Microbiologia generale

MICRORGANISMI E OSPITE

I microrganismi li possiamo dividere in: saprofiti cioè specie che vivono nell’ambiente senza

contatti con l’uomo, commensali cioè specie che vivono su cute e mucose umane senza

provocare alcun danno; se anche l’ospite è avvantaggiato simbiosi mutualistica e patogeni

cioè specie che, invadendo l’organismo umano e moltiplicandosi al suo interno, provocano

l’insorgenza di malattie (i patogeni opportunisti causano malattia solo in particolari

condizioni).

Il microbiota intestinale umano è composto da comunità di batteri, virus, archei, protisti e

funghi che interagiscono attivamente tra loro e con l'ospite. Il microbiota viene acquisito alla

nascita, e modellato in base a molteplici fattori, tra cui la dieta ed esposizioni ambientali. Il

microbiota in condizioni fisiologiche di biodiversità ed equilibrio protegge dallo sviluppo di

patologie. È bene dire però che il microbiota non è solo intestinale. Alcuni batteri che

compongono il microbiota sono potenzialmente patogeni (patobionti) e possono, in certe

situazioni, proliferare causando disturbi o patologie vere e proprie, per esempio carie e

parodontite, faringite, ascessi e batteriemia, endocarditi, infezioni delle vie urinarie.

Il biofilm sono comunità batteriche aggregate ad alta densità adese a superfici e racchiuse in

una matrice polimerica polisaccaridica da loro prodotta. La colonizzazione stabile di alcune

specie promuove la cooperazione tra loro con la produzione di set distinti di enzimi necessari

per utilizzare nutrienti diversi. Le specie batteriche in un biofilm impediscono la crescita di

altre specie. Rappresenta una barriera microbiologica alla colonizzazione di specie esogene

potenzialmente patogene per l’ospite (es biofilm dentale, flora intestinale) ma l’aggregazione

che permette l’adesione alle superfici conferisce una maggiore resistenza alla fagocitosi e

all’azione degli antibiotici. La moltiplicazione dei batteri patogeni è legata a fattori di

virulenza. Possibili interazioni dei batteri patogeni con le mucose possono essere: la

colonizzazione delle mucose che provoca un danno tissutale aspecifico da prodotti del

metabolismo batterico, specialmente la fermentazione che produce acidi, gas e prodotti

tossici per i tessuti, adesività e invasività tramite la produzione di esoenzimi in grado di

degradare i componenti tissutali.

Le esotossine possono essere prodotte da batteri gram+ e gram– e secrete nell’ambiente

esterno e sono di natura proteica. Di esse fanno parte le tossine monomeriche costituite da

una sola molecola proteica e tossine dimeriche formate da due diversi peptidi il peptide A

dotato dell’azione tossica e B che interagisce con i recettori sulla superficie della cellula

bersaglio.

Le tossine che agiscono a livello della superficie cellulare sono le tossine litiche che sono

enzimi che producono pori nella membrana cellulare, digeriscono materiali cellulari,

alterano la composizione della membrana. Le tossine (neurotrope) che interferiscono con il

rilascio di neurotrasmettitori sono le tossina tetanica che agisce con il blocco delle sinapsi

inibitorie della contrazione muscolare riflessa e la tossina botulinica con il blocco della

trasmissione dell’impulso a livello della giunzione neuromuscolare. Le anatossine o tossoidi

sono tossine proteiche modificate alle quali è stato artificialmente eliminato il potere tossico

preservando le proprietà antigeniche e sono i costituenti dei principali vaccini antibatterici

(vaccino antitetanico, antidifterico e antipertosse). L’endotossina è il liposaccaride che

costituisce il rivestimento esterno dei batteri gram negativi. Anche piccole dosi di

endotossine provocano risposta infiammatoria nell’uomo e, quando entrano nel flusso

sanguigno, possono indurre risposte deleterie incluso shock settico e morte.

I batteri possono colonizzare l’individuo in modo transitorio, in modo permanente e

produrre malattia. È bene distinguere tra colonizzazione e malattia: i batteri che colonizzano

l’uomo non alterano le normali funzioni dell’organismo, la malattia si verifica quando

l’interazione tra microrganismo e uomo porta ad un processo patologico caratterizzato da un

danno all’ospite. Questo processo può dipendere da fattori microbici e dalla risposta

immunitaria dell’ospite contro il microrganismo. La maggior parte delle patologie

microbiche è causata da patobionti, facenti parte della normale flora microbica

dell’individuo che non causano malattia in un contesto normale, ma solo quando introdotti

in un sito non protetto (circolo ematico, organi interni) o da patogeni opportunisti che

provocano malattia in particolari condizioni dell’ospite.

Alcune malattie batteriche sono causate invece da patogeni stretti obbligati cioè che

determinano sempre patologia nell’uomo. Alcuni microrganismi non adattati all’ospite uomo

sono altamente letali se ci infettano. Le infezioni umane che sono causate da patogeni che

hanno un serbatoio animale si chiamano zoonosi. Le infezioni esogene provengono da una

sorgente di infezione esterna al nostro organismo ovvero da altri individui infettati, oggetti

contaminati o da animali infetti. Le infezioni endogene sono causate dal trasferimento di

microrganismi da un organo all’altro o da abnorme espansione della flora microbica

residente. Le infezioni nosocomiali o ospedaliere sono causate da patogeni opportunisti sia

esogeni che endogeni, spesso antibiotico-resistenti. La contaminazione delle superfici e delle

attrezzature può giocare un ruolo cruciale nell’infezione dei pazienti.

