Microbiologia: microrganismi, microbiota umano e rapporti ospite-parassita

MICROBIOLOGIA

La microbiologia abbraccia diverse branche in quanto studia microrganismi come batteri, virus, funghi e parassiti che possono causare una serie di patologie, alcune risolvibili con farmaci come antibiotici e antivirali, oppure ci si può trovare in condizioni che portano patologie più severe: bisogna saperli trattare in modo idoneo poichè, purtroppo, non tutti riescono a riconoscere una patologia batterica da una virale e vengono prescritti antibiotici che inducono resistenza microbica.

• MICROBIOTA: microrganismi che colonizzano un determinato distretto;
• MICROBIOMA: materiale genetico dei microrganismi che colonizzano il distretto.

Ogni essere vivente viene a contatto con numerosi oggetti e cibi, che causano una modifica del microbioma naturale. Già il feto, nel grembo, in base al modo in cui nasce, possiede differenti difese immunitarie:

• PARTO NATURALE: il bambino ha maggiori difese immunitarie ed è resistente ad attacchi batterici (EUBIOSI)
• PARTO CESAREO: il bambino sarà suscettibile a vari attacchi batterici (DISBIOSI)

RAPPORTO OSPITE-PARASSITA

• ASSOCIAZIONI NEUTRE (le specie non si influenzano tra di loro)
• ASSOCIAZIONI POSITIVE: MUTUALISMO (ciascuna specie trae vantaggio dall'associazione) e COMMENSALISMO (una specie trae vantaggio dall'associazione, mentre l'altra non viene influenzata)
• ASSOCIAZIONI NEGATIVE: ANTAGONISMO (una specie viene danneggiata dalla presenza di un'altra che non trae vantaggio), COMPETIZIONE (due specie vengono danneggiate dalla presenza di un'altra sostanza su un terreno) e PARASSITISMO (una specie ospite viene danneggiata dalla presenza di un'altra che ne trae vantaggio)

Il corpo umano rappresenta un ambiente favorevole per la crescita di molti microrganismi. Per sopravvivere, il microbiota umano deve interagire con i recettori della cellula ospite, causando l'infezione. Le funzioni del microbiota umano sono quelle di mantenere la corretta funzionalità dei vari distretti, di contrastare la colonizzazione della cute e delle mucose, di stimolare le difese immunitarie dell'ospite. La presenza di microrganismi nel nostro organismo può causare diverse patologie. Possiamo classificare il microbiota in base al tratto in cui si sviluppa:

