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PARASSITOLOGIA
Il parassita sfrutta a proprio vantaggio il metabolismo…
PARASSITOLOGIAIl parassita sfrutta a proprio vantaggio il metabolismo dell'ospite --> organismo in cui il parassita compie almeno una parte del ciclo vitaleECTOPARASSITI: superfici esterne
ENDOPARASSITI: superfici interneI parassiti sono classificati in:
- protozoi
- elminti
- artropodi
PROTOZOI INTESTINALI:
- GIARDIA LAMBLIA
- ENTAMEBA HISTOLYTICA
- ELMINTI
GIARDIA: appartiene al phylum dei MASTIGOPHORAsi trasmette per via OROFECALE
FLAGELLATOLA PRINCIPALE SPECIE PATOGENA è GIARDIA LAMBLIA
- ingestione di cisti (alimenti, sptt acqua e verdura contaminate)
- cisti si localizzano nell'intestino tenue dove si ha l'escistazione con passaggio alla forma di trofozoite --> replicazione
- intestino: nuova incistazione --> espulsione
--> CON LE FECI VIENE ESPULSO SIA IL TROFOZOITE, CHE MUORE VELOCEM. SIA LA CISTE, CHE SOPRAVVIVE INFETTANDO ALTRE PERSONE
L'ACQUA FREDDA è L'AMBIENTE MIGLIORE PER LA SOPRAVVIVENZA DELLA CISTE--> spesso spruzzata sulle piante con l'irrigazione. Inoltre è anch difficile da rimuovere con depurazione o clorazione. Invece è sensibile all'essicamento & alla luce solareNON CAUSA INFEZIONI GRAVI, SPTT NELL'ETà ADULTA QUANDO è GIà PRESENTE UNA RISPOSTA ANTICORPALE.
CAUSA ENTERITI SPTT NEI BAMBINI E non sempre causa manifestazione clinica. I trofozoiti aderiscono alla mucosa intestinale e causano arrotondamento degli enterociti --> malassorbimento --> diarrea acquosa campione d'elezione sono le feci: in cui si fa identificazione al microscopio. Le forme + facilm. rilevabili sono le cisti, ma è possibile non rilevare le cisti anche in presenza di Giardia perchè è caratterizzato da replicazione trasmissibile --> NECESSARIO PIù CAMPIONI CONSECUTIVIMETODI IMMUNOENZIMATICI per la ricerca degli antigeni sempre presenti nelle feci e quindi non è necessaria l'analisi multipla
ENTAMEBA HISTOLYTICA: VS DISPAR-MORFOLOGICAM. INDISTINGUIBILE MA NON PATOGENASubphylum sarcodina
movimento tramite PSEUDOPODIPARASSITA STRETTAM. UMANO CHE CAUSA LA COSIDDETTA DISSENTERIA AMEBICA O AMEBIASI --> DIARREA MUCOSANGUINOLENTA CON DANNO INTESTINALE simile a quella causata da Shigella
- CICLO OROFECALE: trasmissione cibo/acqua o oggetti inanimati contaminati dalle cisti
- la ciste è caratteristica perchè contiene 4 nuclei e consente la identificazione nelle feci (microscopia a fresco)
- cisti non sono resistenti a temperatura e essicamento e sono sensibili anche al congelamento
SECERNE GLICOPEPTIDI e PROTEASI che distruggono lo strato di MUCINA
- sono eucarioti --> SONO IN GRADO DI FAGOCITARE le cellule sofferenti ed i detriti che hanno determinato con l'azione di glicopeptidi e proteasi --> nutrimento per l'ameba
-
DUE TIPI DI CICLO VITALE:
- CICLO DIRETTO - PARASSITI MONOXENI: il ciclo si svolge interam. in una specie & il parassita è trasmesso da un ospite all'altro tramite forme di sopravvivenza
- CICLO INDIRETTO - PARASSITI ETEROXENI: il ciclo prevede più ospiti differenti. Gli ospiti si classificano in:
- OSPITE INTERMEDIO: in cui il parassita compie una fase di riproduzione ASESSUATA normalm. per scissione binaria
- OSPITE DEFINITIVO: in cui il parassita compie la FASE SESSUATA
- OSPITE TERMINALE: in cui il parassita non porta avanti il proprio ciclo. La diffusione dell'infezione si blocca ma il parassita non è eliminato dall'organismo
PROTOZOI: SONO LA CLASSE PIù RILEVANTE PER LA PATOLOGIA UMANA
DUE MORFOTIPI:
- TROFOZOIDE è LA FORMA VEGETATIVA in cui avviene la riproduzione ASESSUATA
