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Introduzione e batteri L1 6/10/ La microbiologia è la scienza che studia la morfologia, la struttura, il metabolismo, l’iterazione con l’ospite e la crescita dei microrganismi. I microrganismi sono organismi viventi aventi dimensioni minori a 100 micrometri e quindi non sono visibili ad occhio nudo. La microbiologia si occupa dello studio:
- Dei batteri, procarioti
- Dei virus
- Dei prioni, proteine
- Dei protozoi, eucarioti La diffusione dei microrganismi può essere bloccata all’interno dell’organismo dell’uomo e questo è importantissimo perché molto spesso essi vanno a dare origine a tumori. La maggior parte dei microrganismi sono però benefici, cioè vanno a svolgere delle funzioni essenziali per la vita dell’uomo. I microrganismi come causa di malattia:
- Out break di molte malattie infettive, tra cui tubercolosi, meningite e vaiolo
- Nuovi agenti infettivi vengono isolati continuamente (enterovirus: causa sindrome respiratoria e si verifica per ostili condizioni igieniche)
- Infezioni tropicali: malaria, west nile virus, zika virus, chikungunya
- Batteri antibiotico-resistenti (fenomeno molto sviluppato)
- Aumentano infezioni ospedaliere I microrganismi importanti per l’uomo:
- Fertilizzazione del terreno (humus, ciclo di fissazione dell’azoto)
- Fermentazione e lievitazione in campo alimentare
- Industria farmaceutica: genetica microbica e microbiologia molecolare Questi microrganismi sono inoltre presenti nell’uomo sano nelle zone superficiali del corpo (cute, mucose) e negli organi; essi contribuiscono al suo buono stato di salute, andando a costituire il microbiota. L’intestino dei mammiferi in particolare ospita il microbiota intestinale, il quale svolge delle funzioni essenziali, tra cui: aiuto nella digestione dei cibi, addestramento del sistema immunitario locale e sistemico, comunicazione con il SNC (vanno a modulare la produzione di neurotrasmettitori: questo è stato visto nei bambini autistici, ai quali veniva somministrato un antibiotico che migliorava la comunicazione con l’ambiente esterno). I probiotici, organismi vivi che compongono il microbiota dell’uomo e che, se somministrati in quantità adeguata, apportano dei benefici al corpo umano, sono utili nel modulare o ripristinare il normale microbiota intestinale (batteri lattici: lattobacilli). La cellula La cellula procariotica:
- Dimensioni tra 0.5 e 3 micrometri
- Presenta ribosomi (sede della sintesi delle proteine)
- Non ha il nucleo, il DNA circolare a doppio filamento è sparso in tutta la cellula, racchiuso nel nucleoide
- La cellula batterica ha un solo cromosoma
- Gli organelli non sono delimitati da membrana
- Possiede una parete cellulare peculiare dal punto di vista chimico, poiché si trovano peptidoglicani, lipidi e proteine
- La membrana plasmatica non è formata da colesterolo
- Molti batteri sono mobili e presentano un’ampia varietà di vie metaboliche
- Riproduzione per scissione binaria dove da un batterio si genera un batterio identico. Tuttavia, spesso si verificano delle mutazioni, le quali possono essere sia positive che negative e queste vengono trasmesse alla cellula figlia N.B. i batteri sono procarioti ed unicellulari La cellula eucariotica:
- Dimensioni maggiori a 5 micrometri
- Possiede un nucleo avvolto da una membrana nucleare doppia, al cui interno risiede l’informazione genetica (DNA).
- Possiede mitocondri e cloroplasti teoria endosimbiotica
- Possiede reticolo endoplasmatico, che si divide in REL e RER
- Possiede ribosomi per la sintesi proteica
- La membrana plasmatica presenta steroli, tra cui il colesterolo, fondamentale per garantire la fluidità della membrana
- Non c’è presenza di parete cellulare
- Riproduzione sessuata ed asessuata Teoria endosimbiotica: teoria secondo la quale alcuni organismi (mitocondri e cloroplasti) avevano origine da cellule procariotiche, i quali possiedono infatti un genoma proprio. I batteri sono visibili solo al microscopio, quindi la batteriologia è una scienza abbastanza recente, in quanto è studiata da quando si ha la possibilità di vedere organismi al microscopio (1664). Cosa distingue una cellula batterica patogena da una sana? La presenza o meno di alcune strutture tra cui:
- Flagelli, fimbrie
- Pilli
- Capsula La grande importanza nel campo della batteriologia è affidata alla parete cellulare, la quale è tipica dei procarioti e la sua struttura presenta peptidoglicani, tipici della cellula batterica. Il peptidoglicano è un polimero di zuccheri (uniti da legami covalenti, forti) e una catena di quattro amminoacidi (ha una struttura idrosolubile). La struttura amminoacidica va a legarsi con i peptidoglicani adiacenti per formare una struttura reticolare.
