Scarica Struttura e Funzione della Parete Cellulare Batterica: Gram+ e Gram- e più Dispense in PDF di Biologia, microbiologia e tecnologie di controllo sanitario solo su Docsity!
MICROBIOLOGIA GENERALE
La microbiologia è la scienza che studia gli organismi e tutte le patologie ad essi correlati. La cellula batterica: struttura e funzioni TASSONOMIA FENOTIPICA : I metodi fenotipici includono tutto ciò che non prevede l’analisi del DNA o dell’RNA. Le caratteristiche fenotipiche che vengono prese in considerazione comprendono aspetti:
- Morfologici (forma, mobilità, colore delle colonie, dimensioni, colorazione di Gram)
- Fisiologici (T°, ph ottimale, conc. Di Sali, attività enzimatiche espresse)
- Biochimici
- Immunologici (corredo antigenico, antigenicità) TASSONOMIA GENOTIPICA : Studia le caratteristiche del genoma, valuta l’omologia delle sequenze genomiche, tra una specie batterica e un’altra. Esempio di classificazione batterica in base alla comunanza di caratteri fenotipici e genotipici:
- Phylum
- Classe
- Ordine
- FAMIGLIA (solo nel caso)
- Genere
- Specie
- Sottospecie
- Ceppo DIFFERENZA TRA CELLULE EUCARIOTICHE E PROCARIOTICHE:
CARATTERISTICHE EUCARIOTI PROCARIOTI
GRUPPI PRINCIPALI Alghe, funghi, protozoi, piante, animali Batteri DIMENSIONI 5 - 100 nm 0.5-3 nm NUCLEO Classica membrana No membrana nucleare CROMOSOMI Filamenti di DNA (genoma diploide) Singolo DNA circolare (genoma aploide) MITOCONDRI Presenti Assenti APPARATO DEL GOLGI Presente Assente RETICOLO ENDOPLASMATICO Presente Assente RIBOSOMI 80S (60S+40S) 70S (50S+30S) MEMBRANA CITOPLASMATICA Contiene steroli Non contiene steroli PARETE Assente o formata da chitina Struttura complessa RIPRODUZIONE Sessuata ed asessuata Asessuata (scissione binaria) MOVIMENTO Flagello complesso (se presente) Flagello semplice (se presente) RESPIRAZIONE Mitocondri Membrana citoplasmatica EUCARIOTI (ANIMALI, PIANTE, FUNGHI, PROTOZOI, ALGHE): organizzazione cellulare identica a quella degli organismi macroscopici pluricellulari e caratterizzata dalla presenza di: comparto nucleare ben definito e circondato dalla membrana nucleare; numerose altre compartimentalizzazioni intracitoplasmatiche (mitocondri, cloroplasti, reticolo endoplasmatico, apparato del Golgi, vacuoli, ecc) PROCARIOTI (EUBACTERIA, ARCHAEBACTERIA): la maggior parte dei microrganismi (batteri) sono procarioti. Possiedono la più semplice e primordiale organizzazione cellulare caratterizzata da una mancanza di un distinto comparto nucleare, ovvero il nucleo non è ben definito ed è chiamato nucleoide presente nel citoplasma, o di altri organelli intracellulari circondati da membrane e da dimensioni di gran lunga inferiori. Dimensioni dei microrganismi:
- Batteri: micron (1/1000 di mm)
- Virus: nanometri (1/1000 di micron)
- Funghi: micron (lieviti 3-5 micron)
- Protozoi: micron
- Elminti: mm, cm, metri BATTERI : principali morfologie cellulari I batteri presentano elevata variabilità anche nella forma ed organizzazione. La maggior parte di essi si presenta sotto forma di:
- COCCHI: cellule batteriche di forma rotondeggiante, sferici od ovoidali (staphyloccoccus, streptococcus)
- BACILLI: bastoncellari (es: escherichia coli)
- COCCOBACILLO: corto e leggermente rigonfio
- VIBRIONE: leggermente ricurvo (es: vibrio cholerae)
- SPIRILLI: bastoncelli elicoidali, a virgola o ricurvo (es: spirillum)
- SPIROCHETE: forma a molla
- PEDUNCOLATI: dotati di estrusioni a forma di
- FILAMENTOSI
- PLEOMORFI: a morfologia mista Diversi tipi di batteri con forme particolari: pneumococco→diplococco con estremità lanceolate neisseria→forma di chicco di caffè, diplococco con ruolo molto importante nella micro. medica tetradi→ forma di quadrifoglio sarcine→ forma a cubo di rubick streptococchi→ forma a catenella micrococchi e stafilococchi→ forma a grappolo d’uva
- DNA determina quali proteine ed enzimi è in grado di sintetizzare l’elemento cellulare e quali reazioni chimiche è in grado di svolgere. PLASMIDI, TRASPOSONI:
- veicolano sequenze geniche non presenti sul cromosoma, codificano per differenti prodotti;
- possono replicarsi autonomamente e rimanere nella cellula per numerose generazioni;
