Microbiologia
Lez. 19/03/13. Prof. Iannello
Ieri abbiamo detto che ci sono due modalità con cui i funghi si possono presentare, cioè organismi
unicellulari, lieviti, e organismi pluricellulari molto più complessi, muffe, i cui costituenti di base
sono dei filamenti chiamati ife. Esistono diversi tipi di ife: ife settate, ife non settate ecc… che
morfologicamente sono diverse e permettono di riconoscere i generi di funghi che si stanno
osservando. I lieviti presentano un aspetto rotondeggiante. Ieri abbiamo detto che vi sono alcuni
funghi che si chiamano dimorfi, perché possono vivere in modo tale che uno stesso organismo
possa assumere entrambi gli aspetti, lievitiforme o comunque non di fungo non filamentoso
quando si trova nell’ospite, l’uomo, ad una temperatura di 37°, mentre a temperatura ambiente
questi si possono trovare sottoforma di muffe cioè di veri e propri funghi filamentosi, in cui alcuni
costituenti, conidi, possono essere inalati occasionalmente perché presenti nell’area,
trasformandosi nel nostro organismo in lieviti e possono dare patologie.
I funghi possono essere patogeni per definizione, cioè possono provocare patologie più o meno
gravi a seconda di tanti fattori come la carica infettante, cioè la quantità dei conidi che può
determinare una infezione o una patologia vera e propria. Un’altra cosa che può influenzare la
storia di una infezione da funghi patogeni può essere lo stato immunitario del soggetto (infezione
opportunista).
Tra i lieviti più frequenti, vi sono quelli che appartengono al genere candida perché è una dei
micelli che più comunemente si trova in patologia umana.
I lieviti si riproducono per gemmazione (budding) cioè da una cellula madre ne deriva una figlia
che poi si separano tra di loro. I funghi sono tutti gram positivi. Naturalmente non abbiamo
batteri per fare un confronto di dimensioni però queste cellule sono sicuramente più grandi dei
coffi?? e possono essere occasionalmente osservate in preparati che sono fatti per altri scopi, tipo
le candide che spesso si trovano nella mucosa dell’epitelio vaginale, aderiscono alla mucosa, e
vengono osservate quando si fa il Pap Test che possono comportarsi da saprofiti. Il problema delle
candide, che sono un po’ ospiti normali, è che quando si verificano delle condizioni dell’ospite per
cui o viene alterata la flora normale per esempio, una delle cose più frequenti che accadono in
seguito a terapie antibiotiche prolungate, allora si possono riprodurre in maniera più abbondante
rispetto al solito e possono dare delle vere e proprie colonizzazioni della mucosa e quindi infezioni.
Le potete trovare come agenti di una infezioni in seguito a condizioni che alterano l’equilibrio
normale dell’ospite. Le ife possono essere di diverso tipo, ife settate in cui vi sono dei nuclei e
delle cellule che sono separate da setti in cui c’è passaggio di materiale da una cellula e l’altra, e
altre che vengono chiamate ife cenocitiche che hanno un unico canale all’interno senza setti e i
nuclei sono dispersi nel citoplasma.
Le spore o conidi, usati spesso come sinonimi, sono organelli deputati alla riproduzione dei funghi.
Qua da una spora si può generare un ifa. I funghi sembrano quasi delle piante ma non
appartengono al regno vegetale.
Un insieme di ife, filamenti microscopici non visibili ad occhio nudo, così come è invisibile una
cellula batterica ma è visibile una colonia batterica in quanto contiene milioni e milioni di cellule.
Lo stesso discorso vale per le ife che sono i costituenti elementari delle muffe che si chiamano
anche funghi filamentosi per indicare il componente di base, e un insieme di ife si chiama Micelio.
Per cui il micelio indica un insieme, un aggregato di ife che sono i costituenti filamentosi dei
funghi.
I lieviti sono rotondeggianti, un po’ ovoidali, alcuni possono presentare anche dei filamenti
assomigliando a delle muffe, ma in realtà si parla di pseudoife cioè i lieviti non formano delle vere
e proprie ife ma pseudoife a meno che non si tratti di un fungo dimorfo che può passare allo stato
filamentoso. Hanno delle caratteristiche biochimiche molto diverse tra di loro.
