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Cellule che compongono il sistema immunitario intestinale Il sistema immunitario intestinale è caratterizzato da tessuto linfoide associato alle mucose (MALT) un particolare tipo di tessuto linfoide che ritroviamo in tutte le mucose del nostro corpo: oculare, polmonare, vaginale, intestinale, etc. In particolare quello del tratto gastro-intrestinale prende il nome di GALT. Il MALT, così come il GALT, assicura sia una risposta immunitaria umorale (mediata da linfociti B), sia cellulare (mediata da linfociti T) e comprende inoltre le cellule APC e macrofagi. Un particolare tipo di cellule APC presenti nel GALT sono le cellule M le quali legano l'antigene nel lume intestinale e lo internalizzano fino a portarlo a diretto contatto con il tessuto linfoide. Il GALT comprende quindi linfonodi mesenterici, linfociti intraepiteliali, linfociti della lamina propria e placche di peyer. le placche di peyer sono nuclei linfonodali organizzati il cui nucleo è costituito da un centro germinativo per i linfociti B. Il GALT opera mediante stratificazione, che permette di minimizzare l'esposizione fra batteri e superficie epiteliale, e compartimentazione, che permette di isolare i batteri. Prebiotici e probiotici I probiotici sono sostanze capaci di favorire lo sviluppo di batteri in contrapposizione al termine antibiotico. Si tratta di microrganismi vivi che se somministrati in quantità adeguata apportano benefici alla salute dell'ospite. Possono essere utilizzati in via preventiva per prevenire la disbiosi oppure a scopo terapeutico per correggerla. Trovano impiego ad esempio negli stati diarroici, nelle infezioni vaginali, nelle cisiti ricorrenti, e negli stati di malassorbimento. Essi modulano la risposta immunitaria, contribuiscono a regolarizzare il transito intestinale e aumentano la sintesi di vitamine del gruppo B e k. La dose efficace è di almeno 1 mld di ufc. I prebiotici sono sostanze organiche, in particolar modo oligosaccaridi fermentescibili, in grado di favorire la crescita della flora microbica intestinale poichè rappresentano un substrato nutritivo preferenziale di microrganismi endogeni e sono in grado di superare la degradazione enzimatica gastro-intestinale. Un prebiotico valido deve contenere almeno 3 g di sostanza prebiotica. I più noti sono i FOS, di cui fa parte l'inulina, e i GOS. I FOS agiscono selettivamente contro i patogeni putrefattivi perchè essi non sono in grado di digerirli. I simbiotici sono invece alimenti o integratori che contengono contemporaneamente sia i probiotici che i prebotici. Clostridi I batteri clostridium sono bacilli anaerobi obbligati, gram + e sporigeni. Sono organismi ubiquitari e si possono trovare nel suolo, in acqua, negli scarichi fognari e nel tratto gastrointestinale degli esseri umani e animali. Sono in grado di utilizzare come substrati energetici sia i carboidrati che le proteine. Alcuni clostridi sono ritenuti patogeni perchè in grado di produrre tossine tossiche per l'uomo, è il caso di Clostridium botulinum, clostridium difficile e clostridium tetani. Il Clostridium difficile è un batterio gram+, anaerobio, sporigeno e tossinogenico la cui infezione causa diarrea, dolori addominali e febbre. Nei casi più gravi può provocare colite pseudomembranosa caratterizzata da lesioni necrotico-emorragiche della mucosa intestinale. Produce 2 tipi di tossine: la tossina A, ad azione enterotossica, in grado di aumentare la permeabilità della mucosa intestinale; e la tossina B, ad azione citotossica, in grado di causare le
lesioni necrotico-emorragiche. Sono predisposti alla colonizzazione da C. Difficile i soggetti immunocompromessi e/o esposti a prolungate terapie antibiotiche, specie se ad ampio spettro. Si stima che il C.Difficile sia responsabile del 15-30 % dei casi di diarrea associata a trattamento antibiotico. Il trattamento prevede antibiotici specifici per il C. Difficile. Nei casi di recidive, negli ultimi anni ha preso piede il trapianto fecale che viene eseguito prelevando un campione fecale da un parente stretto o da un donatore sano. Helicobacter pylori E' un batterio gram- elicoidale che colonizza lo stomaco di circa la metà della popolazione mondiale. L'infezione può rimanere asintomatica per molti anni ma solitamente si associa a gastrite cronica. Predispone all'ulcera peptica, duodenale ed è fattore di rischio per il linfoma del MALT e per l'adenok gastrico. La