M I C R O B I O L O G I A La microbiologia studia quegli

M I C R O B I O L O G I A
La microbiologia studia quegli organismi che sono così piccoli da non poter essere visti ad occhio
nudo e che pertanto sono chiamati microorganismi o microbi.
Il primo ad osservare il mondo microbico è stato l'olandese van Leeuwenhoek grazie alla
costruzione di microscopi semplicissimi
Dopo che Leeuwenhoek scopr' l'immenso numero di creature microscopiche, gli studiosi
cominciarono a ipotizzare quale fosse la loro origine.
Si formarono subito due scuole di pensiero: alcuni ritenevano che i microorganismi si formassero
spontaneamente da materiali non viventi, a seguito di reazioni chimiche; altri ritenevano che questi
venissero formati a partire da “semi” o “germi” che erano sempre presenti nell'aria ed in tutte le
sostanze.
Fu un medico italiano, Francesco Redi, che dimostrò che i vermi che si formano nella carne in
putrefazione, sono stadi larvali di mosche che su tale carne avevano deposte le ouva e che non si
formano mai se la carne viene protetta, mettendola in vasi coperti con una sottile garza in modo che
le mosche non possano deporre lo loro uova sulla carne stessa.
Più difficile era dimostrare che anche i batteri non si generano spontaneamente e fu un altro
italiano, Lazzaro Spallanzani,che riuscì a dimostrare questa ipotesi.
Durante i vari studi sui cambiamenti chimici delle sostanze organiche ad opera dei microorganismi,i
fenomeni osservati furono divisi in putrefazione e fermentazione; la putrefazione è il processo di
decomposizione che dà origine a prodotti finali maleodoranti (putrescina, cadaverina ecc) e che si
verifica a causa della decomposizione delle proteine prevalentemente della carne: la fermentazione
è il processo che determina la formazione di alcooli o acidi organici quale conseguenza della
demolizione dei carboidrati, composti predominanti nei tessuti vegetali.
Durante i suoi studi sulla fermentazione butirrica, Pasteur scoprì un altro fenomeno biologico
importante: l'esistenza di forme di vita che possono moltiplicarsi e vivere solo in assenza di
ossigeno, (microorganismi anaerobi).
Il sospetto che alcuni microorganismi fossero la causa di malattia era già presente nella prima metà
dell'ottocento: un medico ungherese aveva rilevato l'altissima incidenza di infezioni puerperali
mortali tra le donne che avevano partorito in ospedale. Ci si rese conto che i responsabili di tali
infezioni erano gli stessi medici, che spesso si trasferivano dalla sala dissezioni dell'obitorio alla
sala parto e da una partoriente all'altra, senza prendere alcuna precauzione igienica, quale la pulizia
delle loro mani o dei ferri.
Un altro problema era quello delle sepsi chirurgiche, cioè di quelle infezioni che si sviluppavano
dopo l'intervento e che spesso causavano la morte del paziente.
Il primo ad intervenire fu un chirurgo inglese Joseph Lister che ritenne la sepsi il risultato
dell'infezione microbica dei tessuti esposti durante l'intervento. Egli applicò sistematicamente
procedure per prevenire l'accesso ai tessuti da parte dei microbi; sterilizzando gli strumenti
chirurgici, usando indumenti disinfettati e tenendo pulito il più possibile il campo operatorio riuscì a
ridurre drasticamente le sepsi chirurgiche.
Un passo avanti si ebbe con l'allestimento dei filtri per atteriologia, capaci di sterilizzare una
soluzione trattenendo i batteri. I fluidi infetti venivano saggiati per dimostrare la presenza di batteri
responsabili della malattia; se il filtrato perdeva la sua capacità di provocare la malattia, ciò
indicava la presenza di un agente patogeno nel fluido originale.
Nel 1892 un batteriologo russo applicò questo metodo ad un estratto infettante ottenuto da foglie
di tabacco colpito da una malattia nota come mosaico del tabacco. Con sorpresa si accorse che il
filtrato manteneva il suo potere patogeno, trasmettendo la malattie a piante sane. bili
FUNGHI: le caratteristiche dei funghi o miceti sono: presenza di una parete cellulare, mancanza di
mobilità e assenza della fotosintesi. Vengono chiamati Lieviti se unicellulari e Muffe se producono
strutture pluricellulari con caratteristici filamenti (ife) e di particolari fruttificazioni.
ALGHE. Possono essere unicellulari o pluricellulari, mobili o immobili, possiedono una parete che
può essere o cellulosica o, come nelle diatomee, costituita da materiale siliceo. Le alghe effettuano
la fotosintesi e presentano nel citoplasma caratteristici cloroplasti.
BATTERI. Sono caratterizzati dall'essere costituiti da una tipica cellula procariotica, cioè priva di
un nucleo che racchiuda il materiale genetico e dal possedere una spessa parete cellulare
VIRUS.sono caratterizzati dalla loro incapacità di replicarsi se non all'interno di cellule viventi
vegetali od animali.
Senza microorganismi sulla terra finirebbe ogni forma di vita, essi infatti sono in grado di
decomporre ogni materiale organico morto in metaboliti semplici, che possono poi essere utilizzati
dalle piante e da altri organismi fotosintetici,. I cianobatteri contribuiscono alla fertilità del suolo,
trasformando l'azoto atmosferico in composti utilizzabili dai vegetali. Anche la produzione di carne
dipende dai batteri, i ruminanti infatti, incapaci di digerire da soli la cellulosa, l'amido e la pectina,
possono sfruttare tali sostanze grazie ai microorganismi, presenti nel loro rumine, che lo fanno per
loro.Ancora alcuni dei nostri cibi, come i formaggi, sono prodotti ottenuti grazie all'azione di
microorganismi presenti nel latte e così avviene per la lievitazione del pane e per la produzione di
alcune bevande alcoliche, che sono possibili grazie all'intervento dei lieviti. Inoltre i microbi sono
sfruttati per la produzione di parte dell'energia e per la demolizione di rifiuti inquinanti prodotti
dall'industria chimica e farmaceutica,
Ancora, la microbiologia industriale.da anni sfrutta i microorganismi per ottenere prodotti diversi.
come i supplementi o stabilizzanti alimentari, solventi, additivi e farmaci
Un discorso a parte deve essere fatto per il promettente settore dell'ingegneria genetica che consente
di utilizzare i microorganismi opportunamente programmati, per la produzione di alimenti,
mangimi, farmaci, fertilizzanti ecc, produzione che altrimenti si avrebbe solo a costi decisamente
svantaggiosi.
Accanto a questi microorganismi esiste una piccola quota dimicrobi per noi patogeni e di questa
quota noi ci occuperemo.
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V I R U S
I virus costituiscono un gruppo di agenti infettivi caratterizzati dalle loro dimensioni estremamente
piccole e dal loro parassitismo obbligato, ossia dalla loro incapacità di riprodursi al di fuori di una
cellula vivente.
Tutti i virus risultano essere costituiti prevalentemente, se non esclusivamente,da proteine ed acido
nucleico. L'acido nucleico può essere sia RNA che DNA ma ogni virus contiene soltanto l'uno o
l'altro dei due acidi, mai tutti e due contemporaneamente.
Alcuni virus animali posseggono un'ulteriore struttura costituita da un rivestimento lipidico, come
ad esempio i virus influenzali.
L'acido nucleico, contenuto nel virus, è metabolicamente inerte e deve penetrare in una cellula
vivente per esplicare la propria attività, il guscio proteico (capside) ha lo scopo di proteggerlo e di
favorirne l'entrata nelle cellule sensibili.
Abbiamo tre classi di virus dal punto di vista strutturale.virus a simmetria elicoidale, virus a
simmetria cubica o icosaedrica e virus a simmetria complessa.
-I virus a simmetria elicoidale sono costituiti da un bastoncino, più o meno lungo, con un fo ro
centrale, all'interno di questo foro, che percorre il virus per tutta la sua lunghezza, si inserisce la
catena di acido nucleico. Il capside può varire in flessibilità da virus a virus, passando da un
bastoncino molto rigido a forme arrotolate su se stesse, assumendo aspetti diversi (sfera , gomitoli
di lana ecc).
-Virus a simmetria cubica: molti virus hanno una forma quasi sferica che, ad un attento esame si
rivela essere di forma icosaedrica.
-Virus a simmetria complessa: questi virus possono avere l'aspetto di un mattone (virus del vaiolo)
oppure l'aspetto di iun proiettile (virus della rabbia), oppure, come nei batteriofagi, presentare
diverse strutture (una testa a simmetria cubica, un colletto, una coda ed una piastra basale).
