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Microbiologia: batteri

La dispensa contiene una sezione sulla descrizione generale della cellula batterica, le componenti accessorie (plasmidi, capsula, pili, flagelli) e quelle sempre presenti (parete cellulare, membrana, genoma). Poi affronta la distinzione Gram + e Gram -, le colorazioni (Gram e Ziehl Neelson), tossine batteriche, fattori di patogenicità (adesine, invasine, tossine). Tra i batteri gram+ affrontati:... Vedi di più

Esame di Microbiologia e virologia medica docente Prof. S. Delbue

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Batteri Gram +: la parete è composta unicamente da peptidoglicani che può essere spessa fino a 80

 micrometri. I peptidoglicani sono unici (non sono presenti in nessun’altra struttura biologica), sono

aminozuccheri in particolare all’interno della parete si trovano due aminozuccheri alternati tra loro e legati da

NAG NAM

legame beta-glicosidico. Questi due amino-zuccheri sono chiamati (acido N-acetilglucosamina) e

(acido N-acetilmuramico). Ciascun NAM possiede anche una catena di aminoacidi che si legano tra loro

verticalmente attraverso legami peptidici. In orizzontale il legame NAG-NAM è beta-glicosidico 1-4 o 1-6.

Questa parete è caratterizzata dal fatto di essere veramente resistente, per distruggerla servono delle peptidasi.

Batteri Gram –: è costituita da uno strato interno sottile di peptidoglicani e da uno strato più esterno composto

 membrana esterna

da una struttura fosfolipidica. La conferisce carica negativa alla cellula, funge da barriera

selettiva con pori per l’ingresso di molecole idrofiliche, è costituita da lipopolisaccaridi (LPS) e proteine. Se

utilizzo un detergente lipofilico questi si decolorano per questo motivo. Sullo strato fosfolipidico ci sono molecole

LPS o lipopolisaccaridi,

chiamate ovvero molecole composte da una struttura lipidica, proteica e zuccherina

endotossine.

estremamente tossiche per l’ospite. Questi lipopolisaccaridi sono conosciuti anche come Quando

un Gram – infetta l’organismo, rilascia queste endotossine che sono libere di circolare nel torrente circolatorio.

La colorazione di Gram è una tecnica utilizzata per capire la suddivisione dei batteri ancora oggi. Questa colorazione

prevede che una colonia batterica venga colorata di viola. In un primo momento si colorano di viola, successivamente i

batteri vengono decolorati con una sostanza che distrugge i lipidi. Una parte perde il colore, mentre un’altra parte lo

mantiene. Per essere sicuri si colora con colorante rosa: quelli che erano tornati trasparenti si colorano di rosa, gli altri

no. I Gram + rimangono colorati in viola, mentre gli altri diventano rosa poiché con la decolorazione si erano distrutti i

lipidi dello strato esterno.

Sotto la parete batterica c’è la membrana cellulare o cellulare al cui interno sta il citoplasma (un po’ più acquoso del

nostro). Nel citoplasma ci sono i ribosomi 70S e il genoma batterico che è un DNA circolare doppio filamento non legato

ad istoni e che codifica per tutto quello che serve al battere (genomi grandi anche un milione di nt). Qualche volta si

possono essere plasmidi ovvero molecole di DNA circolare a replicazione autonoma che possono conferire resistenza

ad antibiotici, farmaci o possibilità di codificare per qualche enzima.

Spore

Qualche volta si parla di spora batterica o endospora ovvero una forma di differenziamento cellulare di alcuni batteri in

particolare è tipica dei Gram+. Una cellula batterica che si accorge che in quel momento, in quell’ambiente c’è una

scarsa quantità di nutrienti, ossigeno, elementi tossici, può decidere di perdere la sua struttura di cellula per diventare

spora. La spora è la cellula stessa che si trasforma. Solo alcuni batteri Gram+ sono in grado di sporificare perché la

spora rappresenta una forma elementare di cellula che ha bisogno di pochissima acqua, ossigeno e sostanze nutrienti

per potersi mantenere. Rappresenta un vantaggio per questo motivo inoltre conferisce resistenza a calore, essicamento,

radiazioni UV e ionizzanti, elementi chimici (possono rimanere in vita anche per 500 anni). La spora in realtà non è una

cellula, non cresce, non replica, ma rimane in uno stato vegetativo. Da un punto di vista morfologico è rappresentato da

un battere che si essica, (perde membrana, ribosomi) mantiene la parete che forma 7 rivestimenti intorno al genoma. Ha

forma sferica o ellittica, la parete esterna è costituita da peptidoglicani, gli strati corticali dall’interno sono organizzati in:

corteccia, coat (2 strati proteici ricchi in legami disolfurici), esosporio (strato fosfolipoproteico che avvolge la spora).

Perché sia favorevole alla cellula è necessario che il processo di sporificazione sia reversibile: nel momento in cui la

situazione torna favorevole, la spora germina e torna ad essere cellula batterica (torna a nutrirsi e riprodursi). Le spore

rappresentano un altro dei fattori di patogenicità delle cellule batteriche.

La sporificazione è un processo che avviene in 6-10 ore circa: è suddivisibile in step:

1. Materiale nucleare si addensa lungo l’asse cellulare

2. Segregazione dovuta a invaginazione del mesosoma

3. Cellula madre avvolge la prespora determinando la doppia membrana

4. Sintesi della corteccia

5. Sintesi della coat

6. Lisi della cellula madre

7. Rilascio della spora libera

Il processo inverso alla sporificazione si chiama germinazione e avviene in diversi passaggi:

- Attivazione: ritorno a condizioni ambientali e nutrizionali ottimali per cui la corteccia viene distrutta

- Esocrescita: assunzione di acqua e ioni con ripresa delle funzioni metaboliche della cellula

- Divisione vegetativa Crescita batterica

fase di latenza: adattamento ai principi nutritivi del terreno di coltura e crescita

dei componenti necessari alla divisione cellulare

fase esponenziale o logaritmica: riproduzione batterica in progressione

geometrica: 2 dove x sta per il numero di divisioni

x

fase stazionaria: rallentamento della crescita e inizio della morte cellulare

fase di letalità: finisce con l’estinzione della popolazione microbica

fattori di crescita: temperatura, pH, ossigeno e pressione osmotica

Il processo di patogenicità dei batteri

I batteri causano danno all’ospite attraverso:

Danno diretto alle cellule/tessuto:

1. si crea il danno diretto alle cellule immediatamente vicine ai batteri che si sta

replicando

Danno lontano al sito in cui si trovano i batteri: tossine

2. il battere produce che si diffondono in un altro organo

bersaglio attraverso il sangue o il sistema linfatico (agiscono in modo distale).