- CISTE è la forma di RESISTENZA è la forma in cui può andare incontro a riproduzione SESSUATA (nel qual caso è detta OOCISTI)
La ciste si ha solo in protozoi che hanno una fase del ciclo vitale all'esterno/ latenza all'interno dell'ospite
RIPRODUZIONE:
- ASESSUATA:
- scissione BINARIA
- scissione MULTIPLA - SCHIZOGONIA
GEMMAZIONE
- SESSUATA. SPOROGONIA o GAMETOGONIA
CLASSIFICAZIONE: 2 phyla in cui si concentrano la > parte dei patogeni umani
- SARCOMASTIGOPHORA:
- mastigophora: protozoi + primitivi, mobili grazie a flagelli (Giardia, Trichomonas vaginalis, emoflagellati)
- sarcodina: si muovono grazie a pseudopodi (entameba hystolitica)
- APICOMPLEXA: parassiti intracellulari dotati di un complesso apicale che consente la penetrazione attiva nella cellula. Sono caratterizzati dalla produzione di spore (malaria)
-
CEPPO BATTERICO: all'interno di una stessa specie microbica i microrganismi si possono differenziare in CEPPI BATTERICI.
Ceppi differenti possono variare per:
- ceppi BIOVAR: caratteristiche biochimiche o fisiologiche (es ceppi di E. Coli che hanno perso la capacità di fermentare il lattosio
- ceppi MORFOVAR: caratteristiche morfologiche (es. pz con fibrosi cistica ceppi di Pseudomonas aeruginosache causano infezione cronica a livello polmonare sono mucoidi)
- ceppi SEROVAR: caratteristiche antigieniche (es. sierotipi di Staphylococcus aureus)
PER OGNI SPECIE BATTERICA ESISTE UN CEPPO TIPO: il 1° scoperto/ + studiato/ quello di riferimento di una determinata specie MA non necessariam. il + rappresentativo.
COLONIA BATTERICA: insieme di cloni del batterio originale ammassati l'uno sull'altro fino ad essere visibili ad occhio nudo (10alla 7/8 batteri ammassati)
- per dividersi e costituire una colonia impiega 15-20 h circa
STRUTTURA DELLA CELLULA BATTERICA:Strutture fondamentali:
- membrana
- parete (btterica e non cellulare)
- cromosoma
- ribosomi
Strutture accessorie:
INVOLUCRO CELLULARE è costituito da 3 strati:
- membrana citoplasmatica
- parete batterica
- membrana esterna
LA MEMBRANA CITOPLASMATICA: è caratteristica di tutti i batteri ed lo strato più interno dell'involucroFunzione: racchiudere il citoplasma
- BARRIERA DI PERMEABILITA' : regola la pressione osmotica
- SEDE DI SITEMII DI TRASPORTO PER SOLUTI SPECIFICI
- trasporto passivo: in cui i soluti e l'acqua si muovono nelle due direzioni a seconda del gradiente di concentrazione
- diffusione semplice: ioni e molecole liposolubili maggiorm. concentrati da una parte si muovono dalla zona a concentrazione minore a quella maggiore fino a raggiungere l'equilibrio
- diffusione facilitata: tramite proteine di trasporto che cambiano la loro conformazione (es. trasportatori del glucosio)
- trasporto attivo: contro gradiente di concentrazione richiede l'utilizzo di energia cellulare sotto forma di ATP (es. pompa sodio-potassio: il potassio è maggiormente concentrato all'interno della cellula, ma deve cmq introdurlo all'interno. Il sodio invece è più concentrato all'esterno ma deve cmq essere trasportato all'esterno. Escono 3 ioni sodio e entrano 2 ioni potassio)
- PRODUZIONE DI ENERGIA: in quanto sede della respirazione cellulare e del sistema del trasporto di elettroni che portano alla produzione di ATP. La produzione di ATP infatti NON avviene nelle cellule eucariotiche. Si stabilisce una differenza di protoni & elettroni tra interno ed esterno che permette la produzione di energia (fondamentale anche per la sintesi del peptidoglicano)
- SINTESI DI LIPIDI, INCLUSO IL LIPOPOLISACCARIDE DEI BATTERI GRAM-: LPS è costituito da
