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MICROBIOTA - Coggle Diagram

- - - - pelle
        
        cutibacterium e staphylococcus
        
        forniamo: lipidi e proteine
      - app. respiratorio
        
        actinobacteria, proteobacteria ecc.
        
        forniamo: proteine e mucina
      - intestino
        
        firmicutes e bacteroidetes
        
        forniamo: carboidrati e proteine
      - vagina
        
        lactobacillus
        
        forniamo : proteine, mucina e zuccheri alla vagina, mentre proteine, mucina e urea all'uretra
      - bocca
        
        firmicutes, protobacteria, fusobacteria
        
        forniamo: proteine e mucina
  - - - fornisce HMOs (zuccheri non digeribili dall'ospite) che nutrono bifidobacterium, proteggono la barriera dalla colonizzazione e abbassano il pH
    - - alcune formule addizionano pre/pro biotici, ma non replicano interamente l'effetto dei HMOs
- - - - somma di tutti i microrganismi associati ad un determinato ospite
      - include batteri, funghi, protozoi, nematodi e virus (anche fagi)
    - - somma di tutti i genomi dei microrganismi associati ad un determinato ospite
  - - - gruppo di individui della stessa specie che vivono nello stesso luogo e tempo e possono riprodursi tra loro
      - ogni popolazione occupa una nicchia (insieme di risorse, condizioni e ruolo ecologico)
    - - insieme di più popolazioni di specie diverse che coesistono e interagiscono nello stesso habitat (competizione, mutualismo, predazione, ecc)
    - - raggruppamento funzionale, no livello gerarchico
      - specie, anche non imparentate, che usano la stessa risorsa o svolgono lo tesso ruolo trofico/funzionale all'interno della comunità
    - - comunità biologica + ambiente abiotico collegati da flussi di energia e cicli della materia
      - sistema aperto ma con feedback per autoregolazione
  - - - condizioni
        
        pH, O2, bile, osmolarità (concentrazione di soluto), temperatura, flusso
      - funzione
        
        SCFA: fermentatore di fibra
        
        utilizzatore di lattato
        
        deconiugazione acidi biliari
        
        produzione di batteriocine
      - risorse
        
        substrati, ferro, vitamine, elettroni
      - interazioni
        
        competizione, cross-feeding, antagonismo
    - - fondamentale
        
        spazio potenziale
      - realizzata
        
        porzione effettiva
        
        calcolando competizione, immunità, disponibilità reale di risorse
  - - - mantenimento dinamico di variabili interne entro intervalli ristretti grazie a meccanismi di feedback
      - le VARIABILI oscillano attorno ad un set-point in base al contesto
      - range
        
        fisiologico
        
        adattivo temporaneo
        
        stimoli sub-tossici non dannosi attivano vie di segnalazione
        
        portano a
        
        potenziamento
        
        aumenta la capacità funzionale o il set-point per breve tempo
        
        es. acclimatazione
        
        risparmio
        
        riduce temporaneamente la capacità perché non serve mantenerla alta
        
        reversibilità
        
        rimosso lo stimolo i circuiti di controllo riportano la funzione entro il range omeostatico
      - autogestione
        
        equilibrio tramite sensori che attivano l'integrazione che viene realizzata dagli effettori
        
        ben organizzata e cooperante
    - - proprietà che descrive come la comunità cambia e/o recupera di fronte a perturbazioni per tornare all'omeostasi
      - concetti associati
        
        resistenza
        
        quanto POCO cambia la comunità durante la perturbazione
        
        resilienza
        
        capacità (modo) di tornare ad uno stato di omeostasi dopo una perturbazione
        
        si divide in
        
        ecologia (HOLLING)
        
        capacità di assorbire un disturbo e rimanere nello stesso regime di struttura, regime e feedback
        
        ingegneristica (ELASTICITà)
        
        velocità di ritorno verso lo stato di omeostasi
        
        indicatori operativi
        
        velocità di recupero
        
        tempo per tornare vicino al pre-disturbo
        
        robustezza funzionale
        
        funzioni (SCFA, vitamine) stabili, anche se cambiano i taxa
        
        resistenza
        
        variazione durante il disturbo
        
        persistenza
        
        funzioni che restano nel lungo periodo
        
        stato alternativo
        
        non tirorno al basale
        
        possibile regime shift
        
        leve che aumentano la resilienza
        
        modularità delle specie microbiche
        
        fibra fermentescibile e prebiotici
        
        diversità funzionale e cross-feeding tra specie
        
        connettività adeguata
        
        diversità elevata
        
        disturbi dosati e temporanei
        
        ipotesi
        
        drivers
        
        rimozione = impatto sull'ecosistema
        
        passengers
        
        no impatto
        
        persistenza (durata)
        
        durata con cui le specie rimangono presenti nel lungo periodo
        
        ampiezza di tolleranza
        
        intensità massima della perturbazione che non fa cambiare regime
    - - susciettibilità
        
        tendenza del sistema ospite-microbiota a essere colonizzato quando la resistenza cala o l'invasore è molto competitivo
        
        aumenta quando ci sono nicchie libere, risorse non consumate, bassa diversità o barriere indebolite
      - resistenza
        
        tramite
        
        produzione di inibitori
        
        abbassamento del pH
        
        competizione per risorse e siti
        
        barriere mucosali e risposta immunitaria locale
        
        struttura spaziale/biofilm che limita l'accesso
        
        capacità della comunità microbica residente di impedire l'insediamento e la crescita di nuovi arrivati
      - processo ecologico con cui una popolazione esogena si stabilisce e persiste in un nuovo habitat assieme ad una popolazione già stabilita
      - fasi
        
