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Microbiologia - storia della microbiologia

Appunti di Microbiologia del professor Galdiero sulla storia della microbiologia e sui seguenti argomenti: vita microbica nell'economia terrestre, biologia dei microrganismi invisibili ad occhio umano, il microscopio ottico, distinzione della microbiologia, classificazione dei microrganismi.

Esame di Microbiologia docente Prof. M. Galdiero

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dal flusso continuo di elementi che esistono nell’ambiente. Sono tutte trasformazioni chimiche,alla

base di questi processi irreversibili lontani dall’equilibrio sono tutti processi chimici. Una massa di

una certa molecola interagisce con una massa di un’altra molecola,avranno una superficie che li

divide e che li permette di incontrarsi ad un certo punto. E quindi cosa significa?significa che tutti

gli scambi energetici o processi chimici avvengono attraverso superfici;se avvengono attraverso

superfici,quelle strutture che hanno più superfici esposte sono quelle che operano trasformazioni

maggiore sulla terra,quindi se consideriamo che i microrganismi hanno dimensioni intorno al

micron e tendono ad assumere una forma a bastoncino-cilindrica,cubica,ci sono anche quelli

tondeggianti,ma quelli della maggior parte dell’ambiente sono di forma cilindrica. Dalla geometria

avete studiato che la sfera è quella che ha il maggior volume con la minore superficie esposta;mano

amano che si acquisisce una forma si perde questo rapporto a favore del volume e si ha uno

spostamento a favore della superficie;il cilindro è certamente quello che ha un rapporto spostato a

favore della superficie molto meglio che non un’altra figura geometrica quale il cubo e la sfera di

cui abbiamo parlato prima. Quindi se i batteri hanno dei diametri e delle dimensioni molto

piccole,delle forme particolari con una esposizione maggiore di superficie e li mettete l’uno in fila

all’altro per farne un metro ci vogliono un milione di batteri,vedete che superficie esposta c’è

rispetto agli organismi superiori. E quindi le trasformazioni che operano nell’universo

microrganismi piccoli con superfici esposte sono enormemente superiori a quelle che svolgono tutti

gli altri organismi viventi. L’uomo acquisisce una perfezione(?22.10) particolare nella vita sulla

terra grazie al sistema nervoso centrale che con le sue caratteristiche ci permette di interpretare

quello che io vi sto dicendo, di arrivare a ragionamenti di questo tipo; ma altrimenti diciamo che i

batteri,come forme di vita che operano le trasformazioni,probabilmente sono nettamente e fanno e

svolgono molti più compiti che non l’uomo anche oggi. E’ presuntuoso considerare oggi l’uomo

capace di alterare già le condizioni dell’eco ambiente terrestre; quelli che operano le grosse

trasformazioni sono i batteri,o meglio i microrganismi dotati di piccole dimensioni. Noi conosciamo

solamente la decima parte delle forme di vita microbiche esistenti sulla terra; la quantità maggiore

di forme microbiche, le più diverse anche dal punto di vista biologico si trovano negli oceani al di

sotto di una certa profondità e quindi non visibili e non rilevabili e con caratteristiche di vita

completamente diverse da quelle che sono in superficie. Oggi vengono rilevati forme di vita

nell’ambiente con l’amplificazione genica del DNA(PCR), quindi nelle profondità marine vengono

messe in evidenza una quantità enorme di specie microbiche non coltivabili;il problema di non

coltivabili io lo accennerò, anche durante il nostro corso, che oggi pure nella microbiologia medica

sono state messe in evidenza forme di microrganismi cosiddetti vitali ma non coltivabili e

specialmente alcune patologie delle vie urinarie… molti di voi avrete sentito parlare dell’urina

coltura…ci sono casi che oggi vengono messi in evidenza a livello sperimentale (non si fa a livello

dinamico) in cui si possono mettere in evidenza forme attraverso la PCR ma che nei terreni di

coltura che noi utilizziamo non si moltiplicano,non si sviluppano;e queste sono frequentemente

presenti specialmente nelle acque di superfici che noi utilizziamo: acqua di mare, di lago e di

piscina dove possono rappresentare fonti di eventuali infezioni quando,da non coltivabili,riescono

ad acquisire dei caratteri per cui si trasformano in forme con attitudini diluente e quindi danno

origine ad interazioni con gli ospiti presenti nell’ambiente, DUNQUE FORME VIVENTI NON

