L'Escherichia coli è un batterio Gram-negativo appartenente alla famiglia Enterobacteriaceae, che si trova comunemente nell'intestino dei mammiferi, inclusi gli esseri umani. Mentre la maggior parte delle varianti di E. coli sono innocue e svolgono un ruolo cruciale nella digestione e nella produzione di vitamine, alcuni ceppi possono causare malattie gravi.

Questo batterio è stato scoperto nel 1885 da Theodor Escherich, un microbiologo tedesco che ha dato il suo nome a questa specie batterica. L'E. coli è stato uno degli organismi più studiati nella storia della microbiologia, diventando un modello di studio fondamentale per comprendere i meccanismi di base della genetica e della biologia cellulare.

Dal punto di vista strutturale, l'E. coli è un batterio a forma di bacillo, con una lunghezza di circa 2 micrometri e un diametro di circa 0,5 micrometri, dotato di parete batterica. Una delle caratteristiche distintive di E. coli è la sua capacità di adattarsi ad ambienti diversi: è normalmente presente a concentrazioni elevate nell'intestino dei mammiferi, ma può anche essere isolato in terreni, acque e alimenti contaminati. Inoltre alcuni ceppi di E. coli sono noti per la loro resistenza agli antibiotici, rendendo il controllo delle infezioni più complesso.

Il genoma di E. coli è stato completamente sequenziato, fornendo una preziosa risorsa per la comprensione della sua biologia e per lo sviluppo di strategie diagnostiche e terapeutiche.

2. Salute intestinale ed Escherichia coli enteropatogeno

Nel contesto della salute intestinale, E. coli partecipa attivamente alla fermentazione dei carboidrati non digeribili, contribuendo alla produzione di acidi grassi a catena corta che favoriscono la salute della mucosa intestinale. Inoltre la presenza di E. coli nell'intestino aiuta a prevenire l'insediamento di batteri patogeni, attraverso la competizione per gli stessi siti di adesione sulla mucosa intestinale.

Tuttavia, non tutte le varianti di E. coli sono benefiche. In particolare il ceppo noto come Escherichia coli enteropatogeno può causare patologie infettive gastrointestinali, a causa di alcuni fattori chiave che contribuiscono alla sua aggressività:

Capacità di adesione e colonizzazione: questo ceppo è in grado di formare aggregati sulla superficie delle cellule intestinali, consentendo un'adesione più stretta rispetto agli E. coli normalmente presenti nell'intestino
Capacità di produzione di tossine, come la tossina citotossica necrotizzante: essa può compromettere l'integrità delle cellule della mucosa intestinale, portando ad un aumento della permeabilità e alla perdita di liquidi, spesso associata alla diarrea
Effetti sul microvillo intestinale: quando le proiezioni sulla superficie delle cellule intestinali vengono danneggiate, l’intestino non riesce a completare l’assorbimento dei nutrienti, contribuendo alla genesi dei sintomi gastrointestinali.

L’E. coli enteropatogeno si trasmette attraverso il consumo di acqua o alimenti contaminati. La gastroenterite che ne deriva è caratterizzata da sintomi tipici che includono diarrea acquosa, crampi addominali, disidratazione e febbre.

Uno dei rischi maggiori associati a E. coli enteropatogeno è la sindrome emolitico-uremica (HUS), una condizione grave che può verificarsi in seguito a infezioni intestinali da E. coli O157:H7. La sindrome è caratterizzata da anemia emolitica, trombocitopenia (riduzione delle piastrine) e insufficienza renale acuta, colpisce principalmente bambini e può avere conseguenze a lungo termine sulla salute renale. La comparsa di tale sindrome è attribuita alla produzione di particolari tossine, come la tossina Shiga, che è in grado di danneggiare vasi sanguigni renali, globuli rossi e piastrine. Tipicamente la prima manifestazione clinica è caratterizzata da diarrea sanguinolenta, come risultato della distruzione delle cellule intestinali e dei vasi, ma se non trattata può portare a gravi complicazioni fino alla morte.

3. L’infezione delle urine sostenuta da Escherichia coli

E. coli non si limita, tuttavia, a determinare infezioni del tratto gastrointestinale. Se riesce ad accedere nelle vie urinarie, facilmente diventa infettante. E. coli è in assoluto il principale responsabile delle infezioni del tratto urinario, sia per la facilità nella trasmissione sia per le sue caratteristiche intrinseche. In questo senso, E. coli rappresenta il paradigma di molti batteri, che in una sede apportano benefici e fanno parte della flora residente come commensali, nell’altra invece svolgono la loro attività infettante e diventano patogeni.

Le modalità di trasmissione dell’infezione urinaria sostenuta da E. coli sono:

Contaminazione fecale-urinaria: E. coli può raggiungere le vie urinarie attraverso la contaminazione fecale-urinaria, spesso dovuta a un'igiene insufficiente dopo l'evacuazione intestinale
Attività sessuale: l'attività sessuale può favorire la trasmissione di E. coli nelle vie urinarie, specialmente nelle donne in virtù dell’anatomia femminile caratterizzata dalla vicinanza dell'uretra all'ano, che facilita il passaggio dei batteri
Catetere urinario: l'uso dei cateteri urinari può aumentare il rischio di infezioni, fornendo una via diretta ai batteri per raggiungere la vescica.

I sintomi di un'infezione delle urine causata da E. coli possono variare, ma comunemente includono dolore o bruciore (disuria e stranguria) durante la minzione, aumento della frequenza urinaria (pollachiuria), urgenza urinaria, urina torbida o con sangue, dolore nella regione pelvica o al basso ventre e febbre nei casi più gravi.

