MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS: CARATTERISTICHE, MORFOLOGIA, CULTURA - BIOLOGIA - 2025

Il Mycobacterium tuberculosis , noto anche come Koch bacillus, è un batterio patogeno che causa una malattia altamente infettiva diffusa nel mondo, nota come tubercolosi.

Fu descritto per la prima volta nel 1882 dal medico e microbiologo tedesco Robert Koch. Il suo lavoro gli è valso il Premio Nobel 1905 per la Fisiologia e la Medicina. Questa scoperta è stata una pietra miliare nella medicina, poiché la conoscenza dell'agente causale ha permesso di determinarne il meccanismo di trasmissione e quali erano le condizioni favorevoli per la sua proliferazione.

Cellule di Mycobacterium tuberculosis. Fonte: di NIAID su Flickr. , tramite Wikimedia Commons

Nel corso degli anni, la tubercolosi è stata una malattia che ha causato la morte di milioni di persone. La sua origine risale alla preistoria, nel Neolitico, quando iniziò l'addomesticamento degli animali. Da lì e nelle diverse fasi storiche si sono scatenate epidemie che hanno ridotto notevolmente la popolazione.

Con i progressi nel campo della batteriologia e con lo sviluppo di antibiotici, è stato possibile iniziare a controllare la malattia. Oggi sono noti il ​​suo agente causale, il meccanismo di trasmissione, il processo di patogenesi, nonché il corso normale che segue la malattia ei fattori coinvolti in esso. Ciò ha permesso di adottare metodi di cura sempre più efficaci.

Tassonomia

La classificazione tassonomica del Mycobacterium tuberculosis è la seguente:

Dominio: batteri.

Phylum: Actinobacteria.

Ordine: Actinomycetales.

Famiglia: Mycobacteriaceae.

Genere: Mycobaterium.

Specie: Mycobacterium tuberculosis.

Morfologia

Il Mycobacterium tuberculosis è un batterio che appartiene al gruppo dei bacilli. Sono a forma di bastoncello e possono essere celle diritte o leggermente curve.

Sono celle estremamente piccole, che misurano circa 0,5 micron di larghezza per 3 micron di lunghezza. Se osservate al microscopio, si apprezzano le singole cellule o le cellule unite a coppie.

Nelle colture di laboratorio si osservano colonie biancastre con aspetto multilobulare. Il batterio ha un unico cromosoma circolare che ospita circa 4.200.000 nucleotidi. Il genoma contiene circa 4.000 geni.

La cellula batterica non produce spore. Oltre a questo, non presentare alcuna capsula protettiva che lo circonda. Ha una spessa parete cellulare composta da un polipeptide, un peptidoglicano e lipidi liberi.

La parete cellulare è una struttura complessa che contiene numerosi composti chimici come acidi micolici, acil-glicolipidi e sulfolipidi.

Contiene anche proteine ​​integrali note come porine, che funzionano come una sorta di pori o canali attraverso i quali determinate sostanze possono entrare o uscire dalla cellula batterica.

Caratteristiche generali

Mycobacteriurm tuberculosis è un batterio noto e ampiamente studiato.

Non mobile

Questo tipo di batteri non mostra mobilità. Ciò è dovuto al fatto che la sua struttura non presenta estensioni (ciglia o flagelli) che ne stimolano lo spostamento.

È aerobico

Allo stesso modo, sono organismi strettamente aerobici. Per questo motivo, devono trovarsi in un ambiente in cui vi sia un'ampia disponibilità di ossigeno. Questo è il motivo per cui il principale organo infettante è il polmone.

Non è né Gram positivo né Gram negativo

Non può essere classificato come batteri gram positivi o gram negativi. Nonostante contenga peptidoglicano nella sua parete cellulare, quando sottoposto a colorazione di Gram non segue gli schemi caratteristici di nessuno dei due gruppi.

Sono bacilli acido-alcolici veloci

Una volta tinti, sono in grado di resistere allo sbiadimento con acido o alcool, senza subire alcun danno strutturale. Ciò è dovuto all'integrità della sua parete cellulare e al ruolo dei suoi componenti, che lo rende più resistente di altri tipi di batteri.

