Malattia infettiva. Infezione. E l espressione clinica della malattia

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1 Infezione Interazione di un agente biologico (microrganismo) e un ospite recettivo (uomo, animale). Implica la replicazione dell agente nell ospite Malattia infettiva E l espressione clinica della malattia

2 PATOGENI ü Batteri ü Virus ü Funghi ü Protozoi ü Macroparassiti (elminti, insetti ed aracnidi)

3 All infezione non segue necessariamente la malattia Una malattia può avere un decorso clinico o subclinico

4 All infezione non segue necessariamente la malattia Il decorso inapparente o clinicamente evidente di un infezione dipende da diversi fattori, non sempre facilmente valutabili, legati: v al microrganismo ospite; v all ospite; v alla modalità di trasmissione. Lo studio epidemiologico degli eventi infettivi può essere rivolto sia alla malattia sia all infezione inapparente.

5 Le malattie infettive riconoscono un agente causale: Ø Unico Ø Specifico Ø Necessario (anche se non sufficiente) Alla penetrazione di un microrganismo segue la malattia solo in presenza di determinate condizioni favorenti (concause).

6 CATENA INFETTIVA I microrganismi per permanere e perpetuarsi in una popolazione devono avere un habitat naturale in cui riprodursi e l opportunità di diffondere ad altri ospiti suscettibili.

7 CATENA INFETTIVA SERBATOIO DI INFEZIONE (reservoir) Individuo, animale, pianta o substrato inanimato in cui un agente infettivo di norma risiede e si moltiplica e da cui dipende primariamente per la sopravvivenza.

8 CATENA INFETTIVA SORGENTE O FONTE DI INFEZIONE Sito dal quale un microrganismo passa immediatamente ad un ospite. Può coincidere con il serbatoio (infezioni a trasmissione sessuale) o essere rappresentata da un veicolo (acqua, alimenti, ecc.)

9 ORIGINE DELLE INFEZIONI Organismo in cui i parassiti vivono e si moltiplicano provvedendo così alla moltiplicazione della specie SORGENTE MALATO PORTATORE Soggetto che, pur NON presentando manifestazioni morbose, alberga nel proprio organismo ed elimina agenti patogeni.

10 PORTATORE SANO soggetto che si infetta ed elimina i parassiti senza contrarre la malattia PORTATORE CONVALESCENTE malato che continua ad eliminare microrganismi anche dopo la guarigione clinica

11 VIE DI TRASMISSIONE Le principali vie di trasmissione dei microrganismi sono: Ø aereodiffusione Ø catena oro-fecale Ø penetrazione parenterale apparente o inapparente Ø sessuale Ø trasmissione verticale Ø vettori

12 Vie di penetrazione dei patogeni Cute: ferite e lesioni anche microscopiche (tetano, infezioni batteriche), punture di insetti (malaria), morsicature di animali (rabbia), iniezioni parenterali (virus epatici, HIV). Mucose: apparato digerente (malattie a trasmissione oro-fecale), apparato respiratorio (malattie a trasmissione aerea), mucose genitali (malattie a trasmissione sessuale). Placenta: trasmissione verticale, dalla madre al feto (infezioni congenite).

13 Vie di eliminazione dei patogeni Via respiratoria: Microrganismi eliminati sotto forma di goccioline attraverso respirazione, tosse, starnuti (influenza, raffreddore, pertosse, TBC polmonare, meningite). Via intestinale: Con le feci vengono eliminati germi patogeni (vibrione del colera, virus della poliomielite, virus dell epatite A). Via genito-urinaria: Eliminazione di agenti patogeni attraverso urine non rappresenta evento molto frequente (es. TBC renale). Le secrezioni degli organi genitali possono dar luogo a trasmissione sessuale (es. sifilide, AIDS, epatite C).

14 Via cutanea: Germi eliminati attraverso le lesioni cutanee presenti durante le malattie esantematiche (es. varicella), micosi cutanee o da lesioni profonde che fistolizzano all esterno (es. pus). Via placentare: Attraverso questa via di eliminazione la madre affetta da una malattia infettiva la trasmette all embrione (es. rosolia, toxoplasmosi).

15 Il passaggio dell agente patogeno può avvenire per: 1 TRASMISSIONE DIRETTA Da malato o portatore a sano 2 TRASMISSIONE INDIRETTA Da malato o portatore all ambiente e quindi al sano. Può avvenire tramite: ü VEICOLI (mezzi inanimati, acqua, alimenti, ecc.) ü VETTORI (mezzi animati, meccanici, ospiti) 3 TRASMISSIONE SEMI- DIRETTA

16 FATTORI AMBIENTALI L ambiente fisico e sociale esercita la sua influenza sia sui microrganismi, sia sulla vie di trasmissione, sia infine sulla capacità relativa dell ospite ed influenza in modo considerevole l epidemiologia delle infezioni.

