I Micoplasmi: chi ha bisogno di una parete?

Colonie di Micoplasmi in una coltura ottenuta a partire da campioni di lavaggio tracheale bovino. E' ben visibile il classico aspetto definito:”a uovo fritto” della colonia stessa, che caratterizza tipicamente la presenza proprio di microrganismi che appartengono a questa Classe

La maggior parte dei microrganismi è costituita da una singola cellula racchiusa all’interno di una parete che ha una struttura tipica ed è formata, in larga parte, da uno speciale polimero (il peptidoglicano) che conferisce una certa rigidità alla cellula, la protegge da molti insulti ambientali e dall’azione di numerose sostanze diverse (non ultime quelle prodotte da altri microrganismi competitori naturali per i nutrienti), fornendogli cosi’ una grande capacità di resistenza.

La presenza della parete nel mondo microbico è cosi’ caratterizzante ed importante che i primi studiosi che hanno ideato la classificazione tassonomica dei batteri si sono basati proprio su di essa e sulla diversità che può assumere la sua struttura per distinguerli tra loro: basti pensare alla grande suddivisione, ben nota ai microbiologi e non solo, tra: Gram positivi e Gram negativi, che identifica la diversa colorazione che i microrganismi assumono durante il trattamento con il colorante cristalvioletto e che è causata proprio dalle possibili varianti architettoniche che la parete può assumere, determinando cosi’ un diverso grado di permeabilità allo stesso. (Fig.1)

Fig.1 Al microscopio ottico, dopo colorazione di Gram, i batteri gram positivi appaiono violetti, mentre quelli gram negativi sono di colorazione rosa.

Tuttavia, esiste una classe di microrganismi che è completamente sprovvista di parete cellulare: sono i cosiddetti: Mollicutes, di cui fa parte un unico ordine, quello dei Mycoplasmatales, comunemente detti Micoplasmi (da non confondere coi Micobatteri, che invece sono dotati di parete!).

Nonostante la parete conferisca, come si è accennato, numerosi vantaggi, i Micoplasmi sopravvivono tranquillamente anche senza e sono ampiamente diffusi: sono stati isolati dall’uomo e dagli animali (molte specie sono infatti parte del naturale microbioma delle mucose boccali, respiratorie e genitali per entrambi), dalle piante, dal suolo e persino dal compost.

Non si trovano normalmente nell’acqua a causa dell’assenza in essa di adeguati nutrienti ma possono esservi riscontrati laddove ci siano contaminazioni, specie se causate da scarichi fognari o zootecnici.

Essendo racchiusi solo dalla membrana plasmatica, i Micoplasmi non hanno la rigidità strutturale degli altri microrganismi e sono pleiomorfi (possono cioè assumere forme diverse o modificare la propria forma in risposta a certi stimoli): possono variare tipicamente nell’aspetto da sfera a pera, con diametro compreso tra 0,3-0,8 micrometri, a volte con presenza di filamenti (estroflessioni citoplasmatiche) ramificati o elicoidali. (Fig.2)

Fig.2 Un tipico esempio di pleiomorfismo dei Micoplasmi: M. pneumoniae, agente responsabile della polmonite atipica primaria, visto al SEM (microscopio elettronico a scansione)

Non sono provvisti di quegli apparati che consentono a molti microrganismi di muoversi (quali pili, fimbrie, flagelli, etc.) ma non sono per questo del tutto privi di motilità: possono infatti strisciare su superfici ricoperte da sottili film liquidi grazie alla plasticità del loro citoscheletro.

L’assenza della parete li rende sensibili all’azione dei detergenti e a certi shock osmotici: in soluzione salina o ipotonica (a bassissima concentrazione di sali) le cellule dei Micoplasmi possono danneggiarsi anche irrimediabilmente.

In compenso, sono ovviamente completamente immuni alle penicilline ed a tutti quegli antibiotici che agiscono proprio sul processo di biosintesi della parete cellulare (come le cefalosporine).

La loro membrana cellulare si è inoltre evoluta in modo da compensare la mancanza della parete di peptidoglicano: la sua composizione infatti è molto particolare e diversa da quella degli altri microrganismi; essa è ricca soprattutto di steroli (caso unico tra le specie batteriche) e ciò permette loro di mantenere costante il proprio volume cellulare e resistere agli stress idrici.

I Micoplasmi sono stati definiti i più piccoli batteri dotati di autoriproduzione ed in effetti, date le le loro dimensioni medie che oscillano come si diceva tra 0,3 e 0,8 micrometri, tale definizione ha un certo valore: per avere un’idea indicativa di contro Escherichia coli, forse uno tra i più conosciuti microrganismi gram negativi al mondo, ha una dimensione che invece oscilla tra i 2 ed i 6 micrometri di lunghezza.

Anche le dimensioni del loro genoma sono tra le più piccole riscontrate nei procarioti (oscillando tipicamente tra 5-10 *10^8 dalton secondo la specie).

I Micoplasmi sono in genere anaerobi facoltativi (possono cioè crescere anche in assenza di ossigeno) e solo alcuni sono anaerobi obbligati; dal punto di vista ecologico possono essere saprofiti (in tal caso si nutrono di materia organica morta o in decomposizione), oppure commensali (approfittano cioè del nutrimento o degli scarti di qualcun altro ma senza competizione con quest’ ultimo) oppure ancora parassiti: è proprio quest’aspetto, tipico di alcune specie, che li rende oggetto di numerosi studi medici, veterinari ed agrari.

