Escherichia coli: cos’è, sintomi e prevenzione dell’infezione

Escherichia coli è il nome di un batterio che vive nell’intestino. In alcuni casi si comporta come un commensale, in altri può causare problemi

Roberta Martinoli Medico Nutrizionista Dopo una Laurea in Scienze Agrarie e un Dottorato di Ricerca in Fisiologia dei Distretti Corporei, consegue una Laurea in Scienze della Nutrizione Umana e in Medicina e Chirurgia.

Cos’è?

Escherichia coli è un batterio che vive comunemente nell’intestino e che si comporta il più delle volte come un commensale. Accanto ai ceppi non patogeni (flora autoctona intestinale) esistono dei ceppi patogeni che sono in grado di causare infezioni a livello del tratto gastroenterico o dell’apparato urinario. L’aggettivo “commensale” sta ad indicare come, nel rapporto di convivenza tra due organismi, uno soltanto dei due tragga dei vantaggi. Nel contempo però, per poter parlare di commensalismo, l’altro organismo non deve subire danni da tale convivenza. Dunque, l’Escherichia coli è un commensale poiché sfrutta le sostanze nutritive presenti nel colon senza recare alcun danno all’organismo umano. Esistono in realtà diversi ceppi di Escherichia coli e tra questi alcuni possono comportarsi da patogeni perché possiedono caratteristiche di virulenza tali da poter causare infezioni nel tratto gastroenterico o in altri apparati, in particolare a livello urinario.

Si tratta di un batterio gram-negativo cioè negativo alla colorazione di Gram che appartiene alla famiglia degli enterobatteri, così chiamati perché trovano il loro habitat ideale nell’intestino dell’uomo e di altri animali. L’Escherichia coli ha una tipica forma a bastoncello ed è dotato di flagelli che utilizza per muoversi e di fimbrie che utilizza per comunicare con gli altri batteri e per ancorarsi alle cellule dell’ospite. Possiede un metabolismo aerobio facoltativo e questo gli consente di crescere sia in presenza che in assenza di ossigeno. La temperatura ottimale per la sua sopravvivenza è di 35-40 °C. Per questo motivo l’Escherichia coli vive molto bene nell’intestino dell’uomo. Nell’albergare l’Escherichia coli nel nostro intestino qualche vantaggio ne abbiamo tratto. Infatti, questo batterio contribuisce alla corretta digestione del cibo o meglio dei residui di cibo non digeriti che giungono fino al livello del colon e alla sintesi di vitamina K. In virtù di queste sue abilità l’Escherichia coli viene da qualcuno considerato addirittura un simbionte. Ricordiamo allora che si parla di simbiosi quando due organismi traggono vantaggio reciproco dalla convivenza. In alcuni casi, però, l’Escherichia coli si comporta come patogeno e causa problemi.

Sintomi

Potremmo dire che Escherichia coli è così versatile da potersi comportare come commensale, come simbionte e infine come patogeno opportunista. L’aggettivo “opportunista” sta ad indicare che questo microrganismo può approfittare di determinate circostanze per moltiplicarsi fino a causare malattia. In generale, mentre per gli individui sani l’Escherichia coli risulta innocuo, nei soggetti con una risposta immunitaria compromessa (come gli ustionati, i trapiantati, i malati di AIDS) può prendere il sopravvento e causare malattie talvolta gravi.

Vengono definiti uropatogeni alcuni ceppi di Escherichia coli dotati di strutture di aderenza (pili o fimbrie) che permettono al batterio di ancorarsi alla membrana delle cellule che rivestono la vescica e le vie urinarie. Questi ceppi batterici sono in grado di causare uretriti, cistiti, prostatiti e nei casi più gravi pielonefriti (ovvero infezioni renali). Se diffondono a livello ematico questi stessi ceppi determinano la comparsa di malattie extra-intestinali come le meningiti, la setticemia, la peritonite, le polmoniti e le infezioni a carico di altri organi interni.

La situazione più frequente rimane, comunque, quella di un’enterite. I ceppi enteroemorragici possono causare episodi di diarrea emorragica con l’emissione di feci non formate e frammiste a sangue. In una ridotta percentuale di casi, quando il batterio incontra un organismo già debilitato e con un Sistema Immunitario compromesso, si può avere una grave complicanza nota come sindrome uremico-emolitica. Si tratta di una forma molto grave di insufficienza renale che in alcuni casi può essere addirittura fatale.

Un altro ceppo importante è sicuramente l’Escherichia coli enterotossigeno che insieme a quello enteropatogeno rappresenta il più frequente agente causale di diarrea batterica ed è spesso implicato anche nella cosiddetta diarrea del viaggiatore. Con questa espressione ci si riferisce ad una forma di diarrea che colpisce i viaggiatori che si recano per turismo o per lavoro nei paesi in via di sviluppo.

Diagnosi

Il medico può diagnosticare un’infezione intestinale da Escherichia coli dopo aver posto alcune domande riguardo i sintomi e aver effettuato alcuni esami. L’esame delle feci è chiamato coprocoltura. Viene di solito associato ad antibiogramma, passaggio fondamentale per comprendere a quali antibiotici il batterio è suscettibile. Sono disponibili anche test molecolari utili per la ricerca sierologica delle tossine e per la determinazione del sierotipo batterico ovvero del tipo di Escherichia coli coinvolto nell’infezione.