Alcuni agenti infettanti le piante sono costituiti esclusivamente da frammenti di acido nucleico
(RNA) privi pertanto di un guscio proteico: tali agenti infettanti vengono chiamati viroidi.
Gli agenti responsabili di particolari patologie neurologiche a lenta evoluzione presentano
caratteristiche strutturali ancora più peculiari essendo costituiti da soli frammenti lipoproteici
autoreplicanti, privi di acido nucleico: questi agenti costituiscono i prioni.
REPLICAZIONE FAGICA. Nei virus il processo di replicazione può essere suddiviso in 5 fasi.
!) Adsorbimento, si ha quando la particella virale viene a contatto con la membrana cellulare e vi
rimane adesa, grazie a legami di natura chimica e/o elettrostatica.
2) Penetrazione: nei virus con rivestimento lipidico, questo si fonde con la membrana cellulare,
permettendo così la penetrazione del virus nel citoplasma, dove, enzimi cellulari provvedono a
privarlo del rivestimento proteico liberando così l'acido nuleico.
Nei virus privi di rivestimento lipidico,la penetrazione avviene con un processo simile alla pinocit
osi.
3) Replicazione: dopo la liberazione dell'acido nucleico virale all'interno della cellula, fanno seguito
una serie di processi che portano al blocco di quasi ntutte le attività cellulari ed alla sintesi di
proteine specifiche virali e acido nucleico virale, a spese degli enzimi e ribosomi cellulari.
4)Maturazione:la replicazione dell'acdo nucleico e delle proteine virali portano ad una aggregazione
spontanea con formazione di numerose particelle virali.
5)Liberazione: i virus così formati, se corrispondono a virus privi di rivestimento lipidico, vengono
eliminati attraverso aperture della membrana cellulare; la cellula ospite va incontro a morte e viene
eliminata una notevole quantità di virus. Se, invece, il virus maturo presenta un rivestimento
lipidico, tale rivestimento risulta costituito dalla stessa membrana cellulare che il virus porta con se
durante la fuoriuscita dalla cellula, Nei virus influenzali (mixovirus) tale liberazione può continuare
per molte ore; in qualche caso la cellula sopravvive a questo processo e continua a produrre
particelle virali,non solo ma può anche riprodursi e quindi trasmettere l'infezione alle cellule figlie.
Queste modalità di riproduzione valgono per tutti i virus con l'eccezione dei batteriofagi o fagi.
Il fago è caratterizzato dal possedere una testa icosaedrica bipiramidale, coda più lunga della testa,
rigida e con un colletto contrattile; alla base della coda possono essere presenti delle strutture
terminali come piastra basale, fibre o aculei.
La particella fagica che viene casualmente a contatto con un batterio aderisce al batterio stesso;
il colletto si contrae e forza la coda a penetrare la parete batterica e la membrana; infine l'estremità
della coda si apre e l'acido nucleico virale viene iniettato all'interno del batterio.
All'interno della cellula batterica l'acido nucleico del fago si integra con il cromosoma circolare
batterico e procede alla sintesi di nuovi fagi.
Le modalità di infezione sinora esposte, riguardano i virus cosidetti virulenti, in quanto l'infezione
causa la lisi e la morte delle cellule infettate; esistono alcuni virus che sono in grado sia di
replicarsi, causando la lisi e morte della cellula ospite,sia di integrare il loro DNA nel DNA della
cellula ospite senza causarne lisi e morte se non dopo diverso tempo oppure ma; è questo il
fenomeno della lisogenia.
La cellula infettata non viene affatto danneggiata dalla presenza del genoma virale, si riproduce
normalmente possedendo in più, rispetto alle cellule non infette, il DNA virale integrato al proprio
A distanza di tempo, per cause in parte ancora ignote, il virus si virulenta replicandosi attivamente e
provocando lisi e morte cellulare ma rimanendo sempre presente in alcune cellule.
DNA VIRUS.
-Poxvirus:il nome deriva dal termine greco di pustola; si tratta di grossi virus a forma ovoidale o di
mattoni e sono gli unici virus visibili anche al microscopio ottico. Comprendono oltre 50 membri
patogeni per l'uomo e per gli animali (virus del vaiolo umano, del vaiolo vaccino, suino, della
scimmia e del topo)
Il virus del vaiolo si ricorda per motivi storici, in quanto il vaiolo viene considerato oramai
scomparso in tutto il mondo, grazie alle diverse campagne antivaiolose che hanno portato la
obbligatorietà della vaccinazione in tutto il mondo,
Fu Jenner a introdurre la vaccinazione antivaiolosa. Jenner aveva notato che i molti mandriani
ammalatisi di vaiolo vaccino, non mortale per l'uomo, risultavano poi immuni al vaiolo umano,
Prese del pus da alcune lesioni di vacche infette e con questo infettò alcuni volontari, provocandone
la malattia; tempo dopo l'avvenuta guarigione, tentò di infettare gli stessi volontari con pus
proveniente da vaiolo umano e vide che costoro non si ammalavano: erano diventati immuni ed era
nata la vaccinazione.
-Papovavirus: comprendono i virus del papilloma, del polioma ed il virus vacuolizzante:sono virus a
simmetria cubica privi di rivestimento lipidico e pertanto resistenti ai solventi dei lipidi e al calore.
Sono virus che si replicano lentamente e, alcuni di essi, inducono malattie tumorali.
Di interesse umano sono i papillomavirus a cui appartengono gli agenti di varie forme tumorali
quali il papilloma genitale e le verruche.
-Adenovirus: sono virus che colpiscono le adenoidi ed i tessuti linfatici in genere; sono virus a
simmetria cubica, privi di rivestimento lipidico e pertanto resistenti ai solventi dei lipidi come
l'etere e al calore. Questi virus colpiscono i mammiferi e gli uccelli. Nell'uomo hanno particolare
affinità con le membrane mucose provocando malattie respiratorie acute, forme catarrali febbrili,
faringiti e congiuntiviti, Alcuni tipi causano tumori nei criceti.
-Herpesvirus: sono virus a simmetria cubica con rivestimento lipidico e pertanto eteresensibili e
termolabili. Comprendono Herpes simlpex (labiale e genitale), Herpes zoster (virus della varicella),
Citomegalovirus e virus di Epstein-Barr.
Una caratteristica importante di questi virus è quella di persistere anche per tutta la vita nei tessuti
dell'ospite; ad esempio Herpes simplex determina nell'uomo una infezione latente e soltanto
eccezionalmente produce eruzioni cutanee di scarsa entità (la cosidetta febbre alle labbra); o come
l'Herpes zoster-varicella che può provocare la comparsa del cosidetto fuoco di sant Antonio.
RNA VIRUS.
-Picornavirus: sono tra i più piccoli e semplici virus a RNA e costituiscono una delle più importanti
famiglie di virus patogeni per l'uomo; i virus sono a simmetria cubica e privi di rivestimento
lipidico e pertanto etereresistenti. Particolarmente importanti, per la patologia umana, sono due
generi: Enterovirus e Rhinovirus.
-Enterovirus: il loro habitat è l'apparato digerente, dove si miltiplicano e possono rimsnere presenti
per lunghi periodi, senza dare alcuna manifestazione patologica. Talvolta però possono provocare
sindromi gastrointestinali o, superando la barriera intestinale, provocare malattie respiratorie,
esantematiche o neurologiche; questo genere comprende i poliovirus (3 sierotipi) agenti della
poliomielite umana.
I virus, in questo caso, si localizzano nelle cellule nervose che formano i gangli motori nelle corna
anteriori del midollo spinale. Più cellule nervose vengono irrimediabilmente distrutte maggiore sarà
la gravità della paralisi flaccida che ne segue. In particolare i virus manifestano una preferenza per i
gangli motori da cui partono i nervi che innervano gli arti inferiori ma colpiscono frequentemente
anche i gangli dei nervi respiratori provocando la morte per soffocamento dei colpiti.
-Rhinovirus: il loro habitat caratteristico è rappresentato dalle prime vie respiratorie, essendo i più
comuni agenti del raffreddore; i rhinovirus umani hanno caratteristiche antigeniche molto variabili,
come dimostrato dalla presenza di oltro 110 sierotipi.
-Rotavirus: il loro habitat naturale è l'intestino dell'uomo e di molte altre specie di animali nei quali
possono o no provocare alcune forme di enterite più o meno grave, sopratutto nella giovane età.
