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Microbiologia - stafilococchi e streptococchi Appunti scolastici Premium

Appunti di Microbiologia del professor Galdiero sugli stafilococchi e sugli streptococchi con analisi dei seguenti argomenti: foruncolo o l’ascesso, infiammazioni di tipo pirulento, la catalasi, la vancomicina, classificazione degli streptococchi, polisaccaride C, la scarlattina, cellule eucariotiche.

Esame di Microbiologia docente Prof. M. Galdiero

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MICROBIOLOGIA (07/11/2006) Venanzia

Quindicesima lezione:”Stafilococchi – Streptococchi”

Gli Stafilococchi danno infezioni acute, localizzate o generalizzate; l’espressione classica è il

foruncolo o l’ascesso. Lo Stafilococco aureo dà infiammazioni di tipo pirulento; significa che siamo

in presenza di grandi quantità di granulociti neutrofili nel focolaio di infiammazione. C’è una

risposta anticorpale relativamente protettiva,ma serve a poco,perché la protezione è su base

cellulare aspecifica. Tali germi hanno facile resistenza agli antibiotici. Inizialmente,quando questi

non erano stati ancora scoperti,gli Stafilococchi davano infezioni abbastanza gravi:una buona parte

dei decessi in seguito ad interventi chirurgici era legata a tali infezioni;queste ultime,in assenza di

molecole idonee a bloccarne la crescita,portavano a morte l’ammalato. Con l’avvento della

penicillina,le infezioni da Stafilococco furono tutte bloccate;si iniziarono poi ad isolare dei ceppi

resistenti a questo antibiotico. Lo Stafilococco aureo,invece,è resistente a diversi antibiotici;si dice

che presenta resistenze multiple,le quali si basano su vari meccanismi. Generalmente,in campo

medico,si va a ricercare uno Stafilococco meticilina-resistente (la meticilina è un derivato della

penicillina),i cui ceppi presentano resistenze multiple e sono di difficile trattamento. Le industrie

mediche continuamente elaborano molecole di antibiotico,sia scoprendone delle nuove,sia

modificando la parte chimica di quelle già conosciute. Un antibiotico venuto successivamente nella

lotta agli Stafilococchi è stata la vancomicina è,per un certo periodo di tempo,tutti i ceppi sono stati

sensibili ad essa. Oggi,invece,in varie parti del mondo,soprattutto in ambiente ospedaliero,si

selezionano dei ceppi ricchi di resistenze;perciò la ricerca è diretta verso Stafilococchi meticilina-

resistenti e vancomicina-resistenti (che generalmente coincidono),ma è difficile ottenere antibiotici

adatti per questi ceppi. In alcune zone geografiche dove è possibile eseguire certi tipi di

sperimentazione,è stato messo in evidenza che,eliminando l’antibiotico verso cui si è stabilita la

resistenza,per un dato periodo di tempo,ricompaiono i ceppi sensibili. E’ oggi accettato come legge

di biologia generale che,nel caso di tutti i mutanti naturali,se interviene qualcosa dall’esterno che ne

modifica lo sviluppo e premia altri mutanti in modo che prendano il sopravvento (ad

esempio,mutanti resistenti),scomparsa la causa che determina questa perturbazione nell’ambiente,si

ritorna al mutante naturale.

Per i metabolici,nella competizione tra popolazioni,si crea il problema che,in un dato habitat,un

mutante naturale cresce meno velocemente ma ha un’affinità maggiore per il substrato,quindi lo

utilizza al massimo. Quando interviene un mutante dall’esterno,dotato di capacità diverse,esso ha

una crescita maggiore e un’affinità minore per i metabolici,per le sorgenti energetiche;ciò comporta

che si sviluppa più velocemente,prevalendo su quello naturale,però consuma più metabolici per

ottenere lo stesso rendimento. Le scorte energetiche,allora,finiscono rapidamente,così riprende il

sopravvento il mutante naturale. La stessa cosa avviene per la resistenza agli antibiotici dei vari

microrganismi. Se un ceppo si trova in presenza di un antibiotico che blocca il mutante

naturale,dopo un certo periodo lo sostituisce nell’ambiente;se,però,non si usa quell’antibiotico per

un po’ di tempo,scompare il mutante che presenta la resistenza e riappare quello naturale. Se fosse

possibile utilizzare su base scientifica gli antibiotici,con una programmazione a livello locale,si

verrebbe a creare una politica degli antibiotici:utilizzarne uno per un dato periodo,poi toglierlo dalla

circolazione,usarne un altro gruppo e così via,finché dopo un cero numero di anni si utilizzerebbero

quelli verso cui si è creata la resistenza. La penicillina è,per esempio,poco costosa e poco tossica

per un organismo superiore,quindi poterla utilizzare sempre sarebbe un grosso vantaggio. Ma il

medico deve guarire in fretta il paziente,perciò,quando esce un nuovo antibiotico,ne fa largo uso.

