Germi: cosa sono, caratteristiche e tipologie

Non tutti i microrganismi sono germi, ma tutti i germi sono agenti infettivi. Sebbene virus e batteri siano i più noti, anche strutture più rudimentali come i viroidi e i prioni possono causare gravi malattie, a volte fatali.

Scritto e verificato el biólogo Samuel Antonio Sánchez Amador.

Ultimo aggiornamento: 02 aprile, 2021

Secondo le statistiche del Global Burden of Disease (GBD), il 95% della popolazione mondiale ha un qualche tipo di malattia. Tra le numerose patologie, le infezioni delle vie respiratorie inferiori e le malattie diarroiche causate da germi sono una delle principali cause di morbilità e mortalità globale.

Siamo circondati da ciò che indichiamo genericamente con la parola “germe”. Basti pensare che nel e sul corpo umano vivono circa 48 miliardi di batteri. I batteri, diffusi ovunque, sono il secondo maggior componente della biomassa terrestre —dopo le piante—, rappresentando il 15% del totale.

Alcuni di questi sono buoni, alcuni sono neutri e altri sono patogeni. Ma cosa sono i germi? Con questo termine, sempre più in disuso, si fa riferimento a una piccola frazione degli esseri viventi che popolano la Terra: gli agenti patogeni.

Cosa sono i germi?

Un germe è un batterio, un virus o un altro microbo capace di causare infezioni e malattie. Questi esseri microscopici sono caratterizzati da una potenziale patogenicità: è un attributo unico di ogni genere e specie, che consente al microrganismo in questione di causare danni agli ospiti sensibili.

Il termine corretto da utilizzare sarebbe, quindi, agente patogeno biologico. Questo termine si riferisce a qualsiasi entità biologica in grado di produrre una malattia infettiva in un ospite – sia esso umano, vegetale o altro animale – predisposto.

L’essere vivente predisposto o sensibile all’infezione è chiamato ospite. Un organismo può diventare ospite di un germe in base ai seguenti parametri:

1. Fattori genetici, età, disturbi e malattie concomitanti: L’insieme di questi elementi può causare depressione nel sistema immunitario, condizione che facilita l’ingresso e l’insediamento dei germi.
2. Area geografica e caratteristiche ambientali: a seconda di dove vive un essere vivente, sarà molto più probabile che diventi ospite di un germe o di un altro. Gli organismi che un agente patogeno è in grado di infettare sono una cosa e quelli a sua disposizione sono un’altra.
3. Comportamento e stile di vita: fattori come esercizio fisico, igiene, dieta, rapporti sociali, consumo di sostanze tossiche e molti altri possono favorire o impedire che un germe raggiunga un ospite umano.

È quasi impossibile capire un germe o un patogeno biologico senza la sua controparte ospite.

La relazione tra i due è una specie di “danza evolutiva”. L’ospite sviluppa e perfeziona il proprio sistema immunitario per combattere l’infezione, mentre il patogeno muta e cambia per aggirare le nuove barriere che via via incontra.

I 6 tipi di germi

Una volta introdotto il termine e come si riferisce all’ospite, siamo pronti per esplorare i 6 tipi di germi. Questi sono; batteri, virus, funghi, protozoi, viroidi e prioni.

1. Batteri

Come indica il National Human Genome Research Institute, i batteri sono organismi procarioti – il loro DNA cellulare è libero nel citoplasma – unicellulari e “cosmopoliti”. Si trovano in quasi tutte le aree della Terra e hanno anche compiti essenziali per l’ecosistema, come il riciclaggio della materia organica e la produzione di ossigeno.

Non tutti sono dannosi: molti batteri sono commensali dell’essere umano – non fanno né bene né male – o non si relazionano con noi.

Tale è la quantità di batteri sulla Terra che tutti insieme sommano fino a 70 gigatonnellate di carbonio, il 15% della materia organica totale nel mondo.

Ecco alcune delle caratteristiche tipiche di quasi tutti i batteri:

1. Come le cellule eucariotiche, i batteri hanno un citoplasma, una membrana cellulare, ribosomi – incaricati di sintetizzare le proteine – e DNA batterico. Il DNA è libero nel citoplasma e non è delimitato da una membrana nucleare. I batteri possono anche avere capsule, non presenti negli eucarioti.
2. Sono piccoli, quindi devono essere osservati al microscopio. La loro lunghezza è compresa tra 0,5 e 5 micrometri. Nonostante le dimensioni minuscole, hanno forme molto varie, come i cocchi, i bacilli e gli spirilli.
3. Alcuni batteri usano ciglia e flagelli per muoversi nell’ambiente.

Non tutti i batteri sono patogeni, ma alcuni di essi sono responsabili di malattie molto gravi negli esseri umani.

Per fare qualche esempio, tra i batteri noti per la loro capacità infettiva troviamo quelli del genere Salmonella, Shigella e della specie Campylobacter jejuni, Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus
e Vibrio cholerae.

2. Virus

Come indicato dal portale Kids Health, i virus sono ancora più piccoli dei batteri (da 10 a 300 nanometri) e non sono nemmeno considerati a pieno titolo esseri viventi.

Non hanno una vera struttura cellulare, poiché mancano di citoplasma, ribosomi e altri organelli. La maggior parte dei virus è composta da DNA o RNA libero e un capside o capsomero, a base di proteine.

Poiché non hanno cellule, non sono in grado di riprodursi; e poiché non possono riprodursi, non sono considerati esseri viventi. Più che microrganismi, sono chiamati agenti infettivi, poiché non possono vivere senza il loro ospite o rimanere a lungo nell’ambiente.

