Search

Il progetto “Impact of Nanoparticles in Environmental Sustainability and Ecotoxicity” (INESE), finanziato dall’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), ha studiato gli effetti delle nanoparticelle (NPs) ingegnerizzate su diversi ecosistemi (acquatici e terrestri), proponendo differenti sistemi biologici di studio (piante acquatiche, ricci di mare, organismi del suolo, pomodoro-impollinatore, ecc). In particolare l’UO dell’Università di Bologna ha focalizzato l’attenzione sullo studio dei modelli di interazione tra particelle di suolo, microorganismi (biomassa microbica), invertebrati (Lumbricus rubellus) e pianta (Solanum lycopersicum). In questa sede verranno riportati i risultati ottenuti dall’impatto delle nanoparticelle di argento (Ag-NPs) nell’ecosistema suolo. La crescita esponenziale dell’uso di materiali contenenti Ag-NPs è dovuta alla loro importante azione antimicrobica, sempre più sfruttata in diversi campi: dalla medicina (bendaggi) all’abbigliamento (magliette, calzini etc.), ai prodotti di igiene personale (spazzolini da denti), dalla sanificazione delle acque reflue con conseguente produzione di biosolidi impiegati come ammendanti agricoli, all’utilizzo in agricoltura di prodotti dedicati ("Nano-Argentum 10", Fa Nanosys, Svizzera). Studi basati su monitoraggio registrano l’aumento di Ag-NPs nei diversi comparti ambientali (aria-acqua e suolo) e dimostrano che il suolo è destinato ad esserne il maggior ricettore. Il C contenuto nella biomassa microbica del suolo (Cmic) è significativamente diminuita dopo l'esposizione ad Ag-NPs rispetto al controllo, e ciò viene anche confermato dalla diminuzione del DNA microbico estraibile e dall’analisi PCR-DGGE. Quest’ultima ha mostrato la capacità battericida dell’Ag-NPs, riducendo la comunità microbica di un suolo forestale a solo 5 ceppi di batteri resistenti. Riguardo all’impatto sugli invertebrati, il maggior contenuto di Ag rispetto al controllo trovato nei tessuti dei lombrichi è stato riconfermato dall’analisi ESEM che ha mostrato la presenza di Ag-NPs nell’intestino dei lombrichi, dopo depurazione. Inoltre l’esposizione di questi organismi ad Ag-NPs ha causato significativi cambiamenti nella composizione lipidica dei tessuti, rilevando quindi condizioni di stress. La somministrazione di Ag-NPs alle piante di pomodoro tramite l’acqua di irrigazione ha messo in evidenza come le NPs possano essere traslocate dalle radici alle foglie e infine al frutto edule. I potenziali rischi per la salute umana ed ambientale dovuti all’incontrollata diffusione delle NPs costituiscono motivi di grave preoccupazione per la comunità scientifica internazionale.

I tappeti erbosi progettati per attività sportive e ricreative hanno anche benefici effetti ambientali, come la prevenzione dell’erosione del suolo. I principali problemi di queste superfici sono la predisposizione allo strappo e allo sviluppo di malattie fungine. In questo lavoro si è cercato di investigare se una tecnologia a basso impatto ambientale basata sull’impiego di microrganismi, alternativa ai trattamenti chimici, possa essere usata per migliorare la crescita delle piante e lo sviluppo radicale di Lolium perenne L. E’ stato quindi utilizzato un prodotto commerciale contenente microrganismi (EM•1®; Punto EM, Sanremo, Italy) per il trattamento di L. perenne L. cresciuto in coltura idroponica e i risultati ottenuti sono stati paragonati a quelli derivanti dalla somministrazione dello stesso prodotto sottoposto a filtrazione per eliminare i microrganismi, di una soluzione commerciale contenete fitormoni e di un controllo non trattato. Le piante sono state fatte crescere per 5 settimane, la parte fogliare è stata tagliata, misurata e pesata ad intervalli di una settimana. Alla fine della sperimentazione, sono stati prelevati campioni di radici. Dopo lavaggio, è stato valutato il peso e la lunghezza delle radici. E’ stata inoltre valutata la resistenza allo strappo. Sono stati anche caratterizzati i principali gruppi microbici presenti nel prodotto commerciale attraverso una combinazione di analisi microbiologiche e molecolari. Infine, è stata utilizzata l’analisi PCR-DGGE, accoppiata al sequenziamento delle principali bande, di campioni di suolo e radici per analizzare i profili microbici derivanti da tutti i trattamenti applicati. Le piante trattate col prodotto commerciale contenente microrganismi hanno evidenziato un’aumentata resistenza allo strappo rispetto a quelle sottoposte agli altri trattamento o al controllo e, inoltre, le radici risultano di lunghezza maggiore rispetto al controllo. Entrambe queste caratteristiche sono particolarmente favorevoli per tappeti erbosi progettati per attività sportive e ricreative. La caratterizzazione dei microrganismi presenti nel prodotto ha evidenziato la presenza di specie batteriche e di lieviti che, in letteratura, risultano essere in grado di promuovere la crescita delle piante, come ad esempio Stenothrophomanas maltophilia. Candida utilis e altre specie afferenti al genere Lactobacillus, isolate dal prodotto, si sono rilevate in grado di colonizzare le radici delle piante di L. perenne L. Si può quindi concludere che i trattamenti con microrganismi “efficaci” ha un grosso potenziale per il mantenimento e le performance dei tappeti erbosi.

