Salute e.

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Area di progetto di Aurora Pepino
Classe: 5C Liceo Norberto Rosa
Esame di stato 2010/2011
Diritti umani: il diritto alla salute
MICRORGANISMI PATOGENI
Indice:
INTRODUZIONE
1. Bacone e la Nuova Atlantide.
2. Il diritto alla salute e il Terzo Mondo.
ECOLOGIA MICROBICA
1. Specie microbiche.
2. Patogeni opportunisti.
3. Rapporti ospite-parassita.
BATTEREOLOGIA
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Morfologia batterica.
Composizione.
Riproduzione e crescita.
Genetica batterica.
Azione patogena.
Batteri e sistema immunitario.
VIROLOGIA
1. Storia dei virus.
2. Componenti virali.
3. Differenze fra batteri e virus.
4. Spettro d’ospite.
5. Replicazione virale.
6. Patogenesi virale.
7. Effetti delle proteine virali sulle membrane cellulari.
8. Effetti dei virus sulle cellule.
9. L’infezione virale all’interno dell’organismo umano.
10. Meccanismi virali che causano un’infezione.
CONCLUSIONE
1
INTRODUZIONE
Nell’antichità non si poteva ancora parlare di diritto alla salute perché le conoscenze mediche e
scientifiche non si erano ancora sviluppate, tutta la popolazione indipendentemente dalla sua
condizione sociale ed economica,non poteva accedere ad un servizio sanitario, essendo
quest’ultimo inesistente. La malattia era spesso considerata una manifestazione di fenomeni
soprannaturali e metafisici.
Le società non erano fondate sul sapere scientifico e tecnologico ma su aspetti religiosi e
dogmatismi. Facevano riferimento a filosofi come Aristotele e Platone che valorizzavano il mondo
delle idee.
Dal 1600 l’uomo iniziò a conoscere i principali e fondamentali aspetti scientifici e gradualmente
iniziarono ad esserci i presupposti di una società basata sulla scienza e sulla tecnologia.
Bacone fu uno dei primi filosofi a riporre una elevata fiducia nel mondo scientifico.
Ipotizzò la creazione di una città basata e gestita interamente con modelli e regole scientifiche.
La nuova Atlantide è uno scritto utopico che narra la nascita della città di Bensalem, la casa di
Salomone, nella quale la ragione aspira a dominare la natura allo scopo di creare uno stato ideale.
A capo dello stato, Bacone pone i sapienti che non sono i filosofi , bensì gli scienziati , dotati non
di un sapere "inutile", ma di un sapere pratico, in grado di trasformare la realtà e assicurare una
vita migliore all' intera umanità.
Bacone assegna alla scienza il compito di far progredire l'umanità verso il bene e alla religione
quello di appoggiare la scienza per garantire alla nuova società valori morali.
Il fine della ricerca scientifica é "l' allargamento dei confini dell' impero umano" attraverso la
conoscenza delle cause e dei moti delle cose. La conoscenza diventa uno strumento di dominio sul
mondo, e la società ideale si serve della scienza come guida all'azione.
Pochi decenni dopo, la Royal Society di Londra, le Accademie delle Scienze di Parigi, di Berlino e di
Pietroburgo si adoperavano affinché avvenisse la concreta costruzione del mondo ideale degli
utopisti.
Ai giorni nostri la scienza è un elemento di fondamentale importanza per la nostra società, le
molteplici scoperte scientifiche hanno migliorato notevolmente lo stile di vita delle popolazioni,
nello stesso tempo l’utilizzo indiscriminato di alcune tecnologie invasive ha procurato seri danni al
nostro pianeta.
La medicina si è notevolmente evoluta e le malattie che un tempo sembravano misteriose e
incurabili ora sono state esaminate e studiate raggiungendo sistemi di diagnosi, prognosi e cura
molto avanzati. In effetti solo da quando la scienza medica ha raggiunto i suddetti risultati si è
potuto instaurare un sistema sanitario.
La dichiarazione dei diritti universali dell’uomo stabilisce che l’utilizzo del sistema sanitario debba
essere garantito ad ogni persona. Pertanto il diritto alla salute deve essere un bene che ogni
governo tutela con primario interesse.
Le disuguaglianze nell’assistenza sanitaria tra i popoli non dovrebbero essere tollerate perché
ledono il diritto universale alla salute.
Le condizioni di vita di un individuo cambiano drasticamente in relazione al suo stato di povertà.
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I paesi del Terzo Mondo non riescono a garantire un organo di sanità efficace, d’altronde anche
nei paesi più sviluppati, coloro che si trovano in precarie situazioni economiche trovano notevoli
difficoltà ad accedere a cure specialistiche ed efficaci che il più delle volte richiedono costi elevati.
Un cittadino degli Stati Uniti spende mediamente ogni anno 4000 dollari per spese sanitarie,
sempre negli Stati Uniti circa il 15% della popolazione non riesce ad accedere al servizio sanitario
per motivi economici.
In Etiopia e in molti altri paesi del Terzo Mondo, la maggior parte della popolazione non ha accesso
ad un sistema sanitario che assicuri le minime prestazioni.
Anche la lunghezza della vita, indice di buona salute, varia sostanzialmente fra le diverse zone del
mondo: in Svizzera per esempio l’età media è intorno ai 82 anni, in nord Africa l’età media di vita e
di 39 anni. Un adulto povero di età massima 60 anni ha 10 volte più probabilità di morire di un suo
coetaneo appartenente alla classe media. Per quanto riguarda i bambini, il divario è ancora più
evidente: un bambino povero appartenente ad un fascia di età compresa tra 0 e 4 anni ha 100
volte più probabilità di morire di un coetaneo appartenente alla classe media.