17 FATTORI AMBIENTALI Alcuni esempi di fattori ambientali sono: Ø il basso livello socio-economico, che espone ad un maggior rischio di infezioni di qualsiasi genere; Ø l affollamento, fattore di rischio per le infezioni trasmesse per via aerea; Ø la scarsità di acqua potabile e l inquinamento fecale dell ambiente per carenza dei sistemi di raccolta e smaltimento delle acque reflue urbane, che sono fattori importanti per il mantenimento dell endemia e per le manifestazioni epidemiche delle infezioni enteriche.

18 STORIA NATURALE DELL INFEZIONE Una volta innescato, il processo infettivo può evolvere in modo subclinico o dar luogo alla malattia conclamata. In entrambi i casi, il più delle volte, l infezione si autoestingue, con completa eliminazione del microrganismo e comparsa di uno stato di immunità specifica.

19 STORIA NATURALE DELL INFEZIONE Dal punto di vista epidemiologico i dati della storia naturale dell infezione più importanti sono: Ø durata del periodo di incubazione; Ø durata del periodo di contagiosità; Ø rapporto infezione-malattia; Ø durata della malattia; Ø letalità; Ø frequenza di evoluzione in malattia cronica; Ø frequenza e durata dello stato di portatore; Ø persistenza dell immunità.

20 Le forme principali con cui la malattia infettiva può manifestarsi in seno ad una popolazione sono: SPORADICITA Quando i casi di malattia si manifestano isolatamente senza apparenti rapporti con altri casi. ENDEMIA Quando una malattia è costantemente presente nella popolazione residente in una determinata area geografica, manifestandosi con un numero di casi più o meno elevato ma complessivamente abbastanza costante.

21 EPIDEMIA È il verificarsi in una comunità o area geografica di un numero di casi di malattia eccedente le aspettative. PANDEMIA Quando la diffusione epidemica va oltre i confini di un paese e dilaga attraverso i continenti.

22 La cellula batterica

23 Classificazione in base alla loro forma sferica (cocchi) a virgola (vibrioni) cilindrica (bastoncelli) a spirale (spirilli)

24 Cocchi COCCHI DIPLOCOCCHI STREPTOCOCCHI STAFILOCOCCHI

25 STUTTURA DI UNA CELLULA PROCARIOTICA Capsula: involucro di protezione e adesione alle superfici Parete cellulare: rivestimento rigido di protezione e sostegno; consente il mantenimento della forma Membrana plasmatica: circonda la cellula e regola il traffico delle molecole Nucleoide: regione contenente il materiale ereditario (DNA) Plasmidi: porzioni di DNA che posseggono le proprietà di un cromosoma Ribosomi: organuli preposti alla sintesi proteica Pili: strutture per l ancoraggio Flagelli: strutture per il movimento Respirazione: associata alla membrana

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28 Batteri Gram- negativi e Grampositivi Sono Gram-positivi (Gram+) i batteri che assumono il violetto di genziana e lo trattengono dopo la decolorazione con alcool, per cui risultano colorati in blu. Sono Gram-negativi (Gram-) quelli che, invece, non assumono la colorazione col violetto di genziana, per cui appaiono colorati in rosso per la successiva assunzione del colorante fucsina.

29 MOLTIPLICAZIONE BATTERICA Le cellule batteriche si moltiplicano per SCISSIONE binaria: il materiale genetico si duplica e si distribuisce ai due poli della cellula batterica, la quale si allunga e alla fine si divide in due cellule figlie identiche alla cellula madre. Salmonella Scissione binaria

30 Alcuni batteri si riproducono ogni minuti. In condizioni favorevoli, con una divisione ogni 30 minuti, da una sola cellula dopo 15 ore si possono ottenere circa un miliardo di nuove cellule, che formano una colonia spesso visibile a occhio nudo.. Riproduzione

31 Spore batteriche In condizioni avverse alcuni batteri vanno incontro a un processo di divisione modificato, al termine del quale vengono prodotte forme quiescenti, dette spore, in grado di sopportare condizioni estreme di temperatura e umidità SPORE

32 Tossine batteriche Gli effetti patologici prodotti dai microrganismi dipendono da molecole da essi sintetizzate, chiamate tossine batteriche, distinte in esotossine ed endotossine.

