Il colera non è una malattia infettiva di classe A? Perché i casi all’Università di Wuhan non sono pericolosi?

Anche per lo stesso colera, alcuni ceppi potrebbero essere semplicemente un "lassativo", mentre altri ceppi potrebbero "attrarre milioni di fan". D'estate fa caldo e, con le temperature elevate nell'aria, ciò a cui dovremmo prestare attenzione è mantenerci idratati e prevenire la diarrea.

Scritto da Li Qingchao (Università Normale dello Shandong)

All'inizio di questa settimana, è stato reso noto online che uno studente dell'Università di Wuhan soffriva di diarrea infettiva e gli era stato diagnosticato il colera. Il colera, noto come il "re della diarrea", è la malattia più diffusa al mondo. È una delle uniche due malattie infettive di classe A tra quelle previste dalla legge nel mio Paese (l'altra è la peste) e fa rabbrividire la gente. Questa malattia diarroica acuta può portare alla morte nel giro di poche ore se non curata.

Il colera ha ucciso milioni di persone da quando, nel XIX secolo, si è diffuso in tutto il mondo partendo dal delta del Gange in India. Attualmente, il colera infetta ogni anno circa 1,3-4 milioni di persone in tutto il mondo, causando tra 21.000 e 143.000 decessi[1].

Figura 1: La peste è anche nota come Morte Nera, mentre il colera è anche noto come Morte Blu. I pazienti affetti da colera hanno la pelle grigio-bluastra a causa della grave disidratazione. [2]

Considerata la gravità del colera, perché la risposta ufficiale è stata così calma? Il governo ha revocato il blocco dei dormitori il 12 luglio[3]. Non avevano paura di un’epidemia? Tutto inizia con il Vibrio cholerae stesso.

Alla ricerca della fonte del caos: la scoperta del Vibrio cholerae

Il colera era documentato in sanscrito già nel V secolo a.C. Nel corso della storia, la gente è stata spesso avvolta dalla paura di questa piaga, ma si sa ancora poco sulle cause del colera. Fino alla metà del diciannovesimo secolo, durante la terza pandemia mondiale di colera, si credeva che il colera fosse causato dal "miasma", ovvero dall'aria cattiva.

Ora, questa teoria sembra certamente errata, ma è molto meglio della spiegazione della "possessione da parte di uno spirito maligno". La prima svolta storica nella comprensione del colera fu compiuta dal medico britannico John Snow (1813-1858). Dopo un'indagine approfondita sull'epidemia di colera a Londra, in Inghilterra, Snow identificò l'origine del colera nell'acqua.

Figura 2: John Snow e la mappa da lui utilizzata per la sua indagine del 1854. Le spesse linee nere nella figura a destra rappresentano i casi di colera, concentrati nei pressi di una pompa idrica. Fonte: Wikipedia

La ricerca di Snow confermò che l'epidemia di colera era causata da fonti d'acqua contaminate; Studi successivi scoprirono che il colera era una malattia trasmessa per via oro-fecale, e questa scoperta fornì una base teorica su come prevenirlo. Si può affermare che la ricerca di Snow abbia rappresentato un evento fondamentale nella storia della sanità pubblica; fu inoltre pioniera della ricerca epidemiologica. (Per maggiori dettagli, vedi "Ha utilizzato la matematica per predire l'origine delle epidemie, ed è stato finalmente riconosciuto dopo 30 anni di ingiustizie")

Qual è la causa del colera? Quasi contemporaneamente a Snow che conduceva la sua indagine epidemiologica, il medico italiano Filippo Pacini (1812-1883) eseguì autopsie sulle vittime del colera e trovò molti batteri a forma di virgola nelle loro feci e nella mucosa intestinale. Tuttavia, Pasini non riuscì a isolare con successo il batterio, né a dimostrare la relazione tra il nuovo batterio e il colera.