Ipersensibilità:

3. il battere scatena eventi infiammatori per cui implica il sistema immunitario che causa danni.

I batteri sono in grado di causare patologie in base alle loro abilità di:

Aderire alla superficie delle cellule, tessuti o organi in modo molto stretto da non potere essere staccate.

 pili

L’adesione è il primo fattore di patogenicità. I batteri che hanno i (o fimbrie) sono molto abili nell’aderire. Ci

proteine M

sono presenti sulla superficie della parete che favoriscono l’adesione. Tutte le proteine presenti

adesine

sulla superficie che permettono al batterio di legarsi all’ospite si chiamano e possono favorire un

legame più o meno forte con la cellula o il tessuto; se l’attacco è permanente si parla di ancoraggio, si tratta di

un legame di tipo chiave-serratura tra adesine e recettori cellulari nell’area di contatto tra battere e cellula. In

alcuni casi però è un legame reversibile, non estremamente specifico quindi facilmente eliminabile, in questo

caso di parla di Docking (favorito da legami deboli). Ci sono adesine che agiscono come veri e propri recettori,

legano la cellula in modo così forte da creare un legame stabile.

Inibire la fagocitosi capsula,

quindi di non essere distrutti. È dovuta alla quindi il materiale polisaccaridico

 della capsula impedisce l’attacco da parte di fagociti o macrofagi. Alcuni batteri senza capsula producono

leucocidine che vanno ad uccidere i macrofagi.

Penetrare all’interno dei tessuti. È dovuta alla capacità del battere di produrre enzimi che contribuiscono alla

 distruzione del tessuto che stanno colonizzando.

Produrre enzimi: gli enzimi prodotti sono: leucocidine (attaccano diversi tipi di globuli bianchi in modo da

 impedire la fagocitosi, rompono lisosomi quindi causano il rilascio di enzimi litici), emolisine, coagulasi, chinasi,

ialuronidasi

ialuronidasi, collagenasi e fattore necrotizzante. La permette la distruzione dell’acido ialuronico

collagenasi emolisina

(tessuto connettivo) oppure batteri che producono o (distrugge globuli rossi). Si hanno

molti enzimi, ma la caratteristica comune è che permettono al batterio di penetrare nell’ospite. Tutti questi

enzimi in generale vengono chiamati

invasine che agiscono su uno spettro

d’azione limitato: rimangono in una zona

limitata al sito dove è presente il batterio,

non vanno in circolo. Non devono essere

confuse con le tossine.

Produrre tossine: esistono due diversi

 tipi di tossine:

Endotossine (lipopolisaccaridi

o di superficie dei Gram-). Le

endotossine sono trasportate

dal sangue ed agiscono in modo aspecifico. Le endotossine sono i lipopolisaccaridi presenti sulla

superficie dei Gram-. Queste sono rilasciate dal batterio quando si distrugge. Sono poco antigeniche e

termostabili. Queste tossine danneggiano i lisosomi cellulari, attivano il complemento, richiamano i

macrofagi, inducono interferone ed interleuchina.

Esotossine: sono prodotte prevalentemente dai Gram+ e rilasciate dal battere durante il corso della

o sua vita, sono delle proteine secrete dai batteri stessi con azione specifica su specifiche cellule target.

In entrambi i casi le tossine raggiungono il ciclo ematico e si allontanano dal luogo di produzione o

rilascio. Le esotossine sono proteine a basso peso molecolare, sono solubili e hanno azione specifica.

neurotossine, enterotossine, citotossine

Vengono nominate in base alla cellula target quindi si hanno

(agiscono su alcune cellule come globuli rossi e linfociti). Tutte le esotossine hanno una struttura

chiamata A-B poiché sono costituite da tante subunità proteiche raggruppate in subunità A e B, le B

sono quelle che vanno a legare un recettore cellulare, mentre le A traslocano all’interno della cellula

target in seguito al legame della B. La subunità A va ad inibire il fattore cellulare eF2 per cui la cellula

non è in grado di fare sintesi proteica (caso della difterite). Nell’esempio del colera, le subunità B

vanno a legare i recettori gangliosidici delle cellule dell’epitelio intestinale delle cellule e le A

aumentano l’attività dell’adenilato ciclasi (aumenta la concentrazione di AMP ciclico) quindi escono

dalla cellula acqua e ioni che causa dissenteria. Le esotossine di tipo I sono chiamate anche

superantigeni (più pericolose) perché agiscono a livello sistemico, agiscono in modo specifico su tutto

il sistema immunitario quindi fanno in modo che vengano rilasciate in modo massiccio citochine che

causano sintomi da febbre, nausea e

shock ipovolemico. L’esotossina

di tipo 2 agisce in modo abbastanza

generico a livello delle membrane

cellulari creando la formazione

di pori quindi distrugge il doppio

strato fosfolipidico quindi distrugge la

cellula. Le esotossine sono antigeniche

tanto che alcuni vaccini non sono

costruiti sulla base delle proteine del

battere, ma costruiti utilizzando

delle tossine modificate: vaccino

costruito in

contro il tetano (vaccino

questo modo si chiama tossoide).