-Orthomixovirus: comprende virus di media grandezza a simmetria elicoidale e provvisti di
rivestimento lipidico, per cui sono sensibili ai solventi dei lipidi. Le particelle virali assumono vari
aspetti ma prevalgono le forme grossolanamente sferiche e le forme filamentose. La maggior parte
dei virus possiede delle proiezioni di superficie (emoagglutinine e neuraminidasi). Tutti gli
orthomixovirus attualmente conosciuti includono i virus influenzali umani, bovini, equini, suini ed
aviarie. Vengono classificati come A,B,C e hanno la caratteristica di mutare frequentemente la loro
struttura antigenica, per cui compaiono frequentemente nuovi ceppi virali, verso i quali l'immunità
della popolazione è scarsa o nulla.
-Paramixovirus: gli appartenenti a questo gruppo sono morfologicamente simili agli orthomixovirus
ma sono, generalmente, più grandi; hanno simmetria elicoidale ed un rivestimento lipidico con
proiezioni di superficie: comprendono il virus della parotite, il virus del morbillo, il virus
respiratorio sinciziale ed i virus della parainfluenza.
-Rhabdovirus: i membri di questo gruppo sono rappresentati da virus a forma di proiettile, con una
estremità piatta e l'altra arrotondata. Presentano un rivestimento lipidico ricoperto da aculei e,
pertanto, sensibili all'etere e termolabili. Il membro più importante è il virus della rabbia che
colpisce il sistema nervoso centrale ed esita con la morte; i virus vanno poi a localizzarsi nelle
ghiandole salivari dell'individuo infetto da dove vengono trasmessi ad un nuovo paziente con il
morso.La malattia colpisce non solo l'uomo ma tutti i mammiferi; nell'uomo provoca incapacità a
deglutire, bava alla bocca ed idrofobie (la sola vista dell'acqua provoca crisi terribili) ed infine
morte.
La rabbia è una malattia a bassa morbilità ma alta mortalità; solo circa il 2% di coloro che vengono
morsi da un animale sicuramente affetto da rabbia sviluppa la malattia ma il 100% di coloro in cui
la malattia si manifesta moriranno; la malattia ha un periodo di incubazione che varia da alcune
settimane ad un anno. La vaccinazione non dà copertura certa e può provocare seri effetti secondari.
-Retrovirus: il nome deriva dal possedere un enzima particolare, la trascriptasi inversa (DNA
polimerasi RNA dipendente); inoltre questi virus molto spesso inducono neoplasie (per cui vengono
anche chiamati oncovirus), o gravi malattie autoimmuni o immunodepressive.
Sono virus a simmetria cubica ed un rivestimento lipoproteico a più strati.
Il ciclo di replicazione virale in un primo tempo avviene nel nucleo della cellula infetta; per azione
della trascriptasi inversa l'RNA viene convertito in DNA che si integra nel genoma cellulare dove
viene replicato come un qualsiasi segmento del genoma cellulare.In una seconda fase viene
trascritto come RNAm virale, migra nei ribosomi e da lì dirige la sintesi di nuovi virus che, uscendo
dalla cellula, acquistano il rivestimento lipoproteico.
I retrovirus comprendono due famiglie: Oncovirus e Lentivirus. Gli oncovirus comprendono
numerosi virus responsabili della formazione di carcinomi e sarcomi in molti mammiferi e uccelli
e alcune forme tumorali nell'uomo (questi virus sono noti come HTLV).
La famiglia dei Lentivirus comprende il virus dell'HIV, agente eziologico dell'AIDS.
Il virus infetta i linfociti T (cellule helper) che svolgono un importante ruolo nella difesa
immunitaria dell'ospite. Una volta all'interno dei linfociti, il virus può rimanere inattivo anche per
molti anni, finchè una stimolazione antigenica dovuta ad una infezione secondaria, induce la
replicazione virale e quindi la morte della cellula ospite. In tale modo il virus si diffonde ad altri
linfociti T e, col passare del tempo, porta ad una imponente carenza di tale tipo cellulare, che rende
il paziente vulnerabile a infezioni opportuniste; infezioni cioè provocate da agenti saprofiti,
normalmente non patogeni per un soggetto sano, La malattia assume un andamento progressivo e
inarrestabile, che conduce invariabilmente a morte il paziente.
In particolare, i pazienti vengono frequentemente a morte per forme polmonari causate da
“Pneumocistis carinii” o per una rara neoplasia il “Sarcoma di Kaposi “
L'INTERFERONE: la penetrazione di un virus in una cellula, scatena un allarme, in seguito al quale
il DNA cellulare reagisce immediatamente fabbricando una sostanza speciale: l'interferone.
Questa proteina, specie specifica, non agisce direttamente: è infatti inattiva sui virus extracellulari e
non ne impedisce l'adsorbimento e la penetrazione nelle cellule, agisce invece sui virus durante la
loro fase intracellulare. Più precisamente, l'interferone abbandona subito la cellula che lo ha
prodotto, reagisce con le cellule sane circostanti e fa loro produrre una proteina antivirale che,
combinandosi con i ribosomi, impedisce la replicazione virale. Nessuna interferenza viene invece
esplicata sulla sintesi delle proteine cellulari, che continuano ad essere prodotte regolarmente.
VIRUS ONCOGENI a DNA: il ruolo dei virus oncogeni a DNA, nei tumori umani, è tuttora
dubbio.Infatti caratteristica quasi comune è il fatto che il loro potenziale oncogeno può essere
evidenziato solo in condizioni del tutto non naturali (generalmente solo se il virus viene iniettato in
animali neonati).
Più interessante la situazione che riguarda due virus a DNA: gli herpesvirus e il papilloma virus..
Degli herpes virus fanno parte il virus Epstein-Barr che è stato associato ad almeno due patologie
neoplastiche umane: il linfoma di Burkitt nella forma africana e il carcinoma nasofaringeo, diffuso
in alcune zone della Cina meridionale.
Il virus del papilloma umano pare sia implicato nelle neoplasie genitali; il suo ruolo eziologico nella
formazione di verruche e condilomi è noto da tempo.
B A T T E R I
La morfologia dei batteri si riferisce, oltre che alla forma e dimensione delle singole cellule, anche
al modo in cui queste sono disposte tra di loro. La maggior parte dei batteri presenta una forma ben
definita che permette di differenziarli in tre gruppi morfologici: i cocchi di forma sferica, i bacilli di
forma bastoncellare e gli spirilli con forma a spirale.
Alcuni microorganismi sono invece filamentosi e altri sono invece pleomorfi, cioè multiformi per
mancanza di una forma specifica.
COCCHI: sono organismi sferici di dimensioni da 0,5 1 millesimo di millimetro (micron) di
diametro; i cocchi si possono presentare a coppia di cellule (diplococchi), o di catenelle
(streptococchi) o tipici aggregati a grappolo (stafilococchi), oppure appaiati a chicco di caffè
(neisserie).
BACILLI: si tratta di organismi di forma bastoncellare, la cui lunghezza varia da 1 a 10 micron;
alcuni sono sottili ed allungati, altri corti ed ovoidali; altri sono incurvati a forma di virgola e
prendono il nome di vibrioni.
SPIRILLI: i microorganismi a forma di spirale sono meno comuni degli altri tipi, ma includono
batteri di notevole interesse medico. Vengono divisi in due gruppi molto simili tra di loro: gli spirilli
a struttura rigida e le spirochete a struttura flessibile.
Pur essendo sufficientemente lunghi, sono molto sottili, per cui, per la loro osservazione, è
indispensabili il microscopio in campo oscuro o delle particolari colorazioni (impregnazione
argentica).
STRUTTURA DELLA CELLULA BATTERICA.
La prima struttura che si rileva, partendo dall'asterno, è uno strato mucoso, talvolta così spesso, da
dare origine ad una vera e propria capsula. Al di sotto di questa formazione si incontra subito una
formazione rigida, la parete cellulsre. Al di sotto della parete cellulare troviamo un involucro più
sottile, ls membrana cellulare che racchiude la reale sostanza vivente, il citoplasma.
-Capsula: la maggior parte dei batteri espelle materialidi natura polisaccaridica o polipeptidica;
quando questo strato aderisce strettamente alla cellula, viene chiamato capsula. Nei microorganismi
di interesse medico la capsula è importante in quanto favorisce l'instaurarsi del processo morboso,
proteggendo la parete cellulare dall'azione di agenti antibatterici , favorisce l'adesione ai tessuti e
protegge i batteri dall'ingestione dei fagociti.
