INTRODUZIONE ALLA INTRODUZIONE ALLA MICROBIOLOGIAMICROBIOLOGIA

Il nostro mondo è popolato da creature invisibili, troppo piccole

per poter essere osservate ad occhio nudo. Queste forme di vita sono

definite microrganismi (o microbi) e possono essere osservate solo tramite

l’uso di un microscopio

Microbiologia: DEFINIZIONE

Microbiologia: scienza che studia i microrganismi e la loro attività

Microrganismi: organismi che sono talmente piccoli da non poter essere osservati ad occhio nudo, ma solo tramite l’utilizzo di un microscopio

Questa disciplina studia la forma, la struttura, la riproduzione, la fisiologia, il metabolismo dei microrganismi, la loro distribuzione in natura, le relazioni tra loro e gli altri esseri viventi, gli effetti benefici e dannosi che hanno sugli esseri umani, le modificazioni fisiche e chimiche che provocano nel loro ambiente

Che cosa sono i microrganismi?

1. Batteri2. Alghe3. Protozoi4. Funghi5. Virus

• Batteriologia• Ficologia• Protozoologia• Micologia• Virologia

batteri virus protozoi funghi

Esistono due tipi fondamentalmente differenti di cellule

Cellula procariote Cellula eucariote

Cellula procariote

Cellula eucariote

MO Dimensioni

(range)

Tipo di cellula

Virus 0.01-0.25µm Acellulari

Batteri 0.1-10µm Procariote

Funghi 2µm->1m Eucariote

Protozoi 2-1000µm Eucariote

Alghe 1µm-several meters Eucariote

Dimensioni e forma delle cellule dei microrganismi

MO= microrganismo

Il mondo dei microrganismi

Organismi viventi

Agenti infettivi (non viventi)

Procarioti

(unicellulari)eucarioti virus viroidi prioni

Eubatteri Archaea Alghe Funghi Protozoi

A cosa associamo il termine “batteri”?

• Malattie• Infezioni• Epidemie• Degradazione degli alimentiMa….• Solo l’1% di tutti i batteri conosciuti causa

malattie nell’uomo• Solo il 4% di tutti i batteri conosciuti causa

malattie nelle piante• 95% di tutti i batteri sono NON PATOGENI

Alcuni benefici apportati dai MO1) necessari per i cicli geochimici del suolo. Esempio: ciclo

dell’azoto

2) Utilizzati per la produzione di vari tipi di bevande e alimenti (formaggio, yogurt, pane, birra, vino, aceto)

Alcuni benefici apportati dai MO

Fermentazione alcolica

3) I microrganismi producono antibiotici

• Penicillina

– Penicillium notatum

• 1928 Alexander Fleming

Alcuni benefici apportati dai MO (2)

4. Alcuni batteri sintetizzano sostanze di cui il nostro organismo ha bisogno

• Esempio: E. coli– B vitamina - metabolismo– Vitamin K - coagulazione– Colon (intestine)

Alcuni benefici apportati dai MO (3)

utilizzati come biomassa produttori di farmaci e molecole per uso industriale

Alcuni benefici apportati dai MO (4)

Storia della microbiologia

In the field of observation, chance favors only prepared minds

-----Louis Pasteur

The discovery of microorganisms

The spontaneous generation conflict

The recognition of microbial role in disease

The discovery of microbial effects on organic and inorganic matter

The development of microbiology in this century

La scoperta dei microrganismiAntony van Leeuwenhoek (1632-1723) nel 1676 scopre gli “animalcules” Antony van Leeuwenhoek (1632-1723) nel 1676 scopre gli “animalcules”

grazie al suo microscopio.grazie al suo microscopio.