Trent'anni dopo, nel 1880, anche il biologo tedesco Robert Koch (1843-1901) scoprì questo batterio a forma di virgola mentre studiava il colera e ottenne una coltura pura (un terreno di coltura contenente un solo microrganismo) di questo batterio. Koch riteneva che questo fosse l'agente patogeno che causava il colera. Tuttavia, l'infezione degli animali con questo batterio a forma di virgola non causava una malattia simile al colera. I suoi tentativi di dimostrare la relazione tra batteri e malattie attraverso i "postulati di Koch" da lui creati fallirono!

In seguito si ipotizzò che ciò potesse essere dovuto al fatto che gli animali da esperimento utilizzati all'epoca avevano già sviluppato l'immunità ai batteri simili a virgole.

Figura 3: Filippo Pasini (a sinistra) e Koch (al centro), gli scopritori del Vibrio cholerae. Il primo era più di 30 anni prima del secondo e il nome definitivo di "Vibrio cholerae" è stato determinato sulla base del primo. Il Vibrio cholerae (a destra) assomiglia a una virgola con una lunga coda. Fonte: Wikipedia

Il Vibrio cholerae è un batterio Gram-negativo altamente mobile, a forma di virgola, lungo 1,3 micron e con un diametro di 0,3 micron. La sua velocità media di nuoto raggiunge i 75,4 micron al secondo, il che equivale a un atleta alto 1,8 metri che corre per più di 100 metri al secondo (calcolati in proporzione alla lunghezza del corpo).

Il colera è causato dal batterio Vibrio cholerae. In realtà, la maggior parte delle persone infette da Vibrio cholerae è asintomatica o presenta solo sintomi lievi, e solo i due sierotipi di Vibrio cholerae, O1 e O139, possono causare epidemie su larga scala. Pertanto, non c'è motivo di farsi prendere dal panico quando si sente la parola "colera", ma è opportuno considerare la virulenza del batterio.

Rapporto sulla gestione di un caso di colera all'Università di Wuhan La tossina del colera: l'arma mortale del terrorista

La virulenza si riferisce alla capacità di un agente patogeno di causare danni all'ospite, ovvero alla sua patogenicità. I batteri possono causare malattie attraverso cinque metodi: adesione (legame alla superficie dell'ospite o delle cellule), colonizzazione (riproduzione in una posizione specifica), invasione (ingresso nel corpo o nelle cellule), immunosoppressione (inibizione della capacità del sistema immunitario dell'ospite di autoeliminarsi) e tossine (sostanze tossiche).

Figura 4: Processi di base attraverso i quali i batteri causano malattie nei loro ospiti. Qualsiasi fattore che aiuti i batteri a completare il processo sopra descritto può essere definito fattore di virulenza. [4]

I casi gravi e mortali di colera producono feci molto liquide simili ad "acqua di riso" sotto forma di diarrea; I pazienti affetti da colera non trattati possono produrre da 10 a 20 litri di feci simili a acqua di riso al giorno. A questo ritmo, un uomo di 80 kg perderà tutti i suoi liquidi in quattro o cinque giorni. Cosa rende il colera altamente patogeno così virulento?

Figura 5: Per lo stesso colera, alcuni ceppi potrebbero essere semplicemente un "lassativo", mentre altri ceppi possono "attrarre milioni di fan". Fonte dell'immagine: Copertina della rivista francese Le Petti Journal del 1912.

Questo problema non venne risolto fino alla metà del XX secolo dallo scienziato indiano Sambhu Nath De (1915-1985): egli scoprì la tossina del colera (CTX). Sambhu Nath De ha creato un modello animale per studiare la diarrea utilizzando la legatura dell'ansa ileale eseguita sui conigli. In breve, il metodo consiste nel trovare un lungo ileo in un coniglio che ha digiunato e svuotato l'intestino, quindi utilizzare diverse anse ileali per legare l'ileo, dividendo l'ileo del coniglio in diversi segmenti non collegati e iniettando batteri che potrebbero causare diarrea in ciascun segmento ileale separato. Se questo batterio può causare diarrea, la parete intestinale rilascerà una grande quantità di liquido nella cavità ileale; questi fluidi si accumuleranno nei corrispondenti segmenti ileali a causa dell'ostruzione delle anse ileali. In questo modo è possibile rilevare la capacità dei batteri di causare diarrea confrontando la quantità di liquido accumulato. Inoltre, ha iniettato il surnatante della coltura di Vibrio cholerae (il liquido dopo la rimozione dei batteri) nel modello di legatura dell'ansa ileale del coniglio e ha scoperto che anche il liquido privo di Vibrio cholerae poteva causare grave diarrea.