Ordine-famiglia-generi-specie-tipi-stipiti

Classificazione tipo:

Gram+ o Gram-

 Forma

 Se sono sporigeni

 Se producono tossine

 Metabolismo respiratorio

GRAM+

Gruppo dei cocchi piogeni

Piogene significa che causa una forte reazione infiammatoria che portano a infezione di tipo acuto. La manifestazione

clinica è data dalla formazione di pus. Sono batteri a forma di cocco che provocano infezioni di tipo acuto, determinano

richiamo di leucociti polimorfonucleati (PMN) che comportano la formazione di Pus. Tra questi abbiamo:

- Staphylococcus Aureus

- Streptococcus

Pyogenes

o Pneumoniae

o Agalactiae

o

- Neisseria

Gonorrhoeae

o Meningitidis

o

Famiglia Micrococcaceae

Genere Staphylococcus

Specie Auereus

Si organizzano nello spazio formando dei grappoli. Sono cocchi, sono Gram+, sono aerobi/anaerobi facoltativi. Non sono

Staphylococcus

sporigeni. Qualche volta presentano la capsula, immobili. La specie principale per l’uomo è quella dello

Aureus che è normalmente presente nel tratto naso-faringeo, nella cavità orale e nella cute (è normalmente

Può causare sia infezioni acute, sia croniche,

commensale), però può diventare opportunista quindi dare patogenesi.

sia intossicazioni alimentari acute (produce delle tossine). Si trasmettono per via aerea, per contatto diretto

(cutaneo) o per contatto con oggetti (strumenti ospedalieri). È in grado di sopravvivere molto bene nell’ambiente, è

estremamente frequente, inoltre ha tantissimi plasmidi che gli consentono di essere resistente ai farmaci. Queste tre

caratteristiche lo rendono altamente problematico come contaminante ospedaliero (nosocomiali). Sono batteri

ampiamente diffusi, responsabili dell’80% delle infezioni suppurative: causano principalmente infezioni cutanee

suppurative, ma causano anche infezioni più gravi in altre sedi anatomiche. Inoltre sono anche causa di malattie

sostenute dall’azione di tossine (tossinfezioni alimentari, SSSS, TSS).

Determinanti di patogenicità

Sono in grado di sopravvivere su cute e mucosa quindi hanno un sacco di adesine

 Sono in grado anche di penetrare all’interno dell’organismo, infatti producono invasine e fattori che ne

 permettono la sopravvivenza.

Producono tossine quindi causano danno tissutale.

Fattori di patogenicità

Componenti cellulari: questi batteri producono molto spesso la capsula con azione antifagocitaria. Sulla

 superficie cellulare sono presenti specifiche adesine e recettori che gli permettono di attaccarsi al collagene,

clumping factror

laminina, fibronectina. Poi hanno un fattore chiamato che è una componente della parete che

crea aggregazione dei batteri stessi quando è presente del plasma (all’interno del circolo sanguigno si

aggregano tra di loro), questo perché è in grado di legare il fibrinogeno che è una componente del plasma. In

proteina A

più hanno la (sempre presente sulla parete) che lega le immunoglobuline (lega il frammento Fc

delle Ig) e le inattiva. Oltre alle componenti cellulari che inducono patogenicità, il battere produce anche

componenti extracellulari tra cui enzimi e tossine.

Enzimi: Il battere produce alcuni enzimi extracellulari: coagulasi (induce coagulazione del plasma con

 meccanismo trombina-simile), stafilochinasi (ha attività fibrinolitica ovvero converte fibrinogeno in fibrina),

lipasi (neutralizza l’attività antibatterica del sebo, per cui S. attacca la cute e crea la reazione infiammatoria

tipica della pelle), ialuronidasi (facilita la diffusione nei tessuti).

Tossine: gli stafilococchi che producono le enterotossine sono quelli che causano intossicazioni alimentari. Tra

 le tossine prodotte dai vari stafilococchi si hanno: tossine citolitiche, pirogeniche (superantigene implicato

nello shock tossico: malattia caratterizzata da febbre, ipotensione, diarrea, congiuntivite, rash, mialgia),

enterotossine (agiscono a livello intestinale causando la diarrea da inibizione di assorbimento di acqua),

epidermolitiche (diffusione per via ematica ed azione sui desmosomi della pelle provocando il distacco della

cute, formazione di bolle). Gli stafilococchi hanno un quadro patologico enorme a seconda di dove si formano le

colonie.

Agiscono:

Cute e tessuti molli: foruncolo, pus, ascessi, impetigine. A seconda di quanto è profondo il battere l’infezione da

 una follicolite (infezione piogena dei follicoli piliferi e nei dotti delle ghiandole sudoripare, sulla base delle

palpebre: orzaiolo) che causano foruncoli, ma che possono sfociare in fascite necrotizzante. Quando i foruncoli

si uniscono e si estendono al tessuto sottocutaneo più profondo si parla di favi. L’impetigine parte da una

piccola infezione a livello del viso e degli arti e crea delle pustole ricche di pus. Causa anche sindrome da cute

scottata (SSS).

Ghiandola mammaria: mastite

 Polmone: polmonite

 Vie urinarie: cistiti, pieliti, pielonefriti

 Apparato scheletrico: osteomieliti

 SNC: ascessi cerebrali ed epidurali

 Per diffusione metastatica: betteriemia, setticemia, endocarditi, ascessi renali, meningiti

 Sindrome da shock tossico (TSS-1 e tossine pirogene)

 Intossicazione alimentare: gestroenterite (enterotossina)

 foruncolosi osteomieliti

Queste infezioni acute possono diventare croniche: o (danno locale o disseminazione

ematogena del batterio nell’osso: comuni nei soggetti che mettono protesi agli arti).

La tossina-1 della sindrome da shock tossico è causata da un superantigene. Stafilococco può anche essere membro

della normale flora vaginale. I primi tampax presentavano ampi pori di aereazione, inoltre erano composti da magnesio il

che rendeva favorevole la crescita da Staphilococco A. C’è stata in corrispondenza di questi anni una epidemia.