Nei paesi del Terzo Mondo muoiono all’incirca 14 milioni di persone ogni anno a causa di malattie
infettive e parassitarie e 30 milioni sono infettate dal virus dell’HIV. Questi paesi portano il peso
dell’85% del carico globale di malattie ma solo l’11% della spesa sanitaria globale è indirizzata a
queste aree.
Le popolazioni del Terzo Mondo non riescono a migliorare le loro condizioni di salute a causa
dell’elevato prezzo dei farmaci, della mancanza di vaccini periodici estendibili a tutta la
popolazione e per le scarsissime condizioni sanitarie esse aumentano la probabilità di contrarre
malattie infettive.
Gli agenti patogeni causano la maggior parte delle malattie infettive che colpiscono il Terzo
Mondo, in Occidente molte di queste malattie sono ormai scomparse, come la malaria e la
tubercolosi ma nei paesi poveri causano 5 milioni di vittime all’anno. L’AIDS colpisce sia il Terzo
Mondo che l’Occidente ma in quest’ultimo questa malattia può essere controllata e pur non
potendo garantire la guarigione completa, la qualità della vita è sostanzialmente migliore.
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ECOLOGIA MICROBICA
Le specie microbiche assumono un ruolo essenziale per quanto riguarda il mantenimento
dell’equilibrio biologico dei vari ecosistemi.
Si possono distinguere i microrganismi in:
1. saprofiti: se il loro habitat naturale è l’ambiente
2. commensali: se vivono sui tegumenti come, per esempio, pelle e mucose
3. parassiti:se sono in grado di aggredire l’ospite (altro organismo vivente) causandogli
un danno
Microrganismi patogeni:
Sono in grado di moltiplicarsi nell’ospite che si trova, anche , in condizioni normali
Le alterazione e le lesioni a livello cellulare sono diverse a seconda del microrganismo patogeno (
virus, batteri, protozoi ) che le causa.
Patogenicità: capacità dei microrganismi parassiti di causare danno all’ospite, il “danno” si esprime
con uno stato di malattia. Essa è propria per ogni specie, dipende dalla invasività e dalla
tossigenicità di ogni specie microbica.
I microbi patogeni possiedono diverse capacità invasive:
1. alcuni sono capaci di invadere tutto l’organismo (es: morbillo, rosalia, peste e tifo)
2. altri, dopo essere penetrati e diffusi aggrediscono solo alcuni organi o apparati(es:
epatite)
Esistono anche i patogeni non invasivi. Essi rimangono localizzati nel sito di impianto e
determinano lesioni localizzate (es: rhinovirus). Nel caso di microrganismi non invasavi, che
producano danni a distanza, la loro patogenicità è dovuta dalla capacità di produrre una sostanza
con specifiche azioni lesive.
Sia i microrganismi invasivi che quelli non, liberano altre sostanze responsabili della sintomatologia
con sui si manifesta la malattia (malattia infettiva)
Virulenza: diverso grado con cui si esprime la patogenicità a seconda dello stipite microbico in
causa.
Carica infettante: numero minimo di microrganismi per dare via ad una infezione, varia a seconda
dello stipite.
Infettività: capacità di un microrganismo patogeno di penetrare, attecchire, moltiplicarsi
nell’ospite.
Contagiosità: capacità di un microrganismo patogeno di passare da un soggetto recettivo ad un
altro.
o Malattie infettive contagiose: causate da agenti patogeni (es: virus influenzali del:
morbillo, rosalia, batteri del tifo), vengono eliminati per diverse vie dall’ospite e
giungono ad altri soggetti recettivi.
o Malattie infettive non contagiose: gli agenti responsabili non vengono eliminati
nell’ambiente, la loro trasmissione richiede l’appoggio di vettori (es: malaria ) o
particolari evenienze (es: tetano)
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Patogeni opportunisti
Possono essere responsabili di fenomeni infettivi solo quando l’ospite non si trova in condizioni
normali di salute. Perché in condizioni ordinarie ci sono delle barriere che gli impediscono di
impiantarsi e moltiplicarsi
Rapporti ospite-parassita
Infezione: E’ un processo che avviene esclusivamente quando il parassita, superando le barriere
dell’organismo ospitante, riesce ad impiantarsi e moltiplicarsi.
Di solito alle infezione viene contrapposta una risposta immunitaria dell’ospite.
Periodo di incubazione: intervallo di tempo fra, la penetrazione dell’agente patogeno e il
manifestarsi della sintomatologia clinica.
Non sempre avviene il passaggio dallo stato di infezione a quello di malattia.
Si dice che le infezioni decorrono asintomatiche quando la immunizzazione dell’organismo ospite
non è sufficiente per impedire l’ingresso e la moltiplicazione del microrganismo, ma lo è per
evitare il danno clinicamente manifestato.
L’ospite possiede una serie di difese contro il parassita:
1. Cute e mucose. Si impongono alla penetrazione del microrganismo, grazie alle loro
secrezioni che producono soprattutto una azione meccanica e una azione chimico –
fisica ( bassi valori di ph grazie alla presenza di acido cloridrico nella secrezione
gastrica)
2. Fagociti e anticorpi umorali. Quest’ultimi, insieme agli altri meccanismi
dell’immunità cellulo –mediata sono presenti esclusivamente negli individui che
hanno già subito una precedente infezione da parte dello stesso microrganismo o
che sono stati vaccinati; essi possiedono o uno stato di immunità attiva che può
essere acquisita o naturalmente (malattia superata) o artificialmente (vaccinazione)
oppure di immunità passiva per esempio ricevuta da anticorpi materni trasmessi
tramite la placenta
Refrattarietà: dipende da fattori propri dell’ospite che impediscono la penetrazione,
l’attecchimento e la moltiplicazione del parassita.
