Che cos'è l'omeostasi dei batteri?

L'omeostasi si riferisce ai processi di autoregolazione che gli organismi viventi utilizzano per mantenere la loro stabilità interna, garantendone così la sopravvivenza. I batteri possono anche autoregolarsi, adattandosi alle condizioni ambientali in continua evoluzione che li circondano. I principali processi omeostatici che garantiscono la sopravvivenza dei batteri comprendono l'omeostasi del ferro e dei metalli, l'omeostasi del pH e l'omeostasi dei lipidi di membrana.

Il ferro è vitale per la maggior parte dei batteri, ma in quantità elevate può essere tossico. I batteri possono raggiungere l'omeostasi del ferro anche in ambienti con basse quantità di questo elemento. In questa situazione, alcuni batteri utilizzano proteine ​​specializzate, che massimizzano l'assorbimento del ferro. I batteri patogeni che vivono nel sangue umano possono mantenere la loro omeostasi del ferro utilizzando l'emoglobina dell'ospite o altri complessi di ferro. I batteri hanno anche proteine, come la ferritina, che usavano per immagazzinare il ferro come riserva intracellulare. Quando si trovano in ambienti con livelli tossici di ferro, i batteri usano le loro proteine ​​di disintossicazione dal ferro (Dps), che proteggono il loro cromosoma dai danni.

Oltre al ferro, i batteri possono rilevare i livelli esterni di altri elementi, come piombo, cadmio e mercurio. I sensori metallici sono proteine ​​complesse presenti in alcuni batteri, in grado di rilevare e regolare i livelli interni sia di metalli pesanti tossici che di ioni metallici benefici. Il patogeno umano Mycobacterium tuberculosis e lo Streptomyces coelicolor che dimora nel suolo hanno più di dieci sensori metallici.

Il livello di acidità di una sostanza viene misurato attraverso il suo pH. Sebbene la maggior parte delle specie di batteri richieda livelli di pH esterni vicino a neutro o 7, i batteri chiamati estremofili possono vivere in ambienti con valori di pH inferiori a 3, o acidi, o superiori a 11, o alcali. I batteri hanno meccanismi per rilevare i cambiamenti esterni nel pH. La complessa omeostasi del pH della maggior parte dei batteri consente loro di tollerare valori di pH esterni diversi dai loro livelli interni di acidità.

La membrana dei batteri contiene diversi tipi di proteine ​​e lipidi. I batteri possono regolare la composizione lipidica delle loro membrane, alterando così la loro permeabilità. La capacità dei batteri di controllare la costituzione lipidica delle loro membrane è chiamata omeostasi dei lipidi di membrana e consente loro di sopravvivere in una vasta gamma di ambienti.