I microrganismi patogeni

In natura esistono organismi viventi di dimensioni microscopiche, detti microrganismi.  Alcuni di questi sono in grado di provocare nell'uomo l'insorgenza di malattie infettive e sono detti microrganismi patogeni. L'individuo che entra a contatto con il microrganismo, in termini scientifici, viene chiamato ospite.

Ogni microrganismo patogeno è: Unico e specifico: i due termini sottolineano il fatto che ciascun microrganismo causa una patologia ben precisa. Ad esempio: il virus HVB causa l'epatite B; il virus H₃N₂ appartiene invece, al gruppo di virus che causano l'influenza, così come il più famoso  H₅N₁  Necessario, ma non sufficiente: non sempre il contatto tra microrganismo e ospite porta allo sviluppo della malattia. L'instaurarsi di una situazione patologica dipende sia dalle caratteristiche dell'agente patogeno sia dalle nostre difese nei confronti degli agenti infettivi. Ciascun patogeno, infatti, è caratterizzato da: Infettività: capacità di penetrare, attecchire e moltiplicarsi nell'ospite.  Patogenicità: capacità di un microrganismo di causare un danno all'ospite. Carica infettante: numero minimo di patogeni necessario per dare inizio all'infezione. È un fattore molto variabile. Contagiosità: si valuta calcolando quanti sani si infettano in presenza di un malato. L’ospite può difendersi dai microrganismi patogeni attraverso: Difese aspecifiche, come: l'integrità della cute, le sostanze battericide presenti nei fluidi corporei (ad esempio: il lisozima presente nella saliva e nelle lacrime) o l'acidità del succo gastrico. Difese specifiche: rappresentate dal sistema immunitario, composto da gruppi di cellule in grado di riconoscere le sostanze estranee e di reagire contro di queste, tramite l'azione diretta dei globuli bianchi e la produzione di anticorpi.  Le difese immunitarie sono caratterizzate dalla capacità di memorizzare l'avvenuto contatto con un determinato microrganismo, per cui, nel caso di un secondo contatto, la risposta difensiva sarà rapida e immediata. Si parla in questo caso di immunizzazione. Pertanto, nei confronti di un determinato microrganismo ogni individuo può essere: Immune: quando è protetto dall'infezione in seguito ad un precedente contatto con l'agente patogeno o in seguito ad una vaccinazione. Recettivo: quando non è mai venuto a contatto e non è mai stato vaccinato contro quell'agente patogeno; in questo caso può contrarre la malattia. I microrganismi patogeni si distinguono in:

   Batteri    Virus
   Miceti
   Protozoi
Vediamone le caratteristiche principali in queste tabelle:

BATTERI

Dimensioni In genere le cellule batteriche sono lunghe da 1 a 10 micrometri (un micrometro è uguale a 1/1000 di mm); I batteri hanno forme variabili.

• I batteri a forma sferica prendono il nome di Cocchi. I cocchi possono raggrupparsi a grappolo (Stafilococchi) o a catenelle (Streptococchi).
• I batteri a formacilindrica prendono il nome diBacilli.
• I batteri a formaspiriforme prendono il nome diSpirilli. 
• I batteri a forma di virgola prendono il nome diVibrioni.
• I batteri con più curve  prendono il nome di  Spirochete.

Caratteristiche

Modalità di riproduzione I batteri sono in grado di riprodursi autonomamente ogni 20-30 minuti. Le principali modalità di moltiplicazione in un batterio sono:

• Scissione: è una modalità di riproduzione asessuata, caratterizzata dalla divisione dell’organismo in due o più parti, da ciascuna delle quali si sviluppa un individuo completo.
• Gemmazione: o divisione ineguale; a partire da una cellula madre si produce una cellula più piccola, destinata ad accrescersi e staccarsi dalla cellula originaria.
• Sporulazione: in condizioni avverse, alcuni batteri vanno incontro a un processo di divisione modificato, al termine il batterio diventa una spora, in grado di sopportare condizioni estreme di temperatura e umidità. Da queste forme resistenti si svilupperanno nuovi individui solo quando le condizioni ambientali diventeranno favorevoli. Tale processo prende il nome di germinazione.

Infine è importante ricordare che alcuni batteri hanno bisogno di ossigeno per la loro sopravvivenza (aerobi obbligati), altri si moltiplicano solo in assenza di ossigeno (anaerobi obbligati), altri ancora si moltiplicano in entrambe le situazioni.

Le tossine batteriche La tossina è una sostanza tossica prodotta dai batteri. Distinguiamo:

• l'esotossina: composto ad azione nociva prodotto dal batterio e riversato all'esterno.

La colorazione di Gram La colorazione di Gram è un metodo  per l'identificazione dei batteri, messo a punto dal medico danese Hans Christian Joachim Gram. A seconda di alcune caratteristiche della parete cellulare, alcuni ceppi batterici (detti Gram positivi) si colorano di violetto, mentre altri rimangono completamente incolori,o diventano rossi, a seconda della tecnica utilizzata (detti Gram negativi).

Esempi Tetano, difterite, salmonella, colera, tubercolosi, scarlattina.

Immagine tratta da Biologia: la vita e la sua storia del professor Pietro Omodeo che potete trovare sul sito dell'ANISN: http://omodeo.anisn.it/omodeo/

Immagine tratta dallo stesso testo. Cliccando qui potrete accedere all'indice del testo che tratta molti aspetti della biologia in modo semplice e chiaro. Il testo è, infatti, pensato per gli allievi che frequentano la scuola media superiore. Ogni batterio è costituito da una cellula procariote protetta da una membrana e, esternamente a questa, da una parete rigida. Alcuni batteri possiedono anche un terzo strato di rivestimento, detto capsula. Molti batteri sono dotati di uno o più flagelli, strutture sottili importanti per il movimento. Il patrimonio genetico dei batteri è costituito da un cromosoma circolare, immerso nel citoplasma della cellula; nel citoplasma si trovano anche piccole molecole circolari di DNA chiamate plasmidi.  All'interno dei batteri, infine, troviamo i ribosomi; si tratta di strutture che servono al batterio per costruire le proteine.

La tossina esfoliativa è prodotta dallo Staphylococcus  aureus  L'immagine è tratta dal sito MolecularLab sul quale potete provare ben 4 articoli di approfondimento sull'argomento. Qui, il link al primo. l'endotossina: sostanza ad azione tossica contenuta nel batterio stesso; esercitano la loro azione quando questo viene a contatto diretto con la cellula bersaglio. Immagine di una endotossina batterica. L'immagine è tratta sempre dal sito MolecularLab.

Staphylococcus aureus (cocco, Gram positivo) e Escherichia coli (bacillo Gram negativo bacilli). Immagine tratta da Wikipedia.

VIRUS

Dimensioni I virus hanno dimensioni ultramicroscopiche, circa 10 nanometri. (1 nanometro è uguale a 1/1000 micrometri).

Caratteristiche I virus sono formati da un involucro esterno di proteine, che permette loro di attaccarsi alle cellule che infettano; l'involucro prende il nome di capside (1, nell'immagine). All’interno di ogni virus c’è il materiale genetico, formato da DNA o RNA (2 nell'immagine). La particella completa del virus è detta virione (5, nell'immagine).

Modalità di riproduzione I virus si possono considerare parassiti intracellulare obbligati. Il virus, cioè, non può replicarsi da solo: per riprodursi sfrutta la cellula che ha infettato e la "obbliga" a produrre nuovi virus. 

1. Il virus si collega alla cellula bersaglio con il suo ligando (una proteina specifica) che agisce come una chiave per attaccarsi al recettore che si trova sulla superficie della cellula stessa.
2. Il materiale genetico del virus in questo modo può entrare nella cellula.
3. A questo punto il materiale genetico del virus si “impossessa” degli organelli cellulari e li “costringe” a produrre nuovi virus.

Da una singola particella virale possono avere origine migliaia di nuovi virus, che possono essere liberati per distruzione della cellula infetta oppure per gemmazione dalla membrana cellulare, senza uccidere la cellula.

Esempi Varicella, Rosolia, Parotite, Influenza, AIDS.

Immagine tratta da Wikipedia che mostra schematicamente come è fatto un virus.

Splendida immagine della replicazione virale che potete trovare nell'area didattica Polymath del Politecnico di Torino.

FUNGHI o MICETI

Dimensioni 20 a 50 volte superiori a quelle della cellula batterica.

Caratteristiche I funghi non possiedono clorofilla e possono crescere come singole cellule e/o come strutture pluricellulari. Tutti i funghi hanno enzimi che digeriscono cellule danneggiate e aiutano i funghi parassiti ad invadere l’ospite. I funghi possono danneggiare la salute dell’uomo inducendo micosi. Le micosi superficiali sono circoscritte allo strato superficiale della pelle e dei capelli. Le micosi cutanee sono estese all'interno dell'epidermide, ma anche ai capelli e alle unghie. Infine le micosi sottocutanee colpiscono il derma, tessuto sottocutaneo (ipoderma), muscoli e fascia. Queste infezioni sono croniche e possono iniziare da tagli della pelle, che permettono ai funghi di penetrare.

Modalità di riproduzione Molti funghi si riproducono sia sessualmente che asessualmente.

Esempi Esempi di malattie causate da funghi sono ben rappresentati in questa immagine:

L'immagine e le informazioni fornite in questa sezione del post sono tratte da Funghi patogeni per l’uomo: generalità e prospettive di Francesca Mondello Dipartimento di Malattie Infettive, Parassitarie ed Immunomediate ISSN 1123-3117 Rapporti ISTISAN 08/10

PROTOZOI

Dimensioni  Hanno dimensioni variabili da 4 a 100 µm

Caratteristiche I protozoi sono  microrganismi  eucarioti unicellulari Nel citoplasma di queste cellule sono immersi uno o più nuclei. Sono, inoltre, dotati di organelli per: nutrizione, locomozione (flagelli e ciglia) e riproduzione.

Modalità di riproduzione I protozoi si riproducono sia sessualmente che asessualmente.

Esempi Malaria, tripanosomiasi, toxoplasmosi, dissenteria amebica.

Globulo rosso infestato dal Plasmodio, un protozoo che causa la malaria. Immagine tratta dall'Enciclopedia di medicina popolare contemporanea medio europea.

Tania Tanfoglio