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MTA pericoli e rischi microbiologici – Bologna 8 aprile 2011
Valerio GiacconeFacoltà di Medicina veterinaria – Università di Padova
Clostridium,Bacilluse Yersinia
I patogeni“sporigeni”
Valerio Giaccone – Facoltà di Medicina veterinaria di Padova
Condividono …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
… i minimi di crescitaper pH (> 4,5) e Aw (>0,940)
… resistenza e comportamentotermico delle spore
Formevegetative Spore
Formevegetative
Spore
germinano(1’ – 3’)
Forme vegetative
X
+
Ossigeno presente
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
I Clostridium sonoanaerobi stretti od O2-tolleranti
I Bacillus sono tendenzialmenteanaerobi facoltativi
Temperatura
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
I Clostridium patogeni sonomesofili (crescita 10° - 54°C)
Bacillus patogeni, quasi tuttimesofili, alcuni però psicrotrofi
Clostridium
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Nel 2009 141 episodi (2,2%del totale del 2009), mentrenel 2008 erano stati 110
4 morti, tutti da C. botulinum
Clostridium e alimenti
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Più a rischio: alimenti manipolatie piatti precucinati (27,1% casi)
Seconda causa di malattiale carni suine e derivati(13,6% dei casi)
Clostridium in UE
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Il 52,9% degli episodi sono statisegnalati dalla sola Francia …
… e 12 erano da C. botulinum(tutti scoppiati in casa)
Dove la malattia?
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Per lo più in locali pubblici(52 focolai) e in casa (47 casi) …
Uomini portatori e abusi termicila principale causa di malattia
… è “campione” di duplicazione,se l’alimento lo permette
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
C. perfringens …
A 37°C in condizioni idealiduplica 1 volta ogni 8’ – 10’
Tossine ClostridiumGeneralmente termolabili(VIA se T° >70°C per 1’ – 5’)
C. perfringens Enterotossina(CPE)
C. botulinum BoNT
Valerio Giaccone – Facoltà di Medicina veterinaria di Padova
Da Songer J.G. “Clostridia as agents of zoonotic disease”Vet. Microbiol., 140 (2010) 399-404
Tipi A e C di C. perfringenssono associati a tossinfezioneumana
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
I vari “tipi”
Tipi B e D causanomalattie infettive degli animali
Tossinfezione alimentare A
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Patologie da CPE
Diarrea antibiotico-associataDiarrea sporadicaSindrome infantile mortale
Causata da ceppi di perfringensche producono enterotossina
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Diarrea A da CPE
La sintesi di CPE è codificatanel DNA dal gene cpe
Ha una letalità bassissima
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Diarrea A da CPE
Può essere un pericoloper soggetti deboli (anziani)
Solo il 5% di tutti i ceppidi C. perfringens …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Novità
… ha il gene cpe ed è in gradodi causare diarrea A
Nel DNA il gene cpe è adiacentea quello della sporulazione
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Meccanismo
La sintesi di CPE si attiva quandoil batterio comincia a sporulare
Alimento e C. perfringens(> 106 ufc/g)
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Meccanismo
Digestione (il clostridiosporula e produce CPE)
CPE agisce diarrea
… non sintetizza 13degli aminoacidi necessari
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
C. perfringens …
… predilige alimenti di origineanimale, ricchi di proteine
Alimenti e malattie da Clostridium
The EU Summary Report “Trends and Sources of Zoonoses and Zoonotic Agents and Food-borne Outbreaks in 2009”
1 “Altri alimenti”: pesci e derivati, carni di tacchino e derivati,carni ovine e derivati (ciascuno 1 focolaio)
Reservoir : intestinodegli animali da reddito
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
C. perfringens cpe+
Dal 10% al 40% diC. perfringens è cpe-positivo
Negli alimenti solo il 12%dei ceppi di C. perfringens …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
C. perfringens cpe+
… è cpe-positivo
Sovente si isolano ceppidi C. perfringens cpe-positivi …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
C. perfringens cpe+
… da feci di persone sane(portatori asintomatici)
… l’uomo svolge un ruoloimportante come portatore …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Quindi …
… non solo le materie primedi origine animale
Necessario rivederei protocolli diagnostici medici …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
In futuro
… per evidenziare meglio i ceppicpe-positivi di C. perfringens
Clostridiumbotulinici
Valerio Giaccone – Facoltà di Medicina veterinaria di Padova
Alimentare (intossicazione)
I “botulismi” umani
Infantile (tossinfezione)Da ferita infetta
Da inalazione (terrorismo)
Iatrogeno (Botox)
Quella del botulismo alimentareoggi è stimata nel …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Letalità botulismo
… 5 – 10% dei soggetti colpiti,con costi economici altissimi
Da Peck e coll. “Clostridium botulinum in the post-genomic era”Food Microbiology xxx (2010) 1-9
È una malattia rarissima …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Botulismo in UE
… ma continua a esistere
Focolai di botulismo – UE 2009
The EU Summary Report “Trends and Sources of Zoonoses and Zoonotic Agents and Food-borne Outbreaks in 2009”
Non meno di 100.000 ufc/gnecessaria per produrre …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Dose tossica
… la dose tossica di BoNT(30 – 100 ng/uomo)
Il botulismo è una gravepatologia con quadro cliniconeurologico tipico …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Cosa sappiamo?