Questi fattori sono solo in parte conosciuti e sono fattori principalmente metabolici e enzimatici.
Esiste anche una refrattarietà di razza. Si sono anche osservate differenze di resistenza individuale
alle malattie o al passaggio da infezione a malattia, causato da innumerevoli fattori quali per
esempio. costituzionali, nutrizionali, altre malattie in atto,ecc..
Nella maggior parte dei casi l’incontro ospite parassita è temporaneo e si conclude con la
distruzione del parassita, prima che provochi danni evidenti o dopo la manifestazione della
malattia (più raramente il parassita provoca la morte del organismo ospite). Vi sono però delle
eccezioni :
o Infezione latente: si raggiunge una situazione di equilibrio, in cui un microrganismo
può insediarsi nei tessuti dell’ospite e moltiplicarsi, dando segno della sua presenza
solo occasionalmente, stimolato da altri fattori. Un esempio è l’herpes.
o Portatore cronico: Anche se la malattia infettiva si è conclusa con la guarigione, il
microrganismo si colloca in un sito anatomico dove è al riparo dalla reazione
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immunitaria e raggiunge l’ambiente esterno grazie a escreti. I portatori cronici
assumono un ruolo epidemiologico molto importante perché sono sorgenti
d’infezione non sospette
Nell’uomo le malattie da infezione vengono definite:
o Esogene: vengono causate da microrganismi che provengono da una sorgente
esterna
o Endogene: vengono causate da microrganismi che fanno parte della microflora
dell’organismo.
BATTEREOLOGIA
Morfologia cellula batterica:
I batteri sono dei microrganismi patogeni, procarioti unicellulari. Possono presentare diversi tipi di
morfologia :
1.
2.
3.
4.
sferica (cocco)
bacillo
vibrione
spirillo
5.diplococco
6.stafilococco
7.streptococco
8.diplo/streptobacillo
I batteri hanno una dimensione che varia dai 0,2m ai 30m.
Composizione
Essendo procarioti , sono caratterizzati dall’assenza di una membrana nucleare, dalla mancanza di
cromosomi identificabili. Il cromosoma batterico è infatti costituito da un’unica molecola circolare
di DNA immersa nel citoplasma, i batteri possono però possedere una o più piccole molecole di
DNA circolare (extracromosomico) che si autoreplica, queste molecole vengono chiamate
plasmidi, sono molto importanti perché possono conferire al battere resistenza a antibiotici
specifici o la capacità di produrre tossine.
Il citoplasma è racchiuso in un involucro cellulare costituito da due strati principali:
1. la membrana cellulare: essa ha diverse funzioni: è costituita da lipidi, protegge la cellula,
controlla gli scambi metabolici con l’esterno ed è in grado di produrre energia (ATP)
2. la parete cellulare: essa circonda la membrana cellulare è composta principalmente da
peptidi, il componente principale è il peptidoglicano un polimero costituito da diverse unità
legate da legami glucosidici.
Conferisce diverse funzioni ai batteri per esempio la forma e la specificità antigenica
o Alcuni batteri posseggono un ulteriore involucro, la capsula: essa è di natura
polisaccaridrica.
La Capsula protegge la cellula batterica dalla disidratazione , può anche essere
considerato un fattore di virulenza, infatti la capsula è coinvolta nell’adesione ai
tessuti e nella resistenza alla fagocitosi.
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La cellula batterica ha diverse appendici:
1. pili: filamenti proteici ; hanno funzione adesiva per questo motivo sono le strutture
di ancoraggio dei batteri
2. flagelli: filamenti proteici che consentono ai batteri di muoversi
Riproduzione e crescita
I batteri si riproducono tramite scissione binaria, ovvero ogni batterio, dopo aver replicato il suo
DNA da luogo a due cellule figlie. Grazie a ciò i batteri si riproducono in maniera esponenziale.
Diversi fattori influenzano la crescita batterica:
1. temperatura: dai 20° ai 55°
2. pH : la maggior parte cresce a valori neutri.
3. Ossigeno :si suddividono principalmente in aerobi(necessitano dell’ossigeno) e
anaerobi( vengono uccisi dall’ossigeno)
Genetica batterica
Il genoma di un microrganismo costituisce l’insieme di tutti i geni , situati sul cromosoma o negli
elementi genetici extracromosomici come i plasmidi.
Il genoma batterico è formato da un cromosoma circolare a doppio filamento. Il genoma batterico
presenta delle caratteristiche che lo caratterizzano:
o Mancanza di istoni, ovvero di proteine tipiche degli eucarioti, queste proteine sono basiche
e cariche positivamente, perché posseggono un numero notevole di amminoacidi con
catena laterale basica. Grazie a questa caratteristica gli istoni reagiscono facilmente con le
catene di DNA che contengono gruppi fosfato che lo caricano negativamente.
o Mancanza di introni. Vengono considerati introni le regioni non codificate di un gene che
vengono trascritte dall’RNApolimerasi. La conseguenza di questa assenza e la presenza di
sequenze codificatrici su ambedue le catene del DNA cromosomico
Come già detto I batteri si riproducono tramite riproduzione asessuata. Il loro sviluppo è quindi
garantito grazie a due meccanismi fondamentali:
1. Mutazione.
2. Ricombinazione: lo scambio del DNA tra cellule causa il riarrangiamento di geni che
consente l’acquisizione di nuovi geni e la formazione di un cromosoma ricombinante. Nei
batteri la ricombinazione è unidirezionale, ovvero penetra, tramite diversi meccanismi, un
pezzo di DNA esogeno nella cellula accettrice , il DNA esogeno può essere integrato nella
cellula accettrice. Esistono tre meccanismi di trasferimento di materiale genetico:
o La trasformazione: consiste nella cattura, da parte di un batterio, del DNA nudo a
doppia elica. Possiamo distinguere cinque fasi principali:
1. Legame fra il DNA e la cellula.
2. Frammentazione in pezzi a singola elica e denaturazione del DNA grazie ad
alcune proteine che interagiscono con esso.