colonizzazione avviene in genere nel corso della prima decade di vita e, se non adeguatamente trattata, il batterio di annida nel muco delle pareti gastriche e riesce a sopravvivere in condizioni ambientali sfavorevoli grazie anche alla sua capacità di produrre ureasi in grado di convertitre l'urea presente nel succo gastrico in CO2 e ammoniaca. L'alcalinizzazione dell'ambiente ne favorisce le possibilità di sopravvivenza. Le modalità di trasmissione sono principalmente oro-orale, oro-fecale, zoonosi e utilizzo di strumenti sanitari non adeguatamente igienizzati. Candida albicans candida albicans è un fungo saprofita aerobio stretto appartenente alla specie dei Saccaromiceti, che cresce ad una temperatura di 37 gradi e anche a pH neutro, caratteristiche che gli permettono di vivere nel corpo umano. E' un fungo dimorfico, può cioè assumere la forma di lievito unicellulare (innocuo) oppure di fungo filamentoso (patogeno). La parete cellulare è costituita principalmente da carboidrati, in particolare glucani e mannani, ed è immunogena ossia innesca una risposta immunitaria. La sua crescita è favorita da un'alimentazione ricca in zuccheri, lieviti e muffe. Sono consigliati nella dieta verdure, carne, pesce, uova, carboidrati complessi ed edulcoranti artificiali. Saccharomyces boulardii Il Saccharomyces boulardii è l’unico lievito che risulta essere un probiotico: ripristina la microflora intestinale e promuove la produzione di acido lattico e vitamina B. Tale proprietà lo rende idoneo alla somministrazione con antibiotici in determinate malattie ed è inoltre indicato nella terapia della diarrea del viaggiatore e nelle infiammazioni croniche intestinali come il colon irritabile. E' in grado di resistere all’acidità gastrica, alla proteolisi e può proliferare ad una temperatura di 30°. Eumiceti Gli eumiceti (funghi) sono organismi eucarioti, eterotrofi, unicellulari (lieviti) o pluricellulari (muffe) che possono riprodursi per via sessuata o asessuata e che sono generalmente saprofiti, più raramente parassiti. La parete cellulare è costituita principalmente da chitina. Il corpo del fungo è detto tallo e nei lieviti ha dimensioni microscopiche mentre nelle muffe può raggiungere dimensioni macroscopicamente visibili. I lieviti formano aggregati macroscopicamente evidenti solo nei terreni di coltura, in ambito alimentare sono utilizzati per la produzione di pane, vino, birra, salsa di soia e
colture protettive colture aromatizzanti colture addensanti colture probiotiche Meccanismo di patogenicita dei batteri Una volta superate le barriere immunitarie, il danno può essere provocato dal patogeno in 4 modi: Usando i nutrienti dell'ospite: è il caso dei batteri patogeni che utilizzano il ferro per la loro crescita, questi batteri rilasciano delle proteine chiamate siderofori che sequestrano il ferro dalle proteine di trasporto dell'ospite e lo trasferiscono all'interno del batterio. Altri batteri legano direttamente l'emoglobina e sequestrano il ferro. Causando un danno diretto: il danno può essere provocato dai metaboliti di scarto prodotti dall'utilizzo dei nutrienti da parte del patogeno Producendo tossine: che possono essere trasportate nel sangue e nella linfa danneggiando anche siti più lontani rispetto al sito di infezione. Inducendo delle reazioni di ipersensibilità Principali fattori di virulenza La virulenza di un microbo è espressa in ID-50, ossia la dose che infetta il 50% della popolazione testata. Tra i principali fattori di virulenza vi sono: capsula batterica: permette al batterio di resistere alle difese dell'ospite impedendo la fagocitosi produzione di enzimi chiamate agressine: consentono una migliore penetrazione del microrganismo all'interno dell'ospite produzione di tossine variazione antigenica: alcuni microrganismi sono in grado di alterare la loro superficie antigenica per impedire che l'anticorpo si leghi ad essi. Esotossine Le esotossine sono tossine con struttura proteica prodotte all’interno del batterio e secrete all’esterno. Sono prodotte sia dai batteri Gram positivi che Gram negativi e sono altamente specifiche. Le esotossine agiscono distruggendo particolari componenti della cellula ospite, oppure inibendo alcune funzioni metaboliche. Possono essere classificate in base al loro sito di attacco (neurotossine, cardiotossine, epatotossine, etc.), in base alla malattia che causano (tossina botulinica, tetanica, etc) oppure base alla loro struttura e funzione ( tossine A-B , tossine che distruggono le membrane , superantigeni ) Le tossine A-B sono costituite da 2 subunità, la componente A è detta componente attivo , mentre la parte B è il componente che si lega alla cellula ospite: dopo il loro rilascio la subunità B lega il recettore della cellula ospite, il legame permette l'ingresso della tossina mediante
