I batteri sono organismi unicellulari microscopici. Rientrano tra le forme di vita più antiche conosciute sulla terra. Esistono migliaia di tipi diversi di batteri, che vivono in tutti gli ambienti possibili in ogni parte del mondo. Vivono nel terreno, nell’acqua di mare e in profondità dentro la crosta terrestre. È stato segnalato che alcuni batteri vivono anche nei rifiuti radioattivi. Molti batteri vivono sulla pelle e all’interno del corpo dell’uomo e degli animali (nelle vie aeree, nella bocca e negli apparati digerente, riproduttivo e urinario) senza provocare alcun danno. Tali batteri sono definiti flora residente, o microbioma. La flora residente è costituita da un numero di batteri che, come minimo, è pari a quello delle cellule del corpo. In effetti, molti batteri della flora residente sono utili; per esempio, facilitano la digestione degli alimenti o impediscono la proliferazione di altri batteri più pericolosi.
Solo pochi tipi di batteri causano malattie. Essi sono chiamati patogeni. Talvolta, in determinate condizioni, la flora batterica residente può agire come un patogeno e causare una malattia. I batteri possono causare patologie producendo sostanze dannose (tossine) e/o invadendo i tessuti. Alcuni batteri sono in grado di causare infiammazioni che possono interessare il cuore, i polmoni, il sistema nervoso, i reni o l’apparato gastrointestinale. Determinati batteri (ad esempio Helicobacter pilori) aumentano il rischio di cancro.
Certi batteri hanno il potenziale per essere utilizzati come armi biologiche. Tra questi si annoverano quelli che causano l’antrace, il botulismo, la peste e la tularemia.
Classificazione dei batteri
I batteri possono essere classificati in diversi modi:
Denominazione scientifica: i batteri, come altri organismi viventi, sono classificati in base al genere (in presenza di una o più caratteristiche simili) e, nell’ambito del genere, in base alla specie. Il nome scientifico è composto dal genere seguito dalla specie (per esempio, Clostridium botulinum). All’interno di una specie, ci possono essere tipologie diverse, chiamate ceppi. I ceppi variano in base alla loro composizione genetica e ai componenti chimici. A volte, certi farmaci e vaccini sono efficaci soltanto contro alcuni ceppi particolari.
Colorazione: i batteri possono essere classificati in base al colore che assumono quando vengono a contatto con certe sostanze chimiche (coloranti). La colorazione di Gram è un processo di colorazione utilizzato comunemente. Alcuni batteri si colorano di blu e sono chiamati Gram-positivi. Altri si colorano di rosso e sono chiamati Gram-negativi. I batteri Gram-positivi e Gram-negativi si colorano in maniera diversa perché presentano pareti cellulari diverse. Causano anche tipi di infezione diversi e per combatterli si utilizzano tipi diversi di antibiotici. Esistono molte altre colorazioni oltre a quella di Gram.
Forma: tutti i batteri possono essere classificati in base a tre forme essenziali: sfere (cocchi), aste (bacilli) e spirali o eliche (spirochete).
Necessità di ossigeno: i batteri sono anche classificati in base alla loro necessità di ossigeno per vivere e crescere. I batteri che richiedono ossigeno sono chiamati aerobi. Quelli che non richiedono ossigeno e difficilmente vivono o crescono dove è presente ossigeno sono chiamati anaerobi. Alcuni batteri, chiamati batteri facoltativi, possono vivere e crescere con o senza ossigeno.
Corredo genetico: analisi speciali sono in grado di determinare le differenze nel corredo genetico (genotipo) dei batteri.
Che forma hanno i batteri
Infezioni batteriche
Le infezioni batteriche vengono classificate sulla base dei diversi modi in cui si classificano i batteri. Ad esempio, possono essere classificate come dovute a batteri Gram-negativi o Gram-positivi. Questa distinzione è importante in quanto il trattamento dei due tipi può richiedere tipi diversi di antibiotici.
Le infezioni da batteri Gram-negativi includono:
Le infezioni da batteri Gram-positivi includono:
Alcune infezioni vengono classificate in base alla forma dei batteri. Ad esempio, le infezioni causate da spirochete (batteri a forma di spirale) sono classificate come spirochetosi.
Le spirochetosi includono:
Altre infezioni possono essere classificate in base al fatto che i batteri responsabili richiedono la presenza di ossigeno o prosperano in un ambiente che ne è privo. I batteri che richiedono ossigeno per vivere e moltiplicarsi sono definiti aerobi, quelli che non richiedono ossigeno per vivere e moltiplicarsi sono definiti anaerobi.
Le infezioni anaerobiche includono:
Per trattare le infezioni batteriche sono disponibili molti antibiotici differenti. Tuttavia, la resistenza batterica agli antibiotici costituisce una problematica importante.
Difese batteriche
I batteri possono autodifendersi in molti modi.