3. Ingresso del DNA nella cellula.
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4. Ricombinazione del DNA libera attraverso sequenze omologhe situate sul
DNA batterico.
5. Espressione fenotipica
o La trasduzione: Avviene quando, un virus (battereofago) consente il passaggio del
DNA di un batterio ad un altro. Il passaggio avviene senza nessun contatto
intercellulare.
Inizia con l’attacco del fago ai recettori presenti sulla superficie della cellula
batterica.
Successivamente viene introdotto l’acido nucleico.
Possiamo distinguere due diversi tipi di trasduzione esse dipendono dal
meccanismo
con cui vengono trasferiti i geni:
1. Trasduzione generalizzata: il DNA virale viene replicato attivamente. RNA e
proteine vengono sintetizzati, quando vengono assemblati danno origine a
nuove particelle virali. Alla fine di questo processo il batterio va incontro a
lisi liberando così i virus che potranno infettare altri batteri (ciclo litico).
Durante questo ciclo nella testa del virus possono venire incorporati alcuni
pezzi di DNA batterico che potranno, successivamente integrarsi in un nuovo
batterio.
2. Trasduzione specializzata: Il DNA virale riesce ad inserirsi nel cromosoma
batterico, il DNA virale riesce così a duplicarsi con il cromosoma. Non
avviene lisi batterica (ciclo lisogeno)
o La coniugazione: Vi è un trasferimento di materiale genetico direttamente da un
batterio all’altro. La coniugazione può avvenire in tutti i batteri che posseggono
plasmidi coniugativi.
I plasmidi sono dei piccoli filamenti circolari di DNA a doppia elica, essi sono capaci
di spostarsi tra le cellule.
Fasi processo infettivo (azione patogena)
Viene chiamato serbatoio il luogo in cui i microrganismi si moltiplicano e si mantengono, il
microrganismo può passare dal serbatoio alla sorgente, attraverso di essa il microrganismo passa
all’ospite (alcune volte serbatoio e sorgente coincidono).
Il processo infettivo si sviluppa in cinque fasi:
1. Esposizione ad agenti patogeni da parte dell’individuo: in questa fase l’agente
patogeno passa direttamente o indirettamente nell’individuo ospite.
I microrganismi possono raggiungere l’organismo umano in modi differenti:
o tramite trasmissione verticale:questo tipo di trasmissione comprende quel
ceppo di infezioni che vengono trasmesse dalla madre al feto/neonato
(infezioni congenite/perinatali)
o trasmissione orizzontale: comprende, per esempio, la trasmissione aerea e
la trasmissione tramite veicoli o vettori
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2. Adesione: I batteri giunti nell’organismo, devono aderire e colonizzare le superfici
del corpo, per fare ciò hanno bisogno di specifici meccanismi. La mucose sono le
principali vie d’ingesso dell’organismo. Alcuni tipi di batteri riescono ad aderire nelle
mucose grazie ad una struttura proteica particolare: l’adesina ( presente sui pili)
questa struttura è in grado di riconoscere specifici reattori sulle cellule dell’ospite.
3. Durante la colonizzazione delle mucose i batteri producono degli esoenzimi che
sono in gradi di danneggiare alcune parti dei tessuti, grazie a ciò i batteri possono
penetrare nella sotto mucose, invadendo l’organismo. Fra i diversi esoenzimi
possiamo ricordare le chinasi, prodotte dagli stafilococchi, catalizzano la
dissoluzione dei coaguli di fibrina.
4. evasione delle difese antibatteriche: Una volta penetrati nei tessuti i microrganismi
utilizzano diversi meccanismi per sfuggire o per abbattere le difese dell’ospite:
o possono rendere inattive le immunoglobine
o alcuni batteri possono possedere degli specifici componenti sulla propria
superficie che risultano simili ai componenti presenti sui tessuti dell’ospite.
o Alcuni batteri riescono a disorientare il sistema immunitario dell’ospite,
o Diversi batteri possiedono un rivestimento esterno, capsula, capace di
impedire il riconoscimento e quindi la fagocitosi.
5. produzione di tossine: queste molecole possono danneggiare i tessuti direttamente
o scatenare attività biologiche distruttive. Principalmente le tossine prodotte dai
batteri si dividono in due grossi ceppi:
o le esotossine: Sono proteine semplici e sono tremolabili, vengono
principalmente prodotte dai batteri gram-positivi. Hanno un forte potere
antigene, possono scatenare la formazione di anticorpi neutralizzanti. Le
esotossine possono essere trasformate in torridi, o meglio sostanze prive di
tossicità capaci di indurre l’organismo a produrre anticorpi antitossici.
o le endotossine: Hanno una composizione chimica complessa ma sono
principalmente di natura lipidica e sono termostabili, vengono prodotte dai
batteri gram-negativi, queste tossine non vengono secrete attivamente ma
vengono liberate inseguito alla lisi della cellula. Tra i vari effetti le
endotossine alterano i centri nervosi termoregolatori dell’uomo
provocando, per esempio, la febbre.