COLTIVABILI. Perciò oggi se noi consideriamo la superficie degli oceani, le profondità oceaniche,

la quantità di vita presenti in questi oceani, ci rendiamo conto che la massa umana oggi è ancora

poca per poter dire che possa creare delle grosse trasformazioni sulla terra. Quindi probabilmente i

microbi svolgono questo ruolo fondamentale sulla terra e nell’universo,dico nell’universo perché le

forme di vita che probabilmente possono esistere su altri pianeti,e si calcola che ci sono per lo meno

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10 di pianeti nelle galassie conosciute che possono avere un’atmosfera simile a quella della terra

ma su cui non si è arrivato all’uomo come tale, sono microrganismi, i quali fanno parte della

biologia spaziale… un problema che oggi alcuni paesi si pongono,specialmente, quelli che operano

nel campo della aerospaziale perché quando va un cosmonauta fuori con una navicella e poi rientra

ci sono 2 rischi: il primo è che il cosmonauta può portare fuori dall’ambiente terrestre delle forme

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diluenti,che non trovano in altri ambienti già la presenza di quel tipo di microrganismi, quindi,

quelli che chiamiamo una protezione di base e allora potrebbe interessare popolazioni diverse e

distruggerle. Il secondo è che quando arriva una navicella dovrebbe avere sulla superficie delle

spore,che arrivate sulla terra potrebbero dar luogo a delle forme di vita,verso le quali non abbiamo

nessuna protezione,nessun tipo di interazione che ha creato una certa immunità verso cose di questo

genere. Di conseguenza il problema è duplice. La microbiologia non solo tiene conto di

trasformazioni cicliche di grossi eventi sulla terra ma anche di forme di vita a livello dell’universo.

La maggior parte dei risultati di determinati confronti fra popoli sono dipesi dai microbi, da malattie

infettive che hanno colpito i popoli o gli eserciti in movimento;quando non c’erano antibiotici non

esisteva nessuna protezione…voi immaginate sugli eserciti che cosa significasse la dissenteria...

interi eserciti che venivano decimati da dissenteria oppure si trovavano in condizioni di non essere

combattivi oppure comandanti che al momento della battaglia presentavano determinate malattie

infettive. Ma a parte questo, se facciamo proprio la storia dell’umanità di come si è espansa sulla

terra, voi vedete che ad un certo punto noi abbiamo avuto sempre una migrazione di popoli a partire

dai continenti asiatici e africani verso l’Europa, che poi l’Europa prese il sopravvento ed ha

colonizzato,ha invaso specialmente il continente americano. Ciò che distrusse i popoli americani del

Nord america e del centro america sono le malattie infettive (vaiolo,colera,tubercolosi) trasmesse

dagli europei, gli spagnoli, gli europei erano protetti da queste malattie perché c’erano sempre state

in Europa. Allora perché queste malattie stavano in Asia, in Europa e non erano presenti invece in

questi popoli un poco isolati?anche qui c’è tutto un grosso problema dell’origine della malattia nella

specie umana: se si fanno delle ricerche si vede che il vaiolo,la tubercolosi stavano già da epoche

passate;la storia inizia circa 9000anni prima di Cristo, i primi segni di infezione di tubercolosi,di

vaiolo si hanno nelle mummie egiziane che risalgono a circa 2000 a.C. Ma probabilmente

esistevano già da prima solamente che non avevano andamento epidemico,colpivano delle

determinate unità, piccoli aggregati di popolazioni si decimavano quelli che resistevano

sopravvivevano; per cui non c’era una massa critica perché l’infezione potesse persistere e rimanere

endemica. Oggi la storia delle malattie infettive è completamente diversa per mezzo degli antibiotici

