Clin:Microbiol.39,883-888
Tanaka D.; Isobe J.; Hosorogi S.
& Coll.(2003) Jpn.J.Infect.Dis. 56,137-139
Tanaka D.;Kimata M.;Shimizu M.
& Coll.(2007) Jpn.J.Infect.Dis. 60,68-69
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