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I BatteriI Batteri
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Appartenenti al regno delle MonereMonere i batteri sono cellule
procarioteprocariote, che differiscono da quelle eucariote in quanto
non hanno un nucleo ben definito e sono più piccole (da 1
μm a 5 μm).
Diffusi su tutta la superficie terrestre possono vivere anche in
posti inospitali (come l’alta atmosfera, alta temperatura,
assenza di ossigeno, ambienti acidi etc.) sottoforma di spore
o endospore (stato di vita latente).
Esistono vari tipi di batteri e possono essere divisi in base
alla struttura superficiale, alla struttura interna, alla forma e
al metabolismo.
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Struttura interna comuneTutti i batteri hanno una struttura interna molto semplice, senza organelli delimitati da membrane.
Nucleoide DNA circolare lungo fino a 1mm confinato nella regione centrale
Ribosomi Conferiscono al citoplasma un aspetto granulare. Hanno la stessa funzione che negli eucarioti.
Granuli di immagazzi-namento
Nutrienti e sostanze di riserva possono essere conservati sotto forma di glicogeno, lipidi, polifosfati, o in alcuni casi zolfo e azoto.
Endospore Alcuni batteri, come il Clostridium botulinum, formano spore resistenti alla siccità, alte temperature e altri rischi ambientali. Quando le condizioni ambientali ritornano favorevoli le spore germinano e danno origine ad una nuova popolazione
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Strutture esterne: Dall’esterno verso l’interno si possono trovare:
Capsula Strato di polisaccaridi protettivo spesso associato con la patogenicità perché serve come una barriera contro la fagocitosi da parte dei leucociti.
Membrana esterna
Doppio strato lipidico presente solo nei Gram-
Parete cellulare Formata da peptidoglicano (polisaccaridi + proteine), mantiene complessivamente la forma
Membrana plasmatica
Doppio strato lipidico con diverse proteine responsabili del trasporto di ioni, nutrienti
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Appendici:
Pili Strutture cave, proteiche utilizzate per attaccarsi ad altri batteri
Flagelli Strutture per il movimento
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Classificazione per struttura interna
MONERE
ARCHEOBATTERI primitivi, con composizione chimica caratteristica: a) Metanogeni (in ambienti poveri di O2
e producono CH4) b) Alofili (in acque salate ) c) Termoacidofili ( in H2O calde a pH acido)
CYANOBATTERI o ALGHE AZZURRE sono organismi autotrofi pionieri.
EUBATTERI batteri con cui siamo in contatto.
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Classificazione in base al metabolismo
ETEROTROFI
AUTOTROFI
Fotoautotrofi (energia solare come fonte di energia e la CO2 come fonte di C)
Fotoeterotrofi (energia solare come fonte di energia e composti organici di altri organismi come fonte di C)
Chemioautotrofi (energia dall’ossidazionedi composti contenenti NH3 e ioni azoto)
Chemioeterotrofi ( E e atomi di C dacomposti organici)
Prototofi (crescono in un terreno minimo)Auxotrofi (hanno esigenze metaboliche ≠)
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Classificazione in base alla struttura superficiale
GRAM POSITIVI: provvisti di unrivestimento polisaccaridico (paretecellulare a più strati di peptidoglicano)che permette al batterio durante lacolorazione di GRAM di assumere uncolore blu/violetto
GRAM NEGATIVI: sono batteri chehanno una parete cellulare formata dadue strati (una membrana lipidicaesterna e uno strato peptidoglicanointerno) e durante la colorazione diGRAM assumono un colore rosso
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Divisione in base alla forma
COCCHI: con forma tondeggianteStafilococchi: a grappoloStreptococchi: lineare
BACILLI: forma a bastoncino
SPIRILLI: forma a spirale o a virgola
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I TERRENI
Per ppoterli studiare, in laboratorio vengono «coltivati» su materiale nutritivo: i terreni di coltura i terreni di coltura che possono essere:
LIQUIDILIQUIDI. Consistono in brodi di carne o pesce fatti bollire in modo da sterilizzarli per poi «seminare» il materiale «infetto» (i batteri, proliferando, provocheranno un intorbidamento del liquido).
