BATTERI GRAM POSITIVI: CARATTERISTICHE, STRUTTURA, MALATTIE - BIOLOGIA - 2025

I batteri Gram positivi sono un gruppo di organismi procarioti che si colorano di blu scuro o viola quando viene utilizzata la colorazione di Gram. Si differenziano dai Gram negativi perché questi ultimi colorano un tenue colore rosso o rosa. Questa differenza è dovuta alla composizione dell'involucro cellulare di entrambi i gruppi di organismi.

Alcuni batteri non si colorano con la colorazione Gram ma sono anche considerati Gram positivi a causa della loro grande somiglianza molecolare con altri membri del gruppo. In generale, sono organismi molto diversi e possono, ad esempio, avere la forma di un bacillo o di una noce di cocco, formare endospore o meno ed essere mobili o immobili.

Corynebacterium diphtheriae coltura di laboratorio. Tratto e modificato da: Copacopac.

Alcuni batteri Gram positivi sono clinicamente importanti perché patogeni nell'uomo, tra questi sono ad esempio rappresentanti dei generi Streptococcus, Staphylococcus, Corynebacterium, Listeria, Bacillus e Clostridium, che provocano malattie che in alcuni casi possono essere fatali.

Caratteristiche generali

La loro caratteristica principale, e che dà il nome al gruppo, è il fatto che si colorano di blu scuro o viola quando sottoposti alla colorazione di Gram. Ciò è dovuto al fatto che hanno diversi strati di peptidoglicani reticolati tra di loro, formando una forte impalcatura che è ciò che trattiene il colorante durante detto processo e che forma la parete cellulare.

Questi batteri hanno una singola membrana citoplasmatica di natura lipidica. D'altra parte, i batteri Gram negativi, invece di uno solo, hanno due membrane lipidiche, una delle quali è esterna alla parete cellulare.

I due strati che compongono l'involucro cellulare (parete cellulare e membrana citoplasmatica) sono uniti da molecole di acido lipoteicoico. Questi acidi servono i batteri come agenti chelanti.

Inoltre, contiene acidi teicoici, che a loro volta contengono gruppi fosfato che impartiscono una carica negativa generale alla superficie cellulare.

Alcune specie possono presentare flagelli e, in tali casi, contiene solo due anelli come supporto a differenza dei flagelli dei batteri Gram negativi che sono supportati da quattro anelli.

Struttura

Cellula procariotica media.

Un tipico batterio Gram positivo è costituito dalle seguenti strutture: un singolo cromosoma (che non è circondato da una membrana nucleare), ribosomi, citoplasma, membrana citoplasmatica e parete cellulare. Inoltre, può o meno presentare flagelli, fimbrie o pilis, capsule e spore.

Parete cellulare

È costituito da più strati di peptidoglicani che formano uno spesso strato, a cui sono uniti gli acidi teicoici, che sono zuccheri associati all'acido N-acetil muramico presente nei peptidoglicani e la loro funzione è quella di stabilizzare la parete cellulare.

La faccia esterna dello strato di peptidoglicano è generalmente ricoperta da diversi tipi di proteine ​​a seconda delle specie di batteri in questione. Un'altra caratteristica del muro di questi batteri è l'assenza di endotossine.

La parete cellulare viene separata dalla membrana citoplasmatica mediante il periplasma, tuttavia, entrambe sono anche unite mediante molecole di acido lipoteicoico.

Membrana cellulare

La membrana cellulare è una struttura sottile (8 nm) rappresentata da un doppio strato lipidico, con un acido grasso disposto verso l'interno del doppio strato e glicerolo orientato verso l'esterno della cellula.

Questa composizione è simile a quella della maggior parte delle membrane biologiche, tuttavia differisce dalla membrana cellulare eucariotica fondamentalmente perché manca di steroli nei batteri.

Citoplasma

È una soluzione colloidale molto fine, chiamata citosol, in cui si trovano i ribosomi e altre macromolecole. Contiene anche un'area di densità inferiore (il nucleoide), all'interno della quale si trova il materiale ereditario.

DNA batterico

Il materiale ereditario è costituito da un doppio filamento di DNA di forma circolare e avvolto su se stesso. Questo DNA non è associato agli istoni, ma è associato ad altre proteine ​​di base.

fimbriae

Le fimbrie sono strutture filamentose di natura proteica, di diametro inferiore ai flagelli e che non vengono utilizzate per lo spostamento. Sebbene siano strutture molto più frequenti nei batteri Gram negativi, anche alcune specie Gram positive le presentano.

Capsula

È un involucro mucoso generalmente polisaccaridico che forma un gel che aderisce alla cellula e si trova esternamente alla parete cellulare. Protegge la cellula batterica dalla fagocitosi e la sua presenza è associata alla virulenza dei batteri.

Differenze tra batteri Gram positivi (a sinistra) e Gram negativi (a destra). Tratto e modificato da: https://www.scientificaimations.com/.

spore

Alcune famiglie di bastoncini Gram positivi producono endospore altamente resistenti a condizioni avverse come alte temperature, essiccazione, radiazioni, acidi e disinfettanti chimici.

Malattie

Almeno sette generi di batteri Gram positivi contengono rappresentanti patogeni nell'uomo: Mycobacterium, Streptococcus, Staphylococcus, Corynebacterium, Listeria, Bacillus e Clostridium. Tra le malattie causate da questo tipo di batteri ci sono:

Malattia o lebbra di Hansen

È una malattia che colpisce le mucose, la pelle, le ossa, i testicoli, gli occhi e i nervi periferici. È causato dalla specie Mycobacterium leprae. È una condizione mutilante che può causare lesioni cutanee, diminuzione della sensibilità al tatto, dolore e calore in entrambi i gruppi di estremità.