Benché forse poco conosciuti o citati di solito dal grande pubblico e dai media infatti i Mollicutes hanno tuttavia una straordinaria capacità patogenica che interessa ben tre regni.

Negli esseri umani ad esempio,a causa della loro tendenza a colonizzare le mucose, sono spesso responsabili di malattie urogenitali o respiratorie: il caso più conosciuto a questo riguardo è senz’altro quello di Mycoplasma pneumoniae, responsabile della polmonite atipica primaria che colpisce principalmente i bambini, i giovani sotto ai 30 anni e molti pazienti già immunodepressi. Il microrganismo aderisce alla superficie esterna delle cellule ciliate dell’epitelio dei polmoni e da li’ le attacca coi suoi enzimi, danneggiandole spesso fino a distruggerle. Data la loro immunità agli antibiotici penicillanici e cefalosporinici, la terapia farmacologica per questo tipo d’infezioni si basa su antibiotici che interferiscano o blocchino selettivamente la sintesi proteica del microrganismo (quali le tetracicline ed i macrolidi).

Negli animali d’altra parte possono causare molte ed importanti malattie del bestiame: la pleuropolmonite bovina contagiosa (M.mycoides) ad esempio, oppure la malattia respiratoria cronica dei polli (M. gallisepticum) oppure ancora la polmonite dei suini (M. hyopneumoniae).

Ma la capacità patogena di questi microrganismi non si ferma appunto solo ad esseri umani ed animali: esistono specie infatti che sono responsabili di alcune gravi malattie delle piante, tali da poter compromettere o distruggere interi raccolti.

I Micoplasmi patogeni delle piante vengono comunemente suddivisi dai botanici e dagli agrari in due grandi classi, a prescindere dalla specie: gli Spiroplasmi (di forma spiralata e coltivabili in vitro) ed i Fitoplasmi (che hanno forma variabile, sono parassiti completamente obbligati e non sono coltivabili in vitro); sia gli uni che gli altri sono comunque sempre Mollicutes e presentano perciò tutte le caratteristiche sopra elencate, oltre a poche altre loro tipiche.

Causano malattie tipicamente alle piante di agrumi, ai broccoli, al cavolo ed al frumento; vengono veicolati probabilmente tra le varie piante da alcuni insetti, in particolare artropodi, che ne sono gli inconsapevoli ospiti vettori.

Data perciò la loro grande diffusione, la loro capacità adattativa ed la loro patogenicità tanto diversificata, i Micoplasmi sono tutt’ora oggetto di molti studi approfonditi in ognuno di questi campi. (Fig.3)

Fig.3 Nei laboratori di ricerca biologici e biomedici, in cui si fa largo uso di colture cellulari di vario tipo, i Micoplasmi sono i contaminati di coltura più frequenti; il tipico aspetto “a uovo fritto” che connota le loro colonie è dovuto ad una zona di crescita principale che sprofonda nello spessore dell’agar (l’occhio dell’uovo), circondata da un alone periferico di crescita superficiale.

Bibliografia di riferimento:

Microbiologia”, Lansing M. Prescott ed altri, edizioni Zanichelli

Fondamenti di Patologia vegetale”, Alberto Matta, Patron editore

Crediti per le immagini

Per l’immagine in evidenza:

https://www.vetjournal.it/item/25795-micoplasmi-e-brd.html

Per l’immagine che confronta la diversa colorazione al cristalvioletto tra Gram “+ “e Gram “- “:

http://www.biopills.net/articoli/ripassiamo-aiuto-studio/microbiologia/colorazione-di-gram-identificare-batteri-gram-positivi-e-gram-negativi/

Per l’immagine di Mycoplasma pneumoniae:

http://bioweb.uwlax.edu/bio203/s2007/wojtowic_trav/

Per l’immagine della colonia “a uovo fritto” in coltura su agar:

https://www.erboristeriaweb.eu/i-micoplasmi-subdoli-agenti-patogeni/

Per ulteriori approfondimenti sulle infezioni da Mycoplasmatales vedere anche:

https://www.microbiologiaitalia.it/2016/10/15/malattie-infettive-rischio-contagio-aumenta-nelle-scuole/

Laureando in Biotecnologie Farmaceutiche presso l’Università degli studi di Milano; appassionato di Microbiologia, Farmacologia e Biologia in generale.
Amo la musica (specie l’Epic Metal ma spazio volentieri anche in altri generi), sono un accanito lettore di romanzi Fantasy, un discreto cuoco (a quanto dicono..!) e mi piace fare lunghi giri in bicicletta per le campagne del mio paese.

Informazioni su Simone Rinaldi 15 Articoli
Laureando in Biotecnologie Farmaceutiche presso l'Università degli studi di Milano; appassionato di Microbiologia, Farmacologia e Biologia in generale. Amo la musica (specie l'Epic Metal ma spazio volentieri anche in altri generi), sono un accanito lettore di romanzi Fantasy, un discreto cuoco (a quanto dicono..!) e mi piace fare lunghi giri in bicicletta per le campagne del mio paese.

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