        stabilizzazione
        
        crescita
        
        arrivo
        
        disseminazione
      - interazione
        
        patogeno
        
        fattori di virulenza
        
        evasione immunitaria e biofilm
        
        sfruttamento di nicchie o substrato libero post perturbazione
        
        resistenza a farmaci
        
        microbiota (difesa)
        
        resistenza alla colonizzazione
        
        nicchie occupate
        
        competizione
        
        antagonismo chimico
        
        modulazione immunitaria
        
        robustezza funzionale
        
        SCFA
        
        barriera mucosa
        
        ospite
        
        immunità
        
        TLR
        
        IgA
        
        AMP
        
        infiammazione controllata
        
        tolleranza tissutale e nutrizione dell'epitelio
        
        barriere
        
        muco
        
        bile
        
        epitelio
        
        pH
        
        fattori esterni
        
        farmaci e antibiotici
        
        stress
        
        dieta
      - strategie di vita microbiche
        
        copiotrofi
        
        crescita rapida quando i nutrienti abbondano
        
        bravi dopo perturbazioni
        
        oligotrofi
        
        efficienza e uso di substrati complessi
        
        sostengono funzioni stabili
        
        crescita lenta
        
        modello R e K
        
        descrive due strategie opposte per la sopravvivenza e la riproduzione
        
        R-strategist
        
        si concentrano sulla riproduzione rapida e in grandi numeri, adattandosi ad ambienti instabili
        
        K-strategist
        
        investono in pochi discendenti ma con un'alta qualità, adatte ad ambienti più stabili
        
        ecosistemi robusti li mischiano per ottenere il massimo dell'efficienza
  - - - MUTUALISMO
        
        +/+ obbligato
        
        interdipendenza necessaria: ciascuno fornisce una funzione o risorsa essenziale all'altro (co-sintrofia obbligata)
        
        se l'interazione si interrompe si ha il crollo della fitness o estinzione locale di uno o di entrambi (collaborazione indispensabile)
      - COMPETIZIONE
        
        -/-
        
        riduzione reciproca della fitness perché le popolazioni condividono risorse limitate o di danneggiano per interferenza diretta (perdono entrambi)
        
        forme
        
        per sfruttamento (indiretta): ho fame e magio l'ultimo pezzo di torta
        
        per interferenza (diretta e attiva): mangio l'ultimo pezzo di torta per non lasciarlo a te
        
        dinamica
        
        persiste finché c'è scarsità e piò portare a esclusione competitiva o partizionamento della risorsa
      - SINERGISMO
        
        +/+ facoltativo
        
        interazione in cui insieme ottengono più che singolarmente (effetto supra-additivo)
        
        non è indispensabile alla sopravvivenza di nessuno dei due ( diverso da mutualismo obbligato)
        
        simile a mutualismo facoltativo ma con guadagno extra
      - AMENSALISMO
        
        -/0
        
        uno danneggia l'altro senza ottenere un vantaggio misurabile
        
        diverso da antagonismo (+/-)
      - COMMENSALISMO
        
        +/0
        
        0 = a nessun effetto misurabile
        
        una popolazione trae beneficio mentre l'altra risulta inerte in termini di fitness
        
        è spesso contesto-dipendente e può scivolare verso mutualismo +/+ o competizione -/- se cambiano le condizioni
      - PREDAZIONE
        
        +/- acuta
        
        una popolazione consuma individui dell'altra con uccisione rapida della preda (lisi per degradare il materiale genico e ottenere energia)
        
        nel parassitismo cronico la preda rimane viva per un po' e non viene degradato subito il suo genoma
      - NEUTRALISMO
        
        0/0
        
        in ecologia microbica è rarissimo e quasi impossibile da dimostrare
        
        co-occorrenza di due popolazioni senza effetti misurabili e senza nessuna interferenza tra loro (due tipi in biblioteca)
      - PARASSITISMO
        
        +/- interazione prolungata
        
        una popolazione sottrae risorse ad un ospite vivo senza ucciderlo subito ma riducendone la fitness
        
        può essere -ecto o -endo con specificità variabile
        
        evolutivamente tende a limitare la virulenza per mantenere la persistenza
- - - - ambiente abiotico
      - cicli gassosi = atmosfera (il ciclo di un elemento si chiude più rapidamente quando è in fase gassosa)
      - cicli sedimentari = rocce e sedimenti (interrotto dalla sedimentazione marina, quindi non più disponibile per un periodo di tempo agli organismi)
    - - organismi
      - gli organismi incorporano gli elementi e li rilasciano con respirazione, escrezione e decomposizione
  - - - gli elementi minerali usano l'energia solare e chimica per fissare la CO2 creando MOLECOLE ORGANICHE, di cui usufruiscono gli organismi AUTOTROFI
    - - tali molecole organiche scorrono attraverso le reti alimentari e vengono utilizzarìti dai consumatori ETEROTROFI, che rilasciano CO2 e producono RIFIUTI organici o minerali
    - - alla morte degli organismi la materia organica viene trasformata in materia minerale dall'AZIONE AEROBICA E ANAEROBICA dei microrganismi ETEROTROFI decompositori (batteri e funghi)
    - - i decompositori possono a loro volta servire da cibo per organismi TROFICI SUPERIORI (betteri e vermi)