I Batteri

Appartenenti al regno delle Monere i batteri sono cellule procariote, che differiscono da quelle eucariote in quanto non hanno un nucleo ben definito e sono più piccole (da 1 μm a 5 μm). Diffusi su tutta la superficie terrestre possono vivere anche in posti inospitali (come l’alta atmosfera, alta temperatura, assenza di ossigeno, ambienti acidi etc.) sottoforma di spore o endospore (stato di vita latente). Esistono vari tipi di batteri e possono essere divisi in base alla struttura superficiale, alla struttura interna, alla forma e al metabolismo.

Struttura interna comune Tutti i batteri hanno una struttura interna molto semplice, senza organelli delimitati da membrane. Nucleoide DNA circolare lungo fino a 1mm confinato nella regione centrale Ribosomi Conferiscono al citoplasma un aspetto granulare. Hanno la stessa funzione che negli eucarioti. Granuli di immagazzi-namento Nutrienti e sostanze di riserva possono essere conservati sotto forma di glicogeno, lipidi, polifosfati, o in alcuni casi zolfo e azoto. Endospore Alcuni batteri, come il Clostridium botulinum, formano spore resistenti alla siccità, alte temperature e altri rischi ambientali. Quando le condizioni ambientali ritornano favorevoli le spore germinano e danno origine ad una nuova popolazione

Dall’esterno verso l’interno si possono trovare: Strutture esterne: Dall’esterno verso l’interno si possono trovare: Capsula Strato di polisaccaridi protettivo spesso associato con la patogenicità perché serve come una barriera contro la fagocitosi da parte dei leucociti. Membrana esterna Doppio strato lipidico presente solo nei Gram- Parete cellulare Formata da peptidoglicano (polisaccaridi + proteine), mantiene complessivamente la forma Membrana plasmatica Doppio strato lipidico con diverse proteine responsabili del trasporto di ioni, nutrienti

Appendici: Pili Strutture cave, proteiche utilizzate per attaccarsi ad altri batteri Flagelli Strutture per il movimento

Classificazione per struttura interna ARCHEOBATTERI primitivi, con composizione chimica caratteristica: a) Metanogeni (in ambienti poveri di O2 e producono CH4) b) Alofili (in acque salate ) c) Termoacidofili ( in H2O calde a pH acido) CYANOBATTERI o ALGHE AZZURRE sono organismi autotrofi pionieri. EUBATTERI batteri con cui siamo in contatto. MONERE

Classificazione in base al metabolismo Prototofi (crescono in un terreno minimo) Auxotrofi (hanno esigenze metaboliche ≠) ETEROTROFI Fotoautotrofi (energia solare come fonte di energia e la CO2 come fonte di C) Fotoeterotrofi (energia solare come fonte di energia e composti organici di altri organismi come fonte di C) Chemioautotrofi (energia dall’ossidazione di composti contenenti NH3 e ioni azoto) Chemioeterotrofi ( E e atomi di C da composti organici) AUTOTROFI

Classificazione in base alla struttura superficiale GRAM POSITIVI: provvisti di un rivestimento polisaccaridico (parete cellulare a più strati di peptidoglicano) che permette al batterio durante la colorazione di GRAM di assumere un colore blu/violetto GRAM NEGATIVI: sono batteri che hanno una parete cellulare formata da due strati (una membrana lipidica esterna e uno strato peptidoglicano interno) e durante la colorazione di GRAM assumono un colore rosso

Divisione in base alla forma COCCHI: con forma tondeggiante Stafilococchi: a grappolo Streptococchi: lineare BACILLI: forma a bastoncino SPIRILLI: forma a spirale o a virgola

I TERRENI Per ppoterli studiare, in laboratorio vengono «coltivati» su materiale nutritivo: i terreni di coltura che possono essere: LIQUIDI. Consistono in brodi di carne o pesce fatti bollire in modo da sterilizzarli per poi «seminare» il materiale «infetto» (i batteri, proliferando, provocheranno un intorbidamento del liquido). SOLIDI. Uguali a quelli liquidi, ma con l’aggiunta una sostanza gelificante l’AGAR che, appunto, darà una consistenza tipo gel. Su questi terreni i batteri si svilupperanno in zone limitate formando macchie superficiali (più o meno tondeggianti) chiamte «colonie». Lo studio della morfologia, del contorno, del colore e della consistenza di tali colonie è importante per l’identificazione dei batteri specifici.

Rilievo Aspetto macroscopico delle colonie Forma sottile, allungato puntiforme circolare filamentosa rizoide irregolare d < 1 mm irregolare, a filo intrecciato irregolare, ramificata piatto sopraelevato convesso umbonato sottile, allungato

Aspetto macroscopico delle colonie Superficie Margine intero ondulato eroso filamentoso arricciato liscia radiata rugosa concentrica rilevata ondulata anelli concentrici raggrinzita

Quali e quante specie batteriche trovano asilo nel nostro corpo? LO ZOO DEI BATTERI Quali e quante specie batteriche trovano asilo nel nostro corpo?

QUANTI BATTERI OSPITIAMO? Circa 1012 (mille miliardi) sulla pelle Circa 1010 (dieci miliardi) nella bocca Circa 1014 (centomila miliardi) nell’intestino

EPIDERMIDE Molto variabile secondo le località: umidità (ascelle, inguine, dita dei piedi), presenza di orifizi collegati a mucose. Normalmente più concentrati negli strati superficiali dell’epidermide e nei follicoli piliferi.

Staphylococcus epidermidis EPIDERMIDE Staphylococcus epidermidis Specie dominante Assolutamente innocuo, commensale, ubiquitario.

