vedi esempio Capitolo 1
annuncio pubblicitario
Capitolo 1 Storia e scopo della Microbiologia Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Importanza dei Microorganismi • Costituiscono il gruppo più popoloso di organismi, si trovano in ogni parte del globo • Hanno un ruolo fondamentale nel riciclo degli elementi essenziali • Fonte di nutrienti. Alcuni capaci di fotosintesi • Benefici per l’umanità per la loro capacità di produrre cibi, bevande, antibiotici e vitamine Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Cos’è la microbiologia? • Studio di organismi troppo piccoli per essere chiaramente visibili ad occhio nudo (cioè, microorganismi) • Questi organismi sono relativamente semplici nella loro architettura e mancano di cellule differenziate e di tessuti Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Membri del mondo microbico • Cellule procariotiche sono prive di un nucleo delimitato da una membrana • Cellule eucariotiche possiedono un nucleo racchiuso da una membrana, sono morfologicamente più complesse e generalmente più grandi delle cellule procariotiche Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Tipi di Classificazione • Schema a cinque regni comprendente Monera, Protista, Fungi, Animalia e Plantae. I microbi si trovano nei primi tre regni • Schema a tre regni, basato sul confronto dell’RNA ribosomale. Classifica i microrganismi in Bacteria (batteri veri), Archaea e Eucarya (eucarioti) Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Regno dei Bacteria – tutti procarioti • La maggior parte è costituita da singole cellule • La maggior parte contiene peptidoglicano nella parete • Possono sopravvievere in una infinità di ambienti • La maggior parte non sono patogeni ed hanno un rulo fondamentale nel riciclo dei nutrienti • I cianobatteri producono O2 in seguito a fotosintesi Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Regno degli Archaea – tutti procarioti • Procariotici • Si distinguono dai Bacteria per sequenze ribosomali caratteristiche • Non contengono peptidoglicano nella parete • Molti si trovano in ambienti estremi • Non si conoscono specie patogene Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Regno Eucarya – tutti eucarioti • animali, piante e microrganismi eucarioti – I Microrganismi comprendono i protisti (alghe unicellulari, protozoi, muffe) e funghi – La maggior parte sono più grandi delle cellule procariotiche Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Virus • Acellulari • Più piccoli di tutti i microbi • Provocano moltissime malattie incluse qualche forma di cancro Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl La scoperta dei Microrganismi • Antony van Leeuwenhoek (16321723) – Il primo ad osservare e descrivere accuratamente i microorganismi Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Il conflitto sulla generazione spontanea • La generazione spontanea – Gli organismi viventi possono svilupparsi dalla materia non vivente o in decomposizione • Francesco Redi (1626-1697) – Smentì la generazione spontanea per gli animali di grandi dimensioni – Mostrò che i vermi sulla carne in putrefazione derivano dalle uova delle mosche Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl La generazione spontanea è valida per i microganismi ? • John Needham (1713-1781) – I suoi esperimenti: Brodo di montone nelle beute bollitura sigillatura – Risultati: i brodi sono diventati torbidi e contengono microrganismi • Lazzaro Spallanzani (1729-1799) – I suoi esperimenti: Brodo di montone nelle beute sigillatura bollitura – Risultati: nessuna crescita di microrganismi Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Louis Pasteur (1822-1895) • I suoi esperimenti: – – – – Mette in beuta la soluzione nutriente Forma beute con colli lunghi e ricurvi Bolle la soluzione Lascia le beute esposte all’aria • Risultati: nessuna crescita di microrganismi Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Louis Pasteur (1822-1895) Figura 1.2 Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Definitivo tramonto della teoria della generazione spontanea • John Tyndall (1820-1893) – Ha dimostrato che la polvere contiene i microrganismi – Ha dimostrato che se la polvere era assente, il brodo nutritivo rimaneva sterile anche se direttamente esposto all’aria – Ha dimostrato anche l’esistenza di forme batteriche eccezionalmente resistenti al calore Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Ruolo dei Microrganismi nelle malattie • Non era poi così ovvio • Stabilire una connessione dipendeva dallo sviluppo di tecniche per lo studio dei microbi • Una volta stabilito, ha permesso lo studio delle difese dell’ospite l’immunologia Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl L’età dell’oro della Microbiologia (1857-1914) • Sono stati identificati molti organismi che producono malattie • È stato intrapreso lo studio del metabolismo microbico • Sono state raffinate le tecniche Microbiologiche • È stata migliorata la comprensione del ruolo dell’immunità e di come controllare e prevenire le infezioni microbiche Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Identificazione delle relazioni tra Microrganismi e malattia • Agostini Bassi (1773-1856) – Ha mostrato che una malattia dei bachi da seta era causata da un fungo Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Altre evidenze… • Joseph Lister – Fornisce evidenze