-Parete cellulare: la parete batterica è la struttura rigida che circonda la cellula e ne determina la
forma; questa struttura presenta caratteristiche particolari. 1) è composta di sostanze presenti solo
nel mondo microbico (mureina), 2)in molti casi è in grado da sola di indurre sintomi di malattia, 3)
3) rappresenta il bersaglio di molti degli antibiotici più efficaci, 4) la sua composizione chimica
condiziona il comportamento della cellua nei confronyi della colorazione di Gram.
La struttura portante è costituita da più strati di mureina e acido teicoico nei batteri Gram positivi;
anche nei batteri Gram negativi la parete è costituita da uno strato di mureinamma molto più sottile
di quello dei Gram positivi, inoltre i Gram negativi posseggono anche uno strato di lipoproteine o di
fosfolipidi.
-Membrana citoplasmatica: la membrana cellulare dei batteri presenta una struttura bilaminare
fosfolipidica-proteica molto simile a quella delle cellule eucariote. Le più importanti funzioni svolte
dalla membrana sono: 1) trasporto di diverse molecole dall'esterno all'nterno e viceversa, 2) la
secrezione di enzimi extracellulari, 3) la respirazione e la fotosintesi, 4) la regolazione della
riproduzione, 5) la sintesi della parete cellulare.
-Flagelli: i flagelli sono lunghi filamenti proteici, responsabili della motilità della maggior parte dei
batteri; essendo molto sottili possono essere osservati al microscopio solo dopo colorazioni
particolari. Per ogni tipo batterico i flagelli possono essere singoli o multipli. La presenza di un
singolo flagello ad un polo caratterizza i monotrichi, all'uno e all'altro polo, singolo od in ammassi
gli anfitrichi, mentre più flagelli ad un solo polo caratterizza i lofotrichi e flagelli su tutta la
superficie microbica i peritrichi.
-Pili: La maggior parte dei batteri Gram negativi possiedono, intorno alla cellula, centinaia di
appendici filiformi denominate pili o fimbrie, che non hanno alcun ruolo nella mobilità.
Si distinguono in particolare due tipi di pili: 1) i pili sessuali, che intervengono nel fenomeno della
coniugazione batterica e nel conseguente trasferimento di materiale genetico; 2): pili comuni più
numerosi e piccoli che conferiscono proprietà di adesione ai tessuti dell'ospite.
-Struttura genetica: la struttura principale in cui è localizzata l'informazione genetica è rappresentata
da un singolo cromosoma, cromosoma circolare, che non è circondato da una membrana nucleare,
come avviene negli organismi eucarioti. Questo cromosoma è costituito da una singola, lunga
molecola di DNA, la cui lunghezza, se svolto è di circa 1 mm, cioè 1000 volte la lunghezza della
cellula batterica. .
- Plasmidi: i batteri possono avere nel citoplasma piccole porzioni di materiale genetico, circolari,
extracromosomiali denominate plasmidi, che possono replicarsi autonomamente. I plasmidi
possono fornire al batterio la capacità di sintetizzare prodotti nuovi e consentire alla cellula di
diventare resistente agli antibiotici (fattore R resistenza),di produrre tossine e produrre pili sessuali
necessari alla coniugazione batterica (fattore F fertilità).
-Ribosomi (sintesi proteica): anche nelle cellule batteriche le strutture implicate nella sintesi
proteica sono i ribosomi: questi, costituiti da RNA rappresentano i banchi di lavoro sui quali gli
aminoacidi vengono uniti fra di loro a formare le molecole proteiche; nei batteri, al contrario delle
cellule eucariotiche, i ribosomi non sono legati a formare il reticolo citoplasmatico,ma sono liberi
nel vcitoplasma
- Spora: in determinate specie di bacilli Gram positivi, si osserva spesso, all'interno della cellula o
libera nel terreno colturale, una particolare struttura chiamata endospora o semplicemente spora,
Essa ha caratteristiche strutturali speciali e un grado così elevato di resistenza nei confronti degli
agenti chimico fisici e dell'invecchiamento da non trovare l'uguale in nessuna altra struttura
vivente.La spora si forma all'interno della cellula batterica vegetativa, quando le condizioni
nutrizionali dell'ambiente divengono non idonee. Una invaginazione della membrana cellulare
ingloba una porzione di citoplasma che contiene l'intero cromoisoma circolare e alcuni ribosomi, si
producono quindi diversi strati protettivi che circondano tale struttura e contemporaneamente viene
eliminata la maggior parte dell'acqua; la resistenza viene accentuata dalla presenza dell'acido
dipicolinico che stabilizza le proteine sporali.
Nonostante la spora sia inerte metabolicamente, se le condizioni ambientali ridiventano favorevoli
al microorganismo, si osserva la sua rapida trasformazione in forma vegetativa.
Le spore possono resistere all'ebollizione per molte ore ed a temperature superiori ai 120 gradi per
15 minuti. Si conservano per decine di anni anche se esposte alla luce solare, oppure per centinaia
di anni se in ambienti protetti. Anche l'essicamento non influenza la loro vitalità, cokme dimostrato
dalla germinazione di alcune spore trovate nelle mummie di 4000 anni or sono, una volta messe in
ambiente idoneo.
RIPRODUZIONE BATTERICA
I batteri si riproducono mediante un processo asessuale, denominato scissione binaria.
Questo processo si realizza attraverso fasi successive: inizialmente si ha la duplicazione del
cromosoma circolare, contemporaneamente alla formazione di un setto da parte della membrana
citoplasmatica, che viene così a separare le due coppie di cromosomi; quindi la parete cellulare,
nella zona centrale della cellula, forma un restringimento anulare fino a formare una parete
trasversa, che completa la separazione delle due cellule figlie.
L'intervallo di tempo necessario ad una cellula per riprodursi è chiamato tempo di duplicazione: in
condizioni ottimali, tale tempo è mediamente di 20 minuti, cioè bastano solo 12 ore per avere oltre
35 generazioni, per cui da un singolo elemento si formano miliardi di individui.
-RICOMBINAZIONE GENETICA: i batteri sono capaci di donare informazioni genetiche (DNA)
ad altri batteri riceventi che conseguentemente, possono acquisire nuovi caratteri.
Alcuni di questi fenomeni di trasferimento genetico hanno una notevole influenza sulla gravità ed
evoluzione di molte malattie infettive (trasferimento della resistenza agli antibiotici da un batterio
ad un altro).
I geni vengono trasmessi tra batteri in una sola direzione, da un donatore ad un ricevente. Nella
maggior parte dei casi vengono trasmesse solo porzioni di DNA: nel ricevente la nuova frazione di
DNA si integra nel cromosoma batterico, spesso scambiandosi con un segmento corrispondente.
Nei batteri si conoscono quattro diversi meccanismi di trasferimento di materiale genetico: la
trasformazione, la trasduzione, la conversione fagica e la coniugazione.
Trasformazione: la morte di una cellula batterica non ne distrugge necessariamente il materiale
genetico: quando i batteri si lisano spesso rilasciano il loro DNA nel mezzo circostante. Tale
materiale mantiene la sua capacità di dirigere la sintesi di proteine specifiche, nel caso penetri in
un'altra cellula vivente.La cellula ricevente adsorbe porzioni del DNA rilasciato, che viene poi
trasportato, attraverso la membrana cellulare, nel citoplasma e quindi incorporato nel proprio
cromosoma. Come conseguenza di questo evento, la cellula ricevente acquisisce spesso nuovi
caratteri
Trasduzione: il trasferimento genetico mediato dai batteriofagi è denominato trasduzione.
Quando un fago infetta un batterio, il cromosoma batterico si frammenta in circa 199 pezzi;
durante la replicazione del fago, uno di questi frammenti può, accidentalmente, venire
impacchettato con il DNA fagico.Se il nuovo virus, dopo esser stato rilasciato,infetta un'altra cellula
batterica, vi trasferisce anche i geni prelevati nel batterio infettato precedentemente.
Se il fago dà luogo al fenomeno della lisogenia, milioni di batteri, derivanti da questo, acquisiranno
il nuovo frammento genico come proprio.
Conversione fagica: questa è una particolare modalità di ricombinazione genetica; più precisamente
l'infezione di un batterio con un fago è associata con la comparsa costante di una particolare
caratteristica genetica. Per esempio in E. coli l'infezione con il fago lambda si accompagna alla
capacità di fermentare il galattosio; l'infezione di Corynebacterium difteriae con il fago beta si
accompagna con la capacità di produrre tossina difterica.
