sabato 23 aprile 2011

Il rame… chi l’avrebbe detto?

Il Giornale OnlineAlla fine della lunga giornata di lavoro il Professor Hans Barlocher lasciò l’Ospedale. All’aperto, respirò a pieni polmoni la fresca aria della primavera; poi portò al naso la mano destra, e sentì il lieve inconfondibile odore del rame: che lo rassicurò di non aver raccolto alcun batterio passando attraverso le varie porte sino all’uscita. Infatti, tutte le porte del suo Ospedale erano state, da qualche settimana, fornite di maniglie di rame. E lo stesso era stato fatto con I numerosi oggetti d’acciaio inossidabile in uso nell’ Ospedale, dai vassoi per il cibo, alle reti dei letti, agli arredi dei bagni, inclusi, nel caso dei bagni , i sedili dei water-s. E finalmente, dopo anni di costante aumento, le infezioni ospedaliere erano in deciso calo. Il professor Barlocher era quindi giustamente soddisfatto, dato che sapeva che le infezioni ospedaliere, nonostante le attrezzature moderne, e la grande attenzione all’igiene, sono invece in costante aumento in tutto il mondo: l’ultimo rapporto di sorveglianza della Comunità Europea registra ben 3 milioni di infezioni ospedaliere, causa di circa 50.000 morti. Sono infezioni spesso causate da batteri molto resistenti agli antibiotici, quale lo stafilococco aureo resistente alla meticillina (MRSA). Gli MRSA si possono facilmente trovare su molte superfici, e negli ospedali sono particolarmente abbondanti su oggetti che sono frequentemente toccati, quali le tastiere dei computers, le penne, le superfici dei tavoli e delle scrivanie, ma anche le reti dei letti: uno studio recente ha scoperto che ben il 52% dei telefonini è contaminato dagli MRSA! Anche se non è dimostrato in modo conclusivo che i pazienti ospedalieri vengano sempre e solo infettati dalle superfici contaminate, è comunque evidente che queste superfici sono una importante riserva di MRSA e altri batteri potenzialmente infettanti.

Il fatto che negli ospedali, nonostante le più scrupolose regole igieniche, vi sia un significativo rischio di contrarre un’infezione mortale è ovviamente preoccupante e richiede interventi urgenti. Ma che cosa si può fare, oltre che applicare in modo scrupoloso le regole igieniche? E, per tornare al professor Barlocher, può il rame aiutarci a risolvere il problema? Be’, pare proprio di sì. L’impiego del rame in medicina risale di fatto a tempi molto antichi: risale al tempo degli Egizi. Circa 45 secoli fa il papiro Smith ne descriveva l’impiego per sterilizzare le ferite, e anche l’acqua potabile. I Greci, i Romani, e su su sino agli Aztechi prescrivevano il rame e i suoi composti per il trattamento di bruciature, delle parassitosi intestinali, delle infezioni dell’orecchio e, in modo generale, per l’igiene personale. L’interesse per l’uso del rame in medicina ha poi ricevuto un forte impulso durante l’epidemia parigina di colera del 1832 e degli anni successivi: si era infatti notato che i lavoratori del rame erano praticamente immuni dall’infezione. E così nell’800 e nei primi decenni del 900 l’uso del rame si estese al trattamento delle più varie infezioni, dalle adeniti, agli eczemi, all’impetigine, alle neuriti facciali , sino alla sifilide e alla tubercolosi. Poi, con l’avvento degli antibiotici, e con il loro trionfale uso nel trattamento delle infezioni, per il rame incominciò il periodo dell’oblio. Ma gli antibiotici, come si è dovuto presto scoprire, sviluppano purtroppo specie batteriche resistenti, MRSA compresi: il fenomeno della resistenza agli antibiotici ha ora assunto dimensioni preoccupanti, e ha aperto la strada alla ricerca di presidi antibatterici alternativi. E così il rame sta ora tornando alla ribalta. Studi recenti hanno infatti dimostrato che il rame, e le leghe metalliche che lo contengono, rapidamente sopprimono batteri, lieviti, e virus depositati sulla loro superficie. E questo ha promosso l’introduzione negli ospedali di rame, ottone, bronzo e altre leghe ricche di rame per creare superfici antimicrobiche. L’uccisione per contatto sulle superfici che contengono rame è molto rapida e completa: in un minuto vengono uccisi da 10 a 100 milioni di batteri, e in generale anche dopo prolungata incubazione su queste superfici non si ritrovano più batteri vitali. Il contrasto con le superfici di acciaio inossidabile è veramente clamoroso. Su queste superfici di impeccabile pulizia apparente i microbi sopravvivono per giorni o addirittura settimane: si annidano nei graffi microscopici del metallo (vedi la figura 1), e non vengono affatto rimossi dalle normali operazioni di pulitura.

Figura 1 | Batteri in una riga su una superficie di acciaio.


