Microrganismi patogeni: la trasmissione per via alimentare

I batteri, le muffe ed i lieviti sono gli interpreti numericamente più rilevanti tra i microrganismi presenti negli alimenti agendo da organismi pro-tecnologici, alterativi o patogeni. Tuttavia, l’incremento dell’incidenza di eventi epidemici a trasmissione alimentare indicano i virus enterici come minacce emergenti per la sicurezza alimentare. Pertanto, è necessario disporre di metodi efficaci di controllo e prevenzione.

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Indice

Qualità degli alimenti e microrganismi: il buono, il brutto e il cattivo!

L’uomo per sopravvivere necessita di acqua, energia e nutrienti che assume dagli alimenti. La qualità globale di un alimento è contraddistinta dal valore nutritivo, dalle proprietà sensoriali e dal valore igienico. Mentre il valore nutritivo indica la capacità di un alimento di soddisfare le esigenze fisiologiche dell’organismo, e le proprietà sensoriali caratterizzano l’accettabilità da parte del consumatore in termini di aspetto, colore, odore, gusto, aroma e consistenza, il valore igienico qualifica la sicurezza dell’alimento per il suo consumo e quindi l’assenza di contaminanti fisici, chimici, microbici o tossici.

Quest’ultimo aspetto risulta di cruciale importanza specialmente ai fini della salute pubblica, poiché alcuni microrganismi possono essere causa di intossicazioni alimentari. In questo contesto è opportuno precisare che gli alimenti contengono normalmente microrganismi (microflora) caratteristici della natura delle materie prime e delle condizioni dell’ambiente in cui vengono prodotti (coltivazione, allevamento), trasformati, conservati e consumati.

La presenza di microrganismi non è quindi indice diretto di uno scarso valore igienico poiché non tutti sono patogeni. Infatti, seguendo i criteri della microbiologia alimentare, i microrganismi presenti negli alimenti si distinguono in pro-tecnologici, alterativi e dannosi.

I microrganismi pro-tecnologici permettono la produzione, favoriscono la preparazione o facilitano la digestione dell’alimento. Ad esempio, i salumi, i formaggi, il vino e la birra devono la loro bontà e conservabilità all’azione fermentativa di lieviti e batteri, come Saccharomyces cerevisiae e batteri lattici. In altri casi, i microorganismi possono apportare un beneficio diretto alla salute, come nel caso dei probiotici utilizzati nella produzione di yogurt.

Durante la vita utile (shelf-life), tutti gli alimenti vanno incontro a modificazioni indesiderate che comportano una perdita della loro qualità con una velocità dipendente dalla composizione dell’alimento, dalle tecnologie di trasformazione e dalle modalità di conservazione. Lo sviluppo superficiale di muffe, la produzione di mucillagini e la comparsa di sapori e odori anomali sono tipici esempi di alterazioni di natura biologica imputabili a processi di degradazione (idrolisi e ossidazioni) de parte di microrganismi alterativi quali batteri (principalmente Pseudomonas, Enterobacteriaceae, Bacillus spp., Clostridium spp., Brochotrix thermosphacta), funghi e lieviti.

Un caso distinto è rappresentato dalla contaminazione di acqua e alimenti da parte di microrganismi patogeni potenzialmente dannosi per la salute dell’uomo. Diversi agenti patogeni, perlopiù batteri, virus e parassiti possono contaminare i prodotti agricoli e zootecnici sia in fase di produzione (contaminazione primaria), sia durante la trasformazione e commercializzazione (contaminazione crociata), essendo quest’ultima la causa principale delle infezioni alimentari.

Fig. 1 - Microrganismi presenti negli alimenti e la relazione con la produzione, conservazione e sicurezza degli alimenti

Microrganismi patogeni: contaminazione e prevalenza

I patogeni possono essere già presenti nell’alimento all’origine, come ad esempio nelle carni di animali infetti o malati o nei vegetali irrigati con acque contaminate; o possono contaminarlo successivamente durante la trasformazione o preparazione a causa di una scarsa igiene del personale e/o delle superfici di contatto (incluso utensili e contenitori).    

