Microbiologia

CLOSTRIDIUM BOTULINUM

C. botulinum, un batterio del suolo formante spore, causa problemi

al cibo con un pH neutro. Questi batteri crescono meglio in

condizioni di poco ossigeno e le loro spore possono sopravvivere in

uno stato dormiente. L’organismo è associato con cibo in scatola,

sottovuoto o con cibo ad atmosfera modificata. Primi sintomi sono debolezza, vertigini, problemi

respiratori, visione doppia, dolori addominali, paralisi (con possibile morte). C. botulinum è inoltre usato

per creare il botox per I così chiamati trattamenti di bellezza, usato per paralizzare i muscoli per alleviare

temporaneamente le rughe. Il botox può inoltre essere usato per trattare la neuralgia trigeminale. Il

batterio è una potenziale bio-arma dato che è sufficiente meno di 1 mg per uccidere una persona.

Il BOTOX è tossina botulinica purificata e se iniettata nei muscoli mimici del viso ne provoca un

indebolimento temporaneo, una riduzione dell’attività contrattile, attenuando così rughe e segni

d’espressione

TETANO L’azione di una tossina dal Clostridium tetani. (a) Il rilassamento muscolare è

normalmente indotto dalla glicina (G) rilasciata dagli interneuroni inibitori. La

glicina agisce sui neuroni motori bloccando l’impulso e il rilascio di acetilcolina

(A) a livello della placca motoria.

(b) La tossina tetanica si lega all’interneurone e previene il rilascio di glicina

dalle vescicole, bloccando così i segnali inibitori diretti ai motoneuroni: il

rilascio continuo di acetilcolina che si lega alle fibre muscolari porta ad una

contrazione irreversibile dei muscoli e alla paralisi spastica.

ENTEROTOSSINE=Sono tossine che agiscono sull’intestino tenue provocando generalmente un’abbondante

secrezione di fluidi nel lumen intestinale, che porta a vomito e diarrea. Sono prodotte da numerosi batteri

che contaminano gli alimenti (Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens, Bacillus cereus, Vibrio

cholerae, E. coli e Salmonella enteritidis).

COLERA Azione dell’enterotossina del Colera. (1) Il normale processo di

movimento di ioni nell’intestino e la colonizzazione dell’epitelio da parte

del Vibrio cholerae seguiti dal legame dell’enterotossina. La tossina AB

agisce internalizzando il componente A tossico portando alla distruzione

del normale influsso di sodio, (4) perdita di acqua nel lume, e diarrea.

Il pentamero-B della tossina si lega specificatamente alla porzione

ramificata pentasaccaridica del ganglioside GM1 sulla superficie delle

cellule dell’epitelio intestinale umano bersaglio.

Superato lo stomaco V. cholerae colonizza l’intestino tenue. A tale livello,

i ceppi patogeni (O1 e O139) causano malattia sintomatica tramite la

produzione di un’enterotossina che stimola la secrezione di fluidi ed

elettroliti. Il pilo corregolato dalla tossina (TCP), così denominato perché

la sua sintesi è regolata in parallelo con quella della tossina colerica, rappresenta un fattore essenziale per

la sopravvivenza e moltiplicazione di V. cholerae nel lume intestinale. La tossina colerica è costituita da

cinque subunità B e due subunità A. le subunità B permettono il legame della tossina ad un recettore (il

ganglioside GM1) sulla superficie delle cellule della mucosa intestinale. A questo punto, la subunità A

penetra all’interno della cellula e attiva, tramite la sua componente A1, l’adenilato-ciclasi; ne consegue un

aumento di adenosina monofosfato ciclico che blocca l’assorbimento di sodio e cloro nei microvilli e stimola

la secrezione di cloro e acqua a livello delle cripte cellulari. Ne risulta un’abbondante diarrea acquosa con

concentrazione elettrolitiche simili a quelle del plasma.

Il trattamento del colera consiste con un rimpiazzamento di ioni e terapia di reidratazione. Il trattamento

antibiotico può abbreviare il corso della malattia limitando la crescita di V. colerae, ma non ha effetto sulle

tossine che sono già state prodotte.

ENDOTOSSINE DISORGANIZZANTI LE MEMBRANE

• non sono separabili in subunità A e B

• due tipi

– esotossine formanti poro-canali: proteine che si legano alla porzione di colesterolo della

membrana plasmatica della cellula ospite, si inseriscono all’interno della membrana e

formano un poro.

leucocidine: uccidono leucociti fagocitici

emolisine: uccidono eritrociti e molte altre cellule. Es streptolisine di Streptococcus

pyogenes

– fosfolipasi: rimuovono i gruppi carichi dai fosfolipidi delle membrane citoplasmatiche dell’ospite

Le membrane destabilizzate si disaggreggano e le cellule muoiono per lisi. Es. gangrena gassosa provocata

dalla tossina di Clostridium perfringens .

FATTORI DI VIRULENZA

LE ENDOTOSSINE

La porzione del lipide A del lipopolisaccaride è responsabile dell’attività endotossica.

Solo i batteri Gram-negativi producono endotossina. Essa stimola l’insorgere di risposte protettive, quali

febbre, vasodilatazione e attiva la risposta immunitaria ed infiammatoria dell’ospite. Talvolta i livelli di

endotossina in pazienti con sepsi (batteri presenti nel sangue) dovuta a G- possono essere molto alti,

provocando shock e morte.

