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GAMBERO ROSSO: SERBATOIO E VEICOLO DI METALLI PESANTI, FITOTOSSINE E PATOGENI

PERICOLOSI PER LA SALUTE ANIMALE E UMANA.

Pretto Tobia IZS delle Venezie – Adria (RO)

Francesco Acri e Daniele Cassin

(CNR-ISMAR)

Formazione RARITY di docenti della scuola Udine, 11 & 18 aprile 2013

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• Il gambero rosso della Louisiana è in grado di sopportare forti stress ambientali: prosciugamento, temperature estreme, bassi livelli di ossigeno e alta concentrazione di agenti inquinanti • È anche capace di accumulare sostanze inquinanti e tossine prodotte da alghe microscopiche nell’organismo. Conseguentemente i predatori di questo animale, uomo compreso, assorbono i contaminanti presenti nei suoi tessuti • P. clarkii può accumulare nel suo organismo: - metalli pesanti - microcistine

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I metalli pesanti: • sono sostanze tossiche persistenti: non vengono degradati dai processi naturali • sono soggetti a bioaccumulo: si accumulano nell’organismo in concentrazioni superiori a quelle riscontrate nell’ambiente circostante

• sono soggetti a biomagnificazione: la loro concentrazione è più alta negli organismi che stanno ai vertici della catena alimentare

Bio

mag

nif

icaz

ion

e

(Gates A. E. & Blauvelt P.R., 2011)

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Biomagnificazione del mercurio nel pesce

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Tossicità

• Alcuni metalli pesanti sono, a basse concentrazioni, oligoelementi essenziali per la vita dell’uomo (manganese, zinco, rame, selenio) Quando invece sono presenti a concentrazioni superiori a determinate soglie, questi stessi microelementi diventano tossici • Per contro, altri metalli, detti microinquinanti inorganici, sono tossici anche in tracce (cromo esavalente)

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(Regione Veneto, 2005)

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Regolamento (CE) N. 1881/2006: livelli massimi nei crostacei di

Piombo

Cadmio Mercurio

Usi: - Apparecchiature scientifiche - Lampade a vapori di mercurio - Industria della soda caustica - Pile - Pigmenti (cinabro, HgS)

Usi: - Pile al nichel-cadmio - Pigmenti (giallo, CdS) - Elettroplaccatura (cadmiatura) - Leghe metalliche bassofondenti e per saldatura - Leghe metalliche resistenti all'usura - Semiconduttori

Usi: - Edilizia - Batterie per autotrazione - Proiettili per armi da fuoco - Leghe per la saldatura

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Piombo • Può ostacolare lo sviluppo cognitivo e delle prestazioni intellettuali nel bambino, nonché aumentare la pressione sanguigna e le patologie vascolari negli adulti • L’assunzione umana del piombo si realizza attraverso la dieta oppure attraverso l’inalazione del piombo atmosferico • Nel corso dell’ultimo decennio il tenore in piombo negli alimenti è diminuito a seguito delle azioni dirette e indirette compiute su questo versante

(da Ferraresi e Corticelli, 2002)

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Cadmio • Può essere accumulato nel corpo umano e comportare disfunzioni renali, danni a carico dello scheletro e carenze dell’apparato riproduttore

• Non è possibile escludere una eventuale azione cancerogena

• Va sottolineato che la fonte principale dell’assunzione umana è costituita dai prodotti alimentari

(da Ferraresi e Corticelli, 2002)

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Mercurio • Può provocare alterazioni nello sviluppo cerebrale dei bambini e alterazioni neurologiche negli adulti • La fonte principale di assunzione del mercurio sono il pesce ed i prodotti della pesca

(da Ferraresi e Corticelli, 2002)

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• I gamberi che vivono in ambienti inquinati accumulano metalli pesanti nel loro organismo

• Cadmio, rame, piombo e zinco sono accumulati prevalentemente nell’epatopancreas

• Mercurio e nichel sono accumulati principalmente nei muscoli e nell’esoscheletro

http://shs.westport.k12.ct.us/mjvl/biology/dissect/crayfish.htm

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• Gli esemplari di P. clarkii campionati in zone dell’area umida di Massaciucoli (LU) dove si pratica la caccia sono interessati da un marcato accumulo di piombo nell’esoscheletro e nell’epatopancreas