Gli antibiotici vengono,così,a trovarsi sempre tutti in circolazione,dato che ciascuno ne predilige

qualcuno,e non si riesce ad utilizzarli in gruppi,ciclicamente,in modo da disporre di prodotti validi e

poco tossici. La penicillina non è tossica perché agisce a livello della parete cellulare che manca

nelle cellule eucariotiche degli organismi superiori. Qualche volta,in alcuni individui,si può creare

una ipersensibilità particolare. La richiesta di una prova di ipersensibilità alla penicillina non ha

valore,in quanto ciò che sensibilizza l’ospite è l’acido penicillinoico,un prodotto di trasformazione

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della penicillina a livello epatico. Quando si fa la prova per la penicillina non si vede niente,è

negativa;però inoculando l’antibiotico,esso si trasforma e si stabilisce l’ipersensibilità. Tutte le

ipersensibilità sono basate sul rapporto tra ciò che va inoculato e la quantità di anticorpi (se sono

sessili o circolanti). Molti ceppi di Stafilococchi colpiscono gli animali domestici,specialmente i

grossi allevamenti;attraverso la catena alimentare arrivano all’uomo,provocando incroci di

resistenze.

STREPTOCOCCHI

Sono microrganismi che interessano la patologia umana,in cui i singoli cocchi si dispongono a

catenella,l’uno di seguito all’altro. Ce ne sono un’infinità di ceppi,ognuno dei quali presenta un

diverso grado di patogenicità (alcuni danno patologie gravi,altri non fanno niente e sono ospiti

abituali degli organismi superiori). Noi abbiamo un’abbondante popolazione di streptococchi a

livello del cavo orale e nella mucosa intestinale;se ne trovano pochi sulla cute,dove prevalgono gli

Stafilococchi (così come sulle mucose esposte). Gli Streptococchi hanno un diametro di poco

superiore al micron e sono leggermente più grandi degli Stafilococchi.

La catalasi è un enzima che permette di distinguere i cocchi in due categorie:quelli positivi e quelli

negativi. Gli Stafilococchi sono positivi,mentre gli Streptococchi sono negativi. I cocchi di cui

stiamo parlando sono tutti Gram-positivi,perciò questa classificazione enzimatica è importante. I

generi che appartengono ai Gram-positivi catalasi-negativi sono:streptococchi,enterococchi (che

prima facevano parte degli Streptococchi fecali,ma oggi si sono differenziate delle caratteristiche

che li rendono un genere diverso),aerococchi,gemella e altri. Quelli che interessano la

microbiologia medica sono Streptococchi ed Enterococchi;tutti gli altri non sono mai

patogeni,tranne nel caso di ospiti immuno-depressi.

La vancomicina viene presa come prova per selezionare i generi,distinti in naturalmente sensibili e

naturalmente resistenti. Lo Streptococco è sensibile alla penicillina,e finora non sono stati trovati

ceppi resistenti a questo antibiotico (contrariamente allo Stafilococco). La risposta dell’ospite è

molto varia e protratta nel tempo,quindi la penicillina è un ottimo medicamento non tossico.

Gli Streptococchi appaiono disposti a coppia o a catena,la quale può essere breve o lunga,o ancora a

tetrodi. Il carattere di formare catene più o meno lunghe dipende da condizioni

ambientali,temperatura,terreno di coltura e presenza o assenza di ossigeno,perciò non è un carattere

genotipico o costante. Quando non c’erano metodi biochimici o immunologici per mettere in

evidenza le differenze tra i vari Streptococchi,si prendeva in esame proprio la lunghezza della

catena per classificarli;oggi esistono altri metodi di classificazione,ma si è dovuti arrivare all’inizio

del Novecento per capire che il precedente non era valido.

Una prima classificazione riguarda l’ambiente in cui si vengono a trovare:ci sono,allora,quelli che

danno un’infiammazione pirulenta,come gli Stafilococchi,e sono detti piogeni. C’è un gruppo a

livello intestinale,quasi mai patogeno,di cui fanno parte gli Streptococchi fecali. C’è il gruppo che si

trova nel latte,dove opera delle trasformazioni,e comprende i cosiddetti Streptococchi lattici. Ci

sono,infine,gli Streptococchi che stanno nel cavo orale e non sono quasi mai patogeni.

Successivamente si è scoperto che i terreni di coltura al sangue (a qualsiasi animale appartenga)

sono i migliori per tali germi,in quanto permettono di verificarne una prima proprietà:cioè se

producono o no una emolisina che distrugge i globuli rossi (anche lo Stafilococco aureo produce

una emolisina). Gli Streptococchi che danno un’emolisi completa si trovano in focolai

patologici,mentre quelli che danno emolisi parziale stanno naturalmente nel cavo orale;ce ne è

un’altra varietà che non dà emolisi e ha diversa origine. In base a questo criterio sono stati distinti in

alfa-emolitici,beta-emolitici e gamma-anemolitici.

