Di Yasmin Zinni
Aggiornato il 30 agosto 2022
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L’omeostasi è il processo di autoregolazione utilizzato dagli organismi viventi per mantenere stabile il proprio ambiente interno, garantendo la sopravvivenza. I batteri utilizzano anche sofisticati meccanismi omeostatici per adattarsi alle fluttuanti condizioni esterne. Le principali strategie omeostatiche batteriche includono l'equilibrio del ferro e dei metalli, la regolazione del pH e la regolazione dei lipidi di membrana.
Il ferro è essenziale per la maggior parte dei processi batterici, ma il ferro in eccesso può essere tossico. I batteri mantengono l’equilibrio del ferro attraverso trasportatori specializzati che massimizzano l’assorbimento quando il ferro scarseggia e attraverso proteine di stoccaggio come la ferritina che sequestrano il ferro in eccesso. I ceppi patogeni nel sangue umano, ad esempio, estraggono il ferro dall'emoglobina ospite e da altri complessi. Quando i livelli di ferro diventano pericolosamente alti, i batteri utilizzano proteine di disintossicazione come la Dps, che proteggono il DNA dal danno ossidativo.
Oltre al ferro, i batteri monitorano e regolano altri metalli, tra cui piombo, cadmio e mercurio, che possono essere benefici o dannosi. Le proteine sensibili ai metalli rilevano le concentrazioni esterne e regolano di conseguenza i livelli di metalli intracellulari. Ad esempio, il Mycobacterium tuberculosis e il batterio del suolo Streptomyces coelicolor possiedono ciascuno più di dieci sensori metallici distinti, sottolineando l'importanza di questa rete di regolamentazione per la patogenicità e la sopravvivenza ambientale.
Mentre la maggior parte dei batteri prospera vicino al pH neutro 7, gli estremofili possono vivere in ambienti con pH inferiore a 3 o superiore a 11. Questi organismi possiedono robusti sistemi di rilevamento del pH che rilevano i cambiamenti di acidità esterna e attivano meccanismi cellulari per mantenere un pH interno stabile. Questa capacità consente loro di sopravvivere in habitat altamente acidi o alcalini.
L'involucro cellulare batterico contiene una vasta gamma di proteine e lipidi. Modulando la composizione lipidica delle loro membrane, i batteri possono alterare la permeabilità e la fluidità, adattandosi così a fattori di stress quali sbalzi di temperatura, pressione osmotica ed esposizione chimica. Questa capacità lipidico-omeostatica è fondamentale per la sopravvivenza in un'ampia gamma di ambienti.
