Parassitologia PDF

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lOMoARcPSD|37743100 Parassitologia Parassitologia generale e zoonosi (Università degli Studi di Ferrara) Scansiona per aprire su Studocu Studocu non è sponsorizzato o supportato da nessuna università o ateneo. Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 PARASSITOLOGIA L1 La parassitologia è importante per combattere le malattie endemiche. Tra due animali ci possono essere diverse 8interazioni9, questa parola è stata poi cambiata con simbiosi da un fitopatologo belga. La simbiosi può avvenire tra due organismi di specie diversa, NON della stessa specie. Simbiosi: è una parola composta che deriva da 8syn9 = insieme e 8bios9 = vita, ovvero vita insieme. Vi sono diverse tipologie di simbiosi: A = ospite; B = simbionte 1. Mutualismo (++): rapporto tra ospite e simbionte dove entrambi gli individui traggono vantaggio; l9ospite è sempre più grande del simbionte, ad eccezione di qualche caso come la tenia (verme solitario, 8/9 metri) che è più grande dell9uomo. Questi due organismi non possono vivere da soli perché sennò vanno incontro alla morte (mutualismo = vantaggio reciproco). 2. Commensalismo (0 +): in questo rapporto l9ospite non ha vantaggi, ma non subisce neanche danno. Chi trae vantaggio è il simbionte per questo motivo è proprio l9individuo B che cerca A, altrimenti sopravvive con difficoltà, mentre A vive anche da solo. Un tipo di commensalismo dove NON si ha a che fare col cibo, ma ha bisogno di una 8casa9 prende il nome di inquilinismo. Il simbionte ha sempre bisogno di una casa perché se si trova senza diventa preda di qualche organismo. 3. Parassitismo (- +): l9individuo B è un simbionte che prende il nome si parassita. In questo rapporto il parassita riceve vantaggio, mentre l9ospite riceve danno. 8para9 = presso e 8sitos9 = cibo Un parassita è obbligato nel trovare l9ospite, senza muore: trova l9ospite, si riproduce e muore. Suddividiamo i parassiti in ENDO- ed ECTO parassiti. 4. Predazione (- -) Differenza tra parassitismo e predazione: nel caso del parassitismo lo scopo NON è quello di uccidere l9ospite, mentre questo è lo scopo della predazione dove il predatore vuole uccidere la preda. Il nostro organismo riesce a dar vita a circa 1300 specie di parassiti. Tuttavia, la maggior parte di questi batteri non sono patogeni ma vivono in simbiosi con noi. Solo una piccola parte e non sempre possono diventare patogeni quando le condizioni del nostro corpo cambiano. Esempi di mutualismo (1): - pesce pagliaccio che vive tra l9anemone (animale) → Il pesce protegge l9anemone dagli animali che si cibano di esso e il pesce trae vantaggio in quanto muovendosi, aggiunto al movimento dell9anemone, fa muovere il cibo. Siccome l9anemone ha dei tentacoli urticanti, il pesce pagliaccio non si danneggia passando tra di essi? No, perché sulla superficie del suo corpo è presente del muco. Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 - coccodrillo e uccello → l9uccello non è il cibo del coccodrillo ma dopo aver mangiato ad esempio una capra restano sui denti del coccodrillo dei residui che se non vengono tolti danneggiano il dente. Quindi l9uccello pulisce la bocca del coccodrillo ricevendo cibo 8gratis9 e il coccodrillo tiene in salute i denti. Esempi di commensalismo (2): - nell9intestino possono esserci delle amebe (=organismi unicellulari, protozoi) parassiti che non creano danno ma trovano nell9intestino delle sostanze che permettono loro di sopravvivere. - Pesci piccoli che hanno molti predatori, ma si muovono vicino agli squali, così che dopo che gli squali mangiano lasciano molti residui in acqua e i piccoli pesci si nutrono di questi, inoltre hanno protezione dallo squalo. - Piccoli pesci che si muovono vicino alle meduse, idem a prima con gli squali. Esempi di inquilinismo (2.1): pesci più piccoli utilizzano anemoni tropici enormi per proteggersi. Esempi di foresia (2.2): altro tipo di commensalismo nel quale un animale più piccolo utilizza uno più grande per il trasporto. Esempi di parassitismo (3): - Endoparassiti nell9 intestino di un pesce: questo endoparassita non può vivere fuori dall9organismo. - Zecca: è un ectoparassita che non necessita di un organismo per vivere perché vive sulla superficie di questo ed ha un rapporto con T, pioggia… La differenza è appunto che la zecca sopravvive, mentre gli endoparassiti no i quali utilizzano l9ospite come nicchia ecologica. Il parassitismo è un modo molto vantaggioso di vivere. Più del 50% degli organismi del mondo, sia piante che animali, sono di natura parassitaria e ogni organismo è parassitato durante la sua vita: nessuno può vivere e morire senza incontrare un parassita (batterio, virus, verme), questo perché il 90% dei parassiti derivano dal cibo. ORIGINE DEI PARASSITI Si presume che una volta i parassiti erano molti di più. Tuttavia, lungo l9evoluzione, buona parte dei parassiti, non avendo trovato un ospite, si sono estinti e ne è rimasta una piccola parte. Purtroppo però, quelli rimasti provocano la morte di molte persone ogni anno, in particolare la malaria. Malaria: malattia parassitaria non infettiva che si trasmette attraverso la puntura di una particolare zanzara. È la malattia parassitaria più pericolosa e più temuta. Una volta i parassiti erano organismi a vita libera, ma quando le condizioni di vita sono cambiate gli endoparassiti sono entrati in un ospite, hanno visto che le condizioni miglioravano: T top e cibo disponibile. L2 I parassiti in seguito a morte dell9ospite muoiono anch9essi, quindi il loro scopo non è quello di uccidere, ma di convivere a proprio beneficio. ELMINTI: vermi che possono essere platelminti = vermi piatti o nematodi = vermi cilindrici. Le zecche sono organismi pluricellulari, ovvero animali, ne batteri, ne protozoi. Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 Zecche e pidocchi sono entrambi artropodi, ma le prime sono aracnidi mentre i pidocchi sono insetti. PROCARIOTI = prima del nucleo: organismi unicellulari il cui DNA non è racchiuso da una membrana nucleare. Si presume che i primi organismi comparsi sulla terra sono i procarioti, organismi molto semplici che comprendono i batteri e gli archea. Prima sono comparsi gli archea e poi i batteri. EUCARIOTI = vero nucleo: organismi caratterizzati da una cellula complessa, con nucleo racchiuso all9interno di una membrana nucleare ed una grande quantità di organelli. NB: il nucleo è il cervello della cellula eucariota. I procarioti hanno dato origine agli eucarioti il cui primo gruppo prende nome di protisti che possono essere sia uni- che pluricellulari, in questo momento ci interessano gli unicellulari che sono i protozoi, molto pericolosi per la salute pubblica, molto più dei vermi. I protisti hanno dato origine a piante, funghi e animali. Parto dal basso per poi arrivare alla complessità: procarioti → eucarioti → protisti → piante, funghi, animali; in totale ci sono 6 regni viventi. Trichomonas vaginalis: protozoo flagellato importante per i ragazzi giovani perché è trasmissibile con i rapporti non protetti, in particolare è presente nelle donne in età fertile che può essere passato all9uomo. Vedremo il ciclo, bisogna ricordare che non è un virus. *foto mummia*: è stato possibile scoprire alcuni parassiti di 3000 anni fa grazie ad una mummia congelata (ben conservata). Non si sono osservati i vermi perché questo è morto dopo un po'. Tuttavia, all9interno del nematode sono state trovate delle uova che in seguito a morte del verme sono state liberate nei coproliti, ovvero nelle feci fossili di qualsiasi animale. Quindi nei coproliti c9è del cibo e sicuramente sono presenti uova. Ma solo il ghiaccio conserva bene la mummia? No, anche il sale. NB: tutti i nostri apparati possono avere differenti parassiti, ad esempio spostando un parassita del cuore nei reni questo non sopravvive, perché solo nel cuore ci sono le condizioni adatte alla sua sopravvivenza (specificità organismo-tessuto). Ricordare che i vermi sono degli animali: organismi pluricellulari, mentre i protozoi sono unicellulari; entrambi parassiti però. Io non posso avere info sui protozoi, studiando la mummia, ma posso avere info sui pidocchi, zecche, vermi. Questo perché i protozoi non hanno un guscio rigido, quindi se manca il guscio rigido, quando muore l9ospite muore anche il parassita, a differenza posso trovare in un corpo di una mummia zecche e pidocchi, caratterizzati entrambi