4. Prevenzione e terapia delle infezioni sostenute da E. coli

La prevenzione delle infezioni gastrointestinali sostenute da Escherichia coli è fondamentale per mantenere la salute e prevenire episodi di diarrea, crampi addominali e altre complicazioni correlate. Ecco alcuni consigli pratici per ridurre il rischio di contrarre infezioni da E. coli attraverso il tratto gastrointestinale:

Lavaggio delle mani: una delle misure preventive più efficaci è il lavaggio regolare delle mani con acqua e sapone, soprattutto prima dei pasti e dopo l'uso del bagno. Questa pratica riduce significativamente la trasmissione di E. coli attraverso il contatto diretto.
Cottura adeguata degli alimenti: la cottura completa e accurata degli alimenti rappresenta una barriera cruciale contro la contaminazione da E. coli. Pertanto è necessario evitare il consumo di carne cruda (a meno che non sia trattata in abbattitore) o insufficientemente cotta, e garantire che prodotti come uova e frutti di mare siano cucinati in modo sicuro.
Uso esclusivo di acqua potabile: consumare solo acqua potabile è essenziale per prevenire l'ingestione di E. coli. Il rischio di contrarre un E. coli enteropatogeno bevendo acqua è maggiore soprattutto quando si è all’estero, mediante l’ingestione di acque non controllate, e si manifesta mediante una sindrome gastrointestinale nota come diarrea del viaggiatore.
Gestione sicura degli alimenti: evitare la contaminazione incrociata, conservare gli alimenti in modo adeguato e praticare l'igiene personale in cucina sono comportamenti che contribuiscono a prevenire la diffusione di E. coli.

La prevenzione delle infezioni del tratto urinario causate da E. coli richiede misure specifiche, in ragione delle caratteristiche del tratto urinario, come:

Mantenere una buona igiene personale, pulendosi sempre da fronte a retro dopo l'uso del bagno, al fine di ridurre il rischio di trasferimento di E. coli dalla regione anale all'uretra.
Bere molta acqua per contribuire a diluire l'urina e favorire la minzione frequente, eliminando eventuali batteri presenti nelle vie urinarie prima che possano causare un'infezione.
Evitare sostanze irritanti come bevande alcoliche e caffeina, che possono irritare le vie urinarie.
Usare indumenti intimi realizzati in tessuti traspiranti ed evitare indumenti troppo stretti può contribuire a mantenere l'area genitale asciutta ed a ridurre il rischio di infezioni urinarie.
Evitare l'uso prolungato di cateteri urinari e, quando necessario, seguire le procedure igieniche adeguate per ridurre il rischio di infezioni correlate.

Per quanto riguarda invece la gestione delle infezioni gastrointestinali è necessario seguire una combinazione di misure, tra cui:

Riposo e idratazione: mantenere un adeguato stato di idratazione è fondamentale per compensare le perdite di liquidi dovute alla diarrea.
Antibiotici: in alcuni casi di infezioni gastrointestinali gravi o complicate, può essere necessario l'uso di antibiotici. Tuttavia, la decisione del medico di prescrivere antibiotici dipende dalla valutazione clinica e dalla gravità dell'infezione.
Farmaci antidiarroici: l'uso di farmaci antidiarroici è controindicato quando la diarrea dipende da un’infezione sostenuta da E. coli, poiché potrebbero ritardare l'eliminazione dei batteri dall'organismo.
Dieta leggera: iniziare con una dieta leggera e facilmente digeribile può aiutare a ridurre l'irritazione dell'apparato digerente, reintroducendo gradualmente cibi solidi man mano che i sintomi migliorano.

La terapia delle infezioni delle vie urinarie da E. coli generalmente coinvolge l'uso di antibiotici, tra cui i più comunemente utilizzati includono ciprofloxacina, trimetoprim-sulfametossazolo, nitrofurantoina, amoxicillina e acido clavulanico e fosfomicina. La durata del trattamento può variare a seconda della gravità dell'infezione: infezioni lievi possono richiedere un corso di antibiotici più breve (2-5 giorni), mentre infezioni gravi o ricorrenti possono richiedere trattamenti più prolungati (5-7 giorni). Contestualmente all’antibiotico è cruciale aumentare l’introito idrico e, se necessario, utilizzare analgesici per alleviare il dolore associato all'infezione urinaria.

5. Escherichia coli e le resistenze all’antibioticoterapia

Il rapporto tra l’Escherichia coli e l’antibiotico-resistenza rappresenta un problema crescente nella pratica medica, a causa dell'aumento di ceppi batterici di E. coli resistenti agli antibiotici. La resistenza può essere acquisita attraverso meccanismi genetici, trasferimento di plasmidi o esposizione ripetuta agli antibiotici nel corso del tempo.

In genere, la resistenza è diretta contro gli antibiotici più utilizzati: in particolare i fluorochinolonici (ciprofloxacina) e i beta-lattamici (penicilline, cefalosporine). La resistenza multipla è particolarmente preoccupante, poiché riduce ulteriormente le opzioni terapeutiche disponibili. Tuttavia, alcune opzioni terapeutiche possono ancora essere considerate, come l'uso di antibiotici di ultima generazione come i carbapenemi o l'associazione di più farmaci per aumentare l'efficacia del trattamento.

Per evitare le antibiotico-resistenze di batteri come E. coli, si consiglia di usare gli antibiotici responsabilmente, evitando l'uso indiscriminato e inappropriato. Inoltre l’antibiotico deve essere assunto solo dietro prescrizione medica e chi lo assume deve completare l'intero ciclo prescritto.

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