Batteri: cosa sono questi esseri microscopici ubiquitari

Esistono infinite varietà di batteri, con forme e dimensioni differenti tra loro. Sono degli organismi estremamente piccoli, ma che si trovano ovunque. Dal distretto intestinale ai cibi stessi, non esiste una realtà non abitata da batteri. Pertanto, esistono tanti tipi di interazioni che i batteri instaurano con il proprio ospite, spesso benefiche ma a volte anche nocive e pericolose per la salute.

Alcune possibili relazioni con l’ospite

• Simbiosi: è una condizione in cui i microrganismi si moltiplicano nell’ospite, senza però determinare alcun danno. La convivenza è definita pacifica perché entrambi ne traggono uno o più benefici;
• Commensalismo: a differenza della simbiosi, in questo tipo di relazione non c’è alcun tipo di beneficio per l’ospite ma solo per il microrganismo. Questo, infatti, riesce a crescere e moltiplicarsi autonomamente perché dispone, grazie all’ospite stesso, di tutti i nutrienti di cui necessita senza però danneggiarlo;
• Parassitismo: è la situazione in cui il microrganismo, definito anche parassita, vive totalmente a spese dell’ospite e può anche provocare malattie: il vantaggio per l’ospite è quindi inesistente. I parassiti non sono solo batteri, ma possono esserlo anche virus e miceti. I parassiti vengono distinti in ectoparassiti e endoparassiti (in base alla relazione con l’ospite, sulla superficie o all’interno);
• Opportunismo: condizione in cui organismi del tutto innocui normalmente in certe circostante possono diventare patogeni e provocare malattie e alterazioni del sistema immunitario. Ad esempio, Escherichia Coli è un batterio innocuo che abita l’intestino umano (ma anche di altri animali) e che compone il nostro microbiota, la cosiddetta flora batterica. In alcuni casi può convertirsi in patogeno opportunista, andando a moltiplicarsi in modo del tutto incontrollato e colonizzando altri distretti come quello urinario, determinando infezioni (dette UTI) sia nell’uomo che nella donna.

La cellula batterica

La cellula batterica è una cellula procariotica semplice, composta nell’80% da acqua in cui sono disciolte componenti organiche e inorganiche. Partendo dall’esterno, è presente la parete batterica (conferisce rigidità e ha funzione di difesa contro possibili eventi di fagocitosi). Il componente principale della parete è il peptidoglicano, un polimero costituito da due monomeri (NAM e NAG) che si ripetono. Più molecole di peptidoglicano si legano grazie all’attività di un enzima specifico, detto transpeptidasi. Lo strato del peptidoglicano può essere più spesso (Gram +) o più sottile (Gram -).

Più internamente c’è la membrana plasmatica, costituita da un doppio strato fosfolipidico e implicata nella regolazione degli con l’ambiente esterno. Soli i batteri Gram negativi (-) presentano un’ulteriore struttura che è la membrana esterna, composta da una componente fosfolipidica e una componente lipolisaccaridica detta LPS.

A differenza della cellula eucariotica (più complessa e con dimensioni maggiori) è assente la regione del nucleo, in cui risiede il DNA. Il materiale genetico, qui, è costituito da un singolo cromosoma spiralizzato posto in una zona chiamata nucleoide. I ribosomi, di dimensioni ridotte, sono costituiti da proteine e RNA e sono preposti alle attività di sintesi proteica.

Molti batteri sono fissi e incapaci di muoversi, mentre altri grazie alla presenza dei flagelli sono dotati di mobilità. I flagelli hanno una struttura filamentosa e la componente base è la proteina flagellina.

Alcune caratteristiche dei batteri

I batteri sono invisibili ad occhio nudo per le loro dimensioni estremamente ridotte (nell’ordine dei nanometri μm). La loro crescita e riproduzione, la scissione binaria, è molto rapida (alcuni impiegano anche solo venti minuti, come E.Coli, mentre altri necessitano di più ore). Il processo consiste nella divisione della cellula madre in due cellule figlie esattamente identiche tra loro e alla cellula che le ha generate. Cruciale è la duplicazione del materiale genetico e la formazione del setto, determinato dall’introflessione della membrana citoplasmatica e della parete cellulare del batterio. Sono coinvolte diverse proteine come la FtsZ, che ha un ruolo determinante nel processo di divisione cellulare.

Alcune classificazione dei batteri

Tutti i batteri sono microrganismi semplici e unicellulari procarioti. Da un punto di vista morfologico, però, possono essere distinti al microscopio in base alla forma che presentano: cocchi, bacilli e spirilli. I cocchi sono quelli che si presentano con forma rotondeggiante e sferica, ne esistono diverse combinazioni in base a quanti se ne associano e come (quando sono due cocchi si parla di diplococchi, quando sono disposti a catenella si chiamano streptococchi e quando si presentano in grappoli vengono definiti stafilicocchi). Un esempio è lo Staphylococcus aureus, un batterio che può causare diversi tipi di infezioni.

I bacilli hanno una forma più allungata, quasi cilindrica. Possono trovarsi associati a due a due (diplobacilli) oppure a catenelle (streptobacilli). Un esempio è il Lactobacillus che, perché capace di fermentare il lattosio e altri zuccheri, viene utilizzato nell’industria casearia per la produzione di formaggi e yogurt.

Infine esistono i vibrioni, gli spirilli (caratterizzati da più di una curva) e le spirochete con forma elicoidale. Tra i vibrioni ricordiamo il Vibrio cholerae, il batterio responsabile del colera ovvero la malattia infettiva determinata dall’ingestione di acqua e cibi contaminati. I batteri vengono anche distinti sulla base di altre modalità: temperatura, respirazione, metabolismo e colorazione di Gram.

Distinzione in base alla temperatura:

• Termofili: crescono ad alte temperature, anche fino ai 70°C, hanno l’optimum a 50°C circa;
• Mesofili: crescono a temperature intermedie, anche fino ai 45°C, hanno l’optimum a 35°C circa;
• Psicrofili: crescono a basse temperature, fino ai 25°C, hanno l’optimum a 15°C circa.

Distinzione in base alla respirazione:

• Aerobi: hanno necessità dell’ossigeno per sopravvivere e moltiplicarsi;
• Anaerobi: vivono solo in condizioni di assenza di ossigeno;
• Aerobi facoltativi: prediligono vivere in presenza di ossigeno ma riescono a sopravvivere anche in assenza;
• Anaerobi facoltativi: esattamente il contrario dei precedenti; sono in grado di vivere in presenza di ossigeno ma preferiscono l’anaerobiosi.

Distinzione in base al metabolismo:

• Eterotrofi: si alimentano di composti organici;
• Autotrotofi: sintetizzano composti organici in modo autonomo, partendo da quelli inorganici.

La distinzione dei batteri in Gram postivi o negativi (+/-) viene effettuata mediante una tecnica di colorazione messa a punto dal medico danese Hans Joachim Christian Gram verso la fine dell’ottocento. La differenza si nota in base alla capacità di trattenere o meno il colorante cristal violetto. I batteri Gram + lo trattengono, i Gram – no. Questo tipo di colorazione è utile da eseguire per avere informazioni importanti da un punto di vista clinico ed essenziali per la scelta terapeutica da cominciare.