Pili batterici

I pili sono delle strutture che:

  • Ricoprono tutto il soma batterico
  • Sono molto più numerosi rispetto ai flagelli (da 100 a 300 per ogni cellula batterica)
  • Sono più rigidi e più fragili rispetto ai flagelli
  • Originano dalla membrana citoplasmatica (come succede per il flagello)
  • Sono presenti quasi esclusivamente nei batteri Gram- (come succede anche per i flagelli), perché nei batteri Gram+ sono gli acidi teicoici ad essere coinvolti nel processo di adesione, ed i batteri non necessitano di strutture come i pili
  • Hanno una funzione totalmente differente rispetto ai flagelli, infatti i pili, o fimbrie, non hanno una funzione di movimento ma hanno una funzione di adesività
  • Sono molto più corti dei flagelli, raggiungono le dimensioni di 3 mm, a volte sono più corti del soma batterico, ed il loro diametro varia dai 30 Angstrom agli 80 Angstrom
  • Sono dei composti proteici le cui proteine principali sono le piline

 

Al microscopio elettronico questi pili appaiono come delle spine, inoltre spesso si spezzano durante la preparazione del vetrino per l’osservazione microscopica.

 

  • In generale si differenziano dal pilo sessuale, che è una struttura importante nella coniugazione batterica. Il pilo sessuale ha in particolare una funzione di captazione della cellula durante il contatto sessuale, le fimbrie o pili invece hanno una funzione di adesività. Ricordiamo che il pilo sessuale è ad appannaggio solo dei batteri che sfruttano il meccanismo di coniugazione batterica per il trasferimento del materiale genetico, ovvero per il trasferimento dei plasmidi, che rappresentano dei fattori extracromosomici di DNA. I batteri che producono questo pilo sessuale sono dei batteri che codificano per un particolare plasmide, chiamato plasmide F (il suo nome deriva da “fertility”).
  • Questi pili rappresentano una componente di patogenicità, perché sono avvolti da delle adesine, che sono delle molecole fondamentali per permettere l’adesività del microrganismo alle specifiche strutture cellulari dell’organismo ospite. Nella parte terminale della fimbria queste proteine tendono ad ancorarsi con estrema facilità ai carboidrati delle membrane delle nostre cellule, quindi permettono una facile adesione, fondamentale per il primo processo di infezione. Tali adesine però rappresentano un’arma a doppio taglio per il batterio, in quanto, quando la cellula si è moltiplicata nel punto di adesione, qui si viene a scontrare con i fagociti. L’azione di tali fagociti è facilitata se la cellula batterica in questione possiede delle adesine, in quanto l’interazione del fagocita risulta più facile.

Stando così le cose, bisogna che la cellula batterica trovi la maniera per evitare questo contatto, e le strategie messe in atto sono principalmente due:

  • viene prodotta la capsula, ovvero viene messo in atto un meccanismo utilizzato in particolare modo dai batteri Gram+, in quanto le molecole di adesione di tali cellule sono rappresentate dagli acidi teicoici, che sono fondamentali per mantenere salda la struttura del peptidoglicano, ma sono anch’essi rivestiti da queste specifiche proteine chiamate adesine
  • non vengono prodotti i pili (o fimbrie), cioè si verifica la selezione naturale all’interno di questi organismi, ovvero tra tutte le cellule che per mutazione non hanno prodotto i pili e le fimbrie, che in questo caso rappresentano le cellule più avvantaggiate, in quanto viene ridotta l’interazione con il fagocita

 

C’è molto spesso una specificità assoluta tra le adesine che troviamo sulla cellula batterica, per esempio è difficile che un Escherichia Coli si impianti nelle tonsille e viceversa che uno pneumococco si vada ad impiantare nell’epitelio intestinale, esiste dunque una forte specificità delle adesine nella regione in cui esse tendono ad agire.

 

Esistono inoltre delle particolari fimbrie caratterizzate dalla presenza di una particolare proteina, che si chiamano curli. Tale proteina ha la capacità di mediare l’adesione a diverse superfici e permette la formazione di biofilm che vanno ad avvolgere gli stessi microrganismi, inoltre possono essere prodotte non in uno stato polimerico (la loro proteina di base è chiamata curlina), ma anche libere di circolare nell’organismo ospite, in questo modo entrano in circolo e presentano una certa dose di tossicità, che può andare ad incrementare il complesso patogenico del microrganismo.

Dunque queste particolari tipi di fimbrie chiamate curli:

  1. Mediano l’adesione a diverse superfici
  2. Grazie alla vasta capacità adesiva permettono al batterio di colonizzare diverse nicchie