endocitosi, e infine la subunità A altera le funzioni della cellula ospite inibendo la sintesi proteica. Le tossine che distruggono le membrane distruggono la membrana plasmatica della cellula ospite causandone la lisi. Le tossine che uccidono i leucociti sono chiamate leucocidine , mentre quelle che distruggono gli eritrociti emolisine. I superantigeni sono delle tossine in grado di provocare un’intensa risposta immunitaria: la loro presenza attiva la proliferazione dei linfociti T e la produzione di citochine. Ne sono un esempio le tossine stafilococciche che possono contaminare gli alimenti. Endotossine Le endotossine , sono prodotte solo dai batteri Gram negativi, sono presenti nella loro parete cellulare e possono essere rilasciate solo quando la cellula muore o durante la divisione cellulare. A differenza delle esotossine che hanno natura proteica, le endotossine hanno natura lipolisaccaridica e sono costituite da una porzione lipidica del lipopolisaccaride (LPS) presente sulla parete cellulare. La loro presenza può provocare una risposta pirogenica come conseguenza della produzione da parte dei macrofagi di citochine chiamate IL-1 e TNF-alfa le quali, trasportate all'ipotalamo, lo inducono ad innalzare la temperatura corporea. Virus I virus sono parassiti intracellulari obbligati, ossia si replicano solo se all'interno di una cellula ospite. Dal punto di vista strutturale sono molto semplici: una particella virale contiene un core costituito da un solo tipo di acido nucleico, che può essere DNA oppure RNA. Questo core può essere ricoperto da un rivestimento proteico, chiamato capside, caratterizzato da proteine chiamate capsomeri, che in alcuni casi può essere circondato da un ulteriore strato costituito da glicoproteine o proteine che viene chiamato envelope. Ciascun virus contiene sulla supeficie esterna determinati antirecettori specifici per deteminati recettori. I virus in grado di infettare i batteri sono detti batteriofagi. Ciclo replicativo dei virus il ciclo replicativo dei virus avviene attraverso 5 fasi:
- Attacco→ gli antirecettori presenti sulla superficie del virus si legano ai recettori della cellula ospite
- Entrata → Una volta che il virus si attacca all'ospite entra per fusione oppure per endocitosi
- uncoating del genoma virale → una volta che il virus è entrato, nel citoplasma viene rilasciato il materiale genetico (DNA o RNA). Nel caso dei virus a DNA questi iniziano la trascizione nel nucleo della cellula.
- Sintesi proteica e maturazione → vengono sintetizzate le proteine virali e quelle del capside che vengono assemblate vicino alla membrana plasmatica.
- Rilascio → una volta ottenuta la maturazione, il virus viene rilasciato dalla cellula infettata. Tipologie di infezioni virali
completa). La fermentazione malolattica è invece un evento fermentativo successivo alla fermentazione alcolica che porta il vino a maturazione, convertendo l'acido malico in acido lattico ad opera di batteri lattici. Lieviti starter (non penso che lo chieda) Siccome le fermentazioni spontanee hanno un andamento imprevedibile perchè sono dovute ad associazioni casuali di vari lieviti, oggi si è affermato l'uso di colture starter di lieviti selezionati sulla base di caratteristiche tecnologiche (resistenza all'essicazione, velocità di fermentazione etc.) e caratteri qualitativi (produzione di glicerolo, acido acetico, alcoli superiori etc.). Nuovi caratteri di selezione sono l'idrolisi enzimatica dei componenti delle uve, l'autolisi e il bioadsorbimento. Fermentazione della birra La birra è una bevanda idroalcolica derivante dalla fermentazione alcolica di alcuni cereali, principlamente l'orzo aromatizzato con il luppolo. La fermentazione avviene ad opera di lieviti Saccharomyces cerevisiae e Saccharomyces pastorianus, i quali sono in grado di scindere il maltosio. La birrificazione prevede alcune fasi: Macerazione e germinazione : l'orzo viene messo a macerare in acqua e poi viene fatto germogliare in ambiene umido fino ad ottenere il malto Torrefazione : il malto viene fatto essiccare Preparazione