Intossicazione alimentare è sostenuta solo da alcuni ceppi di Stafilococco A. che sono in grado di produrre

enterotossine. Questo battere contamina il cibo. Lo stafilococco contamina soprattutto tutti i cibi non soggetti a cottura

(maionese, crema), si replica nel cibo e quello che causa è la nausea e vomito. Questo avviene perché le enterotossine

non vengono inattivate con il riscaldamento semplice del cibo (termostabili), agiscono stimolando i recettori dei neuroni

intestinali e stimolano il centro del vomito.

farmaco-resistenza.

Questi batteri sviluppano L’utilizzo sbagliato di antibiotici favorisce questo processo. Questi

Staphilococchi sono diventati completamente resistenti alla penicillina e sono stati fatti altre 4 generazioni di antibiotici.

Già il 20% è resistente alla meticillina.

Famiglia Streptococcaceae

Crescono in catenelle. Sono cocchi e sono Gram+. Quasi tutti hanno la capsula (capsula ben evidente) costituita da

acido ialuronico contenente molecole ripetute di acido glucoronico e di N-acetilglucosammina, è dotata di elevato potere

antifagocitario, inibisce la chemiotassi e la fagocitosi a opera dei granulociti. Sono asporigeni e immobili. Per quanto

riguarda le caratteristiche metaboliche si tratta di batteri aerobi/anaerobi facoltativi con predilezione per la condizione di

anaerobiosi. Vengono suddivisi in tre categorie (sulla base dell’emolisi ovvero distruzione dei globuli rossi):

Alfa-emolitici: distruggono le cellule del sangue in modo parziale

 Beta-emolitici: sono in grado di distruggere le cellule del sangue in modo totale

 Gamma-emolitici: non sono in grado di distruggere i globuli rossi

Sulla base delle differenze antigeniche del polisaccaride della capsula:

Gruppo A: S. pyogenes che si trova a livello della faringe e cute anche in portatori sani. Si diffonde per

 contatto. In soggetti immunodepressi possono diventare patogeni, soprattutto se non li possiedono come

normale flora. Causano infezioni con presenza da pus (infezioni ai tessuti cutanei: impetigine e erisipela e

infezioni ai tessuti sottocutanei: cellulite e fascite necrotizzante), inoltre danno un quadro da malattia post-

streptococcica non suppurativa (non infiammatoria). Anche in questo caso per quanto riguarda le infezioni

suppurative si hanno sempre gli stessi sintomi da stafilococco. Inoltre può dare faringite-tonsillite che si

manifesta in alcuni soggetti come scarlattina; le possibili complicanze da questa faringite sono: ascessi, otiti,

polmoniti, mastoiditi, meningiti. Significa che il battere è stato debellato, ma ha lasciato nell’organismo delle

tossine eritrogeniche che fanno innalzare la temperatura corporea e creano infezioni a livello della cute (ma non

è il battere che si sta replicando all’interno). Tra le sequele non suppurative, molto frequenti si hanno le febbri

reumatiche e le glomeruliti o glomerulonefriti. A livello della superficie di S. pyrogene ci sono sequenze simili

alle proteine presenti sulla superficie del tessuto di endocardio e miocardio, pertanto si sviluppano anticorpi nei

febbri reumatiche.

confronti del miocardio e dell’endocardio che genera Per quanto riguarda la

glomerulonefrite invece si formano autoanticorpi contro la membrana glomerulare che formano

immunoprecipitati con perforazione di tessuti, gli immunocomplessi nel glomerulo fanno attivare il complemento.

Queste sequele post-streptococciche non suppurative sono a più alto rischio in quei soggetti con ricorrenti

manifestazioni suppurative pertanto la febbre reumatica viene in conseguenza a una serie ripetuta di faringiti ed

è di natura autoimmune di tipo cellulo-mediata probabilmente. Per capire se un bambino è soggetto a febbri

reumatiche da streptococco si va a misurare il titolo di Ac anti-streptolisina O (TAS). Se il titolo è alto

significa che sono presenti tante streptolisine e c’è più probabilità di dare febbri reumatiche.

Gruppo B: S. agalactiae S. Pneumoniae

e (sono entrambi alfa-emolitici). Lo streptococco Agalactiae si trova

 nella flora vaginale de 50% di donne, questo può essere trasmesso al momento del parto e causare problemi di

infezioni gravi nel neonato (polmonite, sepsi, meningite purulenta). Si fa un tampone vaginale all’ottavo mese di

gravidanza, se è presente si fanno cicli di antibiotici alla donna, viceversa va fatto immediatamente al neonato.

Lo streptococcus pneumoniae (o pneuococco o diplococco) si trova nella normale flora della faringe, viene

trasmesso da un soggetto all’altro. Una serie di fattori di rischio possono fare in modo che dia patologie come

polmoniti, otiti, endocarditi, ma anche meningiti. Le meningiti sono dovute unicamente alla capsula: presentano

80 tipi diversi di capsula. Il battere non viene riconosciuto dal sistema immunitario ed è libero di raggiungere

qualsiasi organo. C’è un vaccino che contiene almeno 23 di questi antigeni capsulari.

Fattori di patogenicità degli streptococchi

Inibiscono la fagocitosi. Sono in grado di produrre tanti esoenzimi quanto gli stafilococchi riuscendo a penetrare

all’interno dei tessuti. Sono tossigenici, le tossine vanno a danneggiare le membrane cellulari (sreptolisine), poi

producono una tossina eritrogenica (fa aumentare la temperatura).

Quindi ripetendo, i fattori di patogenicità sono dati dalla capsula antifagocitaria, dalle endotossine di cui le streptolisine O

e S (danneggiano la membrana cellulare) e la tossina eritrogenica (pirogena), dagli esoenzimi (ialuronidasi, nadasi,

streptochinasi e proteinasi e dall’antigene M.

Anche gli streptococchi causano intossicazioni alimentari e possono causare forme croniche.

Famiglia Corynebacteriaceae

Genere: Corynebacterium

Specie: diphtheriae

Causa la difterite che è una malattia epidemica altamente contagiosa che può essere debellata con la somministrazione

di antisiero (sostanza che vadano a colpire la tossina). Questo bacillo è Gram +, ha una tipica forma a clava o

ideogramma cinese. È aerobio obbligato quindi cresce a livello delle vie aeree, è immobile. È un battere ubiquitario in

piante e animali, colonizza la pelle, il tratto respiratorio, gastrointestinale e urogenitale (nell’uomo). È asporigeno e

acapsulato. Infetta esclusivamente l’uomo, ha un contagio altissimo. È una malattia ricorrente, ritorna periodicamente

tanto che si conoscono epidemie fino al 1992 e 1994. Adesso i casi sono diminuiti grazie alla diffusione della

vaccinazione. Se si dovesse perdere la copertura vaccinale, questa malattia potrebbe ritornare. È conosciuta come la

malattia dello strangolatore perché la sintomatologia è di vero e proprio strangolamento.

Storia: sedicesimo secolo arriva in Europa (“lo strangolatore”), nel diciottesimo secolo arriva nelle colonie americane.

Cala drasticamente con la vaccinazione, anche se viene definita la malattia con altissima capacità di risorgere (torna nel

92 e nel 94).

Fattore di patogenicità

La tossina difterica è un’esotossina di tipo A-B prodotta nel sito di infezione che è la zona della gola, faringe e si diffonde

fattore di crescita

nel circolo ematico (basta solo la presenza della tossina per dare patogenicità). Questa tossina lega il

epidermico (EGF) come recettore che è presente soprattutto a livello delle cellule cardiache e nervose (questo fattore

lega l’eparina presente su cellule cardiache e nervose). La subunità A della tossina entra nella cellula, blocca l’attività del

fattore di elongazione eF2 e inibisce la sintesi proteica della cellula colpita quindi distrugge le cellule che attacca.

Questo batterio è presente nella cute e orofaringe dei portatori sani e viene trasmesso per via aerea per il contatto con le

goccioline infette. Il battere si inizia a moltiplicare a livello locale delle cellule epiteliali a livello della faringe dove produce

l’esotossina che agisce sia a livello locale sia in circolo. Nel frattempo a livello locale si ha la moltiplicazione dei batteri e

il richiamo di cellule del sistema infiammatorio che causa un effetto combinato che porta la presenza di un essudato a

pseudomembrana

livello della faringe (forte strato si pus con presente fibrina) che viene chiamato (cosi spessa che può

ricoprire tutta la zona delle prime vie aeree). Ci può essere un vero e proprio distacco della pseudomembrana che causa

dissanguamento. Le tossine nel frattempo sono andate in circolo a causare aritmie in circolo, a causare insufficienza

cardiaca quindi malattia severa che può arrivare anche alla neurotossicità (attacco delle cellule nervose). Ci può esser

una progressione verso la malattia più grave o meno e la differenza di severità dipende dallo stato immunitario del

soggetto.

Trattamento con somministrazione di antisiero ovvero anticorpi che colpiscano la tossina e antibiotici. Esiste anche un

tossoide difterico

vaccino che è costruito con l’utilizzo del ovvero la tossina modificata. Questa vaccinazione viene fatta

insieme a quella dell’apertosse e quella del tetano (DPT).

Listeria Monocytogenes

Batterio pluriflagellato quindi mobile. È Gram+. Asporigeno, aerobio/anaerobio facoltativo. Bacillo corto, singolo, in

coppia o in gruppi. È un patogeno intracellulare. Cresce in un ampio intervallo di temperature ed in alta concentrazione di

sali. internaline listeriolisina O

Fattori di patogenicità sono dati da adesine chiamate o esotossine come che è attivata dal

batterio che si trova dentro la cellula. Le internaline sono proteine della superficie batterica che interagiscono con i

recettori sulla superficie delle cellule dell’ospite. La listeriolisina O è un’esotossina batterica attivata dal pH acido del

fagolisosoma che circonda i batteri entrati nella cellula, queste sono attivate anche due fosfolipasi C con rilascio dei

batteri nel citosol della cellula. Il batterio si aggrega a filamenti di actina facendosi spingere fuori dalla cellula in modo da

entrare nell’area basale di altre cellule (passa quasi per contiguità). Nel frattempo il microrganismo di replica e produce

la tossina. Nel citosol i batteri si replicano e si muovono verso la membrana grazie alla proteina di movimento ActA che

coordina l’assemblaggio dell’actina: qui si forma una protuberanza (filopodio) che spinge il batterio nella cellula

adiacente. L’ingresso, dopo il passaggio attraverso l’epitelio di rivestimento intestinale, trasporta i batteri al fegato e alla

milza, con diffusione della malattia. Nel citosol i batteri si replicano e stimolano cambiamenti nella funzione cellulare che

facilitano il loro trasferimento diretto da cellula a cellula. Dopo, le fosfolipasi batteriche che demoliscono la membrana

consentendo il passaggio del battere alla cellula vicina evitando il contatto con l’ambiente intercellulare.

listeriosi

Causa intossicazioni alimentari e la malattia associata all’infezione da listeria viene chiamata che è importanti

perché ha dei caratteri non enterici. Può portare a meningite, sepsi e aborto nelle donne incinte (letalità 20-30 %). Si

trova nei terreni, nei liquami, nelle acque superficiali, negli animali sani, negli uomini sani, questa listeria facilmente

contamina gli ortaggi, le carni crude, il latte e prodotti caseari. È molto resistente negli ambienti, ha la capacità di

moltiplicarsi nei sistemi di refrigerazione delle industrie alimentari. Non c’è contagio tramite persone, il problema riguarda

le donne incinte perché la malattia può essere transplacentare (attraversa la placenta): mortalità neonatale o perinatale,

aborto o meningite. Per quanto riguarda la malattia neonatale sono state descritte due forme: malattia ad esordio

precoce acquisita nell’utero o per via transplacentare (aborto, mortalità perinatale o nascita prematura) e malattia ad

esordio tardivo che subentra 2-3 settimane dopo la nascita come meningite o meningoencefalite con setticemia. Negli

adulti sani la sindrome è lieve, simil-influenzale, negli adulti immunocompromessi la forma più comune è la meningite.

Non è disponibile un vaccino, il trattamento riguarda la prevenzione e nelle forme più gravi una combinazione di

antibiotici.

