CURVA DI CRESCITA

La velocità di crescita dei microrganismi negli ambienti naturali è molto più bassa e discontinua della velocità di crescita in laboratorio ↓ per mancanza di condizioni chimico-fisiche ottimali I cambiamenti dei parametri chimico-fisici (temperatura, pH, pressione osmotica, esaurimento di nutrienti, ecc) rappresentano fonte di stress I microrganismi rispondono agli stress modificando l’attività dei loro sistemi enzimatici e/o regolazione della trascrizione e traduzione dei geni ↓ i microrganismi mantengono la vitalità e la capacità di crescere In condizioni di stress particolarmente elevato si attiva un programma di emergenza che permette alla cellula di entrare in uno stato fisiologico altamente resistente di non-crescita ↓ si verificano modificazioni a livello di tutti gli apparati cellulari

Risposta dei microrganismi a variazioni ambientali e disponibilità di nutrienti La risposta a stress si sviluppa sia a livello individualeche a livello di popolazione A) Risposta individuale es.

Strategie di sopravvivenza in realazione alla disponibilità di nutrienti : Batteri: 1- accumulo di prodotti di riserva 2- formazione di endospore 3- starvation ↓ -formazione di cellule mini o ultramicron -evoluzione a forme dormienti 4-modificano i sistemi di trasporto 5-adottano bassi tassi di metabolismo 6-antagonismo: produzione di antibiotici da parte di streptomiceti del suolo attivi su altri batteri 7-aumentata superficie della cellula

SPORIFICAZIONE Spora:forma di resistenza che permette al batterio di sopravvivere in condizioni ambientali sfavorevoli (scarsità di nutrienti e di umidità) Circa 20 generi di batteri sono in grado di sporificare ↓ per lo più bacilli Gram positivi : Bacillus Clostridium Desulfotomaculum Thermoactinomyces Sporosarcina (sono cocchi) La spora si forma all'interno della cellula madre: ENDOSPORA

In preparati colorati la spora appare come un corpicciolo rifrangente e incolore all'interno della cellula madre

Caratteristiche: - assenza di attività metaboliche - resistenza alle alte temperature, agli agenti chimici, agli antibiotici, alle radiazioni ultraviolette e ionizzanti La sporificazione avviene alla fine della fase esponenziale di sviluppo dei batteri Durante la sporificazione avviene: - compaiono nuove entità enzimatiche e ne scompaiono altre - non si ha replicazione del DNA

Endospora Core o protoplasto contiene: - DNA e ribosomi -dipicolinato di calcio -ridotta quantità di acqua (10-30%) -proteine SASP (small and soluble spore protein): 1-legano il DNA 2-sono fonte di carbonio e di energia per la nuova cellula vegetativa Corteccia o cortex: strato di peptidoglicano con un numero minore di legami crociati e quindi più lasso della cellula Tunica: composta da uno o più strati proteici Esosporio: composizione fosfolipidica simile a quella della membrana citoplasmatica

Fattori responsabili della resistenza sporale - Il grado di disidratazione del core aumenta la resistenza al calore, ad alcune sostanze chimiche come il perossido di idrogeno (H2O2) e causa la parziale inattivazione degli enzimi -Le SASP proteggono il DNA dai potenziali danni causati dai raggi UV e dal calore -La corteccia è più resistente al lisozima -La tunica è una barriera all'ingresso di sostanze chimiche (resistenza ai disinfettanti e agli antibiotici)

Germinazione In condizioni ambientali favorevoli (umidità e nutrienti) la spora germina

-evoluzione a forme dormienti definite: FORME VITALI NON COLTIVABILI starvation: -formazione di cellule mini o ultramicron -evoluzione a forme dormienti definite: FORME VITALI NON COLTIVABILI Oltre alla scarsità di nutrienti anche altri stress ambientali come basse temperature, variazioni di pH, concentrazioni subinibenti di sostanze tossiche, ecc. possono indurre la formazione di VBNC Es. Vibrioni, Escherichia coli, Salmonelle, Shigelle, Campylobacter. I batteri entrano in uno stato di quiescenza metabolica I batteri da bacilli diventano cocchi (da cui il termine “Forme coccoidi”) e si riducono di dimensioni → possono attraversare i filtri batteriologici I batteri patogeni mantengono i loro caratteri di virulenza

Risposta allo shock termico Improvviso innalzamento della temperatura ↓ provoca l’espressione di proteine Hsp (heat shock proteins): A- Chaperonine: assicurano il corretto ripiegamento dei polipeptidi per il giusto assemblaggio nella cellula B- Proteasi: degradano le proteine che hanno assunto struttura errata L’aumento della temperatura causa denaturazione delle proteine che tendono ad aggregarsi Le chaperonine legano le proteine denaturate che vengono degradate dalle proteasi