• Se utilizzati a scopo alimentare potrebbero costituire un pericolo per la salute umana, non tanto per i livelli di piombo accumulati nella parte edibile, ma soprattutto per le elevate concentrazioni presenti nel contenuto intestinale

(Bianchi et al., 2006)

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FITOTOSSINE

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• Il gambero P. clarkii è in grado di accumulare nel suo organismo le tossine prodotte dal cianobatterio Microcystis aeruginosa

http://www.flickr.com/photos/myfwc/5807629439/

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• Sono organismi simili ai batteri • Hanno pigmenti fotosintetici (clorofilla a, b) e un pigmento (ficocianina) che dà loro un colore bluastro, e quindi sono conosciuti come alghe azzurre • Hanno un ruolo fondamentale nel ciclo dell’azoto (fissano l’azoto atmosferico)

• Vivono nelle acque dolci e marine e nel suolo • Hanno la capacità di produrre alcuni metaboliti secondari genericamente chiamati cianotossine • Le cianotossine possono essere classificate in base al meccanismo di tossicità in tre classi principali: epatotossine, neurotossine e dermatotossine

I Cianobatteri

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• All’interno di questo genere si distingue la specie cosmopolita M. aeruginosa:

- è presente nelle regioni temperate in acque eutrofiche ed ipertrofiche

- produce microcistine

• Le fioriture di M. aeruginosa avvengono in tarda estate e inizio autunno e sono favorite da: - temperatura di 15-30 °C - livelli di fosforo nelle acque medi o elevati - assenza di mescolamento dell’acqua

• Il genere Microcystis appartiene ai cianobatteri più importanti e studiati per la formazione di fioriture nei corpi idrici

(Stefanelli M. & Mattei D., 2007)

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• I cianobatteri del genere Microcystis possono dar luogo a fioriture rapide ed imponenti

Fioritura di Microcystis in un parco di Pechino (Carmicael, 1994)

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• M. aeruginosa produce tossine pericolose: le microcistine

• Le microcistine possono danneggiare: - fegato (bersaglio primario) - polmoni - reni

• Le microcistine, inoltre, sono agenti cancerogeni

• Non sono distrutte dalla cottura

• Delle 60 varianti di microcistine la microcistina LR è la più pericolosa:l’ingestione giornaliera non deve superare 0,04 µg/Kg di peso corporeo del consumatore e la sua concentrazione deve essere inferiore a 1 µg/l nelle acque destinate al consumo umano (OMS)

Microcistina LR

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• P. clarkii si ciba di microalghe, compresi i cianobatteri, e può accumulare microcistine nel suo organismo • L’accumulo di tossine è più elevato nell’intestino • Gli individui grandi accumulano meno tossina di quelli piccoli (normalmente scartati)

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• Un periodo di depurazione prima dell’immissione sul mercato può far diminuire nella muscolatura dell’addome, ma non nell’intestino, il contenuto tossico

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• Nel 2002 e nel 2003 la pesca di P. clarkii nel lago di Massaciuccoli (LU) è stata sospesa a causa delle fioriture di M. aeruginosa con danni economici per i pescatori

• Nel 2003 nelle acque del lago sono stati osservati livelli di microcistina superiori a 160 µg/l

• Anche nei gamberi le concentrazioni di tossina erano elevate

Concentrazioni (µg/Kg) di microcistina in esemplari di P. clarkii prelevati nel 2003 nel lago di Massaciucoli (Simoni et al., 2004)

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Problemi legati a fioriture di M. Aeruginosa nel lago di Massaciucoli

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Patogeni per l’uomo (segnalazioni sporadiche)

Salmonella spp.,Vibrio spp.,Aeromonas spp……per ingestione.

Francisella tularensis, Vibrio vulnificus, Micobatteri atipici…….per contatto

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PESTE DEL GAMBERO

Agente eziologico: Aphanomyces astaci Phylum Chromista Classe Oomiceti Ordine Saprolegniales Famiglia Saprolegniaceae Genere Aphanomyces

Principale patologia dei gamberi d’acqua dolce.

Introdotta dal Nord America ha causato rarefazione delle specie indigene in Europa.