Antony van Leeuwenhock (1632-1723) Delft, Holland

lente

oggetto da osservare

viti

Disegni che Leeuwenhoek utilizzò per descrivere gli “animalcules” osservati nei campioni di saliva

Antony van LeeuwenhoekAntony van Leeuwenhoek scrisse una serie di lettere alla Royal Society di scrisse una serie di lettere alla Royal Society di Londra, in cui fornì delle descrizioni dettagliate dei microrganismi che Londra, in cui fornì delle descrizioni dettagliate dei microrganismi che osservò studiando campioni di acqua piovana e campioni di salivaosservò studiando campioni di acqua piovana e campioni di saliva

"I then most always saw, with great wonder, that in the said matter there were many very little living animalcules, very prettily a-moving. The biggest sort. . . had a very strong and swift motion, and shot through the water (or spittle) like a pike does through the water. The second sort. . . oft-times spun round like a top. . . and these were far more in number."

Da dove originano i microrganismi?

• Teoria della generazione spontanea: la “vita” origina dalla “non-vita” (materia inanimata). Questa teoria era presente fin dai tempi di Aristotele (384-322 B.C.)

Louis Pasteur (1822 – 1895)

• E’ considerato il padre della microbiologia • Pasteur (1861) ha condotto esperimenti per confutare la teoria della generazione spontanea dei microrganismi• teoria della biogenesi• Pasteur (1881) sviluppò il vaccino control l’antrace• Pastorizzazione

Louis Pasteur al lavoro nel suo laboratorio

Fiasche “con collo di cigno” utilizzata negli esperimenti di Pasteur per confutare la teoria della generazione spontanea dei microrganismi e provare la teoria della Biogenesi

Conclusione:I microrganismi non si generano spontaneamente dalla materia inanimata o in decomposizione ma si generano attraverso la replicazione di altri microrganismi

Pastorizzazione (Pasteur, 1862)• Pasteur dimostrò che la replicazione dei microrganismi nelle

bevande come la birra, il vino e il latte, era responsabile della degradazione delle bevande stesse. Introdusse quindi un processo, che consentiva, attraverso il trattamento termico delle bevande, l’uccisione di gran parte dei microrganismi presenti. Il primo trattamento fu condotto da Pasteur e Claude Bernard il 20 aprile del 1862. Tale processo fu poi definito PASTORIZZAZIONE

La pastorizzazione oggi• Pastorizzazione bassa: mantenere l'alimento a 60-65° C per

30 minuti, è usata principalmente per vino e birra. • Pastorizzazione alta: 75-85 °C per 10-15 secondi, è usata

prevalentemente per i prodotti a bassa acidità come il latte e derivati.

• la UHT invece è una sterilizzazione (140-145 °C per 8-5 secondi)

Robert Koch nel suo laboratorio

Dimostrazione della correlazione fra microrganismi e patologie

Robert Koch (1843 – 1910)

Colture di microrganismi

Koch ha utilizzato metodi di staining (colorazione) e terreni di crescita come l’agar in piastre definite Petri dish (dal nome del suo assistente Julius Richard Petri) per l’isolamento e l’identificazione di microrganismi

Attraverso questi metodi, fu in grado di identificare nel 1882 l’agente eziologico della tubercolosi, il Mycobacterium Tubercolosis

I postulati di Koch (1)I postulati di Koch (1)

I postulati di Koch (2)I postulati di Koch (2)

1.1. L’agente causale deve essere presente in L’agente causale deve essere presente in tutti i casi della malattia di cui è ritenuto tutti i casi della malattia di cui è ritenuto responsabile e deve essere invece assente responsabile e deve essere invece assente negli individui sani.negli individui sani.

2.2. L’agente causale deve essere isolato L’agente causale deve essere isolato dall’individuo affetto e, posto in coltura, dall’individuo affetto e, posto in coltura, deve dare origine ad una popolazione deve dare origine ad una popolazione cellulare omogenea (una sola specie).cellulare omogenea (una sola specie).

I postulati di Koch (3)I postulati di Koch (3)

3.3. L’inoculo di una coltura pura dell’agente L’inoculo di una coltura pura dell’agente causale in individui sani deve dare luogo alla causale in individui sani deve dare luogo alla comparsa della malattia di cui si ritiene comparsa della malattia di cui si ritiene responsabile.responsabile.

4.4. L’agente causale deve essere re-isolato L’agente causale deve essere re-isolato dall’individuo infettato sperimentalmente.dall’individuo infettato sperimentalmente.

Alexander Fleming (1881-1955)

La scoperta della penicillina