Il termine Tallo potrebbe essere una specie di sinonimo del micelio e indica il corpo del fungo.
Il micelio, insieme di ife, viene distinto in micelio vegetativo e micelio aereo, cioè ifa vegetativa e
ifa aerea. Abbiamo detto che assomigliano un po’ a delle piante anche se non appartengono al
loro regno. La parte della colonia del micelio delle muffe, cioè la parte visibile, aderisce allo strato
su cui la muffa sta crescendo o in un terreno di coltura se siamo in laboratorio, viene chiamato
micelio vegetativo, cioè è la parte del corpo della colonia di muffa che ha rapporto con il substrato
e preleva dal substrato i nutrienti necessari. La parte che protrude dal substrato, corrisponde un
po’ alle foglie delle piante, anche se non sono piante, è chiamata micelio aereo, ed è la parte della
colonia che è organizzata in modo di produrre conidi o spore che sono la parte delle muffe
deputate alla riproduzione.
Per quanto riguarda la struttura della cellula di base, sia che si tratti di lieviti sia che si tratti delle
cellule contenute nelle ife, hanno delle strutture cellulari simili agli altri eucarioti. Una membrana
plasmatica che contiene steroli, importante perché ci sono dei farmaci che si usano nella terapia
delle micosi, infezioni causate da miceli.
Se abbiamo una infezione batterica usiamo dei farmaci chiamati antibiotici, che però non agiscono
sui funghi in quanto la struttura di una cellula batterica è diversa da quella dei funghi, abbiamo un
eucariota e un procariota. Un infezioni da miceti viene curata con gli antimicotici, cioè farmaci che
si usano nella terapia o nel tentativo della terapia di un’infezione da funghi. Il termine antibiotico
viene usato per una molecola antibatterica.
I bersagli di molti di questi farmaci sono rappresentati dalla membrana plasmatica. Vi sono degli
antimicotici che interferiscono o con la membrana plasmatica già sintetizzata oppure con la
sintesi. Ad esempio vi sono degli antimicotici, polieni, che creano dei veri e propri pori nella
membrana plasmatica dei funghi o meglio delle cellule eucariotiche. Si legano alla membrana,
creano dei pori danneggiando il fungo.
Un altro bersaglio di altri farmaci chiamati imidazolici, è la sintesi degli steroli. Il problema è che
usiamo un farmaco che agisce sulla membrana plasmatica delle cellule eucariotiche per cui questi
farmaci molto spesso sono tossici. Vi sono alcuni polieni, vedi la nistatina, che così tossica non si
può usare per un trattamento sistemico, ma per un trattamento locale nelle infezioni da funghi
per esempio nelle mucose. C’è un altro poliene chiamato anfotenicina D che si può usare per
trattamento sistemico, per via endovenosa, nel caso di infezioni da funghi gravi , ma ha effetti
tossici a livello del rene e a livello del fegato. Per cui è molto importante saper usare tali farmaci
perché da un lato servono all’eliminazione dei funghi ma essendo tossici si rischia di danneggiare
lo stesso paziente. Il motivo è che il bersaglio è lo stesso perché si tratta di organismi eucarioti.
Questo problema con gli antibatterici non è così importante, perché gli antibiotici possono essere
tossici per tanti motivi, danno delle reazioni avverse, però di solito vanno ad agire su bersagli che
sono diversi dalle nostre cellule. Si usano per cellule procariote che hanno organuli diversi.
Poi come struttura interna hanno membrana ribosomi, organelli intracellulari li presentano tutti,
invece i batteri sono piuttosto semplici come struttura. Complesso di Golgi, reticolo
endoplasmatico che non c’è nei batteri, c’è un nucleo ben definito e hanno i mitocondri che sono
assenti nei batteri.
I funghi hanno anche una parete cellulare che non ha però la stessa struttura chimica dei batteri.
