Microbiologia - Completo

MICROBIOLOGIA MEDICA

Fin dall'antichità si era a conoscenza che processi microbiologici accadessero, non solamente in relazione alle malattie, ma anche per processi più generali (essiccatura e salatura del cibo).

Inoltre, sempre dall'antichità, è noto che per alcune malattie, specialmente quelle contagiose, ci si ammalava una sola volta nella vita; da questa considerazione è venuto il termine d'immunità.

Ci sono degli scritti di Varrone e Lucrezio, in cui si attribuisce la responsabilità delle malattie ad elementi così piccoli da sfuggire all'occhio umano.

Per molto tempo, servendosi di considerazioni come quelle sopra citate, la microbiologia ha avuto sviluppo da un punto di vista solamente applicativo; un altro esempio di ciò è il vaccino per il vaiolo.

Elementi alla base dell'avvento della microbiologia

Questi elementi sono piuttosto recenti (metà dell'800), e tra essi ne abbiamo due particolarmente importanti:

• Avvento del microscopio ottico ed elettronico
• Possibilità di effettuare colture pure

Prima dell'avvento della microbiologia si credeva alla teoria della generazione spontanea, in altre parole si pensava che esistessero delle forme di vita piccolissime che nascevano dal nulla.Questa teoria non era facilmente confutata al tempo, poiché la microbiologia è quella scienza che studia ciò che non è visibile ad occhio nudo (batteri, funghi, alghe, virus), e con i mezzi dell’epoca non era possibile una corretta sperimentazione.Fracastoro fu il primo a parlare di contagio, quindi a contrastare la teoria della generazione spontanea.Redi, nel 1650, fece un altro passo in avanti, dimostrando che i vermi che si formavano sulla carne andata a male non si generavano spontaneamente, ma sono depositati dalle mosche, nasce da ciò il concetto, ancora lontano dall’essere noto in quegli anni, che la vita non proviene da nulla.M.M. o stato tradotto in francese alla fine del 1600 da Von Leevlmeek, e questo portò scorniglio, che nel teorla la carne afuoco sia verra senza nasfre.Alla fine del '700 Spallanzani, fece un esperimento: se si prende un recipiente con dell'acqua, e vi s'immerge del fieno, dopo due giorni l'acqua ci tobrida, perché sono nati dei microrganismi; egli però fece vedere, che bollendo l'acqua e poi chiudendo il coperchio non succedeva nulla.

Un punto debole di questo esperimento eulto è che proprio in quel periodo era scoperta l'importanza dell'ossigeno nei processi vitali, ed il tappo non la lasciava passare; allora fu provveduto a risolvere il problema tappando il recipiente con del cotone, in modo che facesse passare l'aria.Pasteur non era un microbiologo, ma un chimico; egli modello un recipiente di vetro, facendogl assumere la forma di un collo di cigno: in questo modo egli permetteva il passaggio dell'aria, ma allo stesso tempo notò che essa non era indispensabile per la proliferazione di microrganismi.Da chimico s'interessò alla fermentazione, l'acido acetico, e vide che essa avveniva a carico di microrganismi differenti.Alcune volte però nemmeno la bollitura dell'acqua era sufficiente per ottenere la sterilizzazione delle colture; infatti a volte prende luogo il processo di contaminazione.Questo si ha quando un batterio produce delle spore, che sono la forma termoresistente del batterio stesso; i microrganismi, infatti, non possono sopravvivere a 100°C, ma alcuni di essi possono sporolare, e allora sopravvivono per un certo periodo di tempo, per poi passare alla forma germinativa (durante la quale sono termoresistenti), e bollendo l'acqua una seconda volta; questo è il processo di Tyndallizzazione.

Dopo l'avvento del microscopio ottico fu quindi possibile vedere i microrganismi, e procedere anche ad una loro classificazione, che prese in primi momenti avveniva basandosi su:

• Forma, allungata o rotondeggiante
• Colorazione in base alle diverse affinità tintoriali

L'altro evento importante è stato la possibilità di effettuare colture pure.In un primo tempo, infatti, le colture avvenivano su terreni liquidi, ed erano de brodi (infusi di carne); il problema però era nel fatto che la crescita dei microrganismi era allungata, quando il terreno è solido crescono solo quei tipi di microrganismi (roditori, ad esempio).Si passò all’ Spallanzami, volte accelerate e in uguale infettata da materiale patologico:

• Utilizzo di colture pure.
• Al fine si riuscì ad ottenere colture pure.

Il primo a riuscirci fu un medico inglese, Lister, che ideò il metodo delle diluizioni limite; questo consiste nel diluire 10 o più volte un terreno di coltura liquido, in modo che in ognuna delle parti in cui si divide, la probabilità che ci siano più di due microrganismi sia assai ridotta. Questo sistema però non si adatta bene ad un campione clinico.