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Sensibilità di specie

Astacidi, specie europee (Austropotamobius pallipes, A. torrentium, Astacus astacus e A. leptodactylus) molto sensibili.

Cambaridi, specie americane (Procambarus clarkii, Pacifastacus leniusculus, Orconectes spp.) più resistenti.

Parastacidi, specie australiane (Euastacus sp., Cherax sp., Geocherax sp., Astacopsis sp.) molto sensibili a prove di infezione in laboratorio (Unestam,1975).

EPIDEMIOLOGIA E PATOGENESI

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DIFFUSIONE DELLA PESTE IN ITALIA E IN EUROPA

La malattia è stata descritta per la prima volta in Italia nel 1859 (Cornalia 1860). Non fu mai isolato l’agente eziologico.

Ben presto la peste, ritenuta al tempo essere provocata da parassiti o batteri, si propagò in tutta l’Europa centrale e successivamente a tutto il continente.

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In Italia, dopo le segnalazioni della metà del 1800, episodi di afanomicosi sono riportati:

• 1999, A. repetans in Procambarus clarkii, valle di Marmorta (BO) (Galuppi et al., 2002; Royo et al., 2004).

• 2008 A. astaci in P. clarkii, Lombardia e Toscana (Gherardi comunicazione personale).

• 2009 A. astaci in Austropotamobius pallipes, in Molise (IS) (Cammà et al., 2010)

• 2010 A. astaci in A. pallipes, Valdobbiadene (TV)

•2011 A. astaci in A. pallipes, Trentino, fiume Chiese, Ponte S. Lucia

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• 2011 A. astaci in A. pallipes, Lombardia, Montevecchia (LC) • 2011 A. astaci in A. pallipes, Abruzzo, Crognaleto (TE)

• 2011 A. astaci in Cherax destructor, in Veneto, Mogliano Veneto (TV)

•2011 A. astaci in Cherax quadricari-natus in Sicilia

Nuovi focolai in Italia

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Aphanomyces astaci è un patogeno primario che attacca le aree meno calcificate della cuticola e le membrane delle articolazioni dei crostacei.

Le zoospore, che determinano la diffusione dell’infezione attraverso l’acqua, sono lo stadio infettante della malattia.

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Le zone di giunzione tra due segmenti addominali o le articolazioni sono il sito più opportuno per l’incistamento

Foto D. Alderman Foto D. Alderman

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Da gambero infetto ad esemplari sani Da gamberi alloctoni portatori ad esemplari autoctoni sani Tramite acqua contaminata

La peste si trasmette per via orizzontale DIFFUSIONE E TRASMISSIONE DELLA MALATTIA

Le zoospore rimangono vitali nel muco della pelle e del tratto intestinale dei pesci.

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Mammiferi, come la lontra, il visone o topi muschiati e uccelli acquatici sono stati accusati di diffondere la peste dei gamberi in Europa.

Poiché studi scientifici hanno dimostrato che le zoospore non sopravvivono alle temperature del tratto gastrointestinale di mammiferi o uccelli (Oidtmann et al., 2002), la trasmissione può avvenire tramite la sola veicolazione, sulla superficie corporea, di acqua contaminata. La trasmissione verticale è stata segnalata in Finlandia in uova di gamberi della California incubate artificialmente (Makkonen et al,. 2010).

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A. astaci può essere veicolato da equipaggiamento contaminato (barche, attrezzatura da pesca, stivali, vestiario, ecc.). In condizioni ideali, anche piccole quantità di acqua sono in grado di trasferire sufficienti zoospore per infettare un nuovo corpo idrico.

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Quando si manifesta la malattia in una nuova area, la popolazione astacicola presenta elevatissima e rapida mortalità. La morte di tutti i gamberi si verifica entro 6-10 giorni.

La malattia, nei corsi d’acqua, si diffonde rapidamente lungo la direzione del flusso mentre è più lenta la propagazione controcorrente.

Raramente individui sensibili vengono rinvenuti vivi dopo un episodio di peste, se ciò si verifica si deve probabilmente ad una mancata esposizione al patogeno (animali presenti in corsi d’acqua tributari).

