Microbiologia medica e microrganismi commensali

MICROBIOLOGIA E MICROBIOLOGIA CLINICA

La microbiologia, ed in particolare la microbiologia clinica, si occupa di:

studiare nei loro vari aspetti (biologici, molecolari e fisiologici) gli agenti

 infettivi;

studiare le interazioni patologiche e non tra agenti infettivi e esseri

 umani;

pervenire ad una diagnosi eziologica di infezione individuando l’agente

 responsabile.

MICROORGANISMI

I microorganismi sono un gruppo molto

eterogeneo di organismi viventi, che

comprendono: batteri, protozoi, metazoi,

elminti, funghi e virus.

I vari gruppi di microorganismi hanno

proprietà biologiche anche molto

differenti gli uni dagli altri.

Suddivisione per regni degli organismi

viventi

La maggior parte dei microorganismi è

classificabile in uno dei regni degli organismi

viventi: eubacteria

- i batteri negli protista

- i protozoi nei

- gli elminti, ovvero i vermi, negli

animalia

- i funghi (ovviamente dato che parliamo

di microorganismi facciamo riferimento

funghi.

solo a quelli microscopici) nei

CLASSIFICAZIONE DEI MICROORGANISMI

I microorganismi possono essere organismi sia unicellulari che pluricellulari.

Batteri

- sono organismi unicellulari procarioti.

- Operano una riproduzione asessuata

- possono essere, dal punto di vista biosintetico

sia autotrofi (chemiosintetici), sia eterotrofi.

- La maggior parte dei microorganismi che

causano patologie nell’uomo sono

microorganismi eterotrofi.

Funghi

- sono organismi unicellulari (lieviti) o pluricellulari

(muffe e funghi filamentosi) di origine

eucariotica.

- sono provvisti di una parete cellulare e non presentano differenziazioni

tissutali.

- Possono essere a riproduzione sessuata e/o asessuata (solitamente i

funghi, quando sono patogeni per l’uomo, si riproducono in modo

asessuato).

- sono organismi eterotrofi, privi di meccanismi chemiosintetici.

Parassiti

- possono essere organismi unicellulari eucarioti

(protozoi) o pluricellulari con differenziazione

tissutale (metazoi)

- sono organismi eterotrofi, privi di meccanismi

chemiosintetici.

- Possono avere riproduzione sessuata e/o

asessuata e solitamente possono presentare entrambe questa forme in

ospiti diversi che fanno parte del loro ciclo biologico.

Virus

- non sono classificabili tra gli esseri viventi, in quanto sono

parassiti endocellulari obbligati che dipendono totalmente

dalla cellula ospite (eucariota o procariota) per la loro

replicazione.

- sono estremamente piccoli (ordine dei nm) -> visibili solo al

microscopio elettronico. Grazie alle loro dimensioni esigue i

virus conservano la loro infettività anche dopo processi di

filtrazione.

- sono costituiti da un solo tipo di acido nucleico (DNA o RNA), che è il

depositario dell’informazione genetica. Tale acido nucleico è protetto da

un guscio proteico chiamato capside che costituisce la struttura base di

tutti i virus.

MICROBIOLOGIA MEDICA

La microbiologia medica viene suddivisa in quattro branche:

- La batteriologia: studia i batteri; - La parassitologia: i protozoi e i

- La micologia: i funghi; metazoi;

- La virologia: i virus.

La microbiologia non può tuttavia prescindere da altre discipline, quali:

Immunologia: ci dice come l’organismo risponde a un agente infettivo;

 Patologia generale: ci dice il tipo di reazione (principalmente

 infiammatoria) che un microorganismo induce in un ospite;

Malattie infettive: ci dice la malattia provocata da un microorganismo;

 Farmacologia: studia i composti in grado di curare una malattia infettiva.

 Qualsiasi disciplina medica o chirurgica che affronti problemi correlati alle

 infezioni.

PATOGENICITÀ DEI MICROORGANISMI

I microorganismi non sono tutti patogeni -> I patogeni per l’uomo

rappresentano meno dell’1% di tutte le specie presenti sul pianeta. Si

conoscono ~1400 specie patogene per l’uomo (compresi virus, batteri, funghi,

protozoi ed elminti).

