Università degli studi di Firenze

CdL triennale Simone Giannecchini

Associazioni vitali

Associazioni vitali

• Microrganismi e ambiente

• microrganismi e organismo ospite (uomo):

simbiosi

– commensalismo

– mutualismo Flora associata

– parassitismo Infezione

Simbiosi

(associazione tra specie)

Parassitismo

Vantaggio unilaterale

Commensalismo

Ambiente e cibo Mutualismo

Vantaggio reciproco

danno

nessuno

elevato

beneficio per

le due specie

Solo una

entrambe

Alcuni microrganismi possono collocarsi nelle

diverse categorie a seconda delle circostanze

Terminologie

• Contaminazione: l’ospite entra in contatto

con un microrganismo (Usato anche per

materiali inerti)

• Colonizzazione: il microrganismo si insedia

stabilmente in un certo distretto dell’ospite.

Può anche sfociare in una infezione …

• Infezione

• Malattia

Trasmissione delle infezioni

• Fonti di infezione: provenienza dei

microrganismi da cui veniamo infettati

(animate o inanimate)

• Serbatoi: albergano i microrganismi e ne

conservano la specie nel tempo

In alcuni casi vi può essere un unico serbatoio

(uomo) o i serbatoi possono anche essere

molteplici

Uomo come unico serbatoio e unica fonte

• M. leprae, S.typhi, B.pertussis,

T.pallidum…….

• Virus Varicella Zoster, Virus Epatite B …..

Serbatoi diversi

• Y. Pestis

– numerose specie di roditori

• Salmonelle “minori”

– mammiferi, rettili, anfibi, pollame

• Virus della rabbia

– mammiferi selvatici e alcuni uccelli

• ……………………………………...

Provenienza …………….

Noi stessi:

• A- infezioni endogene (trasferimento o abnorme espansione)

B- altri individui: sani, portatori, malati

Iinfezioni esogene: alimentare (Tossinfezione:presenza dell’agente eziologico; intossicazione:produzione di tossina negli alimenti), aerogena, sessuale, traumatica, diretta

Aanimali: zoonosi

Ambiente

Vie di trasmissione • legate alle vie di ingresso (e di eliminazione):

• Ingestione Alimenti

• Aerogena

• Sessuale

• Contatto diretto

• Traumatica

• Trasmissione verticale: madre figlio (transplacentale)

• durante il parto, durante l’allattamento

Veicoli di trasmissione

• Feci

• acqua

• mani

• alimenti

• fomiti

• insetti

• suolo

• aria

Vettori

• Si infettano pungendo uomo o animale

• consentono la moltiplicazione dell’agente

• lo introducono pungendo un individuo sano

pidocchi, zanzare, zecche ….

Tifo esantematico, diverse encefaliti virali,

malaria …………..

Agente ↔ Ospite

Eliminazione

Colonizzazione

Infezione

Malattia

Proprietà agente Proprietà ospite

virulenza difese

patogenicità

sterilità

Difese-Immunità

Innate

• Costitutive

• Aspecifiche

Effettori preesistenti

Non sistema o funzione

Non aumentano in

seguito ad esposizione

allo stesso agente

Acquisite

• Adattative

• Specifiche

Effettori da formare

Sistema/funzione immunitaria

Aumentano in seguito ad esposizioni ripetute allo stesso agente

La flora microbica normale o flora

associata (all’uomo o ad animali)

• Composta prevalentemente da batteri e, in minor

misura, anche da miceti e protozoi

• In genere non da virus!

• Esempio di simbiosi mutualistica

• Riveste cute e mucose che tappezzano

internamente ed esternamente il nostro corpo

• Diversamente distribuita per qualità e quantità

Ruolo della flora normale

Positivo

• Popolazione barriera

• Stimolazione del sistema immunitario

• Sintesi di vitamine B e K (nei ruminanti,

degradazione della cellulosa)

Negativo ospite compromesso

opportunismo per: cambiamento sede

dismicrobismo

Flora microbica normale:

distribuzione

• Cute, aree più umide:1012

• Vie respiratorie superiori: 1010

(naso,orofaringe)

• Apparato digerente: 1014 (bocca, intestino crasso)

• Apparato urinario e genitale: 108

(uretra ant., vagina)