Biofilm
Alcuni batteri secernono una sostanza che li aiuta a unirsi ad altri batteri, cellule o oggetti. Questa sostanza si integra ai batteri per formare uno strato appiccicoso chiamato biofilm. Per esempio, alcuni batteri formano un biofilm sui denti (chiamato placca dentale). Il biofilm intrappola le particelle alimentari, che i batteri elaborano e utilizzano; attraverso questo processo, i batteri possono causare carie dentarie. I biofilm aiutano anche a proteggere i batteri dagli antibiotici, rendendo difficile la loro eliminazione, come nel caso dei batteri che causano infezioni delle protesi articolari.
Capsule
Alcuni batteri sono avvolti in una capsula protettiva. La capsula aiuta a impedire che i globuli bianchi, che combattono l’infezione, ingeriscano i batteri. Questi batteri sono definiti “incapsulati”.
Membrana esterna
Sotto la capsula, nei batteri Gram-negativi è presente una membrana esterna che li protegge da certi antibiotici. Se alterata, questa membrana rilascia delle sostanze tossiche chiamate endotossine. Le endotossine contribuiscono alla gravità dei sintomi durante le infezioni da batteri Gram-negativi.
Spore
Alcuni batteri producono spore, che sono una forma inattiva (quiescente) degli stessi. Le spore possono consentire ai batteri di sopravvivere quando le condizioni ambientali sono difficili (ad esempio la mancanza di umidità o la carenza di nutrienti). Quando le condizioni sono favorevoli, ciascuna spora germina dando origine a un batterio attivo.
Flagelli
I flagelli sono filamenti lunghi e sottili che fuoriescono dalla superficie delle cellule e che consentono ai batteri di muoversi. I batteri senza flagelli non sono in grado di muoversi autonomamente.
Resistenza agli antibiotici
Alcuni batteri sono naturalmente resistenti a determinati antibiotici.
I batteri sviluppano resistenza ai farmaci perché acquisiscono geni da altri batteri diventati resistenti oppure per una mutazione subita dai loro stessi geni. Per esempio, poco dopo l’introduzione della penicillina a metà degli anni ’40, alcuni singoli batteri della specie Staphylococcus aureus acquisirono geni che resero la penicillina inefficace contro di loro. I ceppi che possedevano questi geni speciali si dimostrarono avvantaggiati in termini di sopravvivenza nelle situazioni abituali in cui la penicillina veniva utilizzata per curare le infezioni. I ceppi di Staphylococcus aureus che non presentavano questi nuovi geni venivano uccisi dalla penicillina, consentendo ai restanti batteri resistenti alla penicillina di riprodursi e, nel corso del tempo, diventare più comuni.
Di conseguenza, i chimici hanno modificato la molecola della penicillina, creando un farmaco diverso ma simile, chiamato meticillina, in grado di uccidere i batteri resistenti alla penicillina. Subito dopo l’introduzione della meticillina, i ceppi di Staphylococcus aureus svilupparono geni che li resero resistenti alla meticillina e ai farmaci associati. Questi ceppi sono chiamati Staphylococcus aureus resistenti alla meticillina (Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus, MRSA).
I geni codificati per la resistenza a un farmaco riescono a passare alle generazioni successive di batteri o, a volte, perfino ad altre specie di batteri.
Più spesso si usano gli antibiotici, maggiore è la possibilità di sviluppare batteri resistenti. Pertanto, gli esperti raccomandano l’uso degli antibiotici solo quando è necessario e per il minor tempo possibile. In altre parole, gli antibiotici devono essere prescritti solamente per le infezioni causate da batteri e non per quelle causate da virus, come il raffreddore o l’influenza. La somministrazione di antibiotici a soggetti che, probabilmente, non hanno contratto un’infezione batterica, come quelli che presentano sintomi di tosse e raffreddore, non migliora la salute dei pazienti e aiuta invece a creare batteri resistenti. Poiché gli antibiotici sono stati utilizzati (anche impropriamente) in maniera molto diffusa, molti batteri sono resistenti a certi antibiotici.
I batteri resistenti possono trasmettersi da persona a persona. Poiché i viaggi internazionali sono così comuni, i batteri resistenti possono diffondersi in molte parti del mondo in breve tempo. La diffusione di questi batteri negli ospedali è particolarmente preoccupante. I batteri resistenti sono comuni negli ospedali poiché gli antibiotici sono spesso necessari; in aggiunta, il personale ospedaliero e i visitatori possono diffondere i batteri se non seguono attentamente le opportune procedure sanitarie. Inoltre, molti pazienti ricoverati sono immunodepressi e quindi più esposti alle infezioni.
I batteri resistenti possono anche essere trasmessi agli esseri umani dagli animali. I batteri resistenti sono comuni tra gli animali da allevamento, dal momento che gli antibiotici sono spesso somministrati regolarmente agli animali sani per prevenire le infezioni che possono compromettere la crescita o causare malattie. In molti Paesi l’uso degli antibiotici negli animali è stato vietato, per ridurre il rischio di:
Ingerire batteri resistenti contenuti in prodotti alimentari di origine animale
Contrarre un’infezione da batteri resistenti attraverso il contatto con gli animali
Essere esposti ad antibiotici contenuti nei prodotti alimentari di origine animale