Microbiologia e Patologia

La parola igiene trae la propria origine da Igea, figura della mitologia greca, dea della salute e dell'igiene, a cui si rivolgevano i sani per mantenere il più a lungo possibile il proprio stato di salute.

L'igiene è una disciplina medica che ha come obiettivo quello di promuovere e conservare la salute, sia individuale sia collettiva, attraverso la prevenzione delle malattie.

Ha come oggetto di studio il soggetto malato e si occupa di prevenire eventuali patologie, agendo sull'ambiente e sulla collettività.

Noi ci siamo concentrati sull'aspetto patologico di alcuni organismi, di cui ci spiegheremo il metodo d'azione e le patologie (anche molto conosciute) da essi provocati.

I batteri sono gli organismi più diffusi in natura e sono coinvolti in molti aspetti dell'attività umana.

Sono coinvolti nella produzione di alimenti, nella preparazione di antibiotici, nei trattamenti di depurazione delle acqua e del suolo e sono utilizzati nel campo dell'ingegneria genetica.

In questa sezione prendiamo in considerazione i batteri che interessano l'uomo in campo sanitario, cercando di approfondire alcune delle malattie che sono in grado di provocare. 

I batteri seguono la classificazione del Berkey's Manual, che li classifica seguendo:

• Dominio
• Regno 
• Phylum
• Classe
• Ordine
• Famiglia
• Genere
• Specie

Prima di cominciare va anche indicata una definizione di specie batterica, dal momento che la definizione utilizzata per gli altri organismi non può valere anche per i batteri, che si riproducono per scissione binaria: 

"Si definisce specie batterica un insieme di ceppi che hanno tra i loro DNA una omologia uguale o superiore al 70% e una differenza nelle coppie di basi C-G massimo del 2%"

Tutti i batteri da noi trattati appartengono al Dominio Bacteria o degli Eubatteri e al Regno delle Monere.

Le Spirochete appartengono al XV Phylum del Berkey's Manual. 

Osserviamo le loro caratteristiche:

• Gram -
• Possiedono una parete cellulare poco rigida e un filamento assiale contrattile.
• Hanno dimensioni da 0,5 ai 30 μm
  
• Possiedono degli endoflagelli a ciuffi.
• Chemiotrofi
• Aerobi - Anaerobi facoltativi.
• Vivono in acqua e nel suolo.
• Molte specie sono parassite e altre commensali di Animali (vedi Relazioni tra Organismi).
• Necessitano terreni di coltura selettivi oppure colture cellulari.
• Complesso antigenico formato da Antigeni proteici, polissacaridici e lipidici.

Osserviamo le specie importanti:

1. Treponema pallidum è il batterio responsabile della sifilide.
   Questo batterio è un parassita obbligato. Può sopravvivere a temperature alte fino a 50° e utilizza il metabolismo anaerobio. La malattia si trasmette per contatto diretto tra microrganismo e mucosa. La sifilide si sviluppa in tre stadi. Il sifiloma primario è una pustola che compare nel punto di ingresso del batterio, che scompare dopo poco tempo. Dopo un mese dalla scomparsa della pustola si verifica il sifiloma secondario, ovvero la diffusione delle lesioni. Se non si intervene per fermare la malattia si sviluppa il sifiloma terziario, ovvero la diffusione delle lesioni a tutto il corpo. Il sifiloma terziario può portare a paralisi e a morte.
   
   
   
   
2. Helicobacter pylori è il batterio responsabile dell'Ulcera Gastroduodenale.
   Questo batterio è acidofilo, ovvero è in grado di resistere a bassissimi pH. Convertendo l'urea in ammoniaca, H. pylori è in grado di neutralizzare il pH acido presente nello stomaco. Per ragioni ancora oggi sconosciute, questo batterio provoca lesioni avvitandosi all'interno delle mucose dello stomaco. Successivamente l'acido cloridrico presente nello stomaco attacca la ferita, peggiorando la situazione.
   