Coniugazione alcuni batteri Gram negativi hanno la capacità di unirsi ad altri Gram negativi e
trasferire materiale genetico.Questo processo, che avviene attraverso una particolare struttura
anatomica (pilum sessuale), posseduta dal batterio donatore, che unisce le due cellule in
accoppiamento, è denominato: coniugazione. La coniugazione batterica non è un metodo di
riproduzione ma si tratta di un semplice meccanismo di trasferimento di porzioni di DNA.La
differenza genetica tra cellula donatrice e cellula ricevente può essere anche solo la presenza nel
citoplasma di un frammento di DNA circolare (plasmide) che porta l'informazione genetica che
codifica la sintesi del pilum sessuale.Le cellule che possiedono tale plasmide vengono chiamate
Fpositive, le cellule prive di tale plasmide Fnegative.
Il fattore F può essere anche direttamente integrato al cromosoma, in questo caso il batterio viene
definito come Hfr (alta frequenza di ricombinazione.
Esistono molti plasmidi che codificano per capacità diverse che possono venire trasmessi da
batterio a batterio mediante coniugazione, trasduzione o trasformazione. Tali plasmidi possono
condizionare il trasferimento del carattere “produzione batteriocidine” o, molto più importante il
trasferimento della “antibiotico resistenza” e della “resistenza multipla”, quest'ultimo fenomeno è
frequente nei generi: Stafilococco, Escherichia, Klebsiella, Proteus, Salmonella e Shigella.
Alcuni patogeni danneggiano l'ospite mediante sostanze tossiche che vengono generalmente
raggruppate in due categorie: Esotossine ed Endotossine.
ESOTOSSINE: sono proteine solubili, prodotte dai microorganismi, secrete nell'ambiente esterno.
Nell'organismo infetto, le tossine possono venire trsportate dal torrente circolatorio in ogni parte del
corpo, così, anche una infezione localizzata, può avere conseguenze letali. Per esempio Clostridium
tetani determina una infezione localizzata nel punto in cui il germe è penetrato nei tessuti attraverso
una ferita, mentre la sua neurotossina (tossina che agisce sul sistema nervoso) si diffonde in tutto
l'organismo, causando contrazioni muscolari involontarie e la paralisi dei muscoli respiratori, con
conseguente morte del soggetto.
Le esotossine sono importanti fattori di virulenza nella patogenesi di molte malattie, tra cui la
difterite, la scarlattina, il botulismo, il tetano, la gangrena gassosa, le forme diarroiche e il colera.
Le esotossine sono enzimi di natura proteica e pertanto sono termolabili (non resistono a
temperature superiori a 60° C) e dotate di notevole potere antigenico; se trattate in modo adeguato
(con formalina), perdono il loro potere tossico, mantenendo invece inalterato il potere antigenico; si
ottengono in tale modo le Anatossine efficaci ai fini immunizzanti.
ENDOTOSSINE: le endotossine fanno parte integrante delle strutture del corpo batterico e quindi si
liberano solamente dopo la morte dei microorganismi.
Rispetto alle esotossine, l'azione tossica delle endotossine è meno specifica e ad esse sono dovuti
l'effetto pirogeno (capacità di provocare febbre) lo stato di debilitazione, l'abbassamento della
pressione, la diarrea, emorragie, trombosi; cioè tutte quelle manifestazioni tipiche delle gravi
infezioni da batteri Gram negativi.
La natura chimica delle endotossine (lipopolisaccaridi) giustifica la notewvole resistenza al calore
(150-180°C) e lo scarso potere antigenico.
SULFAMIDICI-ANTIBIOTICI
Le origini della chemioterapia antimicrobica si collocano molto indietro nel tempo: le popolazioni
delle Ande peruviane, già in epoca precolombiana, conoscevano gli effetti terapeutici degli infusi e
dei decotti, fatti dalla corteccia della China, nei confronti delle febbri malariche
Nel 1929 Fleming scopre casualmente che una muffa (Penicillum notatum) produce una sostanza ad
attività antibatterica: la penicillina; nel 1935 in Germania Domagk dimostra l'efficacia antibatterica
di un colorante: il prontosil rosso (il primo sulfamidico)
Nel 1943 viene scoperta la streptomicina (primo antibiotico per la cura della TBC)
Vengono definiti Chemioterapici (sulfamidici ecc.) tutti quei composti chimici, di natura non
biologica, in grado di interferire direttamente sulla moltiplicazione dei microorganismi, anche
quando sono in concentrazioni tali da essere ben tollerati dall'organismo ospite.
Sono invece definiti Antibiotici tutte quelle sostanze naturali, in grado di esercitare attività
antibatterica, isolate da colture di muffe, schizomiceti ed altri organismi vegetali o animali.
Per quanto concerne gli antibiotici, questi possono essere divisi in: batteriostatici o battericidi.
Gli antibiotici batteriostatici manifestano il loro effetto limitando o inibendo la moltiplicazione dei
batteri senza che questi vengano a morte.
Gli antibiotici battericidi, al contrario, sono in grado di provocare al microorganismo bersagglio un
danno irreversibile e letale, senza nessun intervento da parte delle difese naturali dell'organismo
ospite.
Sebbene non siano ancora del tutto chiariti i meccanismi del funzionamento degli antibiotici, è
comunque universalmente accettata una classificazione dei farmaci in diverse categorie
corrispondenti ad altrettanti meccanismi d'azione: 1) Inibitori della sintesi della parete batterica,
2) Perturbatori della funzionalità della membrana citoplasmatica.3) Inibitori della sintesi degli acidi
nucleici 4) Inibitori della sintesi proteica.
- Betalattamici. Gli antibiotici Beta-lattamici comprendono le penicilline e le cefalosporine.Le
penicilline vengono distinte in P. naturali e P. semisintetiche. Le prime vengono isolate da
brodocolture dei penicilli produttori; le seconde si ottengono modificando, mediante sintesi
chimica, la penicillina naturale. Gli antibiotici betalattamici sono battericidi.
-Cefalosporine. Le cefalosporine sono un sottogruppo di betalattamine isolate da colture di
Cefalosporium. Anche le cefalosporine sono battericide.
-Macrolidi. Capostipite di questo gruppo è l'eritromicina isolata da colture di Streptomyces
erythreus. Sono antibiotici batteriostatici, attivi sopratutto nei confronti dei Gram positivi.
-Aminoglicosidi.Gli aminoglicosidi sono un gruppo di antibiotici caratterizzati dalla presenza di un
aminozucchero unito ad un derivato del cicloesano; la streptomicina, isolata da colture di
Septomyces griseus, rappresenta il capostipite del gruppo. Altri antibiotici del gruppo sono:
neomicina, kanamicina, gentamicina, amikacina e tobramicina. Per lungo tempo si ritenne che la
loro attività fosse batteriostatica ma recentemente si è visto che il loro effetto è battericida.
Rilevante è la loro nafrotossicità e ototossicità.
Tetracicline. Le tetracicline sono antibiotici ad ampio spettro di azione con azione batteriostatica nei
confronti do microorganismi Gram positivi e Gram negativi, actinomiceti, clamidie, ricketsie,
micoplasmi e numerosi protozoi. Le tetracicline presentano tossicità contenuta, nell'uomo possono
provocare anoressia, nausea, vomito e diarrea.
-Cloramfenicolo. Il cloramfenicolo è un antibiotico, isolato da Streptomyces venezuelae, ad azione
batteriostatica e ampio spettro di azione. Il cloramfenicolo presenta modesta tossicità a carico del
midollo osseo.
SULFAMIDICI. I sulfamidici sono farmaci batteriostatici ad ampio spettro d'azione capaci di agire
nei confronti di batteri Gram positivi e Gram negativi e numerosi protozoi. I sulfamidici vengono
distinti in due gruppi: sulfamidici a ridotto assorbimento intestinale che esercitano la loro azione
prevalentemente in sede intestinale e sulfamidici sistemici, ben assorbiti sia per via parenterale che
per via orale e pertanto svolgono azione sistemica.
ANTIBIOGRAMMA. Tutti i chemioantibiotici posseggono uno spettro antibatterico caratteristico
e quindi diverso da farmaco a farmaco,
La sensibilità di un determinato microorganismo ai farmaci antibatterici viene normalmente
determinata in vitro mediante diverse metodologie in laboratorio.
Tra le prove di sensibilità l'antibiogramma è la più usata e quella di più facile attuazione.
L'antibiogramma viene effettuato secondo la tecnica di Kirby-Bauer, che si basa sulla deposizione
di un certo numero di dischetti di cellulosa, impregnati di quantità note di farmaci antibatterici, in
una piastra Petri contenente un adatto terreno colturale solido, opportunamente seminato con una
sospensione del germe in esame.
