METABOLISMO (trasformazioni biochimiche)
ESIGENZE NUTRIZIONALI DI BASE:
C, N, H2O, ioni (Fe), fonti di C:
- autotrofi: utilizzo C inorganico CO2 come unica fonte di C
- eterotrofi: utilizzo composti organici preformati (batteri patogeni)
- auxotrofi: esigenze specifiche
ENERGIA: (utilizzo legami alto livello energia: ATP ADP):
- fotosintetici (luce)
- chemiosintetici (chimica):
a) litotrofi
b) organotrofi (patogeni)
METABOLISMO (trasformazioni biochimiche)
SINTESI MACROMOLECOLE BATTERICHE
DNA:
cromosoma- (plasmidi); replicazione semiconservativa;
DNA-polimerasi e topoisomerasi (II=girasi).
RNA:
mRNA, rRNA, tRNA, RNA-polimerasi, RNA-messaggeri
policistronici, sintesi nel citoplasma e legame ai ribosomi
polisomi.
Proteine: meccanismi di controllo per sintesi proteine necessarie:
- enzimi di costituzione
- enzimi inducibili o di adattamento
Peptidoglicano: sintesi precursori iniziali in citoplasma
trasporto attraverso membrana citoplasmatica
inserimento nella parete cellulare
Riproduzione batterica:
scissione semplice
- duplicazione cromosoma,
- 2 nuovi cromosomi ancorati separatamente
alla membrana (zona specializzata)
- accrescimento membrane batteriche
- allungamento cellula batterica nella zona centrale
- allontanamento dei 2 cromosomi
- approfondimento centripeto del setto
(membrana e poi parete cellulare)
- separazione 2 cellule figlie
Fattori ambientali favorenti la vita e la moltiplicazione batterica
- temperatura: mesofili (patogeni), optimum 37°C (20-45°)
termofili (45-75°),
psicrofili (15-20°);
- pressione osmotica: - in soluzioni ipertoniche → plasmolisi
(perdita H2O, raggrinzimento membrana)
- in soluzioni ipotoniche: scoppio cellula,
protoplasti e sferoplasti
- concentrazione di sali : NaCl 0,85%
alofili 7-8%
- pH: patogeni neutrofili 6-8 (4-9)
- umidità
- O2: aerobi, anaerobi
Coltivazione batteri
- terreni o mezzi di coltura :
liquidi, brodo (0,5% peptoni, 0,3% estratto carne, NaCl,
tampone fosfato pH~7)
solidi (+ agar 1,5%)
complessi o arricchiti
selettivi per isolamento
differenziali o indicatori
- sterilità;
- temperatura incubazione (36-37°C);
- O2 aerobi ; + CO2; N anaerobi.
Tipi di terreno
Terreni comuni (agar comune)
Terreni arricchiti (agar sangue, agar cioccolato)
Terreni selettivi (con antisettici o antibiotici)
Terreni differenziali (permettono di evidenziare
particolari caratteristiche metaboliche)
Terreni
differenziali
Terreni
differenziali
E. coli (lattosio +) e S. enteritidis
(lattosio -) su terreno di Hektoen
TEST DELLA
CASEASI
Staphylococcus aureus ed epidermidis su MSA
Terreni liquidi (brodi)
Caratteristiche metaboliche
Batteri aerobi: crescono in
presenza di ossigeno
Batteri anaerobi: muoiono
in presenza di ossigeno
Batteri microaerofili:
crescono meglio con poco
ossigeno e il 5% di CO2
Curva di crescita batterica
SPORE
Bacillus - Clostridium
STRUTTURA
caratteri funzionali: - poca H2O (libera)
- attività enzimatiche scarse o assenti
- consumo O2 scarso o assente
- assenza di sintesi macromolecolari
- resistenza a penetrazione di sostanze
(impermeabilità, proteine solforate, coat)
- resistenza al calore (dipicolinato Ca, cortex)
- presenza di antigeni = forma vegetativa + antigeni
letargo metabolico
termoresistenza
Differenziamento: adattamento a seguito di esaurimento nutrienti o
accumulo di cataboliti
La resistenza delle spore è dovuta:
alla presenza di una parete esterna (tunica)
particolarmente spessa e impermeabile
alla mancanza di acqua libera
alla presenza di acido dipicolinico che
stabilizzando i ponti disolfuro impedisce la
denaturazione delle proteine
Batteri sporigeni
Clostridi (anaerobi)
Batteri sporigeni
Bacillus anthracis (aerobio)
Sporulazione:
Differenziamento dalla cellula
batterica in fase vegetativa alla
spora: 6-10 ore
Germinazione:
spora cellula batterica (fase vegetativa):
1-2 ore
- condizioni ambientali favorevoli
- terreno colturale nuovo
Fattori di virulenza batterica: capacità di
moltiplicazione in vivo
ADESIVITA’: - adesine (fimbrie,...);
SOPRAVVIVENZA: - fattori antifagocitari (capsula,proteine)
- sostanze solubili, enzimi
(coagulasi, proteasi,...)
DIFFUSIONE: - enzimi (ialuronidasi, emolisine,...),
- plasmidi virulenza (tossine), invasività
PRODUZIONE TOSSINE:
- tossiche per ospite,
- specifiche,
- (plasmidi, fagi temperati)
# esotossine:
proteine: - Gram-positivi, tetanica, botulinica
- enterotossine
# endotossine:
LPS Gram-negativi,
effetto pirogeno (LAL test)
shock settico, ipotensione
attivazione macrofagi
CID, iperglicemia, aborto, necrosi tumorale,….
Tossine batteriche
Esotossine
Sono proteine secrete
dalla cellula batterica
Sono quasi tutte
termolabili
I geni relativi possono
essere sul
cromosoma, su
plasmidi o su profagi
Hanno attività
biologiche specifiche
Endotossine
Sono costituite dal
lipopolisaccaride
presente sulla
membrana esterna
dei batteri Gramnegativi
Sono termostabili
I geni relativi sono
sempre sul
cromosoma
Sono pirogene
Esotossine
Sono proteine secrete dalla cellula batterica
Hanno attività biologiche specifiche
Sono quasi tutte termolabili
I geni relativi possono essere sul cromosoma,
ma più spesso su plasmidi o profagi
Kit per determinare la presenza di tossina
di C. difficile nelle feci
Test di
immunoprecipitazione
Test di Elek-Frobisher
per la ricerca della tossina
difterica
Ricerca dell’endotossina (LPS) mediante LAL-test
Il Limulus Amoebocyte Lysate test ha sostituito la prova
di pirogenicità nel coniglio (molto più sensibile)
Effetti dell’endotossina
Si lega a recettori specifici presenti su macrofagi e linfociti B
stimolando la produzione delle citochine della risposta di fase acuta
(IL-6, TNF)
Febbre (effetto pirogeno)
Leucopenia e poi leucocitosi (>12.000/mmc)
Attivazione della via alternativa del complemento
Ipotensione
Ipoglicemia (occhio ai diabetici !!!)
Formazione di petecchie
Trombocitopenia
Coagulazione intravasale disseminata
Shock settico
Morte