Quella dei batteri è costituita da peptidoglicano e ci sono antibiotici che interferiscono con la
sintesi del peptidoglicano quali penicilline e cefalosporine. La parete cellulare dei funghi ha lo
stesso significato della parete cellulare dei batteri, ma chimicamente è diversa in quanto è fatta da
un polimero che ha una struttura paragonabile a quella del peptidoglicano e si chiama chitina e
non è uguale al peptidoglicano e da ciò si deduce che non si potrà mai utilizzare una penicillina o
cefalosporina per inibire la sintesi di una parete cellulare dei funghi. Ci sono dei farmaci che
interferiscono con la sintesi della parete cellulare dei funghi. La penicillina è stata scoperta perché
una muffa ha contaminato delle piastre in cui dovevano crescere dei batteri e intorno alla muffa
non è cresciuto niente. Questo ha portato alla scoperta di questa molecola prodotta da un fungo
che si chiama Penicellium, che è una muffa, che assomiglia allo Spergillius.
Una delle caratteristiche dei funghi dimorfi è che sono patogeni per definizione a differenza di altri
che si comportano da opportunisti, vedi la Candida la Spergillus.
Un’altra caratteristica importante è che spesso si trovano in zone geografiche ben definite.
L’ambiente umido della foresta amazzonica è ideale per lo sviluppo di un fungo dimorfo che si
chiama Paracorcidioides e uno in Brasile che si chiama Brasiliensis e si trova solo lì.
Però nell’America settentrionale o in Europa non troveremo mai il Paracorcidioides Brasiliensis,
quindi il rischio di sviluppare una infezione e poi una malattia dovuta a questo fungo è ristretto
solo a quella zona geografica. Nei deserti californiani invece ci sono le condizioni ambientali per la
persistenza nell’ambiente di un altro tipo di fungo che predilige le temperature elevatissime, non
ha bisogno di acqua e si chiama Corcidiodes immidis. Il corcidioides non potrà mai vivere nelle
zone in cui vive il paracorcidioides e viceversa.
Un altro si chiama Blastomices(genere) Dermatidis (specie) e si trova soprattutto nella zona dei
Grandi Laghi dell’America settentrionale, quindi predilige temperature basse.
Un altro si chiama Histoplasma capsulatm che si trova nella zona Sud Orientale degli Stati Uniti,
nella zona del Mississipi, Indianapolis, in cui ho passato circa un anno in piena zona endemicaper
questa patologia che si chiama istoplasmosi.
Endemia indica lo sviluppo di una patologia localizzata in determinate zone e non in altre.
L’altro giorno parlavamo di qualche infezione endemica nelle nostre zone, quali quella del Bacino
mediterraneo per esempio la lesmaniosi, oppure infezioni da salmonella, la brucellosi, questi nel
Meridione. In Alto Adige la Brucella non sanno cos’è. Dipende molto dalle condizioni con cui viene
allevato il bestiame, soprattutto gli ovini, le condizioni igieniche influenzano molto lo sviluppo di
un patogeno in una zona rispetto ad un’altra.
Perché è importante che ci occupiamo di patogeni che non si trovano in Italia , in Europa o a
Messina? Perché ognuno di noi può anche non restare piantato nella zona in cui si è nati, ma
spostarsi. Io sono stata vicino a Indianapolis in una zona endemica in cui si trova nell’ambiente
l’Histoplasma. Da una patologia simile alla tubercolosi, con lo stesso tipo di sintomi il
microorganismo ha lo stesso tipo di interazione che ha con l’ospite, infetta i macrofagi. È simile
come comportamento ai micobatteri della tubercolosi. Questo è un fungo, quelli sono batteri.
Dopo esser tornata da questa zona, rientro a casa e presento dei sintomi simili a quelli della
tubercolosi. Potrebbe essere un histoplasmosi, cioè una sintomatologia causata da uno di questi
funghi che hanno questa zona ristretta di habitat. È importante allora conoscere questi funghi, in
modo tale che possiamo collegare i sintomi con il viaggio in una zona dove ci sono microrganismi
ben determinati. Questi 4 sono funghi patogeni perché possono dare una patologia anche in
pazienti normali dal punto di vista del sistema immunitario.
Altri sono Opportunisti cioè significa che sono microrganismi o organismi più complessi come la
muffa che dà patologie soltanto in condizioni di immuno-compromissione dell’ospite.
Per chi usa il La Placa come libro di testo la parte della riproduzione dei funghi è un po’ complicata,
per cui vi consiglio di lasciarla per evitare di perdere tempo.