Durante il periodo di incubazione delle piastre, gli antibiotici diffonderanno dai dischetti nel terreno
circostante è, se efficaci, inibiranno la crescita batterica in un'area tanto più grande quanto maggiore
sarà la loro efficacia. Si osserverà così la comparsa di aloni di inibizione della crescita attorno al
dischetto col farmaco, il cui diametro sarà proporzionale alla attività antibatterica dell'antibiotico
contenuto. L'assenza di alone di inibizione indica invece l'inefficacia del farmaco.
Concentrazione Minima Inibente (MIC). Questa tecnica permette di calcolare quale è la più bassa
concentrazione di un chemioantibiotico in grado di inibire la crescita dei diversi microorganismi.
Quanto minore sarà la MIC , tanto maggiore l'attività microbiologica del farmaco che sarà di
conseguenza dotato di elevata efficacia terapeutica.
La valutazione della MIC di un antibiotico nei confronti di un determinato ceppo batterico può
essere ottenuta con il metodo delle diluizioni.
Più precisamente quantità scalari prefissate del farmaco antibatterico vengono allestite in provette,in
un terreno di coltura liquido. In tutte le provette viene poi introdotta una quantità nota e costante del
microorganismo in esame; sono quindi messe ad incubare per 12-24 ore.
Il valore critico, ossia la concentrazione minima inibente, è rappresentato dalla concentrazione più
bassa di farmaco in grado di prevenire, dopo incubazione,la comparsa di torbidità o di opalescenza,
che sono la conseguenza della crescita batterica.
COCCHI GRAM POSITIVI.
Fra i cocchi Gram positivi solo due generi hanno importanza in patologia umana: il genere
Staphylococcus e il genere Streptococcus.
-Staphylococcus: sono batteri Gram positivi di forma sferica generalmente disposti a grappolo.
-Stafilococco aureo: forma, in terreno di coltura solido, colonie dal caratteristico colore giallo oro:
le più frequenti manifestazioni patologiche determinate da S. aureo sono: infezioni cutanee ( favi,
foruncoli, impetigine, ascessi superficiali e infezione delle ferite)
Infezioni dei tessuti profondi o di organi (ascessi profondi, osteomielite, artrite settica, enterocolite
e meningite)
Infezioni respiratorie, come sinusiti, bronchiti e polmoniti. Caratteristica della polmonite
stafilococcica o polmonite bollosa, è la formazione di raccolta pleurica purulenta.
Intossicazione alimentare: alcuni stipiti di stafilococco aureo sono in grado di produrre una
enterotossina durante la loro moltiplicazione in alcuni alimenti (latte, formaggi, carne, creme e
gelati).L'intossicazione si manifesta poche ore dopo l'ingestione del cibo contaminato con nausea,
vomito, dolori addominali crampiformi e quindi diarrea.
-Staphylococcus epidermidis:S. Epidermidis, frequentemente presente sulla cute come saprofita,
può essere causa di infeszioni di protesi valvolari , cateteri, infezioni delle vie urinarie e, in alcuni
casi, di endocarditi con batteriemia.
-Streptococcus: sono batteri Gram positivi che si presentano formando catenelle più o meno lunghe.
Nel genere Streptococcus le specie più importanti per la patologia umana sono: S. pyogene e S.
pneumoniae. Per la classificazione degli streptococchi sono usati due criteri: il tipo di emolisi
prodotta su terreni solidi all'agar sangue e lo studio della struttura antigenica.
In basa al tipo di emolisi possiamo distinguere gli streptococchi in:- beta emolitici, quando si ha una
emolisi completa degli eritrociti con formazione di un alone trasparente attorno alla colonia
alfa emolitici, quando l'emolisi non è completa, con formazione di un pigmento verdastro attorno
alla colonia.
Gamma emolitici, quando non si ha lisi degli eritrociti.
Streptococco piogene (S. beta emolitico di gruppo A): è il responsabile del 90% delle infezioni
streptococciche umane.
Infezioni localizzate: erisipele, impetigine, infezioni ferite chirurgiche, endometriti post partum.
Infezioni localizzate con manifestazioni a distanzadovute a tossine extracellulari (scarlattina).
Infezioni generalizzate (sepsi, endocarditi). Malattie post streptococciche ( malattia reumatica,
corea di Sydenham, glomerulonefrite acuta)
-Streptococcus agalactiae (S, beta emolitico di gruppo B):germe saprofita dell'apparato genitale
femminile, può causare infezioni puerperali e malattie nel neonato per contaminazione durante il
passaggio attraverso il canale del parto.
-Enterococcus. Sono normalmente presenti nel tratto enterico umano; possono essere responsabili di
endocarditi e sepsi e infezioni del tratto urinario e delle vie biliari:
-Streptococcus pneumoniae: si raggruppa frequentemente a coppie i cui singoli elementi presentano
una forma allungata ad una estremità che conferisce loro il tipico aspetto lanceolato; sono spesso
circondati da una capsula. Il loro potere patogeno sembra legato sopratutto alla presenza della
capsula. S. pneumoniae è il principale agente eziologico della polmoinite lobare franca o polmonite
dei sei giorni. E' inoltre causa fre3quente di meningiti negli adulti, spesso come conseguenza di un
trauma cranico, di otite o di sinusite.
NEISSERIAE. Le neisserie sono diplococchi Gram negativi,,costituiti da due elementi reniformi
adiacenti (aspetto a chicco di caffè); sono immobili e nel materiale biologico si osservano per lo più
localizzate nei globuli bianchi che li hanno fagocitati.
A questo genere appartengono due specie patogene (N. meningitidis e N. gonorrhoeae) e altre
specie non patogene (N. flava, N. sicca, N. catarralis ecc) che fanno parte della normale flora orofaringea.
-N.gonorrhoeae (gonococco): il gonococco è l'agente eziologico della gonorrea o blenorragia,
malattia venerea che si trasmette per contatto sessuale.Si localizza nell'apparato genito-urinario con
manifestazioni diverse nell'uomo e nella donna; più raramente si hanno localizzazione extragenitali.
Nell'uomo si ha, all'inizio, una uretrite acuta con dolori alla minzione, bruciori e abbondante
secrezione muco-purulenta ricca di gonococchi. Se non curata, la forma acuta lascia il posto ad una
uretrite cronica senza o quasi sintomi clinici, per cui il paziente si ritiene guarito.
Nella donna l'infezione si localizza al canale cervicale e all'uretra.; ma la cervicite è per lo più
asintomatica, accompagnata, o no, da leucorrea bianco giallastra con bruciori La complicanza più
temibile in fase di cronocizzazioneè l'annessite con ostruzione delle tube e conseguente sterilità.
Una menzione particolare merita la congiuntivite gonococcica dei neonati dovuta ad una infezione
contratta durante il parto; è una grave malattia che, distruggendo le strutture oculari, può portare a
cecità.
La gonorrea non conferisce immunità: un soggetto guarito dall'infezione può ricontagiarsi e
riammalarsi.
-N. meningitidis (meningococco): circa il 5% dei soggetti normali alberga meningococchi nel
rinofaringe; in corso di epidemia questa percentuale raggiunge il 70-80%.
Dalla sua localizzazione rino-faringea il meningococco può diffondere nel circolo ematico e dare
origine a due quadri morbosi diversi.
La sepsi meningococcica: con inizio brusco e febbre elevata può avere ub decorso fulminante per la
comparsa di coagulazione intravasale disseminata.
Meningite cerebro-spinale: dopo una fugace batteriemia i meningococchi si localizzano a livello
delle meningi e provocano una meningite a liquor purulento con febbre, cefalea, rigidità nucale e
vomito. L'infezione meningococcica ha andamento endemico con periodiche riaccensioni a
carattere epidemico e colpisce prevalentemente i bambini fra i 3 e 15 anni con maggiore incidenza
verso la fine dell'inverno e l'inizio della primavera.
Considerati i gravi quadri clinici che il meningococco può causare, è importante sottoporre a
chemio-antibiotico profilassi tutti coloro che hanno avuto contatt i prolungati e diretti col paziente.
CLOSTRIDIUM: il genere Clostridium comprende batteri a forma bastoncellare, Gram positivi e
anaerobi stretti; hanno il loro habitat nel suolo e nell'intestino dell'uomo e degli anomali.