L’attività antimicrobica del rame è stata così recentemente registrata dall’Agenzia per la Protezione dell’Ambiente degli Stati Uniti come la prima derivante da un materiale solido (http://www.antimicrobialcopper.com). Il rame e le sue leghe possono quindi divenire un presidio aggiuntivo standard alle normali pratiche igieniche degli ospedali. Già in molti ospedali di tutto il mondo si sta ora valutando l’uso del rame nelle superfici di contatto come, appunto, gli arredamenti dei bagni, i sedili dei water-s, le reti dei letti, per cercare di limitare le infezioni ospedaliere.

Ma qual è il meccanismo dell’azione antimicrobica del rame? Si è scoperto che il contatto del batterio con la superficie porta alla rottura della sua membrana, però con un meccanismo ancora sconosciuto. Ne risulta la perdita di materiali cellulari, e la penetrazione di grandi quantità di ioni rame sciolto dalla superficie dentro alla cellula batterica. Qui gli ioni rame reagiscono con l’ossigeno, dando origine alle cosiddette «specie reattive dell’ossigeno» (ROS). Queste sono radicali liberi, che reagiscono facilmente con componenti cellulari, danneggiandoli: alla fine, il DNA del batterio viene degradato a piccoli frammenti che escono dalla cellula. Non tutto in questa sequenza di eventi è stato ancora chiarito, ma è evidente che, in un modo o nell’altro, il rame finisce per sopprimere il batterio (vedi la figura 2).

Figura 2 | Rappresentazione schematica dell'uccisione per contatto. Gli ioni di rame emessi dalla superficie dell'oggetto in rame causano un danno alla cellula (A), le rotture della membrana cellulare determinano la dispersione del contenuto cellulare (B), gli ioni di rame determinano la generazione di radicali tossici che causano ulteriori danni (C) e la distruzione del DNA (D).


Ma se il rame è così deleterio per le cellule batteriche, non lo sarà anche per le nostre cellule? No, non lo è, perché non viene assorbito attraverso la pelle, cosicché il contatto con il rame, l’ottone, o il bronzo non ci espone ad alcun rischio, anche se il contatto della pelle con il rame dà origine al caratteristico odore che aveva tanto rassicurato il professor Barlocher. L’odore origina da tracce di aldeidi che si formano quando il rame viene in contatto con la nostra pelle: per ragioni che non sono note il nostro naso è squisitamente sensibile a queste aldeidi, che sono per noi del tutto innocue. E’ però importante ricordare a questo punto che il rame è per il nostro organismo un elemento traccia essenziale, sicché per noi il rischio, semmai, sarebbe di assumerne troppo poco: anche se tutti gli alimenti contengono rame, quelli che ne sono particolarmente ricchi, come il fegato, i crostacei e molluschi, o le noci non sono infatti necessariamente parte della nostra dieta normale. E anche nell’acqua potabile il contenuto in rame è molto variabile, da tracce a malapena misurabili a più di un milligrammo per litro. Sfortunatamente, non esistono metodi che ci dicano se assumiamo troppo, o troppo poco, rame, ma la grande maggioranza degli specialisti sono dell’opinione che non se ne assuma troppo con la normale alimentazione. Occorre però ricordare che una ditta statunitense ha suggerito che il rame nell’acqua potabile (definito come «rame libero pericoloso») possa essere un fattore di rischio per lo sviluppo della malattia di Alzheimer. Si tratta di un punto di vista estremo che non è peraltro sostenuto da dati conclusivi (vedi ).

E’ pensabile che si possano sviluppare super-batteri resistenti all’uccisione per contatto? O che vi siano specie batteriche naturalmente resistenti al rame? Batteri vitali si possono isolare da superfici contenenti rame, e uno studio recente ne ha di fatto isolati da monete di rame europee: ma quando questi batteri venivano esposti al rame, ne erano regolarmente uccisi. Apparentemente, quindi, la loro sopravvivenza su superfici di rame era consentita da microplacche di sporcizia in cui essi si annidavano: il che pone naturalmente l’accento sulla necessità della più rigorosa pulizia delle superfici, anche se sono di rame. Di fatto, nessun super-batterio resistente al rame è stato sinora isolato. Ma potrebbe emergere in futuro? Sembra molto improbabile: il materiale genetico del batterio viene completamente degradato nell’uccisione per contatto, e si impedisce così il trasferimento di un possibile gene della resistenza ad altri organismi. Inoltre, l’uccisione è molto rapida, e i batteri non si moltiplicano sulle superfici di rame, il che rende impossibile lo sviluppo della resistenza. E si può anche osservare che il rame e le sue leghe sono state usate dall’umanità per millenni, senza che si siano sviluppate specie resistenti. Sembra quindi chiaro che le superfici contenente rame siano un nuovo benvenuto presidio nella lotta contro le infezioni ospedaliere. Naturalmente, come appena detto, l’uso del rame va accoppiato alle regole di rigorosa igiene che sono normalmente in uso: il rame da solo non le può sostituire. In teoria, altri mezzi di prevenzione si potrebbero anche considerare, quali lo screening di pazienti e del personale per gli MRSA, o la quarantena per i nuovi pazienti. Tutti mezzi di prevenzione benvenuti, ma sarebbero di gran lunga più costosi del rame.

Marc Solioz
Biochimica, Università di Berna


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