Affinché avvenga la divisione cellulare, un microrganismo deve avere un nucleo e ribosomi, che sintetizzeranno le proteine necessarie per dare origine a nuove strutture. Poiché i virus sono privi di questo meccanismo, devono “dirottare” le cellule del loro ospite e sfruttare i suoi meccanismi per replicarsi.

Secondo il portale CK12, una volta all’interno della cellula infetta, i virus usano il suo ATP, ribosomi, enzimi e altre parti per replicarsi, cioè moltiplicare le loro informazioni genetiche e ottenere le proteine necessarie alla formazione dei capsidi. Quando lasciano il corpo cellulare, i virus spesso ne causano la morte o l’apoptosi.

Alcuni dei virus tipici che infettano l’uomo sono i seguenti: virus influenzali A e B , papillomavirus umano (HPV, con più di 200 varianti), norovirus , citomegalovirus e molti altri.

L’epidemiologia dei virus

L’epidemiologia è la branca della medicina che si occupa dello studio della distribuzione, della frequenza e dei fattori determinanti delle malattie esistenti in una specifica area geografica, soprattutto se sono causate da virus.

Grazie a questo campo di ricerca, è noto, ad esempio, che fino al 20% della popolazione mondiale ha l’influenza in un dato momento e luogo.

3. Protozoi

Come indica la Mayo Clinic, i protozoi sono esseri unicellulari leggermente più “avanzati” sulla scala evolutiva. Si comportano più o meno come animali, cacciano e raccolgono altri microbi per sopravvivere. Questi germi vivono in ambienti umidi o acquatici, come l’acqua salata e dolce e gli ambienti interni degli esseri viventi.

I protozoi misurano 10-50 micron, quindi sono molto più grandi di virus e batteri. La loro diversità tassonomica è certo molto inferiore: sono circa 30.000 le specie totali conosciute in tutto il mondo.

In quanto predatori, hanno ciglia e flagelli; cacciano alghe, batteri e micro-funghi unicellulari o filamentosi.

Sebbene non tutti i protozoi siano patogeni umani, alcuni sono estremamente pericolosi. Inoltre, molti protozoi usano vettori invertebrati per raggiungerci, come zanzare, zecche o sanguisughe.

Alcune delle più comuni malattie da protozoi sono le seguenti:

• Malaria: chiamata anche paludismo, è causata da protozoi del genere Plasmodium, trasmessi attraverso la puntura di una zanzara. Si stima che la malaria colpisca più di 200 milioni di persone nei paesi a basso reddito, causando 400.000 morti ogni anno.
• Tripanosomiasi (malattia del sonno): una malattia causata da protozoi del genere Trypanosoma. Questa patologia si muove a ondate epidemiologiche, ma fortunatamente la sua incidenza globale è notevolmente rallentata.
• Leishmaniosi: causata da protozoi del genere Leishmania. Questa malattia varia da forme lievi, che colpiscono la pelle lasciando un livido, a condizioni fatali, che infiammano e danneggiano irreparabilmente il fegato e la milza.

Come abbiamo visto, molte malattie da protozoi vengono trasmesse dalla puntura di insetti e altri artropodi. Pertanto, la sua prevalenza aumenta notevolmente nelle regioni tropicali, dove l’indice di biodiversità è elevato.

4. Funghi

Questa categoria comprende tutti i funghi, dalle muffe ai lieviti. Si differenziano dalle piante in quanto sono eterotrofi – ottengono la loro energia dalla materia organica – e in quanto la loro parete cellulare è composta da chitina, non da cellulosa.

I funghi patogeni sono quelli che causano malattie nel corpo umano:  la maggior parte hanno dimensioni microscopiche, nonostante siano eucarioti. La micologia medica si occupa di studiare e prevenire le infezioni causate da circa 300 specie di funghi patogeni.

Alcuni dei funghi considerati germi rientrano nel gruppo dei dermatofiti, agenti patogeni che si depositano sugli strati superficiali della pelle, dei capelli e delle unghie. Alcuni attaccano la cheratina, mentre altri concentrano la loro attenzione su strutture più specializzate.

Tigna, infezioni delle unghie e candidosi sono alcune delle patologie causate da dermatofiti. Altri funghi possono causare malattie molto più gravi, come l’aspergillosi polmonare. In questa grave patologia, le ife del fungo si sviluppano nei polmoni del paziente.

5. Viroidi

Dedichiamo poche righe a questi germi, poiché sono patogeni biologici rari e un po’ difficili da capire. I viroidi sono simili ai virus, ma più semplici. Non hanno lipidi e proteine, quindi sono costituiti solo da un breve filamento ciclico di RNA.

Sono il gradino più basso della scala biologica, in quanto sono molto rudimentali ed è impossibile classificarli come esseri viventi. I viroidi sono tipici patogeni delle piante; sono state descritte circa 300 specie che colpiscono le piante superiori.

6. Prioni

Un prione è una “proteina mal ripiegata” in grado di trasmettere la sua forma non funzionale ad altre proteine. Queste proteine causano encefalopatie spongiformi trasmissibili, ad esempio il famigerato morbo della mucca pazza. Sorprendente che una struttura così semplice possa generare patogenicità negli esseri umani, vero?

I germi: una famiglia numerosa e variegata

Vi abbiamo presentato i 6 tipi di germi che esistono sulla Terra, oltre a tutte le loro caratteristiche ed esempi di malattie che possono causare.

Senza dubbio, gli agenti virali e batterici prendono la medaglia d’oro in quanto a infettività, ma non dobbiamo dimenticare funghi e protozoi.

Infine, è molto interessante sapere che anche strutture rudimentali come i viroidi e i prioni possono risultare fatali per l’ospite. Non sono nemmeno considerati entità cellulari e, quindi, trovare la ragione biologica della loro esistenza è un vero enigma.