In che modo i batteri sfuggono al sistema immunitario?
I batteri mettono in atto diversi meccanismi per sfuggire al sistema immunitario:
o Diversi batteri sono circondati da uno strato proteico o polisaccaridico chiamato
capsula. Esso rende i batteri resistenti all’azione dei fagociti.
o Alcuni batteri si ricoprono di proteine dell’ospite, in questo modo il sistema
immunitario dell’organismo ospite non riesce ad identificare e riconoscere il battere
in questione.
o Altri batteri producono degli enzimi che danneggiano le cellule immunitarie.
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o Altri ancora inibiscono l’azione dei fagociti grazie ad effettori proteici che vengono
immessi dentro di essi.
VIROLOGIA
Storia dei virus
Nel 1982 studiando la malattia delle piante di tabacco, propriamente detta la malattia del mosaico
di tabacco, Dimitri Ivanovski, ipotizzo che essa fosse causata da estratti che sono stati in grado di
passare i filtri finissimi delle piante di tabacco, proprio per la loro ridotta dimensione i filtri di
tabacco escludono che i batteri possano aver causato la malattia perché troppo grandi per passare
oltre i filtri naturali della pianta.
Nel 1898 Beijerinck dimostrò che l’agente filtrante non è una semplice tossina. Attribuì il nome
virus ( dal latino “ veleno”) a queste particelle infettive.
Entro la fine del XIX secolo i virus sono stati definiti in termini di infettività e filtrabilità
Nel 1911 Twort , scoprì che alcuni virus possedevano la capacità di infettare i batteri (batteriofagi),
questa scoperta fu di grande importanza per la ricerca virologica, infatti i batteri possono essere
Coltivati facilmente in coltura.
Quando nel 1918 l’influenza spagnola colpì il mondo causando moltissimi morti, le cause di questa
pandemia influenzale non erano bene chiare, solo alla fine del 1918 degli studiosi francesi
affermarono che un virus potrebbe aver trasmesso la malattia fra persone e animali.
Nel 1931 il patologo americano Goodpasture dimostrò che il virus dell’influenza può essere
coltivato in uova di gallina fecondate. Sempre nello stesso anno grazie al microscopio elettronico
alcuni ingegneri tedeschi hanno ottenuto le prime immagini di virus.
Fra il 1931 e il 1955 si è riuscito a cristallizzare il virus del tabacco e ciò ha permesso di dare
definizioni dettagliate della sua struttura. Grazie all’uso di strumenti a raggi X,Franklin ha scoperto
la struttura completa dei virus.
Nella seconda metà del XX secolo sono state inoltre scoperte le circa 2.000 specie di virus
esistenti.
Le componenti virali: struttura e funzioni.
I principali costituenti dei virus sono:
o L’acido nucleico che può essere DNA o RNA. E’ il genoma quindi porta tutte le
caratteristiche genetiche specifiche per un determinato virus.
o Un rivestimento proteico (capside). Esso è formato da unità proteiche associate in
subunità. Possiamo distinguere due tipi di virus a seconda del tipo di rivestimento proteico
che essi adoperano :
1. Virus nudi: Le subunità formata da proteine si uniscono formando delle strutture
che vengono chiamate capsomeri.
2. Virus rivestiti: Questi virus contengono un ulteriore involucro formato da lipidi,
proteine e glicoproteine, questo ulteriore involucro prende il nome di pericapside. Il
pericapside conferisce al virus la capacità di uscire dalla cellula ospite senza
ucciderla. Il pericapside contiene e trasporta l’informazione genetica di alcune
glicoproteine: per esempio quella di adesione/entrata, proteina che permette al
virus di legarsi alla cellula bersaglio, quindi la perdita del pericapside causa la
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perdita dell’infettività. Per questo motivo i virus con rivestimento sono più fragili
dei virus nudi (i lipidi che costituiscono il pericapside sono facilmente degradati da
detergenti come il sapone)
I virus hanno una dimensione che varia fra i 20nm e i 400nm (sono quindi molto più piccoli dei
batteri)
Nucleocapside: capside più genoma.
Dalla differente organizzazione strutturale del nucleocapside derivano le diverse simmetrie che i
virus possiedono. La simmetria di un virus è la capacità di dividere il virione, particella virale,
attraverso un piano in modo da ottenere parti uguali.
La simmetria del nucleocapside può essere :
1. Icosaedrica.
2. Elicoidale.
3. Complessa.
I virus sono parassiti intracellulari obbligati. Questo perché i virus, a differenza dei batteri:
1. Non possiedono meccanismi che gli consentono di produrre energia
2. Non sintetizzano le proteine
3. Non riescono a replicare autonomamente il loro genoma.
Per questi motivi i virus per moltiplicarsi hanno bisogno di penetrare all’interno di una cellula e di
sfruttare il meccanismo biosintetico di quest’ultima.
I virus inducono la cellula parassitata a sintetizzare le proteine e le componenti virali, vengono
quindi replicati dalla cellula parassitata. Il genoma virale dirige la replicazione portando tutte le
informazioni necessarie affinché essa avvenga.
I virus hanno colonizzato la stragrande maggioranza degli esseri viventi, esistono virus che
infettano animali, piante e batteri.
Spettro d’ospite:
Lo spettro d’’ospite di un virus è rappresentato dall’insieme di tutte le specie animali che possono
essere infettate da un virus.