A differenza delle esotossine

a) Vengono generalmente rilasciate dal batterio nel corso della lisi cellulare

b) Sono termostabili (si inattivano a circa 300 °C)

c) Sono scarsamente immunogene

d) Non esercitano una specificità di azione

e) Non generano anatossine o tossoidi ossia non può essere detossificata

In Salmonella si conoscono almeno 3 tossine:

- enterotossina

- endotossina

- citotossina

La citotossina è associata alla superficie cellulare, partecipa ai fenomeni di adesione e provoca l'inibizione

della sintesi proteica nella cellula ospite. Altri fattori coinvolti nell'adesione e nell'invasività sono l'antigene

polisaccaridico O e l'antigene flagellare Vi: essi prevengono l'eliminazione delle cellule batteriche da parte

dei fagociti.

VIRULENZA IN SALMONELLA 1) produzione di tossine

2) capacità invasiva

3) altri fattori di virulenza

I geni inv codificano per 10 proteine diverse

coinvolte nel processo invasivo. Le invasine

stimolano la cellula ad invaginare e ad incorporare

i batteri

Vengono mostrati elementi strutturali conosciuti

come essere importanti nella sua patogenicità. Le

proteine prodotte dal Sistema patogeno non sono

ancora state identificate, ma si sa che

neutralizzano gli effetti delle defensine prodotte dai macrofagi simili ai detergenti.

I siderofori Sequestrano il ferro (fattore di crescita).

RISPOSTA IMMUNITARIA

IMMUNITA’: Capacità di un organismo di resistere alle infezioni

Barriere chimiche: pH, acidi grassi, enzimi

Immunità specifica= immunità adattativa

Barriere interne→Fagociti, cellule NK, proteine plasmatiche (complemento), lectine, lisozima, defensine

Anticorpi prodotti da alcuni animali→ antitossina difterica, antitossina tetanica

Tipi di risposte immunitarie

• risposta immunitaria aspecifica

– Anche detta resistenza aspecifica, immunità innata o naturale o costitutiva

Basata su normali costituenti strutturali e funzionali

– Risposta immediata ma aspecifica funziona da prima linea di difesa

– Fornisce protezione da microbi e sostanze estranee

– Manca di memoria immunologica

Reagisce ad una sostanza estranea sempre con la stessa modalità ed intensità

– La sua attivazione può favorire lo sviluppo di risposte specifiche

• risposta immunitaria specifica

– anche detta immunità acquisita, immunità adattativa e immunità specifica

– fornisce protezione da un particolare agente estraneo che deve prima essere identificato

– richiede tempo per il riconoscimento specifico

– È dotata di “memoria” (l’efficacia aumenta con esposizioni ripetute all’agente)

I due tipi di risposta generalmente agiscono insieme grazie ad interazioni tra le loro componenti.

FATTORI MECCANICI

Pelle: epidermide costituita da cheratina (proteina protettiva), fenomeno della desquamazione.

Membrane mucose: rivestono il tratto gastroenterico, respiratorio e genito-urinario. Secernono MUCO

(costituito da glicoproteine).

Apparato lacrimale: le lacrime svolgono un’azione di lavaggio che impedisce ai microrganismi di stabilirsi

sulla superficie dell’occhio.

Epitelio ciliato: ricopre le mucose delle basse vie respiratorie. Il movimento sincrono delle ciglia e il muco

spingono verso l’alto polvere e microrganismi.

Urina: lavaggio dell’uretra esercitato dal flusso dell’urina

Secrezioni vaginali: allontanano i microrganismi dalle mucose genitali

FATTORI CHIMICI

Sebo: sostanza oleosa prodotta dalle ghiandole sebacee della pelle. Contiene acidi grassi insaturi, acido

lattico che abbassano il pH.

Sudore: prodotto dalle ghiandole sudoripare della pelle, contribuisce a mantenere la temperatura

corporea, eliminare sostanze tossiche, allontanare i microrganismi. Contiene il LISOZIMA.

Succhi gastrici: prodotti dalla mucosa dello stomaco. Contengono acido cloridrico, enzimi e muco. Sono

molto acidi (pH 1.2-3).

(ruolo della flora microbica normale) Lisozima: lisa i batteri attaccando lo scheletro

polisaccaridico del peptidoglicano della parete

dei G+.

Lattoferrina: proteina chelante il ferro.

Transferrina è presente nel sangue, chela il

ferro

La febbre (alta temperatura corporea) limita o

previene la crescita di molti microrganismi

(anche lattoferrina, pH acido della pelle e bile

Il SANGUE è costituito da componenti cellulari e non

cellulari. Le cellule più numerose sono gli eritrociti

(globuli rossi). E’ anche costituito da globuli bianchi

(leucociti) (0,1%).

Tipo Cellule per

cellulare millilitro

4,2 - 6,2 x

eritrociti 9

10 6

leucociti 4,5 - 11 x 10

La LINFA è un fluido simile al sangue ma privo di globuli

rossi

Quando si eliminano dal sangue le cellule, il fluido

restante prende il nome di PLASMA.

In assenza di anticoagulante sia il sangue intero sia il

plasma coagulano: il fluido che rimane dopo la

coagulazione è chiamato SIERO (contiene un’elevata

concentrazione di anticorpi).

I LINFONODI contengono elevate concentrazioni di

leucociti che agiscono come filtri in grado di trattenere i

microrganismi.

Una funzione analoga è svolta dalla MILZA nella circolazione sanguigna. Essi costituiscono la sede di molte

risposte immunitarie.

Il sangue contiene globuli rossi e bianchi (leucociti), i leucociti si dividono poi in monociti (macrofagi,

fagociti), linfociti e granulociti (i neutrofili sono fagociti).

FAGOCITOSI

La fagocitosi consiste nell’ingestione di microrganismi o di particelle da parte di cellule d