Appunti di Microbiologia e Batteriologia generale

AIDS);

- in casi di cambiamenti di sede (ad esempio infezioni delle vie urinarie da Escherichia coli, endocarditi da

streptococchi viridanti orali, peritoniti da batteri intestinali);

- dismicrobismo, che indica una variazione del numero dei microrganismi. Può essere causato ad esempio

da una terapia antibiotica a livello intestinale.

Normalmente qualsiasi substrato del nostro organismo è protetto da una “pellicola” di proteine, con le

quali i microrganismi prendono contatto inizialmente. Diverse forme planctoniche di un microrganismo

possono prendere contatto con questo substrato singolarmente, formano successivamente micro-colonie e

arrivando anche a formare un biofilm, cioè uno strato più spesso di batteri che si moltiplicano.

I principali biofilm di interesse medico sono:

 cateteri vascolari (Staphylococcus epidermidis, S. aureus, Candida albicans, Pseudomonas

aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, Enterococcus faecalis);

 protesi ortopediche (Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis);

 protesi dentarie (Flora orale anaerobia Gram-negativa);

 lenti a contatto (Cocchi Gram-positivi, Pseudomonas aeruginosa);

 catetere urinario (Staphylococcus epidermidis, Enterococcus faecalis, E. coli, Proteus mirabilis,

Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae);

 dispositivi anticoncezionali intrauterini (Anaerobi, Actinomyces istraelii, Enterobatteri);

 valvole cardiache (Valvole naturali Streptococchi viridanti, Valvole artificiali S.epidermidis, S.

aureus). 27

La suscettibilità di un sito anatomico di essere colonizzato da parte di un particolare microrganismo

dipende da fattori ambientali (quali la disponibilità di nutriente e l’ambiente chimico-fisico) propri del sito e

da caratteristiche del microrganismo (quali la resistenza ai meccanismi dell’immunità innata ed acquisita, la

resistenza ai sistemi di rimozione, ecc).

Tra i fattori ambientali gioca un ruolo molto importante la temperatura; questa non varia molto nel corpo

umano: i batteri che possono vivere nel nostro organismo sono quindi i batteri mesofili (intervallo di

crescita a T 25-40 °C). Esistono invece grandi variazioni del pH nelle diverse sedi del nostro organismo; la

maggioranza dei microrganismi che colonizzano il corpo umano sono neutrofili (intervallo di crescita pH:5,4-

8). Per quanto riguarda invece la concentrazione di O il corpo umano è un ambiente aerobio, tuttavia la

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maggior parte dei batteri che lo colonizzano sono anaerobi o anaerobi facoltativi.

La prima linea di difesa contro l’invasione del corpo umano da un qualsiasi tipo di microrganismo estraneo

è rappresentata dagli epiteli. L’epitelio ha infatti un importante ruolo difensivo e rappresenta una barriera

fisica che impedisce l’accesso ai tessuti circostanti. Inoltre secerne muco, che ostacola l’accesso dei microbi

alle cellule epiteliali, li intrappola, facilita la loro espulsione (flusso muco-ciliare in trachea) e concentra

sostanze antimicrobiche. La cheratinizzazione fornisce inoltre una superficie inospitale, secca e resistente

ad insulti chimici e fisici. La desquamazione porta infine alla continua rimozione dei microrganismi stessi.

La flora microbica dell’uomo

Il microbiota si trova nell’organismo umano a livello di: intestino (soprattutto colon), tutta la superficie

cutanea, l’orofaringe e le alte vie respiratorie, il tratto distale dell’uretra, la vagina.

LA PELLE

La fisiologia e la composizione chimica della pelle variano enormemente nei diversi distretti corporei e la

flora residente riflette queste variazioni. In generale la pelle non è un ambiente favorevole per la

colonizzazione microbica; è caratterizzata infatti dalla presenza di pochi microrganismi residenti, ma di

molti microrganismi transienti.

La pelle è un ambiente secco. Tuttavia, in certe pari del corpo (ascelle, pieghe cutanee, zona genitale e

perianale) vi è sufficiente umidità per lo sviluppo di microrganismi residenti.

La pelle ha un pH acido (4-6) a causa degli acidi organici prodotti dalle normali secrezioni delle ghiandole

sebacee e sudoripare e da Staphylococcus epidermidis che vi risiede. Ciò previene al colonizzazione da parte

di molti microrganismi.

La pelle ha un alto contenuto in NaCl a causa del sudore. Ciò determina una condizione ipertonica che

stressa osmoticamente molti microrganismi.

La superficie della pelle contiene molte sostanze inibitorie che controllano la colonizzazione microbica e lo

sviluppo di patologie ad esse correlate. I lisozima, che è prodotto dalle ghiandole sudoripare e lisa la parete

dei microrganismi Gram-positivi, compreso Staphylococcus epidermidis; i lipidi complessi, sono prodotti

dalle ghiandole sebacee e metabolizzati ad acidi grassi insaturi da Propionobacterium acnes i quali hanno

attività antimicrobica. Queste sostanze, derivate dal metabolismi microbico sono responsabili dell’odore

delle ascelle.

La flora residente della pelle è prevalentemente associata alle ghiandole sudoripare e sebacee poiché

forniscono l’umidità e i nutrienti per il suo sviluppo. 28

I principali costituenti della flora microbica residente della pelle sono:

Staphylococcus epidermidis (e altri stafilococchi) e Propionibacterium acne.

