Il termine "germe" si riferisce a qualsiasi microrganismo, in particolare i microrganismi che causano malattie. In questa categoria sono inclusi alcuni virus, batteri e funghi. Qual è la differenza tra questi tre tipi di microbi? Quali malattie causano e dovrebbero essere trattate in modo diverso? Poiché virus, batteri e funghi possono causare molte malattie note, è comune confonderli, ma sono diversi come un topo e un elefante. Uno sguardo alle dimensioni, alla struttura, alla riproduzione, agli ospiti e alle malattie causate da ciascuno indicherà le importanti differenze tra questi germi.
Virus
I virus sono organismi molto piccoli e semplici. Sono infatti così piccoli che possono essere visti solo con uno speciale e potentissimo microscopio chiamato “microscopio elettronico”. Sono creature così semplici che tecnicamente non sono nemmeno considerate esseri viventi. Ci sono sei caratteristiche di tutti gli esseri viventi:
– Adattamento all'ambiente
– composizione cellulare
– Processi metabolici utilizzati per ottenere energia
– Risposta del movimento all'ambiente
– Crescita e sviluppo
– Riproduzione
Un virus non è in grado di metabolizzare, crescere e riprodursi da solo, ma deve avere più di una cellula ospite che svolge queste funzioni. Pertanto, un virus non è considerato un essere vivente. La struttura di un virus è estremamente semplice e non è sufficiente per una vita indipendente.
Struttura: ogni virus è formato da due componenti elementari. Il primo è un filamento di materiale genetico, acido desossiribonucleico (DNA) o acido ribonucleico (RNA). A differenza delle cellule viventi, i virus avranno DNA o RNA ma non entrambi. Il materiale genetico è un modello per determinare la struttura e il comportamento di una cellula. In un virus, un rivestimento proteico chiamato "capside" circonda l'acido nucleico. Questo rivestimento serve a proteggere l'acido nucleico e aiuta nella sua trasmissione tra le cellule ospiti. Il capside è costituito da molte piccole particelle proteiche chiamate "capsomeri" e può essere formato in tre forme generali: elicoidale, icosaedrica e complessa. Alcuni dei virus più avanzati hanno una terza struttura che circonda il capside. Questo è chiamato "involucro" ed è costituito da uno strato bilipidico, come la membrana di una cellula, e da glicoproteine, che sono costituite da proteine e carboidrati. L'involucro serve a camuffare il virus in modo che assomigli a una cellula "reale", proteggendolo dall'apparire come una sostanza estranea al sistema immunitario dell'ospite. La struttura di un virus è strettamente correlata alla sua modalità di riproduzione.
Riproduzione: l'unico scopo di un virus è riprodursi, ma per farlo ha bisogno di una cellula ospite. Una volta individuata una cellula ospite adatta, il virus si attacca alla superficie cellulare o viene ingerito nella cellula mediante un processo chiamato "fagocitosi". Quindi rilascia il suo materiale genetico nella cellula attraverso i normali processi cellulari. La cellula smette di produrre le proteine che produce normalmente e utilizza il nuovo modello fornito dal virus per iniziare a produrre proteine virali. Il virus utilizza l'energia ei materiali della cellula per produrre l'acido nucleico e i capsomeri per creare numerose copie del virus originale. Quando si formano i cloni del virus, provocano la rottura della cellula ospite, rilasciando il virus per infettare le cellule vicine.
Ospiti e resistenza: è noto che i virus infettano quasi tutti i tipi di ospiti che hanno cellule viventi. Animali, piante, funghi e batteri sono soggetti a infezione virale. Ma i virus tendono ad essere un po' specifici riguardo al tipo di cellule che infettano. I virus delle piante non sono attrezzati per infettare le cellule animali, ad esempio un determinato virus delle piante può infettare un numero di piante correlate. A volte un virus può infettare una creatura e non fare del male ma provocare il caos quando entra in una creatura diversa ma strettamente imparentata. Ad esempio, i cervi trasportano l'Hantavirus senza alcun effetto molto evidente sui roditori, ma se l'Hantavirus infetta una persona, gli effetti sono drammatici e spesso mortali, malattia caratterizzata da sanguinamento eccessivo. La maggior parte dei virus animali, tuttavia, sono specifici per specie. Ciò significa che infetta una specie animale. Ad esempio, il virus dell'immunodeficienza felina (FIV) infetterà solo i gatti; virus dell'immunodeficienza umana (HIV) infetterà solo gli esseri umani.
Cosa deve fare l'ospite per evitare l'infezione da virus? Qualsiasi sostanza estranea introdotta nel corpo produce quella che viene chiamata una "risposta immunitaria". Attraverso questo processo, il corpo dell'ospite produce anticorpi. Gli anticorpi sono sostanze che distruggono un invasore e impediscono all'ospite di contrarre nuovamente la stessa malattia in futuro. Gli anticorpi sono specifici per ogni invasore e ogni volta che viene contratta una nuova malattia, dovrà essere prodotto un nuovo set di anticorpi. Questo processo di produzione di anticorpi specifici per il virus dell'infezione richiede circa sette giorni. Tuttavia, la cellula infettata da un virus produce piccole proteine chiamate “interferenti”. Questi interferoni vengono rilasciati entro tre o cinque giorni e lavorano per prevenire l'infezione delle cellule vicine fino a quando non possono essere prodotti gli anticorpi. Inutile dire che la ricerca sui benefici degli interferenti nel trattamento virale è in corso, ma l'effettivo meccanismo di un interferente non è del tutto noto. Ci sono alcuni farmaci antivirali che possono essere somministrati in caso di infezioni virali, ma il sistema immunitario del corpo è ampiamente utilizzato per combattere questi tipi di infezioni.