- codificano per fattori di virulenza ELEMENTI GENETICI EXTRACROMOSOMICI:
- Possono integrarsi nel cromosoma (episoma)
- Interferiscono con la qualità dell’informazione genetica
- Geni codificanti fattori di virulenza batterica:
produzione di pili, tossine, adesine, siderofori fattori R: determinanti dell'antibiotico-resistenza plasmidi F: sessuali o coniugati CITOPLASMA : ha un aspetto granulare, è povero di dettagli morfologici essendo privo di vari organelli. È composto da acqua (80%), Sali e proteine (20%), acidi nucleici (dna e rna), enzimi, aminoacidi, carboidrati, lipidi, composti a basso p.m. La frazione liquida del citoplasma è chiamata CITOSOL. Il citoplasma batterico è incaricato del metabolismo genetico e della sintesi proteica; infatti, contiene i ribosomi. RIBOSOMI : mette in atto la sintesi proteica sia nelle cellule eucariotiche che procariotica. Presentano alcune differenze fondamentali rispetto a quelli eucariotici, alla base della selettiva azione antibatterica. Una cellula batterica può contenere fino a 15000 ribosomi Composti da RNA-ribosomiale (60%) e proteine (40%). sono costituiti da due sub-unità asimmetriche, ovvero una grande 50s, una piccola 30s, una costante di sedimentazione 70s. Funzione: sede della sintesi proteica; traduzione di m-RNA. MEMBRANA CITOPLASMATICA : struttura sottile che separa il citoplasma dall’ambiente, con organizzazione similare a quella degli eucarioti. Composizione:
- Proteine (60%)
- Lipidi e fosfolipidi (40% del peso secco)
- Piccole quantità di carboidrati Organizzazione: doppio strato fosfolipidico contenente regioni idrofile e idrofobiche Funzioni:
- Barriera di permeabilità: regolazione selettiva degli scambi di nutrienti e prodotti metabolici da e per l’ambiente extracellulare:
TRASPORTO PASSIVO : diffusione semplice (osmosi) e facilitata (secondo gradiente) TRASPORTO ATTIVO : mediato da carriers proteici (contro gradiente)
- Sede di alcuni processi biosintetici:
Sintesi di peptidoglicani e fosfolipidi Produzione di ATP Sede di enzimi e vettori della catena respiratoria deputati alla fosforilazione ossidativa
- Funzione recettoriale: diverse proteine di membrana hanno funzione di recettori, in grado di interagire con una serie di stimoli esterni ed innescare la trasduzione di segnali
- Sito di ancoraggio
- Sito di aggancio del cromosoma batterico
- Contiene le basi dei flagellari
- Formazione di endospore che rilasciate nell’ambiente diventano spore PARETE CELLULARE : peculiarità della cellula batterica è quella di essere racchiusa in un contenitore rigido che ne determina la forma e prende il nome di PARETE CELLULARE o SACCULO. Caratteristiche:
- Spessore 10-80 mm (micrometri)
- Rigida
- Permeabile La struttura della parete cellulare batterica è piuttosto complessa e con profonde differenze tra Gram+ e Gram- Il componente principale della parete è rappresentato da un complesso polimerico caratteristico che prende il nome di PEPTIDOGLICANO o MUREINA
Struttura del peptidoglicano: Struttura rigida formata dalla ripetizione di una unità strutturale peculiare della cellula procariotica, formata da 2 carboidrati azotati (amminozuccheri): NAM (acido N-acetilmuramicoe) NAG (acetil-glucosamina) questi due sono uniti da legame β1,4. Al gruppo – COOH dell’acido muramico è legato un TETRAPEPTIDE i cui AA sono rappresentati da:
- L-alanina;
- Acido D-glutamico;
- L-lisina o acido mesodiaminopimelico (Gram-);
- D-alanina. Nel polimero peptidoglicanico, l’acido muramico di una unità strutturale è legato alla N-acetilglucosamina dell’unità successiva mediante un legame β1,4 (che può essere scisso dal lisozima) portando alla formazione di lunghe macromolecole lineari. I diversi polimeri lineari sono legati trasversalmente tra loro in corrispondenza delle catene amminoacidiche mediante legami crociati peptidici che possono essere:
- DIRETTI : quando si stabiliscono tra D-alanina terminale di un tetrapeptide e l’acido meso- diaminopimedico in posizione 3 nel tetrapeptide adiacente (gram-)