Ci sono molteplici fattori che determinano lo spettro d’ospite:
1. Sulla membrana della cellula ospite devono essere presenti dei recettori, molecole a cui il
virus si può legare.
2. Deve esserci all’interno della cellula ospite un macchinario replicativi adeguato per il tipo di
virus in questione.
3. I virioni appena sintetizzati dalla cellula parassitata devono essere capaci di uscire da
quest’ultima e di diffondersi.
4. E’ inoltre necessario che l’ospite non sia in grado di attuare una risposta antivirale capace
di bloccare la moltiplicazione e/o la diffusione del virus.
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Classificazione dei virus
I virus vengono suddivisi in :
o
o
o
o
Famiglie.
Sottofamiglie.
Generi (desinenza del virus).
Specie (nome comune del virus).
Replicazione virale
Si può suddividere in 6 fasi principali:
1. Adsorbimento: in questa fase il virus si lega alla cellula, ovvero alcune molecole presenti
sulla superficie del virus (antirecettori virali) si legano con i recettori presenti sulla
membrana della cellula ospite. I recettori cellulari sono in genere: proteine , glicoproteine
o glicolipidi essi hanno una azione fisiologica per la cellula ma in determinati casi riescono a
legarsi con gli antirecettori virali. Non sempre questo avviene.
2. Penetrazione: in questa fase il virus entra nella cellula. I virus rivestiti e i virus nudi
applicano strategie diverse per penetrare dentro la cellula:
o I virus rivestiti entrano nella cellula ospite grazie alla fusione del pericapside con la
membrana cellulare. Il nucleoside viene liberato nel citoplasma dopo la fusione del
pericapside.
o I virus nudi entrano nella cellula per traslocazione attraverso la membrana grazie ad
un trasportatore di membrana (polipeptide) o tramite endocitosi meccanismo che
consente il trasporto di macromolecole mediante vescicole.
3. Denudamento ed eclisse:
o Denudamento: in questa fase il virus viene privato del suo rivestimento in modo da
rendere disponibile il genoma per la sintesi delle proteine virali.
o Eclisse: dopo il denudamento inizia l’eclisse, in questo periodo il virus perde la sua
infettività e sfugge a qualsiasi tipo di osservazione da parte della cellula , il genoma
viene replicato e le proteine virali vengono sintetizzate. L’eclisse termina dopo la
formazione della prima nuova particella virale.
4. Sintesi dell’ acido nucleico e delle proteine virali: In questa fase vi è la replicazione del
genoma e la sintesi delle proteine virali. I virus si possono replicare nel nucleo della cellula
oppure nel citoplasma, codificano informazioni per garantire la replicazione del genoma e
se necessario per alterare le strutture o le funzioni della cellula ospite. Questo perché i
virus essendo parassiti intracellulari devono rispettare le regole della cellula ospite oppure
devono essere capaci di modificarle a proprio vantaggio.
5. Assemblaggio: In questa fase il genoma e le proteine virali vengono assemblati formando
così il nucleocapside, vengono quindi assemblate le componenti virali appena sintetizzate
nella cellula per formare il virione maturo.
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6. Rilascio: il virione appena sintetizzato esce dalla cellula. I virus nudi e quelli con
rivestimento adottano dei meccanismi di rilascio differenti:
o I virus nudi escono per lisi della cellula infetta.
o I virus rivestiti escono per esocitosi ( il virus viene riversato all’esterno grazie all’utilizzo
di una vescicola che si fonde con la membrana plasmatica) o per gemmazione (i
nucleoside si posizionano sul foglietto interno della membrana cellulare, sul
corrispondente foglietto esterno le proteine della cellula parassitata sono state
sostituite dalle glicoproteine specifiche del virus). E’ durante questa fase che i virus
acquisiscono il pericapside, costituito da lipidi della cellula ospite e dalle glicoproteine
virali.
Infezione produttiva: quando l’infezione della cellula causata da un virione genera
moltissime nuove particelle virali che possono a loro volta infettare altre cellula per
replicarsi.
Infezione abortiva: quando un virione infetta una cellula, ma quest’ultima non consente al
virus di replicarsi interrompendo il ciclo di infezione del virus, non vengono a formarsi
nuove particelle virali.
Patogenesi virale
Dopo il contatto dell’organismo con il virus vi è un periodo di latenza durante il quale il virus si
moltiplica e si localizza nell’organo bersaglio. In questo periodo di latenza non compaiono ancora i
sintomi di malattia che il virus andrà a causare.
La risposta dell’organismo all’infezione virale può essere:
o A livello locale.
o A livello sistemico (immunità)
Un virus per riuscire ad infettare un organismo con successo deve:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Invadere l’ospite.
Garantirsi una testa di ponte dove il virus potrà replicarsi nelle cellule più suscettive.
Sopraffare le difese dell’organismo (macrofagi, linfociti).
Diffondersi dal sito di entrar in altre zone dell’organismo.
Replicarsi ulteriormente nell’area bersaglio (zona localizzata).
Assicurarsi la sua sopravvivenza uscendo dall’ospite in quantità sufficiente per infettare
altri organismi.
Invasione dell’ospite:
La principale sorgente d’infezione virale è l’uomo, seguito dagli animali (zoonosi).