- ANTIGENE o/ SOMATICO=una lunga catena polisaccaridica che fuoriesce dalla membrana esterna . E' la parte antigienica ed i carboidrati che lo costituiscono ne determinano la specificità antigienica
- il core: è la parte centrale e collega la porzione polisaccaridica a quella lipidica
- il lipide A: è la parte lipidica ed è la più interna. E' una endotossina, responsabile dell'azione tossica del lipopolisaccaride. E' un importante fattore di patogenicità dei GRAM- e si libera alla lisi della cellula. Richiama una risposta immunitaria forte e può dare conseguenze gravi a livello cardiocircolatorio (shock ematico, aumento della permeabilità vascolare)
- costituita da un doppio strato fosfolipidico (come tutte le membrane)
- il doppio strato tenderebbe a disgregarsi se al suo interno non fossero presenti proteine strutturali (pr di membrana) che attraversano la membrana & stabilizzano l'unione dei fosfolipidi
LA PARETE BATTERICA è lo strato di peptidoglicano al di fuori della membrana plasmatica. NON si deve parlare di parete batterica per indicare anche le membrane, bensì di involucro cellulare
- è una protezione ulteriore della cellula procariotica, la quale essendo unicellulare e quindi non unita ad altre cellule, deve essere ben protetta dall'ambiente esterno --> PROTEZIONE ALLE SOLLECITAZIONI MECCANICHE & AL RIGONFIAMENTO OSMOTICO, Dà UNA MORFOLOGIA ALLA CELLULA BATTERICA E PARTECIPA AL PROCESSO DI DIVISIONE
CI SONO 3 CATEGORIE DI BATTERI, A SECONDA DELLE CARATTERISTICHE DELLA PARETE:
- GRAM+
- GRAM-
- ACIDO-ALCOL RESISTENTI (micobatteri) --> oltre al peptidoglicano, contiene numerosi glicolipidi (acidi micolici, complessi arabinogalactano-lipidi e lipoarabinomannano)
IL PEPTIDOGLICANO (anche detto MUREINA) è una struttura retiforme costituita da unità ripetute di acido N-acetilmuramico e di N-acetilglucosammina, legati da legami beta 1,6-bifosfato in mdo tale da formare catene molto lunghe. Le catene sono legate l'una all'altra da legami crociati che si formano per legame di 2 catene laterali di amminoacidi legate all'acido N-acetilmuramico. TRANSPEPTIDAZIONE: Le catene laterali sono formate da 5 amminacidi & il legame tra gli ultimi 2 (una D-alaninina legata a un'altra D-alanina)viene rotto per produrre ATP, Perchè nella produzione del legame crociato viene consumato ATP. In totale si hanno quindi 4 aa legati all'acido N-acetilmuramico.
Il tetrapeptide di una unità si lega al tetrapeptide di una unità adiacente attraverso un legame peptidico tra la D-alanina e l'acido diaminopimelico.
La formazione del legame crociato viene eseguita dall'ENZIMA TRANSPEPTIDASI e delle AUTOLISINE--> perchè prima si taglia una catena.
LE TRANSPEPTIDASI sono chiamate anche Penicillin Binding Proteins perchè SONO BLOCCATE DAGLI ANTIBIOTICI BETA-LATTAMICI--> le autolisine sono prevalenti rispetto alle transpeptidasi: il peptidoglicano si disgrega ed il batterio lisa. SINTESI DEL PEPTIDOGLICANO AVVIENE IN 3 TAPPE
- sintesi dei precursori nel citoplasma: dove vengono prodotte le unità fondamentali N-AcetilGlucosammina e N-AcetilMuramico e gli amminoacidi del peptide bridge che si legano a NAG
- trasporto dei precursori attraverso la membrana citoplasmatica mediato dal lipide P
- inserimento dei precursori nella parete cellulare
LA PARETE DI UN BATTERIO GRAM+ I GRAM+ possiedono uno strato sviluppato di peptidoglicano, al di fuori del quale non vi è nessuna membrana. Perchè si sono sviluppati più ancestralmente ed allora hanno un involucro più grossolano.