FAMIGLIA BACILLACEAE

Genere: Bacillus:

 Anthracis

o Cereus

o

Clostridium:

 Perfrigens

o Tetani

o Botulinum

o Difficile

o

Bacillus:

Anthracis: carbonchio

Agente eziologico del o antrace. È un battere di grandi dimensioni (maggiori del

 micron), immobile, Gram+, sporigeno, aerobio obbligatorio, capsulato.

La capsula è il primo fattore di patogenicità, da azione anti fagocitaria, è polipeptidica.

Le tossine sono un altro fattore di patogenicità, la tossina carbonchiosa ha una subunità B che si chiama

antigene protettivo (PA) ed è comune sia alla tossina edematosa sia alla tossina letale quindi se si lega al

fattore edematoso da la tossina edematosa viceversa se si lega al fattore tossico. Gli edemi sono accumuli

infiammatori di liquidi, infatti la tossina edematosa entra nelle cellule e favorisce il rilascio di liquidi. La tossina

letale favorisce il rilascio delle citochine proinfiammatorie (TNF-alfa, IL-1beta), in particolare sui macrofagi.

Carbonchio o antrace è una malattia che interessa i grandi erbivori o animali e l’uomo si infetta dai prodotti

alimentari di questi animali contaminati o per contatto diretto. Esiste un vaccino per gli animali obbligatorio,

quindi anche se non si parla di patologie umane è importante che vengano sconfitte con vaccini animali per

evitare il contagio agli uomini. L’antrace è diventato famoso anche per le guerre batteriologiche.

Patogenesi

Questo bacillo può infettare l’uomo attraverso tre vie:

Inoculazione diretta (95%) che causa l’antrace cutaneo (inoculazione diretta da ferita o abrasione).

 Bacillus

L’antrace cutaneo è dato da inoculazione del attraverso la cute esposta (terreno e prodotti

animali infetti). L’edema causa necrosi (fa morire le cellule circostanti) e porta a una forte escoriazione,

ulcera nel sito di infezione. Se la patologia rimane localizzata perché è trattata allora si ha guarigione,

altrimenti causa linfoadenopatia ed edema massivo che porta a letalità nel 20%. Si chiama carbonchio

perché la necrosi è nera come il carbone.

Ingestione: via di infezione rara nell’uomo che causa l’antrace gastrointestinale ingerendo cibi

 contaminati. Nell’antrace intestinale, se le spore germinano nel primo tratto intestinale, si creano ulcere

e infiammazione (edema) nell’intestino, dopodichè le spore si diffondono e raggiungono l’ileo terminale

e il cieco causano un coinvolgimento sistemico.

Inalazione: è rara nell’uomo, ma è una forma 100% letale. L’antrace da inalazione è dovuta

 all’inalazione di spore che rimangono latenti a livello della cavità nasale per circa 1-2 mesi (non c’è

inizio della patologia) dopodichè le spore germinano, raggiungono i polmoni, si crea edema nei

polmoni e sepsi circolatoria e il battere può raggiungere anche il SNC. Si ha shock ipovolemico e

perdita di capacità respiratoria in tre giorni. Quindi questa patologia da latenza per parecchio tempo,

ma nel momento in cui raggiunge i polmoni da patologia in pochissimo tempo.

La forma di trasmissione di questo battere non è il bacillo stesso, ma sono le spore. Le spore sono

inoculate attraverso pelle, via orale o inalazione e inizialmente germinano provocando un edema

(infiammazione con accumulo di liquidi). La patologia diventa estremamente grave se le spore possono

raggiungere i polmoni perché è un battere aerobio obbligato (all’interno dei polmoni trova grande quantità di

ossigeno) quindi inizia a germinare in modo massiccio, produce le esotossine, produce altri fattori di

patogenesi, si ridistribuisce attraverso il circolo sanguigno e linfonodi, raggiungendo il cervello (SNC)

causando meningiti oppure crea una vera e propria intossicazione nel sangue (shock e morte) oppure

rimane nei polmoni dove produce tossine che causano un forte edema nei polmoni e morte per enfisema

polmonare.

È diventata famosa alla base della guerra batteriologica nel 2001-2002 in seguito a crollo delle torri

gemelle.

Profilassi con antibiotici: penicillina, ciprofloxacina.

Prevenzione: vaccinazione degli animali nelle zone endemiche.

Bacillus Cereus

: È sporigeno, Gram+, mobile, presente in modo ubiquitario quindi molto diffuso a livello dei

 terreni. Utilizza gli enzimi, crea enzimi citotossici ed è in grado di produrre una enterotossina termolabile e

termostabile. Causa gastroenteriti e infezioni oculari. Gli enzimi citotossici sono responsabili delle infezioni

oculari che provocano necrosi all’occhio. La gastroenterite è dovuta alle enterotossine che si liberano nelle

cellule epiteliali intestinali dando forme di vomito e diarrea. Ci sono forme di intossicazioni alimentari poiché il

bacillus è presente nel suolo, in particolare ci si contamina da riso contaminato da spore, oppure carne, vegetali

non lavati e salse. Si hanno due forme di intossicazione alimentare: la forma emetica (riso contaminato da

spore), forma diarroica (consumo di carne, vegetali, salse contaminanti). L’infezione oculare è data da eventi

traumatici quindi dalla penetrazione nell’occhio di oggetti contaminati.

