Microbiologia - enterobacteriacae

Lezione 2 di microbiologia del 26/10/2005

Famiglia delle Enterobacteriaceae

Sono studiati per il notevole interesse medico che suscitano poiché responsabili di innumerevoli malattie nell’uomo. La famiglia è costituita da bacilli gram-negativi, aerobi o anaerobi facoltativi, mobili (quasi tutte le specie manifestano la presenza di flagelli, quasi sempre peritrichi) o immobili.

Hanno delle caratteristiche biochimiche comuni: sono capaci di fermentare il glucosio e inducono i nitrati a nitriti (ad eccezione di Erwinia e di Edwardsiella… mi sembra che sia così – da chiedere al prof.).

La famiglia comprende un numero cospicuo di generi, in particolare 14. Secondo la più recente classificazione di Brenner, riconosciamo all’interno della famiglia i generi:

• Escherichia
• Serratia
• Shigella
• Hafnia
• Salmonella
• Edwardsiella
• Citrobacter
• Proteus
• Klebsiella
• Providencia
• Enterobacter
• Morganella
• Erwinia
• Yersinia

Sono tutti generi che appartengono alla stessa famiglia. Sono importanti perché li troviamo non solo a livello umano ma anche diffusamente nell’ambiente. Proprio questa interscambiabilità dà loro la capacità di creare da opportunisti malattie di notevole importanza.

Altra classificazione è quella che riconosce, dal punto di vista medico, l’elicobacter in helicobacter_________ ed helicobacter intermedius; a Escherichia appartiene Escherichia Coly, ad Edwardsiella appartiene il genere Edwardsiella tarda.

Dal genere Salmonella abbiamo 5 sottogruppi in cui riconosciamo una serie notevole di piroditi fondamentali nella patologia umana.

Il genere Shigella comprende Shigella absenteri, flexneri, boydii e sonnei.

Alla tribù delle Klebsiellae (lei lo legge klunsielle) appartiene il genere Klebsiella con le specie pneumoniae, ozenae e rhinoscleromatis. Sempre nella tribù Klebsiellae abbiamo il genere Enterobacter, il genere Hafnia e il genere Serratia.

Enterobacter cloacae è di interesse medico così come aerogenes, molto diffuso in natura. Hafnia alvei e Serratia marcescens sono generi sempre riscontrabili nell’ambiente esterno.

Alla tribù Proteae (lei legge Protei), appartiene il genere Proteus con le varie specie come vulgaris, mirabilis, trovati nel microbiota umano.

Alla tribù Yersina abbiamo il genere Yersinia con le specie più importanti dal punto di vista medico (pestis, enterocolitica, pseudotuberculosis). Sempre alla tribù Yersinia appartiene il genere Erwiniae (penso che abbia sbagliato riga, dovrebbe essere come in tabella).

Genetica

Per quanto riguarda la genetica, hanno un genoma cospicuo, presentano una molecola di DNA circolare a doppia elica di 4 x 10⁶ coppie di basi e un peso molecolare di 4 x 10⁹ dalton. È possibile misurare in mm il loro genoma (soprattutto quello di Escherichia coli), dove questo genoma raggiunge la grandezza di 1,4 mm, proprio a dimostrare la complessità di questo genoma e l'importanza delle specie in virtù della loro adattabilità.

Infatti, la complessità del genoma sta a significare proprio la proprietà da parte del microrganismo di sintetizzare una serie di proteine che poi gli permettano di adattarsi, una serie di switches genotipici che corrispondono a caratteri fenotipici.

La mappatura del genoma è effettuata soprattutto in Escherichia coli, di cui è conosciuto il genoma dal punto di vista genetico e quindi di ubicazione dei vari geni. Basti pensare al processo di coniugazione e quindi di interazione microrganismo-microrganismo che ha permesso fondamentalmente di effettuare una mappatura del genoma stesso.

Caratteristiche antigeniche

Per quanto riguarda le caratteristiche antigeniche, dobbiamo considerare la presenza di un antigene che viene detto antigene somatico e che sostanzialmente è appartenente alla membrana esterna dei microrganismi che essendo gram-negativi sono caratterizzati dalla presenza di questa membrana ancorata al sottile strato di peptidoglicano sottostante.

Generalmente, l’antigene somatico è fondamentalmente di natura polisaccaridica. Esso è costituito da una porzione polisaccaridica più esterna e da una porzione a potere endotossico più interna.

La specificità dell’antigene O è proprio determinata dalla ripetizione degli oligosaccaridi presenti nei gruppi terminali e dalla tipologia di tali oligosaccaridi (cioè da quale zucchero è costituito l’oligosaccaride che si ripete nelle diverse unità).

La presenza o meno di questo antigene somatico, permette di differenziare dei soggetti di tipo S (smooth=liscio) e dei soggetti “rugosi” o tipo R (rough=ruvido) in quanto mancanti della struttura somatica. Questa variazione fenotipica corrisponde anche a una variazione macroscopica che si può palesare in alcuni casi in maniera più o meno evidente (dipende dalla quantità di antigene somatico presente); ci può essere infatti una perdita totale o parziale di questa porzione polisaccaridica. In coltura, si può vedere questa differenza fenotipica in maniera macroscopica a seconda che le colonie siano R o S.

Struttura LPS

Il Lipopolisaccaride è costituito sostanzialmente da una porzione detta Lipide A che è la porzione ad attività endotossica, capace di innescare quei processi proinfiammatori e infiammatori caratteristici dei batteri gram-negativi, quindi con attività pirogenica, capace di determinare, sostanzialmente, la produzione di TNFα e di interferon per la cascata dei processi infiammatori che ne consegue.

Il lipide A è costituito da glucosammina legate tra loro con legame.

Queste glucosammine sono fosforilate. In particolare, una è fosforilata a una catena di acidi grassi di solito di 14 atomi di Carbonio, quindi abbastanza grossi.

Al lipide A è poi legato un core di glucosio, galattosio e acido chetodeossiottonico che è sostanzialmente il più vicino al lipide A.

Dopo c’è l’antigene somatico che è un insieme di unità polisaccaridiche variamente ripetute che va a dare la specificità antigenica al microrganismo, ogni ceppo allora ha una sua specificità antigenica.

Antigene flagellare

Oltre all’antigene somatico dobbiamo considerare anche altri tipi di antigene come l’antigene flagellare. È costituito da proteine che vanno a costituire i flagelli per...