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Dall'Escherichia coli alla Klebsiella pneumoniae: in che modo questi batteri Gram-negativi influiscono sulla nostra salute?
I batteri Gram-negativi sono un gruppo di batteri, a differenza dei batteri Gram-positivi, caratterizzati dall'incapacità di trattenere il colorante cristalvioletto nella colorazione di Gram. La caratteristica più sorprendente di questo tipo di batteri è che il suo involucro cellulare è costituito da un sottile strato di parete cellulare di peptidoglicano inserita tra la membrana interna (membrana citoplasmatica) e la membrana esterna. Questo sistema a due membrane consente loro di sopravvivere in una varietà di ambienti che supportano la vita, tra cui acqua, suolo e animali e piante all'interno.
Tra i batteri Gram-negativi, organismi modello come Escherichia coli coesistono con vari batteri patogeni (come Pseudomonas aeruginosa, Chlamydia e Yersinia pestis), che pongono sfide significative in campo medico.
La membrana esterna dei batteri Gram-negativi funge da barriera di sicurezza ed è resistente a molti antibiotici (inclusa la penicillina), ai detergenti che danneggiano la membrana interna e all'enzima antibatterico lisozima prodotto dal sistema immunitario dell'animale. Ciò rende più complicato il trattamento delle infezioni causate da questo tipo di batteri.
Ancora più importante, lo strato esterno della membrana esterna contiene un lipopolisaccaride complesso (LPS), il cui componente lipidico A può innescare una reazione tossica quando i batteri vengono lisati dalle cellule immunitarie, che può portare a shock settico. Clinicamente si possono osservare sintomi come diminuzione della pressione sanguigna, insufficienza respiratoria e acidosi lattica.
La sfida degli antibiotici
Per combattere i batteri Gram-negativi, gli scienziati hanno sviluppato molti tipi di antibiotici, tra cui aminopenicilline, cefalosporine e farmaci combinati contenenti inibitori della β-lattamasi (come piperacillina-tazobactam), antagonisti dell'acido folico e fluorochinoloni. Questi farmaci sono comunemente usati anche per trattare i batteri Gram-positivi.
Gli antibiotici che colpiscono specificamente i batteri Gram-negativi includono aminoglicosidi, beta-lattamici monociclici (come l'amoxicillina) e ciprofloxacina.
Caratteristiche dei batteri Gram-negativi
I batteri Gram-negativi comuni hanno le seguenti caratteristiche: la presenza di una membrana interna, un sottile strato di peptidoglicano, una membrana esterna contenente lipopolisaccaride e porine. Queste caratteristiche consentono loro di sopravvivere stabilmente all'interno del loro ecosistema.
Classificazione e sviluppo del sistema
La classificazione batterica basata sulla reazione alla colorazione di Gram solitamente divide i batteri in batteri Gram-positivi e batteri Gram-negativi. I batteri Gram-negativi possono essere ulteriormente suddivisi in molteplici categorie, inclusi decenni di ricerca scientifica per comprendere l’evoluzione e le caratteristiche di questo tipo di batteri. Tuttavia, questa serie di metodi di classificazione deve essere continuamente adattata in base alle ultime ricerche molecolari.
Rapporto con la salute
I batteri Gram-negativi sono ampiamente riconosciuti come importanti agenti causali di molte malattie. Soprattutto in ambito medico, le infezioni che causano includono polmonite, infezioni del tratto urinario e batteriemia, che rappresentano una delle principali minacce alla salute dei pazienti.
Una volta che i batteri Gram-negativi entrano nel sistema di circolazione sanguigna, l'LPS può innescare una risposta immunitaria naturale, che alla fine porta allo shock settico.
Pensieri alla fine
Mentre il problema della resistenza agli antibiotici si intensifica e la minaccia per la salute rappresentata dai batteri Gram-negativi diventa sempre più evidente, disponiamo di strategie adeguate per affrontare questa sfida?