33 Esotossine Endotossine Proteine Termolabili Cronolabili Liberati per secrezione Potere di antigene Agiscono su cellule che esprimono specifici recettori Lipopolisaccaridi Termoresistenti Cronoresistenti Liberati per lisi No antigene Agiscono su tutte le cellule

34 Principali esotossine con azione enzimatica intracellulare Tossina difterica (Corynebacterium dyphteriae) Blocca la sintesi proteica con conseguente morte delle cellule. Tossina colerica (Vibrio cholerae) Le cellule dell epitelio intestinale versano continuamente acqua e ioni sodio nel lume intestinale, il cui effetto finale è una profusa diarrea che sottrae all organismo acqua ed elettroliti.

35 Principali esotossine con azione neurotossica Tossina tetanica (Clostridium tetani) Habitat nell intestino dei ruminanti Eliminate con le feci, le forme vegetative sporificano resistendo per molti anni nel terreno Infezione contratta per impianto delle spore su una ferita La tossina proteica raggiunge il SNC Internalizzazione della tossina da parte dei neuroni del midollo spinale Inibizione a livello presinaptico Prevalenza delle stimolazioni eccitatorie, che induce la comparsa di contrazioni spastiche permanenti dei muscoli scheletrici (paralisi spastica)

36 Tossina botulinica (Clostridium botulinum) Estremamente resistente al calore ed all ambiente acido Internalizzata dalle cellule nervose Blocca il funzionamento di una molecola che consente la liberazione del neurotrasmettitore acetilcolina, a livello delle terminazioni presinaptiche con conseguente comparsa di paralisi flaccide.

37 Principali endotossine Le endotossine più studiate sono quelle dei batteri Gram-negativi (Salmonellae, Shigella, Escheriaceae, Neisseriae). Sono generalmente costituenti della parete della cellula batterica (LPS) I principali effetti indotti dalle endotossine nell organismo sono: ü Febbre ü Stimolazione della sintesi e del rilascio di citochine ü Attivazione del sistema del complemento

38 Trattamento delle infezioni batteriche ANTIBIOTICI

39 Antibiogramma L'antibiogramma (spesso indicato come ABG) è un esame in vitro che permette di valutare se un batterio è sensibile ad un determinato antibiotico. Colonie sensibili Colonie poco sensibili

40 Struttura generale dei virus

41 VIRUS I virus sono entità biologiche con caratteristiche di parassita obbligato Per esistere in natura devono essere infettanti Devono utilizzare i meccanismi della cellula ospite per produrre i propri componenti (mrna virali, proteine e copie identiche del genoma) Devono codificare proprie proteine specifiche per ogni processo da loro richiesto e non effettuabile dalla cellula La produzione di nuovi virioni avviene per assemblaggio delle componenti virali

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43 Figure 6.4

44 CAPSIDE Rivestimento proteico (fino al 90% del virione) Fornisce protezione all'acido nucleico È importante per l infettività (strutture anti-recettoriali) Dal momento che il genoma virale ha un numero limitato di geni, il capside è costituito dalla associazione di subunità proteiche in protomeri ripetuti (capsomeri) collegati da legami tra gruppi chimici presenti sulla superficie e auto assemblanti

45 Envelope virale I virus rivestiti posseggono un envelope che deriva dalla membrana cellulare della cellula ospite. Nell envelope, alcune o tutte le proteine regolari di membrana vengono sostituite da quelle virali. Alcune proteine funzionano da molecole ponte tra l envelope ed il capside. Le glicoproteine che rimangono esposte verso l esterno (spikes) sono essenziali per l attaccamento alla cellula ospite.

46 Funzioni del capside/envelope virale Protegge gli acidi nucleici. Aiuta l inserimento del DNA o RNA virali all interno della cellula ospite. Stimola il sistema immunitario a produrre anticorpi che possano proteggere le cellule ospiti da infezioni future.

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48 REPLICAZIONE VIRALE Adesione Penetrazione Perdita del rivestimento Sintesi Assemblaggio Rilascio

49 Adesione

50 Penetrazione

51 Rilascio

52 Influenza virus Composizione del virus Ingresso del virus dell influenza nella cellula ospite

53 Danno alla cellula ospite ed infezione persistente Effetto citopatico: Il danno indotto dal virus alla cellula ospite altera la sua morfologia microscopica Appaino i cosiddetti Inclusion bodies, masse compatte di virus o di organelli cellulari

54 Virus che infettano i batteri Batteriofagi Contengono soprattutto DNA Spesso rendono i batteri più patogenici per l uomo

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56 Trattamento delle infezioni virali Gli antibiotici non sono efficaci Farmaci anti-virali bloccano la replicazione virale Interferon mostra un buon potenziale per il trattamento e la prevenzione di infezioni virali I vaccini stimolano la risposta immunitaria

57 RUOLO DELL OSPITE L organismo umano non subisce passivamente l ingresso di microrganismi infettanti ma attiva vari fattori e linee di resistenza: Ø ASPECIFICHE Ø SPECIFICHE (difesa immunitaria)