Caratteristiche della capsula batterica
La capsula è un rivestimento peculiare e protettivo di alcune cellule batteriche, non è una struttura fondamentale e, per tanto, non è sempre presente. Tuttavia desta molto interesse perché molti batteri che presentano la capsula sono anche patogeni: esempi di batteri con capsula responsabili di gravi malattie sono Bacillus anthracis, Clostridium perfringens e Streptococcus pneumoniae.
La presenza della capsula è determinata sia da fattori ambientali che genetici:
- genetici: in assenza dei geni responsabili della sintesi di uno o più degli enzimi coinvolti nella formazione della capsula, questa non può essere prodotta.
- ambientali: la capsula si forma quando nell’ambiente di crescita sono presenti gli elementi che la costituiscono (o sostanze da cui ricavare i costituenti) e condizioni ambientali sfavorevoli.
Struttura
La capsula viene spesso definita “glicocalice” a causa della sua composizione di natura oligosaccaridica e si struttura in tre componenti, partendo dall’interno verso l’esterno:
- Strato S che conferisce un aspetto “liscio” alla colonia ed è costituito da proteine e glicoproteine che si autoassemblano in dimeri, trimeri ed esameri andando a formare una rete proteica con dei pori acquosi selettivi per alcune molecole;
- Capsula propriamente detta, ovvero lo strato intermedio tra strato S e strato mucoso, che è formata essenzialmente da polimeri di saccaridi, sia omopolimeri (soprattutto destrani) che eteropolimeri (come l’acido ialuronico) e solo in rari casi composta da polipeptidi;
- Strato mucoso che presenta una struttura amorfa, e con una composizione molto variabile (polisaccaridi, peptidi o ambedue).
Come posso visualizzare la struttura?
I metodi di visualizzazione al microscopio ottico della capsula batterica sono principalmente due:
- colorazione negativa, che prevede l’utilizzo di un colorante scuro, la nigrosina o inchiostro di chia, che non viene assorbito dalla capsula e pertanto colora di scuro sia l’ambiente esterno che quello interno alla capsula stessa, facendo apparire quest’ultima come un alone chiaro;
- reazione di Neufeld, o reazione di quelling, che utilizza le componenti polisaccaridiche della capsula come antigeni per anticorpi specifici; il legame fra questi genera un rigonfiamento capsulare che rende maggiormente visibile la capsula stessa al microscopio ottico.
Funzioni
La capsula può svolgere innumerevoli funzioni:
- Resistenza all’essiccamento grazie a zuccheri che assorbono e trattengono acqua;
- Adesione fra le cellule e con la superficie;
- Materiale di riserva da cui attingere zuccheri;
- Fattore di virulenza che permette alla cellula batterica di eludere la risposta immunitaria aspecifica: contrasta l’azione di fagocitosi, nonché delle molecole antibatteriche come le defensine e il lisozoma, oltre che quello dei farmaci, costituendo quindi un ostacolo all’azione degli stessi;
- Resistenza a composti tossici di natura idrofobica come i detergenti.
In futuro comprendere i meccanismi di sintesi e funzionamento della capsula batterica, sarà di fondamentale importanza per comprendere come i diversi batteri interagiscano con l’ambiente esterno e con i loro ospiti, così da poter contrastare molte delle patologie a loro carico.
Fonti
- Brock, T. D., Madigan, M. T., Martinko, J. M., & Parker, J. (2003). Brock biology of microorganisms. Upper Saddle River (NJ): Prentice-Hall, 2003..
- https://it.wikipedia.org/wiki/Capsula_batterica
- http://www.treccani.it/enciclopedia/capsula/
- http://www.dstunisannio.it/sites/default/files/2019-11/3.strutture%20esterne%20e%20inclusioni.pdf