Questo esperimento ha dimostrato che il Vibrio cholerae può rilasciare determinate sostanze che causano una grave diarrea. Questa sostanza è la tossina del colera (CTX). Studi successivi hanno dimostrato che la tossina del colera è una proteina. La tossina del colera può essere utilizzata come antigene per creare vaccini volti a prevenire il colera. L'uso della tossina colerica come vaccino dimostra anche che il principale fattore di virulenza del colera è la tossina colerica. Finché la tossina del colera può essere neutralizzata, sarà difficile per il Vibrio cholerae provocare malattie gravi.

Figura 6: La struttura della tossina del colera analizzata dallo scienziato indiano Sambhana e successivamente

La tossina del colera è un esamero composto da una subunità enzimatica A e cinque subunità leganti il ​​recettore B, che possono essere scritte come AB5. La parte A è la "maggiore fonte di caos", mentre B funge da "guida" per consentire ad A di entrare nella cellula. La subunità B di legame del recettore può aprire la porta per entrare nella cellula legandosi ai componenti sulla superficie delle cellule intestinali umane (principalmente gangliosidi, ma sono possibili anche altri glicani). Una volta che la tossina del colera entra nella cellula, la subunità A dell'enzima inizia a scatenare il caos. In parole povere, la subunità A dell'enzima può causare un forte aumento del livello di molecole di segnalazione allo stato stazionario nella cellula (legandosi ad Arf6, che alla fine fa sì che l'adenilato ciclasi continui a lavorare e produca una grande quantità di cAMP), facendo così sì che i canali ionici del cloruro sulla superficie cellulare "rilascino cloruro" senza limiti (sotto la stimolazione del percorso di segnalazione cAMP, il canale ionico del cloruro CFTR viene attivato in modo anomalo). La normale differenza nei livelli di ioni all'interno e all'esterno della membrana cellulare viene interrotta. Mentre all'esterno delle cellule vengono rilasciati troppi ioni cloruro, anche gli ioni acqua, potassio e sodio vengono costretti a essere secreti nell'intestino, causando una grande perdita di acqua e di ioni di sale inorganici. In poche parole, la tossina del colera può insinuarsi nelle cellule intestinali, aprire la valvola e causare diarrea e perdita dell'anima.

Ironicamente, il Vibrio cholerae è benedetto dalla tossina del colera non perché sia ​​favorito da Dio, ma perché è "malato". Si è scoperto che il gene che codifica la tossina del colera CTX non appartiene al colera, bensì al batteriofago CTXφ. I batteriofagi, come ben sai, sono i nemici naturali dei batteri.

Il fago CTXφ è stato scoperto per la prima volta nel 1996 ed è un fago lisogeno filamentoso a singolo filamento di DNA in grado di infettare Vibrio cholerae. La cosiddetta lisogenicità significa che dopo che il fago infetta i batteri, non ne provoca la lisi, ma entra invece in uno stato di trasporto del fago. In questo modo il Vibrio cholerae ha ottenuto il gene che codifica la tossina del colera. Questo è davvero un caso di "non abbiamo pistole o cannoni, quindi il nemico li costruirà per noi". Ciò che è ancora più sorprendente è che i batteriofagi trasportati dal Vibrio cholerae possono anche rilasciare batteriofagi, consentendo ad altri Vibrio cholerae di essere infettati dai batteriofagi e di acquisire la capacità di produrre tossine del colera. Il Vibrio cholerae infettato dal batteriofago CTXφ è come un terrorista che si è impossessato di un'arma potente. La sua efficacia in combattimento aumenta istantaneamente e le persone infette dal Vibrio cholerae portatore del batteriofago CTXφ ne soffriranno.

