Colture batteriche spore bacilli sporigeni

Terreni di coltura I batteri sono coltivati in laboratorio su appositi terreni o mezzi di coltura Ogni terreno, prima della semina, dovrà ovviamente essere sterile e contenuto in recipienti anch’ essi sterili e muniti di chiusure per garantire la sterilità durante il periodo di incubazione

Terreni di coltura Solidi, liquidi Il materiale solidificante è l’ agar , un polisaccaride acido estratto dalle alghe che disciolto a caldo in un liquido, si gelifica successivamente raffreddandosi

Agar Il reticolo tridimensionale del gel presenta maglie abbastanza grandi per la libera diffusione degli alimenti e abbastanza strette per impedire il passaggio dei batteri Un terreno gelificato si liquefà a temperature > a 80° C e si risolidifica a temperature < a 45° C

Composizione chimica Si usano terreni complessi contenenti peptoni,siero, sangue che derivano dai tradizionali “brodi” batteriologici

Terreni di base Brodo normale: soluzione allo 0.5% di peptoni, 0.3% di estratto di carne, NaCl a pH 7.0 Agar normale : brodo normale + 1,5% di agar

Ai terreni di base si possono aggiungere anche altri materiali quali siero, sangue, liquido ascitico Ad esempio l’aggiunta di sangue consente di rilevare la produzione di tossine batteriche emolitiche

Condizioni di incubazione Temperatura ottimale 36° C Adeguata concentrazione di CO2 Assicurare la presenza di O2 per i batteri aerobi ed eliminare l’ossigeno per i batteri anaerobi obbligati

Crescita di un popolzione batterica Fase di latenza: i batteri aumentano di volume e sintetizzano enzimi utile alla metabolizzazione dei substrati Fase di accelerazione e di crescita: alcuni di essi iniziano a moltiplicarsi Fase esponenziale o logaritmica: tutti i batteri si moltiplicano e si ha dopo ogni generazione un numero di batteri doppio a quello precedente

Tuttavia … Fase di decelerazione della crescita: la crescita non può durare continuamente…i nutrimenti si esauriscono e si accumulano sostanze tossiche…. Fase stazionaria : modico aumento della massa totale ma con numero di batteri vivi che resta costante perché la mggior parte non si moltiplica più

In ultimo… Fase di morte o di declino : il numero dei batteri che muoiono sopravanza quelli ancora in grado di riprodursi

Sviluppo di batteri in terreni solidi Inoculati sulla superficie di un terreno con agar , i batteri possono formare un patina oppure colonie isolate Colonie : rotonde margini netti, oppure rugose a margini frastagliati

Colonie Colonie S : (smooth-liscio) a consistenza cremosa Colonie R : (rough-rugoso) secche e a margini frastagliati, potere patogeno diminuito Colonie mucose : proprie dei batteri che producono una capsula abbondante

Tenendo presente che il volume di un batterio è in media 1 μm3, per veder ad occhio nudo una colonia questa deve contenere da 106 a 107 batteri

Colonie S ( a sinistra ) e colonie R ( a destra ) di Salmonella typhi

Colture isolanti Per studiare un batterio, la coltura deve essere pura cioè deve contenere solo batteri identici Le colture isolanti servono appunto a raggiungere questo obiettivo.

Si usano terreni solidi,in cui, prelevando asetticamente i batteri da una colonia, si ha la possibilità di allestire colture pure, cioè che derivano dall’ unico batterio che ha dato origine alla colonia

Contenitori per terreni di coltura: Provette Piastre provviste di coperchio Matracci usati di solito per i terreni liquidi Per l’isolamento si usano di solito terreni solidi in piastre dove le colonie possano crescere , dopo essere state seminate, in maniera distanziata

Coltura isolante per disseminazione in superficie di una piastra di agare. In basso le colonie sono separate e possono essere prelevate singolarmente.

Mezzi selettivi di isolamento Si usano quando il batterio da isolare rappresenta una minoranza rispetto alla popolazione batterica del materiale in esame

Mezzi selettivi di isolamento Terreni indicatori: contengono sostanze apprezzabili dal batterio ricercato Terreni selettivi: contengono sostanze batteriostatiche per i batteri contaminanti Terreni di arricchimento: sono terreni liquidi selettivi dove lo sviluppo del batterio che si vuole isolare è favorito rispetto ad altri contaminanti

Si può inoltre procedere all’isolamento… Inoculando il batterio patogeno in animali → colture di organi infetti Distruzione col calore dei batteri contaminanti Distruzione mediante sostanze chimiche dei batteri contaminanti a cui il batterio da isolare sia insensibile

Colture di mantenimento Per mantenere a lungo una coltura batterica→periodici trapianti in terreni freschi Conservazione dei batteri→si ricorre all’essiccamento o alla liofilizzazione Conservazione di batteri sporigeni→sono gli stessi batteri che provvedono alla produzione di spore che consentono loro di vivere anche in condizioni ambientali sfavorevoli

Sono prodotte solo da alcuni bacilli ( Bacillus e Clostridium ) Spore Sono prodotte solo da alcuni bacilli ( Bacillus e Clostridium )

Spore All’ interno di un batterio appare come un corpicciolo incolore Bacillus→il diametro della spora non eccede quello della cellula batterica Clostridium→il diametro della spora è > di quello della cellula batterica

Ultrastruttura della spora: dall’interno all’esterno Citoplasma circondato da una membrana plasmatica e da una parete cellulare rudimentale Corteccia o cortex : peptidoglicani Rivestimenti o coats : uno interno ed uno esterno Esosporio : sottile membrana esterna a contenuto fosfolipidico

Ultrastruttura di una spora batterica

Funzioni della spora Scarsa attività enzimatica e scarso consumo di O2 Meno ricca di H2O quindi più resistente all’ essicazione , ai raggi ultravioletti ed al calore ( anche sopra a 100°) Letargo metabolico ( latenza )

Morfogenesi della spora Addensamento del materiale nucleare a sbarra Separazione in due nuovi nuclei (uno dei due migra verso un polo) Deposizione delle varie membrane Liberazione della spora nell’ ambiente

Fase iniziale della sporificazione in Clostridium perfrigens

Clostridium tetani da coltura sporificato Clostridium tetani da coltura sporificato. Al centro una cellula batterica apparentemente unica con due spore.

Il processo di sporificazione inizia quando l’esaurimento di sostanze nutritive e l’ accumulo di cataboliti causano un rallentamento della moltiplicazione batterica

Germinazione della spora È la produzione di una cellula vegetativa a partire da una spora Si verifica quando le condizioni ambientali ritornano ad essere favorevoli per la crescita batterica