da un guscio rigido, posso trovare appunto le uova di vermi, ma non i vermi stessi. Gli studi di parassitologia ci permettono lo studio delle migrazioni: siccome oggi sappiamo l9area endemica di ogni parassita, è possibile ipotizzare le migrazioni dall9Africa verso l9Asia e viceversa. Questo tipo di ricerca mi dice anche le abitudini alimentari del parassita. ECTOPARASSITI: si trovano sulla superficie del corpo degli ospiti. ENDOPARASSITI: si trovano all9interno degli organi o degli apparati, si trovano nelle cavità naturali (tubo gastroenterico, alveoli polmonari, vescica, cavità peritoneale) o nei tessuti. Sia in posizione extracellulare come le larve di Toxocara canis che è un parassita del cane che può essere trasmesso all9uomo, in particolare Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 i bambini che giocano con i cani. Che in posizione intracellulare come le Leishmanie, i plasmodi della malaria e le larve di Trichinella. Es. Epitelio dell9intestino del gatto entra un protozoo che non può vivere all9esterno dell9intestino perché i succhi gastrici lo uccidono. Quindi quando arriva entra subito nelle cellule dell9intestino e diventa un endoparassita endocellulare. Proprio all9interno dell9intestino avviene la replicazione. PARASSITISMO FACOLTATIVO È un caso molto raro e riguarda degli organismi che hanno normalmente vita libera (come negli stagni) ma una volta che entrano in contatto con altri organismi (mammiferi ad esempio) possono penetrare attraverso le narici e arrivare nel cervello causando patologie come la meningoencefalite causata dalla Naegleria. Normalmente la Neagleria non è un parassita ma una volta nel cervello mangia parte delle cellule nervose. Fortunatamente ci sono pochi individui di questo genere. PARASSITISMO OBBLIGATORIO I parassiti sono obbligati a cercare un ospite, almeno per parte della sua vita. Senza un9ospite non può completare il suo sviluppo. Come ad esempio Anopheles (genere zanzara che trasmette la malaria) restano a contatto con l9ospite per breve tempo: la zanzara non è come la zecca che resta per un tempo prolungato sulla pelle del cane, la zanzara succhia sangue e va via = parassiti temporanei. Parassiti stazionari = hanno un contatto con l9ospite più durevole e tra di essi distinguiamo i parassiti periodici, legati all9ospite per una fase del ciclo vitale (ad esempio Ancylostoma duodenale nematode le cui larve compiono mute nel terreno) oppure un contatto che dura tutta la vita (come Trichinella) in questo caso si parla di parassiti permanenti. PARASSITA MONOXENO: un solo ospite ; ETEROXENO: più ospiti suddiviso in DIXENO e POLIXENO. Es. parassita monoxeno: parassita dell9apparato digerente dell9uomo, l9unico ospite è l9uomo → dalle feci escono le uova del parassita che finiscono in acuqa, un9altra persona beve l9acqua contaminata e avviene la trasmissione del parassita. In Africa e in Asia il concime viene fatto con le feci umane e se è presente il parassita questo si attacca all9insalata. Es. parassita polixeno: parassita del muscolo del pesce persico che si prende mangiano il filetto del pesce crudo/poco cotto. L9ospite definitivo sono i pesci grandi: l9uomo mangia il filetto poco cotto contaminato, si vengono a trovare le uova nelle feci che arrivano in acqua e vengono mangiate da un primo ospite intermedio che è un crostaceo il quale viene mangiato da un pesce piccolo (secondo ospite intermedio) che viene mangiato da un pesce grande (definitivo). Differenza tra monoxeni e gli eteroxeni è che i primi avendo un solo ospite la trasmissione è molto veloce, mentre nel secondo caso sono presenti più ospiti e se si interrompe la catena in un certo punto allora muore il parassita. In entrambi i casi, però, può avvenire trasmissione per via del vento e successiva inalazione da naso e bocca. Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 L3 Classificazione in base alla dimensione: - Micro parassiti: virus, batteri, protozoi, funghi → i primi tre sono unicellulari, mentre i funghi sono pluricellulari. Dimensioni di pochi micron. Si utilizza il termine tecnico 8infezione9. - Macro parassiti: elminti (vermi), artropodi (zecche, pidocchi), anellidi (sanguisughe). Per questi utilizzo il termine 8infestazione9. Questi due termini vengono spesso scambiati ma non è corretto. Anche il mondo dell9ospite viene suddiviso in diversi gruppi: - Ospite definitivo: organismo nel quale il parassita raggiunge la maturità sessuale, ovvero si riproduce. - Ospite intermedio: nel quale il parassita non raggiunge la maturità sessuale. - Ospite paratenico (o trasportatore): organismo in cui la larva del parassita può installarsi, sopravvive ma non si evolve. È molto presente negli organismi acquatici, meno nel mondo terrestre. - Vettore: è sempre un invertebrato, nella maggior parte dei casi un artropode o chiocciola. Esistono due tipi di vettori: biologico e meccanico. o Biologico: è l9organismo in cui avviene lo sviluppo o la moltiplicazione del parassita. es.: la zanzara è il vettore biologico della malaria. La malaria è provocata da un protozoo chiamato plasmodio e la zanzara che trasmette la malaria è del genere Anophels. La zanzara è il vettore biologico perché nel suo stomaco avviene la riproduzione del plasmodio della malaria. o Meccanico: è solo un veicolo della trasmissione della malattia. Non avviene lo sviluppo del parassita. es.: come ad esempio una mosca che si appoggia su un cavallo malato, spostandosi poi ad uno sano porta con se la malattia. Un parassita mangiato da un primo ospite intermedio (crostaceo), questo viene mangiato da un pesce piccolo (paratenico) e il parassita va ad incestarsi nel muscolo del pesce. Il pesce viene poi mangiato dall9ospite definitivo che può essere ad esempio un uccello o l9uomo. Differenza tra vettore ed ospite intermedio: il vettore partecipa attivamente alla trasmissione come Anophels, malaria; mentre l9ospite intermedio è coinvolto passivamente come i crostacei, quando un gamberetto viene mangiato dal pesce viene digerito, mentre la larva presente nel crostaceo no e diventa adulto. Le zanzare sono più attive durante le ore notturne (5 pm – 6 am) perché le persone dormono e in questo modo loro riescono ad avere il sangue. Nel sangue sono presenti proteine necessarie per la formazione delle uova di zanzara. Il maschio della zanzara è onnivoro, ovvero mangia ciò che trova come la mosca. Mentre la femmina è ematofaga cioè si nutre solo di sangue. Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 L4 PROPRIETA’ DEL PARASSITISMO Le proprietà di un parassita si evidenziano in molti adattamenti necessari a vivere in un ambiente biotico, cioè dentro un individuo, tra cui riprodursi ed infestare nuovi ospiti. NB: i parassiti dell9intestino non possono andare ad infestare il cervello, cuore ecc. perché non sopravviverebbero in quanto ogni parassita ha la propria nicchia ecologica. Tali interazioni ospite-parassita danno luce a due fenomeni che, grazie all9eredità, si sono stabilizzati nel tempo: specificità (1) e sequenza (2). 1. Specificità: parassiti di un organo non possono sopravvivere in un altro. es.: tipici dell9intestino di cavallo e pecora sono i nematodi. 2. Sequenza: invertebrato → vertebrato es.: il cavallo è l9ospite definitivo del nematode, quindi quest9ultimo nell9intestino del cavallo si riproduce. Sicuramente il cavallo ha acquisito il nematode perché ha mangiato l9ospite intermedio (crostaceo). NB: la larva necessita prima di un invertebrato come ospite intermedio. Non è possibile trovare prima il nematode nel cavallo e poi questo viene mangiato da un invertebrato. Domanda: perché le larve non possono sopravvivere nell9intestino del cavallo e l9adulto del nematode non sopravvive nell9ospite intermedio? Perché c9è questa sequenza? Perché l9ospite intermedio e definito presentano due ambienti diversi. Una sequenza necessita delle condizioni particolari! Il pH nel corpo del crostaceo è molto diverso dal pH dell9intestino del cavallo, inoltre sono anche presenti sostanze differenti. ADATTAMENTO ALLA VITA PARASSITARIA Se io sposto tenia dall9intestino del cavallo e la metto in una piastra Petri con soluzione fisiologica (soluzione NaCl) il parassita dopo al massimo 24/36 ore morirà. Confronto pidocchio e coccinella (animale a vita libera, famiglia dei coleotteri): importante analizzare le zampe le quali sono caratterizzate da diverse parte e l9ultima prende il nome di tarso. Nel pidocchio il tarso è a forma di gancio, questo per potersi attaccare ai capelli/corpo. Quindi il pidocchio (ectoparassita), in confronto alla coccinella che ha delle zampe dritte, ha modificato il tarso per adattamento (=adattabilità). Endoparassiti: esempio tenia ha sviluppato delle ventose nello scolice (testa della tenia). Le ventose servono per attaccarsi alle pareti dell9intestino. L9adattabilità è un fenomeno che insorge grazie alla co-evoluzione tra parassita-ospite. Le richieste fisiologiche basilari dei parassiti sono simili a quelli degli organismi a vita libera. Le esigenze fisiologiche sono habitat, cibo e riproduzione. Per un parassita, vivere in un organismo significa anche poter uscire al momento opportuno, per andare ad infestare un altro individuo ospite. Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 Cestode che vive nell9intestino, in seguito a formazione di larve (riproduzione) queste devono uscire e utilizzano principalmente le vie d’uscita di quell’organo. Per quanto riguarda l9apparato digerente le vie d9uscita sono la bocca e l9ano. Lo scopo finale dei parassiti è riprodursi per assicurare la sopravvivenza della specie. Pidocchio: ciclo diretto, non necessita di un ospite intermedio; Cestode: ciclo indiretto, necessita di uno o più ospiti intermedio. FORME LARVALI Al di fuori della larva esiste un guscio resistente. Questo è presente perché la temperatura esterna si alterna tra periodi molto caldi e molto freddi quindi il guscio permette una protezione della larva. Anche ad esempio in caso di forti acquazzoni. Non sempre sopravviveranno tutte le uova, esempio totale 100 uova, ne sopravvivono 15, l9importante è che non sia solo una. Uova: formate da chitina che è una sostanza resistente. BIOCHIMICA DEI PARASSITI Il modo di vivere da parassita ha causato diversi adattamenti in alcuni aspetti biochimici che includono diversi modi di acquisire energia per il metabolismo. Le vie metaboliche nei parassiti sono poco conosciute e questo è dovuto alla difficoltà di lavorare. Perché è difficile studiare il metabolismo energetico dei parassiti? Perché per poter vedere studiare il parassita è necessario anestetizzare il pesce, tirare fuori l9apparato digerente e aprire l9intestino per valutare la presenza o meno del parassita. Quando apro l9intestino il parassita inizia a soffrire perché ho distrutto il suo ambiente. Inoltre lo studio in lab va condotto sotto alla luce e tutte queste variazioni ambientali portano ad una variazione del metabolismo del parassita il quale non funziona più come all9interno del pesce. Quindi degli endoparassiti non so molto perché dovrei ricreare le esatte condizioni ambientali di un organo. Elminti adulti: catabolizzano i carboidrati usando un adatto metabolismo anaerobico* che sfrutta il ciclo glicolitico come fonte di ATP. *anaerobico perché vivendo all9interno dell9organismo non c9è una grande quantità di ossigeno a differenza degli ectoparassiti che vivono sulla superficie. Protozioi: non sono in grado di utilizzare gli acidi grassi e gli aminoacidi come fonte di energia. I protozoi parassiti presentano molti adattamenti per il metabolismo energetico che includono anche organuli specializzati. SPECIFICITA’ DEL RAPPORTO PARASSITA-OSPITE I parassiti, di norma, in condizioni normali non infestano casualmente diverse specie di organismi, ma presentano vari gradi di preferenza per l9ospite e per il sito d9infestazione. Infatti, ad esempio, i parassiti del cavallo, dei bovini, del cane e dell9uomo si trovano solo in questi mammiferi. Tale situazione viene espressa come specificità d9ospite, d9organo o di tessuto. Questa specificità si determina quando il parassita è in grado di penetrare, di occupare un sito e di riprodursi in un determinato microhabitat all9interno o sulla superficie del corpo dell9ospite. I fattori che portano alla Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 specificità dell9ospite sono: opportunità di contatto/incontro ospite-parassita, penetrazione, adattamento, stabilità, nutrizione e riproduzione nell9ospite stesso. La possibilità di infestare l9ospite si presenta solo quando ci sono le condizioni favorevoli che permettano il contatto tra due organismi: tali condizioni sono: sviluppo, cinetica e l’attività comportamentale di entrambi. Intestino di un pesce dove c9è un verme: ad un certo punto il sistema immunitario dell9ospite produce anticorpi e il parassita produce a sua volta antigeni ovvero sostanze che respingono gli anticorpi. È un meccanismo analogo a ciò che avviene nel corpo mano una volta infettato da virus. Sia l9ospite che il parassita non rispondono passivamente: entrambi si difendono, il parassita non avendo un sistema immunitario presenta delle strutture specifiche, come ad esempio, viste prima, sono le uova e le larve che presentano un guscio mentre gli individui adulti (es. nematodi) presentano una cuticola. Oltre alla produzione di antigeni. Es. stagno dentro al quale ci sono lumachine: c9è un parassita che utilizza i bovini come ospite intermedio. È un trematode digeneo e la forma larvale che esce con le feci dall9ospite definitivo prende il nome di miracidi e presenta molte ciglia per potersi muovere in acqua. Il mollusco (gasteropodi) produce una sostanza mucosa e il miracidio è attratto dal muco prodotto dalla parte del piede. Una volta nel piede deve entrare subito e arriva al pancreas/fegato dove si riproduce. Da una prima forma larvale passa alla seconda e infine alla terza la quale esce dal corpo della lumaca e si incesta nella vegetazione vicino allo stagno. A questo punto cambia sia la forma larvale, sia il nome (che ci dirà in seguito). Arriva il bovino che mangiando l9erba si prende il parassita. EFFETTI EVOLUTIVI DEL PARASSITISMO Molto spesso i mammiferi mangiando l9erba hanno dei nematodi (non 10, molti di più). I più parassitati si allontanano dal gruppo, mangiano meno, stanno seduti e diventano più vulnerabili ai predatori. I parassiti isolano i casi più deboli, così facendo permettono la predazione di questi e la sopravvivenza dei più forti. L5 Il parassita è in grado di danneggiare l9ospite riducendo la vitalità, la capacità riproduttiva e di crescita, causandone a tal punto la morte. Non conviene al parassita di uccidere l9ospite, cerca un equilibrio: quando avviene la morte dell9ospite vuol dire che sono intervenuti anche altri fattori. NB: noi prendiamo circa il 90% dei parassiti con il cibo in quanto gli animali sono obbligati a nutrirsi per sopravvivere. PARASSITI E MODIFICHE DEL COMPORTAMENTO DELL’OSPITE Es. 1 – acquatico: studio di 24 ore nel fiume Brenta → ogni 4 ore, grazie a delle trappole venivano catturati i gamberi/gamberetti. In lab sono stati osservati quali erano parassitati e quali non. Lo scopo della ricerca era innanzitutto vedere nell9arco di 24 ore quando i crostacei migrano verso monte o la foce del fiume e si è osservato che nel tardo pomeriggio e sera c9era la maggiore migrazione dei crostacei nel fiume. Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 Inoltre in crostacei parassitati si muovevano al centro del fiume, questo perché nella parte centrale del fiume ci sono più pesci ed è quella meno raggiungibile dai pescatori, è quindi più protetta. Ricordando che i gamberetti sono gli ospiti intermedi e i pesci gli ospiti definitivi, perché i gamberetti parassitati si muovono vicino ai pesci? Perché così vengono mangiati e il parassita continua il suo ciclo. Questo è dovuto al parassita che per assicurarsi la continuità del suo ciclo induce modificazioni comportamentali nell9ospite intermedio. LAB: sono stati portati crostacei parassitati e sono stati costruiti degli aquari (ca. 10 litri). All9esterno dell9acquario è stato posto per metà un sacchetto nero e sopra all9acquario una lampadina. È stato constatato che la maggior parte dei crostacei parassitati stanno dalla parte dell9acquario illuminata, pochi vanno nella parte scura. Inoltre i crostacei parassitati si avvicinano alla superficie dell9acqua e si mostrano ai predatori. Ad oggi sappiamo che alcuni parassiti possono intervenire nel sistema nervoso (in questo caso del crostaceo). E i parassiti inducono agitazione, quindi i crostacei parassitati sono più agitati rispetto ai sani. Es. 2 – terrestre: cambiamento di comportamento riguardante i bovini, il parassita interessato è un trematode digeneo. Ricorda che il miracidio (forma larvale) entra nel corpo del mollusco attraverso il piede perché produce un muco