Generalità sui batteri

I batteri

L’albero filogenetico, realizzato in base all’analisi di sequenza nucleotidica del rRNA16s, ha suddiviso gli esseri viventi in 3 grandi aree (dapprima suddivisi in 5 regni) chiamate domini:

• Bacteria
• Archaea
• Eukarya

I microrganismi d’interesse di questa materia sono quelli appartenenti al dominio dei bacteria. I bacteria e gli archaea sono fatti entrambi da procarioti ma tra questi due domini non c’è tutta la vicinanza filogenetica che, invece, è possibile riscontrare tra ciascuno di questi due domini e quello degli eukarya (che comprende gli eucarioti), soprattutto tra archaea ed eukarya. Esistono varie differenze tra i microrganismi appartenenti a questi 3 domini: ad esempio, bacteria ed archaea hanno il cromosoma circolare mentre gli eukarya lineare, negli eukarya non ci sono i plasmidi, negli archaea e negli eukarya ci sono gli istoni (proteine basiche associate al materiale genetico) ecc.

Tassonomia dei batteri

La tassonomia (taxis, nomos = ordinamento, regola) è la scienza che permette di classificare i batteri in base alle loro affinità. Per classificare il Treponema pallidum, ad esempio, si ha come primo raggruppamento il dominio (in questo caso bacteria), procedendo con raggruppamenti via via più piccoli c’è il phylum (Spirochaetes), poi la classe (nuovamente Spirochaetes), poi l’ordine (Spirochaetales), procedendo c’è la famiglia (treponemataceae), il genere (Treponema) ed, infine, la specie (pallidum). Noi ci soffermeremo ad inquadrare ogni microrganismo come genere, specie e famiglia, classificazione chiamata “binomiale”. Nei lavori scientifici i nomi dei batteri si mettono in corsivo e la prima lettera del genere va scritta in maiuscolo mentre la specie in minuscolo.

Morfologia e classificazione

I batteri sono organismi procarioti (letteralmente = prima del nucleo) unicellulari di dimensioni microscopiche, caratterizzati dall’assenza di un nucleo morfologicamente definito. Nell’andare a classificarli morfologicamente si vede che possono avere forma sferica (cocchi), cilindrica (bacilli), a virgola (vibrioni), a spirale (spirilli) e esistono anche batteri provvisti di ramificazioni e filamenti (actinomiceti). È possibile, nell’ambito di ogni forma, andare a classificarli in base alle modalità di raggruppamento:

• Cocchi: Hanno una forma tondeggiante ed è possibile avere o il singolo cocco o disposto a coppia (diplococco) o catenelle più o meno lunghe (streptococco, da “streptòs” in greco che significa “catenella”) oppure a quadrifoglio (tetrade) o 8 disposti a cubo (sàrcine) o, infine, a grappoli d’uva (stafilococco, “stafiulè” = grappolo). Stafilococchi e streptococchi possono dar luogo a manifestazioni cliniche e malattie infettive.
• Bacilli: Hanno una forma longilinea e può esserci il singolo bacillo, quello disposto a coppia (diplobacillo), disposto a catenella (streptobacillo) oppure ancora disposto a coppia ma con una forma più larga (coccobacillo). Questo è un esempio di pleomorfismo (proprietà dei batteri di modificare la propria morfologia). Possono, inoltre, organizzarsi a palizzata o a lettere cinesi (ideogrammi).
• Sprilli: Hanno una forma a spirale, poi ci sono quelli aventi più spire e più sottili (spirocheta) e quelli a virgola (vibrione). Solitamente spirilli e vibrioni sono isolati.

Esame batterioscopico

L’esame batterioscopico, ovvero l’osservazione microscopica, può avvenire o su preparato a fresco (da campione o da colonia) oppure previa colorazione. La colorazione madre eseguita in laboratorio è quella di Gram che permette di distinguerli in gram positivi e negativi in base alla composizione della parete batterica e ciò permette di scegliere la coltura per trattare il campione in laboratorio.

Una prima indagine microscopica a fresco potrebbe non evidenziare la presenza di alcun microrganismo in quanto il campione potrebbe non avere una carica batterica molto elevata ma ciò non implica la sterilità del campione. Questa prima indagine, quindi, serve per capirne la quantità. Nel caso in cui dovessero essercene pochi è possibile o seminarli direttamente su tanti terreni di coltura diversi oppure è possibile mettere il campione residuo in un terreno di arricchimento (per 24 h circa), avente consistenza solitamente liquida (e per questo chiamato “brodo”). Mentre nel primo caso potrebbe non esserci una crescita del campione seminato sulle piastre dei vari terreni nel giorno successivo, il secondo metodo permette di non perdere tempo in quanto questo brodo di arricchimento permette la crescita di quel numero esiguo di microrganismi presente nel campione residuo e, poi, la semina di ciò che deriva proprio da quell’arricchimento sul terreno di coltura.

I batteri si osservano al microscopio ottico con l’obiettivo ad immersione 100x che vale 1000 ingrandimenti (perché c’è l’ingrandimento dell’obiettivo e quello dell’oculare) e si chiama ad immersione perché si utilizza l’olio di cedro per motivi di rifrazione tra vetro e aria.

Colorazione di Gram

Nella colorazione di Gram i coloranti utilizzati sono solo 2: cristalvioletto e fucsina (o safranina che, però, colora in maniera più debole quindi è preferibile usare la fucsina) che colorano, rispettivamente, di viola e fucsia. I microrganismi colorati in violetto sono gram positivi, gli altri negativi.

Classificazione in base alla temperatura

Un’altra suddivisione importante che riguarda i batteri è quella in base alla temperatura alla quale possono crescere: batteri criofili, mesofili e termofili.

• Batteri criofili o psicrofili: Hanno un optimum di sviluppo intorno ai 15-20° C, ma possono moltiplicarsi anche a 0° C ed in alcuni casi anche a -7° C (ci sono, infatti, batteri che riescono a sopravvivere a basse temperature, come quelle del frigorifero, in grado di contaminare alimenti come la listèria).
• Mesofili: Hanno un optimum di sviluppo a temperature intermedie, intorno ai 25-35° C.
• Termofili: Invece, riescono a crescere anche a temperature superiori ai 40° e l’intervallo termico è stato innalzato fino a circa 90° C. Non riguardano la patologia medica e gli ambienti da cui si possono isolare sono sorgenti calde, suoli tropicali, sistemi di riscaldamento di acqua e correnti calde di alcuni oceani.

Le basse temperature di solito rallentano lo sviluppo dei batteri senza ucciderli. Anche il congelamento non uccide la maggior parte dei batteri presenti nei campioni biologici o negli alimenti e quando le temperature ritornano all’optimum (scongelamento) i microrganismi riprendono a moltiplicarsi in terreni di coltura molto ricchi, all’inizio più lentamente e poi più velocemente. Il poter resistere a temperature molto basse, per alcuni batteri, è favorito dalla presenza della capsula, un rivestimento glucidico avente potere antifagocitario che permette, così, di sfuggire alle difese del sistema immunitario.

Altre classificazioni dei batteri

Altre classificazioni dei batteri possono essere in base:

• Alla reazione alla colorazione di Gram, ovvero gram+ (positivi) e gram- (negativi);
• Alla modalità di respirazione (batteri aerobi obbligati stretti, anaerobi obbligati stretti, anaerobi facoltativi e microaerofili. La parola “stretto” indica che quel tipo di batterio non può essere coltivato).