- la parete è spessa 200 A°
- contiene anche lunghe catene di acidi teicoici e acidi lipoteicoici--> attraversano la membrana citoplasmatica e si estondono nell'ambiente esterno danno maggiore STABILITA' ALLA PARETE
- acidi teicoici e lipoteicoici sono strutture antigieniche, hanno anche funzione di ADESIONE alla superficie di cellule circostanti da colonizzare
PARETE DI UN BATTERIO GRAM-: sottile strato di peptidoglicano. Non sono presenti acidi teicoici e lipoteicoici, ma lipoproteine con funzione antigienica e porine. Tra peptidoglicano e membrana esterna c'è uno spazio periplasmico dove si possono accumulare diversi tipi di enzimi.
Formata da un sottile strato di peptidoglicano, esternam. al quale si ha una MEMBRANA CELLULARE, legata al peptidoglicano dalla frazione proteica dell'LPS--> struttura di superficie importante perchè consente l'interazione del patogeno con il suo ospite. Funzioni LPS
- media adesione agli epiteli (colonizzazione)
- interferisce con la fagocitosi
- è immunogeno
- se liberato in un ospite causa effetti tossici (ENDOTOSSINA)
EFFETTI BIOLOGICI DELL'ENDOTOSSINA:
- effetto pirogeno
- attiva macrofagi/ linfociti B/ cellule endoteliali/ piastrine/ granulociti con produzione di interleuchine/chemochine
- induce infiammazione
- induce vasodilatazione con ipotensione e shock
- attiva il complemento
- stimola la coagulazione del sangue --> CID
CROMOSOMA: costituito da un'unica molecola di circolare di DNA a struttura bicatenaria in forma compattata
I batteri hanno migliaia di geni, perchè sono in grado di vita autonoma
-
FLAGELLI: strutture ancorate all'involucro batterico. Permette ai batteri che la possiedono di muoversi in maniera attiva tramite chemiotassi, invece i batteri senza flagelli si muovono casualmente secondo il movimento del liquido in cui sono inseriti e non possono seguire un richiamo di tipo chimico.
E' un vantaggio per il batterio: può muoversi verso ambienti favorevoli o fuggire da ambienti sfavorevoli.
E' costituito da un filamento semplice, formato da subunità di flagellina che partono dalla membrana dove è presente il corpo basale costituito dalle proteine MOT in grado di muoversi in senso orario e antiorario per fare muovere il flagello avanti e indietro.
I geni che regolano l'utilizzo del flagello vengono spenti quando il batterio si stabilisce in un ambiente favorevole a causa del dispendio di energia.
Solitam. i GRAM+ non possiedono i flagelli, sono - sviluppati.
PILI O FIMBRIE: strutture proteiche costituite da pilina simili al falgello, ma più corti e più numerosi. Funzione: favorire adesività) grazie alla presenza di recettori sulla loro punta (dato dalla proteina TIP)
CAPSULA O GLICOCALICE ulteriore involucro polisaccaridico che può circondare la cellula batterica. Funzioni:
- favorire l'adesione
- conferisce volume maggiore --> impedisce che sia fagocitato (difesa)
- conferisce resistenza agli antibiotici (non riescono ad attraversarlo)
una differenziazione della capsula è il biofilm
CENNI DI BIOLOGIA:
ESPRESSIONE GENICA: = passaggio da informazione genetica del DNA alle proteine
REPLICAZIONE DEL DNA è SEMICONSERVATIVA
TRASCRIZIONE: non è possibile produrre proteine basandosi sulla doppia elica di DNA. Quindi l'RNApolimerasi tarscrive l'informazione contenuta nel DNA in RNA.
OPERONI SONO UNITà TRASCRIZIONALI, SONO COMPOSTE DA GENI CHE VENGONO REGOLATI E TRASCRITTI INSIEME Sono tipici dei batteri. L'operone è detto policistronico perchè codifica per più di una proteina. I geni di un operone spesso codificano per enzimi diversi di una sola via metabolica. Vengono così controllati in modo coordinato.
OPERONE LAC: è il rpimo operone scoperto e si occupa della fermentazione del lattosio Per questo catabolismo ha bisogno di 3 enzimi: beta-galattosidasi che scinde il lattosio in galattosio e glucosio, permeasi (entrata del glucosio) e transacetilasi (converte il galattosio in glucosio). Questo operone è detto INDUCIBILE, perchè per attivarsi richiede la presenza di lattosio.