È un parassita

Un'altra delle sue caratteristiche che è decisiva nel suo processo di patogenesi è che è un parassita intracellulare. Ciò significa che ha bisogno di un host per sopravvivere. In particolare, il Mycobacterium tuberculosis parassita le cellule del sangue note come macrofagi.

È mesofilo

La sua temperatura di crescita media ottimale è compresa tra 32 e 37 ° C. Inoltre, il suo pH ottimale è compreso tra 6,5 ​​e 6,8, il che implica che si comporta bene in ambienti leggermente acidificati.

La sua crescita è lenta

Hanno un tasso di crescita estremamente lento. Il suo tempo di moltiplicazione cellulare è compreso tra 15 e 20 ore. In condizioni sperimentali in laboratorio, questo lasso di tempo può essere leggermente ridotto.

Quando viene eseguita una coltura di questo batterio, è necessario attendere circa 5 o 6 settimane per iniziare a vedere una colonia. Questo è il motivo per cui i segni ei sintomi compaiono dopo molto tempo dal contatto con i batteri.

Habitat

Questo è un batterio che può essere trovato in un'ampia varietà di ambienti. È stato trovato nel suolo, nell'acqua e nel tratto gastrointestinale di alcuni animali.

Il serbatoio principale sono gli umani, sebbene possano esserlo anche altri primati. I batteri hanno una predilezione per il tessuto polmonare. Tuttavia, può diffondersi attraverso il flusso sanguigno o il sistema linfatico ad altre parti del corpo.

Allo stesso modo, grazie alle sue caratteristiche morfologiche che gli conferiscono una certa resistenza, può sopravvivere per diverse settimane nella polvere, nei vestiti e nei tappeti. Nell'espettorato può rimanere dormiente per mesi.

Cultura

Il Mycobacterium tuberculosis è un batterio che per svilupparsi in un terreno di coltura necessita di determinati requisiti nutrizionali.

Come fonte di carbonio puoi usare composti come glicerolo e come fonte di azoto, ioni ammonio e asparagina. Richiede anche albumina, che può essere incorporata come aggiunta alle uova di gallina o all'albumina sierica.

È possibile utilizzare vari tipi di terreno di coltura. Tra i più comuni e funzionali ci sono: terreno agar sintetico e mezzo uovo addensato.

Terreno agar sintetico

Contiene cofattori, vitamine, acido oleico, glicerolo, catalasi, albumina e sali definiti. Questo tipo di terreno è molto utile per determinare la morfologia delle colonie e quindi studiarne la suscettibilità.

Mezzo d'uovo addensato

L'ingrediente principale sono sostanze organiche complesse, come quelle contenute nelle uova fresche e nei tuorli d'uovo. Hanno anche glicerolo e sali definiti.

Condizioni ambientali richieste

Per quanto riguarda la temperatura, vari studi hanno dimostrato che l'ottimale è a 37 ° C. Questo perché questo batterio si è abituato alla temperatura del corpo umano. Sotto i 34 ° C smette di crescere e sopra i 40 ° C si denatura e muore.

Allo stesso modo, è importante ricordare che richiede necessariamente ossigeno per svilupparsi, quindi è necessario assicurarsi che questo elemento sia disponibile durante la coltivazione.

A seconda del contenuto batterico del campione prelevato per la coltura, possono essere necessarie dalle 6 alle 8 settimane per notare l'aspetto delle colonie.

Gli antibiotici innocui per il Mycobacterium tuberculosis vengono spesso aggiunti al terreno di coltura per prevenire la proliferazione di altri tipi di cellule batteriche.

Malattie

Il Mycobacterium tuberculosis è il principale agente eziologico di una malattia infettiva nota come tubercolosi. L'organo principale che è colpito da questa malattia è il polmone, sebbene siano stati descritti casi in cui i batteri sono migrati in altre parti del corpo, provocando danni considerevoli.

Patogenesi della tubercolosi

I principali mezzi di trasmissione sono le secrezioni che le persone affette dalla malattia espellono, principalmente quando tossiscono.

Quando tossiscono, rilasciano piccole particelle di liquido impercettibili, in cui è contenuto un gran numero di cellule batteriche. Man mano che evaporano, rimangono batteri che possono essere inalati da soggetti sani.