Probiotici e prebioci: caratteristiche ed applicazioni

Argomento I: "Il microbiota intestinale" tratta le popolazioni microbiche del tratto digerente dell'uomo. Questa parte fornisce anche informazioni riguardanti le caratteristiche quantitative e qualitative di questo ecosistema, le interazioni tra i batteri, l'intestino e l'immunità dell'ospite. In particolare questo argomento spiega il ruolo importante svolto dal microbiota autoctono, cioè il microbiota normale, per la salute dell'ospite in relazione ai potenziali batteri patogeni acquisiti. Argomento II: “Metodi di analisi del microbiota intestinale” sono discusse le metodologie classiche di isolamento ed identificazione. Vengono trattate anche: la caratterizzazione genotipica e fenotipica dei microrganismi e le tecniche molecolari utilizzate per identificare e calcolare le relazioni evolutive tra i ceppi microbici.

1. IL MICROBIOTA INTESTINALE 1.1. Descrizione del microbiota: aspetti quantitativi e qualitativi 1.1.1. Microbiota Dominante 1.1.2. Microbiota subdominante 1.2. Suddivisione topografica del microbiota intestinale 1.3. Principali funzioni del microbiota Modelli usati per studiare le interazioni microbiota indigeno/ospite 1.3.2. Funzioni metaboliche 1.3.3. Metabolismo dei carboidrati 1.3.4. Metabolismo dell’azoto 1.4. Interazione fra batteri intestinali, intestino e immunità dell’ospite 1.4.1. Organizzazione e composizione del sistema immunitario intestinale 1.4.2. Contributo dei batteri all’immunità innata 1.4.3. Induzione angiogenica intestinale 1.4.4. Contributo batterico all’immunità adattativa 1.4.5. Malattie infiammatorie dell’intestino 2. DESCRIZIONE DEI BATTERI 2.1. Genere Bacteroides 2.1.1. Fisiologia e metabolismo 2.1.2. Bacteroides spp. nel tratto intestinale umano 2.1.3. Bacteroides spp. e colon umano 2.1.4. Patologia e resistenza agli antibiotici 2.2. Il genere Eubacterium 2.3. I cocchi Gram-positivi anaerobici 2.3.1. Genere Peptostreptococcus 2.3.2. Genere Ruminococcus 2.4. Il genere Veillonella 2.5. Il Genere Clostridium 2.5.1. Proprietà del genere Clostridium 2.5.2. I clostridi enterotossici 2.5.2.1. Clostridium perfringens 2.5.2.2. Clostridium difficile 2.6. Streptococchi 2.6.1. Proteine di superficie ed invasione intracellulare 2.7. La famiglia delle Enterobacteriaceae 2.7.1. Il genere Enterobacter 2.7.2. Il genere Klebsiella 2.7.2.1. Suscettibilità agli antibiotici, vaccini e bioconversioni 2.7.3. Il genere Citrobacter 2.7.4. Il genere Proteus 2.7.4.1. Differenziazione cellulare 2.7.5. Escherichia coli 2.7.5.1. L’habitat di E. coli 2.8. Helicobacter pylori 2.8.1. Patogenicità 2.8.2. Resistenza agli Agenti Antimicrobici 2.8.3. Vaccino 2.9. Batteri metanogeni 2.10. Introduzione alla Famiglia delle Pseudomonadaceae 2.10.1. Malattie 2.10.2. Classificazione delle Specie di Pseudomonas

1. Prebiotici:aspetti generali. 2. Chimica e sintesi dei composti prebiotici. 3. Digestione dei prebiotici. 4. Effetti benefici dei prebiotici