Altre specie più o meno comuni EPIDERMIDE Altre specie più o meno comuni Micrococcus Staphylococcus aureus Corynebacteria Mycobacteria

CONGIUNTIVA Molte specie, nessuna delle quali specifica, ma pochi individui Umidità costante (ghiandole lacrimali) Sostanze battericide (es. lisozima) e pulizia continua (palpebre)

CONGIUNTIVA Specie dominante: Staphylococcus epidermidis Principali specie patogene: Neisseria gonorrhoeae, Chlamydia trachomatis (habitat normale: mucose urogenitali)

RINOFARINGE Ambiente riparato e costantemente umido Facilità di inoculo Fortissima colonizzazione batterica

RINOFARINGE Streptococcus Specie dominanti Tipi alfa-emolitici e non emolitici, non patogeni.

Principale specie patogena RINOFARINGE Principale specie patogena Staphylococcus aureus Dà origine a una vasta tipologie di infezioni, dalle infezioni cutanee alle endocarditi mortali. Dal naso, principale via d’entrata, si diffonde al altre parti del corpo.

RINOFARINGE Streptococcus pyogenes Altre specie patogene Presente ma asintomatico nel 15% degli individui. Infezioni suppurative (scarlattina, faringite streptococcica, febbre reumatica, fino a shock tossici).

RINOFARINGE Streptococcus pneumoniae Altre specie patogene Presente ma asintomatico in una gran parte degli individui. Polmoniti, solitamente solo in persone debilitate (età, altre malattie, AIDS).

RINOFARINGE Haemophilus influenzae Altre specie patogene Presente ma asintomatico nel 75% degli individui. Sinusite, otite media, epiglottite, meningite.

BRONCHI E POLMONI Virtualmente sterili per l’attività dei filtri nelle prime vie aeree (muco, cellule ciliate, sostanze battericide) In caso di bronchite o altra affezione respiratoria possono scendere patogeni come Streptococcus pneumoniae o Haemophilus influenzae (polmonite)

RINOFARINGE Bordetella pertussis Patogeno specifico Provoca la pertosse colonizzando la trachea.

TRATTO UROGENITALE L’uretra è periodicamente percorsa da urina sterile e viene quindi costantemente pulita La flora del tratto più esterno deriva da occasionali colonizzazioni (Staphylococcus epidermidis, Enterococcus faecalis ecc.)

TRATTO UROGENITALE La vagina è invece ampiamente colonizzata subito dopo la nascita da numerose specie, generalmente non patogene, ma viene rapidamente selezionata La flora batterica vaginale è importantissima per la salute della donna

Specie caratteristica TRATTO UROGENITALE Specie caratteristica Lactobacillus acidophilus Produce grandi quantità di acido lattico, abbassando il pH vaginale e impedendo la colonizzazione di patogeni come la candida. I liquidi vaginali contengono glicogeno che serve da alimento ai lattobacilli.

CAVO ORALE Habitat favorevole per la presenza di alimenti, detriti e umidità La colonizzazione batterica dipende dall’età della persona

CAVO ORALE Streptococcus salivarius Poco dopo la nascita Prima dell’eruzione dei denti è la specie dominante (98%). Nella bocca sono presenti solo tessuti molli.

Dopo l’eruzione dei denti CAVO ORALE Dopo l’eruzione dei denti Streptococcus mutans Richiede un substrato che non si desquama (denti). Forma facilmente biofilms.

Dopo l’eruzione dei denti CAVO ORALE Dopo l’eruzione dei denti Streptococcus mutans E’ tra le principali specie della placca, assieme a Streptococcus sanguis. E’ anche responsabile di buona parte delle carie dentali.

CAVO ORALE Numerose altre specie Pubertà La flora batterica si arricchisce e la sua composizione si complica. Si aggiungono, ad es., batteroidi e spirochete.

CAVO ORALE Il vantaggio per la flora batterica è evidente C’è qualche vantaggio anche per l’uomo nell’ospitarla?

CAVO ORALE La colonizzazione inibisce l’entrata di altre specie (anche patogeni) La flora batterica orale fornisce nutrienti essenziali (vitamine) Stimola il sistema immunitario

TRATTO GASTROINTESTINALE Nell’uomo è influenzata da età, dieta, uso di antibiotici E’ inoltre diversa a seconda del tratto considerato

TRATTO G. I. Nell’esofago solo i batteri ingeriti col cibo Lo stomaco è molto acido e seleziona pochi ceppi batterici resistenti L’intestino è ricchissimo di specie e individui batterici

Specie (e patogeno) caratteristica STOMACO Specie (e patogeno) caratteristica Helicobacter pylori Scoperto solo negli anni ‘80, ma presente nella maggioranza della popolazione. E’ causa in alcuni di ulcera gastrica e (forse) tumori allo stomaco.

Specie caratteristica INTESTINO TENUE Specie caratteristica Enterococcus faecalis Da 10mila a 10milioni per millimetro cubo di liquido, fino a 100milioni nel tratto distale. E’ causa in alcuni di ulcera gastrica e (forse) tumori allo stomaco.

Specie caratteristica INTESTINO CRASSO Specie caratteristica Bifidobacterium bifidum Il batterio più abbondante nel colon. Batterio anaerobico a fermentazione lattica (yogurt).

Specie caratteristica INTESTINO CRASSO Specie caratteristica Escherichia coli Circa 10000 volte meno abbondante del Bifidobacterium. Molto noto per studi di genetica; può usare qualsiasi substrato.

INTESTINO CRASSO Altre specie Batteri metanogeni Batteroidi Lattobacilli A volte alcuni patogeni (es. vibrioni)

UTILITA’ DELLA FLORA BATTERICA G. I. Sintetizza e secerne vitamine Previene colonizzazione di patogeni Antagonizza altri batteri Stimola il sistema immunitario