Strutture accessorie dei batteri L2 13/10/ Le strutture accessorie dei batteri:
- Appendici: flagelli, fimbrie, pili
- Capsula: rivestimento Tra le appendici riconosciamo:
- i flagelli, i quali sono le strutture più lunghe;
- le fimbrie strutture più numerose ma più corte che circondano tutto il perimetro della cellula batterica;
- i pili, più lunghi delle fimbrie ma più corti dei flagelli, presenti il numero molto elevato. I flagelli sono strutture elicoidali costituite da una proteina, la flagellina, la quale è prodotta nel citoplasma ed ha anche funzione di antigene punto il flagello ha grande importanza nel movimento della cellula batterica (richiede ATP), nella ricerca di nuovi nutrimenti o nelle scrizioni di sostanze tossiche. Le fimbrie e i pili invece non sono coinvolti nel nutrimento. Le fimbrie sono presenti nel perimetro della cellula batterica, mentre i pili mettono in comunicazione tra loro due cellule batteriche. Sono strutture batteriche che guidano l’adesione delle cellule al substrato. Esempio: adesione ai tessuti: nel tratto urinario la cellula batterica sta attaccata alla parete. I pili hanno la funzione di partecipare al processo della coniugazione batterica, fenomeno utilizzata dai batteri per scambiarsi informazioni genetiche, tramite piccole molecole di DNA chiamate plasmidi. Nel processo di coniugazione batterica, il DNA plasmidico passa da una cellula batterica ad un’altra cellula permettendo così la variazione genetica. Il DNA plasmidico fornisce alla cellula batterica delle informazioni accessorie, tra cui enzimi che permettono l’adattamento o la degradazione di sostanze tossiche. I plasmidi possono anche trasmettere delle informazioni genetiche per l’antibiotico resistenza. La capsula viene anche chiamata strato mucoso o glicocalice ed è una struttura che indica un ulteriore rivestimento che la cellula batterica deposita al di fuori della parete cellulare. Il rivestimento è formato da polisaccaridi (zuccheri) e proteine, le quali richiamano l’acqua e la trattengono, per consentire la consistenza finale corretta della capsula, ovvero quella di un gel. Se posta in un ambiente arido, la cellula batterica contenente la capsula può utilizzare l’acqua per sopravvivere. Inoltre, la capsula può diventare un fattore di virulenza e un fattore antigenico K, al fine di modificare l’antigenicità del batterio, mascherando gli antigeni di parete, e favorire l’inibizione dell’attacco da parte dei macrofagi e conseguente inibizione della fagocitosi. La cellula batterica può essere riconosciuta per la composizione della sua capsula. N.B. il processo di opsonizzazione: processo con cui un antigene riconosce un anticorpo, il quale tramite fagocitosi viene incamerato dalla cellula. In che modo la capsula blocca l’opsonizzazione? In una cellula batterica non dotata di capsula, l’anticorpo prodotto dall’organismo, aggancia la cellula batterica e la rende più appetibile, riconoscibile dal macrofago che la prende, la ingerisce e la elimina. La cellula priva di capsula è una cellula che può essere agganciata dall’anticorpo. La capsula impedisce agli anticorpi di agganciare il lipopolisaccaride e il processo di fagocitosi risulta essere più lento e complicato.
La spora La spora batterica(endospora) è il modo di vivere alternativo di alcune cellule batteriche, ovvero una forma di vita diversa adottata dalla cellula batterica quando non si sente più idonea all’ambiente in cui vive. La spora è una struttura altamente resistente, quindi consente di resistere agli antibiotici, ad alte temperature e quindi la sterilizzazione in autoclave, ai raggi UV e ad agenti chimici, come l’etanolo. Essa viene identificata come una forma di sopravvivenza della cellula fino a che le condizioni ambientali non ritornano idonee alla sua vita. Le spore non danno origine patologie alla cellula dell’ospite, ma molto spesso e si trovano nel corpo dell’ospite l’ambiente giusto per tornare a vivere e formano così malattie. Come si forma una spora: si forma a partire dalla cellula batterica vitale (vegetativa) che durante la sua replicazione capisce che c’è qualcosa che non va e decide di andare incontro ad una divisione differente, dando origine ad una pre-spora (interna alla cellula batterica che inizia a rivestirsi di strutture nuove fino a diventare una spora); alcune possono rimanere all’interno e poi vengono liberate. Il processo viene definito sporulazione. È un processo voluto dalla cellula batterica, molto lungo e richiede energia. La spora è molto resistente perchè dotata dal rivestimento anomalo rispetto ad una cellula batterica vegetativa. La spora è composta da:
- il core cellula batterica vegetativa, in cui troviamo il genoma, frammenti di membrana e parete cellulare. Presenta pochissima acqua che è un pericolo per il calore. Presenta dei granuli di nutrienti che ritorneranno utili nel processo di ritorno a cellula normale. Il genoma è raggruppato in modo molto più stretto e viene tenuto dalle SASP (proteine che si legano al genoma e lo tengono raggomitolato), non presenti nella cellula vegetativa. Impedisce di indurre mutazioni sul genoma stesso, resistenza al calore e ai raggi UV. Presenta enzimi, RNA ribosomiale e la spora è metabolicamente inerte (non si nutre e non lavora). La poca acqua è complessata nel dipicolinato di calcio (non presente nella cellula vegetativa).