TRADUZIONE: ha luogo presso i ribosomi I ribosomi hanno un sito di legame per l'mRNA e 3 siti di legame per il tRNA. Quando un ribosoma si sposta lungo una molecola di mRNA, il polipeptide in formazione si allunga di un amminoacido alla volta. Spesso molti ribosomi sono associati e in fase di traduzione dello stesso mRNA. L'intero complesso di traduzione è detto poliribosoma.
METABOLISMO BATTERICO: i batteri per la crescita hanno bisogno di una sorgente di carbonio e azoto, una sorgente di energia, acqua e ioni. In base alla fonte di carbonio utilizzato per la crescita:
- AUTOTROFI: utilizzano carbonio inorganico sotto forma di CO2
- ETEROTROFI: utilizzano carbonio da composti organici
Suddivisione dei batteri in base alle esigenze energetiche e nutrizionali:
- FOTOAUTOTROFI: l'energia viene dalla luce e le fonti di carbonio da CO2
- FOTOETEROTROFI: energia da luce solare & fonti di carbonio da composti organici
- CHEMIOAUTOTROFI: utilizzano CO2 come sorgente di carbonio e composti organici come fonte di energia
- CHEMIOETEROTROFI (di > interesse medico): ottengono sia carbonio che energia dai composti organici
FATTORI CONDIZIONANTI LA CRESCITA MICROBICA:FATTORI NUTRIZIONALI:
- H2O = fattore indispensabile che compone fino al 90% della cellula --> i batteri non possono crescere negli alimenti liofilizzati proprio per la mancanza di acqua
- MACRONUTRIENTI: fonti di carbonio, azoto, fosforo, zolfo, potassio, magnesio, calcio, sodio, ferro
- MICRONUTRIENTI elementi in tracce --> nichel cofattore per batteri che infettano le vie urinarie
- FATTORI DI CRESCITA: vitamine, amminoacidi, nt
TEMPERATURA OTTIMALE: di norma 37° per i batteri che infettano l'uomopH per la > parte dei batteri attorno a 7OSSIGENO (presente o assente)
- AEROBI OBBLIGATI crescita solo in presenza di ossigeno (Pseudomonas)
- ANAEROBI OBBLIGATI: crescita solo in completa assenza di ossigeno (Clostridium tetani)
- ANAEROBI FACOLTATIVI: la > parte dei batteri può crescere sia in presenza che in assenza di ossigeno (Streptococchi e Staphylococchi)
CRESCITA BATTERICA: viene descritta in condizioni ideali (che si ottengono in laboratorio): in cui il battere ha tutti i nutrienti di cui necessita, pH ideale, temperatura ottimale, una quantità diossigeno suff a seconda del tipo di batterio. Sulle ordinate viene indicato il numero logaritmico di cellule
ascisse: tempoFASE DI LATENZA: le cellule aumentano di volume ma non di numero - i batteri si adattano al nuovo ambiente
- FASE LOGARITMICA/ ESPONENZIALE: i batteri si moltiplicano con un tempo di duplicazione che dipende dal ceppo e dall'ambiente (tempo di replicazione di E. Coli è di 20 minuti)
- FASE STAZIONARIA: i batteri smettono di crescere per la mancanza di metaboliti e l'accumulo di sostanze tossiche
- FASE DI MORTE CELLULARE: riduzione lineare del numero di cellule nel tempo
In un ambiente che non sia quello di laboratorio:
- la fase di latenza è molto più lunga perchè i batteri impiegano più tempo a recuperare i nutrienti di cui hanno bisogno perchè sono più diluiti
- fase esponenziale - regolare e + lenta. Dipende dalle condizioni ambientali e dalla specie batterica (es Mycobacterium tubercolosis impiega 24h)
- la fase stazionaria è molto importante perchè i batteri che riescono a sopravvivere sono batteri adattati a condizioni non ideali e sono molto resistenti a stress (come gli antibiotici)
DIVISIONE BATTERICA: avviene per SCISSIONE BINARIA. Questo processo si realizza attraverso:
- estensione della parete
- replicazione del materiale genetico --> avviene quando parte del genoma si ancora alla membrana con formazione di una invaginazione chiamata mesosoma
- formazione del setto --> regolata geneticamente perchè la presenza di un setto casuale non garantirebbe la formazione di 2 cellule identiche e non assicurerebbe la permanenza delle caratteristiche della specie batterica