indirette che i microrganismi sono agenti causali delle malattie – Sviluppa una metodologia in chirurgia elaborata per impedire l’ingresso dei microrganismi nelle ferite ed una per il trattamento dei ferri chirurgici e per gli abiti da camera operatoria – Poche volte i suoi pazienti andavo incontro a infezioni post-operative Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Prova finale… • Robert Koch (1843-1910) – Stabilisce la relazione fra Bacillus anthracis e antrace – Usa i criteri sviluppati dal suo maestro Jacob Henle (1809-1895) – Questi criteri sono oggi noti come i postulati di Koch • Usati ancora oggi per stabilire il legame fra una particolare microrganismo ed una particolare malattia Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Postulati di Koch • Il microrganismo deve essere presente in tutti i casi della malattia ed assente negli individui sani. • Il microrganismo in questioine deve essere isolato e cresciuto in coltura pura. • La stessa malattia deve essere provocata dall’infezione sperimentale con il microrganismo isolato inoculato in un ospite sano • Lo stesso microrganismo deve essere re-isolato dall’ospite infettato sperimentalmente. Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Lo sviluppo di tecniche per lo studio dei microrganismi patogeni • Il lavoro di Koch ha permesso la scoperta o lo sviluppo di: – agar – piastre di petri – nutrient broth e nutrient agar – metodi per isolare i microrganismi Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Altri sviluppi… • Charles Chamberland (1851-1908) – Sviluppò i filtri di porcellana usati da Ivanoski e Beijerinck per studiare la malattia del mosaico del tabacco • Ha determinato che negli estratti da piante malate erano presenti agenti infettivi più piccoli dei batteri in grado di passare attraverso i filtri • Gli agenti infettivi erano i virus Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Studi immunologici • Edward Jenner (ca. 1798) – Ha usato la vacinazione per proteggere le persone dallo smallpox NOTA: prima dell’identificazione del ruolo dei microrganismi nelle malattie Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Altri sviluppi… • Pasteur e Roux – Hanno scoperto che la lunga incubazione di colture prima del trasferimento nell’ospite provocava nel patogeno la perdita della capacità di provocare la malattia • Pasteur e collaboratori – Hanno sviluppato il vaccino contro il colera dei polli, antrace e rabbia Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Altri sviluppi… • Emil von Behring (1854-1917) e Shibasaburo Kitasato (1852-1931) – Hanno sviluppato un’antitossina contro difterite e tetano – Hanno fornito evidenze di un’immunità umorale • Elie Metchnikoff (1845-1916) – Ha scoperto le cellule fagocitarie del sangue – Ha fornito evidenze di un’immunità cellulare Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Lo sviluppo della Microbiologia industriale e dell’Ecologia microbica • Louis Pasteur – Ha dimostrato che sia la fermentazione alcolica che altre fermerntazioni erano il risultato di attività microbica – Ha sviluppato il processo di pastorizzazione per conservare il vino Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Sviluppi addizionali… • Sergei Winogradsky (1856-1953) e Martinus Beijerinck (1851-1931) – Hanno studiato i microrganismi del suolo e scoperto molti processi metabolici interessanti (es.: la fissazione dell’azoto) – hanno aperto la strada all’uso di colture arricchite e ai terreni selettivi Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Scopo ed importanza della Microbiologia • importanza dei microrganismi – – – – – Primi organismi viventi del pianeta Diffusi ovunque sia possibile la vita Più numerosi di qulasiasi altro organismo L’ecvosistema globale dipende dalla loro attività Influenzano la società umana in molti modi Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Microbiologia di base ed applicata • La microbiologia di base studia gruppi individuali di microbi, fisiologia, genetica, biologia molecolare e tassonomia microbica • La microbiologia applicata affronta problemi pratici: malattie, acqua, cibo, e microbiologia industriale Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Attualmente la Microbiologia interessa molteplici campi di studi • Esempi – La microbiologia medica si interessa alle malattie umane ed animali – L’immunologia affronta il problema di come il sistema immunitario progette l’ospite dai patogeni Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Altri campi… – L’ecologia microbia si interessa delle relazioni degli organismi con il loro ambiente – La genetica microbica e la biologia molecolare studiano come l’informazione genetica funzioni e regoli lo sviluppo di cellule ed organismi Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Il futuro della Microbiologia: Sfide ed opportunità per futuri microbiologi • Malattie infettive • Nuovi processi industriali e miglioramento di quelli noti • Diversità ed ecologia microbica – Si sa coltivare meno dell’1% della popolazione microbica della terra Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl Sfide ed opportunità per futuri microbiologi…. • • • • Biofilms Analisi del genoma Microbi come sistemi modello Valutazione delle implicazioni di nuove scoperte e nuove tecnologie Prescott 1 - Microbiologia generale 7/ed Johanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl
