Batteri Sporigeni

La Spora

Le spore sono una forma di differenziamento cellulare prodotta in risposta ad ambienti sfavorevoli, come la mancanza di nutrienti, ossigeno e cambiamenti di pressione.

Quindi il batterio per sopravvivere produce una spora che rappresenta la sua forma quiescente (metabolicamente inerte)

Il batterio si iberna dentro una corazza ultraresistente

E’ prodotta da alcuni gram positivi.

Formazione di una Spora

Fase 1 - Replicazione del DNA:

• La copia diventerà il core centrale della spora

• Nel core oltre al DNA batterico ci sarà anche il complesso calcio-acido dipicolinico che ne permette l’essiccamento

  • durante la replicazione l’acido dipicolinico lega il calcio formando un notevole volume (10-15% del totale)

  • questa formazione porta all’eliminazione dell’acqua dall’interno della spora

  • La disidratazione è fondamentale perché senza acqua le reazioni enzimatiche sono bloccate → ciò ci da la forma quiescente

  • La formazione del complesso calcio-acido dipicolinico dà la caratteristica di protezione dal calore → il calore viaggia attraverso l’acqua, quindi se non c’è, le proteine, acidi nucleici ecc restano stabili

  • Inoltre il complesso è coinvolto nella stabilizzazione, perché va ad impacchettare il genoma e lo rende stabile

• In questa fase si forma lo SPORANGIO

  • la parte più grande è la cellula madre, mentre la più piccola è la PRE-SPORA dove avviene la disidratazione

Fase 2 - Formazione del setto asimmetrico:

• Si forma un setto che divide lo sporangio in cellula madre e prespora

Fase 3 - Inglobamento della prespora:

• Il core viene avvolto tra due strati di membrana batterica

Fase 4 - Formazione della corteccia:

• Si forma il primo vero strato protettivo della prespora

Fase 5 - Deposizione della tunica sporale:

• Si forma un multistrato proteico con elevano numero di cisteina e ponti disolfuro (sono estremamente resistenti)

Fase 6 - Maturazione della spora

Fase 7 - Lisi cellula madre

PRIMA DELLA LIBERAZIONE:

• La spore assumono una distribuzione che ci permette di distinguere la specie

• Alcuni sono centrali, altre subterminali, terminali o terminali con rigonfiamento dello sporangio.

Bacillus e Costridium

I batteri sporigeni più importanti appartengono al genere Bacillus e Clostridium:

• Clostridium possono essere aerobi/anaerobi obbligati e aerobi facoltativi

• Bacillus sono anaerobi obbligati o facoltativi

• Li troviamo nel suo e intestino umano.

Bacillus Anthracis

Storia:

• Dal greco Anthrakis (carbone), per il colore nero delle lesioni cutanee che si sviluppano

• Malattia antica (associazione a peste)

• Koch definisce i suoi postulati proprio grazie ad esperimenti su questo bacillo

• Pasteur sviluppo un vaccino sempre grazie a questo bacillo

Caratteristiche generali:

• E’ immobile

• Capsulato → utile per funzione antifagocitaria e per produzione tossina antracitica

• Può formare con altri lunghe catene (aspetto a canna di bambù)

Tossina Antracitica:

• Complesso multiproteico formato da tre fattori (gravi non da soli, ma quando si associano):

  • EE (fattore edematogeno)

  • PA (antigene protettivo)

  • LF (fattore letale)

  • Il primo che interviene è il fattore protettivo che permettere l’ingresso dalla tossina nella cellula, poi o si lega il fattore EE determinando accumulo di liquidi o si lega il fattore LF (metalloproteasi) che stimola infiammazione e produzione eccessiva di citochine portando a shock e morte

  • Il fattore protettivo può legarsi anche ad entrambi (trimero), LF ed EE da soli non si possono legare, e senza PA non fanno nulla di che

B. Anthracis determina la Malattia del Carbonchio che può esistere in 3 forme:

• La meno grave è il Carbonchio Cutaneo

  • forma più frequente e meno grave, le spore penetrano piccole lesioni cutanee, dove germina e sviluppa ulcerazioni

  • malattia professionale (contadini, allevatori)

  • generalmente guarisce spontaneamente, nel 20% evolve in setticemia fatale

• Carbonchio da Inalazione

  • Le spore inalate germinano nei macrofagi che li trasportano nei linfonodi mediastinici