Clostridium

Bacilli Gram+ sporigeni, hanno la caratteristica di essere anaerobi obbligati. Sono innoqui all’uomo, si trovano in quantità

elevatissime sottoforma di spora nei terreni, acque e suolo per il motivo che fanno parte della normale forma microbica

gastrointestinale dell’animale e dell’uomo. L’intestino dei grandi animali (erbivori) è costituito da anse, ci sono zone

dell’intestino dove l’ossigeno è limitato quindi questi batteri si trovano bene lì, vengono eliminati ogni volta che l’animale

defeca, si liberano nei terreni dove possono sopravvivere anche per anni. I terreni sono zone ricche di ossigeno quindi il

battere vive sottoforma di spora. Quello che noi acquisiamo è la spora (è la forma vegetativa). La patogenicità è dovuta

alle spore, ma anche alle tossine. Vanno a contaminare gli alimenti, le ferite necrotiche. Sui metalli arrugginite ci sono le

spore. Le spore germinano nelle ferite perché se è una ferita lacero-contusa è necrotica/ischemica quindi non ha

ossigeno, è una zona di anaerobiosi. Sono sporigeni ed esistono 4 specie importanti per la patogenesi umana:

C. botulinum: 7 tossine botuliniche (da A a G) distinte dal punto di vista antigenico (la malattia nell’uomo è

 associata ai tipi A,B,E,F). La patogenicità da spore, ma soprattutto tossine di cui la principale è la tossina

botulinica. Questa è costituita anch’essa da subunità A e B (la subunità A agisce da zinco endopeptidasi e la

subinità B è priva di tossicità) che è ingerita da alimenti. Perché non venga distrutta dagli enzimi nel tratto

gastrointestinale è complessata con proteine che proteggono le subunità attive della tossina. Quando la tossina

passa nel canale digerente, la tossina è inattiva, ma protetta, questo perché è una neurotossina: deve

raggiungere il SNC. Quando la tossina arriva a livello dei neuroni agisce inattivando il rilascio dei fattori di

stimolazione dei muscoli, quindi agisce inibendo il rilascio di acetilcolina. Si avrà un continuo segnale di rilascio

del muscolo che clinicamente si vede come una paralisi flaccida perché il muscolo è sempre rilasciato molle. La

paralisi flaccida è detta botulismo alimentare. La spora contamina gli alimenti, se l’alimento è conservato

sottolio, essicato, sottovuoto (mancanza di ossigeno). La spora germina nell’alimento, poi passa al canale

alimentare, se ne va al sangue e raggiunge il tessuto nervoso. Incubazione 12 ore-diversi giorni. Il botulismo

infantile è dato dal fatto che l’intestino dei bambini non ha ancora formato la sua flora intestinale, quindi è

debole, motivo per cui, se un bimbo sotto l’anno ingerisce la spora, queste germinano e sintetizzano la tossina

che è estremamente pericoloso (miele e sciroppi).

C. tetani: tetanolisina

come fattori di patogenicità si hanno le spore e le tossine in particolare la (emolisina

 tetanospasmina

ossigeno-labile) e la (neurotossina termolabile codificata da un plasmide). La seconda è la

C.tetano.

tossina responsabile della sintomatologia neurologica quindi la sintomatologia clinica da E’ una

tossina AB prodotta nel sito di infezione (sintetizzata come un unico peptide in seguito tagliate le due catene A

e B da proteasi endogena e legate da ponte disolfuro) che agisce a livello dei neurotrasmettitori inibitori. La

tetanospasmina va nel SNC e blocca il rilascio dei neurotrasmettitori inibitori, ma se viene bloccato il rilascio di

questi ho come sintomatologia una stimolazione continua dei muscoli agonisti e antagonisti perché il

neurotrasmettitore eccitatorio sarà continuamente stimolato. Come sintomatologia si ha la paralisi spastica o

tetano: l’organismo si paralizza totalmente, c’è una rigidità muscolare. Le spore germinano per la bassa

tensione di O e producono la tetanospasmina che va in circolo e raggiunge i neuroni dove va a colpire le

2

sinapsi inibitorie. È necessario il vaccino che è obbligatorio ed è costituito dalla tossina (tetanospasmina)

modificata (vaccino tossoide). Anche se si ha il vaccino, in caso di ferita profonda a contatto con il terreno viene

somministrato a livello locale l’antisiero (si somministrano gli anticorpi che bloccano la tossina). Le sindromi

cliniche sono il tetano generalizzato con incubazione di due settimane e mortalità del 90% per blocco

respiratorio. Il tetano localizzato è una forma lieve di quello generalizzato, si ha una paralisi localizzata nella

zona di inoculazione. Poi si ha il tetano neonatale che è associato ad infezione al taglio del cordone ombelicale

dovuto a mancata sterilizzazione degli strumenti.

C. difficile: patogenesi completamente diversa dagli altri. È un commensale dell’intestino dell’uomo.

 Normalmente causa benefici e non patologie. Può diventare patogenico quando si ha il fenomeno della disbiosi

ovvero perdita di equilibri (trattamento con antibiotici). Produce un’enterotossina (svolge azione chiemiotattica

su neutrofili, produce un effetto citopatico con distruzione delle giunzioni tra le cellule, aumento della

permeabilità della parete intestinale e diarrea) e una citotossina che causano gastroenterite. È associato alle

infezioni nosocomiali poiché i pazienti in ospedali sono trattati con antibiotici. Sono un vero problema. Il

trattamento prevede la sospensione degli antimicrobici responsabili e la terapia con metronidazolo e

vancomicina.

C. perfrigens: causa la gangrena gassosa perché quando entra nella ferita inizia a mangiare tessuto e muscoli

 producendo dei gas. Quindi questo battere causa necrosi, crepitio tissutale (produzione i gas), pele scura

(emolisi), febbre alta e tossiemia. Tutta la ferita è necrotizzante, il battere è libero di germinare. Il battere può

rimanere localizzato oppure si diffonde in tutto l’organismo e causare morte per tossemia (quando la tossina è

diffusa in tutto il sangue). È in grado di produrre fino a 12 diverse tossine ed enzimi. Sulla base dell’azione di

una o più tossine, si distinguono almeno 5 tipi di C. Perfrigens. Le tossine prodotte sono:

Tossina alfa: (fosfolipasi C) prodotta da tutti e 5 i tipi, causa lisi di eritrociti, piastrine, leucociti e cellule

o endoteliali. Provoca emolisi e aumento della permeabilità vascolare con perdita di sangue, danno

tissutale, tossicità epatica e disfunzione del miocardio.

Tossina beta: causa stasi intestinale, perdita della mucosa con formazione di lesioni necrotiche e

o progressione verso enterite necrostante.