I virus si possono trasmettere in due modi differenti:
1. Tramite trasmissione verticale: da madre a figlio. La madre può trasmettere il virus al figlio
in diverse situazioni e in diversi modi:
13
o Trasmissione transplacentare: I virus in questione, di solito quelli presenti nel
sangue della donna infetta, passano attraverso la placenta e vengono trasmessi al
feto durante la vita intrauterina
o Trasmissione perinatale: I virus in questione , presenti nel sangue o nell’apparato
genitale della madre, possono essere trasmessi al neonato durante il parto a causa
del contato con il sangue materno infetto.
o Trasmissione neonatale: Dopo la nascita la madre trasmette i virus presenti nel
latte materno.
2. Tramite trasmissione orizzontale: da un individuo infetto a uno sano. Il virus può penetrare
nell’organismo da diversi porte di entrata. Il meccanismo di trasmissione di un virus è
determinato dall’organo infettato e dalle vie d’eliminazione.
Le infezioni possono essere:
o Localizzate: quando rimangono nella porta di entrata, provocano sintomi di malattia
locali. Il virus ha un breve periodo di incubazione
o Sistemiche: Quando i virus si diffondono dal sito di entrata e raggiungono altri
organi. I sintomi delle malattie principali non si sviluppano nel sito d’entrata. Il
periodo di incubazione del virus è principalmente lungo. Una infezione sistemica si
può suddividere in tre principali momenti:
1. Il virus si replica nella cellule presenti nel sito d’entrata, di solito questa fase
è asintomatica, a volte compaiono sintomi di malattie locali.
2. Il virus raggiunge i linfonodi e da essi passa nel sangue, tramite il sangue il
virus raggiunge alcuni organi interni. Si replica all’interno delle cellule del
sistema reticolo-endoteliale che fa parte del sistema immunitario. In questa
fase di solito ci sono manifestazione cliniche aspecifiche, per esempio la
febbre.
3. Dagli organi interni il virus passa nuovamente nel sangue, raggiunge e si
localizza nell’organo bersaglio. In questa fase vi è lo sviluppo dei sintomi
caratteristici della malattia.
Ci sono dei virus che non si diffondono tramite il sangue ma tramite vie nervose.
La maggior parte dei virus entra nell’organismo attraverso le mucose, possono però
entrare in modi differenti:
o Via respiratoria: I virus si diffondono per via respiratoria soprattutto nei Paesi a
clima temperato. I virus entrati nell’organismo si replicano nelle cellule delle vie
respiratoria. Alcuni tipi di virus restano localizzati nelle cellule respiratorie, altri
dopo la replicazione producono infezioni sistemiche
o Per ingestione: i virus trasmessi per ingestione si replicano nella mucosa intestinale
anch’essi possono causare infezioni localizzate o sistemiche.
o Trasmissione sessuale. Anche i virus a trasmissione sessuale penetrano attraverso
le mucose e possono causare infezioni localizzate o sistematiche.
o Attraverso lesioni: i virus non possono penetrare tramite la cute non lesionata
perché essa è costituita da cellule morte che non consentirebbero la replicazione
del virus. Il virus può però penetrare nell’organismo attraverso le lesioni.
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o Trasmissione iatrogena, non coinvolge le mucose ed è causata da pratiche mediche
che possono accidentalmente favorire l’ingresso del virus nell’organismo.
Effetti delle proteine virali sulla membrana cellulare.
Le proteine virali hanno il compito di iniziare il ciclo di infezione della cellula cioè permettono il
legame del virus con la cellula e l’entrata di quest’ultimo nella cellula stessa.
Le proteine virali possono però causare altri fenomeni:
1. Le proteine virali in diversi casi risultano in grado di legarsi con delle molecole presenti
sulla superficie delle emazie (globuli rossi), perché sulla loro superficie, certe volte, sono
presenti delle molecole simili ai recettori per il virus che possiede la cellula ospite. Si
genera così il fenomeno dell’emoassorbimento : le emazie si legano alle cellule infette.
2. La presenza di alcune proteine virali sulla membrana cellulare della cellula infetta può
causare la formazione di sincizi. I sincizi sono cellule di grosse dimensioni derivate dalla
fusione di una cellula infetta con una o più cellule non infette.
3. La presenza di proteine virali sulla membrana cellulare, consente al sistema immunitario
della cellula ospite il riconoscimento della cellula infetta e la sua eliminazione.
Effetti dei virus sulle cellule
L’infezione di una cellula da parte di un virus causa danni alla cellula. Molto frequentemente
l’infezione virale porta alla morte della cellula infetta.
Il virus che infetta la cellula provoca un danno perché in seguito all’infezione virale nella cellula
può avvenire l’inibizione della sintesi delle proteine cellulari o del DNA/RNA.
Si definisce effetto citopatico virale ogni cambiamento visibile nella cellula ospite infettata da un
virus.
I cambiamenti possono essere:
o
o
o
o
Morfologici
Può avvenire una fusione fra cellule infettata e cellule non infettate
Crescita indefinita.
Morte della cellula
I virus causano diversi tipi di infezione virale a livello cellulare.
Le principali infezioni causate dai virus sono:
o L’infezione litica: avviene nelle cellule permissive, in esse il virus penetra e si moltiplica
provocando la morte della cellula per lisi con il rilascio delle particelle virali che sono state
prodotte.
o L’infezione persistente: Avviene quando la replicazione virale è lenta e/o poco efficace. Il
virus non causa la morte della cellulare viene rilasciato da quest’ultima in bassa quantità
o L’infezione persistente latente: Si parla di infezione latente quando , in condizioni
specifiche, il genoma virale rimane a lungo presente nella cellula parassitata senza però
causare danni. L’ herpes simplex è l’esempio più comune : in condizioni normali stabilisce
una infezione latente nei neuroni essi non permettono la replicazione del virus ( mancano
dei fattori che permetterebbero la trascrizione dei geni virali). Alcuni stimoli , come lo
15
stress e la febbre, possono causare una depressione dell’immunità cellulomediata
provocando la replicazione virale.
o L’infezione trasformante: Questo tipo di infezione causa la trasformazione delle cellule
normali in cellule tumorali, infatti i virus in questione causano l’immortalizzazione delle
cellule. I virus responsabili di questo tipo di infezione sono detti oncogeni , essi possono
immortalizzare le cellule attivando o fornendo geni che stimolano la crescita, questi virus
riescono anche ad inibire i meccanismi di controllo delle cellule. Molteplici virus oncogeni
integrano il loro genoma nel cromosoma della cellula parassitata.
