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Batteri  

 (Dal greco baktérion, "bastoncino"), grande gruppo di organismi unicellulari per lo più microscopici, privi di un nucleo distinto e caratterizzati da una modalità di riproduzione per divisione cellulare. In genere le cellule batteriche sono lunghe da 1 a 10 micrometri (un micrometro è uguale a 1/1000 di mm) e hanno sviluppato gli adattamenti più svariati per ottenere energia e sostanze nutritive. Si trovano in quasi tutti gli ambienti: nell'aria, nel suolo, nell'acqua, nel ghiaccio, nelle sorgenti calde e perfino negli sbocchi idrotermali delle profondità oceaniche. Alcuni proliferano sugli alimenti, mentre altri stabiliscono varie forme di simbiosi con piante, animali e altri organismi. La disciplina che studia la classificazione dei batteri e la prevenzione delle malattie causate da questi microrganismi prende il nome di batteriologia.

Classificazione

Nello schema di classificazione in cinque regni, i batteri costituiscono il regno dei procarioti e si differenziano dalle cellule di tutti gli altri organismi viventi, chiamati eucarioti, per l'assenza di un nucleo delimitato da membrana. Si conoscono circa 1600 specie di batteri, classificati secondo caratteristiche diverse. In base alla forma si distinguono i cocchi (sferici), i bacilli (bastoncellari) e gli spirilli (spiraliformi). Altre classificazioni seguono criteri quali la reazione alla colorazione di Gram, la modalità di respirazione (batteri aerobi e anaerobi) e di nutrizione (batteri autotrofi ed eterotrofi) e le caratteristiche biochimiche. Non tutti i batteri sono in grado di muoversi. Quelli mobili sono generalmente provvisti di appendici locomotorie costituite da flagelli, isolati o a ciuffi, che sono dotati di un movimento a vite. A seconda della direzione in cui ruotano i flagelli, i batteri si muovono in avanti o sul posto. La direzione e la durata del movimento è regolata da recettori chimici, situati sulla membrana del batterio, che segnalano la presenza nelle vicinanze di sostanze nutritive o di materiali tossici.

Genetica e riproduzione

Il materiale genetico della cellula batterica è costituito da un doppio filamento di DNA circolare (Acidi nucleici). In molti batteri sono, inoltre, presenti molecole di DNA accessorie e più piccole, dette plasmidi, che generalmente portano geni non essenziali per la riproduzione del batterio. Molti di questi plasmidi possono essere trasferiti da un batterio a un altro mediante un sistema di scambio del materiale genetico, detto coniugazione. Altri meccanismi che consentono di scambiare porzioni di materiale genetico sono la trasduzione, in cui il DNA viene trasferito dai virus batterici o batteriofagi, e la trasformazione, in cui il DNA viene inglobato nella cellula batterica direttamente dall'ambiente esterno. Le cellule batteriche si moltiplicano per fissione binaria: il materiale genetico si duplica e si distribuisce ai due poli della cellula batterica, la quale si allunga e alla fine si divide in due cellule figlie identiche alla cellula madre. Alcuni batteri si riproducono ogni 20-40 minuti. In condizioni favorevoli, con una divisione ogni 30 minuti, da una sola cellula dopo 15 ore si possono ottenere circa un miliardo di nuove cellule, che formano una colonia spesso visibile a occhio nudo. In condizioni avverse alcuni batteri vanno incontro a un processo di divisione modificato, al termine del quale vengono prodotte forme quiescenti, dette spore, in grado di sopportare condizioni estreme di temperatura e umidità.

Vita e attività dei batteri

I batteri instaurano vari tipi di relazioni con gli altri organismi. I saprofiti vivono su organismi animali e vegetali morti, contribuendo alla loro decomposizione negli elementi costitutivi, che possono essere, così, riutilizzati dagli altri organismi presenti nell'ecosistema. I batteri simbionti vivono, invece, all'interno di organismi viventi, con i quali possono instaurare una relazione di mutualismo, di commensalismo o di parassitismo. Un esempio di relazione del primo tipo è fornito dai batteri che vivono nel canale alimentare degli animali superiori e che contribuiscono alla digestione delle sostanze nutritive, in cambio di una parte degli alimenti procacciati dall'animale. I batteri commensali ottengono, invece, le sostanze nutritive dal loro ospite, senza però causargli né vantaggi, né svantaggi. Infine, i parassiti causano danni più o meno gravi agli organismi in cui vivono, senza recare loro alcun vantaggio. I batteri sono responsabili del deterioramento di cibi come la carne, il vino, la verdura, il latte e i latticini. L'azione di questi microrganismi produce un'alterazione delle caratteristiche chimiche dell'alimento, il quale in alcuni casi presenta semplicemente una variazione di aspetto o di gusto, mentre in altri casi può causare gravi forme di avvelenamento alimentare (Botulismo). Alcuni batteri svolgono ruoli importanti in numerosi processi industriali, come nella fermentazione necessaria alla produzione di formaggi e yogurt. I batteri sono, inoltre, utilizzati per la concia delle pelli, l'insilamento del foraggio, la produzione di tabacco, fibre tessili, farmaci, enzimi e detergenti. I batteri si trovano in quasi tutti gli ambienti, dove contribuiscono a diversi processi biologici. Alcuni batteri possono, ad esempio, produrre luce (Bioluminescenza) o liberare sostanze gassose. I batteri hanno grandissima importanza nella formazione e nella composizione del suolo, in quanto, con la loro attività di decomposizione del materiale organico, immettono nel terreno grandi quantità di sostanze nutritive che vengono utilizzate dalle piante. I batteri azotofissatori come Rhizobium radicicola infettano le radici delle leguminose, rifornendo le piante e il terreno di sostanze azotate (Fissazione dell'azoto). La fotosintesi, su cui è basata la vita delle piante, si è quasi certamente evoluta da batteri in grado di compiere questo processo; una prova a sostegno di quest'ipotesi è costituita dalla scoperta dell'Heliobacterium chlorum, un batterio dotato di un apparato fotosintetico semplificato.