L’incremento di scambi commerciali, il ricorso alla ristorazione collettiva, gli allevamenti intensivi ed i flussi di persone a livello globale hanno contribuito negli ultimi decenni ad incrementare il numero e la frequenza delle epidemie alimentari, congiuntamente all’insorgenza di patogeni emergenti, come nel caso di alcuni ceppi di Escherichia coli e del virus dell’epatite E. 

L’Autorità Europea di Sicurezza Alimentare (EFSA) riporta più di 5 mila epidemie alimentari per anno e classifica la campilobacteriosi (246.158 casi confermati) come la zoonosi più comune in Europa, alla quale seguono le tossinfezioni dovute a Salmonella (91.662), Yersinia (6.823), E. coli produttore della tossina Shiga (STEC) (6.073) e Listeria (2.480) [1].

A livello nazionale italiano, Salmonella, Clostridium perfrigens e Bacillus cereus sono i maggiori responsabili di tossinfezioni, mentre Clostridium botulinum e Stafilococcus aureus causano il maggior numero di intossicazioni alimentari dovute alle tossine da loro prodotte. Infatti, l’azione patogena può essere dovuta al microrganismo presente nell’alimento (infezione alimentare) oppure alle tossine prodotte da batteri patogeni (intossicazione alimentare).

Sebbene i batteri siano i responsabili della maggior parte delle malattie a trasmissione alimentare, anche parassiti e virus contribuiscono significativamente al numero totale dei casi.

La giardiasi e la toxoplasmosi sono malattie parassitarie trasmesse principalmente tramite l’acqua, con incidenze elevate negli Stati Uniti o in paesi in via di sviluppo [2, 3].

Fig. 2 - Parole chiave e concetti implicati nello studio dei virus a trasmissione alimentare

Virus patogeni a trasmissione alimentare: quali sono?

Non vi è dubbio che i virus trasmessi attraverso gli alimenti costituiscono un serio problema sanitario, visto che diversi virus patogeni per l’uomo possono contaminare gli alimenti ed essere la causa di diverse patologie, come la gastroenterite e la epatite.

La maggior parte dei virus patogeni trasmessi mediante gli alimenti sono virus enterici a trasmissione fecale-orale che si replicano nell’epitelio intestinale o in altri organi come il fegato, il miocardio o il sistema nervoso centrale. Nonostante queste differenze, gli individui infetti espellono i virus nelle feci che a loro volta costituiscono il veicolo di trasmissione della malattia quando contaminano acqua ed alimenti [4].

I norovirus costituiscono la causa più frequente di infezione gastrointestinale a livello globale, mentre il virus della epatite A (HAV) è l’agente comunemente responsabile delle epatiti. Recentemente l’ epatite E rappresenta una nuova minaccia a livello europeo dovuto alla trasmissione zoonotica associata al consumo di carne di maiale e cervidi.

I norovirus si considerano responsabili del 18% del totale delle infezioni diarreiche a livello globale con quasi 680 milioni di casi annui. Di questi, 120 milioni di casi sono dovuti alla trasmissione alimentare del virus [5]. Sebbene questi numeri costituiscano un problema da monitorare in termini di salute pubblica e sicurezza alimentare, normalmente i casi di infezione non sono associati a conseguenze cliniche importanti, tranne in casi eccezionali (pazienti immunocompromessi, ecc..), visto il carattere autolimitante dell’infezione con sintomi diarreici che terminano in 48-72 ore [6].

Diverso è il caso del HAV, che causa un’infezione del fegato che può, nei quadri clinici più severi, portare al decesso.  L’ Organizzazione mondiale della Salute (OMS), stima che l’HAV causa 14 milioni di casi e 28 mila morti annualmente. Bisogna specificare che il HAV è endemico in paesi in via di sviluppo causando infezioni asintomatiche nella popolazione con età inferiore ai sei anni. Nei paesi sviluppati, invece, l’esposizione avviene in età adulta e comporta un’infezione sintomatica particolarmente grave che per la popolazione maggiore dei sessanta anni è associata ad un elevato rischio.

