L’involucro cellulare.
Il peptidoglicano è l’unità di base della parete cellulare nei batteri, che conferisce rigidità meccanica alla cellula, protegge la membrana citoplasmatica e determina la forma cellulare. Nei batteri Gram-positivi, uno spesso strato di peptidoglicano combinato con acido teichoico costituisce la struttura di base della parete cellulare. D’altra parte, i batteri Gram-negativi possiedono una struttura più complessa, con uno strato peptidoglicano molto più sottile più vicino alla membrana citoplasmatica., Inoltre, lo spazio periplasmico è situato più esterno e delimitato esternamente da una membrana esterna asimmetrica con la superficie esterna costituita in sostanza da lipopolisaccaride (LPS). Lo strato risultante fornisce una barriera formidabile che può limitare l’assorbimento di biocidi (Russell, 2001b). Ciò è particolarmente vero per organismi come Pseudomonas aeruginosa, dove l’alto contenuto di Mg2+ della membrana esterna aiuta a produrre forti collegamenti LPS-LPS. D’altra parte, in Proteus spp.,, la presenza di un tipo meno acido di lipopolisaccaride è un fattore che contribuisce alla sua resistenza alla clorexidina e ad altri biocidi cationici (Russell e Chopra, 1996). Inoltre, la membrana esterna dei batteri Gramnegativi funge da barriera di permeabilità perché gli stretti canali porinici limitano la penetrazione delle molecole idrofile e la bassa fluidità del foglietto LPS rallenta la diffusione verso l’interno dei composti lipofili (Beumer et al., 2000).,
Pertanto, in generale, i batteri Gram-negativi sono più resistenti alla disinfezione rispetto ai batteri Gram-positivi (Russell, 1998, 1999b). Tuttavia, i batteri gram-positivi sono più resistenti al cloro (Trueman, 1971; Mir et al., 1997). In uno studio pilota che studia i cambiamenti della popolazione batteriologica attraverso il trattamento dell’acqua potabile, Norton e LeChevallier (2000) dimostrano l’effetto della disinfezione con cloro sulla riduzione dei conteggi vitali totali e sulla selezione dei batteri Grampositivi., Infatti, la clorazione diventa un fattore limitante per la diversità microbica nei sistemi di acqua potabile (Maki et al., 1986). In questi casi, i livelli di batteri Gram-positivi erano tre volte superiori a quelli trovati nell’acqua grezza e la parete cellulare compatta e spessa è stata attribuita come uno dei possibili meccanismi che conferiscono maggiore resistenza alla disinfezione da parte del cloro (LeChevallier et al., 1980).
Oltre alla solita struttura della parete cellulare, devono essere prese in considerazione altre configurazioni della parete cellulare, come quella presente nei micobatteri., Le pareti cellulari dei micobatteri sono strutture ricche di lipidi e complesse costituite da peptidoglicano, un micolato di arabinogalattano, vari lipidi e peptidi. In questo gruppo, lo strato di peptidoglicano differisce dalla forma classica nelle sue catene laterali polisaccaridiche collegate, esterificate alle loro estremità distali con acidi micolici. La presenza di acidi micolico sulla parete cellulare non è una caratteristica esclusiva dei micobatteri, perché potrebbero essere presenti (anche se in modo leggermente diverso) in altri generi come Corynebacterium, Nocardia e Rhodococcus (Brennan e Nikaido, 1995).,
La sua speciale composizione configura un’eccellente barriera con un coefficiente di permeabilità estremamente basso (Jarlier e Nikaido, 1994) e una struttura molto idrofoba, determinando una significativa restrizione alla diffusione dei biocidi idrofili. La presenza e la persistenza di micobatteri nei sistemi di acqua potabile suggerisce che questo trattamento potrebbe avere scarso effetto su di loro (Collins et al., 1984). Oltre alla loro resistenza alla disinfezione chimica, alcuni micobatteri mostrano un certo grado di ridotta suscettibilità al calore., Schulze-Röbbecke e Buchholtz (1992) dimostrano che le misure termiche per controllare la Legionella pneumophila potrebbero non essere sufficienti per controllare diverse specie di micobatteri nei sistemi idrici contaminati. Considerando la loro suscettibilità alla disinfezione, i micobatteri mostrano una posizione intermedia tra i batteri e le forme di resistenza come spore batteriche o cisti protozoiche e oocisti.
Inoltre, i batteri possiedono pompe di efflusso di bassa specificità che possono estrudere pompando molecole per lo più lipofile o anfipatiche., Queste pompe multidrug resistance (MDRS) codificate cromosomicamente sono ampiamente distribuite (Lewis, 1994) e sono sempre più implicate come meccanismo di resistenza (Levy, 2002). Sono molto importanti nella definizione della suscettibilità ai biocidi e agli antibiotici, in particolare dei batteri Gram-negativi, ma svolgono anche un ruolo nello sviluppo della multiresistenza. La loro presenza in agenti patogeni come S. aureus e Pseudomonas aeruginosa rappresenta una seria minaccia per la salute pubblica (Littlejohn et al., 1991)., Ad esempio, la Smr (***resistenza multidrug staphylo-coccal) che estrude cationi permeabili alla membrana come il bromuro di etidio e il tetrafenilfosponio, la pompa QacA di S. aureus coinvolta nell’estrusione di composti di ammonio quaternario e il MexEF in P. aeruginosa e l’AcrAB in E. coli (Lewis, 1994; Nikaido, 1994).
Infatti, i dati attuali suggeriscono che le pompe di efflusso fanno parte dei meccanismi naturali di difesa contro i composti tossici che esistono nell’ambiente., Sebbene i batteri gram-negativi difendano dalle grandi molecole idrofile utilizzando i canali stretti della porina nella membrana esterna, il doppio strato lipopolisaccaride-contenente ancora permette la diffusione lenta degli agenti lipofili. Pertanto, è stato ipotizzato che le pompe di efflusso si siano originariamente evolute per consentire alle popolazioni batteriche di rispondere ai cambiamenti nel loro ambiente, ma oggi, di fronte alla crescente minaccia dei biocidi, i ceppi mutanti in cui i sistemi di efflusso sono espressi costitutivamente sono lo stato stabile (Beumer et al., 2000).