… provocato da neurotossine(BoNT) assunte col cibo
Non solo ceppi diClostridium botulinum …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Chi produce BonT ?
… ma anche ceppi di C. baratii ,C. argentinense e C. butyricum
… non tutti i ceppidi C. botulinum sono in gradodi produrre BoNT
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
In compenso …
Ci sono ceppi di C. botulinumnon neurotossici
I ceppi di C. botulinumsi dividono in due gruppi …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Differenze
… “proteolitici”
… “non proteolitici”
Fattori intrinseci degli alimenti e ceppi“proteolitici” e “non proteolitici” di C. botulinum
pHAw
sale
Fattori estrinseci e tossine di C. botulinum
tossine
spore
I ceppi proteoliticisono termotrofi (NO sotto 10°C)
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
In sunto …
I ceppi non proteolitici sonopsicrotrofi (crescono fino 3,3°C)
I proteolitici sono più adattatia bassi valori di Aw e pH
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
In sunto …
I proteolitici hanno sporemolto meno termoresistenti
“C. botulinum cresce solo inalimenti confezionati sotto vuoto”o in conserve …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Si diceva …
… perché è anaerobio obbligato
… per la crescita di C. botulinumnon conta l’atmosferaa ridosso dell’alimento
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
In realtà …
… conta il potenziale diOssido-Riduzione del substrato
… cresce solo con valori diOR < -150 mV, anche se sonoa contatto con aria
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
C. botulinum …
Non conta quanta ariacirconda il prodotto
Deve essere stringente,vista la gravità del botulismo
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Prevenzione
Studiare il processo produttivoe applicare i seguenti criteri
T° ≤3°C per tutta la shelf-life
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
In frigorifero
T° ≤8°C e shelf-life ≤10 giorni
90°C per almeno 26’ a cuore …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Col calore
… o trattamenti proporzionali(85°C per 36’ o 80°C per 129’)
Portare pH alimento ≤5,0 …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Col pH
… associando una refrigerazione
Aw ≤0,970 e refrigerazione …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Attività acqua Aw
… o sale >3,5% e refrigerazione
Bacillus cereus
Valerio Giaccone – Facoltà di Medicina veterinaria di Padova
Bacillus cereus
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Nel 2009 “solo” 124 focolai,contro i 1.132 del 2008
Però … nel 2009 i ricoverisono stati 8,2%contro il 3,6% del 2008
Si parla di una specie“genomicamente unica” …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Tassonomia
… Bacillus cereus sensu lato
Sei sottospecie …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Tassonomia
… cereus, thuringiensis, anthracis,mycoides, pseudomycoides eweihenstephanensis
Al momento solo la sottospecieBacillus cereus …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Tossicità per uomo
… è correlata a casi diintossicazione alimentare
Si sospetta una potenzialetossicità per B. thuringiensis …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Tossicità per uomo
… e per una “specie nuova”Bacillus cytotoxicus
Alimenti a rischio
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Un po’ tutti, compresi prodottiricchi di amidi, ma soprattutto …
… prodotti di gastronomiae piatti precucinati(27,1% dei casi)
Alimenti e intossicazioni da B. cereus
The EU Summary Report “Trends and Sources of Zoonoses and Zoonotic Agents and Food-borne Outbreaks in 2009”
1 “Altri alimenti”: non identificati (13 focolai), carni ovine e derivati,formaggio, pesci e derivati, carni di tacchino e derivati (1 focolaio ciascuno).
