I BatteriI Batteri

Appartenenti al regno delle MonereMonere i batteri sono cellule

procarioteprocariote, 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 comuneTutti 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

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

MONERE

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.

Classificazione in base al metabolismo

ETEROTROFI

AUTOTROFI

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’ossidazionedi composti contenenti NH3 e ioni azoto)

Chemioeterotrofi ( E e atomi di C dacomposti organici)

Prototofi (crescono in un terreno minimo)Auxotrofi (hanno esigenze metaboliche ≠)

Classificazione in base alla struttura superficiale

GRAM POSITIVI: provvisti di unrivestimento polisaccaridico (paretecellulare a più strati di peptidoglicano)che permette al batterio durante lacolorazione di GRAM di assumere uncolore blu/violetto

GRAM NEGATIVI: sono batteri chehanno una parete cellulare formata dadue strati (una membrana lipidicaesterna e uno strato peptidoglicanointerno) e durante la colorazione diGRAM assumono un colore rosso

Divisione in base alla forma

COCCHI: con forma tondeggianteStafilococchi: a grappoloStreptococchi: 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 i terreni di coltura che possono essere:

LIQUIDILIQUIDI. 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).

SOLIDISOLIDI. 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.

Aspetto macroscopico delle colonie

Forma Rilievo

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

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.

Specie dominante

EPIDERMIDEEPIDERMIDEStaphylococcus epidermidisStaphylococcus epidermidis

Assolutamente innocuo, commensale, ubiquitario.

EPIDERMIDE

Micrococcus Staphylococcus aureusCorynebacteria

Mycobacteria

Altre specie più o meno comuni

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

Specie dominanti

RINOFARINGE

StreptococcusStreptococcus

Tipi alfa-emolitici e non emolitici, non patogeni.

RINOFARINGE

Staphylococcus aureusStaphylococcus 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.

Principale specie patogena

RINOFARINGE

Streptococcus pyogenesStreptococcus pyogenes

Presente ma asintomatico nel 15% degli individui.

Infezioni suppurative (scarlattina, faringite streptococcica, febbre reumatica, fino a shock tossici).

Altre specie patogene

RINOFARINGE

Streptococcus pneumoniaeStreptococcus pneumoniae

Presente ma asintomatico in una gran parte degli individui.

Polmoniti, solitamente solo in persone debilitate (età, altre malattie, AIDS).

Altre specie patogene

RINOFARINGE

Haemophilus influenzaeHaemophilus influenzae

Presente ma asintomatico nel 75% degli individui.

Sinusite, otite media, epiglottite, meningite.

Altre specie patogene

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 pertussisBordetella pertussis

Provoca la pertosse colonizzando la trachea.

Patogeno specifico

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

TRATTO UROGENITALE

Lactobacillus acidophilusLactobacillus 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.

Specie caratteristica

CAVO ORALE

• Habitat favorevole per la presenza di alimenti, detriti e umidità

• La colonizzazione batterica dipende dall’età della persona

CAVO ORALE

Streptococcus salivariusStreptococcus salivarius

Prima dell’eruzione dei denti è la specie dominante (98%).

Nella bocca sono presenti solo tessuti molli.

Poco dopo la nascita

CAVO ORALE

Streptococcus mutansStreptococcus mutans

Richiede un substrato che non si desquama (denti).

Forma facilmente biofilms.

Dopo l’eruzione dei denti

CAVO ORALE

Streptococcus mutansStreptococcus mutans

E’ tra le principali specie della placca, assieme a Streptococcus sanguisStreptococcus sanguis.

E’ anche responsabile di buona parte delle carie dentali.

Dopo l’eruzione dei denti

CAVO ORALE

Numerose altre specieNumerose altre specie

La flora batterica si arricchisce e la sua composizione si complica.

Si aggiungono, ad es., batteroidi e spirochete.

Pubertà

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

STOMACO

Helicobacter pyloriHelicobacter 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 (e patogeno) caratteristica

INTESTINO TENUE

Enterococcus faecalisEnterococcus 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

Bifidobacterium bifidumBifidobacterium bifidum

Il batterio più abbondante nel colon.

Batterio anaerobico a fermentazione lattica (yogurt).

Specie caratteristica

INTESTINO CRASSO

Escherichia coliEscherichia coli

Circa 10000 volte meno abbondante del Bifidobacterium.

Molto noto per studi di genetica; può usare qualsiasi substrato.

Specie caratteristica

INTESTINO CRASSO

• Batteri metanogeni

• Batteroidi

• Lattobacilli

• A volte alcuni patogeni (es. vibrioni)

Altre specie

UTILITA’ DELLA FLORA BATTERICA G. I.UTILITA’ DELLA FLORA BATTERICA G. I.

• Sintetizza e secerne vitamine

• Previene colonizzazione di patogeni

• Antagonizza altri batteri

• Stimola il sistema immunitario