• MICROBIOTA INTESTINALE: l'intestino svolge diverse funzioni (assimilazione delle sostanze nutritive, eliminazione delle tossine, funzioni immunitarie ... ). In base al tratto in cui ci troviamo, possiamo trovare diverse concentrazioni di microrganismi. Li possiamo classificare in potenzialmente utili (Lattobacilli), potenzialmente patogeni (Pseudomonas) e con duplice effetto (Escherichia Coli). I fattori che influenzano l'equilibrio intestinale sono 1dieta, stress, età, trattamenti terapeutici ed eventuali patologie. Una disbiosi a questo livello causa diabete, obesità, cancro ... L'intestino è collegato con il cervello (alfa-sin-nucleina che arriva al cervello tramite il sistema nervoso enterico e causa autismo, Parkinson e Alzheimer).
• MICROBIOTA VAGINALE: l'omeostasi vaginale è data da PH, glicogeno e flora batterica simbiotica. Qui sono presenti i Lattobacilli che sintetizzano il glicogeno in glucosio e acido lattico, che permette la formazione di una barriera vaginale. In base all'età e allo stato ormonale, possiamo distinguere una fase prepubere (basso estrogeno, basso glicogeno, bassa protezione), una fase adulta (alto estrogeno, alto glicogeno, alta protezione e Lattobacilli) e una fase post-mestruale (uguale alla fase prepubere). La diminuzione di Lattobacilli causa l'instaurarsi di patologie di tipo autoctono (già nell'organismo) o alloctono (dall'esterno, come malattie sessualmente trasmissibili).
• MICROBIOTA CUTANEO: la cute è formata da diversi strati (basale, spinoso, granuloso e corneo) con differente PH, temperatura e umidità. L'epidermide è poco favorevole alla crescita di microrganismi, anche se alcuni la colonizzano (Stafilococchi e Micrococchi). Quando si hanno tagli o ferite, si costituisce una via d'accesso per i microrganismi patogeni.
• MICROBIOTA DEL TRATTO RESPIRATORIO: il tratto respiratorio presenta molte caratteristiche per la filtrazione di microrganismi come peli, tonsille, adenoidi, muco e ciglia. Distinguiamo le alte vie respiratorie (Gram + e -), rinofaringe e basse vie respiratorie (sterili). Alcune infezioni, per le alte vie respiratorie, sono: raffreddore, faringite, mononucleosi, otite e sinusite; per le basse vie respiratorie abbiamo bronchiti e polmoniti.
• MICROBIOTA DEL CAVO ORALE: è colonizzato dagli Streptococchi orali o viridanti. E' possibile eseguire un test in laboratorio, il Kissplate, su terreno agar-sangue, dove vengono fatti poggiare naso, labbra e lingua. Si formeranno 3 zone A-B-C. Questi microrganismi, a contatto con gli eritrociti del terreno, possono causare emolisi (alfa emolisi con lisi parziale, beta emolisi con lisi totale e gamma emolisi con nessuna lisi).

E' importante evitare il sanguinamento così da non permettere l'ingresso dei patogeni nel torrente ematico e nei tessuti più profondi.

Per PATOGENICITA' si intende la capacità di un microrganismo di causare un danno, mentre per VIRULENZA si intende il grado di patogenicità. Nel nostro corpo abbiamo dei liquidi fisiologicamente sterili come il sangue, il liquido cefalorachidiano, il liquido pleurico, il liquido peritoneale, il liquido pericardico e le urine.

L'uomo può andare incontro a malattie, ma esistono degli individui con la malattia, ma senza sintomi o segni visibili, e vengono chiamati portatori: IN INCUBAZIONE (svilupperanno la malattia), CONVALESCENTI (in via di guarigione), SANI (con l'infezione ma non sviluppano la malattia), CRONICI (con sintomi della malattia, ma l'infezione non è eradicata). Gli animali possono rappresentare un serbatoio di 2microrganismi (zoonosi) come nel caso di toxoplasmosi (gatti), rabbia (graffi di cani e volpi), malaria (insetti), peste (topi), alimenti di origine animale e ambiente contaminato.

TRASMISSIBILITA' DELLE MALATTIE

• VIA DIRETTA tramite contatto con cute, mucose e secrezioni
• VIA INDIRETTA tramite veicoli (oggetti o cibi contaminati)
• VIA GASTROINTESTINALE tramite assunzione di cibi contaminati
• VIA AEREA tramite goccioline d'aria (flugge)
• VIA PARENTERALE tramite oggetti acuminati (aghi, bisturi)
• VIA SESSUALE tramite liquidi biologici

La recettività dell'ospite dipende sia dalle caratteristiche dell'agente infettante sia dall'ospite, che deve essere predisposto ad essere infettato.

DURATA DELL'INFEZIONE

• INFEZIONE CRONICA è un processo di lunga durata dove coesistono infiammazione, distruzione tissutale e tentativi di riparazione
• INFEZIONE ACUTA è un processo di breve durata, dove le difese dell'ospite riescono a debellare l'agente eziologico in poco tempo. Possiamo avere: fase di latenza (incubazione e moltiplicazione del microrganismo), fase prodromica (malessere generale), malattia conclamata e fase di convalescenza (guarigione).