Ci sono altri in cui è fatta più chiaramente tipo quello Javez, il Marray. Potete integrare lo studio
da diversi testi. Poi decidete quando farete la materia, venite a fare una chiacchierata per vedere
gli argomenti come sono fatti meglio in un testo o in un altro.
Qualche cosa sulla riproduzione dei funhi va comunque conosciuta perché la classificazione dei
funghi è basata sulle modalità di riproduzione.
Ieri abbiamo parlato di funghi perfetti e funghi imperfetti . i funghi perfetti sono quelli che hanno
entrambe le modalità di riproduzione, cioè in una fase si riproducono in modo sessuato, mentre in
un’altra in modo asessuato.
Poi ci sono quelli imperfetti e si chiamano deuteromiceti. Sono un gruppo di funghi, di cui ancora si
conosce solo la riproduzione asessuata e sono chiamati funghi imperfetti o deuteromiceti.
A questo appartengono la Candida Albicans, pneumocystis carinii che per molto tempo è stato
considerato come un protozoo, però molti sostengono che si tratti di un fungo. È sempre un
organismo eucariota, che è un altro esempio di opportunismo. Fin che mi son laureata io, 1977, si
erano descritti dei casi di infezioni da questo tipo di agente infettivo, pneumocystis carinii,
soltanto in particolari casi di neonati immaturi, casi estremamente rari. Negli anni ’80 è iniziata
l’epidemia da HIV, quindi i soggetti che avevano questa strana sindrome che nessuno aveva visto
prima, andavano incontro a morte spesso perché avevano delle polmoniti e si vide con l’esame
autoptico che c’era una grande incidenza di infezione di questo microrganismo che fino ad allora
non era mai stato correlato con patologie per esempio nell’adulto. È una cosa simile è successa
con una specie di micobatteri chiamati Aviu intracellulare. Anche questo è un’opportunista, non
ha mai dato problemi nell’uomo tranne che a partire dagli anni ’80 in questi soggetti. Nei soggetti
normali non troveremo mai delle infezioni correlate col micobatterio Avio. Nei pazienti con AIDS o
con immuno-compromissioni gravi si.
Questi sono due esempi di funghi imperfetti.
Poi ci sono gli Zygomiceti, che sono funghi perfetti cioè che hanno riproduzione sia sessuata che
asessuata. Sono degli opportunisti. Uno che si chiama Rhizopus migricans lo si può trovare in
pazienti diabetici. Il diabete è una malattia sistemica che coinvolge tutti gli organi e apparati, ci
possono essere dei problemi anche a livello della risposta immune nei confronti di microorganismi.
Anche la Candida può dare delle infezioni opportuniste in soggetti diabetici.
Il rhizopus è stato chiamato così perché in una delle fasi del ciclo vitale presenta la forma di una
piantina con le radici.
Deuteromiceti: funghi imperfetti
Zygomiceti comprendono una serie di genere di funghi che si riproducono per via sessuata e
asessuata e hanno una morfologia di questo tipo. Si assomigliano molto tra di loro.
Vi sono altre due classificazioni: ci sono gli Ascomyceti che hanno i due tipi di riproduzione e
comprendono sia muffe pennicilium notatum( produce pennicilina).
Saccharomyces l’avete incontrato in biologia ed è un lievito (lievito di birra).
Questa classificazione è fatta in base alle modalità di riproduzione e non ha niente a che vedere
con la distinzione tra muffe e lieviti. Tra gli ascomyceti sono compresi sia muffe
- pennicilium, trycophyton, blastomyces.
Il saccharomyces è un lievito, il trycophyton( piede d’atleta) è un fungo che ama gli ambienti
umidi, come tutti i funghi, e alcuni possono dare delle patologie a livello cutaneo e si chiamano
dermatofiti. Bisogna evitare quando si va il palestra, in piscina non deve mai camminare a piedi
nudi per non mettere il piede nudo in un posto dove ci può essere una condizione igienica non
conveniente. Anche in spiaggia si può contrarre una micosi per la presenza di funghi chiamati
geofili del gruppo dei dermatofiti e quelli possono infettare. Bisogna rispettare quindi le norme
igieniche. Si chiama piede d’atleta perché sta sempre con le scarpe da ginnastica e quindi si rischia
di avere il piede umido e si possono avere delle micosi tra le dita del piede causate proprio da
questo dermatofita.