- la corteccia rivestimento di peptidoglicano lasso che riesce a dare un’ulteriore protezione al core della spora.
- tunica rivestimento proteico che ingloba il core che da protezione ai fattori esterni. Anche detta esosporio. La germinazione è il processo che dalla spora consente di avere la cellula vegetativa. Per andare incontro a germinazione deve avere condizione di stress (meccanico). Si perde il dipicolinato di calcio e le SASP(materiale genetico complessato), il genoma riprende la sua forma e viene usata l’acqua presente nella spora e vengono assunti nuovi nutrienti. È un processo molto veloce perché deve consentire nel minor tempo possibile il ritorno in forma vegetativa che deve nutrirsi, metabolizzare e produrre il processo patologico. La sporulazione è una prerogativa dei batteri Gram+ presenti nell’ambiente (non hanno necessità di arrivare all’uomo per potersi replicare). Patogeni occasionali. Per quanto riguarda l’interessamento dell’uomo, che poi possono provocare malattia nell’uomo andiamo a definire il bacillus e il clostridium. Bacillus bacillus subtilis e cereus: infezioni e tossinfezioni alimentari. Anthracis: si ritrova nelle pelli dell’animale non trattate polmonite.
All’interno della particella virale c’è il genoma, ma mentre nei batteri il genoma è sempre a DNA, nei virus può essere sia a DNA che a RNA. Abbiamo particelle virali in cui metà è sottoforma di DNA e metà in forma di RNA. L’acido nucleico è associato ad alcune proteine virali che servono per mantenerne la struttura e anche importanti per le prime fasi di replicazione. Il core è circondato da un anello di proteine, a contatto con l’acido nucleico prende il nome di capside che lo delimita. Il capside è formato da proteine dette capsomeri. Nei virus dotati di envelope abbiamo il nucleocapside più il rivestimento lipidico (percapside o envelope), formato da peplomeri o spike (proteine che protrudono dalla struttura dell’envelope ma nei virus nudi il sistema immunitario vedrà prima i capsomeri, in quelli con envelope vedrà i peplomeri). Il disinfettante a base alcolica riesce a distruggere l’envelope e a liberare le proteine presenti in questo spazio, rimane il capside nudo che però non è in grado più di replicarsi. I lipidi dell’envelope vengono acquisiti dal virus che li trasmetterà con sé quando uscirà dalla cellula. I virus dotati di envelope sono più deboli di quelli nudi, poiché sono più sensibili all’alcool e agli sbalzi di temperatura. Andiamo a classificare i virus in base a:
- presenza o meno di envelope
- simmetria del capisde: icosaedrico o elicoidale
- genoma a DNA o ad RNA Virus ed infezioni L3 27/10/ La velocità di replicazione è diversa in base alle strategie che vengono utilizzate. Un virus con un genoma a RNA si replica più velocemente rispetto ad uno a DNA perché ha l’RNA già formato che va direttamente al ribosoma replicando le proprie proteine. Appena entra dentro la cellula trova ATP, ribosomi, basi nucelotidiche, rubando tutte le risorse per replicarsi. I ribosomi vengono convertiti per replicare solo le proteine del virus. I processi metabolici vengono a mano a mano spenti e per questo la cellula è destinata a morire, replicando solo le particelle di virus. Durante la replicazione, il virus si disaggrega è il momento in cui la particella virale è più sensibile all’azione dei farmaci antivirali. Un farmaco antivirale deve entrare dentro la cellula virale per avere successo e rimuovere il virus, per questo dovrà bloccare l’azione dei ribosomi, la replicazione degli acidi nucleici e necessariamente sarà un farmaco non specifico e per questo sarà tossico per la cellula eucariotica. Fasi del processo replicativo virale:
- Adsorbimento/attacco del virione alla superficie cellulare La particella virale introdotta deve trovare una cellula che la agganci. Un virus si può replicare solo nelle cellule sensibili, che esprimono nella loro superficie un recettore utile per agganciare quello specifico virus poiché esprimono sulla superficie recettori utili e le cellule permissive che sono quelle che offrono le condizioni per la trascrizione del genoma virale e la sintesi delle proteine virali. Se un virus infetta un neurone, il neurone si replica molto lentamente e per questo sono cellule permissive sono per pochi tipi di virus.
- Penetrazione del virus all’interno della cellula
- Spogliazione ed esposizione dell’acido nucleico virale Le proteasi iniziano a rompere il capside (a causa della sua composizione proteica) e a liberare nel citoplasma il proprio acido nucleico.
- Sintesi delle macromolecole virus specifiche L’acido nucleico o verrà processato dai ribosomi e darà origine alle proteine del virus o verrà copiato che andrà a costituire il nuovo acido nucleico delle proteine virali.