, ma prima di questi c’erano cicli storici in cui una certa epidemia compariva poi per 100/200 anni

non si vedeva perché tutti gli individui sensibili venivano eliminati e rimanevano quelli resistenti

fino a che non ricomparivano nuove generazioni sensibili. Ecco perché con l’aggregazione dei

villaggi in città,con agglomerati di popolazioni sempre più grandi si sono avute in Europa malattie

infettive che hanno selezionato popolazioni resistenti,le quali ultime arrivate in continenti nuovi

hanno determinato la distruzione delle popolazioni esistenti. Allora perché in America non si erano

sviluppate malattie?perché sembrerebbe che le malattie di tutte le specie superiori,specialmente

l’uomo,partono da animali che sono stati addomesticati, la fonte iniziale di principali malattie sono i

buoi, i bovini e i suini che venivano allevati particolarmente in Estremo Oriente, Cina e India e

quindi erano quelli i popoli (ancora oggi voi vedrete per l’influenza ne parleremo ampiamente)i

focolai di infezioni sono quei popoli che tengono con suini,con polli,cioè con animali domestici.

L’addomesticazione degli animali avvenne specialmente in Asia e in Europa ma specialmente in

Europa, in America non c’erano animali domestici, non venivano usati animali domestici, ad

esempio i popoli messicani e le società precolombiane conoscevano la colta ma non avevano

scoperto il carro per il traino perché non avevano animali da traino,utilizzavano il lama per montare

carichi non come animale da traino,questa era invece un’abitudine proprio degli europei. La

prevalenza dei popoli europei sugli altri popoli nel tempo è dovuta ad una evoluzione di questo tipo

dove le malattie infettive hanno avuto la loro importanza nel permettere a questi popoli di prevalere

su altre popolazioni. Avete sentito parlare recentemente della guerra biologica, di quello che si può

fare con i microbi ma la guerra biologia è stata fatta a partire dagli antichi Romani, dagli antichi

persiani fino ai tempi nostri. In che modo? Gli antichi prendevano i cadaveri morti per malattie

infettive,capaci di trasmettere l’infezione di mortalità ampiamente nell’ambiente e li mandavano nei

campi avversari. Quindi gli indiani d’America furono completamente eliminati perché appena i

popoli occidentali si trasferirono negli Stati Uniti dettero dei beni a questi popoli (coperte in cui

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erano stati i vaiolosi,che quindi trasmettevano vaiolo). Dunque se voi considerate la storia in

rapporto alle malattie infettive, ai microrganismi vedete che cambia completamente

l’interpretazione di tutta una serie di fatti, accordi, pace, malefatte ed ecc…malamente condizionati

molto spesso da situazioni in cui i capi si rendevano conto con quel nulla a disposizione di non

poter sostenere dei combattimenti,delle lunghe attese. Quindi la microbiologia sotto questo aspetto

ha avuto la sua grande importanza e ha la sua importanza in tutti gli aspetti della vita umana. Noi ci

dobbiamo occupare di quella parte di microbiologia che riguarda la microbiologia medica. Il

concetto di malattia infettiva dovuta al batterio,al virus ecc..,vi sembra strano, risale ad un centinaio

di anni (l’umanità a 9000a.C., la storia a 2000d.C. sono 11000anni di malattie infettive), non veniva

studiata, non veniva accettata fino a metà del 1800 la teoria delle malattie infettive e dunque

l’esistenza di batteri,di virus ecc… Contemporaneamente, da una parte, i chirurghi incominciavano

ad intuire l’importanza e la necessità di adottare degli accorgimenti (mascherina, disinfettare le

