Post on 02-May-2015
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
TEST DELLATEST DELLA
CASEASICASEASI
Terreni differenziali
E. coliE. coli (lattosio +) e (lattosio +) e S. S. enteritidisenteritidis (lattosio -) su (lattosio -) su terreno di Hektoenterreno di Hektoen
Staphylococcus aureus ed epidermidis su MSA
Terreni liquidi (brodi)
Caratteristiche metabolicheCaratteristiche metaboliche
Batteri aerobi: crescono in Batteri aerobi: crescono in presenza di ossigenopresenza di ossigeno
Batteri anaerobi: muoiono Batteri anaerobi: muoiono in presenza di ossigenoin presenza di ossigeno
Batteri microaerofili: Batteri microaerofili: crescono meglio con poco crescono meglio con poco ossigeno e il 5% di COossigeno e il 5% di CO22
Curva di crescita batterica
SPOREBacillus - Clostridium
STRUTTURAcaratteri 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 battericheTossine batteriche
EsotossineEsotossine Sono proteine secrete Sono proteine secrete
dalla cellula battericadalla cellula batterica Sono quasi tutte Sono quasi tutte
termolabilitermolabili I geni relativi possono I geni relativi possono
essere sul essere sul cromosoma, su cromosoma, su plasmidi o su profagiplasmidi o su profagi
Hanno attività Hanno attività biologiche specifichebiologiche specifiche
EndotossineEndotossine Sono costituite dal Sono costituite dal
lipopolisaccaride lipopolisaccaride presente sulla presente sulla membrana esterna membrana esterna dei batteri Gram-dei batteri Gram-negativinegativi
Sono termostabiliSono termostabili I geni relativi sono I geni relativi sono
sempre sul sempre sul cromosomacromosoma
Sono pirogeneSono 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 diimmuno-precipitazione
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