I Batteri
Appartenenti al regno delle Monere i batteri sono cellule
procariote, 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 comune
Tutti 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
immagazzinamento
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
Prototofi (crescono in un terreno minimo)
Auxotrofi (hanno esigenze metaboliche ≠)
Fotoautotrofi (energia solare come fonte di
energia e la CO2 come fonte di C)
AUTOTROFI
Fotoeterotrofi (energia solare come fonte di
energia e composti organici di altri organismi
come fonte di C)
Chemioautotrofi (energia dall’ossidazione
di composti contenenti NH3 e ioni azoto)
Chemioeterotrofi ( E e atomi di C da
composti organici)
Classificazione in base alla struttura superficiale
GRAM POSITIVI: provvisti di un
rivestimento polisaccaridico (parete
cellulare a più strati di peptidoglicano)
che permette al batterio durante la
colorazione di GRAM di assumere un
colore blu/violetto
GRAM NEGATIVI: sono batteri che
hanno una parete cellulare formata da
due strati (una membrana lipidica
esterna e uno strato peptidoglicano
interno) e durante la colorazione di
GRAM assumono un colore rosso
Divisione in base alla forma
COCCHI: con forma tondeggiante
Stafilococchi: a grappolo
Streptococchi: 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 che possono essere:
LIQUIDI. 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).
SOLIDI. 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
puntiforme
Rilievo
d < 1 mm
circolare
filamentosa
rizoide
irregolare
sottile,
allungato
piatto
irregolare, a filo
intrecciato
irregolare, ramificata
sopraelevato
convesso
umbonato
Aspetto macroscopico delle colonie
Superficie
Margine
intero
liscia
rilevata
ondulata
radiata
concentrica
rugosa
ondulato
eroso
anelli concentrici
raggrinzita
filamentoso
arricciato
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.
EPIDERMIDE
Staphylococcus epidermidis
Specie dominante
Assolutamente innocuo, commensale, ubiquitario.
EPIDERMIDE
Altre specie più o meno comuni
Micrococcus
Staphylococcus aureus
Corynebacteria
Mycobacteria
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
RINOFARINGE
Specie dominanti
Streptococcus
Tipi alfa-emolitici e non
emolitici, non patogeni.
RINOFARINGE
Principale specie patogena
Staphylococcus 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.
RINOFARINGE
Altre specie patogene
Streptococcus pyogenes
Presente ma asintomatico nel
15% degli individui.
Infezioni suppurative (scarlattina,
faringite streptococcica, febbre
reumatica, fino a shock tossici).
RINOFARINGE
Altre specie patogene
Streptococcus pneumoniae
Presente ma asintomatico in
una gran parte degli individui.
Polmoniti, solitamente solo in
persone debilitate (età, altre
malattie, AIDS).
RINOFARINGE
Altre specie patogene
Haemophilus influenzae
Presente ma asintomatico nel
75% degli individui.
Sinusite, otite media,
epiglottite, meningite.
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
Patogeno specifico
Bordetella pertussis
Provoca la pertosse
colonizzando la trachea.
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
Specie caratteristica
Lactobacillus 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.
CAVO ORALE
• Habitat favorevole per la presenza di
alimenti, detriti e umidità
• La colonizzazione batterica dipende
dall’età della persona
CAVO ORALE
Poco dopo la nascita
Streptococcus salivarius
Prima dell’eruzione dei denti è
la specie dominante (98%).
Nella bocca sono presenti solo
tessuti molli.
CAVO ORALE
Dopo l’eruzione dei denti
Streptococcus mutans
Richiede un substrato che
non si desquama (denti).
Forma facilmente biofilms.
CAVO ORALE
Dopo l’eruzione dei denti
Streptococcus mutans
E’ tra le principali specie della
placca, assieme a
Streptococcus sanguis.
E’ anche responsabile di
buona parte delle carie dentali.
CAVO ORALE
Pubertà
Numerose altre specie
La flora batterica si arricchisce
e la sua composizione si
complica.
Si aggiungono, ad es.,
batteroidi e spirochete.
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
Specie (e patogeno) caratteristica
Helicobacter pylori
Scoperto solo negli anni ‘80,
ma presente nella
maggioranza della
popolazione.
E’ causa in alcuni di ulcera
gastrica e (forse) tumori allo
stomaco.
INTESTINO TENUE
Specie caratteristica
Enterococcus 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.
INTESTINO CRASSO
Specie caratteristica
Bifidobacterium bifidum
Il batterio più abbondante nel
colon.
Batterio anaerobico a
fermentazione lattica (yogurt).
INTESTINO CRASSO
Specie caratteristica
Escherichia coli
Circa 10000 volte meno
abbondante del
Bifidobacterium.
Molto noto per studi di
genetica; può usare qualsiasi
substrato.
INTESTINO CRASSO
Altre specie
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Batteri metanogeni
Batteroidi
Lattobacilli
A volte alcuni patogeni (es. vibrioni)
UTILITA’ DELLA FLORA BATTERICA G. I.
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Sintetizza e secerne vitamine
Previene colonizzazione di patogeni
Antagonizza altri batteri
Stimola il sistema immunitario