Questo gruppo è molto eterogeneo, hanno in comune soltanto il tipo di riproduzione e vengono
classificati in questo grande gruppo degli Ascomyceti ma per il resto sono diversi l’uno dall’altro.
Si chiamano Ascomycety perché nella riproduzione sessuata si formano dei sacchettini allungati
all’interno dei quali si formano delle spore, organelli deputati alla riproduzione. Questa struttura si
chiama ASCO e li formano tutti. Anche l’Aspergillus è un ascomycete.
La parola gram positivo indica un batterio che ha un certo tipo di caratteristiche diverse da quello
gram negativo.
Quindi abbiamo detto deuteromyceti, imperfetti. Tra i funghi perfetti abbiamo detto zygomiceti,
ascomyceti, e quest’ultimo gruppo si chiama Basidiomyceti.
Questi comprendono: amanita, esempio di fungo più tossico, velenoso, produce tossine che
portano alla distruzione del fegato. Nello stesso gruppo dei Basidiomyceti troviamo anche il
cryptoccus che è un lievito che ha una caratteristica importante, cioè è l’unico lievito dotato di una
capsula.
Non vi fate trarre in inganno quando trovate l’Histolasma capsulatum perché quello è chiamato
capsulatum per errore. Cioè dall’osservazione microscopica di materiali bioptici o materiali presi
da soggetti che avevano queste malattie che fino ad una settantina di anni fa non si conoscevano,
sembrava che questi organelli che si vedevano nei vetrini avevano intorno una capsula e per
questo fu chiamato Histoplasma capsulatum ma non ha capsula. L’unico ad avere capsula è il
Cryptococcus, ed ha anche un certo grado di virulenza, ed è un opportunista. Può dare meningiti in
pazienti affetti da AIDS e di meningite si può anche morire.
Possiamo inalare cryptococchi magari avendo una sorta di sindrome simil-influenzale, ma il
paziente con la sindrome di HIV, che inala la stessa quantità di cryptococchi, che in un paziente
normale non porta a niente, causa una meningite, cioè dall’apparato respiratorio può passare in
circolo e produrre una meningite. Molto spesso ci sono degli animali che sono ospiti naturali di
alcuni microorganismi. Per esempio l’ospite naturale del cryptococcus è il piccione. Essi lo liberano
dal loro emuntorio intestinale.
Per quanto riguarda l’Histoplasma ha un altro ospite naturale e la patologia data da questo
Histoplasma si chiama anche malattia degli speleologi. Uno degli ospiti naturali è il pipistrello. Lo
ospita nell’intestino e non è malato di Histoplasmosi altrimenti morirebbe. Lui sta benissimo
nell’intestino dei pipistrelli. Il problema per l’uomo è che il pipistrello con i suoi escrementi può
contaminare il suolo di queste grotte e lo speleologo incauto che entra in grotta si trova ad inalare
una quantità enormi di polveri in cui c’è questo fungo provocando Histoplasmosi, malattia cronica
piuttosto antipatica. Può anche diventare una malattia sistemica grave.
Invece l’ospite naturale per il cryptococcus è il piccione, alberga nell’intestino e una volta espulso
contamina l’ambiente.
Ieri abbiamo incontrato un altro ospite naturale di un protozoo, il gatto. Quindi gli animali possono
contribuire a mantenere nell’ambiente dei microrganismi che possono dare poi patologie
all’uomo. I basiliomyceti formano durante la loro riproduzione sessuata, qui è riportata la
Amanita, un fungo di dimensioni macroscopiche, ma lo stesso tipo di riproduzione ce l’ha il
cryptococcus che è un lievito unicellulare. Essi sono però classificati nello stesso ordine dei
Basiliomyceti. Si chiamano Basiliomicety perché basilio significa re, e durante la loro riproduzione
sessuata formano delle spore che si trovano su queste strutture, sembra una corona legale e non
sapendo come chiamare questi funghi li chiamarono basiliomyceti.