SOLIDISOLIDI. Uguali a quelli liquidi, ma con l’aggiunta una sostanza gelificante l’AGAR che, appunto, darà una consistenza tipo gel. Su questi terreni i batteri si svilupperanno in zone limitate formando macchie superficiali (più o meno tondeggianti) chiamte «colonie». Lo studio della morfologia, del contorno, del colore e della consistenza di tali colonie è importante per l’identificazione dei batteri specifici.
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Aspetto macroscopico delle colonie
Forma Rilievo
puntiforme
circolare
filamentosa
rizoide
irregolare
d < 1 mm
irregolare, a filo intrecciato
irregolare, ramificata
piatto
sopraelevato
convesso
umbonato
sottile, allungato
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Aspetto macroscopico delle colonie
Superficie Margine
intero
ondulato
eroso
filamentoso
arricciato
liscia
radiata
rugosa
concentrica
rilevata ondulata
anelli concentrici
raggrinzita
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LO ZOO DEI BATTERI
Quali e quante specie batteriche trovano asilo nel nostro corpo?
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QUANTI BATTERI OSPITIAMO?
• Circa 1012 (mille miliardi) sulla pelle
• Circa 1010 (dieci miliardi) nella bocca
• Circa 1014 (centomila miliardi) nell’intestino
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EPIDERMIDE
• Molto variabile secondo le località: umidità (ascelle, inguine, dita dei piedi), presenza di orifizi collegati a mucose.
• Normalmente più concentrati negli strati superficiali dell’epidermide e nei follicoli piliferi.
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Specie dominante
EPIDERMIDEEPIDERMIDEStaphylococcus epidermidisStaphylococcus epidermidis
Assolutamente innocuo, commensale, ubiquitario.
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EPIDERMIDE
Micrococcus Staphylococcus aureusCorynebacteria
Mycobacteria
Altre specie più o meno comuni
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CONGIUNTIVA
• Molte specie, nessuna delle quali specifica, ma pochi individui
• Umidità costante (ghiandole lacrimali)
• Sostanze battericide (es. lisozima) e pulizia continua (palpebre)
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CONGIUNTIVA• Specie dominante:
Staphylococcus epidermidis
• Principali specie patogene: Neisseria gonorrhoeae, Chlamydia trachomatis (habitat normale: mucose urogenitali)
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RINOFARINGE
• Ambiente riparato e costantemente umido
• Facilità di inoculo
• Fortissima colonizzazione batterica
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Specie dominanti
RINOFARINGE
StreptococcusStreptococcus
Tipi alfa-emolitici e non emolitici, non patogeni.
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RINOFARINGE
Staphylococcus aureusStaphylococcus aureus
Dà origine a una vasta tipologie di infezioni, dalle infezioni cutanee alle endocarditi mortali.
Dal naso, principale via d’entrata, si diffonde al altre parti del corpo.
Principale specie patogena
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RINOFARINGE
Streptococcus pyogenesStreptococcus pyogenes
Presente ma asintomatico nel 15% degli individui.
Infezioni suppurative (scarlattina, faringite streptococcica, febbre reumatica, fino a shock tossici).
Altre specie patogene
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RINOFARINGE
Streptococcus pneumoniaeStreptococcus pneumoniae
Presente ma asintomatico in una gran parte degli individui.
Polmoniti, solitamente solo in persone debilitate (età, altre malattie, AIDS).
Altre specie patogene
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RINOFARINGE
Haemophilus influenzaeHaemophilus influenzae
Presente ma asintomatico nel 75% degli individui.
Sinusite, otite media, epiglottite, meningite.
Altre specie patogene
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BRONCHI E POLMONI
• Virtualmente sterili per l’attività dei filtri nelle prime vie aeree (muco, cellule ciliate, sostanze battericide)
• In caso di bronchite o altra affezione respiratoria possono scendere patogeni come Streptococcus pneumoniae o Haemophilus influenzae (polmonite)
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RINOFARINGE
Bordetella pertussisBordetella pertussis
Provoca la pertosse colonizzando la trachea.