 Staphylococcus epidermidis

- Cocco Gram-positivo;

- Aerobio/anaerobio facoltativo;

- Alofilo;

- È la specie batterica più presente sulla cute umana;

- È un patogeno opportunista;

- Può contaminare protesi, cateteri, valvole cardiache,

dando luogo a biofilm antibiotico-resistenti;

- È responsabile di infezioni urinarie, batteriemie,

endocarditi in soggetti ospedalizzati.

Sulla cute possono essere presenti altri stafilococchi tra cui S. aureus e S. saprophyticus.

 Propionibacterium acne

- Bacillo Gram-positivo;

- Anaerobio;

- Colonizza i pori e le ghiandole della pelle, dove i livelli di

ossigeno sono bassi;

- La sua presenza ed il suo metabolismo impediscono la

colonizzazione da parte di altri batteri potenzialmente

patogeni; normalmente è innocuo ma può causare l’acne

soprattutto durante l’adolescenza, quando vi è una

maggiore produzione di sebo da parte delle ghiandole

sebacee. In queste condizioni i suoi metaboliti possono

innescare un processo infiammatorio. 29

Altri microrganismi colonizzano la pelle in modo transiente:

IL CAVO ORALE

È composto da diverse nicchie ecologiche. L’habitat naturale dei batteri del cavo orale è il biofilm sulla

superficie dei denti. È una struttura composta da più specie microbiche chiamata placca dentale. Segue un

ciclo composto da: attacco, crescita, successioni ecologiche, maturazione.

Le successioni ecologiche sono rappresentate da:

- Primi colonizzatori: 

Gram-positivi (streptococchi); Aerobi facoltativi si legano attraverso adesine alla pellicola di

glicoproteine della saliva presente sulla superficie del dente.

- Colonizzatori secondari: 

Gram-positivi e negativi (Fusobacterium nucleatum); Anaerobi Fusobacterium è un organismo “ponte”

perché lega i colonizzatori primari e molti altri batteri: questo fenomeno è detto coaggregazione ed è

evidente tra Streptococcus cristatus e Fusobacterium nucleatum.

- Colonizzatori terziari:

Gram-negativi anaerobi (Porfhyromonas gingivalis).

La collaborazione tra specie è evidente in caso di batteri che consumano ossigeno a favore di altri. È

importante per batteri quali: Streptococcus cristatus (anaerobio facoltativo. Si moltiplica sia in assenza che

in presenza di O . Quando è disponibile utilizza l’O . Il suo metabolismo abbassa la tensione di O

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ambientale), Fusobacterium nucleatum (anaerobio resistente. L’associazione con gli streptococchi ne

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migliora la sopravvivenza quando c’è O ), Porphyromonas gingivalis (anaerobio sensibile. La coaggregazione

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è necessaria per la sopravvivenza quando l’O è presente.

2

La competizione invece si basa sulla produzione, da parte di alcuni batteri, di sostanze che sono in grado di

ucciderne altri con cui essi competono per il cibo e lo spazio a disposizione.

Le zone ecologiche orali sono rappresentate da:

 siti ad alta biomassa

- superfici non desquamanti:

 

la superficie subgengivale del dente è un sito a bassa tensione d’O , un ambiente favorevole

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per i batteri Gram-negativi anaerobi;

 la superficie sopragengivale del dente;



- superfici desquamanti come la lingua; questa tuttavia è una superficie che presenta alcune cripte e

fessure, che costituiscono l’ambiente favorevole per batteri Gram-negativi aerobi;



 siti a bassa biomassa come le mucose orali desquamanti; in queste zone alcuni batteri non vengono

eliminati dalla desquamazione perché sono in grado di invadere le cellule epiteliali e replicarvisi.

Fusobacterium nucleatum ad esempio non è in grado di invadere le cellule epiteliali; Streptococcus

cristatus invece può farlo. In seguito a coaggregazione Streptococcus cristatus viene portato all’interno

della cellula da Fusobacterium nucleatum, per un processo detto di invasione collaborativa.

 la saliva rappresenta una zona di transizione. I batteri presenti sulla superficie esterna del biofilm si

staccano e diventano planctonici fino a quando trovano una nuova sede di impianto. La saliva è il

mezzo di trasporto per I batteri planctonici. Non è un buon mezzo di coltura perché al suo interno si

trovano pochi nutrienti e alcune sostanze antimicrobiche (come il isozima e la lattopoerossidasi).

Alcune specie di Streptococchi (S. mutans, S. sobrinus) formano la placca e sono responsabili del processo

carioso. La carie dentaria è un processo patologico infettivo multi-fattoriale a carico del dente: essa si

forma attraverso un processo che viene innescato da fattori diversi, quali un’elevata suscettibilità della

superficie del dente, la presenza di batteri cariogeni e la presenza di zuccheri fermentabili assunti con la

dieta, in particolare di saccarosio. 31

IL TRATTO GASTRO-INTESTINALE

Gli organi della apparato digerenti sono caratterizzati da un pH estremamente variabile a seconda

dell’organo stesso che si considera. All’interno di questi organi sono presenti diverse nicchie che ospitano

alcuni batteri, sia anaerobi che aerobi.

Per fare fronte alla possibile invasione di microrganismi il tratto gastrointestinale ha evoluto e mette

continuamente in atto una serie di meccanismi di difesa antimicrobica. 32

Lo stomaco presenta un ambiente acido (pH 1-5), e al suo interno si ha una grossa produzione di muco che

protegge la mucosa dall’acidità gastrica piuttosto elevata. Rappresenta un deposito del cibo ingerito,

all’interno del quale avviene la demolizione dei materiali residui e ha inizio la digestione, che avviene con