Batteri patogeni

Sono note circa 200 specie di batteri patogeni, responsabili di numerose malattie dell'uomo. Il grado di patogenicità può variare a seconda della virulenza della specie batterica e delle condizioni generali dell'organismo ospite. Fra le malattie batteriche più gravi vi sono colera, tetano, gangrena gassosa, lebbra, peste, dissenteria, tubercolosi, sifilide, febbre tifoide, difterite, brucellosi e polmonite. Prima della scoperta dei virus, i batteri erano considerati gli agenti causali di tutte le malattie infettive.

Antibiotici

Diversi microrganismi, tra cui alcune specie di funghi e batteri, producono sostanze chimiche in grado di interferire con i processi vitali di determinati ceppi batterici. Queste sostanze, che comprendono la penicillina e la streptomicina, sono chiamate antibiotici e possono uccidere i batteri o impedire loro di crescere e di riprodursi. In questo secolo gli antibiotici hanno esercitato un ruolo fondamentale nel controllo delle malattie infettive. Antisettici.

Rickettsia

Genere di microrganismi di dimensioni intermedie tra i virus e la maggior parte dei batteri. Il loro nome deriva dal patologo americano Howard Taylor Ricketts, che per primo li scoprì. Come i virus, le rickettsie possono sopravvivere e riprodursi solo all'interno di cellule ospiti. Hanno forma tondeggiante o bastoncellare e si trovano in una grande varietà di mammiferi, compreso l'uomo, a cui causano gravi malattie. Sono in genere trasmessi da artropodi, come pulci, pidocchi, acari e zecche. Solo una specie infetta animali domestici come bovini e pecore e può essere trasmessa all'uomo attraverso l'ingestione del latte crudo infetto o l'inalazione dall'aria di particelle di latte, urina, feci o tessuti degli animali contagiati. Numerose specie di rickettsie che infettano gli insetti non provocano malattie in nessun mammifero. Le rickettsie possono crescere in laboratorio solo in colture di cellule viventi. Le malattie da rickettsie sono comunemente caratterizzate da insorgenza improvvisa e danno letargia, febbre alta, mal di testa, dolori muscolari, eritemi e danni alle pareti dei vasi sanguigni e al sistema nervoso centrale. Le malattie da rickettsie comprendono il tifo esantematico, il tifo endemico, la febbre purpurea delle Montagne Rocciose e lo tsutsugamushi. La diagnosi della maggior parte delle malattie da rickettsie è facilitata dallo sviluppo, nel sangue dei pazienti infetti, di anticorpi specifici, diretti contro questi microrganismi e individuati grazie a test sierologici. La prevenzione delle malattie da rickettsie comprende l'eradicazione dell'artropode portatore. Tra gli agenti terapeutici efficaci contro questi microrganismi si annoverano alcuni tipi di antibiotici ad ampio spettro e altri tipi di farmaci chemioterapici.

Classificazione scientifica: Il tifo esantematico è causato da Rickettsiaprowazeki, il tifo endemico da Rickettsia thyphi, la febbre purpurea delle Montagne Rocciose da Rickettsia rickettsii, lo tsutsugamushi da Rickettsia tsutsugamushi.

Stafilococco

Genere di batteri gram-positivi, di cui lo Staphylococcus aureus rappresenta la specie più comune e in genere causa lievi infezioni della pelle, mentre lo Staphylococcus epidermidis, pur essendo anch'esso molto diffuso, normalmente non è patogeno. In condizioni di immunodeficienza dell'ospite (Sistema immunitario), tuttavia, entrambi questi ceppi possono causare infezioni relativamente gravi. Nel XX secolo, in seguito alla scoperta degli antibiotici e al miglioramento delle condizioni igieniche ospedaliere e generali, l'incidenza delle infezioni da stafilococco è diminuita.

Al microscopio ottico gli stafilococchi appaiono sferici e riuniti in grappoli, con catene che raramente superano le quattro unità. Sebbene non diano luogo a spore né ad altre forme di resistenza, gli stafilococchi sono comunque in grado di sopravvivere per diverse settimane in assenza d'acqua e a temperature elevate, ma non indipendentemente da un organismo ospite.

Staphylococcus aureus

Lo Staphylococcus aureus si trova comunemente sulla pelle e nelle narici di molti individui sani, dove causa lievi infezioni superficiali sotto forma di foruncoli. Molto più raramente, solo in caso le difese dell'ospite siano particolarmente ridotte, lo Staphylococcus aureus può provocare forme più gravi, tra cui l'impetigine, l'infezione dei tessuti ustionati, il patereccio, l'osteomielite, la broncopolmonite, la setticemia, l'endocardite acuta, le intossicazioni di origine alimentare e la necrosi.

Negli ambienti ospedalieri esistono ceppi di Staphylococcus aureus resistenti ad antibiotici e antisettici, che dunque si possono riprodurre liberamente negli ospiti, fino a provocare setticemia.

Staphylococcus epidermidis

Lo Staphylococcus epidermidis generalmente non causa alcuna patologia, ma instaura un rapporto di associazione stretta, di tipo commensale, con un'altra specie; nell'uomo esso si trova sulla pelle, nelle narici, in bocca e nell'orecchio esterno, nonché nell'uretra. Le infezioni dovute allo Staphylococcus epidermidis, che comprendono cistiti, endocarditi e setticemie, si instaurano su soggetti già indeboliti a causa di un intervento chirurgico o di una malattia preesistente.