che attrae il miracidio. In seguito a morte della lumaca, intervengono le formiche che cominciano a mangiare, incluse le uova del parassita. Le larve dal sistema circolatorio arrivano al nervoso della formica (insetto) dove portano alla produzione di una grande quantità di dopamina (ormone agitante). Quindi la formica parassitata si muove molto di più rispetto ad una sana e l9erba si muove anch9essa la quale attrae il bovino che mangia anche il parassita. Trematodi digenei: sono organismi ermafroditi, quindi si autofecondano. Domanda: se non ci fosse la formica il ciclo si concluderebbe lo stesso? (Non può trovare un altro ospite per il concetto di specificità) Il ciclo continua lo stesso perché le uova sono rimaste nell9erba in seguito alla morte della lumaca, quindi quando il bovino mangerà l9erba mangerà anche le uova del parassita. Ovviamente il ciclo è rallentato e la presenza della formica mi garantisce la continuità del ciclo, cosa che non viene garantita in assenza dell9insetto. Es. 3 – acquatico: alcuni pesci piccoli sono ospiti intermedi di trematodi digenei di bovino. La lumaca è un primo ospite intermedio che viene mangiata da un piccolo pesce. Il parassita arriva al sistema nervoso del pesce dove si incista. Cervello, occhio e gonadi sono tre siti poco ospitali per i parassiti infatti sono davvero pochi quelli che si replicano in questi organi. Mentre, intestino e fegato sono preferiti. La larva si nutre delle cellule del cervello del quale rimane solo una piccola parte inversamente proporzionale alla grandezza della larva. Cambiamento del comportamento: il pesce parassitato, in presenza del predatore (airone), va verso la superficie dell9acqua e muovendosi in maniera agitata si fa riconoscere facilitando il lavoro del predatore. Parliamo di danno meccanico perché viene danneggiato il cervello: parte viene mangiata dalle larve e in particolare quella predisposta per l9equilibrio. Tutti gli esseri animali presentano delle strutture per l9equilibrio, ad esempio noi esseri umani presentiamo delle strutture ossee a livello dell9orecchio chiamate cofer. Nel pesce sono invece presenti delle strutture ossee chiamate otoliti che determinano l9equilibrio. Sono presenti anche i neuromasti anch9essi determinanti l9equilibrio, questi ultimi sono presenti sulla linea laterale. Il parassita ermafrodita non ha bisogno di un compagno per questo motivo il ciclo va più veloce. Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 L6 CICLO BIOLOGICO Un parassita può avere o ciclo diretto o indiretto, non può averli entrambi. - Ciclo diretto: ha bisogno di un solo ospite. Es. 1: parassita nell9acquario (per motivo x) che si attacca alle lamelle branchiali del pesce numero 1. Quando un altro pesce della stessa specie passa vicino al pesce 1 alcune larve si staccano e passano al pesce 2. E così via fino a circa una settimana quando avrò tutti i pesci contagiati. Es. 2: pidocchi in una classe di bambini, dopo pochi giorni li hanno tutti. - Ciclo indiretto: necessita di più ospiti → oltre all9ospite definitivo dev9essere presente uno o più ospiti intermedi. Il ciclo indiretto è molto lento perché se non ho l9ospite intermedio il ciclo può interrompersi oppure continuare ma con scarsa probabilità di continuità del ciclo fino all9ospite definitivo. I protozoi presentano entrambe le tipologie di ciclo (sia diretto che indiretto). Alcuni Trematodi, i Monogenei* e alcuni Aspidogastrea hanno un ciclo diretto. Altri Aspidogastrea e tutti i Trematodi digenei hanno ciclo indiretto che coinvolte i molluschi. *Monogenei: classe di vermi piatti, ectoparassiti dei pesci e in particolare delle branchie. Cestodi e Acantocefali (proboscidati) hanno ciclo indiretto. Anche i Nematodi* possono avere entrambi i cicli: alcuni diretto e altri indiretto. *Nematodi: hanno corpo filiforme. Solitamente la femmina è più grande del maschio. Es.: Toxocara canis, nematode a ciclo diretto; Es.: Anisakis, nematode ciclo indiretto che si trasmette mangiando pesce crudo/poco cotto. Ci sono delle eccezioni nei vari cicli: Sporozoi, Tripanosomi, Trichinelle e Filarioidi che non hanno uno stadio libero, ovvero riproduzione e stadio larvale avviene nell9ospite definitivo. Inoltre, ci sono Cestodi (come ad esempio Hymenolepis nana) le cui uova si schiudono in larve che raggiungono la maturità sessuale senza mai lasciare l9ospite (stessa cosa: riproduzione e larva nello stesso ospite). In conclusione, il ciclo di ogni parassita presenta delle peculiarità la cui comprensione richiede la conoscenza della fisiologia, della biologia e dell9ecologia sia del parassita che dei suoi ospiti. ECOLOGIA DEL PARASSITISMO Il termine 8ecologia9 si riferisce all9interazione tra un organismo vivente e l9ambiente che lo circonda. I parassiti a vita libera presentano delle necessita: una di queste è la T favorevole, se è presente raggiungono uno stadio di maturazione e le loro larve/uova escono ed infettano altri ospiti. A T elevata (37/38°) o a T basse i parassiti muoiono se non presentano una protezione. Questo accade anche in presenza di pioggia ad esempio. La protezione che i parassiti adottano sono le uova necessarie per la sopravvivenza! I parassiti che infettano gli organismi acquatici, spesso, non presentano quest9involucro perché non ne necessitano. Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 Trasmissione La trasmissione è legata all9ecologia che, a sua volta, è connessa alla catena alimentare (= rete trofica). Gli stadi larvali possono contaminare il cibo, l9acqua e accidentalmente essere ingeriti dall9ospite, oppure possono incistarsi sul foraggio o nel corpo dell9ospite intermedio che diviene la preda dell9ospite definitivo. Rilascio da parte dell’ospite Il rilascio delle cisti, delle uova e delle larve da parte dei parassiti, avviene tramite le aperture verso l9esterno dell9apparato digerente, escretore e respiratorio. Certi flagellati dell9apparato riproduttore vengono trasmessi durante l9accoppiamento. Gli stadi dei parassiti del sangue (plasmodi) e dei tessuti (filarioidi) lasciano l9ospite vertebrato solo attraverso la puntura di un insetto ematofago che funge da vettore. Ospite intermedio Importante per il raggiungimento dell9sopite definitivo. Le modalità sono differenti a seconda che il parassita abbia ciclo diretto o indiretto. Ciclo diretto: diffondono nell9ambiente le ciste, le oocisti e le uova con le feci dell9ospite. In questo caso la trasmissione dipende dalla frequenza con la quale l9ospite compare in particolari aree dove gli stadi infestanti sono depositati. Ciclo indiretto: vedi esempio Trematode digeneo con Bovino e ospite intermedio formica. Fattori ambientali I requisiti dell9ambiente esterno richiesti dal parassita sono: - T e umidità del suolo tali da prevenire l9essicazione - Tasso di ossigeno sufficiente per lo svolgimento dei processi metabolici La combinazione di questi fattori assicura lo sviluppo del parassita. L9ambiente interno (corpo dell9ospite) offre una protezione contro le sfavorevoli condizioni fisiche e fornisce il cibo per l9accrescimento, e gli stimoli necessari per l9inizio dei processi di sviluppo (schiusa, liberazione delle cisti). Entrata del parassita nell’ospite → due modi: - Passivo quando le larve vengono ingerite dall9ospite quando mangia o beve (utilizzando la rete trofica). Ad esempio le pecore mangiano l9erba dove sono presenti delle lumache le quali possono essere parassitate (forme larvali). Quindi la pecora non sa che sono presenti dei parassiti perché vede le lumache ma non può rimuoverle e le mangia. Cisti, oocisti, cistocercoidi, plerocercoidi, acanthelle e molte larve dei nematodi entrano in modo passivo. - Attivo Ruolo dello stadio larvale Raggiunto lo stadio infestante, l9ulteriore sviluppo del parassita si arresta finché questo non entra nell9appropriato ospite definitivo, dal quale riceve segnali specifici che originano stimoli che innescano lo stadio successivo. Tali stimoli sono, ad esempio, l9anidride carbonica contenuta nel canale alimentare, i Sali biliari, la T corporea, alcuni enzimi digestivi, uno specifico pH (il pH di un invertebrato è differente da un vertebrato), ecc. Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 Localizzazione del parassita nell’ospite I parassiti si trovano in zone ristrette del corpo dell9ospite che rappresentano le loro nicchie ecologiche (concetto di specificità degli organi/tessuti). Questi siti variano, sia che si tratti dell9ospite intermedio che di quello definitivo, sia in base allo stadio di sviluppo del parassita. Nei trematodi il meccanismo tramite il quale queste nicchie vengono riconosciute non è chiaro. Probabilmente, i trematodi, attirati dagli ormoni prodotti dall9ospite, vanno in cerca della sorgente. I trematodi del fegato, rene e polmoni sono esempi di ciò. Domanda: perché è difficile capire/conoscere questi meccanismi che usano i parassiti per trovare la loro nicchia ecologica? Perché non si possono studiare nelle loro condizioni favorevoli. La posizione nell9ospite delle forme larvali o dell9adulto del parassita indicano un elevato grado di specificità delle condizioni fisiche e fisiologiche alle quali l9agente patogeno deve adeguarsi durante il periodo riproduttivo o di sviluppo. Specificità ospite-parassita come fattore ecologico Le condizioni sfavorevoli dell9ambiente esterno influenzano lo sviluppo e la sopravvivenza del parassita, poiché rendono l9habitat interno incompatibile con le esigenze del parassita. Bisogna considerare che lo stato di compatibilità ospite-parassita è stato raggiunto grazie ad una lunga associazione che ha portato ad una reciproca tolleranza. In molti parassiti, questo rapporto sfocia nella specializzazione del parassita a vivere in un certo ospite oppure in un altro. In altre parole, il parassita si è adattato agli specifici aspetti della fisiologia dell9ambiente fornito dall9ospite. Immunità come fattore ecologico La presenza dei parassiti e dei loro metaboliti stimola nell9ospite la produzione di anticorpi che alterno le caratteristiche biochimiche del bioambiente (interno ospite). Tali alterazioni possono influenzare leggermente il sito d9infestazione del parassita oppure essere molto drastiche, arrivando all9eliminazione del medesimo. Es. imp: self-cura di Haemonchus contortus (nematode), verme dello stomaco delle pecore – quando il mammifero ospita un numero elevato di vermi adulti e viene infestato da nuove larve, esso reagisce con un aumento del pH così da rendere l9ambiente ostile ai vermi adulti che perciò vengono espulsi dall9ospite. Nicchie ecologiche Il concetto di nicchia ecologica non è modificato dalla presenza di diversi parassiti dell9organo di uno stesso individuo ospite. Giardia, Entamoeba, Ascaris, Ancylostoma, Hymenolepi e le Taenie possono vivere contemporaneamente nell9intestino dell9uomo. Dato che ognuno di questi parassiti ha necessità proprie, si può dire che ciascuno occupi una propria nicchia. L7 NICCHIE ECOLOGICHE Es.: il maiale è un animale onnivoro (e rispetto agli individui carnivori/erbivori ha più possibilità di prendersi parassiti) e presenta diversi parassiti nell9intestino: nella zona vicino allo stomaco sono presenti dei nematodi; nell9intestino anteriore trovo dei trematodi digenei; nell9intestino medio trovo dei cestodi (es Tenia); nell9ultima parte dell9intestino sono presenti degli acantocefali. Tutti questi sono dei vermi, ma il maiale potrebbe avere un sacco di protozoi come i flagellati, le amebe, parassiti protozoi endocellulari. Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 Vedete come ogni phyla, all9interno dello stesso animale, occupa dei luoghi differenti. Questo è dovuto alla coevoluzione parassita-ospite che è avvenuta durante gli anni. Durante la sua vita un parassita può spostarsi nei vari organi, per questo motivo in parassitologia, viene definito sito preferito (+) il punto nel quale il parassita trova le condizioni favorevoli. Quando ci sono dei cambiamenti nel sito preferito, il parassita si sposta e migra in un sito meno preferito (-) dove sopravvive ma in condizioni non completamente ottimali. Se le condizioni sono insopportabili allora avviene la morte. Se un parassita si sposta da un sito (A) ad un altro (B), ma nel sito A sono presenti altri parassiti si instaura una competizione. ETA’ DELL’OSPITE L9età dell9ospite altera il bioambiente e risulta limitante per il parassita. Ci sono alcuni parassiti che preferiscono gli individui giovani (es. Ascaris galli) perché il loro sistema immunitario non è ben sviluppato, quindi il parassita attacca bene i cuccioli, ma non gli adulti. DIETA La dieta dell9ospite altera l9ambiente ed i nutrienti essenziali al parassita. Pare che una dieta a base di latte renda il tubo digerente un ambiente sfavorevole all9insediamento degli ascaridi (parassiti dell9uomo). Gli animali con una dieta povera sono più parassitati rispetto ad individui con una dieta ben bilanciata. In caso di insufficienza proteica, i processi fisiologici necessari per la risposta antigenica vengono a mancare. Perciò il bioambiente si altera a causa della malnutrizione. AZIONE PATOGENA DEI PARASSITI = danni che provocano i parassiti. Un parassita è per definizione patogeno, ma non è sempre e necessariamente in fase virulenta. La patogenicità è la capacità, in atto o in potenza, di una specie simbionte di danneggiare una determinata specie ospite. La virulenza è l9espressione fenotipica della patogenicità del parassita. È importane anche la virulenza intrinseca, dipendente essenzialmente dalla velocità riproduttiva del parassita. Riproduttività del parassita: si riproducono molto velocemente per mitosi. Questa prende il nome di capacità riproduttiva. Nel corpo di un9infezione vi è spesso una 8gara9 tra la velocità di moltiplicazione del parassita e la rapidità di formazione di difese immunitarie atte a bloccarlo. Va ricordato che l9azione dei parassiti è spesso multiforme (hanno diverse tipologie di danni). L9azione patogena dei parassiti (che talvolta si manifesta ancor prima che la loro presenza possa venire messa in evidenza con i metodi parassitologici classici) può esplicarsi attraverso azioni: - Traumatiche - Meccaniche - Necrotizzanti e tossiche - Immunologiche - Spogliatrici 1. Traumatiche: tutti gli ectoparassiti (artropodi, ematofagi, acari della scabbia, ecc.) e alcune larve di elminti esercitano azioni traumatiche sulla pelle e sulle mucose (scavando ad esempio). Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 Es. 1: Ascaris lumbricoides adulto può perforare l9intestino e invadere il fegato. Es. 2: In alcune zone tropicali la continua esposizione della popolazione alla migrazione polmonare delle larve di nematodi parassiti dell9uomo e degli animali può riattivare vecchi focolai tubercolotici. 2. Meccaniche: le azioni meccaniche dipendono in larga parte dalla grandezza e dal numero dei parassiti. Spesso decine o centinaia di ascaridi ostruiscono l9intestino tenue, altri possono ostruire il coledoco e altri invadere l9appendice; le cisti di echinococco e i cisticerchi di Taenia solium possono comprimere vari organi, in particolare il cervello, con conseguenze talvolta letali. Anche i parassiti di piccole dimensioni possono esercitare azioni meccaniche di notevole significato patologico. Gli eritrociti infettati da schizonti di Plasmodium falciparum si ammassano e bloccano la circolazione del sangue a livello dei capillari cerebrali aderendo ai loro endoteli. Es. 1: nei villi intestinali di un pesce è presente un Acantocefalo (dotato di proboscide con uncini) – il parassita usa gli uncini per agganciarsi ai villi, questi penetrano causando un danno. Dal quale si staccano cellule dei villi che non vengono mangiate dal parassita. Gli Acantocefali, come i Cestodi, non hanno l9apparato digerente, quindi si nutrono (vitamine e proteine ad esempio) attraverso l9assorbimento grazie ai pori presenti sulla superficie corporea. Es. 2: nematode nel muscolo del pesce – prima perfora il muscolo con la testa poi scende fino ai vasi sanguigni (essendo un parassita ematofago) dove trova nutrimento. Differenza tra azioni traumatiche e meccaniche: la differenza è che il trauma – rapido – è un evento conseguente a forza fisica applicata brutalmente e rapidamente (es. trauma sportivo o da incidente stradale). Il danno meccanico – lento – è sempre la conseguenza dell9applicazione di forze fisiche ai tessuti ma può essere cronico. Quindi il danno traumatico è molto veloce, mentre il danno meccanico è un9azione che viene svolta in diverso tempo, anche giorni. I Nematodi, a differenza di Acantocefali e cestodi, hanno l9apparato digerente che si apre con una bocca e quasi sempre termina con un9apertura anale. Domanda: tutti gli animali hanno l9apertura anale? No, ci sono i trematodi digenei che non hanno un9apertura anale, ma presentano delle cellule che eliminano. 