  • Periodo d’incubazione lungo con sintomi aspecifici, poi una volta raggiunto il circolo (dai polmoni) si hanno i sintomi (dai sintomi si ha il 95% di morte per setticemia)

  • Si tratta con penicillina e cirpoxin, o vaccino con ceppo attenuato (da fare soprattutto i lavoratori a rischio e bovini)

• Carbonchio Gastrointestinale

  • Arriva all’intestino per ingestione alimenti contaminati, le tossine poi penetrano la mucosa e raggiungono il circolo → shock, edema, sepsi e morte nel 90%

  • Più frequente in Africa occidentale (20-100mila casi per anno)

Bacillus Cereus

Caratteristiche generali:

• Gram positivo anaerobio facoltativo

• Produce tossine responsabili di intossicazioni alimentari per ingestione cibi contaminati o infezioni sistemiche per l’uso di cateteri (diffuso negli alimenti vegetali)

• E’ scarsamente patogeno:

  • L’intossicazione alimentare genera la sindrome diarroica o emetica

  • La esotossina citolitica una volta nella cellula la lisa causando infiammazione alle mucose intestinali

  • Mentre la esotossina emolitica causa sindrome diarroica (tossina emetica)

• Tipica di infezioni opportunistiche ospedaliere (in pz immunodepressi)

Clostridi

Caratteristiche generali:

• Gram positivi

• Cellule cilindriche

• Anaerobi obbligati

• Nel suolo

• Producono tossine

Clostridium botulinum

Caratteristiche:

• Infezione rara

• Intossicazione alimentare per la TOSSINA BOTULINICA che troviamo negli alimenti mal conservati

  • le spore germinano in condizioni di anaerbiosi che determinano la produzione delle tossine

• Non esiste un vaccino

Patogenesi:

• Le spore si formano quando si hanno condizioni sfavorevoli per il batterio

• Quando queste migliorano, la spora germina, ingloba acqua, si gonfia e il batterio torna in vita.

• Il batterio in vita può produrre tossine

Clostridium tetani

Nel tetano le spore si posizionano nella parte terminale del batterio e la vanno a rigonfiare generando forma a caletta

Le spore germinano in ANAEROBIOSI e penetrano nelle ferite della cute

Si trovano nel terreno

Malattia professionale

Patogenesi:

• La spora penetra la ferita e raggiunge il circolo

• Siccome la germinazione avviene senza O2, cosa che nel sangue c’è, si formano delle sacche all’interno della quale la spora può germinare

• Poi il tetano produce la TOSSINA TETANOSPASMINA che nel caso peggiore d'à l’OPISTOTONO GENERALIZZATO (spasmi incontrollati generalizzati

Neurotossina - Tossina Botulinica e Tetanica

La tossina del tetano agisce su SNC provocando paralisi spastica:

• Questa inibisce il rilassamento dei muscoli perché blocca i neurotrasmettitori dell’inibizione della contrazione (come il GABA)

• La morte si può avere per arresto cardiaco o arresto dei muscoli respiratori

• Una delle manifestazioni è il Sorriso Sardonico (persone non riescono a sorridere)

La tossina botulinica agisce sul SNP provocando paralisi spastica:

• Qui non si ha contrazione incontrollata, ma rilassamento dei muscoli

• Questo perché viene bloccato il rilascio dell’acetilcolina (neurotrasmettitore che permette la contrazione)

• Si muore per arresto respiratorio e cardiaco

Clostridium Perfringens

Le spore sono presenti in alimenti come la carne, quindi l’ingestione causa intossicazione alimentare o enterite necrotizzante

Le sue tossine sono termolabili (quindi basta cuocere bene la carne) e sensibili ai succhi pancreatici

Clostridium Difficile

E’ la causa della diarrea da antibiotici:

• Quando si fa terapia antibiotica, questi non scelgono sempre quali batteri colpire, quindi colpendoli tutti si genera una DISBIOSI INTESTINALE (cioè si riducono i batteri buoni)

• Presente nel suolo, commensale umano

• Infezione endogena in predisposti

• Produce:

  • Enterotossina A → aumenta permeabilità intestinale

  • Enterotossina B → provoca la necrosi dell’epitelio mucoso

Terapia:

• Metronidazolo, vancomicina, trapianto fecale