- INDIRETTI : quando si stabiliscono tra D-alanina terminale di un tetrapeptide e l’aminogruppo della L- lisina del peptide adiacente (Gram+) attraverso un corto peptide OMOPOLIMERICO formato da 5- 6 molecole di uno stesso aminoacido. Funzioni della parete cellulare batterica:
- Rigidità e forma della cellula batterica della cellula:
Prevenire la lisi osmatica ed il collasso in risposta a variazioni della pressione osmatica Protegge la cellula dagli insulti meccanici
- Contribuisce alla PATAGENICITA’ BATTERICA:
Proteggere la cellula da sostanze tossiche Innesca l’immunità innata Può interferire con la fagocitosi È mitogeno (induce la mitosi dei linfociti) Presenta proteine di superficie che agiscono come adesine, invasine, enzimi La parete dei batteri Gram+
- è molto spessa ed è altamente polare
- Si oppone al passaggio delle molecole idrofobiche in grado di danneggiare la struttura della membrana citoplasmatica
- È permeabile alle molecole idrofile
- È formata da numerosi strati di peptidoglicano ispessito intersecati con piccole quantità di altri polimeri Nei Gram- la natura semipermeabile previene l’ingresso di sostanze tossiche
Anche nei Gram-, la parete cellulare serve a dare forma e rigidità alla cellula batterica però a causa dello strato di peptidoglicano molto sottile, risulta essere più vulnerabile agli attacchi e quindi non è in grado di contrastare il transito di molecole idrofobiche che potrebbero danneggiare la membrana plasmatica. Questo finché non si considera la presenza della membrana esterna. Quindi se noi valutiamo il Gram- solo fermandoci alla composizione della parete è più debole rispetto ai Gram+. I Gram-, intuendo questa loro debolezza, evolutivamente hanno sviluppato un sistema di difesa che è rappresentato dalla seconda membrana o membrana esterna. La presenza di questa seconda membrana funzionava talmente bene nel suo compito, ovvero difendere la cellula batterica, che risultò essere troppo protettiva questo portò a un isolamento completo dall’ambiente esterno - > cosa che non è possibile. Nel canale dell’evoluzione, si sono creati questi canali proteici ovvero le coline , che consentono dei piccoli scambi con l’esterno, quindi, consentono il passaggio di sostanze. Questa seconda membrana è legata al peptidoglicano mediante le glicoproteine. La membrana è composta da una struttura bilaminare con un’organizzazione composta da un foglietto interno formato da fosfolipidi e uno esterno formato dal lipopolisaccaride. Il Lipopolisaccaride è l’ENDOTOSSINA - > quindi possiamo nominarlo sia in un modo che nell’altro. È costituito da 3 parti;
- LIPIDE A : (quadratino giallo ovvero quello sprofondato nella seconda membrana) rappresenta la porzione lipidica e quella che è veramente l’endotossina, cioè la porzione in cui risiede realmente il potere tossico. Il LIPIDE A è costituito da un GLICOLIPIDE.
- CORE : (porzione intermedia) serve per tenere unito il lipide A con la parte più sporgente, che si chiama ANTIGENE O (zona di cuscinetto). È costituito da una corta catena di zuccheri ed è caratterizzato dalla presenza di questi 2 zuccheri peculiari: ACIDO CHETODIOSSIOCTONICO (KDO) e EPTOSO. IL LIPIDE A e IL CORE SONO LE DUE PARTI FISSE E BEN CONSERVATE NEL LIPOPOLISSACARIDE DI TUTTI I GRAM NEGATIVI.
- ANTIGENE O : è una lunga catena polisaccaridica e può contenere fino a una 40 di zuccheri. È formata dalla ripetizione di una serie di subunità che sono tri, tetra o penta saccaridiche. La porzione terminale dell’antigene O è quella che varia da specie a specie batterica e che conferisce la specificità antigene. È anche capace di resistere alla FAGOCITOSI. L’ENDOTOSSINA è il FATTORE DI VIRULENZA DEI GRAM-. Perché si chiama endotossina? Perché appartiene alla cellula batterica. Quando può accadere che questa endotossina venga rilasciata in circolo? Quando il batterio muore - > la cellula batterica va incontro a lisi e il lipopolisaccaride va in circolo. Il LIPIDE A :
- è responsabile della sua affinità tossica ed è in grado di causare sperimentalmente la morte in topi e anche nel l’uomo
- stimola il sistema immunitario mediante il rilascio di interleuchine
- ha un’azione PIROGENA - > cioè che fa aumentare la temperatura, di fatti si chiama PIROGENO ENDOGENO. Può causare IPOTENSIONE o SHOCK.