Le infezioni batteriche

• Patogenicità: capacità dei batteri di causare un danno-malattia

• Meccanismi di patogenicità • Il potenziale di patogenicità di un batterio è dato dalla

somma di:

1- Capacità di replicarsi in vivo (Colonizzazione- invasività)

2- Produzione di tossine (tossigenicità)

NB: Virulenza: grado di patogenicità (determinata da genoma batterico, plasmidi, fagi)

Invasività

• Capacità di adesione e moltiplicazione

iniziale

• Capacità di superare le barriere di difesa

dell’ospite

• Capacità di produrre sostanze extracellulari

che favoriscono la diffusione nei tessuti

• Alcuni batteri sono in grado di causare un danno per la loro virulenza e invasività. (Es Pneumococco)

• Altri sia per la loro invasività che per la capacità di produrre tossine responsabili dirette del danno (es stafilococchi)

• Altri ancora esclusivamente per la capacità di produrre tossine (es. C. tetani)

Fattori di virulenza: adesine

Streptococchi: Proteina M

Fattori di evasione delle difese

dell’ospite

• Resistenza alla fagocitosi:

– Inibizione chemiotassi

– Mascheramento antigeni-no opsonizzazione

– Resistenza all’ingestione: capsule polisaccaridiche of S.

pneumoniae, Haemophilus influenzae, Treponema

pallidum and Klebsiella pneumoniae ; proteina M

streptocochi;….

– Resistenza all’interno del fagocita: resistenza

all’uccisione, sopravvivenza, moltiplicazione

– Uccisione del fagocita prima o dopo l’ingestione

Fattori di virulenza: capsula

Protein A inibisce fagocitosi Ab mediata

Y

1

2

Proteina A

Proteina A lega Ab per la

porzione Fc (gambo) e non

permette il riconoscimento

da parte di cellule fagocitatir

Ab

Batterio

“Invasine”/fattori di diffusione

• Enzimi che alterano le proprietà delle matrici dei tessuti e favoriscono la diffusione dei batteri al loro interno:

– Ialuronidasi: depolimerizza ac.ialuronico

– Collagenasi: degrada il collagene

– Neuraminidasi: agisce sull’ac.sialico che cementa le cellule della m. intestinale

– Strepto- e stafilochinasi plasminogeno

plasmina

digestione fibrina

Isole di patogenicità

• Ampie regioni cromosomiche che contenenti

gruppi di geni che codificano per numerosi fattori

di virulenza/patogenicità

• Spesso la patogenicità richiede l’espressione

coordinata dei geni contenuti in una isola

• I geni di un’isola possono essere attivati da un

solo stimolo

• E possono essere trasferiti in blocco all’interno di

uno stesso cromosoma o ad un altro batterio

Scambio genetico

• Esotossine= antigeniche

• Endotossine= no antigeniche

Fattori di patogenicità

Fattori di patogenicità

• Endotossina

LPS della membrana

esterna dei gram -

• Esotossine: (anatossina o

tossoide forma immunogena ma

non patogena)

Endotossina

• Viene liberata durante l’infezione, alla morte della

cellula batterica

• Legame recettore su macrofagi, linfociti B e altre

cellule

produzione e rilascio

linfochine fase acuta

(IL-1,IL-6, TNF-α,

prostaglandine)

effetti dipendenti dalla concentrazione

Azione endotossina

• Febbre

• Attivazione C, risposta infiammatoria

• Vasodilatazione,aumento permeabilità dei capillari

• Leucopenia poi leucocitosi

• Trombocitopenia

• Coagulazione intravasale disseminata

• Shock

• Morte

Esotossine

• Proteine prodotte da gram + e da gram –

• Azione potente e “specifica”

• In alcuni casi possono essere trasformate in

anatossine o tossoidi

• Inducono la produzione di anticorpi

specifici (antitossine)

• Generalmente, termolabili

Esotossine

• Citolitiche

• Pantrope

• Enterotossine

• Neurotrope

• Azione:

• Tossina tipo A-B

• Tossina distruzione Membrana

• Tossina superantigene

A-B toxins

Active Binding

A

Cell surface

B

Tossine ADP ribosilanti (esistono anche altre attività tipo proteasica etc…)

Tossina difterica

La tossina colerica

Le neuro-tossine

• Proteases

• Phospholipases

• Detergent-like action

Membrane damaging exotoxins

Superantigeni