Batteri gram negativi: guida per il Concorso SSM
6 Ottobre 2026 · Mario Lomele
I batteri Gram negativi rappresentano oggi il fronte più delicato della microbiologia clinica: comprendono enterobatteri, non fermentanti e cocchi come la neisseria, e sono responsabili di gran parte delle infezioni urinarie, addominali, delle polmoniti nosocomiali e delle sepsi ospedaliere. La loro parete, protetta da una membrana esterna, li rende naturalmente meno permeabili a molti farmaci e facilita lo sviluppo di resistenze complesse. Per il Concorso SSM servono una classificazione chiara, la conoscenza dei principali meccanismi di resistenza e la capacità di tradurli in una scelta terapeutica ragionata.
Che cosa sono i batteri gram negativi
Si definiscono batteri Gram negativi i microrganismi che, alla colorazione di Gram, perdono il complesso cristalvioletto-iodio durante la decolorazione e assumono il colore rosso-rosa del colorante di contrasto, la safranina o la fucsina. La ragione è nella struttura: il peptidoglicano è sottile e si trova nello spazio periplasmico, compreso fra la membrana citoplasmatica e una membrana esterna. L’alcol scioglie i lipidi della membrana esterna e il colorante primario viene lavato via.
La membrana esterna è la chiave per capire tutto il resto. Il suo foglietto esterno contiene il lipopolisaccaride (LPS), la cui componente lipidica, il lipide A, è l’endotossina responsabile della febbre, dell’attivazione della cascata infiammatoria e, nei casi gravi, dello shock settico. Nella membrana si aprono canali proteici, le porine, che regolano l’ingresso delle molecole idrofile, antibiotici compresi. Nello spazio periplasmico si accumulano enzimi come le beta-lattamasi, in posizione ideale per inattivare il farmaco prima che raggiunga le PBP.
Principi di patogenicità
Oltre all’endotossina, i Gram negativi dispongono di fimbrie e adesine che consentono l’adesione all’urotelio e alle mucose, di capsule che ostacolano la fagocitosi, di sistemi di secrezione con cui iniettano proteine effettrici nelle cellule ospiti e, in alcune specie, di esotossine specifiche, come la tossina colerica o le tossine Shiga. Molti sono commensali dell’intestino e diventano patogeni quando raggiungono sedi normalmente sterili, mentre altri, come i non fermentanti, vivono nell’ambiente umido e colonizzano pazienti fragili e dispositivi medici. La capacità di formare biofilm su cateteri, tubi endotracheali e protesi spiega la persistenza di molte infezioni ospedaliere.
Classificazione dei batteri gram negativi
Dal punto di vista pratico i batteri Gram negativi si dividono in cocchi e bacilli, e i bacilli in fermentanti e non fermentanti.
Cocchi Gram negativi
Il gruppo comprende le neisserie, diplococchi a chicco di caffè, e Moraxella catarrhalis. La neisseria meningitidis è causa di meningite e sepsi fulminante con porpora, mentre N. gonorrhoeae causa uretrite, cervicite e infezioni disseminate. Moraxella è un agente frequente di otite media, sinusite e riacutizzazioni di BPCO.
Enterobatteri
Sono bacilli fermentanti il glucosio, ossidasi negativi, che comprendono escherichia coli, klebsiella, Proteus, Enterobacter, Serratia, Citrobacter, Salmonella, Shigella e Yersinia. E. coli è il principale agente delle infezioni delle vie urinarie e delle batteriemie a partenza addominale, Klebsiella delle polmoniti e delle infezioni nosocomiali con ceppi multiresistenti, Proteus dei calcoli di struvita grazie all’ureasi.
Non fermentanti
Comprendono pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, Stenotrophomonas maltophilia e Burkholderia. Sono microrganismi tipicamente ambientali e ospedalieri, con resistenze intrinseche ampie e grande capacità di acquisirne di nuove.
Altri Gram negativi di interesse clinico
Fanno parte del gruppo anche Haemophilus influenzae, Legionella, Bordetella pertussis, Campylobacter, Helicobacter pylori, Brucella e gli anaerobi come Bacteroides fragilis, importanti nelle infezioni addominali e negli ascessi.
| Gruppo | Esempi | Contesti tipici |
|---|---|---|
| Cocchi | Neisseria, Moraxella | Meningite, malattie sessualmente trasmesse, vie respiratorie |
| Enterobatteri | E. coli, Klebsiella, Proteus, Enterobacter | Vie urinarie, addome, batteriemie, polmoniti |
| Non fermentanti | Pseudomonas, Acinetobacter, Stenotrophomonas | Infezioni nosocomiali, ventilazione meccanica, fibrosi cistica |
| Anaerobi | Bacteroides fragilis | Ascessi, peritoniti |
Meccanismi di resistenza nei Gram negativi
Nei Gram negativi la resistenza nasce dalla combinazione di più meccanismi. Il primo è enzimatico: le beta-lattamasi idrolizzano l’anello beta-lattamico. Si va dalle penicillinasi semplici alle beta-lattamasi a spettro esteso (ESBL), che inattivano anche le cefalosporine di terza generazione, fino alle AmpC, spesso inducibili in Enterobacter, Citrobacter e Serratia, e alle carbapenemasi, che compromettono anche i carbapenemi. A queste si aggiungono gli enzimi che modificano gli aminoglicosidi.
Il secondo meccanismo è la ridotta permeabilità per perdita o alterazione delle porine, tipica di Pseudomonas per i carbapenemi. Il terzo sono le pompe di efflusso, che espellono attivamente molte classi di farmaci. Il quarto è la modificazione del bersaglio, come le mutazioni delle topoisomerasi che conferiscono resistenza ai chinoloni o le alterazioni del lipide A che riducono l’attività della colistina. Molti di questi geni si trovano su plasmidi e trasposoni, trasferibili fra specie diverse: questo spiega la rapidità con cui i ceppi multiresistenti si diffondono negli ospedali.
