Autore Bruno Pacifici

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La penicillina ,  il microscopio di  Leeuwenhoek,  I prioni

 

 

Penicillina Antibiotico derivato dalla muffa Penicillium notatum. L'azione antibatterica di questo composto venne osservata per la prima volta nel 1928 da Alexander Fleming; dieci anni più tardi Ernst Chain, Howard Florey e altri scienziati riuscirono a purificare la penicillina, nonché a delinearne le caratteristiche principali.

La penicillina uccide i batteri con un meccanismo d'azione che ne inibisce la crescita; di conseguenza agisce sui bacilli che si stanno riproducendo attivamente, ma non su quelli in stato di quiescenza. È efficace contro una vasta gamma di microrganismi patogeni, fra cui pneumococchi, streptococchi, gonococchi, meningococchi, il clostridio del tetano e la spirocheta della sifilide. È stata impiegata con successo nel trattamento di malattie mortali come l'endocardite batterica subacuta, la setticemia, la gangrena gassosa, ma anche della gonorrea e della scarlattina. Gli effetti tossici prodotti dalla penicillina sono in genere limitati a reazioni allergiche.

Penicillina semisintetica

Nonostante l'efficacia dimostrata dalla penicillina nella terapia di una vasta gamma di malattie, essa non è in grado di combattere le infezioni sostenute da certi ceppi di stafilococchi, a causa della capacità di questi batteri di produrre un enzima, la penicillinasi, che distrugge la penicillina. Inoltre gli enterococchi e molti altri bacilli responsabili di infezioni respiratorie e urinarie hanno sviluppato resistenza alla penicillina. In seguito a queste osservazioni è stato isolato un precursore biologico della penicillina, dal quale sono state costruite le cosiddette penicilline semisintetiche, le più importanti delle quali sono la meticillina e l'ampicillina. La meticillina è molto efficace contro gli stafilococchi che producono penicillinasi, mentre l'ampicillina inibisce gli enterococchi e i bacilli resistenti.

 

IL MICROSCOPIO DI LEEUWENHOEK

Molte importanti scoperte scientifiche sono state opera di dilettanti. Leeuwenhoek era un semplice mercante di stoffe. Nel suo mestiere venivano comunemente impiegate "perle di vetro", piccole lenti quasi sferiche per l'esame dettagliato dei tessuti. A nessuno dei suoi colleghi venne in mente di osservare qualcosa di diverso dai tessuti, forse non immaginava neppure che ci fosse qualcosa di degno d'attenzione. Leeuwenhoek, invece, spinto da una naturale quanto insaziabile curiosità, si mise ad osservare tutto ciò che gli capitava intorno. Esaminò la saliva e il sangue, l'acqua degli stagni, l'aceto, la birra e una infinità di altre cose. Potenzialmente ogni soggetto era buono, ma l'acqua di stagno o anche di una effimera pozzanghera, più sporca era meglio si prestava all'occasione, era l'oggetto di indagine più interessante. Scoprì e descrisse molti microorganismi. Inviò relazioni alla prestigiosa Accademia Inglese delle Scienze, la Royal Society di Londra, che le diffuse ampiamente.

La moderna microbiologia ebbe il suo fondatore in un semplice amatore, ma la comunità scientifica si accorse dell'importanza di queste scoperte solo dopo parecchi decenni. Il primo merito di Leeuwenhoek è stato quello di spostare l'attenzione dai tessuti agli oggetti naturali. Allo scopo di ottenere ingrandimenti sempre più elevati, egli lavorò lenti di dimensioni sempre più piccole, fino a 1-2 mm di diametro. Lenti così piccole e potenti sono difficili da manipolare e da mantenere a fuoco, per superare questi inconvenienti egli le montava fra due piastre di ottone forate. Sistemava inoltre i campioni da osservare sulla punta di una vite, in modo da potere regolare con cura la loro distanza dall'obiettivo. L'osservatore doveva tenere lo strumento molto vicino all'occhio e guardare attraverso la lente

Sostanzialmente questo strumento era formato da una sola lente di ingrandimento. Data l'elevata curvatura delle sue superfici, questa lente era molto potente e consentiva di raggiungere 300 ingrandimenti, circa 1/3 dell'ingrandimento di un microscopio moderno. In ottica, lo strumento formato da una sola lente è definito microscopio semplice. Ai tempi di Leeuwenhoek, Robert Hooke, fisico inglese, aveva già costruito un microscopio composto, formato da due gruppi di lenti: obiettivo e oculare, tuttavia le tecniche di costruzione delle lenti non erano ancora perfezionate, di conseguenza questo tipo di strumenti presentava gravi difetti ottici che lo rendeva meno efficace del microscopio semplice. E' solo nella prima metà dell'800 che il microscopio composto fu perfezionato.