Figura 7: Il fago CTXφ infetta il Vibrio cholerae e gli consente di secernere la tossina del colera. Il Vibrio cholerae, che non è altamente tossico (in alto a sinistra), acquisisce il gene CTX dopo essere stato infettato dal fago CTXφ (la sottile linea rossa nel cerchio in alto a sinistra), riuscendo così a esprimere la tossina del colera (in basso a sinistra) e avendo una maggiore capacità di infettare e causare malattie. [5]

A questo punto, tutti dovrebbero capire che, sebbene i casi di colera scoperti all'Università di Wuhan li abbiano infettati con il Vibrio cholerae, un sierotipo che può causare epidemie su larga scala, non trasporta la tossina del colera, quindi la sua pericolosità e i suoi danni sono limitati. Ciò a cui dovremmo prestare davvero attenzione è il sintomo stesso della diarrea.

Un eroe non è all'altezza di tre boccate di urina

Di cosa ha paura un eroe? Un brav'uomo ha paura di un soldo, di due pugni, di tre bolle e di quattro mani. Il terzo tipo di diarrea è la “diarrea”, una malattia molto comune. Ogni anno nel mondo si registrano circa 170 milioni-5 miliardi di casi di diarrea[6] ed è particolarmente comune nei paesi in via di sviluppo. La diarrea non è un problema da poco. Ogni anno 1,6 milioni di persone muoiono di diarrea grave (dati del 2017)[7]. Se un uomo coraggioso non riesce a sconfiggerlo, è naturale che il bambino non possa sopportarlo. La diarrea è una grave minaccia per la salute dei neonati e dei bambini piccoli e la seconda causa di mortalità infantile nel mondo, causando la morte di oltre 500.000 bambini di età inferiore ai cinque anni ogni anno[8].

La definizione rigorosa di diarrea si riferisce ad almeno tre evacuazioni di feci liquide o acquose al giorno (è normale che i bambini allattati esclusivamente al seno o con latte artificiale abbiano feci molli e non formate, ma senza acqua). In base ai diversi sintomi clinici, si può suddividere in tre categorie: tra queste, la diarrea acquosa che dura diverse ore o giorni è chiamata diarrea acquosa acuta, come il colera; la diarrea acuta con sangue è chiamata diarrea acuta sanguinolenta, nota anche come dissenteria; la diarrea che dura 14 giorni o più è detta diarrea persistente. La causa principale dei danni causati dalla diarrea è lo squilibrio elettrolitico e la disidratazione causati dalla perdita di grandi quantità di acqua in un breve lasso di tempo, il che è molto pericoloso; Il problema principale causato dalla diarrea cronica è la perdita di nutrienti, che può causare malnutrizione e ritardo dello sviluppo.

Suggerimenti: Disidratazione

La disidratazione è una condizione in cui il corpo umano perde una quantità eccessiva di acqua. Il corpo umano può tollerare una perdita di acqua del 3-5% (disidratazione lieve), ma più del 5% può causare affaticamento e vertigini (disidratazione moderata), più del 10% può causare grave disagio (disidratazione grave) e una perdita di acqua superiore al 15%-25% può essere pericolosa per la vita[9]. Ci sono molte cause di disidratazione, come il caldo, l'esercizio fisico eccessivo che porta a sudorazione e disidratazione, vomito e diarrea che causano perdita di liquidi e disidratazione, diuretici, effetti di farmaci ed effetti di malattie, ecc. I principali segni di disidratazione includono mal di testa, affaticamento, malessere generale, irritabilità, oliguria, ecc. In caso di disidratazione grave, si possono osservare occhi infossati, perdita di lacrime, oliguria, scarsa elasticità della pelle e persino perdita di coscienza.