- Assemblaggio delle macromolecole e maturazione dei virioni Le proteine virali andranno ad inserirsi nella membrana citoplasmatica, nel reticolo endoplasmatico, nella membrana nucleare. Iniziano a formarsi le nuove proteine virali che vengono rilasciate dalla cellula eucariotica. Il tropismo virale è la capacità del virus di infettare solo alcune cellule eucariotiche, perché hanno espressi i recettori che agganciano la cellula virale specifica. HIV È un virus che presenta nella superficie dei peplomeri, che vanno a legarsi alla superficie delle cellule macrociti e linfociti con il recettore CD4(queste cellule verranno distrutte). Esistono delle mutazioni puntiformi nel gene CCR5 che codificano per una proteina che protegge dall’attacco di HIV. Per esempio ci sono moltissime mutazioni benefiche che permettono anche di diminuire la patologia dovuta a SarsCov2. Le proteine virali attraggono il genoma. I farmaci antivirali bloccano l’RNA polimerasi e quindi evitano che si formino nuove copie del genoma virale. Meccanismi di patogenesi virale I virus possono entrare per via:
- Gastrointestinale o orale
- Respiratoria
- Parenterale (tramite il sangue)
- Sessuale
- Transplacentare
Coronavirus non è più trasferibile da uomo ad animale perché si è adattato ad avere una spike adattabile solo al recettore dell’uomo. Questo recettore è ACE2 che nell’individuo umano serve a convertire la tripsina in ansiotensinogeno (elasticità pareti dei vasi) per tutti i suoi processi fisiologici di regolazione arteriosa. SarsCov2 ha espresso un recettore ACE2 che è espresso al livello delle cellule epiteliali, renali, cardiache, gastriche e via dicendo. Una volta che SarsCov2 ha subito la prima replicazione, può andare a replicarsi in diversi organi e produrre patologie differenti.
- SarsCov2 è fratello di SarsCov1 e Mers che erano molto più letali (2003 e 2012) e per questo si era riusciti a chiuderle in determinate aree geografiche perché gli individui infetti mostravano subito i segni. Moltissime persone in SarsCov2 sono portatori sani e questo ha permesso la diffusione del virus. Molte teorie ipotizzano il fatto che SarsCov2 sia un virus prodotto in laboratorio perché al suo interno utilizza anche la furina, presente solo nella specie umana. Influenza Ogni stagione invernale questo virus viene trasmesso dagli animali all’uomo e poi dall’uomo all’uomo. Anche esso è un virus a RNA, dotato di envelope in cui sono espressi diversi peplomeri, in particolare emoagglutinina (HA) e neuraminidasi (NA). Sono implicati nella fase di adsorbimento ed ingresso della particella virale nelle cellule eucariotiche. L’emoagglutinina aggancia il recettore espresso nelle cellule eucariotiche ed inizia il processo di fusione dell’envelope alla membrana delle cellule eucariotiche mentre la neuraminidasi consente alla particella virale di entrare. Vanno a complicare il quadro clinico di una persona con altre patologie. Esistono 3 tipi di virus influenzale: Influenza A: riesce ad infettare anche altri animali. Si possono individuare numerosissimi sottotipi e può mutare molto facilmente, modificando i geni che codificano per HA e NA. Inoltre, si possono associare in modo diverso. Il diverso tipo si combinano per dare virus diversi e questo spiega perché ogni anno abbiamo a che fare con un virus sempre diverso Influenza B: riesce ad infettare solo uomo Influenza C: riesce ad infettare solo uomo e maiale Modalità di diffusione dei virus influenzali L4 3/11/ Il virus influenzale è un virus respiratorio e si propaga da un individuo infetto ad uno sano e deriva dal mondo animale (zoonosi). Serbatoio naturale del virus dell’influenza è l’intestino degli animali acquatici (uccelli migratori). Altri uccelli migratori possono acquisire il virus dell’influenza, spiegando perché ha un andamento stagionale e geograficamente localizzato. È un virus a RNA e quindi muta il genoma e subisce modificazioni:
- Antigenic drift si può verificare in tutti e 3 i tipi e comporta mutazioni geniche di poco conto (puntiformi, piccole delezioni o inserzioni). In questo caso NA e HA sono abbastanza simili e questo andrà a creare un virus poco diverso da quello dell’anno precedente, dando origine alle epidemie influenzali. Porta il virus a espandersi in zone circoscritte ed ha una probabilità alta di verificarsi (1- 3 anni).