In patologia umana hanno importanza: C. tetani, C. botulino, C. perfringens e C. difficile che
esplicano la loro azione mediante la produzione di potenti esotossine
All'esame microscopico i clostridi presentano, all'interno del corpo batterico, una spora a diametro
maggiore di quello della forma vegetativa; in alcune specie è localizzata nella zona centrale, in altre
ad una estremità e conferisce alla cellula la caratteristica forma a bacchetta di tamburo ( C.tetani)
-C.tetani comprende più tipi antigenici e produce una tossina dotata di elevato potere tossico con
spiccato trpismo per il sistema nervoso. Il tetano è una tossinfezione dovuta alla penetrazione
accidentale del microorganismo o della sua spora attraverso soluzioni di continuo della cute o della
mucosa. Perchè insorga la malattia sono necessarie condizioni di anaerobiosi che si verificano
sopratutto se sono presenti, nella ferita, tessuti necrotici, corpi estranei o altri microorganismi.Il
germe passa allora allo stato vegetativo e, restando localizzato alla porta d'entrata, inizia la
produzione di tossina che diffonde ai centri nervosi.
Clinicamente si può avere un tetano locale, con contrazione limitata ai muscoli della regione
colpita, o un tetano dove le contrazioni hanno inizio sempre dai muscoli masseteri (trisma tetanico)
indipendentemente dal punto di ingresso del clostridium e diventa, via via, generalizzata. La
prevenzione del tetano si ottiene efficacemente con la vaccinazione o con la siero profilassi.
-C. botulino: se ne conoscono sette tipi antigenici e ciascuno produce una diversa tossina
Sono la causa di tossinfezioni alimentari umane; le esotossine botuliniche, attivissime per via
digestiva, anche in quantità minima, vengono ingerite con alimenti inquinati dal microorganismo
(verdure conservate, carni in scatola, conserve ecc.)
I sintomi del botulismo sono prevalentemente a carico del sistema nervoso, con manifestazioni di
tipo paralitico interessanti, in modo particolare l'occhio e, successivamente, l'apparato respiratorio.
Se non si interviene tempestivamente col siero antibotulinico l'esito è quasi sempre letale.
C.perfringens: i clostridi della gangrena gassosa sono numerosi; il più conosciuto e frequente è il C.
-perfringens. Le spore penetrate nella ferita possono germinare e le forme vegetative si moltiplicano
solo in ambiente anaerobio stretto che si ottiene con la necrosi dei tessuti infetti per compressione
dei capillari con conseguente mancata irrorazione sanguigna degli stessi. La gangrena gassosa è una
grave alterazione dei tessuti, con necrosi e colliquazione, formazione di edema e presenza di gas, Si
manifesta come complicazione della ferita imbrattata di terreno, sopratutto in vicinanza di fratture
osee.
SALMONELLA: le salmonelle sono bacilli Gram negativi aerobi mobili per mezzo di flagelli su
tutta la superfice. L'azione patogena delle salmonelle, dovuta alla produzione di una endotossina, si
può manifestare con quadri clinici diversi.
Febbre tifoide: è una malattia contagiosa, sostenuta da S.typhi caratterizzata da febbre, cefalea,
splenomegalia e leucopenia. La sorgente di contagio è rappresentata dall'uomo malato o portatore
sano che elimina il germe con le urine e sopratutto con le feci.
La trasmissione avviene per via orofecale diretta (mani imbrattate di materiale fecale) o per via
indiretta; in questo caso svolge un ruolo fondamentale l'acqua (acquedotti inquinati, acque di mare o
di fiumi in prossimità di scarichi). Altri veicoli possono essere i vegetali concimati con concimi
naturali, latte non pastorizzato o non bollito, carni contaminate durante la macellazione, ecc.
Paratifi: sono processi infettivi a quadro clinico molto simili a quello del tifo provocati da
S.paratypi A,B,C. L'infezione può essere diffusa, oltre che dall'uomo, anche da numerosi animali.
Enterocoliti o Salmonellosi minori: sono affezioni acute a localizzazione intestinale sostenute da
salmonelle non typhi o paratyphi caratterizzate da diarrea, dolori addominali, febbre e, talora,
vomito. Gli animali domestici, i malati o i portatori sani, rappresentano le maggiori fonti di contagio
che può essere diretto o indiretto
BRUCELLA. Le brucelle sono piccoli coccobacilli Gram negativi aerobi ed immobili.
Tre sonole specie patogene responsabili della brucellosi: B.melitensis, B.abortus e Bsuis..
Il loro potere patogeno è legato alla liberazione di una endotossina; il contagio avviene
prevalentemente per ingestione di alimenti ricavati da animali infetti (latte non pastorizzato e suoi
derivati) Gli animali eliminano le brucelle anche con le urine e le feci. Particolarmente esposti al
contagio sono i contadini, i veterinari e i laboratoristi..
TREPONEMA: la spirocheta patogena per l'uomo e appartenente al genere treponema è Treponema
pallidum, responsabile della sifilide o lue, malattia trasmessa tramite rapporto sessuale (forma
acquisita) o attraverso la placenta di madre luetica (forma congenita).
Forma acquisita: si distingue clinicamente in tre stadi:
Stadio.Primario: è caratterizzato dalla comparsa di un'ulcera, generalmente ai genitali, (sifiloma): la
lesione evolve naturalmente verso la cicatrizzazione.
Stadio secondario: le spirochete, circa 6-12 settimane dopo la scomparsa del sifiloma, invadono il
circolo sanguigno e provocano la comparsa di caratteristiche papule, localizzate dapprima sul
tronco e gli arti e poi anche sulle mucose (orofaringea, genitale,anale) accompagnate da febbricola,
astenia e cefalea. Anche queste manifestazioni regrediscono naturalmente.
Stadio terziario: tipico dei casi non trattati e oggi assai raro, è caratterizzato da lesioni
granulomatose (gomme luetiche) localizzate all'apparato cardiocircolatorio, alle ossa, all'encefalo,
al fegato, alla cute.Caratteristica di questo stadio è anche la neurolue 8alterazioni degenerative a
carico del sistema nervoso).
Forma congenita: a partire dalla 16ma settimana di gravidanza i treponemi possono attraversare la
barriera placentare e provocare aborti o parti a termine con feto morto. In altri casi (40-50%) i nati
sopravissuti mostrano i segni dell'infezione nei primi due anni di vita
(aso a sella, denti alla Hutchinson, manifestazioni varie osteo-articolari, oculari, neurologiche ecc.),
Dal punto di vista terapeutico, la malattia è curabile se presa nei primi due stadi, una volta arrivati al
terzo stadio l'infazione non è più curabile.
LEPTOSPIRA. Sono spirochete parassite di numerosi animali domestici e selvatici. Quelle più
frequenti nella patologia umana riconoscono come ospite definitivo il topo e sono responsabili
dell'ittero emorragico (malattia di Weil), dall'inizio brusco con febbre elevata e cefalea,
interessamento epato renale con conseguente ittero e, talvolta, interessamento meningeo. L'uomo si
infetta per via cutanea, per diretto contatto con animali infetti o con acque o suolo contaminati con
urine di animali infetti.
MICOBATTERI. Nel genere Mycobacterium rientrano numerose specie, alcune patogene sia per
l'uomo che per gli animali (M. tubercolosis hominis e M.tubercolosis bovis), altre patogene solo per
l'uomo (M. leprae, agente eziologico della lebbra)
Altri micobatteri, detti atipici o MOTT sono per lo più saprofiti ma possono causare malattie
umane a quadro clinico assai variabile, in pazienti immunodepressi.
M.tubercolosis: è un microorganismo bastoncellare Gram positivo ma la sua caratteristica principale
è l'alcol acido resistenza, messa in evidenza dalla colorazione di Ziehl-Neelsen.
La tubercolosi è una malattia infettiva, acuta e cronica, a sintomatologia clinica e andamento quanto
mai vari. Le manifestazioni cliniche della tubercolosi sono: Tubercolosi polmonare, di gran lunga la
più frequente; Tubercolosi generalizzata o miliare; Tubercolosi extra polmonare (intestinale, renale,
genitale, cutanea, ossea)
la più comune sorgente di infezione è rappresentata dall'espettorato di soggetti tubercolotici; altri
materiali infettanti sono le urine di pazienti con tubercolosi urinaria, il pus proveniente da focolai
ossei, il latte prodotto da bestiame ammalato, ecc. Le vie di penetrazione sono la inalatoria, la via
digerente e, talora, la via cutanea.
V A C C I N I
Un vaccino per essere efficace deve mantenere le caratteristiche antigeniche del patogeno
corrispondente perdendo però tutti quegli attributi che consentono al microorganismo di
danneggiare l'ospite.