- è TERMORESISTENTE Mentre l’endotossina fa parte solo dei Gram-, l’esotossina può essere prodotta sia dai Gram- e Gram+. Le esotossine vengono prodotte e rilasciate dai batteri, invece l’endotossina se la tiene il batterio tranne in caso di morte o di lisi.
MEMBRANA ESTERNA GRAM-: PORINE
A causa della natura lipidica, questa seconda membrana dei Gram- oltre ad escludere i composti idrofobici non consente il passaggio selettivo delle molecole idrofile e quindi per ovviare a questo problema, i batteri hanno evoluto questa soluzione che è costituita da questi canali proteici (le PORINE ). Questi canali sono molto sottili, consentono il passaggio di sostanze IDROFILICHE di dimensioni inferiori a 600-700 Dalton. Inoltre, attraversano a tutto spessore la membrana esterna. FUNZIONI:
- ruolo nell’antibiotico-resistenza (difficoltà di attraversare la membrana)
- funzione recettoriale
- fattori di patogenicità batterica (contribuiscono alla patogenesi del batterio) MEMBRANA ESTERNA GRAM-: SPAZIO PERIPLASMICO
- è LA zona compresa tra membrana citoplasmatica e membrana esterna (Gram-)
- contiene il periplasma, una sostanza di consistenza gelatinosa che ha proteine di trasporto ed enzimi, che occupa circa il 20-40% del volume totale cellulare CONFRONTO TRA GRAM – E GRAM + GRAM + GRAM - COLORAZIONE GRAM Violetto Rosa/rosso STRUTTURE E COMPONENTI PEPTIDOGLICANO Strato spesso Strato sottile ACIDI TEICOICI Presenti Assenti PERIPLASMA Assente Presente MEMBRANA ESTERNA Assente Presente LPS (endotossina) Assente Presente PORINE Assente (no membrana esterna) Presenti STRUTTURE ESTERNE CELLULA PROCARIOTICA: CAPSULA e GLICOCALICE
- rivestimento esterno cellulare amorfo, composto generalmente da carboidrati (S, pneumoniae, Neisseria) ma anche da proteine (poli-D-glummato in B) non essenziale per la sopravvivenza.
- presente sia nei Gram+ che Gram- TIPOLOGIA:
- STRATO MUCOSO (slime): polisaccaridico e proteico, diffuso, scarsamente adeso e organizzato
- CAPSULA: polisaccaridica, altamente organizzata, fortemente adesa
Intorno a questa struttura centrale, che ripete quella della cellula batterica nella FASE VEGETATIVA, si trovano una serie di MEMBRANE molto voluminose ed assolutamente peculiari della spora:
- CORE : - ribosomi, DNA, etc
- acido dipicolinico
- CORTECCIA o CORTEX: formata essenzilamente da peptidoglicani che contengono inglobati residui citoplasmatici della cellula madre
- COATS (2, interno e esterno): strato proteico ricco di ponti disolfuro
- ESOSPORIO : sottile membrana di struttura complessa, con composizione fosfolipidica simile a quella della m.plasmatica (contiene varie quantità di ACIDI TECOICI, tracce di ACIDO DIAMINOPIMELICO e GLUCOSAMINA). Determina massima rifrangenza e completa impermeabilità ai coloranti. CARATTERI FUNZIONALI della SPORA BATTERICA
- Attività enzimatiche assai scarse
- Scarsa o assente consumo di O2.
