Appunti microbiologia

Effetti biologici delle endotossine

A basse concentrazioni stimola l'insorgere di risposte protettive:

• Febbre
• Vasodilatazione
• Risposta immunitaria
• Risposta infiammatoria

Ad alte concentrazioni determina l'insorgenza di fenomeni quali:

• Febbre alta
• Petecchie (dovute alla dilatazione dei capillari)
• Ipotensione
• Shock (per vasodilatazione ed aumentata permeabilità capillare)
• Coagulazione del sangue
• Morte

Esotossine sono prodotti batterici tossici che vengono rilasciati all'esterno dal batterio (proteine) sia dai Gram+ che dai Gram-

• Proteine
• Termolabili (a 60°C vengono inattivate)
• Elevato potere antigene
• Potere tossico neutralizzato dall'anticorpo corrispondente
• Distrutte dall'azione dei succhi gastrici

Sono proteine prodotte da batteri Gram-positivi o Gram-negativi che si legano ad un recettore presente sulla cellula. Molte esotossine sono dimeriche (Tossine A-B) cioè formate da 2 subunità (A e B): la porzione B

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si lega ad uno specifico recettore cellulare mentre la subunità è trasferita all'interno della cellula, dove viene indotto il danno cellulare.

EFFETTI BIOLOGICI DELLE ESOTOSSINE

Gli effetti biologici principali sono:

• Dermonecrotico
• Edemigeno
• Emolitico

CLASSIFICAZIONE DELLE ESOTOSSINE IN BASE AL LIVELLO DI AZIONE

• Agiscono a livello extracellulare
• Agiscono a livello della membrana cellulare
• Penetrano nelle cellule modificandone la regolazione
• Penetrano nelle cellule uccidendole

CLASSIFICAZIONE DELLE ESOTOSSINE IN BASE AL BERSAGLIO DI AZIONE

A seconda della presenza di specifici recettori cellulari le tossine si distinguono in:

• Tossine citolitiche o emolisine
• Leucocidine
• Tossine neurotrope
• Enterotossine
• Tossine pantrope

TOSSINE CITOLITICHE O EMOLISINE

Danneggiano la membrana cellulare provocando:

• Formazione di pori o canali che alterano la funzionalità della cellula
• Distruzione enzimatica della porzione lipidica

dellamembrana cellulareSTREPTOCOCCHIIn terreno agar-sangue possono formare:

• Un alone di emolisi completa (B-emolisi)
• Un alone di emolisi incompleta (Alfa-emolisi)
• Nessun alone di emolisi (Delta-emolisi)

TOSSINE NEUROTROPE
Danneggiano le cellule del tessuto nervoso. Si dividono in:

• ENTEROTOSSINE: Danneggiano le cellule della mucosa intestinale causando diarrea
• TOSSINE PANTROPE: Danneggiano tipi cellulari diversi

FORMAZIONE DI BIOFILM
Il biofilm è definito come un "aggregato di microrganismi immersi in una matrice autoprodotta, formata da sostanze polimeriche extracellulari (EPS), aderenti tra loro e/o ad una superficie*.¹⁰La formazione del biofilm è regolata dal quorum-sensing una forma di comunicazione cellula-cellula che si basa su piccole molecole segnale diffuslbill, prodotte costitutivamente dai batteri, che permettono alle cellule batteriche di funzionare come gruppo. Queste molecole, una volta raggiunta una concentrazione soglla, attivano o reprimonol'uso di antibiotico• Interpretare i risultati in base alla concentrazione minima inibitoria (CMI) delantibiotico per il batterio testato.sono organizzati in una struttura a forma di icosaedro. L'icosaedro è composto da 20 facce triangolari regolari, ognuna delle quali è formata da tre capsomeri. Ogni capsomero è costituito da una subunità proteica che si ripete in modo identico lungo la superficie del capside. Il capside a struttura icosaedrica conferisce al virus una forma regolare e simmetrica. Questa forma è importante per la stabilità del virus e per la sua capacità di infettare le cellule ospiti. Inoltre, la struttura icosaedrica può essere riconosciuta dal sistema immunitario dell'organismo ospite, stimolando una risposta immunitaria. Il capside svolge diverse funzioni all'interno del ciclo di replicazione virale. Protegge il genoma virale, che può essere costituito da DNA o RNA, dalle condizioni ambientali esterne e dalle difese dell'ospite. Inoltre, il capside può interagire con le molecole di adesione presenti sulla superficie delle cellule ospiti, facilitando l'ingresso del virus nella cellula. Infine, il capside può contenere proteine accessorie che svolgono funzioni specifiche durante l'infezione virale. Queste proteine possono essere coinvolte nella replicazione del genoma virale, nella modulazione della risposta immunitaria dell'ospite o nella manipolazione delle vie metaboliche della cellula ospite. In conclusione, la morfologia dei virioni è determinata dalla struttura del capside, che può essere elicoidale o icosaedrica. Il capside svolge diverse funzioni, tra cui la protezione del genoma virale, l'adesione alle cellule ospiti e la manipolazione delle vie metaboliche.

Si dispongono in modo da formare un solido regolare chiamato unicosaedro. L'icosedro è caratterizzato da 12 vertici (triangoli equilateri), 20 facce e 30 spigoli. Sono presenti inoltre tre assi di simmetria rotazionali che passano per il centro dell'icosaedro.