Poiché la porta di accesso al corpo è l'inalazione, vanno direttamente alle vie respiratorie, che percorrono fino a raggiungere il loro sito di alloggio: gli alveoli polmonari.

Come con tutti gli agenti patogeni che entrano nel corpo, stimolano la produzione di messaggeri chimici noti come linfochine e citosine. La funzione di queste molecole è quella di attirare i macrofagi, cellule del sistema immunitario che combattono le infezioni.

Il batterio infetta i macrofagi e inizia a proliferare in essi, provocando le lesioni caratteristiche di questa patologia nel tessuto polmonare.

Fattori di virulenza

I fattori di virulenza sono un elemento determinante nello sviluppo di un'infezione. Sono definiti come i vari meccanismi che un agente patogeno deve infettare l'ospite.

Nel caso del Mycobacterium tuberculosis, i fattori di virulenza sono i seguenti:

Fattore corda: la sua funzione è quella di far aggregare le cellule batteriche formando corde.

LAM (Lipo-arabin-mannan): la sua funzione è quella di impedire l'attivazione dei macrofagi, oltre a favorire l'ingresso di batteri in essi attraverso meccanismi biochimici.

Solfatidi: impediscono ai fagosomi in cui è contenuto il batterio di fondersi con i lisosomi per la loro disintegrazione.

Sintomi

Come in molte altre patologie, nel caso della tubercolosi può accadere che la persona sia portatrice del batterio, senza mostrare sintomi. Questo è noto come tubercolosi latente.

Radiografia con polmoni affetti da Mycobacterium tuberculosis. Fonte: dall'autore UnknownUnknown, tramite Wikimedia Commons

D'altra parte, un numero significativo di persone che acquisiscono i batteri manifesta una serie di sintomi. Questo è ciò che viene chiamato tubercolosi attiva. In questo caso, i sintomi che si manifestano sono i seguenti:

• Malessere generale (febbre, affaticamento)
• Perdita di peso
• Tosse costante
• Sudorazioni notturne
• Espettorazione sanguinosa
• Dolore al petto, durante la respirazione e la tosse.

Trattamento

Il trattamento per la tubercolosi ha una lunga durata nel tempo. Quando una persona soffre della malattia, deve assumere medicinali per un periodo di tempo che va dai 6 ai 9 mesi.

Tra i farmaci più comuni per trattare questa malattia ci sono:

• Pirazinamide
• Rifampcin
• Isoniazide
• Etambutolo

Ovviamente la dose e la selezione del farmaco viene fatta dal medico tenendo conto di alcuni parametri come l'età del paziente, il suo stato di salute generale e l'eventuale resistenza ai farmaci del ceppo infettivo.

È di vitale importanza seguire il trattamento nella sua interezza. Se viene interrotto precocemente, potrebbe correre il rischio di generare resistenza nei batteri ancora vivi, il che potrebbe portare ad un aumento della virulenza e della gravità della malattia.

Riferimenti

1. Dorronsoro, I. e Torroba L. Microbiology of Tuberculosis. (2007). Annali del sistema sanitario di Navarra. 30 (2).
2. Forrelad, M., Kleep, L., Gioffre, A., Sabio, J., Morbidoni, H., Santangelo, M., Catalde, A. e Bigi, F. (2013). Fattori di virulenza del complesso Mycobacterium tuberculosis. Virulenza. 4 (1). 3-66
3. Habitat e morfologia del Mycobacterium tuberculosis. Estratto da: microbenotes.com.
4. Manuale per la diagnosi batteriologica della tubercolosi. Organizzazione panamericana della sanità. Estratto da: sldu.cu
5. Maulén, N. (2011). Fattori di virulenza del Mycobacterium tuberculosis. Giornale medico del Cile. 139 (12). 1605-1610.
6. (2014). Fondazione basca per la sicurezza alimentare. Estratto da: elika.net.
7. Mycobacterium tuberculosis. Estratto da: microbewiki.com
8. Mycobacterium tuberculosis e Tuberculosis. Estratto da: textbookofbacteriology.net
9. Pérez, M., Hurtado, M. e Rivera, M. Tuberculosis nel nuovo millennio. (2001). Giornale della Facoltà di Medicina. 24 (2). 104-119.