Il primo vaccino, usato da Jenner, circa 200 anni fa, per prevenire il vaiolo umano, era costituito da
uno stipite virale proveniente dalle lesioni che il virus del vaiolo bovino causava sulle mani dei
mungitori: Nei due secoli successivi questo vaccino ha svolto un ruolo fondamentale nel controllo
della malattia, consentendo infine l'eradicazione del vaiolo a livello momdiale.
Attualmente sono molti i vaccini disponibili per la prevenzione delle malattie infettive e possono
essere classificati a seconda delle loro caratteristiche che dipendono dalle tecniche di preparazione.
VACCINI INATTIVATI (o uccisi o spenti): sono costituiti da microorganismi completi (virus o
batteri) di cui è stata eliminata la virulenza mediante inattivazione fisica (calore o radiazioni) o
chimica (formalina o beta proppiolattone). I microorganismi perdono così la capacità di
moltiplicarsi mentre conservano intatte le loro proteine costitutive e quindi il loro potere antigenicoimmunogeno. I vaccini inattivati sono spesso associati ad un adiuvante che ne potenzia l'effetto e,
inoltre, in genere richiedono somministrazioni ripetute per conferire protezione adeguata.
Tra i più importanti vaccini inattivati ricordiamo quelli contro la Rabbia,l'Influenza, la Poliomielite
(vaccino Salk iniettabile) e il Virus Respiratorio Sinciziale
Pregi e Difetti:questi vaccini offrono il vantaggio di indurre l'immunità senza rischi di infezione.
Tra i difetti va ricordata la possibilità di unja eccessiva alterazione del microorganismo con la
scomparsa di alcuni siti antigenici per cui si può avere una copertura solo parziale nei confronti di
una infezione naturale.
VACCINI VIVI ATTENUATI. Sono costituiti da microorganismi completi (virus o batteri) il cui
potere patogeno è stato diminuito con diverse procedure per cui, quando vengono somministrati ,
inducono una infezione molto blandae contemporaneamente stimolano il completo range delle
difese immunitarie tipiche della infezione naturale, senza però provocare la malattia
L'attenuazione dei vaccini viene ottenuta con:
A) Impiego di virus sierologicamente correlati provenienti da un'altra specie animale.
L'esempio classico è l'uso del virus del vaiolo bovino per prevenire il vaiolo umano; un altro
esempio è l'uso del virus del morbillo per proteggere i cuccioli dei cxani dal virus del cimurro.
B) Somministrazione di di un microorganismo patogeno attraverso una via non naturale.
Ad esempio la somministrazione all'uomo per os di adenovirus virulenti, contenuti in capsule
gastroresistenti, determina una infezione intestinale sub clinica ed una conseguente immunità che
protegge da future infezioni anche l'apparato respiratorio (bersaglio naturale di questi virus)..
C)Attenuazione di microorganismi mediante passaggi successivi in un ospite non naturale o in
colture cellulari di animali di specie diversa. La maggior parte dei vaccini usati nell'uomo e negli
animali è stata ottenuta con questa procedura.
Il virus vaccinale contro la febbre gialla è stato ottenuto passando il virus prima nel topo e poi
nell'embrione di pollo: il poliovirus (vaccino Sabin) è stato attenuato con passaggi successivi in
cellule di rene di scimmia; il vaccino contro la tubercolosi è costituito da un ceppo di bacillo
tubercolare bovino coltivato su terreno alla patata, addizionato con bile e glicerina con ben 230
passaggi.
Il maggior vantaggio che presentano questi vaccini è la replicazione del microorganismo, con la
conseguente attivazione di tutte le fasi della risposta immunitaria.
D'altra parte i vaccini vivi presentano anche dei rischi. Sono state osservate contaminazioni dei
vaccini da parte di agenti estranei: un esempio classico è il vaccino antipolio contenente il virus
oncogeno SV40 che era presente nelle colture cellulari di rene di scimmia, impiegate per allestire il
vaccino. Un altro rischio è rappresentato dalla possibile virulenza residua che possono avere tali
vaccini o ancora dall'instaurarsi di infezioni persistenti causate dai virus vaccinali. Infine va
ricordata la necessità di conservare e trasportare i vaccini vivi a temperature (+ 4° C) idonee a
preservare la vitalità e stabilità dei microorganismi. Per tutti questi motivi, la produzione dei vaccini
vivi e i controlli qualità richiedono particolare attenzione.
VACCINI PURIFICATI DA SUB UNITA'. Questi tipi di vaccini sono particolarmente promettenti
per la profilassi di malattie virali: sono costituiti da frazioni del virus coinvolte nella virulenza e
quindi nelle reazioni immunitarie.
Il primo vaccino di questo tipo ad essere usato è stato quello contro l'epatite B: è costituito
dall'antigene di superficie del virus (HbsAg) che è presente libero nel siero di soggetti portatori
cronici: è stato così possibile allestire un vaccino purificando tale antigene a partire dal sangue dei
soggetti infetti.
Tra gli altri virus di interesse umano utilizzati per produrre vaccini da sub unità, ricordiamo il virus
dell'epatite A, il virus di Epstein-Barr e il virus della parainfluenza 3.
I vantaggi offerti da questo tipo di vaccini sono evidenti:maggiore stabilità,trascurabile tossicità e
assoluta sicurezza riguardo all'infettività residua. Non mancano, allo stato attuale, inconvenienti:
purtroppo posseggono ridotto potere immunogeno, a causa delle ridotte dimensioni delle frazioni
antigeniche e per l'incapacità di replicarsi.
VACCINI SINTETICI: poiché solo una piccola parte delle proteine che costituiscono un
microorganismo rappresenta il determinante antigenico che determinala risposta anticorpale di tipo
protettivo, si è pensato che, sintetizzando chimicamente un opportuno frammento di proteina,
questo potesse poi essere utilizzato come vaccino.
Per ottenere questo risultato sono richieste due condizioni fondamentali: conoscere la sequenza
aminoacidica della proteina in questione e riuscire a sintetizzarla in quantità sufficiente.
Attualmente è possibile identificare la sequenza di aminoacidi che costituiscono una proteina e,
mediante simulazioni al calcolatore prevederne la struttura terziaria che tale proteina assume; per
quanto riguarda la sintesi della proteina individuata è possibile legare automaticamente gli
aminoacidi in modo di ottenere proteine di sequenza nota. Poichè tale processo, se applicato su
scala industriale, può divenire assai costoso, si è cercato di risolvere il problema facendo
sintetizzare le proteine a un batterio attraverso le tecniche dell'ingegneria genetica
VACCINI DA INGEGNERIA GENETICA: con la clonazione dei geni è possibile commissionare ai
batteri la produzione di vaccibi, sopratutto virali. Si identifica il gene virale che codifica per la
proteina con azione antigenica e lo si isola (secondo tecniche oramai codificate): il gene viene
quindi trasferito su un plasmide e quindi in un batterio che, durante la sua replicazione in
laboratorio, produrrà grandi quantità della proteina antigenica, che verrà usata come vaccino; le fasi
del processo si concludono con la purificazione del prodotto.
IMMUNITA' PASSIVA La risposta immunitaria che si sviluppa a srguito della vaccinazione è
definita immunita' attiva, in quanto generata direttamente dalla stimolazione del sistema
immunitario del soggetto vaccinato. Tale immunità compsre dopo circa 15-20 giorni e dura per mesi
o anni. Al contrario l'immunità passiva è quella che si ottiene, in un soggetto non vaccinato,
trasferendogli anticorpi di un altro soggetto immune: tale immunità è immediate
a, in quanto gli anticorpi specifici divengono subito disponibili nel soggetto ricevente, ma è di breve
durata (l'emivita degli anticorpi trasferiti passivamenteè di circa 15 giorni)
L'immunità passiva si può instaurare naturalmente o artificialmente.
-Immunità Passiva Naturale. Ha la funzione di proteggere dalle malattie infettive il neonato, quando
è ancora incapace di rispondere adeguatamente con una risposta immunitaria propria. Vari anticorpi
sono presenti nel sangue dei neonati; essi sono acquisiti passivamente dalla madre per via
congenita, cioè per passaggio al feto attraverso la placenta durante la gtavidanza, oppure per
passaggio al neonato attraverso il latte colostrale.
-Immunità Passiva Artificiale. Rappresenta un intervento terapeutico di estrema validità, quando sia
necessaria una protezione immediata verso un determinato patogeno o una tossina. In questo caso
gli anticorpi, prodotti da un soggetto immunizzato attivamente, vengono inoculati in quello che
necessita protezione, fornendogli così una fonte temporanea di anticorpi circolanti protettivi.