La principale difficoltà nel controllo delle epidemie virali a trasmissione alimentare è associata alla capacità di identificare il patogeno, l’alimento contaminato e la fonte della contaminazione.

Considerato la minima dose infettiva, la complessità delle matrici alimentari e l’impossibilità di arricchire il campione per le analisi di laboratorio come avviene nel caso dei batteri, gli strumenti analitici a disposizione del microbiologo degli alimenti sono limitati e non sempre sufficientemente sensibili. Solo recentemente la pubblicazione della normativa ISO 15216 che stabilisce i criteri per l’analisi di virus enterici, norovirus e HAV, ha permesso di definire un approccio standardizzato per la diagnosi di virus in matrici alimentari ad elevato rischio basato sull’uso di tecniche molecolari.

Conclusioni

Sebbene si siano chiarite le vie di contaminazione di norovirus e del virus dell’epatite A e la loro prevalenza in matrici alimentari, ulteriori ricerche sono necessarie per valutare l’efficacia dei metodi di prevenzione e controllo. Inoltre, particolare attenzione bisogna porre a nuovi virus emergenti, come l’HEV, trasmessi per via zoonotica.

[1] EFSA. (2018). The European Union summary report on trends and sources of zoonoses, zoonotic agents and food-borne outbreaks in 2017. EFSA Journal, 16(12). https://doi.org/10.2903/j.efsa.2018.5500
[2] Goyal, S. M. (2006). No Title. Viruses in Foods.
[3] Jones, J. L., Parise, M. E., & Fiore, A. E. (2014). Neglected parasitic infections in the United States: Toxoplasmosis. American Journal of Tropical Medicine and Hygiene, Vol. 90, pp. 794–799. https://doi.org/10.4269/ajtmh.13-0722
[4] Schnell, K., Collier, S., Derado, G., Yoder, J., & Gargano, J. W. (2016, April 1). Giardiasis in the United States - An epidemiologic and geospatial analysis of county-level drinking water and sanitation data, 1993-2010. Journal of Water and Health, Vol. 14, pp. 267–279. https://doi.org/10.2166/wh.2015.283
[5] Lopman, B. A., Steele, D., Kirkwood, C. D., & Parashar, U. D. (2016, April 1). The Vast and Varied Global Burden of Norovirus: Prospects for Prevention and Control. PLoS Medicine, Vol. 13. https://doi.org/10.1371/journal.pmed.1001999
[6] Randazzo, W., D’Souza, D. H., & Sanchez, G. (2018). Norovirus: The Burden of the Unknown. In Advances in Food and Nutrition Research. https://doi.org/10.1016/bs.afnr.2018.02.005

Walter Randazzo

Walter Randazzo

Dottore in Microbiologia degli Alimenti e ricercatore presso l'Università di Valencia. La sua attività si centra sulla sicurezza microbiologica degli alimenti e sulla contaminazione ambientale, con particolare enfasi sui virus enterici umani. Nello specifico, si occupa di sviluppare metodi di identificazione di virus a trasmissione alimentare e della valutazione delle strategie di prevenzione e controllo lungo la catena alimentare.

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Gloria Sánchez

Gloria Sánchez

Dottore in Biologia e ricercatrice presso l'Instituto di Agroquímica y Tecnología de alimentos. Esperta di virus enterici a trasmissione alimentare e membro di panel europei e nazionali in temi di sicurezza alimentare e contaminazione microbica. La sua ricerca è dedicata allo studio di agenti patogeni di origine alimentare, principalmente norovirus e virus dell'epatite A ed E.

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A livello globale, le epidemie alimentarie associate a norovirus si stimano intorno ai _______  di casi

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Per la identificazione di norovirus in matrici alimentari solitamente si utilizzano?

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