- Assenza completa di sintesi macromolecolari
- Estremamente RESISTENTE alla penetrazione di sostanze estranee (a causa degli spessi involucri da cui è circondata)
- Meno ricca di acqua rispetto alla forma vegetativa e quindi molto più RESISTENTI all’ESSICAMENTO
- Radiazioni U.V e y
- Calore La spora contiene ANTIGENI identici a quelli della forma vegetativa oltre ad antigeni esclusivi In questo stato di “letargo metabolico” la spora può sopravvivere a lungo nell’ambiente, al riparo da fattori ambientali nocivi Soprattutto a causa della loro elevata TERMORESISTENZA (sopravvivono a T superiori al 100 Celsius), le spore batteriche rappresentano un grosso problema epidemiologico e tecnico (sterilizzazione di materiali chirurgici ecc) Il processo che porta alla formazione della spora da parte del batterio si chiama sporogenesi. La fase inversa, cioè da spora a fase vegetativa, si chiama germinazione. DIFFERENZA TRA ENDOSPORA E CELLULA VEGETATIVA ENDOSPORA CELLULA VEGETATIVA Altamente resistente Non resiste a calore, UV… Scarsa attività enzimatica (metabolismo ridotto/assente) Elevata attività enzimatica Contenuto di acqua 5-10% Contenuto di acqua 80-90% Insensibile al lisozima Sensibile al lisozima
COLORAZIONE DEI GRAM+ E GRAM-
Ci sono 2 coloranti. All’inizio le cellule batteriche sul vetrino sono in bianco e nero. Mettiamo a contatto questo materiale con il primo colorante che è il CRISTAL-VIOLETTO. Tutto ciò che c’è sul vetrino si colora di VIOLA. Dopo di che si mette un’altra soluzione che si chiama MORDENZANTE che serve a far legare bene il cristal-violetto alla cellula batterica. A questo punto, si fa intervenire un decolorante come ad esempio un alcool assoluto. Questo alcool, quando incontra la parete dei Gram- funziona come un solvente lipidico, quindi, è come se dissolvesse la membrana esterna dei Gram-. La parete si permeabilizza e fa fuoriuscire il cristal-violetto. Quindi i Gram- da viola che erano quando incontrano il decolorante, rilasciano il colorante. Ai Gram+ non accade ciò dato che hanno uno strato di peptidoglicano molto spesso che funge da batteria - > intrappola il cristal-violetto e non si fa intaccare dal decolorante. Successivamente si aggiunge un secondo colorante, la FUCSINA , che li va a colorare in fucsia. Quindi noi in questo modo vedremo i Gram- colorati in fucsia e i Gram+ in viola. Questo diverso comportamento è dato dalla diversa struttura della parete. COLORAZIONE DI GRAM: L’ECCEZIONE
- La colorazione di Gram non è applicabile a tutti i batteri
- Mycobacterium tuberculosis, M. leprae:
- peculiare struttura degli INVOLUCRI ESTERNI (NATURA “CEROSA” CHE RENDE LE CELLULE DEI
- CHEMIOTROFI: utilizzano l’energia da reazioni di ossidoriduzione.
- LITOTROFI: utilizzano come sorgente di e-, sostanze inorganiche ridotte.
- ORGANOTROFI: ricavano e- o H+ da composti organici. I batteri patogeni per l’uomo sono tutti CHEMIORGANOTROFI. METABOLISMO BATTERICO: FATTORI FISICI CONDIZIONANTI LA CRESCITA Sulla base della Temperatura di Crescita e di quella Ottimale (T.O), i microrganismi vengono classificati in: MICRORGANISMI INTERVALLO DI TEMPERATURA
TEMPERATURA OTTIMALE DI
CRESCITA
PSICROFILI 0 < 30 15 - 20
MESOFILI 25 – 40 37
TERMOFILI 40 - 70 50 – 60
La maggior parte dei microrganismi di interesse medico cresce alla temperatura corporea (35-37°C) e quindi appartiene al gruppo dei MESOFILI. METABOLISMO BATTERICO: FATTORI FISICI CONDIZIONANTI LA CRESCITA Sulla base del pH i microrganismi vengono classificati in: MICRORGANISMI INTERVALLO DI pH ALCALOFILI > 9 NEUTROFILI 6 < 8 ACIDOFILI < 4 La maggior parte dei batteri dei batteri patogeni per l’uomo cresce in un intervallo di pH vicino alla neutralità, con valori compresi fra 6,5 e 7,5. METABOLISMO BATTERICO: FATTORI FISICI CONDIZIONANTI LA CRESCITA La CRESCITA MICROBICA può realizzarsi solo in un ambiente in cui sia presente l’acqua perché i batteri riescono ad assumere le sostanze nutrizionali soltanto se presenti in soluzione. Quando la soluzione circostanze è IPERTONICA (ricca di sali o glucosio) la PRESSIONE OSMOTICA si innalza e l’acqua presente nel citoplasma tende ad uscire. Ciò determina la restrizione e il distacco della membrana citoplasmatica con conseguente compromissione della crescita batterica ad eccezione dei BATTERI ALOFILI. Al contrario in una soluzione IPOTONICA (acqua distillata) l’acqua tende a penetrare nel batterio e determina la sua stessa lisi. NUTRIZIONE e CRESCITA BATTERICA La NUTRIZIONE è il processo che permette al batterio di ricavare dall’ambiente le molecole (preformate) a lui necessarie, mentre le altre le ricava per sintesi di piccole molecole a partire da sostanze presenti nell’ambiente.
