Helicobacter pylori è un batterio gram negativo flagellato acido-tollerante, il cui habitat ideale è il muco gastrico situato nello stomaco umano.
La resistenza a pH compreso tra 1 e 2 gli è conferita dalla produzione dell'enzima ureasi che crea intorno al batterio un microambiente compatibile con la propria esistenza.
La presenza di questo enzima ha reso possibile la messa a punto del test del respiro, o UBT, secondo la dizione inglese. Al paziente viene somministrata urea marcata con l'isotopo 13C. Se il batterio è presente avviene la reazione, catalizzata dall'enzima ureasi, che porta alla scissione dell'urea-13C con la formazione di ammonio e 13CO2, ovvero anidride carbonica formata da ossigeno e l'isotopo 13C del carbonio. Se l'analisi del respiro del paziente rivela la presenza di 13CO2 il test è positivo.
La maggior parte delle persone ne è portatrice, ma un buon equilibrio fra potere patogeno del microrganismo e difese immunitarie del soggetto normalmente garantisce un'adeguata protezione; per questo motivo i soggetti con una marcata immunodeficienza sono particolarmente esposti a questo agente.
Il batterio vive soltanto in ambiente acido protetto da uno strato di muco; per questo motivo si trova solo nello stomaco. Una volta insediatosi nello stomaco, non fa altro che sottoporre la mucosa ai metaboliti tossici da esso prodotti. Il batterio può produrre sostanze che causano danni alle cellule e con il tempo possono sopraggiungere gastrite e ulcera.
Etimologia Al batterio fu inizialmente assegnato il nome di Campylobacter pyloridis, poi Campylobacter pylori, in seguito a una correzione nel nome, secondo la grammatica latina. Nel 1989, dopo il sequenziamento del DNA del batterio e altri studi riguardo alla sua morfologia, fu scoperto che esso non apparteneva al genere Campylobacter, bensì al genere Helicobacter. Questo nome deriva dal greco antico «έλιξ» (traslitterato «hělix»), letteralmente spirale.Henry George Liddell; Robert Scott, A Greek-English Lexicon. Oxford University Press, Abridgen Editions, 1980. ISBN 0-19-910207-4 L'epiteto pylōri significa invece «del piloro», o della valvola pilorica, organo che fa parte dell'apparato digerente e che è situato al primo posto tra gli organi che fanno parte del tragitto che va dallo stomaco al duodeno e che a sua volta deriva dalla parola in greco antico «πυλωρός», che significa «portinaio».
Storia Si deve la sua scoperta ai ricercatori australiani Robin Warren e Barry Marshall nel 1982. Avendo rinvenuto il batterio nelle feci di pazienti che soffrivano tra le altre cose anche di patologie dell'apparato digerente e in particolare dello stomaco, pensarono che il batterio potesse esserne la causa. All'epoca, si riteneva che lo stomaco fosse sterile e nessun batterio potesse vivervi a causa dell'ambiente troppo acido. I loro tentativi di trovare il batterio nello stomaco furono infruttuosi fino a quando dimenticarono nell'armadietto del loro laboratorio delle piastre contenenti succhi gastrici; dopo qualche giorno notarono la formazione di una patina sulla superficie delle piastre: erano colonie batteriche di Helicobacter pylori. M. J. Blaser, An Endangered Species in the Stomach. Scientific American, Chicago, 2005. PMID 15715390
I due ricercatori australiani non furono per la verità i primi a scoprire il batterio. Esso fu analizzato da diversi ricercatori nel XIX secolo; in particolare fu isolato nel 1893 da Giulio Bizzozero, un medico italiano che rilevò il batterio nello stomaco di cani. Giulio Bizzozero, Ueber die schlauchförmigen Drüsen des Magendarmkanals und die Beziehungen ihres Epitheles zu dem Oberflächenepithel der Schleimhaut. Archiv für mikroskopische Anatomie, Monaco di Baviera, 1983. Tuttavia non fu intuito il ruolo che esso potesse avere e si dovette aspettare quasi un secolo per capire di cosa il batterio "a virgola" fosse capace. J. W. Konturek, Discovery by Jaworski of Helicobacter pylori and its pathogenetic role in peptic ulcer, gastritis and gastric cancer. Physiol Pharmacol, New York, 2003. PMID 15075463.