I pentoni (5 protomeri) corrispondono ai vertici, mentre gli esoni (6 protomeri) corrispondono alle facce. La capside ha una struttura elicoidale, i proto Mary si dispongono con un andamento spirale per formare il capside. È una specie di cilindro all'interno del quale si trova l'acido nucleico. Questa simmetria ha un solo asse di simmetria rotazionale che coincide con l'asse longitudinale del cilindro.

La pericapside è presente in alcuni virioni e consiste nell'involucro (envelope o peplo) che riveste il nucleocapside. Questo involucro è di natura lipoproteica e deriva dalla membrana nucleare o citoplasmatica della cellula parassitata, a seconda che il virus si replichi nel nucleo o nel citoplasma della cellula ospite.

Ha le stesse funzioni del capside ovvero:

• Portatore delle molecole di adesione del virus alla cellula ospite
• Funzione antigenica
• Deriva dalla membrana cellulare o nucleare della cellula ospite

CONFIGURAZIONE DEL GENOMA

I virus possono contenere DNA o RNA.

L'RNA è sempre a catena singola ad eccezione del Rotavirus (Reovirus) che ha un RNA a catena doppia. Esso può essere a polarità positiva o a polarità negativa. Quello a polarità positiva all'interno della cellula può funzionare direttamente da RNA messaggero. L'RNA a polarità negativa deve essere trascritto in un elica complementare che funziona da RNA messaggero: virus con questo tipo di RNA hanno l'enzima RNA polimerasi RNA dipendente associata al virione.

Il DNA è sempre a doppia elica ad eccezione del Parvovirus.

Fasi della classificazione

1. STRUTTURA: dimensioni, morfologia e tipo di acido nucleico
2. CARATTERISTICHE BIOCHIMICHE:

struttura e tipo di replicazione

3. MALATTIE

4. TRASMISSIONE

5. CELLULA OSPITE : spettro d'ospite

6. TESSUTO O ORGANO

Caratteristiche del genoma

• Tipo di acido nucleico
• Lineare o circolare
• Polarità positiva o negativa
• Presenza di segmenti distinti
• Sequenza nucleotidica

INFEZIONE VIRALE

1. Incontro
2. Legame
3. Riconoscimento cellula bersaglio
4. Adsorbimento = il virus si lega ad uno specifico recettore della membrana cellulare con un legame chimico-fisico
5. Penetrazione = per fagocitosi e nei virus con pericapside per fusione delle membrane.
6. Virus non rivestiti (NUDI): viropessia (Endocitosi mediata da recettori).
7. Virus rivestiti: scapsidazione, Endocitosi mediata da recettore, Fusione diretta
8. Denudamento dell'involucro proteico = digestione dell'involucro capsidico ad opera degli enzimi idrolitici contenuti nelle vesciche lisosomiali cellulari
9. Replicazione del genoma virale e Traduzione dei messaggeri virali in PROTEINE VIRALI
10. Assemblaggio delle particelle virali

Liberazione delle particelle virali dalla cellula ed infezione di altre cellule STRATEGIE REPLICATIVE
VIRUS A DNA: iniziano la trascrizione nel nucleo della cellula ospite utilizzando la RNApolimerasi DNA dipendente della cellula ospite. I virus che replicano nel citoplasma (poxvirus) utilizzano per la trascrizione una polimerasi veicolata dal virus stesso.
VIRUS A RNA: a polarità positiva non hanno bisogno di trascrivere il proprio genoma perché il loro RNA viene tradotto direttamente dai ribosomi della cellula. I virus ad RNA a polarità negativa possiedono un genoma che non può essere tradotto e devono quindi produrre mRNA utilizzando una trascrittasi virale. Effetti dell'infezione virale sulla cellula ospite
La moltiplicazione virale produce modifiche nella cellula ospite. Ne derivano cambiamenti della morfologia cellulare e alterazioni metaboliche, genetiche e regolatorie che possono portare alla morte cellulare o alla sua trasformazione.
EFFETTO

CITOPATICO

La moltiplicazione virale produce nella cellula ospite cambiamenti della morfologia e alterazioni metaboliche, genetiche e regolatorie che possono determinare la morte della cellula o la sua trasformazione.

Alterazioni morfologiche:

• Degenerazione e lisi della cellula (adenovirus)
• Formazioni di sincizi (fusione di più cellule) (retrovirus, herpesvirus, paramixovirus)
• Formazioni di inclusioni nella cellula (ammassi di costituenti virali o di strutture cellulari alterate, citomegalovirus)
• Modificazione dell'espressione delle proteine di membrana (alterazione importante per il riconoscimento da parte delle cellule del sistema immunitario)

Alterazioni metaboliche, genetiche:

• Alterazione della permeabilità della membrana e dei meccanismi di traduzione del segnale intracellulare
• Inibizione della sintesi delle macromolecole cellulari (DNA, RNA e proteine)
• Alterazioni cromosomiche (modifica stabile del genoma cellulare)

LE INFEZIONI PERSISTENTI

comprendono:

1. CRONICHE (non litiche, produttive)
2. LATENTI (sintesi limitata di macromolecole virali ma senza produzione di virus. Il virus non è rilevabile negli intervalli tra successive recidive)
3. LENTE (periodo di incubazione lungo)
4. TRASFORMANTI (immortalizzazione)

VIRUS ONCOGENI Alcuni virus a DNA ed alcuni Retrovirus stabiliscono infezioni persistenti che possono anche stimolare una replicazione cellulare incontrollata, causando la trasformazione e l'immortalizzazione delle cellule. Caratteristiche delle cellule trasformate:

• replicazione senza senescenza
• alterazioni della morfologia