I batteri

In questi ultimi due anni i virus hanno fatto da padrone, ma ci sono dei patogeni che sono passati inosservati all’attenzione pubblica ma hanno continuato a mietere vittime: i batteri. Scoperti dal biologo olandese Anton van Leewenhoek nel lontano 1674, sono tutt’oggi oggetto di studio e preoccupazione. Non tutti i batteri sono però da considerare “nemici”, in quanto ne ospitiamo noi stessi una enorme quantità, nell’ordine dei triliardi, in un rapporto di mutuale beneficio (simbiosi) perché sono parte integrante del nostro microbiota.

Cosa sono i batteri?

I batteri sono organismi unicellulari capaci di riprodursi molto velocemente e quindi conquistare rapidamente un ospite. Nelle giuste condizioni possono duplicarsi fino a creare delle piccole comunità, chiamate colonie. Sono così piccoli da essere anche grandi quanto 1 /10 di una nostra cellula, e sono osservabili solamente con l’aiuto del microscopio ottico.

Come sono fatti?

La cellula del batterio, definita procariota (dal greco “nucleo primitivo”), si differenzia da quella di origine animale, vegetale e fungina, definita eucariota (dal greco “vero nucleo”) per il fatto che il loro DNA, che è composto da un solo cromosoma, è libero nella cellula, invece che contenuto in una membrana.

Oltre a questo, hanno degli altri tratti distintivi che gli permettono anche di esercitare la loro virulenza:

• Hanno una parete cellulare che li protegge e sostiene, a volte accompagnata da una capsula esterna, che impedisce ai nostri globuli bianchi di fagocitarli (dal greco” mangiare”).
• Possono rilasciare tossine, un esempio molto comune è il botulino
• Alcune specie hanno delle “code”, chiamati flagelli, che gli permettono di spostarsi
• Possono avere enzimi che ne facilitano la penetrazione all’interno dell’ospite e
• Appigli, chiamati pili, che ne favoriscono l’adesione alle altre strutture o cellule.

Alcune colonie sono in grado di produrre una specie di mantello protettivo, chiamato biofilm, impenetrabile anche agli antibiotici. Quello che noi vediamo come tartaro infatti, non è altro che la manifestazione di questo biofilm sui nostri denti.
Si riproducono duplicandosi, con una riproduzione asessuata, dove da un batterio possono formarsene altri identici. La cosa sorprendente è la rapidità della riproduzione (anche meno di 60min!), che vede una crescita esponenziale, fino ad esaurimento delle risorse necessarie.
Tutto questo fa sì che siano ottime macchine da sopravvivenza, in grado di resistere a situazioni sfavorevoli e spesso capaci di prendere il sopravvento nell’ospite.

Classificazione dei batteri e Diagnosi di infezione batterica

Per poterli riconoscere e studiarne quindi le caratteristiche ed eventuali effetti su di noi, sono stati classificati in diversi modi. La maggior parte dei batteri possono “respirare” come noi, e vengono chiamati batteri aerobi.

Per una piccola parte invece l’ossigeno è tossico, tanto che non possono crescere in sua presenza, e vengono per questo classificati come batteri anaerobi.

La colorazione di Gram per la classificazione dei batteri

Per poter capire quale batterio si ha davanti bisogna osservare le sue caratteristiche al microscopio. La classificazione più conosciuta è sicuramente la colorazione Gram. Viene usata una combinazione di coloranti che mette in evidenza la struttura della parete cellulare, che si tingerà di viola-porpora per i batteri Gram positivi, o di rosso per i batteri Gram negativi.

Oltre che grazie alla colorazione Gram i batteri possono essere distinti per forma, che può essere a sfera, nei cocchi come lo Stafilococco aureus, o a bastoncello, nei bacilli come l’Escherichia coli.

Test per la diagnosi di specie

Da un punto di vista diagnostico, oltre all’identificazione tramite microscopio ottico vista sopra, vengono usati test capaci di riconoscere precise porzioni di DNA batterico, caratteristiche di una determinata specie, che ne garantiscono l’immediata identificazione. Il famoso test molecolare di cui abbiamo sentito parlare in questi anni, con tecnica PCR, è uno di questi.

I batteri sono nostri avversari?

Innanzitutto non tutti i batteri sono interessati all’uomo. Ci sono batteri che prediligono piante e altri ancora a cui di conquistare non importa granché, e preferiscono instaurare un rapporto simbiotico con il loro ospite.
Veniamo continuamente a contatto con batteri, sia tramite altre persone o oggetti contaminati, nell’acqua e cibo che mangiamo, e a volte nell’aria che respiriamo.

Dal fatto che non ci infettiamo così spesso possiamo capire già che non tutti i batteri vengono a/o possono nuocere.
Quelli che lo fanno, hanno poi una predilezione per determinate parti del nostro corpo. Alcuni ci fanno venire polmoniti, altri cistiti, altri ancora carie ai denti. Grazie alle caratteristiche viste sopra essi aderiscono ai tessuti, si fanno strada e riproducono, creando colonie. Il nostro corpo poi reagisce, cercando di liberarsene, e con l’aiuto di antibiotici vengono solitamente sterminati.

Ci sono però alcune specie di batteri di cui si sente e sentiremo sempre più parlare, che aimè hanno sviluppato una resistenza agli antibiotici, alcuni anche a più di una categoria, i cosiddetti batteri multi-drug resistance. Per far fronte a questo problema incalzante si è messa in atto una strategia promossa dall’OMS che agisce su molti fronti, sia riducendo l’uso improprio di antibiotici promuovendone la corretta prescrizione, che migliorando la prevenzione e sostenendo la ricerca di nuovi approcci terapeutici, come l’uso di batteriofagi.

O possono essere degli alleati?

Non tutti i batteri sono nocivi per l’uomo, anzi. Abbiamo trilioni di batteri nel nostro corpo, distribuiti principalmente nel tratto digerente, vie aeree, genitali, e nella stessa pelle. Invece di essere patogeni, sono di beneficio, in quanto svolgono funzioni che le nostre cellule non sono in grado di fare, come sintetizzare alcuni tipi di vitamine, o aiutare le nostre difese immunitarie, stimolandole o antagonizzando essi stessi batteri potenzialmente patogeni.

Fanno parte di quello che è chiamato il microbiota umano, che comprende anche virus e funghi. Le funzioni e interazioni che abbiamo con i batteri facenti parte del nostro microbiota sono ancora oggetto di studio, soprattutto per la determinazione del loro ruolo in patologie come l’obesità.

Dott.ssa Ilaria Taccucci, biologa

Fonti e note:

1.  Antibiotico resistenza; Fadda Giulia, Grossi Adriano, Fortunato “Paolo” D’Ancona – 3/03/2022, Dipartimento Malattie infettive, Iss
2. Medical microbiology; Murray, P. R., Rosenthal, K. S., & Pfaller, M. A. (2013) . Philadelphia: Elsevier/Saunders
3. The microbiome: Composition and locations. Kennedy MS, Chang EB.