3. Necrotizzanti e tossiche: fenomeni di lisi dei tessuti e necrosi possono prodursi sia come conseguenze di traumi-necrosi epatica causata dalle migrazioni di Fasciola hepatica nel parenchima sia per azione di enzimi proteolitici: questo è un meccanismo fondamentale della patogenicità di Entamoeba histolytica e in parte di Trichuris trichura. Anche i protozoi endocellulari (plasmodi, toxoplasma, leishmania, Typanosoma cruzi) si nutrono del protoplasma delle cellule parassitate, fino a distruggerle. Di grande importanza sono le azioni tossiche, le interferenze esercitate da sostanze prodotte dal parassita sui meccanismi fisiologici dell9ospite e i fenomeni immunologici ed allergici. Le zecche ed altri ectoparassiti iniettano nell9organismo prodotti tossici. Per quanto riguarda gli endoparassiti, i loro cataboliti sono spesso tossici. Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 Le zecche, come i nematodi, sono organismi ematofagi che presentano ghiandole cefaliche le quali producono sostanze anticoagulanti. Necessarie in quanto, per arrivare ai vasi sanguigni (fonte di nutrimento), il parassita perfora i tessuti. Per evitare emorragia il sistema immunitario dell9ospite produce sostanze coagulanti che vengono combattute dalle sostanze anticoagulanti del parassita. Cestodi e Acantocefali non presentano le ghiandole cefaliche. Es.: Cestode dell9uomo Diphyllobothrium latum – assorbe la vitamina B12 dall9intestino e lo accumula nel suo corpo. 4. Immunologiche: l9azione patogena delle uova degli Schistosomi (Trematodi del sangue) che non riescono a raggiungere l9ambiente esterno è fondamentalmente di natura immunologica: attorno alle uova si ha la formazione di un granuloma eosinofilo, mediata da linfociti T (tale reazione è ad esempio assente in topi senza timo). L9azione ovicida degli eosinofili porta alla distruzione delle uova e infine ad una fibrosi epatica periportale. Sono le cellule dei granulomi epatici che secernendo una serie di citochine modulano tali processi. Es.: fegato di un mammifero infettato da larva di nematode attorno alla quale si viene a formare un granuloma. All9interno del granuloma posso trovare i fibroblasti, i mastociti (mast cells), fagociti, ecc. ovvero cellule del sistema immunitario. Molti parassiti localizzati a più stretto contatto con i tessuti provocano reazioni iperplastiche. La malaria, il kala-azar (Leishmania viscerale), ecc. provocano alterazioni del midollo osseo, dei gangli linfatici e spesso splenomegalia (=ingrossamento della milza). Alcune filariosi provocano lesioni infiammatorie ed ostruttive del sistema linfatico, ne deriva una non rara complicazione, l9elefantiasi. Altri parassiti svolgono un9azione cancerogena; Fasciola hepatica, Opisthorchis felineus e le uova degli schistosomi sono stati spesso associati all9insorgenza di carcinomi epatici. 5. Spogliatrice: quando un parassita sottrae sostanze nutritizie utili all9ospite. è particolarmente evidente in certe elmintiasi. Es. 1: Schistosoma mansoni può metabolizzare in 5 ore una quantità di glucosio uguale al suo peso secco. Vari parassiti sottraggono all9organismo umano direttamente i fluidi organici. Più volte al giorno ogni anchilostoma incide la mucosa tenue; si ha perdita di sangue continua quando il nematode cambia posizione, provoca perdita notevole di composti azotati con le feci, transito intestinale accelerato, malassorbimento con atrofia dei villi*, cattiva digestione del lattosio e ridotto assorbimento di vitamina A. *atrofia dei villi: perdita di volume dei villi (da 10 cm a 2 cm). Quando avviene diminuisce la superficie di assorbimento. Es. 2: Sterongyloides stercoralis causa malassorbimento o perdita di proteine del siero attraverso l9intestino. La carenza proteica che ne consegue può compromettere la formazione di anticorpi e quindi le difese immunitarie. I parassiti possono provocare nell9ospite l9insorgenza di reazioni che a prescindere dai loro effetti, richiedono un dispendio supplementare di energia più importante della stessa sottrazione diretta di alimenti. Ad esempio in paese dove la denutrizione è un problema, la malaria lo aggrava perché in ogni eccesso febbrile il paziente consuma circa 5000 kcal equivalenti al potere calorico dei pasti di 3 giorni per un adulto. Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 POLIPARASSITOSI Fenomeno caratterizzato dalla presenza di più parassiti in un individuo. Questo fenomeno è presente particolarmente nei paesi poveri perché il sistema immunitario è molto debole e accumula molti parassiti. Si può parlare di un9azione complessiva della parassitocenosi, cioè l9insieme delle popolazioni delle varie specie parassite, sia batteriche sia animali, presenti in un determinato ospite o in un suo organo. Per ogni parassita, l9ospite rappresenta un ecosistema in cui distinte comunità di cellule dell9ospite, in particolare quelle del sistema immunitario, e di altri parassiti eventualmente presenti interagiscono e competono. Es. 1: le salmonellosi danno setticemia prolungata nei pazienti con schistosomi (trematodi digenei del fegato). Quindi se un individuo presenta già schistosomi e si becca la salmonella presenta setticemia. Es. 2: nell9uomo l9immunodepressione indotta dalla tricocefalosi cronica (dovuta ad un nematode) può facilitare l9invasione delle pareti intestinali da parte di Entramoeba histolytica (ameba). Nel cuore trovo i protozoi; nel sangue altri protozoi; a livello dell9intestino troviamo sia vermi che protozoi. L8 PARASSITI COME VETTORI Es. ectoparassita: Zecca – Phylum: Artropode ; Classe: Aracnidi Se all9interno del corpo della zecca sono presenti dei batteri, quando questa zecca attacca il corpo dell9ospite, questi batteri entrano nel corpo ospite. Quindi si dice che la zecca è vettore di altri organismi patogeni. La zecca porta la malattia 8lyme9 portata dal batterio Borrelia SP (SP va messo quando non sono sicuro sul nome del parassita, dopo il nome del genere). Es. endoparassita: Ascaris lumbricoides – parassita dell9uomo Ascaris presenta delle ghiandole cefaliche dalle quali produce una sostanza anticoagulante. Se in Ascaris sono presenti dei batteri questi, attraverso la bocca e in seguito ad attacco alle pareti dell9organo, vengono immessi in circolo. Possono essere portati sia batteri che virus. Si sta valutando la possibilità che certi parassiti possano trasferire geni tra specie di ospiti riproduttivamente isolate. SISTEMA IMMUNITARIO E REAZIONI - Difese naturali: alcuni ospiti oppongono al parassita delle difese naturali. Nessun ospite è suscettibile a tutti i parassiti e nessun parassita può infettare tutti gli ospiti. - Geni di resistenza: lo studio del genoma sta fornendo dati sui geni di resistenza delle varie parassitosi: già si sta iniziando con malaria, leishmaniosi, schistomiasi e filariosi. L9analisi comparativa del genoma di altri mammiferi usati per infezioni sperimentali, quali i topi, che in questo campo hanno accumulato, Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 durante l9evoluzione, una divergenza sorprendentemente bassa rispetto al genoma umano, permetterà di reperire e manipolare geni omologhi nella nostra specie. IMMUNITA’ ED IMMUNOLOGIA Immunità = termine latino (immunis libero da...) era utilizzato inizialmente per le infezioni microbiche (batteri e virus) poi è stato esteso anche ad altri tipi di parassiti. Oggi questa definizione riguarda le reazioni che tendono ad eliminare le sostanze estranee. Le reazioni immunitarie non hanno sempre un ruolo favorevole in quanto possono provocare fenomeni di ipersensibilità. Esempio puntura di un insetto. Cellule del sistema immunitario: - Macrofagi: cellule molto grandi che fagocitano virus e batteri ma anche residui della cellula. - Neutrofili: anche questi hanno funzione di inglobare virus e batteri. - Eosinofili - Mastociti - Basofili Il denominatore comune delle principali reazioni immunitarie è la loro SPECIFICITA’ per le sostanze estranee che le inducono: gli antigeni. Gli antigeni sono sostanze capaci di indurre una reazione immunitaria e poi di reagire specificatamente con il prodotto di questa reazione (anticorpi o linfociti sensibilizzati). Gli anticorpi sono definiti come sostanze, la cui produzione è provocata dall9introduzione di un antigene, capaci di legarsi specificatamente con esso. Sono delle globuline plasmatiche definite immunoglobuline. Esistono 5 tipi di immunoglobine: IgA, IgD, IgE, IgG, IgM. Le immunoglobuline G (IgG) sono gli anticorpi dominanti nella risposta immunitaria. Il destino principale dell9anticorpo è quello di legarsi all9antigene ad esso corrispondente per formare un immunocomplesso definito come un complesso macromolecolare di antigene e di anticorpo uniti in modo specifico. Il COMPLEMENTO è un sistema enzimatico complesso fatto di proteine plasmatiche capaci, una volta attivate ed eventualmente fissate su dei complessi antigene-anticorpo, di provocare a loro volta l9attivazione di diverse cellule fagocitarie e la liberazione di molecole dotate di numerose attività farmacologiche. Quindi l9assenza del complesso non permette l9attivazione del sistema immunitario. Enzimi: proteine che catalizzano le reazioni chimiche, ovvero abbassano l9energia. La loro caratteristica è quella di non essere mai degradati a differenza di tutte le altre molecole. Domanda: perché dove punge la zanzara diventa rosso? Perché grazie al sistema immunitario arrivano una grande quantità di globuli rossi. L9 Abbiamo appurato che l9ospite si difende producendo anticorpi, mentre il parassita producendo antigeni. Anticorpi: immunoglobuline, 5 categorie di cui la dominante IgG. Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 Anticorpo + antigene = complesso antigene-anticorpo, che ha una funzione bene precisa: produce dei segnali al sistema immunitario il quale li capta e movimenta diverse cellule immunitarie*. *macrofagi, mastociti, neutrofili, basofili, eosinofili, fibroblasti (questi ultimi imp per i pesci) Se non si formasse il complesso, quindi o non nasce proprio oppure nasce ma muore presto, non si ha una risposta immunitaria. Abbiamo due tipi di sistema immunitaro: l9immunità innata e quella adattativa: IMMUNITA’ INNATA L9immunità innata (o naturale), come dice il nome stesso, è nata con l9individuo; è l9insieme di meccanismi preesistenti all9infezione, capaci di reagire con rapidità all9agente patogeno. Sono considerate parte dell9immunità innata le barriere anatomiche (=epidermide), fisiologiche, infiammatorie e fagocitiche/endocitiche. Cellule che fanno parte dell9immunità innata: - Linfociti NK Tutte queste cellule svolgono funzioni diverse ma hanno soprattutto - Mastociti, Macrofagi funzione di eliminazione e/o di identificazione dei patogeni, - Basofili, Eosinofili collaborando con il sistema immunitario acquisito per attivare una - Neutrofili risposta immunitaria adeguata. - Cellule dendritiche Es. di mastociti nell9intestino di un pesce parassitato – Myxozoa: pluricellulari → fanno parte del phylum Cnidaria, organismi poco evoluti come la medusa. Protozoi intestinali nell9intestino tenue di una persona: i protozoi rilasciano antigeni e quindi l9uomo rilascia i mastociti (con nucleo pieno di granuli) e i neutrofili (anche loro granulati, allungati). Le mast cells non possono inglobare mentre i neutrofili si ma molto lenti. Vengono quindi attivati i macrofagi (molto grandi, tondi, che fagocitano molto velocemente) che risiedono più lontani e non possono muoversi a caso quindi: i mastociti inviano dei segnali ai macrofagi, in particolare i mastociti vanno incontro a degranulazione*. *Degranulazione dei mast cells: si forma una vescicola che ingloba i granuli, dopo 3-4 minuti la vescica si stacca e va verso i macrofagi e 8li chiama9. NB: i macrofagi si spostano con il sistema circolatorio. Esistono anche i macrofagi intraepiteliali nonostante solitamente si trovano sotto l9epitelio; mentre in un determinato pesce, nelle cellule dell9intestino, sono stati trovati all9interno dell9epitelio. Immuno competenti: individuo con un sistema immunitario sano; Immuno deficienti/depressi: individui con problemi al sistema immunitario. IMMUNITA’ ACQUISITA (o SPECIFICA o ADATTATIVA) Si forma più tardi, ovvero alla nascita non è presente. Questa tipologia mette in moto meccanismi più evoluti, la cui potenza e capacità difensiva in generale si accrescono ad ogni successiva esposizione ad uno stesso patogeno. Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 Risposta caratterizzata dal suo adattamento a ciascuna infezione (concetto di specificità) ed è generalmente più efficace dell9immunità innata, seppure impieghi più tempo per agire. Si divide a su volta in immunità umorale e immunità cellularo-mediata (=basata sulla funzione delle cellule). Le cellule coinvolte nell9immunità adattativa sono i linfociti, in particolare: - Linfociti B: originano e maturano dal/nel midollo osseo. Sono i responsabili dell9immunità umorale. - Linfociti T: originano nel midollo osseo ma maturano nel timo* e sono responsabili dell9immunità cellulo-mediata. *Il timo è una ghiandola che fa parte del sistema ematopoietico. DEPARASSITAZZAZIONE = assenza di parassiti È un fenomeno in corso nelle comunità più progredite come Europa e Nord America, in cui, grazie al miglioramento dell9igiene e della condizione economica, si è cercato di perdere i parassiti. Nel 1950 circa 20% di parassiti, mentre nel 2020 solo un 2% Questo fenomeno ha anche alcuni effetti negativi in quanto sta alterando gli equilibri simbiontici del corpo umano. Cioè la mancanza di parassiti nell9organismo umano porta ad un indebolimento del sistema immunitario. Nei paesi poveri, infatti, il sistema immunitario è 8allenato9 mentre nei paesi industrializzati è 8pigro9. Il livello di eosinofilia costantemente più elevato della norma ha indotto dall9ascariasi e da altri elminti nelle zone endemiche, favorisce l9attività antitumorale delle uno dei pochi nematodi che si trasmette via acquatica. Mezzi tecnici di lotta Ad esempio gli insetticidi hanno eradicato la malattia dall9Europa e dalla maggior parte delle regioni temperate; nelle poche regioni tropicali in cui sono stati impiegati razionalmente essi hanno permesso di ridurre notevolmente la sua incidenza nonché quella delle filariosi provocate dai nematodi, della tripanosomiasi e delle leishamaniosi. La lotta contro i molluschi, i quali trasmettono trematodi, basata su sostanze molluschide*, ha dato finora scarsi risultati. *molluschicidi: per eliminare le chiocciole io dovrei buttare del veleno in acqua, ma questo non posso farlo se poco più in là ci sono persone che bevono l9acqua/la portano a casa. Quindi prima è necessario portare l9acqua potabile nelle case per poi poter agire con il veleno! Più semplice è l9eliminazione degli artropodi perché uso gli insetticidi sulla terra ferma. Più efficaci si sono rivelate l9eliminazione dei roditori in Asia Centrale, in particolare attorno ai villaggi. Questo è più complesso in India dove alcuni roditori sono animali sacri e girano nelle chiese e nei luoghi frequentati dalle persone. Vaccinazione = non sembra dare risultati nelle persone immunodeficienti, in cui il sistema immunitario è debole. Tuttavia, la vaccinazione contro la malaria sembra fattibile ed è studiata in laboratorio in continuo, è anche già stata provata sui bambini a buon fine. A lungo termine l9OMS prevede l9uso in combinazione di tre vaccini antimalarici: contro gli sporozoliti, contro il ciclo asessuale nel sangue (premunizione) e contro i gametociti nel sangue o, dopo la loro ingestione da parte della zanzara, contro i gameti o l9oocinete. Schistosoma: trematode digenei, verme piatto, con due ventose (della loro morfologia ci dirà più avanti. Questo parassita ha come ospite intermedio la lumaca e come ospite definitivo vari mammiferi. Si stanno creando vaccini e farmaci antiparassitari contro gli schistosomi. I farmaci non sono vaccini ma agiscono sulla diminuzione della capacità riproduttiva dei parassiti. Nel 2013 (anno del testo) non si disponeva di alcun vaccino contro le parassitosi umane. Tuttavia, oggi stiamo studiando e stiamo migliorando. In veterinaria la situazione è migliore; si stanno ad esempio apportando vaccini ricombinanti contro le larve dei cestodi. La ricerca sta facendo grandi passi: dopo aver usato i modelli batterici per molto tempo, i biologi stanno prendendo protozoi ed elminti come modello per lo studio di genetica, immunologia e farmacologia. Questo perché più mi avvicino all9animale da studiare, più avrò risultati corretti. Chemioterapia e chemioprofilassi hanno un posto importante nel trattamento e nella prevenzione delle parassitosi. È importante conoscere il meccanismo della resistenza ai farmaci per tentare di neutralizzarlo: Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 Plasmodium falciparum resistente alla clorichina, farmaco contro la malaria. Nell9individuo affetto da