Come combatterlo

Fortunatamente l’infezione sostenuta da Escherichia coli nella gran parte dei casi si risolve spontaneamente senza dover ricorrere a particolari farmaci. Per questo motivo spesso il medico si limita a raccomandare il riposo e una generosa assunzione di liquidi per rimpiazzare le perdite di acqua e di sali minerali. Solo in casi particolari viene prescritta la terapia antibiotica.

Prevenzione

Le infezioni possono essere contratte attraverso il contatto con le feci sia umane che animali. La trasmissione avviene quindi soprattutto per via oro-fecale. I batteri possono entrare nell’organismo nel momento in cui si beve acqua o si mangiano alimenti contaminati. Ricordiamo che la presenza di Escherichia coli nelle falde acquifere rappresenta un indicatore comune di contaminazione fecale. Il materiale fecale può contaminare laghi, canali, piscine o rifornimenti idrici e di conseguenza ci si può infettare ingoiando accidentalmente l’acqua mentre si fa il bagno. Un discorso analogo vale per gli alimenti tanto che Escherichia coli viene tipicamente ricercato nelle analisi effettuate dagli ispettori sanitari nell’ambito della ristorazione collettiva. La contaminazione dei cibi può avvenire anche durante la macellazione o la preparazione della carne. Se la carne non viene adeguatamente cotta il batterio sopravvive. È importante sapere che l’Escherichia coli eventualmente presente nella carne macinata resiste alla debole temperatura di cottura alla quale vengono sottoposti gli hamburger. Altri alimenti a rischio oltre la carne sono i vegetali e in particolare la lattuga, gli spinaci e i germogli, ma anche i succhi di frutta non pastorizzati, il latte crudo e i formaggi derivati da latte non pastorizzato. Il batterio può essere trasmesso anche da una persona all’altra. Per questo è importante lavarsi le mani.

Molte infezioni da Escherichia coli si potrebbero facilmente prevenire migliorando semplicemente le condizioni igieniche generali. Per prima cosa è consigliato bere solo acqua potabile e questo va ricordato soprattutto quando si viaggia in paesi dove l’acqua non è trattata. In questi casi è importante evitare anche il consumo di ghiaccio e bisognerà porre particolare attenzione all’utilizzo dell’acqua di rubinetto per lavarsi i denti. È importante lavarsi sempre le mani con acqua calda e sapone soprattutto prima della preparazione degli alimenti o dopo aver toccato carne cruda, dopo aver fatto uso della toilette o essere venuti a contatto con un animale. La carne cruda, soprattutto quella macinata, deve essere sempre cotta a una temperatura minima di 70 °C per almeno due minuti. È importante che anche gli strati di carne più interni raggiungano tale temperatura per un tempo sufficientemente lungo. Per evitare la contaminazione incrociata occorre preparare le carni crude separatamente da quelle cotte evitando di utilizzare le stesse superfici o gli stessi utensili. Gli alimenti vegetali come frutta e verdura vanno lavati con acqua potabile e sbucciati prima del consumo soprattutto se vengono consumati crudi. Infine, è opportuno bere soltanto latte, prodotti caseari e succhi pastorizzati.

Escherichia coli e cancro al colon

Fin qui diverse specie batteriche sono state messe in relazione con il tumore del colon retto ma non è stato possibile stabilire se questi batteri possano avere un ruolo diretto nel processo di cancerogenesi. Per questa ragione la scoperta di un tratto genetico indicato come isola di patogenicità pks in alcuni ceppi di Escherichia coli riveste un interesse particolare. L’isola pks codifica per un set di enzimi deputati alla sintesi di una sostanza chiamata calibactina. La calibactina è capace di produrre specifiche mutazioni genetiche (alchilazione a livello dei residui di adenina e rotture a doppio filamento). Come si è arrivati a questa scoperta? Per prima cosa gli scienziati hanno creato un organoide di colon. Col termine di organoidi sono state definite quelle strutture multicellulari tridimensionali in grado di riprodurre l’architettura di organi e tessuti umani permettendo così lo studio di un ampio spettro di condizioni cliniche che vanno dalle patologie autoimmuni al cancro e al contempo dando modo ai ricercatori di investigare la risposta ai nuovi farmaci con particolare attenzione ai loro effetti collaterali. Una volta ottenuto l’organoide di colon gli scienziati lo hanno esposto a iniezioni intraluminali di Escherichia coli genotossico pks+ (cioè provvisto dell’isola di patogenicità) per un tempo di cinque mesi. Hanno dunque sequenziato l’intero genoma dell’organoide al tempo zero (prima di inoculare Escherichia coli) e dopo questa prolungata esposizione al batterio mutageno avendo come modello di controllo un organoide iniettato con Escherichia coli pks- (cioè sprovvisto dell’isola di patogenicità). Nel genoma dell’organoide trattato con Escherichia coli genotossico pks+ sono state trovate mutazioni assenti nell’altro organoide. Le stesse mutazioni sono state trovate in 5.876 genomi umani provenienti da soggetti affetti da tumore del colon retto. Si tratta di una scoperta di grande rilevanza. La sua applicazione in ambito di prevenzione primaria potrebbe avere il merito di salvare molte vite umane.

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