- Antigenic shift o anche deviazione antigenica riguarda mutazioni di grossa importanza per quanto riguarda HA e NA. Il virus che esce da queste mutazioni è completamente diverso e si trovano tutti gli individui non preparati e riesce a diffondersi in maniera importante. In questo caso si parla di pandemia influenzale, si verificano ogni 30 anni circa. Influenza spagnola 1918 arrivata dagli americani in spagna Influenza suina 2009 arrivata da un bambino messicano a cui l’hanno passata gli animali Virus oncogeni Alcuni virus a DNA e a RNA stabiliscono infezioni persistenti e si integrano nel genoma della cellula ospite. La cellula subisce una trasformazione e perde il controllo della propria capacità replicativa (immortalizzazione). L’immortalizzazione è causata da proteine virali oncongene che:
- Attivano geni che stimolano la crescita cellulare
- Rimuovono meccanismi di inibizione della crescita cellulare Anche questi virus possono essere bloccati tramite la vaccinazione che va ad impedire la diffusione di questi virus, bloccando una buona parte dei tumori. Papillomavirus (HPV) Responsabile del tumore a livello della cute della cervice uterina, è uno dei virus oncogeni più diffusi a livello del continente europeo. I virus oncogeni per provocare tumore devono andare a modificare le informazioni genetiche di una cellula, in modo da aumentare in questa cellula la capacità di replicarsi (massa tumorale). Il genoma di un virus si può andare ad integrare nel genoma della cellula eucariotica perché ci sono porzioni del virus oncogeno che hanno una certa regione di complementarità e in queste regioni di omologia con la cellula eucariotica si vanno ad inserire. Questa porzione di virus va ad alterare delle proteine che perdono la capacità di controllo nella replicazione delle cellule e per questo inizia a replicarsi in maniera esagerata. Il fatto che solo una piccola parte del virus si integri nella cellula significa che quella cellula non sarà in grado di produrre la progenie virale (vengono perse tutte le altre informazioni) e quindi non sarà in grado di trasmetterlo ad altri individui. Invece papillomavirus non si integra nella cellula dell’ospite ma mediante la produzione delle sue proteine L ed E riesce a controllare la replicazione delle cellule eucariotiche. È un virus a DNA in cui sono presenti diversi tipi di capsomeri. Quindi l’esagerata replicazione non è dovuta all’inserimento del genoma ma alla produzione di queste proteine. È trasmesso per via sessuale mediante un contato delle lacerazioni a livello della mucosa, la maggior parte è fortunatamente benigna. Si inserisce a livello delle cellule basali e nello strato basale iniziare a replicarsi. All’interno della cellula produce le proprie cellule virali e quindi può trasmettersi e produce la proteina E6 che riesce a complessare proteine come la p53(tumori ormoni oppressivi) e la E7 la pRb(prodotta per regolare la produzione delle cellule). Può colpire sia maschi che femmine. La vaccinazione avviene tramite le ghost capsule ovvero capside svuotato dal genoma. Il sistema immunitario vede le proteine del capside e quindi prepara l’organismo, queste particelle non danno l’infezione.
Pochissimi virus riescono a superare la barriera ematoencefalica, ma molti ci arrivano tramite neuroni. Se una persona si vaccinasse prima di prendere la particella, si renderebbe immune alla possibilità di accusare herpes zoster e quindi infezioni latenti. Zika virus E’ originato nel Centro dell’Africa, nella foresta Zika che si trova in Uganda. Qui è stato scoperto il primo individuo portatore del virus: la scimmia. E’ un virus ad RNA, perciò muta continuamente il proprio genoma; grazie a tali mutazioni si fa strada verso l’uomo. Trasmissione
- Arriva all’umano circa 10 anni fa attraverso la zanzara Aedes aegipty, diffusore di moltissimi virus. Dal centro Africa il virus si è diffuso nella regione tropicale e sud-tropicale, in cui la zanzara sopravvive meglio: temperatura costante tutto l’anno, umidità elevata…
- Il virus è presente nel sangue degli individui infetti, perciò gli emo-derivati di un individuo infetto risultano a sua volta infettivi. Ad esempio tramite l’uso di siringhe in comune, per via sessuale (si trova anche nello sperma)… Patologia Provoca una patologia non molto severa. Solo 1 persona su 5 manifesta i sintomi della malattia, i quali durano tra i 2 e i 7 giorni e sono tipici dell’influenza. Si guarisce inoltre senza avere problemi. Nelle persone in cui si manifestano i sintomi il trattamento è palliativo, infatti non vi è una cura specifica, ma si sta studiando un vaccino che dal 2015 viene testato sull’uomo. Il problema sorge quando ad essere infettata è una donna in gravidanza. Zika virus si replica a livello del tessuto placentare, e attraverso la placenta raggiunge il sistema nervoso centrale del feto. A seconda del trimestre, il SNC del feto è composto da cellule in attiva replicazione che costituiscono un substrato ottimale per la replicazione del virus, il quale va proprio a colpire il SNC. Esso porta sempre ad idrocefalie: il feto subisce un danno a livello del tessuto cerebrale il quale non si sviluppa come dovrebbe, ed il bambino presenterà scatola cranica più piccola. Ne consegue che avrà deficit cognitivo, motorio e della crescita. É molto importante vaccinarsi, soprattutto nelle zone latino-americane (anche per i turisti). Chikungunya virus Molto presente nella regione del Veneto, nella quale permane per tutto l’anno la zanzara che lo trasmette (Aedes aegipty), anche grazie alla poca differenza climatica tra inverno ed estate a causa dei cambiamenti climatici. Patologia Comporta i classici sintomi influenzali, non preoccupanti, ma è caratterizzato da un rush cutaneo il quale evidenzia come il virus si stia replicando nello strato sottocutaneo. Esso si diffonde a livello ematico: tramite i capillari sanguigni raggiunge il livello cutaneo nel quale provoca una piccola emorragia superficiale che indica la presenza dello stesso. Si può diffondere anche ad altri tessuti, e nelle persone immuno-compromesse può dare conseguenze più gravi se vengono coinvolti tessuti vitali (fegato, pancreas…). Si manifesta, a seconda delle regioni geografiche, in una determinata percentuale di persone infette (30/70%). Non è presente un vaccino ma trattamenti palliativi. Dengue virus Non è presente nelle nostre regioni, le quali però hanno tutte le caratteristiche climatiche necessarie ad ospitare il suo vettore, la zanzara Aedes aegipty.