   
   
   
3. Borreliaburgdorferi è il batterio responsabile della Malattiadi Lyme.
   Questo batterio è un parassita degli artropodi, in particolare della zecca, responsabili del trasferimento del microrganismo all'uomo. La malattia di lyme inizia con febbre ricorrente e con un particolare eczema, chiamato eczema migrante, dal momento che è in grado di spostarsi sul corpo umano. La malattia non è estremamente pericolosa, ma se non si interviene in tempo la malattia può arrivare a provocare un rallentamento delle funzioni cognitive.

Quello dei Proteobacteria è il XII Phylum del Berkey's Manual. 

Questo phylum comprende tantissimi batteri, molto diversi tra loro. Per questa ragione è stato diviso in 5 classi: α, β, γ, δ e ε.

Batteri di classe alfa:

1. Peseudomonas aeruginosa è il batterio responsabile delle infezioni ospedaliere.
   Il genere Pseudomonas comprende batteri bastoncellari di grosse dimensioni, Gram -, chemiotrofi con metabolismo aerobio. Questi batteri sono ubiquitari e sono in gradi di produrre particolari pigmenti fluorescenti. In particolare P. aeruginosa causa la classica infezione ospedaliera in soggetti debilitati o immunodepressi.
   
   
2. Brucella melitensis è il batterio responsabile della brucellosi.
   ll genere Brucella comprende batteri a forma di coccobacillo, sempre Gram-, i quali sono parassiti endocellulari di molti animali. In particolare parassitano bovini e ovini, è possibile contrarli dunque attraverso il latte non pastorizzato. B. melitensis vive nelle cellule degli organi interni, in particolare nelle ghiandole mammarie. La Brucellosi causa febbre ricorrente e ascessi ai linfonodi. Esiste anche un altro ceppo, che si contrae nello stesso modo, la Brucella abortus. Questo batterio è in grado di provocare aborti spontanei. 

Batteri di classe beta:

1. Neisseria meningitis è il batterio responsabile della meningite.
   Il genere Neisseria comprende batteri che vivono associati a due a due, Gram -, che solitamente sono commensali delle vie respiratorie e delle mucose genitali.
   N. meningitis si diffonde per areosol (goccioline in sospensione nell'aria). Si attacca alle cellule bronchiali e in seguito migra verso le meningi, provocando mal di testa, nausea, vomito e giramenti.
   
   
2. Neisseria gonorreae è il batterio responsabile della gonorrea.
   Questo batterio appartiene allo stesso genere del batterio responsabile della meningite. Si diffonde attraverso contatto tra mucose, quindi con rapporti sessuali oppure tra madre-figlio durante il parto. La malattia provocata è la gonorrea, che provoca secrezioni purulente e che è responsabile della cecità neonatale.
   
   
   
   
3. Bordetella pertussis e parapertussis sono  responsabili della pertosse.
   Questi batteri sono coccobacilli assolutamente immobili che possiedono un antigene, presente nella capsula, molto virulento. Provocano pertosse nei bambini di età inferiore ai 10 anni.

Batteri di classe gamma:

1. Salmonella enterica è il batterio responsabile della salmonellosi.
   Questo batterio si trasmette per via oro-fecale ed è molto difficile da identificare.
   E' un bacillo che possiede dei flagelli peritrichi (vedi cellula) e produce Endotossine. Provoca la salmonellosi, cioè una intossicazione alimentare.
   Questo batterio poco resistente: lo si uccide utilizzando disinfettanti oppure cuocendo gli alimenti.
2. Yersinia pestis è il batterio responsabile della peste.
   Questo batterio è un coccobacillo completamente immobile. Vive solitamente negli animali selvatici, principalmente nel ratto, e può essere trasferito all'uomo tramite pidocchi. La malattia provocata può presentarsi sotto tre forme diverse.
   La Peste Bubbonica colpisce i linfonodi, la Peste Setticemica penetra all'interno del circolo sanguigno e provoca numerose emorragie e la Peste Polmonare, che al contrario delle altre si contrae per areosol, colpisce bronchi e polmoni.
   