L’alfa-emolisi è incompleta:guardando al microscopio ottico,a piccolo ingrandimento,intorno alle

colonie di Streptococchi coltivate su agar-sangue,si vedono delle zone verdastre(soprattutto nel

cavo orale);tale tipo di emolisi è detto alfa-viridante. Altri germi possono dare emolisi non complete

che,però,non sono viridanti. Guardando l’alone verdastro intorno alla colonia con una lente di

ingrandimento,si notano degli scheletri di emazie e un pigmento verde,che deriva dalla

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trasformazione dell’emoglobina in un composto di cui non è stata messa in evidenza la struttura. Gli

scheletri di globuli rossi restano e sono visibili,sebbene abbiano perso l’emoglobina,ma non c’è la

loro completa rottura:questa è l’emolisi incompleta. Ci sono numerose specie di Streptococchi alfa-

viridanti,alcune delle quali sono importanti nella carie dentaria. Gli Streptococchi alfa-viridanti

proteggono dalle infezioni di altri Streptococchi patogeni,perché competono degli stessi siti che si

trovano nella cavità orale. Una cellula arriva dall’esterno,si ferma,deve potersi moltiplicare e

raggiungere un certo numero,che costituisce il cosiddetto quorum sensi:il numero di microrganismi

in un dato loco deve essere piuttosto alto,perché possano liberare delle molecole molto piccole (i

lattoni) che favoriscono l’estensione di germi,man mano che raggiungono determinate

concentrazioni. In vivo,molti germi esprimono fattori di virulenza che mancano in coltura;questo

dipende da quelle piccole molecole che,giunte ad una concentrazione critica,spingono il germe a

rilasciare tutti i suoi fattori di virulenza. La colonia nella cavità orale,laddove arriva un

microrganismo,deve raggiungere una certa grandezza affinché possa determinare il seguito della

malattia. Se gli Streptococchi alfa-viridanti impediscono alla colonia di espandersi,l’infezione non

avviene;ecco perché essi devono essere sempre presenti. Possono essere patogeni quando si trovano

in circolo,in una sede che non è la loro. Ogni volta che ci spazzoliamo i denti e si crea una piccola

lesione,gli Streptococchi alfa-viridanti passano in circolo;questi sono episodi di batteremia

transitoria,che un individuo normale elimina rapidamente. Se,però,ci sono lesioni a livello delle

valvole cardiache,dovute a coagulazioni di piastrine,e in quelle nicchie arrivano degli Streptococchi

che erano in circolo,essi si moltiplicano rimanendo in quella sede. Ma questo è l’unico danno che

provocano.

Gli Streptococchi beta-emoliticisi trovano in focolai patologici,suppurativi. Essi presentano la vera

emolisi:intorno alla colonia,guardando con un microscopio a piccolo ingrandimento,si nota una

zona chiara dove mancano scheletri di emazie,completamente scomparse.

La gamma-anemolisi non ci interessa;può essere presente sia in Streptococchi patogeni che non

patogeni.

La produzione di emolisine dipende dalla presenza di ossigeno.

Gli Streptococchi,generalmente,utilizzano un metabolismo anaerobio.e si produce acido lattico per

l’utilizzazione dei carboidrati;raramente si produce pure gas. In presenza di ossigeno,la

fermentazione è anaerobica,con crescita stentata e rendimento scarso.

L’emolisi non è un carattere fisso,perché può variare a seconda delle condizioni ambientali e di

coltura;la percentuale di variabilità è piccola e non permette di dire, ad esempio, che un ceppo

anemolitico non è patogeno.

Tale tipo di classificazione è valida in quanto consente di distinguere velocemente quelli che sono

patogeni da quelli che non lo sono.

Verso gli anni Quaranta,una ricercatrice inglese,Lancefield,estraendo i vari componenti della cellula

di Streptococco in ambiente acido a caldo, ricavò un polisaccaride (polisaccaride carboidrato,

indicato con la lettera C) presente in tutti gli Streptococchi patogeni identificabili con il piogene.

Dal punto di vista della distribuzione ambientale, tutti i ceppi patogeni, che danno infiammazione

piogena e una beta-emolisi,presentano un carboidrato particolare,che è sempre lo stesso. E’ questa

la grande scoperta di Lancefield per la classificazione;selezionò,così,un certo numero di gruppi,che

oggi sono 13-14,indicati con le lettere maiuscole dell’alfabeto.

Gli Streptococchi piogeni appartengono al gruppo A e causano faringite,scarlattina,sindrome dello

shock tossico e febbre reumatica. Quelli alfa-viridanti possono dare batteremie,ascessi,carie dentali.

Il polisaccaride di Lancefield è costituito da una serie di zuccheri generalmente rari. Nel gruppo A è

formato da una successione di ramnosio con residui di glucosio N-acetilato. Questo è un

polisaccaride di difficile digestione da parte dei fagociti degli organismi superiori, quindi determina

un tipo ottimale di risposta immunitaria. Nel gruppo C, al posto del glucosio,troviamo il galattosio.

Esistono, perciò, tante varietà che permettono di classificare i 13 gruppi. 3


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DETTAGLI
Esame: Microbiologia
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia (ordinamento U.E. - durata 6 anni) (CASERTA, NAPOLI)
SSD:

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher valeria0186 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Microbiologia e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Seconda Università di Napoli SUN - Unina2 o del prof Galdiero Massimiliano.

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