- MACRONUTRIENTI: C, H, O, N, P, S, K, Mg, Na, Fe
- MICRONUTRIENTI: Co, Zn, Mo, Cu, Mn, Ni
- L’ACQUA: rappresenta il 90% del peso di una cellula batterica.
COLTIVAZIONE BATTERICA
La conoscenza delle esigenze nutrizionali è fondamentale per riprodurre in laboratorio le condizioni ideali per ottenere la crescita batterica.
- MEDIUM: soluzione di nutrienti che permettono la crescita di batteri.
- INOCULAZIONE: l’introduzione di cellule vive in un terreno liquido sterile o sulla superficie dei terreni solidi.
- COLTURA PURA: una popolazione di cellule geneticamente omogenea.
- COLONIE: Crescita di cellule individuali depositate sulla superficie dei terreni solidi che porta ad una visibile massa batterica. COLTIVAZIONE BATTERICA
- MEDIUM O TERRENO DI COLTURA PER I BATTERI: sono substrati inerti dove sono contemplate tutte le necessità metaboliche di cui ha bisogno il microrganismo che si vuole isolare.
- Importanti per la cura, diagnosi e profilassi di una malattia infettiva. LEZIONE 3 ANTIBIOTICI E CHEMIOTERAPICI ANTIBIOTICI: metaboliti secondari prodotti da batteri e funghi, capaci di inibire la crescita di altri microrganismi attivamente catabolizzanti (naturale). CHEMIOTERAPICI: antibiotici sintetici, cioè elaborati in laboratorio Gli antibiotici sono diversi dai disinfettanti. Meccanismo d’azione: interferiscono con funzioni essenziali specifiche del microrganismo. Tossicità selettiva :
- assenza del bersaglio nella cellula eucariotica (es: parete)
- minore affinità per il bersaglio (stessa funzione ma strutture diverse, per es. i ribosomi)
- differente permeabilità (es. Tetraciclina: trasporto attivo nella cellula batterica) SITI BERSAGLIO DELL’ATTIVITA’ DI ANTIBIOTICI E CHEMIOTERAPICI ANTIBATTERICI 1.Sintesi della parete cellulare 2.Replicazione del DNA Beta- lattamici, Vancomicina, Chinoloni, Metronidazolo Isoniazide, Etambutolo, Cicloserina, Etionammide, Bacitracina, Polimixina 3.Antimetaboliti 5.Sintesi proteica 4.Sintesi proteica Sulfamidici, Dapsone, Trimethoprim, (ribosomi 30S), Amminoglicosidi, (ribosomi 50S) Cloramfenicolo, Macrolidi Acido-p-ammino-salicilico Tetracicline, Ossazolidinone Clindamicina, Streptogramine
MICROBIOTA UMANO: RUOLO
- Partecipa al metabolismo degli alimenti
- Fornisce fattori di crescita essenziali.
- Protegge dall’infezione da parte dei germi patogeni
- Stimola la risposta immunitaria In assenza di questi microrganismi la sopravvivenza sarebbe impossibile La flora microbica presente all’interno e sulla superficie del corpo umano muta continuamente in virtù di fattori come : l’età, la dieta, lo stato ormonale, le condizioni di salute, le condizioni sanitarie, l’igiene personale. ANTAGONISMO MICROBICO Competizione per: sostanze nutritive, recettori sulle cellule ospiti Produzione sostanze dannose, alterazione pH e O2 disponibile Alterazione equilibrio flora normale/ microbi patogeni in competizione può condurre alla manifestazione della malattia. PATOGENESI
- PATOGENO: un microrganismo capace di produrre malattia in individui sani (quando avviene la colonizzazione).
- INFEZIONE: moltiplicazione dei microrganismi nell’ospite
- MALATTIA: moltiplicazione dei microrganismi nell’ospite e presenza di segni clinici
- PATOGENICITA’: capacità d’indurre la malattia
- VIRULENZA : maggiore o minore capacità di provocare una malattia
- PATOGENO OPPORTUNISTA : un microrganismo che causa malattia in presenza di condizioni favorenti o nei soggetti immunocompromessi. Es: ustionati, trapiantati, malati d’ AIDS, donne in gravidanza. AZIONE PATOGENA DEI BATTERI Un batterio è considerato patogeno quando è in grado di invadere i tessuti di un organismo umano e di moltiplicarsi, danneggiando il normale funzionamento dell’organismo ospite con la produzione di una o più sostanze tossiche. VIE DI TRASMISSIONE Modalità per via orizzontale:
- Ingestione di alimenti o bevande contaminate (oro-fecale)
- Vie aeree respiratorie
- Contagio sessuale
- Inoculazione diretta
- Penetrazione traumatica di materiale contaminato Modalità per via verticale (madre-figlio):
- Transplacentare (prenatale)
- Durante il parto (connatale o perinatale)
- Allattamento (postnatale) FAMIGLIA ENTEROBACTERIACEAE (o enterobacterales) È una famiglia numerosissima, contiene tantissimi generi e più di 150 specie.