L'articolo proposto da Marshall e Warren incontrava scetticismo e rimase in attesa di pubblicazione per mesi; la comunità scientifica riteneva che nessun microrganismo sarebbe sopravvissuto a lungo nell'ambiente acido che caratterizza lo stomaco. Alla fine del 1982 Marshall decise quindi di ingerire egli stesso una dose di H. pylori, che gli causò entro cinque giorni una gastrite e si supponeva quindi la fissazione del batterio nella parte in superficie del muco gastrico, soddisfacendo tre dei quattro postulati di Koch. Il quarto postulato fu soddisfatto da una endoscopia dieci giorni dopo l'ingerimento, con cui furono confermati segni di gastrite e la presenza dellH. pylori. Marshall fu inoltre capace di autocurarsi utilizzando una doppia terapia di quattordici giorni a base di bismuto e metronidazolo. Barry Marshall e Robin Warren provarono che questi antibiotici sono efficaci in molteplici casi di gastrite.
Nel 1994 i National Institutes of Health, che sono localizzati in diverse città degli Stati Uniti d'America, pubblicarono una dichiarazione che affermava che la maggior parte delle gastriti è causata dallH. pylori e raccomandava, in caso di infezione da questo batterio, l'utilizzo degli antibiotici precedentemente segnalati da Marshall e Warren. Fu inoltre provato che queste ulcere duodenali sono associate all'infezione da parte dellH. pylori. A. Pietroiusti; I. Luzzi; M. J. Gomez; A. Magrini; A. Bergamaschi; A. Forlini; A. Galante, Helicobacter pylori duodenal colonization is a strong risk factor for the development of duodenal ulcer. Roma, 2005. PMID 15801926
Nel 2005 Marshall e Warren ricevettero il Premio Nobel per la medicina proprio grazie alla scoperta dellH. pylori: oggi si stima infatti che circa il 90% delle ulcere duodenali e l'80% di quelle gastriche siano di origine infettiva.
Prima, il riconoscimento del ruolo del batterio nelle ulcere gastriche era solitamente legato a farmaci che però neutralizzavano l'acido gastrico o eliminavano le varie protezioni dello stomaco. Nonostante questi funzionassero bene, le ulcere riapparivano spesso. Una medicazione molto usata contro le gastriti e le ulcere peptiche è stato il subsalicilato di bismuto. Esso faceva spesso effetto, ma indipendentemente dal suo uso, la sua storia e i suoi meccanismi restavano un mistero. È abbastanza chiaro oggi che la reazione è dovuta al sale del bismuto che agisce come un antibiotico. Molte ulcere gastriche sono oggi trattate con antibiotici efficaci contro l'infezione da H. pylori.
Anche se lH. pylori resta il più importante e diffuso batterio che popola gli stomaci degli esseri umani, altre varianti del genere Helicobacter sono state identificate in altre specie: in altri mammiferi e negli uccelli (alcuni di questi infettano anche gli uomini). K. Mobley; L. T. Harry; L. George; J. Mendz; L. Stuart; H. Hazell, Helicobacter Pylori: Physiology and Genetics. ASM Press, 2001. ISBN 1-55581-213-9 Le specie Helicobacter hanno inoltre infettato il fegato di alcuni esseri viventi, soprattutto mammiferi, causando malattie e infezioni a questo organo.T. Starzyńska; P. Malfertheiner, Helicobacter and digestive malignancies. Helicobacter, 2005. PMID 16925609
Descrizione
LH. pylori è un batterio gram negativo dotato di flagelli per il movimento, lungo circa 3 micrometri e con un diametro medio di 0,5 micrometri. Esso possiede dai quattro ai sei flagelli (o ciglia). È un batterio microaerofilo, perciò per la sua sopravvivenza richiede dell'ossigeno, ma in piccole quantità. Produce un enzima idrogenasi che può essere usato per ottenere energia dall'ossidazione dell'idrogeno molecolare (H2) prodotto da altri batteri intestinali. Jonathan Olson; Robert Maier, Molecular Hydrogen as an energy source for Helicobacter pylori. Science 298.5599, New York, 2002. PMID 12459589 Risulta positivo nei test dell'ossigeno, della catalasi e dell'urea. È capace di formare biofilm e convertirsi dalla forma bacillare a quella coccoide, W. Y. Chan; P. K. Hui; K. M. Leung; J. Chow; F. Kwok; C. S. Ng, Coccoid forms of Helicobacter pylori in the human stomach. Am J Clin Pathol, 1994. PMID 7524304 entrambe le trasformazioni sono utili per la sua sopravvivenza e sono fattori dell'epidemiologia del batterio. La forma coccoide dell'organismo non è quella originale, anche se sono stati trovati alcuni esemplari di questo tipo negli Stati Uniti d'America. In questa forma lH. pylori è più abile ad aderire alle cellule gastriche.