   
   
   
3. Vibrio cholerae è il batterio responsabile del colera.
   Questo batterio, particolarmente patogeno perché vive alla temperatura corporea umana, vive libero sia nelle acque salate, sia in quelle dolci  e nei primi strati del suolo. La patologia si contrae bevendo acque contaminate.
   Il V. cholerae produce particolari tossine che attaccano le cellule dell'epitelio intestinale, le quali non sono più in grado di assorbire acqua.

Il Phylum dei Firmicutes è il XIII Phylum del Berkey's Manual.

Vediamo ora i 4 generi più importanti appartenenti a questo phylum:

Il Phylum degli Actinobacteria è il XXVI Phylum del Berkey's Manual, di cui osserviamo due generi:

1. I Micobatteri sono bacilli caratterizzati da una particolare resistenza ai pH acidi e ai disinfettati, dovuta alla loro parete cellulare, ricca di lipidi (in particolare acidi micolici). Per questa ragione vanno coltivati in particolari terreni di coltura arricchiti con glicerina o glicerolo. Solitamente vivono nelle acque e nel suolo.
   
   Micobacterium tubercolosis è l'agente eziologico responsabile della tubercolosi.
   La trasmissione di questa malattia è aerea e si diffonde da uomo a uomo.
   Il batterio si stabilisce a livello polmonare, provocando profonde lesioni "caseose" e una lesione cutanea nel punto di ingresso. Si verificano anche episodi di tosse con sangue e muco. Se non viene bloccata in tempo porta ad insufficienza respiratoria.
   
   
   
   Micobacterium leprae è invece responsabile della Lebbra, che colpisce i tessuti epiteliali provocando la disintegrazione della cute.
2. Il genere dei Corinebatteri comprende bacilli di dimensioni più piccole, che possiedono una Esotossina Proteica.
   
   In particolare Corynebacterium diphtheriae provoca la Difterite.
   Il batterio si diffonde da uomo a uomo e si posiziona a livello oro-faringeo, causando la morte delle cellule. Può spostarsi ad altri organi e provocare paralisi cardiaca.
   
   

I Funghi sono organismi uni e pluricellulari che possiedono cellula Eucariote.
Sono effettuano la fotosintesi ma sono eterotrofi per assorbimento.

Molti funghi sono normali commensali del corpo umano, alcuni invece risultano patogeni per l'uomo. 

Esistono 4 tipi di patologie funginee che colpiscono l'uomo, in ordine di gravità sono:

1. Cancro. 
   Alcuni funghi sono in grado di liberare tossine chiamate Atlatossine, le quali hanno azione cancerogena sui tessuti umani.
   
2. Tossinfezioni Alimentari.
   Le intossicazioni alimentari sono date dalla liberazione di tossine di tipo Alcaloide, che provano necrosi delle cellule degli organi interni.
   
3. Allergie.
   Patologie legate all'inalazione delle spore dei funghi, che colpiscono l'apparato respiratorio.
   
4. Micosi.
   Infezioni che hanno come agenti eziologici i funghi. Sono provocate dalla loro diffusione nei tessuti. Esistono 4 tipologie di micosi.
   
   Nelle micosi Sistemiche il fungo si sviluppa a livello degli organi interni, penetrando attraverso la respirazione si diffonde sfruttando il circolo sanguigno. E' il tipi di micosi più grave e meno diffusa.
   Es: Histoplasma capsulatum 
   
   
   
   Nelle micosi Sottocutanee il fungo raggiunge la muscolatura e il tessuto osseo, in seguito ad un taglio o ad una ferita profonda.
   Es: Sporothrix schenckii 
   
   Nelle micosi Cutanee vengono colpiti il derma e gli annessi cutanei, accomulati dall'essere costituiti da cheratina, scissa da un enzima prodotto da alcuni funghi.
   Possono provocare alopecia o infezioni come quella del piede d'atleta.
   Es: Genere Trichophyton
   