del mosto: il malto essiccato viene macinato in mulini, si aggiunge acqua e luppolo Bollitura del Mosto: il liquido ottenuto viene messo a bollire per un periodo di 1-3 ore, in questo modo si fa evaporare l'acqua in eccesso, si estraggono i componenti del luppolo e si inattiva la carica microbica Fermentazione : dura alcuni giorni e può avvenire a bassa o alta temperatura Maturazione : la birra viene chiarificata Imbottigliamento Pastorizzazione Vie di trasmissione delle infezioni e schematicamente meccanismi di difesa Le vie di infezione sono le sedi attraverso le quali un agente infettivo penetra nell'ospite. Le principali vie di infezione sono: via respiratoria: più facilmente utilizzata dai microrganismi infettivi via digerente: attraverso il sistema gastrointestinale, i microrganismi provengono da cibo, acqua o mani contaminate cutanea e trans-mucosale: i microrganismi possono attraversare la pelle solo se lesionata via parenterale: in caso di punture, trasfusioni etc. La capacità di prevenire le infezioni degli agenti patogeni è chiamata immunità , si distingue
un' immunità innata (non specifica e priva di memoria) da un' immunità acquisita (specifica e dotata di memoria). All'interno dell'immunità innata si trovano le difese di prima linea (pelle o membrana delle mucose) e le difese di seconda linea (cellule del sistema immunitario, sistema del complemento, interferoni). L 'immunità acquisita può essere acquisita attivamente o passivamente ed è a sua volta suddivisa in immunità umorale ( mediata da cellule B) e in immunità cellulare (mediata da cellule T). Opsonizzazione Processo mediante cui le proteine del complemento o gli anticorpi rivestono il microrganismo e promuovono l'attacco del fagocita. Pane e prodotti da forno È denominato pane il prodotto ottenuto dalla cottura totale o parziale di una pasta convenientemente lievitata, preparata con farina di grano, acqua e lievito, con o senza aggiunta di sale. Il lievito utilizzato può essere biologico, chimico, fisico, ottenuto con vapore o con sistemi misti. I prodotti da forno possono essere classificati in base a: caratteristiche strutturali (volume specifico e % di acqua): prodotti secchi o soffici presenza di zucchero rispetto al peso della farina: prodotti salati o dolci Lievito naturale (detto anche madre o acido) Il lievito naturale è un impasto costituito da farina e acqua e fermentato da microrganismi naturalmente presenti nell'aria, nella farina e nell'acqua. L'impasto prodotto subisce aggiunte successive di acqua e farina (chiamati rinfreschi) per ottimizzare la capacità di acidificazione e lievitazione. A differenza del lievito di birra, nel lievito madre la fermentazione avviene anche ad opera di batteri lattici (omofermentanti, eterofermentanti obbligati ed eterofermentanti facoltativi), i quali conferiscono maggiore digeribilità dell'impasto mediante l'acidificazione, la proteolisi e l'idrolisi dell'amido. La maggiore presenza di amminoacidi nel lievito madre favorisce inoltre le reazioni di Maillard conferendo al prodotto un aroma più intenso oltre che colore e sapori tipici. Infine gli enzimi batterici fitasi permettono una maggiore biodisponibilità dei sali minerali. Parametri per descrivere l'attività di un lievito naturale sono: Dough Yield [(peso della farina + peso dell’acqua)x100/peso della farina] pH e acidità di titolazione Quoziente di fermentazione: rapporto molare tra acido acetico e acido lattico ha valori compresi tra 1,5 e 4,0. Differenza bifidobatteri e lattobacilli I batteri lattici sono batteri con forma bastoncellare, gram +, asporigeni, anaerobi facoltativi, non patogeni, non tossinogeni e immobili. Fermentano gli zuccheri per produrre principalmente acido lattico. In base al loro metabolismo si dividono in omofermentanti obbligati, eterofermentanti facoltativi e eterofermentanti obbligati. Negli esseri umani sono presenti nella vagina e nel tratto
prevarranno Bifidobatteri e, in misura minore, Bacteroides e Clostridi. Nel caso dell'allattamento artificiale, prevaranno sempre i Bifidobatteri, ma si potranno trovare anche Clostridium difficile ed Escherichia coli. Con lo svezzamento e l’introduzione di carboidrati nella dieta il microbiota inizia ad assomigliare a quello dell’adulto con crescita di Bacteroides e Firmicutes ( Clostridium, Lactobacillus, Streptococcus e Staphylococcus). Nell’età anziana diminuiscono i bifidobatteri mentre aumentano escherichia e lattobacilli.