malaria sono presenti questi parassiti all9interno dei globuli rossi (parassiti endocellulari). Il plasmodio della malaria apre dei canali (pori) e quando do alla persona malata la clorichina, questo farmaco esce dai canali e questo significa che ho buttato via il farmaco, non funziona. Si è capito che la clorichina deve essere somministrato con altri due farmaci (o uno o l9altro) i quali chiudono i canali = farmaci ricombinanti. Mancano metodi per ottenere in vitro cisti di Toxoplasma e un metodo maneggevole per coltivare Pneumocystis, ipoteticamente importanti per una ricerca efficiente di farmaci specifici per immunodepressi. Una grave lacuna è la mancanza di farmaci sicuramente attivi contro le forme endocellulari di Trypanosoma cruzi, i microsporidi e Crytosporidium negli immunodepressi. Contro i protozoi devo usare un farmaco in grado di eliminare TUTTI i parassiti di una specie all9interno di un organismo, questo perché da un individuo, nel giro di poche ore, se ne vengono a trovare molti di più q uesto causerebbe una ricaduta. Invece, gli elminti con l9eccezione di Strongyloides sterocoralis, non si moltiplicano nell9uomo; perciò anche un trattamento che elimini la maggioranza degli elminti potrà essere positivo e, in assenza di reinfestazioni, portare a guarigione. COSTO DEI FARMACI E DEGLI INSETTICIDI - Devo partire con un gruppo di 10 persone (biochimici, biologi molecolari, farmacologi) - >15 anni - 1 milione di euro che vengono presi da finanziamenti di privati. È un percorso molto lungo, che ha bisogno di collaborazione, il cui prodotto finale non è mai sicuro. Lotta contro gli artropodi di importanza medica Confronto tra lumache e zanzare portatrici di malaria: Lumache – ospiti intermedi degli Schistosomi: vive dove c9è una grande disponibilità di acqua come nelle risaie (Cina, Bangladesh, India, Pakistan). Questi sono animali che vivono in zone limitate e hanno anche un limitato movimento. A differenza, le zanzare si muovono molto velocemente e possono andare ovunque. Si dice (in geografia) che le lumache hanno un reale di distribuzione molto limitato. Lotta contro le zanzare: durante la seconda guerra mondiale è stato importato in Italia il DDT per combattere il tifo, malattia che si trasmette con i pidocchi. Il DDT è una sostanza chimica non biodegradabile che ha azione larvicida, ovvero uccide le larve della zanzara. Dopo aver notato questa sua funzione, iniziarono ad usare il DDT anche in zone dove era presente la malaria endemica (come Ferrara). Il problema sta nel fatto che le radici delle piante lo assorbono e gli erbivori mangiano questi vegetali, il DDT si accumula nei loro tessuti e gli animali vengono mangiati dall9uomo. Idem per l9acqua/pesce. Noi dall9Europa abbiamo abolito l9utilizzo del DDT, ma questo non è successo in altre parti del mondo, come in Africa. Il problema che riguarda anche noi sta nella commercializzazione (import e export). Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 L13 Quando usiamo per lungo tempo (anni) un insetticida (sempre lo stesso), negli artropodi, vettori di malattie parassitarie, do vita alla resistenza. Se uso uno stesso farmaco per tanto tempo dopo un po' non ha più efficacia: gli artropodi si riproducono sempre più velocemente. Difesa: possono esserci difese personali con barriere fisiche o chimiche come reti metalliche o di plastica applicate su porte e finestre e zanzariere. Oppure nelle stanze di zone endemiche devono esserci delle zanzariere sopra ai letti le quali vengono impregnate di antinsetticidi. Da alcuni anni, l9OMS, regala in Africa queste reti da mettere sopra ai letti. Soprattutto per ospedali. Nelle case comuni non c9è la disponibilità di aggancio delle reti e ciò comporta dei problemi. Vengono utilizzati alcuni prodotti spray o in crema per allontanare gli insetti. Questi non nei paesi poveri perché non possono permetterselo. Il controllo dei vettori di malattie dovrebbe essere intrapreso solo sulla base di un9intima conoscenza della loro ecologia ed etologia, tendendo conto dei valori ambientali che potrebbero risultarne danneggiati. Rapidi cambiamenti nella densità e distribuzione della popolazione umana e nei relativi valori economici e sociali, e in qualche caso nel comportamento dei vettori e nelle caratteristiche delle malattie, richiedono un continuo studio ed una rivalutazione delle strategie e delle tattiche da impiegarsi da parte di epidemiologi, entomologi, agronomi ed ecologi (per il prof questi quattro, sul libro anche economisti). Lotta biologica Questa lotta sta riprendendo l9espansione in questi anni, in particolare contro gli artropodi. Predatori e parassiti possono ridurre drasticamente il numero dei vettori. Confronto tra lotta biologica e lotta chimica: per quanto riguarda la lotta biologica è caratterizzata dal fatto che cerca attivamente e selettivamente la preda, a differenza di quella chimica. Uno dei motivi per cui la lotta biologica è stata allontanata è il potere della chimica. Questo perché per la lotta biologica è necessario tempo e soldi, mentre è molto più facile prendere una sostanza chimica e buttarla, ad esempio, in un canale. La lotta chimica crea problemi nel tempo, per questo motivo sta ritornando la lotta biologica. Tornando al discorso di prima, in seguito ad uso per diversi anni di uno stesso insetticida, si sviluppa nei vari artropodi resistenza che può avvenire secondo tre meccanismi: 1. Geni che codificano per la resistenza: ovvero modificano la cellula in modo che le molecole del farmaco non si attacchino più. 2. Geni che codificano resistenza a livello del sito d’azione: anche in questo caso è un meccanismo che avviene a livello molecolare. Sono presenti dei siti d9azione del farmaco nelle cellule, i quali vengono cambiati dai geni. 3. Resistenza metabolica: intervengono degli enzimi che modificano. Esperimento: prese delle femmine di insetto adulte e vennero sottoposte a dei raggi gamma. Le femmine producevano uova sterili le quali venivano rilasciate nell9ambiente. Quando un maschio arriva per fecondare le uova (sterili) avviene il rilascio degli spermatozoi che entrano nell9uovo, ma non nasce nulla. Scaricato da marczl ([email protected])  lOMoARcPSD|37743100 Esperimento 2: presero i maschi sottoposti a raggi X i quali diventavano semi-sterili (non completamente). Grazie a queste radiazioni diventavano molto attivi, e andavano in giro a cercare femmine da fecondare, ma essendo semi-sterili non nasceva nulla. NB: ricorda che per la riproduzione vengono spese molte energie! Questi esperimenti svolti in lab avevano lo scopo di creare organismi geneticamente modificati da liberare poi nell9ambiente così da evitare la riproduzione e conseguentemente lo sviluppo di malattie. Inserire qualcosa di non naturale in natura non va bene, compresi anche gli animali OGM, perché si altera un equilibrio se la presenza degli OGM persiste. Lotta contro i molluschi A parte la lotta contro gli artropodi vettori; sarebbe importante sviluppare una lotta contro i molluschi ospiti intermedi dei trematodi e in particolare degli schistosomi. Studi (tassonomici, sugli isoenzimi, genetici, sui molluschicidi) per l9eliminazione dei molluschi non sta avendo grandi successi in quando dovrei versare molluschicidi in zone ampie che farebbero ammalare anche l9uomo. Questi studi avvengono in pochi lab. In molte popolazioni le lumache sono un ospite intermedio, in particolare dove sono presenti le risaie. BIOLOGIA MOLECOLARE DEI PARASSITI a. Diagnosi molecolare L9identificazione precisa della causa di un9infestazione è essenziale per attuare un trattamento di successo, per capire l9epidemiologia del parassita e per l9implementazione delle misure di controllo, AD oggi, nessuno dei metodi utilizzati in lab ha dato completa soddisfazione. Comunque, ci sono vantaggi e svantaggi nell9utilizzo della biochimica (metodi con enzimi e isoenzimi), della biologia molecolare (DNA e PCR) e dei metodi sierologici (ELISA e test di agglutinazione) per identificare le parassitosi dovute a protozoi ed elminti. b. Vaccini ricombinanti La vaccinazione viene considerata una parte essenziale per il controllo della parassitosi e presenta molti vantaggi rispetto alla chemioterapia. Esistono validi programmi di vaccinazione contro le malattie virali e batterica mentre, purtroppo, pochi sono i progressi contro i parassiti. L9insuccesso in parte è dovuto alle risposte immunitarie multifattoriali, alle strategie di