La differente evoluzione delle infezioni virali nell’organismo
L’ evoluzione delle infezioni virali dipende soprattutto da alcuni fattori:
o
o
o
o
Proprietà dei virus.
Proprietà delle cellule.
Proprietà dei tessuti infettati.
Efficienza del sistema immunitario.
I diversi tipi di infezioni virali in relazione a questi fattori sono:
o Infezione virale acuta, seguita dalla scomparsa del virus: in questo e negli altri tre tipi di
infezione, il contatto del virus con un organismo non immune provoca lo sviluppo di una
infezione acuta sintomatica ( tranne che in alcune eccezioni). Nelle infezione acute il virus
si replica nelle cellule infettate e il numero dei virioni presenti nell’organismo aumenta
rapidamente, fino a quando le difese immunitarie dell’individuo non riescono a controllare
l’infezione. In questo caso vi è la scomparsa del virus dall’organismo che provoca la
guarigione. Un esempio di infezione con questo esito è causata dal virus dell’influenza.
o Infezione virale acuta, seguita da infezione latente. Successivamente alla fase acuta, in
questo tipo di infezione i virus non scompaiono dall’organismo e rimangono latenti in
alcune cellule, come già accennato precedentemente nella cellula è presente soltanto il
genoma virale senza le proteine strutturali del virus. In questa fase l’organismo non
presenta sintomi di malattie, essi possono però ri-presentarsi in seguito grazie alla nuova
sintesi di particelle virali, questo avviene dopo un arco di tempo variabile in relazione alle
efficacia dell’immunità dell’individuo in quel dato momento.
o Infezione virale acuta, seguita da infezione cronica: In questo tipo di infezioni dopo la fase
acuta non vi è la totale scomparsa del virus, infatti alcune cellule continuano a produrre
virus. Un esempio di infezione con questo esito è l’AIDS causata dall’HIV.
I differenti meccanismi utilizzati dai virus per provocare una infezione
I meccanismi utilizzati dai diversi virus possono essere:
o Diretti: ovvero causati direttamente dal virus. I virus che agiscono in modo diretto si
possono suddividere ulteriormente:
1. Alcuni virus danneggiano la cellula inibendo la sintesi proteica cellulare.
2. Altri virus riescono a provocare l’inibizione e la degradazione del DNA cellulare
16
3. Altri ancora inducono la formazione di corpi inclusi ( formati da accumuli di
proteine e acido nucleico) nella cellula. Questi corpi inclusi sono tossici per la
cellula
4. Alcune componenti del virione sono vere e proprie tossine
5. I virus rivestiti causano diverse alterazioni alla struttura della membrana cellulare (
per esempio la formazione di sincizi )
o Indiretti: i meccanismi indiretti sono dovuti alla presenza di proteine virali sulla membrana
cellulare delle cellule infette, quest’ultime inducono una risposta da parte del proprio
sistema immunitario. La risposta del sistema immunitario contribuisce a generare gli
effetti patologici caratteristici delle infezioni virali. In questo caso per risolvere l’infezione il
sistema immunitario induce la morte della cellula infetta. Un particolare caso di morte
cellulare utilizzato per sconfiggere l’infezione è l’apoptosi che consiste nella morte
programmata della cellula infetta.
La morte della cellula infetta causata dal sistema immunitario dell’organismo colpito
dall’infezione rappresenta un evento sfavorevole per il virus, questo perché la morte della
cellula riduce il numero di cellule che possono produrre nuovi virioni. Per questo motivo
molti virus codificano proteine capaci di inibire l’apoptosi.
IN CONCLUSIONE
Attualmente la ricerca medica e quella scientifica hanno raggiunto importantissimi risultati in
materia di profilassi, cura e controllo delle malattie epidemiche ed endemiche. Con il progredire
dello sviluppo tecnologico e scientifico potremmo in futuro raggiungere risultati ancor più
soddisfacenti che tutt’ora ci sembrano inimmaginabili. Il progresso scientifico però ha al suo
interno dei limiti in quanto si scontra spesso con l’aspetto etico, inoltre purtroppo, non sempre le
tecnologie hanno prodotto un vantaggio all’uomo, ma hanno anche causato disastri all’ambiente e
alla salute umana.
Sarebbe un grande risultato se i traguardi raggiunti in campo medico nei paesi industrializzati
raggiungessero anche le popolazioni del Terzo Mondo. Diverse agenzie internazionali si occupano
di salvaguardare il diritto alla salute in tutto il mondo, senza distinzione di stato sociale e razza,
possiamo per esempio citare l’OMS, agenzia facente parte dell’ONU, specializzata appunto nella
tutela della salute, l’OMS ha sede a Ginevra ed è stata fondata il 7 aprile 1948. L’OMS si impegna
affinché un giorno possano essere assicurati, a tutte le popolazioni, i servizi sanitari e di assistenza
medica per raggiungere il più alto livello di salute possibile.
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