Patogeno specifico
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TRATTO UROGENITALE
• L’uretra è periodicamente percorsa da urina sterile e viene quindi costantemente pulita
• La flora del tratto più esterno deriva da occasionali colonizzazioni (Staphylococcus epidermidis, Enterococcus faecalis ecc.)
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TRATTO UROGENITALE
• La vagina è invece ampiamente colonizzata subito dopo la nascita da numerose specie, generalmente non patogene, ma viene rapidamente selezionata
• La flora batterica vaginale è importantissima per la salute della donna
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TRATTO UROGENITALE
Lactobacillus acidophilusLactobacillus acidophilus
Produce grandi quantità di acido lattico, abbassando il pH vaginale e impedendo la colonizzazione di patogeni come la candida.
I liquidi vaginali contengono glicogeno che serve da alimento ai lattobacilli.
Specie caratteristica
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CAVO ORALE
• Habitat favorevole per la presenza di alimenti, detriti e umidità
• La colonizzazione batterica dipende dall’età della persona
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CAVO ORALE
Streptococcus salivariusStreptococcus salivarius
Prima dell’eruzione dei denti è la specie dominante (98%).
Nella bocca sono presenti solo tessuti molli.
Poco dopo la nascita
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CAVO ORALE
Streptococcus mutansStreptococcus mutans
Richiede un substrato che non si desquama (denti).
Forma facilmente biofilms.
Dopo l’eruzione dei denti
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CAVO ORALE
Streptococcus mutansStreptococcus mutans
E’ tra le principali specie della placca, assieme a Streptococcus sanguisStreptococcus sanguis.
E’ anche responsabile di buona parte delle carie dentali.
Dopo l’eruzione dei denti
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CAVO ORALE
Numerose altre specieNumerose altre specie
La flora batterica si arricchisce e la sua composizione si complica.
Si aggiungono, ad es., batteroidi e spirochete.
Pubertà
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CAVO ORALE
• Il vantaggio per la flora batterica è evidente
• C’è qualche vantaggio anche per l’uomo nell’ospitarla?
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CAVO ORALE
• La colonizzazione inibisce l’entrata di altre specie (anche patogeni)
• La flora batterica orale fornisce nutrienti essenziali (vitamine)
• Stimola il sistema immunitario
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TRATTO GASTROINTESTINALE
• Nell’uomo è influenzata da età, dieta, uso di antibiotici
• E’ inoltre diversa a seconda del tratto considerato
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TRATTO G. I.
• Nell’esofago solo i batteri ingeriti col cibo
• Lo stomaco è molto acido e seleziona pochi ceppi batterici resistenti
• L’intestino è ricchissimo di specie e individui batterici
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STOMACO
Helicobacter pyloriHelicobacter pylori
Scoperto solo negli anni ‘80, ma presente nella maggioranza della popolazione.
E’ causa in alcuni di ulcera gastrica e (forse) tumori allo stomaco.
Specie (e patogeno) caratteristica
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INTESTINO TENUE
Enterococcus faecalisEnterococcus faecalis
Da 10mila a 10milioni per millimetro cubo di liquido, fino a 100milioni nel tratto distale.
E’ causa in alcuni di ulcera gastrica e (forse) tumori allo stomaco.
Specie caratteristica
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INTESTINO CRASSO
Bifidobacterium bifidumBifidobacterium bifidum
Il batterio più abbondante nel colon.
Batterio anaerobico a fermentazione lattica (yogurt).
Specie caratteristica
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INTESTINO CRASSO
Escherichia coliEscherichia coli
Circa 10000 volte meno abbondante del Bifidobacterium.
Molto noto per studi di genetica; può usare qualsiasi substrato.
Specie caratteristica
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INTESTINO CRASSO
• Batteri metanogeni
• Batteroidi
• Lattobacilli
• A volte alcuni patogeni (es. vibrioni)
Altre specie
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UTILITA’ DELLA FLORA BATTERICA G. I.UTILITA’ DELLA FLORA BATTERICA G. I.
• Sintetizza e secerne vitamine
• Previene colonizzazione di patogeni
• Antagonizza altri batteri
• Stimola il sistema immunitario