Diagnosi di laboratorio
La diagnosi parte da campioni corretti: urinocoltura da mitto intermedio o da catetere appena sostituito, emocolture in più set prima della terapia, campioni respiratori profondi nei pazienti ventilati, liquidi e materiali chirurgici nelle infezioni addominali. La colorazione di Gram del campione mostra bacilli o cocchi rosa e orienta subito la terapia empirica. In coltura, i terreni selettivi e differenziali permettono di distinguere i fermentanti del lattosio, e il test dell’ossidasi separa gli enterobatteri (negativi) da Pseudomonas e altri non fermentanti (positivi).
L’identificazione di specie è oggi affidata soprattutto alla spettrometria di massa, mentre la sensibilità agli antibiotici si valuta con l’antibiogramma, interpretato secondo i breakpoint clinici. Test fenotipici e molecolari dedicati consentono di riconoscere la produzione di ESBL e di carbapenemasi e, in molti laboratori, di identificare il tipo di enzima, informazione che guida la scelta fra le nuove associazioni con inibitori delle beta-lattamasi.
Implicazioni terapeutiche per classi di antibiotici
La terapia empirica dei batteri Gram negativi dipende dalla sede, dalla gravità e dal rischio di resistenze, mentre quella mirata si basa sull’antibiogramma. Fra le classi di antibiotici, gli antibiotici beta-lattamici restano centrali: aminopenicilline associate a inibitori, cefalosporine di terza generazione per enterobatteri sensibili, piperacillina-tazobactam, ceftazidima e cefepime per lo spettro antipseudomonas, carbapenemi per le infezioni gravi da produttori di ESBL. Le nuove associazioni di cefalosporine o carbapenemi con inibitori delle beta-lattamasi sono riservate ai ceppi multiresistenti e vanno scelte in base al tipo di enzima.
I chinoloni hanno buona attività su enterobatteri e, la ciprofloxacina e la levofloxacina, su Pseudomonas, ma il loro uso va limitato per gli effetti avversi e per la rapida selezione di resistenze. Gli aminoglicosidi sono utili in associazione nelle infezioni gravi e nelle infezioni urinarie. La colistina, vecchio farmaco tornato in uso, è riservata ai ceppi resistenti a quasi tutto, con attenzione alla nefrotossicità. Va ricordato che i glicopeptidi non attraversano la membrana esterna e sono quindi inattivi sui Gram negativi, così come la penicillina G sugli enterobatteri. Per gli anaerobi addominali sono attivi metronidazolo, carbapenemi e piperacillina-tazobactam.
Prevenzione e controllo delle infezioni
Enterobatteri produttori di ESBL o di carbapenemasi, Acinetobacter e Pseudomonas multiresistenti sono protagonisti delle infezioni correlate all’assistenza. La prevenzione si basa sull’igiene delle mani, sulle precauzioni da contatto per i pazienti colonizzati o infetti, sullo screening attivo dei portatori nei reparti a rischio, sulla pulizia e disinfezione dell’ambiente, in particolare delle superfici umide e dei lavandini, e sui bundle per la prevenzione delle infezioni da catetere vescicale, da catetere venoso centrale e della polmonite associata a ventilazione. Il controllo delle prescrizioni antibiotiche, limitando l’uso di carbapenemi e chinoloni, è parte integrante della prevenzione.
Errori tipici e come cadono i batteri gram negativi al concorso
Al concorso i batteri Gram negativi compaiono in casi di pielonefrite, polmonite in paziente ventilato, peritonite, meningite con rash petecchiale, diarrea infettiva o sepsi in paziente neutropenico. La domanda chiede spesso il microrganismo più probabile o la terapia empirica più appropriata, oppure il meccanismo con cui un ceppo resiste a un farmaco.
Gli errori ricorrenti sono pochi e prevedibili. Si propone la vancomicina per un Gram negativo, dimenticando la barriera della membrana esterna. Si sceglie una cefalosporina di terza generazione per un enterobatterio produttore di ESBL, o un farmaco senza attività antipseudomonas in un paziente ventilato da molti giorni. Si confonde l’endotossina (LPS, tipica dei Gram negativi) con le esotossine. Si considera Pseudomonas un enterobatterio, mentre è un non fermentante ossidasi positivo. Si dimentica di coprire gli anaerobi in una peritonite secondaria. Infine si tratta come infezione una batteriuria asintomatica, errore clinico frequente che il concorso ama mettere fra le opzioni.
Il modo migliore per evitare questi errori è esercitarsi su casi brevi con commento ragionato: le simulazioni commentate della Piattaforma Accademia sono pensate proprio per allenare il passaggio dal quadro clinico al farmaco.
In sintesi
I batteri Gram negativi si riconoscono per il colore rosa alla colorazione di Gram, dovuto al peptidoglicano sottile e alla presenza della membrana esterna con LPS. Si dividono in cocchi, enterobatteri, non fermentanti e anaerobi, ciascuno con contesti clinici caratteristici. Le resistenze derivano da beta-lattamasi, porine alterate, pompe di efflusso e modificazioni del bersaglio, spesso trasmesse su plasmidi. La terapia richiede una scelta empirica basata su sede e rischio di resistenze e una successiva de-escalation guidata dall’antibiogramma, mentre la prevenzione si fonda su igiene delle mani, precauzioni da contatto, sorveglianza e uso prudente degli antibiotici.
Articolo a cura della redazione di Test Ammissione, che dal 2016 prepara medici al Concorso Nazionale SSM con manuali, simulazioni commentate e lezioni online.