La chiave di volta arrivò dall'impiego di terreni solidi; i primi furono eseguiti da Koch, su fettine di patata, sulle quali era depositata e poi strisciata una goccia di materiale contenente microbi. Il vantaggio in questo caso consiste nel fatto che il microbo (o i microbi) depositato tiene la posizione iniziale; poi quando si moltiplicheranno, per scissione binaria, avremo una colonia. Spalmando il materiale si ottiene un distanziamento tra le varie colonie; in alcuni casi però si ottiene lo stesso una crescita continua, non discreta, ed allora bisogna prima diluire il materiale, e così otterremo delle colonie pure, che crescono in maniera distinta l'una dall'altra, poiché il capostipite di ognuna si trovava distanziato dagli altri microrganismi. Poiché non siamo sicuri che una colonia sia stata generata a partire da un solo microrganismo, allora si parla in generale di unità formante la colonia.

Un altro tentativo per ottenere terreni solidi fu quello di aggiungere gelatina ad un terreno liquido caldo, e poi lasciarlo raffreddare il tutto, in modo che la gelatina solidificasse. In questo caso si dovrebbe parlare di terreni solidificabili. La gelatina però ha degli inconvenienti: si liquefa a temperature relativamente piuttosto alte o viene anche digerita da alcuni microrganismi. A questo punto venne in aiuto la moglie di Koch, appassionata di cucina orientale, che conosceva l'impiego dell'agar, un grosso polimero proveniente dalle alghe. Esso, rispetto alla gelatina, ha il vantaggio che solidifica, intorno ai 40-50 °C, ed inoltre i microrganismi non lo digeriscono.

Filtrazione. Questo è un metodo di separazione che si basa sull'utilizzo di un filtro poroso, che lascia passare solo le particelle di dimensioni inferiori ad 1 μm. In genere si supponeva che filtrando si sarebbe ottenuto materiale sterile. Ivanovsky, nel 1890, studiando le piante di tabacco affette dalla malattia del mosaico del tabacco, si accorse che con l'inoculato del macinato di foglie di piante malate in piante sane, queste ultime si ammalavano; il problema era che al M.O. non era visibile nessun agente filtrante. Egli si accorse poi che nemmeno la filtrazione del materiale eliminava tale agente, pertanto si spiegava anche come mai non fosse visibile al M.O.: era qualcosa di più piccolo dei batteri.

Per molto tempo i virus sono stati chiamati agenti filtrabili, poiché nel campo delle malattie infettive si distinguevano gli agenti infettanti in filtrabili e non. In realtà esistono anche dei batteri che hanno dimensioni minori di 1 μm, e sono pertanto filtrabili. Una differenza che contraddistingue i virus è che essi sono parassiti obbligati: non possono pertanto crescere in terreni di coltura, ma hanno bisogno di un substrato o ospite vivo; per questo motivo, per coltivare il virus del mosaico del tabacco si usano le foglie del tabacco. Dal 1950 si è avuto l'avvento delle colture cellulari, ovvero cellule provenienti da uomo o animali, che possono replicarsi indefinitamente, disponendosi in monostrati. Con il loro utilizzo, da una particella virale, possiamo avere la formazione di una placca virale.

Microbiologia come disciplina medica.

Nel 1800 la microbiologia è passata, da disciplina di interesse naturalistico, a disciplina di interesse medico, quando si capì che questi microrganismi potevano essere causa di malattie. Prima di allora, in medicina, l'alterazione della salute era una cosa che si riteneva dovuta all'ambiente o all'influsso degli astri. Che la responsabilità di molte malattie infettive fosse da attribuire a piccoli agenti, che decubito dopo furono chiamati microbi, molti dei quali sono microrganismi, fu provato per la prima volta da Pasteur, a metà del secolo scorso. Questa scoperta fu possibile grazie agli studi condotti sulle malattie di vino ed aceto, ed in seguito sugli uomini e sugli animali; un esperimento, per esempio, consisteva nell'inoculazione nel sangue proveniente dagli animali sani, o onde andare a testare le lesioni patologiche di questi ultimi, per vedere se era presente in tale sangue e nell'organismo l'agente infettante che si stava cercando. Pasteur, Koch ed altri scienziati, pochi decenni, hanno trovato l'agente eziologico di molte malattie.

A tal punto si pose il problema di isolare e mantenere i microrganismi, secondo caratteri differenziali; a tal proposito si confrontano anche tutti gli altri, e si procede alla classificazione in specie, ed al mantenimento dei vari caratteri.

Concetto di infezione.

Il corso di microbiologia si pone l'obiettivo di dare dal medico l'idea di cosa sia l'infezione. Per avere un'infezione, dobbiamo avere un sito di penetrazione, non si può entrare nel sangue superiore come l'uomo, ed un agente che provochi tale evento; quando si parla di infezioni, si parla di infezioni che hanno un certo grado di organizzato o uno più piccolo, che magari entra all'interno dell'organismo per altre vie.