Las enfermedades transmitidas por alimentos se clasifican en tres categorías principales según el mecanismo de patogénesis. Las infecciones transmitidas por alimentos ocurren cuando se ingieren microorganismos patógenos vivos, colonizan el tracto gastrointestinal y causan enfermedades mediante la invasión o la producción de toxinas dentro del huésped. Las infecciones bacterianas comunes incluyen Salmonella (no tifoidea), Campylobacter jejuni y Escherichia coli patógena. Las infecciones virales como el norovirus y la hepatitis A también se clasifican como infecciones. Los períodos de incubación suelen ser de 12 a 72 horas y los síntomas incluyen diarrea, fiebre, calambres abdominales y vómitos, que duran varios días.
Las intoxicaciones transmitidas por alimentos resultan de la ingestión de toxinas preformadas producidas por microorganismos en los alimentos antes de su consumo. Clostridium botulinum produce neurotoxina botulínica en alimentos bajos en ácido mal enlatados, lo que provoca un síndrome de parálisis grave con una incubación de 12 a 36 horas. La enterotoxina de Staphylococcus aureus es termoestable y provoca vómitos y diarrea de aparición rápida (1 a 6 horas). La toxina emética del Bacillus cereus (cereulida) está preformada en platos de arroz y pasta. Debido a que la toxina ya está presente, cocinar los alimentos después de la formación de la toxina no elimina el riesgo de enfermedad.
Las toxicoinfecciones se sitúan entre las infecciones y las intoxicaciones. El patógeno se ingiere y luego produce toxina en el tracto gastrointestinal. Clostridium perfringens tipo A produce enterotoxina durante la esporulación en el intestino delgado, provocando diarrea acuosa entre 8 y 16 horas después de la ingestión. El tipo diarreico Bacillus cereus produce enterotoxinas en el intestino. Vibrio cholerae y E. coli enterotoxigénica (ETEC) también producen enterotoxinas en el intestino después de la colonización.
La investigación de brotes se basa en distinguir estos mecanismos. Los períodos cortos de incubación con vómitos sugieren intoxicación, mientras que una incubación más prolongada con fiebre indica infección. La confirmación de laboratorio requiere la detección del patógeno en las heces (en caso de infecciones y toxicoinfecciones) o de la toxina en los alimentos (en caso de intoxicaciones). Los sistemas de vigilancia como PulseNet (tipificación PFGE y WGS) rastrean las cepas de los brotes. En consecuencia, las estrategias de prevención difieren: prevenir la contaminación y el crecimiento en el caso de intoxicaciones, versus una cocción adecuada y la prevención de la contaminación cruzada en el caso de infecciones. Las infecciones clásicas transmitidas por alimentos incluyen Salmonella y Campylobacter, mientras que la intoxicación se ejemplifica con Clostridium botulinum. Norovirus y hepatitis A representan infecciones virales transmitidas por alimentos con epidemiología distinta.