Batteri
I batteri sono molto diversi dai virus. In primo luogo, i batteri sono di dimensioni molto maggiori. Il virus più grande è grande quanto il più piccolo batterio conosciuto (dimensioni peculiari per i batteri). Ma i batteri sono ancora microscopici e non possono essere visti ad occhio nudo. Sono così piccoli che le dimensioni dei batteri si misurano in micrometri (10.000 micrometri = 1 centimetro). In confronto, la testa di uno spillo è larga circa 1000 micrometri. Sebbene sia più complessa di un virus, la struttura di un batterio è ancora relativamente semplice.
Struttura: la maggior parte dei batteri ha una parete cellulare esterna rigida. Questo fornisce forma e protezione. All'interno della parete cellulare c'è una membrana plasmatica. È come la membrana che si trova attorno a tutte le cellule viventi che fornisce un confine per il contenuto della cellula e una barriera per le sostanze che entrano ed escono. Il contenuto all'interno della cellula è chiamato "citoplasma". Nel citoplasma sono sospesi i ribosomi (per la sintesi proteica), il nucleotide (materiale genetico concentrato) ei plasmidi (piccoli pezzi circolari di DNA, alcuni dei quali portano geni che controllano la resistenza a vari farmaci). Tutte le cellule viventi hanno ribosomi, ma quelli dei batteri sono più piccoli di quelli che si trovano in qualsiasi altra cellula. Alcuni farmaci antibatterici sono progettati per attaccare i ribosomi di un batterio, rendendolo incapace di produrre proteine e quindi uccidendolo. Poiché i ribosomi sono diversi, le cellule ospiti non vengono danneggiate dall'antibiotico. Alcuni batteri hanno lunghe strutture chiamate "flagelli" che usano per muoversi.
I batteri possono essere di tre forme base:
Cocco (sfere)
Bacillo (bastoncini)
Spirillum (spirali)
Riproduzione: i batteri subiscono un tipo di riproduzione asessuata nota come "fissione binaria". Ciò significa semplicemente che si dividono in due e ogni nuovo batterio è un clone dell'originale: ciascuno di essi contiene una copia dello stesso DNA. I batteri possono riprodursi rapidamente. Infatti, in una situazione di laboratorio ideale, un'intera popolazione di batteri può raddoppiare in soli venti minuti. A questo enorme tasso di crescita, un batterio può diventare un miliardo (1.000.000.000) di batteri in sole 10 ore! Fortunatamente, non ci sono abbastanza nutrienti né spazio disponibile per supportare questa rapida crescita, altrimenti il mondo sarebbe invaso dai batteri. I batteri possono essere trovati praticamente su qualsiasi superficie e in quasi tutti i climi del mondo.
Ospiti e resistenza: come accennato, i batteri possono crescere quasi ovunque. Questi microbi hanno circa miliardi di anni perché sono in grado di adattarsi all'ambiente in continua evoluzione. Possono trovare casa ovunque e alcuni di loro vivono in luoghi dove una volta si pensava che nulla potesse sopravvivere. Ci sono batteri nel suolo, nelle profondità dell'oceano, che vivono nelle bocche dei vulcani, sulla superficie dei denti, nell'apparato digerente dell'uomo e degli animali. Sono ovunque e molto numerosi. Ad esempio, un singolo cucchiaino di terra può contenere almeno 1.000 milioni di batteri. Il più delle volte, i batteri sono considerati cattivi, ma la maggior parte dei batteri non è patogena (che causa malattie). In effetti, molti batteri sono molto utili per noi. Esistono specie che decompongono i rifiuti, ripuliscono le fuoriuscite di petrolio e producono persino medicinali. Le poche specie patogene, tuttavia, danno una cattiva reputazione al resto dei batteri.
Gli agenti patogeni sono classificati in base a due caratteristiche: invasività e tossicità. L'invasione è una misura della capacità dei batteri di crescere all'interno dell'ospite e la tossicità misura la capacità dei batteri di produrre tossine (sostanze chimiche che causano danni all'ospite). La combinazione di queste due caratteristiche fornisce il grado di virulenza finale del batterio (capacità di causare malattie). La specie non deve necessariamente avere un'elevata invasività e un'elevata tossicità per essere classificata come altamente virulenta. L'uno o l'altro può essere abbastanza alto da rendere i batteri molto virulenti. Ad esempio, il batterio Streptococcus pneumoniae (che causa la polmonite ) non produce una tossina, ma è così altamente invasivo da far riempire i polmoni di liquido dalla risposta immunitaria. Al contrario, il batterio Clostridium tetani (che causa il tetano) non è molto invasivo, ma produce una potente tossina che danneggia le aree in piccole concentrazioni.