   
   
   Le micosi Opportuniste sono invece le micosi meno gravi e più diffuse.
   Solitamente sono causate da funghi che normalmente sono commensali delle mucose che, in soggetti debilitati o immunodepressi, si sviluppano maggiormente e diventano patogeni.
   Es: Candida albicans
   
   

La particolarità delle infezioni funginee è che non vengono trattate con antibiotici. Essendo specifici per i batteri, gli antibiotici potrebbero peggiorare la situazione infettiva. Per curare questo tipo di patologia sono necessari specifici antimicotici, reperibili in tutte le farmacie.

I protozoi appartengono al Regno dei Protisti e al Dominio degli Eucarioti.
Abbiamo visto che vengono classificati  in base al tipo di movimento in: Flagellati, Ciliati, Ameboidi e Sporozoi.

Osserviamo ora qualche patologia da essi provocata.

Le patologie causate dal phylum dei Flagellati sono le più diffuse e interessano prevalentemente i paesi tropicali. Tra queste abbiamo:

• Tricomonas vaginalis.
  Flagellato che vive all'interno dell'apparato riproduttore femminile. 
  Può causare arrossamenti e secrezioni ed è trasmissibile sessualmente.
• Giardia lambdia.
  Protozoo che vive nei paesi tropicali. Causa una infiammazione intestinale poiché parassita le cellule della mucosa gastrica, patologia che si può contrarre bevendo acqua contaminata.
• Tripanosoma brucei e crusei.
  Protozoi che vengono trasmessi all'uomo mediante artropodi (Mosca tze tze e Cimice). Hanno un effetto paralizzante. La patologia prende il nome di "malattia del sonno", in particolare la forma causata da T. crusei colpisce il cuore.
  
  
  

Le patologie causate da Ciliati e Ameboidi sono meno gravi, solitamente questi protozoi causano dissenteria e infiammazioni intestinali. 

Più gravi sono le patologie causate da Sporozoi, tra cui compare anche la Malaria.
Gli sporozoi hanno un ciclo vitale particolare che comprende due ospiti: in uno il protozoo svolge la parte di cilco sessuale (ospite intermedio) e nell'altro, solitamente l'uomo, svolge il ciclo asessuato (ospite definitivo). 

• Plasmodium malarie è lo sporozoo responsabile della Malaria.
  Ha come ospite intermedio la Zanzara Anopheles e come ospite definitivo l'uomo.
  Con il morso della zanzara P. malarie penetra all'interno dell'organismo, in particolare infetta le cellule del fegato (epatociti). Infetta poi i globuli rossi, provocandone la rottura, causando tremiti e febbre nell'uomo. Qui può decidere di infettare altre cellule oppure passare al ciclo sessuato. Quando una nuova zanzara pungerà l'uomo prelevando il sangue infetto al suo interno avverrà la fecondazione e la nascita di nuovi sporozoi.
• Toxoplasma gondii è un altro sporozoo che provoca una patologia umana, chiamata Toxoplasmosi. 
  Questo sporozoo ha come ospite intermedio il gatto e nell'uomo provoca episodi febbrili e spossatezza. Se contratto nei primi tre mesi di gravidanza può anche provocare l'aborto o malformazioni al feto.

I virus (vedi virus) sono definiti acellulari e vengono considerati come un aggregato di molecole. Per riprodursi devono parassitare obbligatoriamente le cellule di altri organismi, risultando patogeni.

Le malattie virali rappresentano la maggior parte delle malattie infettive che colpiscono l'uomo nei paesi più "sviluppati". Questo accade anche perché i farmaci disponibili per la cura di queste patologie sono molti meno, e meno efficaci, rispetto agli antibiotici per le cure batteriche.