Nella maggior parte dei casi non provoca infezioni preoccupanti, ma i classici sintomi influenzali. Accanto ai ceppi di virus Dengue con sintomi moderati stanno apparendo ceppi di virus emorragici. Il virus sta quindi subendo delle mutazioni, diventando capace di raggiungere l’endotelio e vasi endoteliali di piccolo calibro e provocare l’emorragia (patecchie, rush cutanei..), ma se interessa grossi vasi o arterie porta ad emorragie più importanti. È ancora confinato a regioni tropicali e sub-tropicali ma si sono registrati casi in Europa dovuti ad importazione da turisti. Ha subito un picco di preoccupazione nel 2017, dove nella regione dell’America Latina vi erano stati piogge abbondanti e favorita la replicazione della zanzara. (Zone tropicali e sub-tropicali, dove sono maggiormente presenti i virus trasmessi da zanzara) Miceti Micologia: parte della microbiologia che studia i funghi (miceti in termini scientifici). Va dai miceti visibili ad occhio nudo a quelli microscopici. Come i batteri, la maggior parte dei miceti sono “utili” all’uomo, quindi non implicati in processi patologici.
- Vengono usati nella degradazione del materiale organico per rendere fertile il terreno.
- Vengono usati nell’industria alimentare per la fermentazione della birra, lievitazione del pane, e in tutti i processi che hanno base alcolica, prodotta dal metabolismo dei miceti insieme all’anidride carbonica durante la degradazione degli zuccheri.
- Sono presenti in alcuni cibi, ad esempio il formaggio.
- Alcuni di essi vengono utilizzati per produrre farmaci, ad esempio la penicillina ( da Penicillum) e la ciclosporina (da Ciclosporidium). Caratteristiche dei miceti I miceti sono eucarioti, composti da membrana nucleare che riveste il materiale genetico. Necessitano di ossigeno, quindi li ritroviamo in ambienti aerobi. Sono eterotrofi, non hanno clorofilla, perchè producono ATP come forma di energia utilizzando ossigeno e carbonio. Hanno apparato radicale, quindi devono avere un contatto stretto con organismi più grandi per trarne nutrimento, e sono quindi classificati come parassiti. Sono ancorati ed immobili. Sono dotati di parte aerea tramite cui spargono le spore e si diffondono. Sono ubiquitari, quindi presenti a terra, in acqua e in aria. Prediligono luoghi con poca luce, umidi e con temperatura costante, ma ci sono ovviamente moltissime eccezioni. Hanno una parete molto resistente, perciò sopravvivono bene, per un determinato periodo di tempo, a pressioni osmotiche e ambienti aridi. Sono quindi capaci di adattarsi all’ambiente in cui si trovano.
