Microbiologia – Storia e fondamenti

Qui troverete un breve articolo sulla storia e i fondamenti della microbiologia.

Storia

Quando si parla di «microrganismi», molte persone pensano immediatamente agli agenti patogeni. È meno noto, invece, che la maggior parte dei batteri non solo è innocua, ma svolge anche un ruolo importante nella vita. Già nell’antichità le malattie infettive venivano descritte in modo dettagliato e per molto tempo si è creduto che malattie come la «malaria» (dal latino «aria cattiva») fossero causate da vapori maleodoranti o da umori corporei viziati.

Un progresso decisivo nella microbiologia fu lo sviluppo del microscopio. Nel 1683 van Leeuwenhoek osservò al microscopio batteri e organismi unicellulari che aveva isolato da infusi di fieno o dalla placca dentale. Tuttavia, non riuscì ancora a trarre ulteriori conclusioni dalle sue osservazioni. Anche la teoria del medico Fracastori, secondo cui una sostanza vivente potesse causare una malattia contagiosa, inizialmente non trovò ampio riconoscimento.

Solo alla fine del XVIII secolo Lazzaro Spallanzani dimostrò che i microrganismi presenti nell’infuso di fieno non erano il risultato di una generazione spontanea, ma di una precedente contaminazione. Nel 1857 Louis Pasteur confutò infine la teoria della generazione spontanea grazie ai suoi esperimenti sulla fermentazione, fornendo così un importante contributo allo sviluppo della microbiologia.

Solo alla fine del XIX secolo fu possibile dimostrare definitivamente il nesso tra determinati agenti patogeni e le malattie infettive. Nel 1876 Robert Koch riuscì, prendendo come esempio l’antrace, a identificare l’agente patogeno batterico come causa specifica della malattia.

Nozioni di base

I ricercatori Henle e Koch formularono i postulati che prendono il loro nome, i quali devono essere soddisfatti per identificare un determinato microrganismo come agente patogeno. Essi recitano:

1. Lo stesso agente patogeno deve essere rilevabile in ogni caso di malattia infettiva con decorso e stadio comparabili.
2. L’agente patogeno non deve essere presente in altre malattie come microrganismo casuale e non patogeno.
3. Tramite colture di agenti patogeni puri deve essere possibile riprodurre lo stesso quadro clinico nell’uomo e uno simile negli animali.

Sebbene i postulati di Henle-Koch siano formulati in modo chiaro e comprensibile, con le nuove scoperte scientifiche stanno perdendo il loro significato universale. In particolare, nel caso delle malattie virali, non sempre tutti i postulati devono essere soddisfatti, ma si tratta comunque di malattie infettive.

Nonostante il miglioramento della risoluzione del microscopio ottico e l’introduzione delle tecniche di colorazione da parte di Ehrlich (1882) e Gram (1884), la struttura esatta della cellula batterica è rimasta a lungo sconosciuta. Solo con l’introduzione del microscopio elettronico nel 1938 è stato possibile ottenere una visione più dettagliata della struttura batterica.

I metodi classici della microbiologia rimangono importanti, ma per la diagnostica e la sistematica rivestono particolare importanza soprattutto la genetica batterica e la biochimica. Nel 1944 Avery, MacLeod e McCarty riuscirono per la prima volta a dimostrare che l’acido desossiribonucleico (DNA) è il vettore dell’informazione genetica. Nel 1953 Watson e Crick decifrarono la struttura del DNA mediante analisi strutturali ai raggi X.

Già nel 1892 Ivanowsky scoprì l’esistenza dei virus osservando la malattia del mosaico delle piante di tabacco. Tuttavia, fu solo nel 1949 che l’introduzione, ad opera di Enders, di colture cellulari monostrato con aggiunta di antibiotici rese possibile lo studio dell’effetto dei virus sulle cellule.

Per la classificazione degli agenti patogeni che causano malattie infettive nell’uomo e negli animali vengono utilizzati numerosi criteri, tra cui la dimensione degli agenti patogeni è particolarmente significativa.

Gli oggetti più piccoli di una cellula, comprendono i prioni (< 5 nm), i viroidi (< 5 nm) e i virus (20-200 nm). Gli organismi unicellulari classificati come procarioti hanno dimensioni comprese tra 200 e 2000 nm e comprendono clamidie, rickettsie, micoplasmi e batteri. Gli organismi pluricellulari, che sono eucarioti, hanno dimensioni superiori a 2000 nm e comprendono funghi e protozoi. Tra gli organismi pluricellulari figurano anche gli elminti (vermi) e gli artropodi (articolati).