Può anche causare papule o noduli, distruzione di tessuti, come la cartilagine nasale o del padiglione auricolare, nonché perdita sensoriale nei nervi periferici. La malattia di Hansen viene trasmessa per contatto da una persona nella fase contagiosa a un individuo sano con una predisposizione genetica alla malattia.

Il trattamento della malattia è lungo, può durare fino a due anni e consiste principalmente nella somministrazione di sulfoni, Dapsone (DDS), rifampicina e clofazimina.

Botulismo

È un avvelenamento infettivo causato da una neurotossina secreta dal batterio Clostridium botulinum. Provoca la paralisi flaccida dei muscoli scheletrici e l'insufficienza del sistema nervoso parasimpatico perché blocca il rilascio di acetilcolina, che impedisce la trasmissione dell'impulso nervoso.

Altri sintomi di avvelenamento includono dilatazione non reattiva delle pupille, dolore addominale, secchezza delle fauci, dispnea, difficoltà a deglutire e parlare, visione doppia, ptosi palpebrale, costipazione e paralisi.

L'avvelenamento si verifica generalmente dall'ingestione di cibo mal preparato o scarsamente conservato, dalla contaminazione di ferite aperte e persino dall'uso deliberato della tossina per scopi cosmetici o per il trattamento di malattie neuromuscolari. Il trattamento consiste nell'antitossina botulinica equina trivalente ABE e nell'assistenza respiratoria.

Tetano

Malattia acuta causata dal batterio Clostridium tetani. Le neurotossine prodotte da questo batterio provocano spasmi, rigidità muscolare e instabilità del sistema nervoso autonomo. Provoca anche difficoltà a deglutire, febbre, dippnea e contrazione di tutto il corpo.

I batteri producono due tipi di neurotossine, la tetanolisina e la tetanospasmina. Quest'ultimo è responsabile delle contrazioni toniche sostenute e delle contrazioni cloniche che portano a crampi muscolari.

Il batterio è cosmopolita e si trova nel terreno, sul fondo del mare, nei metalli arrugginiti e nelle feci di alcuni animali. Può essere acquisito penetrando ferite aperte a contatto con terra, letame o altro materiale contaminato, da tagli o lacerazioni con materiali arrugginiti e anche dal morso o graffio di animali.

Il trattamento comprende la pulizia delle ferite con perossido di idrogeno, il lasciare la ferita aperta, la rimozione del tessuto necrotico, la somministrazione di metronidazolo e siero tetano o immunoglobulina umana antitetanica. Il tetano può essere prevenuto con vaccini che devono essere somministrati con richiami per garantirne l'efficacia.

Difterite

La difterite è una malattia infettiva causata dal batterio Corynebacterium diphtheriae. La tossina secreta da questo batterio provoca la comparsa di pseudo membrane sulle superfici mucose delle vie respiratorie superiori e dell'apparato digerente e che provocano, tra le altre patologie, mal di gola, febbre, dolori locali e infiammazioni.

Le forme cliniche più comuni della malattia includono le forme faringea, tonsillare, laringea, nasale e cutanea. La malattia può portare alla morte per asfissia a causa dell'ostruzione meccanica causata dalle pseudomembrane.

Questa malattia viene trasmessa da una persona malata a una persona sana attraverso particelle trasportate durante la respirazione, sebbene possa essere acquisita anche per contatto con la secrezione che si verifica nelle lesioni cutanee.

La malattia può essere prevenuta mediante vaccinazione con tossoide difterico o curata somministrando eritromicina (per via orale o parenterale), penicillina G o procaina penicillina G, per un periodo di due settimane.

Esempi

Corynebacterium diphtheriae

Questo batterio Gram positivo è un'asta che ha la forma di un martello diritto o leggermente ricurvo. È un batterio molto resistente a condizioni ambientali estreme. Solo i ceppi lisogenizzati dai batteriofagi sono patogeni e in grado di produrre difterite.

Questa specie non è mobile perché non presenta flagello. La sua parete cellulare contiene, tra gli altri composti, arabinosio, galattosio e mannosio. È anche caratterizzato dall'essere anaerobico facoltativo, non produrre spore e avere granuli nel suo citoplasma che si colorano di viola-blu con blu di metilene.

Mycobacterium tuberculosis

Micrografia elettronica a scansione del batterio Mycobacterium tuberculosis. Tratto e modificato da: NIAID.

Batteri aerobici rigorosi resistenti al congelamento e all'essiccazione. È caratterizzato dall'essere acido-alcool resistente. È la principale causa di tubercolosi nel mondo. I suoi sintomi includono febbre, perdita di peso, sudorazione, tosse con espettorato purulento e lesioni ai tessuti.

Il trattamento della malattia comprende rifampicina, isoniazide, fluorochinoni, amikacina, kanamicina e capreomicina, tuttavia i ceppi resistenti a questi farmaci stanno diventando più comuni.

Bacillus cereus

È un bacillo con numerosi flagelli sulla superficie cellulare e un grande plasmide, in grado di sporulare in presenza di ossigeno. È un batterio molto resistente e può sopravvivere in un'ampia gamma di temperature. Inoltre, le sue spore resistono alla disidratazione e alle radiazioni, nonché alle alte e alle basse temperature.

È una delle specie di batteri responsabili della maggior parte dei focolai di malattie di origine alimentare, compresa la malattia nota come sindrome del riso fritto, che è generalmente causata dal consumo di riso bollito che è stato mantenuto a temperatura ambiente. prima di friggerlo per il consumo.

Riferimenti

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2. Batteri Gram-positivi. Estratto da: course.lumenlearning.com.
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6. C. Lyre. Corynebacterium diphtheria: caratteristiche generali, tassonomia, morfologia, coltura, patogenesi. Estratto da: lifeder.com.
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