Leeuwenhoek costruì centinaia di microscopi. Alcuni di questi ci sono pervenuti e sono conservati nei musei (fig sopra). Tutto sommato, questo apparecchio era ancora molto scomodo da usare e mancava di un efficace sistema di illuminazione.

I prioni

1.   INTRODUZIONE

 

Prioni Particelle proteiche, anche dette proteine prioniche (PrP), responsabili di gravi malattie infettive dell’uomo e degli animali. Tra le malattie da prioni più note vi sono l’encefalopatia spongiforme bovina (o “morbo della mucca pazza”), la malattia di Creutzfeldt-Jakob e lo scrapie (patologia che colpisce gli ovini).

 

2.        IDENTIFICAZIONE DEI PRIONI  

 

I prioni vennero identificati per la prima volta alla fine degli anni Settanta da Stanley Prusiner, che isolò l’agente responsabile dello scrapie. Prusiner dimostrò che, diversamente dalle infezioni note fino ad allora, questo morbo non era causato da agenti virali o batterici, ma da agenti formati da proteine aventi una conformazione tridimensionale alterata, che nella loro forma normale vengono prodotte dagli organismi a livello di alcune cellule nervose. Il meccanismo di propagazione della PrP non è ancora stato del tutto chiarito, anche se secondo alcune ipotesi la forma patologica della proteina potrebbe agire da stampo per l’alterazione conformazionale della PrP normale.


Sebbene sia stato dimostrato che le PrP sono infettive, non è facile trovare tracce della loro presenza nell’organismo. Esse, infatti, non sono visibili al microscopio elettronico, non danno luogo a infiammazione cerebrale, né a reazioni del sistema immunitario. Quest’ultima proprietà è probabilmente dovuta al fatto che gli anticorpi non riescono a distinguere le due forme, normale e patologica, di PrP e, dunque, non riescono a difendere l’organismo dalle malattie causate da questi agenti.

3.        MALATTIE DA PRIONI

 
Le malattie da prioni nell’uomo comprendono la malattia di Creutzfeldt-Jacob; il kuru; la sindrome di Gerstmann-Sträussler-Scheinker; l’insonnia familiare fatale. In particolare, la sindrome di Gerstmann-Sträussler-Scheinker è una malattia neurodegenerativa che si manifesta con disordine delle funzioni cerebrali, disorientamento, perdita della capacità di scrittura e di calcolo; nell’insonnia familiare fatale i soggetti colpiti manifestano una insonnia totale e giungono a morte in breve tempo. Questa patologia presenta anche i sintomi della malattia di Creutzfeldt-Jacob.


Negli animali i prioni sono responsabili dell’encefalopatia spongiforme bovina e dello scrapie. Lo scrapie, in particolare, è comune tra gli ovini ed endemico in molte parti del mondo. Tra le sue manifestazioni vi sono la perdita della coordinazione nervosa e intenso prurito. Non è ancora stato dimostrato che l’uomo possa ammalarsi di malattie da prioni alimentandosi con carni di ovini infetti.

4.        PRIONI ED EREDITARIETÀ

 

Prima dell’identificazione dei prioni, tali malattie degenerative non erano messe in relazione per una possibile causa comune, ma soltanto per il fatto che esse conferiscono un aspetto spugnoso ai tessuti cerebrali, riscontrabile solamente mediante autopsia dopo il decesso; per questo motivo, tali patologie venivano indicate collettivamente con il nome generico di encefalopatie spongiformi.

È stato dimostrato che circa il 10% di tutte le patologie causate da prioni sono malattie genetiche, dovute a mutazioni spontanee nel gene che codifica per la proteina PrP o alla acquisizione per via ereditaria di tale gene in forma mutata, nel caso in cui la modificazione si sia verificata in uno dei genitori e sia presente nelle cellule riproduttive (gameti). Ad esempio, fra gli israeliani di origine slovacca e libica vi è un’alta incidenza della malattia di Creutzfeldt-Jakob, che fino a poco tempo fa si riteneva essere causata dall’abitudine di queste popolazioni a cibarsi del cervello poco cotto di pecore affette da scrapie. Con la scoperta della PrP e del gene che codifica per essa, è stato possibile dimostrare che l’alta incidenza della malattia di Creutzfeldt-Jakob in queste popolazioni è in realtà provocata da un elevato tasso di mutazione spontanea nel gene che codifica per la PrP. Inoltre, la stessa malattia di Creutzfeldt-Jakob può venire trasmessa anche in modo ereditario, come è stato dimostrato in alcune famiglie i cui membri ne sono quasi tutti affetti.


È interessante notare che tutte le forme alterate di PrP sono infettive, siano esse estratte dal cervello di individui affetti dalla forma infettiva oppure da quelli che sono affetti dalla forma genetica della malattia. Anche la sindrome di Gerstmann-Straussler-Scheinker e l’insonnia familiare fatale sembrano seguire una trasmissione di tipo ereditario.