B. cereus produce …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Tossine
… due enterotossine diarroichee la cereulidina, emetica
Le diarroiche si denaturanoa 75° in 1 – 2 minuti
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Tossine
La cereulidina resistefino a 90’ a 130°C
Ceppi “diarroici” > 105 ufc/g
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Carica tossica
Ceppi “emetici” > 106 ufc/g
È innescata da uno shocktermico a 55° - 65°C …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Germinazionedelle spore
… ma i componentidell’alimento hanno un ruolo
Prevenirla con qualche sostanza?
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Germinazionedelle spore
A oggi non sono stati individuaticomposti in grado di farlo
… Akoachere e coll. (2007)hanno comunicato che …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
… ma …
… la 6-tioguanosina sembraessere un buon inibitoredella germinazione sporale
Le spore sono molto idrofobiche
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Adesività
Aderiscono a ogni superficiedi lavoro e penetrano nei biofilmformati da altri batteri
… si premettesse una fasecon acqua calda a 55°C …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Se nei CIP …
… si indurrebbe germinazionedelle spore, colpendo megliole forme vegetative
Nuovoproblema …
Valerio Giaccone – Facoltà di Medicina veterinaria di Padova
… le spore“superdormienti”
Formevegetative Spore
Formevegetative
Spore
germinano(1’ – 3’)
Forme vegetative
X
+
Spore che dopo shock termicogerminano in tempi di ore …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Le “superdormienti”
… anche in substratiricchi di nutrienti
Sono all’origine di quegliepisodi di intossicazione …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Le “superdormienti”
… che non trovano logichespiegazioni in fase di indagini
Yersiniaenterocolitica
Valerio Giaccone – Facoltà di Medicina veterinaria di Padova
In UE terza causa di malattia …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Y. enterocolitica
… in ordine di importanza
Prevalenza MTA 2009
The EU Summary Report“Trends and Sources of Zoonosesand Zoonotic Agents andFood-borne Outbreaks in 2009”
Casi di yersiniosi
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
2005
9.6302008
8.346
Tendenza a valori costantiItalia: nel 2009 11 focolai
2009
7.595
Focolai di Yersiniosi – UE 2009
The EU Summary Report “Trends and Sources of Zoonoses and Zoonotic Agents and Food-borne Outbreaks in 2009”
Genere YersiniaY. pestis Peste bubbonica
Gastroenteritialimenteri
Y. enterocoliticaY. pseudo-tuberculosis
Gastroenterite acuta con febbre,dolori addominali, diarrea
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Yersiniosi acuta
Si va da forme lievi a tiflite acuta(appendicite) fino a setticemia
Può causare enteriti croniche …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Yersiniosi cronica
… artrite reattiva generalizzataed eritema nodoso
Reservoir di Y. enterocoliticae Y. pseudotuberculosis …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Patogenicità
… è sempre il contenutointestinale dei suini
È connessa ai “biosierotipi” …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Patogenicità
… cloni batterici riconoscibiliper via biochimica e sierologica
Y. enterocolitica i biosierotipipatogeni per l’uomo sono …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Biosierotipi
… 1B/2/3/4/5, mentre 1Aè scarsamente patogeno
Solo alcuni biosierotipisono patogeni per l’uomo …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Patogenicità
… ma non sempre circolanoanche fra i suini
Anche per Y. enterocoliticae Y. pseudotuberculosis …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Patogenicità
… si stanno segnalandocloni antibiotico-resistenti
Carni suine fresche e derivati(vedi caratteristiche di prodotto)
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Alimenti a rischio
Acque superficiali,frutta e verdura
Si stima superiore a 105 ufc/g
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Dose infettante
Il batterio deve moltiplicarenell’alimento (fattori alimentari)
… è un’infezione alimentareinsidiosa
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
La yersiniosi …
Molti casi nascono da errori fattidai consumatori in casa propria
In conclusione …
Valerio Giaccone – Facoltà di Medicina veterinaria di Padova
Tra inquinamento iniziale bassoe carica infettante alta …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Punto essenziale
… la differenza la fa l’alimento
… non solo i microrganismi …
Valerio GIACCONE – Facoltà Medicina veterinaria di Padova
Conoscere bene …
… ma anche e soprattuttoalimenti e processi produttivi
Graziedell’attenzione !
Valerio Giaccone – Facoltà di Medicina veterinaria di Padova