Le cellule dei miceti sono molto simili alle cellule animali, di conseguenza se vogliamo trattare un’infezione data da miceti, dobbiamo usare farmaci specifici che saranno tossici anche per le cellule dell’ospite: bisogna trovare dei target sulle cellule del micete per limitarne la diffusione, ma essendo i due tipi di cellule così simili, questi target saranno presenti anche sulle cellule umane. Il farmaco andrà usato a basse concentrazioni, per questo le terapie antimicotiche durano spesso per molto tempo. Denominazione dei miceti Divisione dal phylum alla specie come per i batteri. Patologie causate da miceti I funghi dimorfi sono gli unici a causare patologia negli ospiti. I meccanismi di patogenicità sono diversi:
- Reazioni di ipersensibilità
- Micosi
- Micotossicosi Reazioni di ipersensibilità Avvengono in determinati individui, che per predisposizione genetica reagiscono in maniera esagerata a diversi stimoli ambientali (allergia). Nel caso dei miceti è dovuta ai conidi, i quali una volta a contatto con il tratto respiratorio provocano una risposta infiammatoria esagerata. Ne consegue tosse, e nei casi più gravi una crisi respiratoria. In questo caso il microorganismo non colonizza e non cresce nei tessuti. Micosi Il micete cresce nel tessuto umano e lo colonizza. Sono trasmissibili facilmente in ambienti umidi (palestre, piscine…), quindi rappresentano un grosso rischio professionale per chi è a stretto contatto con le persone. Possono essere più o meno profonde. Le micosi superficiali interessano gli strati cutanei più in superficie: (10 volte più piccoli)
strato corneo della cute→ cellule morte Malassenzia furfur→ l’agente eziologico della forfora → è presente nel cuoio capelluto ma può essere presente anche il altre zone del corpo, provocando esfoliazione della cute renderla quindi iperpigmentata perché mettoe in luce gli strati cutanei sottostanti. Questo è dovuto al suo metabolismo perché nutrendosi delle cellule desquamate della cute produce delle sostanze che provocano prurito e questo prurito è responsabile delle chiazze iper o ipopigmentate. → Il nostro sistema immunitario non riesce ad arginare un’infezione così blanda perché nello strato corneo non abbiamo vascolarizzazione né apporto di cellule del sistema immunitario quindi il micete può crescere in maniera incontrollata. → si risolve con trattamento topico antifungineo. Le micosi cutanee interessano oltre allo spessore della cute anche gli annessi cutanei ( bulbi piliferi, unghie, capelli …). Sono causate da miceti acquisiti dall’ambiente esterno, animali o atri individui affetti Esse sono responsabili delle dermatofitosi, le micosi più diffuse. Una delle più comuni è la tinia pedis , anche chiamata piede d’atleta. Il micete responsabile si diffonde nelle pieghe interdigitali del piede (o delle mani più raramente) provocando desquamazione della cute. Si diffonde soprattutto nelle persone che fanno uso di scarpe occluse come gli atleti, in cui l’ambiente umido favorisce la replicazione del micete. La patologia non è severa ma può arrivare agli strati cutanei più profondi, e comportare l’ingresso di batteri. (In generale è più che altro un inestetismo). Le micosi sottocutanee interessano i tessuti al di sotto della cute, quindi il muscolo o l’osso. Non sono facili da trattare, e sono conseguenze di traumi causati da oggetti contaminati da elementi organici. Si ha una forte risposta immunitaria poiché siamo in un tessuto altamente vascolarizzato. Se non arginato il micete prolifera fino all’osso e può avere ripercussioni molto importanti. Le micosi endemiche e sistemiche interessano l’intero organismo, poiché i miceti coinvolti raggiungono il circolo sanguigno e quindi vari organi. Sono miceti presenti nell’ambiente e quindi se ingeriti o inalati provocano infezione nel tratto gastrointestinale o in quello respiratorio dove riescono ad erodere il tessuto ed arrivare nella circolazione sistemica. Nelle persone immunocompetenti si riescono ad individuare i miceti introdotti nell’organismo, nelle persone immunodepresse no. Le micosi endemiche sono infatti la principale causa di morte di persone con HIV. Le micosi opportuniste sono dovute a miceti che sono già presenti nell’organismo, normalmente tenuti sotto controllo dai batteri delle mucose. Ad esempio, prendendo un antibiotico diminuiamo la presenza di batteri “buoni” nell’organismo, quindi i miceti possono proliferare in maniera anomala. Candidosi→ è provocata da diversi ceppi di candida (il più diffuso è Candida albicans ), presenti normalmente nell’organismo. → Prolifera nel caso in cui la flora batterica viene ridotta, dando origine a patine di colore bianco o colorate nella bocca. → Può anche arrivare al sangue ed diffondere nel resto dell’organismo. → Fattori di rischio per candidosi disseminata: periodo post-operatorio, terapia antibiotica, ustioni, cateteri Micotossicosi Dovute ad intossicazione da micotossine, le tossine prodotte dal metabolismo dei miceti come metaboliti secondari in caso di ambiente favorevole (umidità, alta temperatura). Le micotossine sono proteine termostabili quindi la loro esposizione a calore non è sufficiente ad eliminarle.