- Dimensioni: molto piccole0,3-1x6 micron
- Bacilli gram-
- Immobili o mobili per flagelli peritrichi (= intorno)
- Asporigeni
- Aerobi/anaerobi facoltativi
- Lattosio se utilizzato o meno STRUTTURA ANTIGENICA
- Antigeni somatici O : componenti termostabili della membrana esterna LPS
- Antigeni capsulari (K , Vi= salmonella) : localizzati sulla sperficie della cellula batterica, costituiti da polisaccaridi acidi, mascherano Ag O
- Antigeni flagelli H : localizzati sui flagelli, componenti termolabili di natura proteica (flagellina) Quindi questi organismi possono provoca:
- Infezioni sistemiche: febbri enteriche tifo e paratifo (coinvolge tutto l’organismo, si accompagna o è una conseguenza). Sono ESOGENE
- Infezioni primitivamente ed esclusivamente intestinali : enteriti, gastroenteriti. Sono ESOGENE
- EB invasivi e non invasivi (invasivi= non producono tossine o sono poco importanti, ma producono dei sistemi di secrezione che servono a inserire le proteine batteriche nelle cellule dell’ospite, si localizzano maggiormente nell’intestino tenue e colon. Dissenterico= lesioni mucosa intestinale, oppure abbiamo sintomi Diarroici = diarrea, liquido. / quelli non invasivi= producono delle enterotossine, sintomatologia diarroica)
- Infezioni a localizzazione extraintestinale: infezioni urinarie, infezioni nosocomiali (infezioni, vie respiratori, ferite. Che si possono acquisire durante il ricovero in ospedale). Questo sono in genere ENDOGENE MECCANISMI DELL’AZIONE PATOGENA
- Attività antifagocitaria
- Adesività (fimbrie)
- Endotossine perché Gram –
- Elaborazione di alcuni di tossine proteiche
- Sistemi di secrezione: inoculo di proteine batteriche che favoriscono l’inglobamento intracellulare del batterio e la sua trasmissione alle cellule vicine Esotossine possono essere prodotte sia da Gram + che Gram – ESCHERICHIA COLI
- Habitat naturale : intestino umano e animale (commensale)
- In altri distretti patogeno opportunista
- Ag O / Ag K / Ag H / Fimbrie
- Ci sono sia ceppi uropatogeni (infezioni urinarie) che enteritogeni Ceppi diattogenici: A. ENTEROPATOGENI (EPEC) B. ENTEROINVASIVI (EIEC) C. ENTEROTOSSIGENICI (ETEC) D. ENTEROEMMORAGICI (EHEC) E. ENTEROAGGREGATIVI (EAEC) CEPPI EPEC: Entero Patohogenic Escherichia Coli
- Le infezioni causate da Escherichia Coli enteropatogeni presentano vari sintomi: febbre , sensazioni di malessere , vomito e diarrea con presenza di muco.
- Questi ceppi provocano delle enteriti gravi , soprattutto nei bambini; se non si interviene con una terapia può causare diarrea per oltre 2 settimane.
- Gli enteropatogeni sono privi di potere tossinogeno (non producono tossine) e non sono invasivi.
Quindi la malattia infettiva si chiama SHIGELLOSI : dissenteria bacillare
- provoca: febbre , dolori addominali , diarrea mucosanguinolenta.
- È possibile che si manifesti con una sintomatologia abbastanza lieve.
- Il periodo di incubazione è di pochi giorni, 2-4 giorni, ed è un’infezione autolimitante con risoluzione di pochi giorni. (non si diffonde, rimane circoscritta e si risolve da sola).
- La dose infettante, specialmente della S. Dysenteriae, può essere elevata, 1 04 – 10 8 bacilli, oppure molto bassa, 200.
- Questi batteri sono introdotti con gli alimenti contaminati e si diffondono nella mucosa del colon, dove si moltiplicano.
- Sono capaci di penetrare anche l’epitelio mucoso integro.
- Si accumulano prodotti metabolici di questi batteri.
- Quindi, si ha liberazione di endotossina in seguito a lisi dei corpi bacillari.
