Le spore Sono particolari strutture di resistenza, non possono essere distrutte neanche da agenti chimici molto aggressivi. Le endospore batteriche sono le uniche ad avere un elevato grado di resistenza al calore. Esse sono inoltre resistenti ad altri agenti chimici e fisici, quali la disidratazione, le radiazioni, gli acidi ed i disinfettanti chimici. Al microscopio ottico sono facilmente visibili come corpi altamente rifrangenti. Le spore sono impermeabili ai coloranti, proprietà che le evidenzia come regioni incolori in cellule trattate con coloranti basici, quali il blu di metilene.

TRASFORMAZIONE DI UN BATTERIO SPORIGENO SPORULAZIONE FORMA VEGETATIVA SPORA GERMINAZIONE

SPORULAZIONE Alcuni bacilli Gram + aerobi ed anaerobi obbligati (rispettivamente Bacillus e Clostridium) in determinate condizioni ambientali danno origine a spore. Le spore sono forme di resistenza che consentono al batterio di sopravvivere in un ambiente sfavorevole. Spore di Clostridium tetani

SPORA CARATTERISTICHE GENERALI Si origina all'interno della cellula batterica madre (sporangio); Sono forme particolarmente resistenti; Nei preparati colorati appare come un corpuscolo rifrangente ed incolore all'interno dello sporangio; Nei batteri del genere Bacillus il diametro della spora di solito non eccede quello della cellula madre; Nei batteri del genere Clostridium il diametro della spora è maggiore di quello dello sporangio che appare, quindi, ingrossato in corrispondenza della spora.

Queste caratteristiche sono esclusivamente genetiche Forma, collocazione e grandezza di diverse spore in formazione all’interno della cellula batterica. Queste caratteristiche sono esclusivamente genetiche

Formazione della spora

La struttura di una spora è molto più complessa di quella della cellula vegetativa poiché è costituita da numerosi strati di rivestimento. Lo strato più esterno, detto esosporio, rappresenta uno strato di rivestimento sottile e delicato. All’interno dell’esosporio si trova la tunica (o parete della spora) che è composta da uno o più strati proteici. Al di sotto di questa si trova la corteccia (o cortex), costituita da uno strato peptidoglicanico lasso, all’interno del quale si trova il “core” costituito da strutture convenzionali, quali parete cellulare, membrana citoplasmatica, nucleoide ecc..

STRUTTURA DELLA SPORA COSTITUENTI COMPOSIZIONI Core Proteine, DNA, RNA,DPA Cortex Peptidoglicano con lattami dell'acido muramico Coats Cisteina ricca in legami disulfidrilici Esosporio Proteine, polisaccaridi e lipidi

CARATTERISTICHE DIFFERENZIALI TRA SPORA E CELLULA VEGETATIVA Presenza di acqua - + Affinità tintoriali Rifrangenza Presenza di acido dipicolinico Resistenza al calore Resistenza agli UV Resistenza agli agenti chimici

SPORE Resistenza al calore Basso contenuto di acqua che porterebbe a una maggiore stabilità delle macromolecole; Presenza di dipicolinato di calcio.

SPORE Resistenza alle radiazioni UV Presenza di un efficiente meccanismo di riparazione dei danni provocati sul DNA che entra in funzione nelle prime fasi della germinazione; Proteine a basso peso molecolare dette SASP (small acid soluble proteins). Alcune di esse interagiscono con il DNA e lo proteggono dagli effetti degli UV.

GERMINAZIONE A) Attivazione Stadio caratterizzato dalla distruzione degli involucri esterni. E‘ un processo reversibile. - Calore (60-65°C per 10') - pH basso Sostanze riducenti (p-mercaptoetanolo). B) Germinazione L-alanina, glucosio, adenosina. Si ha perdita della rifrangenza, della resistenza al calore ed agli agenti fisici e chimici. C) Esocrescita Caratterizzata dalla sintesi degli RNA (tRNA, RNA ribosomiale, mRNA) e delle proteine. La sintesi dei DNA inizia verso la fine dell'esocrescita.

Sequenza dei principali cambiamenti nei processi di sporulazione e germinazione -Termine della crescita vegetativa -Formazione del filamento di cromatina -Formazione del setto sporale -Sintesi della cortex -Aumento della rifrangenza -Sintesi di acido dipicolinico e ioni Ca2+ -Sintesi dei coats -Resistenza agli agenti fisici e chimici -Resistenza al calore -Diminuzione delle affinità tintoriali -Lisi della cellula madre e liberazione della spora matura -Perdita della resistenza al calore -Perdita di acido dipicolinico ed ioni Ca++ -Diminuzione della rifrangenza -Aumento della cromatofilia -Diminuzione della resistenza agli agenti fisici e chimici -Inizio del metabolismo

IMPORTANZA DELLE SPORE SOTTO L'ASPETTO MEDICO Habitat naturale delle spore è particolarmente esteso: esse possono raggiungere qualunque ambiente per mezzo di polveri e altri veicoli; Poiché vivono in uno stato di latenza possono sopravvivere per lunghissimo tempo, addirittura per migliaia di anni, conservando intatta la loro capacità di infettare. SPECIE PATOGENE Bacillus anthracis Carbonchio Clostridium botulinum Botulino Clostridium tetani Tetano Clostridium perfringens Gangrena gassosa Tutti questi organismi, allo stato di spora, sono resistenti alla bollitura, agli antibiotici e a molti disinfettanti.