Sterilizzazione di spore e tossine

Le spore

Spiacevole per noi, fortunato per certi batteri: in condizioni ambientali sfavorevoli si possono formare delle spore. Accade spesso in ambienti secchi. Le spore batteriche si chiamano endospore perché si formano all’interno stesso della cellula batterica. Un batterio sporigeno può sopravvivere a numerose aggressioni: calore, essiccamento, radiazioni, prodotti chimici. Anche altri organismi formano spore, ma la spora batterica è in genere più termoresistente e più difficile da denaturare. Questa maggiore resistenza è dovuta alla struttura stessa dell’endospora. Vedete lo schema qui sotto.

Notate l’esosporio e la sua sottile e delicata membrana proteica. All’interno si trova una tunica sporale composta da più strati di proteine proprie di ciascuno strato. Lo strato successivo, la corteccia, contiene peptidoglicani (proteine zuccherine) debolmente legati, che racchiudono un’altra molecola, l’acido dipicolinico (DPA). Il DPA può formare legami crociati con il calcio contenuto nella tunica sporale. Questi legami calcici contribuiscono alla termoresistenza del batterio e formano una barriera difficile da attraversare. Notate che il batterio si trova al centro dell’endospora. È l’endospora a rendere difficile uccidere i batteri.

Le endotossine

Le endotossine sono molecole che si trovano comunemente nella parete dei batteri Gram-negativi. Servono a proteggere il batterio da varie minacce. Quando un batterio muore, essendo la sua parete compromessa, libera queste endotossine nell’ambiente circostante. Queste molecole sono tossiche per l’essere umano, per gli animali e per altri organismi. Le endotossine sono nocive solo dopo la morte del batterio. Possono provocare diarrea, vomito, febbre e reazioni infiammatorie. Molte endotossine si presentano sotto forma di lipopolisaccaridi (LPS), ma esistono altri tipi molecolari. È possibile distruggere le endotossine sia con il calore secco sia con il calore umido.

Le esotossine

Le esotossine differiscono dalle endotossine: un’esotossina è secreta dal batterio. A differenza dei batteri con endotossine, un batterio con esotossine crea problemi all’ospite finché è vivo. I batteri con esotossine liberano inoltre esotossine endogene al momento della lisi. La maggior parte delle esotossine può essere inattivata dal calore. La tossina botulinica, prodotta da Clostridium botulinum, ne è un esempio.

Pirogeni e sterilità

I pirogeni sono molecole che provocano febbre. I pirogeni più comuni sono prodotti da batteri e si presentano come endotossine ed esotossine. Anche gli animali producono pirogeni, ma è un’altra storia. Si potrebbe pensare che la sterilizzazione risolva il problema di queste tossine batteriche, dato che i batteri vengono distrutti. Non necessariamente: nel corso della sterilizzazione i batteri vengono distrutti, e proprio questo libera esotossine endogene ed endotossine. Assicuratevi di aver impiegato le temperature e le durate necessarie a inattivare non solo i batteri, ma anche le loro tossine. Quando acquistate prodotti per il vostro laboratorio, leggete attentamente la confezione. Alcuni prodotti sono dichiarati sterili, sterili e apirogeni, oppure apirogeni ma non sterili. Sterile non vuol dire apirogeno.