LH. pylori possiede cinque maggiori famiglie di membrane proteiniche (OMP). Ognuna di esse ha una specifica funzione. Y. Yamaoka; R. A. Alm, Helicobacter pylori Outer Membrane Proteins, Helicobacter pylori: Molecular Genetics and Cellular Biology. Caister Academic Press, 2008. ISBN 978-1-904455-31-8 Tutte le specie enteroepatiche e gastriche degli Helicobacter sono dotate di flagelli che consentono a questi batteri il movimento. I tipi di filamento caratteristici sono formati da due piccoli flagelli colipomerizzati, chiamati dagli scienziati FlaA e FlaB. Il movimento tramite i flagelli è essenziale per le specie Helicobacter per colonizzarsi nel muco gastrico. S. Rust, Helicobacter Flagella, Motility and Chemotaxis, Helicobacter pylori: Molecular Genetics and Cellular Biology. Caister Academic Press, 2008. ISBN 978-1-904455-31-8
Habitat e diffusione
L'ambiente in cui lH. pylori trova le condizioni favorevoli per svolgere le funzioni vitali richiede un'atmosfera poco ossigenata, quindi questo batterio è definito microaerofilo. In condizioni ambientali sfavorevoli, come ad esempio in corso di incremento parziale della pressione di ossigeno, della temperatura o il contatto con farmaci inibitori della pompa protonica o antibiotici, il microrganismo trasforma il proprio aspetto da bacillare a coccoide, evento che ha causato molte controversie. A. Marais; L Monteiro; F. Mégraud, Microbiology of Helicobacter pylori. Current topics in Microbiology and Immunology, Gastroduodenal disease and Helicobacter pylori: pathophysiology, diagnosis and treatment. Westblom, 1999.
LH. pylori è particolarmente diffuso nei Paesi in cui gran parte della popolazione è sotto i sedici anni, come in Colombia e in Cina. In questi Stati il batterio colpisce molto facilmente i bambini.
La prevalenza dell'infezione da parte degli H. pylori, nella popolazione di etnia caucasoide degli Stati Uniti d'America e del Sudafrica, è spesso sovrapponibile a quella europea; K. Goodman; K. O'Rourke; R. Day; C. Wang; Z. Nurgalieva; C. Phillips; C. Aragaki; A. Campos; J. De La Rosa, Dynamics of Helicobacter pylori infection in a US-Mexico cohort during the first two years of life. Int. J Epidemiol, 2005. PMID 16076858 K. Goodman; M. Cockburn, The role of epidemiology in understanding the health effects of Helicobacter pylori. Epidemiology, 2001. PMID 11246592 differenti sono i dati inerenti agli altri gruppi etnici, che presentano valori di prevalenza doppi. J. E. Everhart; D. Kruszon-Moran; G. I. Perez-Perez; T. S. Tralka; G. McQuillan, Seroprevalence and ethnic differences in Helicobacter pylori infection among adults in the United States. J Infect Dis, 2000.
LH. pylori si insedia negli stomaci delle persone di età medio-anziana: si stima infatti che circa il 20% delle persone tra i quaranta e i sessanta anni sia infettato da questo batterio. In queste persone, con la presenza del microrganismo, producono ulcere gastriche e duodenali con associazione del 65%-100%Robbins e Cotran, Le basi patologiche delle malattie
Resistenza in habitat particolari