Gli streptococchi sono batteri sferici disposti in coppie o catenelle. Gli Streptococchi sono

parte della flora microbica orale e faringea, possono essere ritrovati lungo tutto il tratto

intestinale, a livello vaginale e cutaneo. Specie normalmente commensali possono essere

causa di processi morbosi in sede oppure in seguito alla penetrazione accidentale nel

torrente circolatorio ed alla localizzazione in altri distretti corporei. Sono classificati in base a

tipo di emolisi prodotta su piastre di agar sangue, classificazione di Lancefield basata sul tipo

di antigene C.

È disponibile un vaccino anti-pneumococco contenente il polisaccaride capsulare. La

vaccinazione è in grado di conferire protezione per almeno 9 anni. I vaccini coniugati hanno

ridotto incidenza di polmoniti e meningiti pneumococciche ma sta aumentando la

circolazione di sierotipi non-vaccinali. La vaccinazione anti-pneumococcica è inclusa tra

quelle non obbligatorie ad offerta attiva e gratuita delle Regioni.

BATTERI GRAM +

Gli stafilococchi sono batteri di forma sferica, riuniti in ammassi irregolari (grappoli),

diametro di 0.8-1 μm. Il genere Staphylococcus comprende circa 32 specie. La specie di

rilevanza clinica è S. aureus, il cui nome deriva dal caratteristico pigmento giallo-oro che

presenta sulle colture in terreno solido. Tutti gli Stafilococchi producono l’enzima catalasi,

solo S. aureus produce anche coagulasi. Gli stafilococchi coagulasi-negativi sono meno

patogeni di S. Aureus e si comportano da “opportunisti”.

Gli stafilococchi della specie S. aureus si presentano in circa il 30% della popolazione sana

ma un debole sistema immunitario o la penetrazione di questi batteri può dare luogo a gravi

patologie. Si tratta principalmente d’infezioni della pelle o dei tessuti molli, ma si possono

anche verificare infezioni delle vie respiratorie potenzialmente letali, sepsi o la sindrome da

shock tossico. La maggioranza degli individui ospita stafilococchi sulla cute e nella mucosa

del naso-faringe (commensale). S.aureus può provocare sulla cute foruncoli o favi, grazie

alla produzione di enzimi lipolitici che consentono l’eliminazione del sebo, dotato di azione

antimicrobica: infezione piogenica (suppurativa). Gli stafilococchi produttori di tossina

epidermolitica possono causare necrolisi epidermica acuta (malattia di Ritter nel neonato),

malattia di Lyell (nella prima infanzia) e impetigine bollosa. Oltre che sulla cute, S.aureus può

essere causa di infezione piogenica acuta in ferite e tessuti interni (cellulite, osteomielite).

In molti ceppi di S.aureus si presenta il fenomeno dell’antibiotico-resistenza soprattutto in

ambiente ospedaliero (infezioni nosocomiali). Stafilococchi meticillino-resistenti (MRSA) e

multi-resistenti rappresentano una vera emergenza sanitaria sia nella patologia nosocomiale

che nella polmoniti acquisite in comunità. La prevenzione è basata soprattutto sul corretto

comportamento igienico personale e del personale sanitario.

I batteri del genere Lactobacillus sono batteri gram-positivi di forma bastoncellare

frequentemente isolati nella cavità orale e in alcune mucose. Alcune specie nella cavità orale

possono essere “CARIOGENE” (convertono rapidamente gli zuccheri in acidi). Alcune specie

di lattobacilli sono i batteri più abbondanti della mucosa genitale femminile: riducono il pH

vaginale mediante produzione di acido lattico, di sostanze antimicrobiche e modulano il

sistema immunitario locale rallentando la proliferazione di altri batteri commensali e di

patogeni.

I clostridi sono bacilli Gram-positivi formanti spore, anaerobi obbligati, provvisti di flagelli.

Sono presenti nelle polveri, nel suolo e nella vegetazione e come flora saprofitica del tratto

gastrointestinale dei mammiferi. Le specie patogene producono esotossine che distruggono i

tessuti e neurotossine. C. tetani è strettamente anaerobio, bastoncellare e mobile. Produce

endospore che si ritrovano comunemente nel suolo. Il tetano si sviluppa per la

contaminazione di ferite profonde con le spore che, in condizioni di bassa tensione di

ossigeno vanno incontro a germinazione e crescita. La sua patogenicità dipende dalla

produzione di due tossine, la tetanolisina, che determina la lisi di molti tipi cellulari e la

tetanospasmina, una neurotossina che inibisce la liberazione di neurotrasmettitori dalle

sinapsi inibitorie e provoca rigidità muscolare e convulsioni.

Il botulismo alimentare dovuto a ingestione di tossina presente in cibo contaminato (es.

conserve alimentari), ove è stata prodotta dal microrganismo sviluppatosi in seguito alla

germinazione delle spore contaminanti. Progressivamente si ha paralisi flaccida che può

portare alla morte per paralisi dei muscoli respiratori. La mortalità è circa del 60%.

Il botulismo infantile tipicamente colpisce i bambini di età inferiore a 1 anno ed è associato

al consumo di cibo (es. miele) contaminato con le spore: la neurotossina viene prodotta in

vivo da C. botulinum che colonizza il tratto gastrointestinale. La mortalità è bassa: 1-2 %.

Il botulismo delle ferite è molto raro, è dovuto a produzione di tossina da parte del

microrganismo sviluppatosi in una fer