- Dunque, questi batteri oltre ad avere l’endotossina, producono anche delle tossine. Ci possono essere dei portatori convalescenti, cioè un portatore convalescente che ha superato la malattia ma continua ad eliminare i batteri attraverso le feci che può durare per 3-5 settimane, o anche per mesi dove potrebbe infettare cronicamente altre persone. 4 LEZIONE 21/03/2 3 SALMONELLA
- Sono Gram -.
- Vengono distinti e classificati per gli Antigeni flagellari H e Antigeni somatici O.
- Alcuni batteri di salmonella hanno Antigene Vi (capsula).
- La capsula ha capacità anti-fagocitaria, cioè ostacola la fagocitosi. Le Salmonelle hanno subito dei cambiamenti della classificazione, che ora si raggruppano in 2 specie: **1. SALMONELLA ENTERICA
- SALMONELLA BONGORI** Le patologie che possono far insorgere questi batteri si suddividono in:
• SALMONELLOSI MAGGIORI , sono causate da salmonella tifi, salmonella paratifi A, B ,C. Queste salmonelle
sono di provenienza umana e sono capaci di provocare forme sistemiche, ovvero le febbri enteriche.
• SALMONELLOSI MINORI , sono causati da altri sierotipi di origine animale e provocano delle gastroenteriti.
SALMONELLA TYPHI
Provoca un’infezione sistemica, ovvero il tifo. È una malattia che coinvolge tutto l’organismo ed è una malattia infettiva che ha un inizio subdolo, ovvero la sintomatologia non è subito riconoscibile. Ha una incubazione di 1-2 settimane. Si manifesta con astenia (mancanza di forza), dolori muscolari, cefalea, insonnia, febbre con un andamento caratteristico (andamento detto a gradino o a sega; prima settimana di ascesa di temperatura, seconda settimana costante su temperature elevate, terza settimana comincia a scendere). Dunque, c’è una compromissione dell’apparato digerente : anoressia, lingua impastata, irregolarità dell’alvo. Si ha anche il coinvolgimento del sistema nervoso, con sintomi di: stordimento, sopore.
Si ha anche il coinvolgimento dell’apparato circolatorio con ipotensione, splenomegalia (ingrossamento milza), leucopenia. Patogenesi delle infezioni da Salmonella COME SI TRASMETTE IL TIFO? La trasmissione avviene perché si è a contatto con feci infette. È un fenomeno complesso e multifattoriale:
- ingestione della salmonella attraverso il cibo
- moltiplicazione nell’intestino
- invasione della mucosa intestinale
- replicazione rapida con liberazione di LPS
- Processo infiammatorio (febbre, nausea, vomito, dolori addominale). Dopo 15h, insorge la diarrea con feci molli e acquose con tracce di muco e sangue. Ingestione cibi contaminati-> vasi linfatici, linfonodi mesenterici, dotto toracico, batteriemia iniziale (transitoria), moltiplicazione macrofagi fegato, miiza e m.o., batteriemia secondaria (setticemia), febbre localizzata Renale e in altri organi, - > bile, colecisti Forme sistemiche dovute ad altre salmonelle a circolazione Interumana (paratifi)< gravità e lesioni Gastro-enteriti segno clinico + diffuso dell’infezione da serovar ubiquitari: insorgenza acuta, dolore addominale, diarrea, nausea e vomito. È possibile somministrare ai pazienti una terapia antibiotica. Profilassi salmonella : esistono dei vaccini antitifici, ma non hanno un’efficacia protettiva di lunga durata, e non sono neanche dei vaccini obbligatori HELICOBATACTER
- È un bacillo incurvato.
- È un Gram -.
- Alcune di queste specie riescono a vivere nello strato di muco che riveste lo stomaco, sia dell’uomo sia di animali.
- Questo batterio colonizza cronicamente la mucosa gastrica e duodenale.
- Provoca una gastrite antrale, ulcera gastrica e ulcera duodenale.
- Trasmissione orale e fecale-orale; cioè per saliva, vomito, reflusso gastrico, feci.
- È correlato all’insorgenza di adenocarcinoma gastrico (molto grave).
- Questo batterio ha la capacità di aderire all’epitelio gastrico e di penetrare nelle cellule della mucosa gastrica, soprattutto se sono lese, e attraversa gli spazi interstiziali. Sistema d’azione: Questo batterio produce l’enzima ureasi, il quale degrada l’urea con la formazione di ioni ammonio e bicarbonato; questo provoca l’innalzamento del pH dello stomaco. Lo stomaco diventa così un ambiente favorevole. Del batterio Helicobacter Pylori ci sono due popolazioni:
- Tipo 1,
- Tipo 2, Questi ceppi producono solo la tossina VacA, mentre l’altra popolazione produce due tossine VacA e CagA.