Osserviamo ora alcune famiglie di virus patogene per l'uomo che hanno come materiale genetico il DNA:

• Parvoviridae è una famiglia di Virus  responsabili della 5a malattia, patologia che colpisce i bambini provocando piccoli eritemi cutanei.
  
  
  
  

• Adenoviridae è una famiglia di virus icoesaedrici con pericapside a DNA. Furono individuati per la prima volta nelle adenoide. Attaccano le cellule epiteliali delle vie respiratorie.
  
  
  

• Papillomaviridae (HPV)è una famiglia di Virus icoesaedrici privi di rivestimento. Questi virus attaccano le cellule cutanee e provocano verruche e condilomi.
  HPV16 e HPV18 sono responsabili anche del tumore al collo dell'utero.
  
  
  
• Poxviridae è la famiglia di appartenenza del virus Variola major, responsabile del vaiolo che causa pustole e cicatrici deturpanti. Questa malattia è stata completamente debellata nel 1980, ma viene tutt'ora conservata e potrebbe essere utilizzata come arma biologica. Anche questa famiglia possiede il DNA come materiale genetico e hanno forma mista.
  
  
  
  
• Hepanaviridae è la famiglia di virus responsabili dell'Epatite di tipo B, la più pericolosa. Viene definita anche epatite da siero e si trasmette attraverso lo scambio di liquidi corporei. Colpisce le cellule epatiche, provocando necrosi e portando in alcuni casi alla morte. Ha un periodo di incubazione che arriva fino a 5 mesi. Al giorno d'oggi è disponibile un vaccino.
  
  
  
  
• Herpesviridae è una vasta famiglia di virus ad azione patogena. Appartengono ad essa gli Herpes Simplex di tipo 1 (gli herpes labiali), gli Herpes Simplex di tipo 2 (herpes genitali), l'Herpes Zoester (responsabile di varicella e fuoco di S. Antonio), il virus della Mononucleosi, il Citomegalovirus, il virus della 6a malattia e il virus del Sarcoma di Kaposi (patologia che provoca tumori in soggetti immunodepressi e risulta essere la prima causa di morte per i malati di AIDS).

Osserviamo ora alcune famiglie di virus patogene per l'uomo che hanno come materiale genetico l'RNA:

• Picoviridae è una famiglia che comprende diversi virus patogeni per l'uomo. Poliovirus è il genere di virus responsabili della poliomelite, malattia che in passato arrivava a provocare paralisi degli arti inferiori.
  Echovirus è il genere di virus che solitamente provocano disturbi respiratori.
  Hepatovirus è il genere di virus responsabili dell'Epatite A, che si trasmette attraverso liquidi biologici o per via oro-fecale. Infetta molluschi e verdure a foglia larga ed ha un periodo di incubazione di alcune settimane.
  Rhinovirus è invece il genere a cui appartengono i virus che causano il comune raffreddore. 
  
• Togavirus è la famiglia a cui appartiene l'HCV, genere di virus responsabili dell'Epatite C. A questa famiglia appartengono anche i Rubivirus, responsabili della rosolia.
  
  
• Flaviviridae è la famiglia di virus responsabili di febbre gialla e febbre del Nilo.
  
  
• Orthomyxoviridae è la famiglia di appartenenza dei virus influenzali, che possono essere di tipologia diversa.
  
  • A - Trasmissione Uccello-Mammifero
  • B - Trasmissione Uomo-Uomo
  • C - Trasmissione Suino-Uomo

• Paramyxoviridae è la famiglia dei virus che provocano morbillo e parotite.
  
  
• Filoviridae è invece la famiglia di virus responsabile dell'Ebola e della febbre emorragica.
  
  

Un altro virus molto importante e diffuso oggi è quello dell'HIV. Questo virus è un Retrovirus, ovvero possiede l'RNA come materiale genetico ed è in gradi di convertirlo in DNA per integrarlo al materiale genetico della cellula parassitata.

Avvenuto questo il virus può replicarsi immediatamente, rendendo il contagiato immunodeficiente, oppure rimanere latente anche per anni.