Il plasmodium da malaria è presente in 4 forme diverse ( P. malariae, P. falciparum, P. ovale, P. vivax ). Una volta raggiunto l’individuo, il Plasmodium è presente nel sangue, perciò è trasmissibile agli emo-derivati: trasfusioni di sangue, trapianti d’organo (malaria indotta) da madre a feto (malaria congenita).. Ciclo di riproduzione e replicazione L’infestazione da Plasmodium inizia con la zanzara Anopheles che punge un individuo, e tramite la saliva inocula il Plasmodium a livello dei capillari cutanei. Una volta inoculato si introduce negli epatociti, quindi tropismo per le cellule epatiche; nel fegato inizia la prima replicazione. Questa replicazione comporta l’uccisione delle cellule epatiche infestate e la liberazione di una grande quantità di nuovi Plasmodi. Uscendo dalle cellule epatiche, i nuovi Plasmodi hanno tropismo per i globuli rossi, le vere cellule bersaglio. Nei globuli rossi il Plasmodium si replica, lo lisa, si libera, e i nuovi Plasmodi infestano altri globuli rossi. L’infestazione è un processo sincrono, la zanzara punge, inocula il Plasmodium che va tutto nel fegato, si libera completamente da esso e va nei globuli rossi, dai quali in maniera sincrona esce e continua l’infestazione. È un processo ciclico che richiede alcune ore. Una volta liberato nel sangue inizia la fase parossistica, quella in cui iniziano i primi sintomi della malattia: aumento elevato della temperatura corporea (40°/42°), tremori, convulsioni e stato di spossatezza. La febbre cala quando i Plasmodi tornano nei globuli rossi e si ripresenta ciclicamente 48/72h dopo, quando i plasmodi vengono nuovamente liberati nel sangue. Le complicazioni sono a livello del fegato con ridotta funzionalità epatica, a livello dei globuli rossi che vengono lisati (quadro anemico), danno renale perché deputati alla depurazione dell’organismo dai detriti cellulari che si formano. I maggiori danni sono dovuti all’accumulo di detriti cellulari nel tratto cerebrale (meningi), i quali possono essere evitate con farmaci che riducono i sintomi quali elevata temperatura corporea, che aiutano il Plasmodium a replicarsi nell’individuo. La riproduzione nella zanzara avviene a livello del tratto gastrointestinale, ed è quindi trasferito nella sua saliva.
Toxoplasma gondii Viene trasmesso all’individuo umano dai felini, in particolare dalle loro feci. Qualsiasi animale può subirne l’infestazione. Ad esempio se il gatto fa i bisogni in un orto, o un prato dove brucano ovini e bovini, questi possono diffondere l’infestazione. Nell’ambiente è presente sotto forma di cisti resistenti all’acidità dello stomaco, alle fredde temperature di conservazione del cibo ma non alle alte temperature di cottura. Viene ingerito dall’uomo, quindi viene a trovarsi nel tratto gastro intestinale e può essere eliminato senza dare patologia, o assorbito dalle mucose intestinali e arrivare nel circolo sanguigno. In quest’ultimo caso presenta tropismo per le cellule dell’apparato muscolo- scheletrico e nei casi più gravi (solitamente negli immunodepressi), del sistema nervoso centrale. Nelle cellule muscolari, Toxoplasma gondii resiste sotto forma di ciste, non si replica e quindi non attiva il sistema immunitario. Il problema si manifesta quando esse tornano a replicarsi e dal muscolo vanno a diffondere nel sistema nervoso. In particolare possono attaccare il nervo dell’occhio, il cervello, e altri tessuti. A seconda delle modalità con cui viene assunto può manifestare in 3 forme cliniche:
- Toxoplasmosi postnatale→ dovuta a contatto con felini, ingestione di cisti presenti in carni poco cotte (insaccati), verdure fresche. Ha decorso asintomatico nel soggetto normo-immune.
- Riattivazione dell’infezione→ in soggetto immuno-depresso; comporta gravi alterazioni nel sistema nervoso.
- Toxoplasmosi congenita→ dovuta a infezione della madre non immune e successivo passaggio transplacentare: nel primo trimestre causa aborto o idrocefalo; successivamente causa patologie neurologiche nel neonato. Tutto dipende dall’incontro della madre con Toxoplasma, se precedente alla gravidanza, essa ha sistema immunitario preparato contro il protozoo. All’inizio della gravidanza viene fatto un test con ricerca degli anticorpi contro Toxoplasma. Se risulta negativo, la donna viene invitata a mangiare cibi che potrebbero essere contaminati. Artropodi Vedere slide Strategie di controllo della crescita microbica Il controllo della crescita microbica può essere dovuto a fattori: Chimici→ Presenza o assenza di nutrimento e di fattori tossici per il microbiota (disinfettante, antibatterico...) Fisici→ temperatura, pH, H2O, Ossigeno. Si possono sfruttare questi fattori per controllarne la crescita e la diffusione. Tra i fattori fisici:
- Temperatura→ utilizzata per il controllo della crescita microbica. → I mesofili sono microrganismi che hanno una temperatura ottimale di crescita intorno ai 36/37°, quindi si trovano bene a crescere negli animali a sangue caldo. A questa temperatura infatti le reazioni enzimatiche (assimilazione nutrienti, crescita, replicazione) e metaboliche avvengono con la massima velocità ed efficienza → abbassando la temperatura si subisce la gelificazione dei lipidi, che non vanno più a muoversi in maniera ottimale, nè hanno capacità di ottenere le sostanze nutritive di cui ha bisogno → alzando la temperatura si ha la denaturazione degli enzimi metabolici e delle proteine, quindi riduzione di assimilazione di sostanze nutritive e collasso dei rivestimenti esterni
- Ossigeno→ Ci sono batteri aerobi, che hanno bisogno di ossigeno per sopravvivere, altri invece se vengono a contatto con l’ossigeno muoiono (anaerobi). La maggior parte delle infezioni nell’uomo sono dovute a batteri anaerobi. →i batteri aerobi hanno enzimi in grado di detossificare i radicali dell’O2, i batteri anaerobi sono sprovvisti di tali enzimi.