Molte specie batteriche sono addirittura utili alla vita umana in quanto, per

esempio, sono in grado di detossificare composti tossici, sono utilizzati in

ambito industriale o convivono con l’uomo stesso.

Rapporti con l’ospite

Sulla base del rapporto che i microorganismi instaurano con l’ospite dividiamo i

microorganismi in:

- microorganismi saprofiti (o commensali): vivono e si moltiplicano

sull’ospite (o nell’ospite) senza provocare danni e a volte addirittura in un

rapporto di reciproco beneficio;

- microorganismi patogeni franchi: microorganismi che tendono a

provocare malattie;

- microorganismi opportunisti: microorganismi

normalmente innocui ma in grado di provocare

malattie, in alcuni casi anche gravi, in seguito a un

indebolimento dell’organismo o alla comparsa di

alcuni fattori di rischio

-> Alcuni microorganismi commensali, per

esempio, traslocando in un distretto dove

normalmente non sono presenti, possono indurre in

questo distretto un processo patologico.

Alcuni microorganismi sono in grado di instaurare uno stato morboso anche in

assenza di vita parassitaria. Tale stato morboso si realizza, per esempio,

attraverso la produzione di sostanze tossiche, che contaminano principalmente

gli alimenti. Questi stati patologici vengono riferiti come intossicazioni.

MICROORGANISMI COMMENSALI

Negli ultimi 10/15 anni molti studi hanno portato alla consapevolezza

dell’importanza dei microorganismi commensali nel definire la salute

dell’ospite. Da tali studi è emerso il concetto di superorganismo.

L’uomo, con i suoi microorganismi commensali, rappresenta un

superorganismo con aumentate capacità metaboliche.

IL SUPERORGANISMO

Microbiota: indica tutte le specie batteriche, fungine o virali, che abitano i

diversi distretti corporei;

Microbioma: indica i geni codificati dal microbiota, che vanno a costituire il

metaboloma microbico.

Il metaboloma microbico, insieme al metaboloma umano, va a costituire quello

che è il superorganismo.

L’uomo, in termini fisiologici, è il risultato di quanto codificato dai geni del

genoma umano e dai geni dei microorganismi che abitano i vari distretti

corporei.

Microbioma in numeri

- Circa 100 miliardi di

batteri nel nostro HOT SPOT

organismo; Alcuni distretti corporei, in particolare

- Rapporto virus/batteri quelli che comunicano con l’ambiente

5:1 (con “virus” si esterno, sono considerati degli “hot

intendono anche quelli spot”, ovvero delle zone particolarmente

presenti nelle cellule ricche di microorganismi.

batteriche che fanno Tra questi distretti rientra:

parte dei nostri Apparato gastrointestinale e



organismi commensali).

- Rapporto fra geni respiratorio: cavità nasale, cavità

codificati dai batteri e orale e tutto il tratto

geni codificati dalle gastrointestinale;

cellule umane di 150:1. Cute;



- Si stima che il corpo Apparato urogenitale.



umano abbia un numero

di microorganismi

addirittura superiore al

numero di stelle Microbiota intestinale

presenti nella Via Sicuramente il

Lattea. distretto intestinale è

il distretto più fortemente colonizzato.

La colonizzazione aumenta al discendere -> è massima a livello del colon, dove

abbiamo 10 -10 cfu/ml di contenuto (colonie formanti unità) -> questo dato

11 12

si riferisce solo ai batteri, la componente sicuramente più cospicua del nostro

microbiota.

Distribuzione sito-specifica Esiste una distribuzione delle

diverse specie batteriche che

varia a seconda del distretto

corporeo.

- Nella cavità orale, per

esempio, vi è una

grossa componente di

Corynebacterium, di

Neisseria e di

Actinomycetes.

- A livello del tratto

gastrointestinale

abbiamo invece una

predominanza di

Bacteroidetes,

Bifidobacterium,

Candida e così via.

Vi è pertanto una distribuzione mutevole a seconda del distretto corporeo che,

nei vari distretti, può essere più o meno stabile nel tempo.

BENEFICI DERIVANTI DAL NOSTRO MICROBIOTA

I microorganismi hanno un ruolo molto importante

nella salute dell’ospite.

Hanno diverse funzioni:

sono in grado di sintetizzare vitam