Figura 8: Segni di disidratazione nei neonati. I neonati spesso si disidratano a causa della diarrea. Se si verifica la situazione sopra descritta, è necessario rifornirli di acqua o sottoporli a trattamento in tempo. [10]

In caso di sudorazione eccessiva, vomito, diarrea o altre perdite di acqua, è opportuno bere immediatamente acqua. Nei casi più gravi, è necessario ricorrere alla reidratazione elettrolitica orale o all'infusione endovenosa per reintegrare i liquidi corporei. Vorrei qui ricordare in particolare ai nostri amici anziani che il loro senso della sete si indebolisce con l'età, per cui dovrebbero sviluppare l'abitudine di bere acqua anche se non hanno sete.

Figura 9: Come valutare se il corpo è disidratato in base al colore dell'urina. [11]

Le cause della diarrea sono molteplici, i fattori principali sono i seguenti:

Infettare. Le infezioni virali, batteriche o parassitarie possono causare diarrea. La diarrea causata da un'infezione è chiamata gastroenterite. Tra questi, i patogeni più comuni della diarrea virale sono il rotavirus, l'adenovirus e il norovirus, mentre i patogeni comuni della diarrea batterica includono Vibrio cholerae, Shigella, Salmonella, Escherichia coli patogeno, ecc. I principali fattori di rischio per le infezioni diarroiche includono cibo e acqua non puliti, scarsa igiene e abitudini di igiene personale.

Cattivo stato nutrizionale. Un'alimentazione adeguata è molto importante per la salute e la prevenzione delle malattie, soprattutto per i neonati e i bambini piccoli, il cui sistema immunitario non è ancora completamente sviluppato. In condizioni di malnutrizione, lo sviluppo del sistema immunitario umano è stentato, la capacità di resistere alle malattie è bassa e l'organismo è suscettibile alle infezioni, che causano diarrea. La diarrea, a sua volta, provoca la perdita di nutrienti, creando così un circolo vizioso. Tra queste, la carenza di zinco e vitamina A è strettamente correlata alla frequente comparsa di diarrea.

L'arretratezza economica è una fonte importante delle ragioni sopra menzionate. I decessi causati dalla diarrea si verificano principalmente nelle aree economicamente sottosviluppate, come l'Africa subsahariana, l'Asia meridionale e il Sud-est asiatico. La morbilità e la mortalità dovute alla diarrea possono essere ridotte migliorando le condizioni igieniche e nutrizionali grazie allo sviluppo socioeconomico.

Dopo la fondazione della Nuova Cina, la prevenzione e il controllo del colera si sono rivelati molto efficaci. Non c'è motivo di farsi prendere dal panico per i casi di colera. Ciò che dovremmo tenere a mente è di prestare attenzione all'igiene alimentare e idrica e di mantenerci idratati (soprattutto con il caldo attuale).

Riassumere:

Esistono molti sierotipi di Vibrio cholerae, ma solo O1 e O139 hanno il potenziale per causare una pandemia.

In genere, solo il Vibrio cholerae, portatore della tossina del colera, può causare diarrea mortale.

La diarrea è pericolosa perché, se grave, può causare disidratazione fatale.

Individuare la disidratazione e reidratarla tempestivamente può ridurre notevolmente gli effetti potenzialmente letali della diarrea.

Riferimenti

[1] https://www.who.int/zh/news-room/fact-sheets/detail/cholera

[2] The Sick Rose: la malattia e l'arte dell'illustrazione medica, di Richard Barnett

[3] http://news.hnr.cn/shxw/article/1/1546995940000223234

[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Dehydration

[5] https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/CTX%CF%86_Bacteriofage

[6] https://en.wikipedia.org/wiki/Diarrea

[7] https://ourworldindata.org/diarrheal-diseases

[8] https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/diarrhoeal-disease

[9] https://medical-dictionary.thefreedictionary.com/dehydration

[10] Miller-Keane Encyclopedia and Dictionary of Medicine, Nursing, and Allied Health, settima edizione. 2003

[11] https://en.wikipedia.org/wiki/Dehydration

Prodotto da: Science Popularization China-Starry Sky Project

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