TAPPE DELL'INFEZIONE

• ADESIONE agli epiteli
• PENETRAZIONE e invasione nei tessuti profondi
• SUPERAMENTO delle difese dell'ospite
• MOLTIPLICAZIONE nei tessuti dell'ospite
• DANNEGGIAMENTO dei tessuti dell'ospite

STRUTTURA GRAM +

• Capsula (acido ialuronico, polisaccaridi)
• Proteina M, F, R, T, G, A (A impedisce la formazione dell'immunocomplesso)

STRUTTURA GRAM -

• Capsula (polisaccaridi e proteine)
• Lipopolisaccaride
• Alginato (protezione dalla fagocitosi)

TOSSINE

Le tossine possono essere divise in ESOTOSSINE (all'esterno, prodotte da gram + e gram -) ed ENDOTOSSINE (all'interno, prodotte solo da gram -). Le esotossine sono labili e possono essere distrutte con il calore, mentre le endotossine sono più stabili. Le esotossine sono classificabili in: CITOLITICHE (morte della cellula bersaglio 3tramite formazione di pori), PANTROPE (danneggiamento della cellula con idonei recettori), NEUROTROPE (interferiscono nel passaggio dell'impulso nervoso) ed ENTEROTOSSINE (effetto diarrogeno sulla mucosa intestinale). Abbiamo la T.DIFTERICA, che causa la difterite, che agisce sul blocco della sintesi proteica della cellula ospite; la T.PERTOSSICA, che causa la pertosse, che presenta la proteina G stimolatoria e G inibitoria (la tossina blocca la proteina G inibitoria, che causa una continua produzione di AMP, che a livelli elevati, causa danno cellulare e problemi a livello respiratorio ed urinario); T.TETANICA, che causa il tetano, produce la tetanospasmina, che causa una continua stimolazione della placca neuromuscolare (causa anche l'opistotono, ovvero una curvatura a livello della colonna vertebrale); T.BOTULINICA, che causa il botulismo e paralisi flaccida, produce una tossina che determina il rilascio di acetilcolina dalle vescicole (utilizzata anche in chirurgia plastica); T.COLERICA, che causa il colera, sviluppata nei paesi meno sviluppati, causa diarrea-feci ad acqua di riso, con perdita di 10L di acqua al giorno e disidratazione.

SUPERANTIGENI

Sono una classe di molecole immuno-stimolanti di natura proteica, che causano reazioni infiammatorie sistemiche eccessive.

ISOLE DI PATOGENICITA'

Sono regioni del cromosoma che codificano per uno o più determinanti di virulenza. Sono elementi genetici mobili come i TRASPOSONI, ovvero sequenze di materiale genetico trasferite da un punto all'altro.

Tutti gli organismi derivano da tre domini: BACTERIA, ARCHAEA ed EUKARYA.

TASSONOMIA

E' una disciplina che si occupa di catalogare e dare un nome a diverse specie: dominio, regno, phylum, classe, ordine, famiglia, genere e specie. Possiamo utilizzare 2 metodi: CONVENZIONALE (utilizzo dei test di laboratorio) e GENOTIPICO (studio dei caratteri genetici del microrganismo: ibridazione, analisi dell'mRNA e sequenziamento genico).

LA STRUTTURA DELLE CELLULE BATTERICHE

La microbiologia si occupa anche dello studio dei procarioti che sono organismi estremamente semplici e che hanno una dimensione estremamente ridotta. Rispetto alla cellula eucariotica abbiamo l'essenza di compartimentalizzazione.

Abbiamo il citoplasma batterico che è privo di nucleo e membrana nucleare ma abbiamo il nucleoide che è il materiale genetico disperso nella cellula; i plasmidi che hanno una struttura circolare e generano resistenza batterica; il cromosoma batterico che è unico, aploide, circolare, superspiralizzato e nel quale mancano gli istoni. Il compattamento avviene grazie agli enzimi girasi e topoisomerasi 2; i ribosomi importanti per la sintesi proteica; i mesosomi formati da microtubuli e 4