In che modo il corpo combatte un'infezione batterica? Ancora una volta, il corpo monta una risposta immunitaria all'invasore, producendo anticorpi per un sollievo immediato e una protezione futura. Poiché questo processo richiede circa una settimana, nel frattempo vengono solitamente utilizzati antibiotici. Gli antibiotici hanno generalmente successo solo nel trattamento delle infezioni batteriche, non virali o fungine. I professionisti si stanno preoccupando che l'uso eccessivo di antibiotici quando non sono necessari possa portare alla mutazione di batteri normali in batteri resistenti agli antibiotici. I batteri sono molto resistenti e hanno già sviluppato resistenza a molti antibiotici. Un'altra preoccupazione è che anche i batteri utili che vivono nel tratto digestivo possono essere vittime degli antibiotici. Questi batteri, noti come "flora naturale", producono vitamine che l'organismo ospite utilizza e necessita, oltre a favorire la digestione del cibo.
fungo
I funghi sono diversi da virus e batteri in molti modi. Sono organismi più grandi, simili a piante che mancano di clorofilla (la sostanza che rende le piante verdi e converte la luce solare in energia). Poiché i funghi non hanno clorofilla per produrre cibo, devono assorbire il cibo davanti a loro. I funghi possono essere molto utili e vengono utilizzati per fare la birra, far lievitare il pane, abbattere i rifiuti; ma possono anche essere dannosi se rubano sostanze nutritive da un altro organismo vivente. Quando le persone pensano ai funghi, pensano ai funghi che mangiamo. I funghi infatti sono funghi importanti, ma ne esistono altre forme: come muffe e lieviti.
Struttura: La principale caratteristica identificativa dei funghi è la composizione delle loro pareti cellulari. Molti contengono una sostanza nota come "chitina", che non si trova nelle pareti cellulari delle piante ma si trova nei gusci esterni di alcuni granchi e molluschi. La maggior parte dei funghi sono multicellulari (costituiti da molte cellule), ad eccezione dei lieviti. Le cellule formano una rete di tubi ramificati noti come "ife" e una massa di ife è chiamata "micelio".
Riproduzione: i funghi possono riprodursi in diversi modi, a seconda del tipo di fungo e delle condizioni ambientali:
– Gemmazione
– Frammentazione
– Produzione di spore asessualmente
– Produzione di spore sessualmente
Il germogliamento avviene nel lievito, che è costituito da una sola cellula. Il germogliamento è in qualche modo simile alla fissione binaria nei batteri, in cui una singola cellula si divide in due cellule separate. La frammentazione è una modalità di riproduzione utilizzata da questi funghi che formano le ife. Durante la frammentazione, alcune delle ife possono staccarsi e semplicemente iniziare a crescere man mano che emergono nuovi individui.
Le spore sono piccole cellule isolate prodotte da funghi che hanno ife. Possono essere prodotti asessualmente mediante un processo in cui le punte delle ife formano cellule appositamente racchiuse: le spore. Alcuni funghi producono anche spore sessualmente. Vengono prodotti due tipi di cellule speciali chiamati "gameti". Uno di ogni tipo si unisce per produrre una nuova singola spora. Le spore sono minuscole singole cellule normalmente molto resistenti ai cambiamenti ambientali. Possono rimanere dormienti per lunghi periodi di tempo fino a quando le condizioni non sono favorevoli affinché si sviluppino in individui maturi.
Ospiti e resistenza: i funghi sono eterotrofi, cioè secernono enzimi digestivi e assorbono nutrienti solubili negli ambienti in cui si trovano. Per questo motivo sono ottimi decompositori dell'ecosistema, ma possono anche causare problemi quando iniziano ad assorbire i nutrienti da un organismo vivente. Sono più comunemente aspirati o entrano in contatto con la pelle. Se le condizioni sono giuste e iniziano a riprodursi, può verificarsi la malattia. Sono disponibili alcuni agenti antimicotici per trattare queste infezioni, ma per gli scienziati è stato molto più difficile creare antimicotici efficaci rispetto ai farmaci antibatterici perché le cellule fungine hanno una struttura molto più simile alle cellule animali rispetto alle cellule batteriche. . Nella progettazione di farmaci è difficile trovare un agente che uccida le cellule fungine e lasci illese le cellule animali. Molti dei farmaci usati per gravi infezioni da lieviti hanno effetti collaterali potenzialmente tossici.
Come faccio a sapere se una malattia proviene da virus, batteri o funghi?
Quando un animale domestico o un essere umano contrae un'infezione, è importante capire come funziona la malattia e da dove proviene. Questo è importante per il trattamento e per proteggere altri animali o esseri umani dall'ammalarsi. Nel caso specifico dei cani, vedi sotto quali malattie sono virali, batteriche o fungine:
virale
parvovirus
cimurro
Epatite
influenza canina
batterico
malattia di Lyme
Leptospirosi
brucellosi
fungine
blastomicosi
Malassezia
istoplasmosi