Tossina espilon: prototossina attivata dalla tripsina.

o Tossina iota: prodotta dal tipo E. Ha attività necrotizzante e aumenta la permeabilità vascolare.

o Enterotossina: principalmente prodotta dal tipo A, è termolabile e sensibile alle proteasi. È prodotta

o nella fase di passaggio da cellula vegetativa a spora, si lega ai recettori posti sull’orletto a spazzola

dell’epitelio dell’intestino tenue con alterazione della permeabilità di membrana per ipersecrezione di

fluidi di membrana ed elettroliti.

Tutte queste tossine vanno ad agire distruggendo tutti i tessuti con cui vanno a contatto aumentando la

capacità penetrante di questi batteri fino ai muscoli. È presente nell’intestino dell’uomo e degli animali ed è

diffuso nelle acque e terreni contaminati da materiale fecale. Le spore vanno a infettare i tessuti molli

(cellulite, fascite o miosite suppurativa e mionecrosi o gangrena gassosa) delle ferite e della pelle. A parte

le infezioni da tessuti molli si hanno tossinfezioni alimentari attraverso cibi contaminati e da patologie da

enterotossine. Si può avere anche l’enterite necrosante che è un processo raro e acuto a carico del digiuno

che può portare alla perforazione della parete intestinale. Le infezioni dei tessuti molli sono trattate

chirurgicamente se gravi.

BATTERI GRAM –

Neisseria Neisseria Meningitidis

Batteri commensali a livello delle vie respiratorie nell’uomo, però ci sono specie patogene:

Nesisseria Gonorrhoeae

(meningococco) e (gonococco). Le Neisserie sono batteri Gram – diplococchi. Sono capsulate

tranne il Gonococco. Non sono sporigeni, sono immobili e spesse hanno i pili come fattori di patogenicità e hanno la

caratteristica di essere batteri esclusivamente umani. Sono aerobi/anaerobi facoltativi, producono citocromo C (positività

al test dell’ossidasi). Vanno incontro a variazioni antigeniche e variazioni di fase, quindi possono decidere di accendere o

spegnere la sintesi di alcuni geni quindi la produzione di alcuni antigeni (a volte hanno la capsula o non ce l’hanno e lo

stesso discorso per i pili, oppure esprimono la capsula con diverse composizioni). Questa peculiarità rende difficile la

pili

creazione dei vaccini. I sono fattori di adesione che vanno incontro a queste modifiche, favoriscono l’adesione quindi

Opc Apa

l’interazione con la cellula ospite. Ci sono proteine presenti sulla membrana esterna chiamate e (fattori di

porine

adesione) che favoriscono l’adesione e l’invasione. Sulla membrana esterna ci sono anche le che favoriscono

passaggi di sostanze dall’interno all’esterno (formano canali ionici) e favoriscono il passaggio del battere all’interno della

IgA proteasi

cellula, nel citosol. Inoltre questo battere produce le che distruggono le immunoglobuline A che si trovano

lipo-oligosaccaridi (LOS)

nelle mucose. Sulla parte più esterna della parete Gram – ci sono che sono i fattori di

patogenicità più importanti perché vanno incontro a variazione antigenica, permettono inoltre l’adesione tra diverse

Neisserie (formano aggregati batterici). In più hanno azione proinfiammatoria principale ovvero stimolano la produzione

capsula

di citochine infiammatorie (rilascio di TNFalfa). Questi batteri hanno la quindi forte azione anti-fagocitaria.

N. Gonorrhoeae: è un patogeno intracellulare facoltativo quindi per diventare patogeno entra nelle cellule. È un

 battere a trasmissione sessuale che causa la Gonorrea: infezione purulenta (pus) della mucosa genitale

maschile e femminile. Questo battere aderisce alla parete della cervice femminile o dell’uretra maschile (viene

internalizzato grazie a Opa) per poi penetrare all’interno delle cellule dove viene in parte ucciso dai macrofagi

rilasciando LOS, vengono richiamate le cellule infiammatorie e gli essudati con conseguente infezione

purulenta. Le cellule batteriche non uccise replicano e vengono portate fuori alla cellula per poi essere

trasmesse. Nell’1-3% dei casi si ha anche invasione del torrente circolatorio. Negli uomini causano le uretriti:

infiammazioni purulenti altamente sintomatiche molto dolorose, si tratta con antibiotici, se non trattata da

complicazioni fino alla sterilità. Nelle donne da cervicite (asintomatica nel 50%), se non curata si ha

un’ascensione dell’infezione fino alle tube causando sterilità. Per la diagnosi: esame al microscopio di un

tampone, esame colturale, test biochimici (positività al test dell’ossidasi), sonde molecolari di DNA per

l’individuazione diretta del microorganismo nel materiale patologico. Il trattamento con penicilline è limitato dalla

comparsa di ceppi beta-lattamasi produttori.


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5 mesi fa


DESCRIZIONE APPUNTO

La dispensa contiene una sezione sulla descrizione generale della cellula batterica, le componenti accessorie (plasmidi, capsula, pili, flagelli) e quelle sempre presenti (parete cellulare, membrana, genoma). Poi affronta la distinzione Gram + e Gram -, le colorazioni (Gram e Ziehl Neelson), tossine batteriche, fattori di patogenicità (adesine, invasine, tossine). Tra i batteri gram+ affrontati: Stafilococco, Streptococco, Corynectobacteriae diphterie, Lysteria, Bacilli (antrace, cereus), Clostridi (tetani, botulinum, difficile, perfrigens). Tra i gram-: Niesseria (gonococco, meningococco), Vibrio Cholerea, Helycobacter pylori, enterobacter (E.coli, Salmonelle, Shigella, Yersinia), Rickessie, Pseudomonas, Clamidie. inoltre tratta anche i Mycobacterium (tuberculosis, leprae).


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in biotecnologie mediche
SSD:
Università: Milano - Unimi
A.A.: 2018-2019

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher francescaputti di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Microbiologia e virologia medica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Milano - Unimi o del prof Delbue Serena.

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