Questi 4 termini, deuteromyceti, ascomicety, zigomyceti e basiliomyceti indicano una
classificazione dei funghi basata sulla modalità di riproduzione.
La candida albicans, si chiama candida perché è un qualcosa di colore bianco e in effetti le colonie
sono di colore bianco, e formano micosi superficiale della mucosa orale di un paziente con AIDS. È
un esempio classico di infezione opportunista.
Altro esempio di infezione con Trycophyton che è uno di quei dermatofiti che vi dicevo. Danno
delle patologie a livello della cute e degli annessi cutanei( unghi capelli e peli possono essere
infettati).
Altro esempio di micosi cutanea è il ring worm , verme ad anello, cioè queste infezioni hanno la
caratteristica di andare in senso centrifugo, cominciando dal centro si espande fino ad occupare
una sede molto ampia della cute.
Infezioni da Histoplasma, che è già patogeno per definizione, possono dare origine in pazienti
immunocompromessi a patologie molto più gravi, infezioni opportunista.
Anche il micobatterio si comporta allo stesso modo, è un patogeno se va a infettare un paziente
immunocompromesso perché ha HIV o è malnutrito e la patologia sarà molto più grave, perché si
creano delle situazioni che interferiscono con le difese immunitarie.
Non solo i funghi si comportano da opportunisti. I funghi che sono patogeni per l’ospite normale
possono dare delle micosi sistemiche che coinvolgono tutto l’organismo, oppure soltanto delle
micosi cutanee oppure sottocutanee. Specie si riferisce al numero dei patogeni e non al tipo di
patologia. Ci sono 25 specie di funghi che possono dar luogo a patologie sistemiche.
Nell’imunocompromesso sono state individuate 300 specie di funghi che hanno dato delle
patologie all’immunocompromesso. Quindi sono opportunisti.
Essere infettati da un microorganismo non significa necessariamente avere la malattia infettiva.
Una cosa è essere infettati o colonizzati da un microrganismo e una cosa è sviluppare i segni clinici
della malattia infettiva. Nell’interazione tra microrganismo e organismo ospite, in fondo è solo la
punta dell’iceberg mentre tutta la parte più importante è quello che non si vede. Cioè noi
possiamo essere infettati da una moltitudine di microrganismi ma non è detto che ci ammaliamo
di quel particolare tipo di malattia. Il Toxoplasma dà delle patologie che non sono clinicamente
evidenti, cioè c’è un’infezione ma non c’è una malattia conclamata. Il contatto con il
microrganismo l’abbiamo avuto. Non ci accorgiamo, abbiamo sviluppato una infezione, ci siamo
immunizzati e abbiamo una immunità verso qualche microrganismo senza neanche rendercene
conto. Una infezione da funghi opportunisti può essere contratta dall’ambiente oppure può essere
commensali come la candida, però quando si trova in condizioni favorevoli si sviluppa in modo
abnorme. Di funghi opportunisti ce ne sono tantissimi, ma le infezioni più gravi sono dovute a
candida, aspergillus, mucor rizhopus.
Adesso si parla molto di infezioni opportuniste mentre fino a qualche anno fa non se ne parlava
proprio. Allora uno dei motivi è che intanto è più facile fare una diagnosi tecnicamente, le tecniche
di laboratorio sono migliorate, però uno dei motivi importanti è l’aumento del numero di pazienti
affetti da epidemia da Hiv, neoplasie maligne, linfomi, leucemie, condizioni iatrogene, cioè ci sono
delle situazioni che sono determinate dal fatto che per fare certe terapie si devono usare dei mezzi
che dall’altro lato possono causare patologie anche gravi. L’esempio è il paziente trapiantato che
deve essere sottoposto a trattamenti immunosoppressori abbastanza energici, però
contemporaneamente inibiscono i meccanismo che ci difendono dalle infezioni.
Procedure terapeutiche invasive: protesi, impianto di strumenti che possono essere colonizzati da
microrganismi, oppure un clinico che si trova davanti un immunocompromesso va a valutare se il
paziente sta iniziando ad avere delle patologie infettive che magari fino a qualche anno fa non
venivano considerati. Da un lato un aumento effettivo, dall’altro una maggiore attenzione.
Pierluigi Russo