Foto Ashley Cooper

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L’animale affetto da peste si mostra, in pieno giorno, con gli arti in estensione, esce dall’acqua e tenta di arrampicarsi sull’argine, si muove in modo incoordinato, è instabile con perdita dell’equilibrio, non tenta di fuggire alla cattura e si manifesta inerte se trattenuto

SEGNI CLINICI:

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Al culmine dell’infezione i soggetti si rovesciano sul dorso, muovono convulsamente le appendici e non riescono a raddrizzarsi. Talvolta la morte si manifesta per paralisi, in questa posizione. Frequentemente si può manifestare il distacco degli arti o porzioni di essi.

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Aree ulcerate brunastre sono più frequenti in gamberi alloctoni resistenti e portatori o in gamberi indigeni con infezione subacuta.

A temperature inferiori a 10°C, i gamberi infetti richiedono tempi più lunghi per morire, e i segni clinici sono più evidenti, come la perdita di un arto e la presenza di ulcere melanotiche (Alderman et al., 1987).

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DIAGNOSI di LABORATORIO Tessuti target per identificazione o isolamento di A. astaci:

• Nelle specie sensibili (Astacus astacus, Austropotamobius pallipes, A. torrentium) prelievo da cuticola addominale.

• Nelle specie resistenti Nord Americane prelievo di cuticola addominale, telson e aree melanizzate di arti e cuticola.

Immagine

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PREVENZIONE

Quando A. astaci viene a contatto con una popolazione di gamberi sensibili la sua diffusione non è controllabile perciò prevenirne l’introduzione risulta essenziale.

Misure preventive secondo:

AUSTRALIAN AQUATIC VETERINARY EMERGENCY PLAN Disease Strategy Crayfish plague, 2005

OIE: Manual of Diagnostic Tests for Aquatic Animals, 2009

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o evitare la movimentazione di gamberi vivi o morti, potenzialmente infetti, di acqua o attrezzatura contaminata, verso aree indenni ospitanti popolazioni suscettibili.

o evitare la movimentazione ed il rilascio di specie ittiche provenienti da aree soggette ad episodi di afanomicosi.

o evitare la cattura accidentale di gamberi alieni, possibili carrier di A. astaci, durante le movimentazioni di fauna ittica tra bacini diversi.

o evitare il rilascio in natura di gamberi alieni Nord-Americani (acquariofili!)

o applicare una corretta disinfezione di attrezzatura (guadini, nasse), stivali, natanti e veicoli tra campionamenti effettuati in bacini diversi.

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METODI di DECONTAMINAZIONE ESSICCAMENTO: il micelio e le spore risultano inattivate dopo disidratazione per 48-72 ore

TRATTAMENTO TERMICO: risulta efficace il riscaldamento a 60°C per pochi minuti, e il raffreddamento a -20°C per 72 ore (Oidtmann et al. 2002).

DISINFEZIONE CHIMICA:

• ipoclorito di sodio: 100 ppm per 30’’ utile per strumentario e acqua contaminata

• iodofori: 500 ppm fino a 5’, dopo pulizia dai residui organici SMALTIMENTO DEI GAMBERI DALLA SEDE DEL FOCOLAIO

Raccolta delle carcasse e termodistruzione tramite ditta specializzata secondo disposizioni del Regolamento UE 1069/2009 e s.m.i..

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• blocco della movimentazione di gamberi vivi da e verso la zona di protezione • blocco della pesca sportiva nella zona di sorveglianza

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SORVEGLIANZA Necessaria per individuare nuovi focolai, definire l’estensione della zona infetta e monitorare i siti di ripopolamento Basata su:

• semplice osservazione del comportamento e dei fenomeni di mortalità di gamberi nel territorio

• monitoraggio periodico dello stato sanitario di popolazioni di gamberi in differenti siti tramite analisi di laboratorio

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RIPOPOLAMENTO A SEGUITO DI UN FOCOLAIO

Il ripopolamento di un corso d’acqua può avvenire solo dopo l’eliminazione certa del patogeno:

• dopo tre mesi dall’eliminazione di tutti i gamberi presenti nell’area, sia di specie autoctone che aliene, verificata tramite catture

• gli esemplari reinseriti devono essere disease free

A volte il ripopolamento avviene naturalmente per migrazione di gamberi da aree indenni e isolate dello stesso bacino.

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GRAZIE PER L’ATTENZIONE

manfrin@izsvenezie.it