mani) negli interventi chirurgici,specialmente nei parti; ci furono studi, lotte,contestazioni su queste

tecniche a metà ottocento,che oggi a noi fanno ridere, non sapendo all’epoca cosa fossero i microbi

e come si trasmettessero,però esistevano queste osservazioni; dall’altra parte l’importanza delle

alterazioni operate dai microrganismi nella conservazione degli alimenti con l’industrializzazione

specialmente la Francia ,la quale nel 1800 era la nazione più industrializzata come agricoltura,era la

grande produttrice di latticini,prodotti trasformati del latte,e dei prodotti trasformati dell’uva,cioè i

vini. Quindi queste industrie,che avevano grossi danni da alterazione del prodotto, cercavano di

capire che cosa era che creava la distruzione di prodotti in determinate situazioni. E fu Pasteur

che,insieme alle osservazioni che venivano dai chirurghi, portò al concetto di malattie infettive.

Tuttavia i batteri erano già stati scoperti da Leewenhock nel 1630 circa. Leewenhock che era un

impiegato municipale e aveva un negozio di stoffe,e tra un cliente e l’altro perdeva tempo ad

accoppiare le lenti e ad osservare. Anziché fare come facevano gli astrologi dell’epoca,che

utilizzavano il cannocchiale per guardare lontano,lui guardava da vicino le acque delle pozzanghere

di strada ecc.. vedendo tutta una serie di forme che si muovevano,di piccolissime

dimensioni,invisibili ad occhio nudo;forme che egli chiamò ANIMALICULES e che descrisse in un

trattato storico consegnandolo poi alla società scientifica di Londra dopo molti anni di osservazione.

Purtroppo nessuno associò questi organismi presenti nell’aria,nelle acque ecc.. alle malattie

infettive. Per cui l’osservazione di Leewenhock rimase un’osservazione isolata per circa 200 anni

fino a che con il miglioramento,con l’evolversi del microscopio ottico con le sue varianti ,perché in

effetti Leewenhock non scoprì il microscopio… si trattava di lenti di ingrandimento accoppiate, si

ebbe la possibilità di osservare questi microrganismi. L’osservazione fu,da una parte,che nel sangue

delle donne che durante il parto andavano incontro a morte per setticemia si riscontrava la presenza

di forme tondeggianti disposte a catenella abbondanti,e dall’altra parte che il latte,che si

deteriorava,andava in putrefazione anziché andare in acidificazione( la trasformazione del latte per

la conservazione è l’acidificazione).Per la produzione del vino,della birra è necessaria la

fermentazione alcolica, che determina la formazione di alcoli o acidi organici e che si verifica nei

materiali vegetali,quale conseguenza della demolizione dei carboidrati. Se si forma l’alcol si

condensa quello che vogliamo ottenere,se si forma l’acido si forma l’aceto e non più il vino con il

conseguente danno all’economia aziendale. Quindi alterazioni delle fermentazioni che Pasteur fu il

primo a scoprire che le fermentazioni erano uguali sia se si trattava di batteri, sia se si trattava di

miceti,sia se si tratta di protozoi;quindi una unificazione del metabolismo terminale di alcuni

prodotti. Pasteur era importante in questo campo perché all’epoca la ricerca fondamentale era

sull’origine della vita e sulla generazione spontanea. Pasteur aveva osservato che solamente le

molecole organiche che provenivano da terreni, da liquidi dove c’erano stati delle forme viventi,se

prendevate del liquido si aveva la globazione della luce,cioè delle molecole asimmetriche che

riescono a ruotare sul piano della luce polarizzata in un senso o nell’altro. Quello che era importante

è che le molecole che venivano dove c’era stata della fermentazione alcolica erano in grado di

ruotare alla luce polarizzata dopo un certo tempo si perdeva questa capacità di rotazione, se si

faceva la sintesi di alcune molecole in laboratorio non si aveva mai la rotazione della luce

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flaviael

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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 flaviael 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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