Parassitologia:Parassitologia:concetti di baseconcetti di base

Giovanni Di Bonaventura, B.Sc., Ph.D.Giovanni Di Bonaventura, B.Sc., Ph.D.Dipartimento Scienze BiomedicheDipartimento Scienze Biomediche

Università “G. d’Annunzio”Università “G. d’Annunzio”

Parassitologia umanaParassitologia umana

� La parassitologia umana è la disciplina microbiologica che studia i parassiti, organismi che parassitano l’uomo.– Protozoi (animali monocellulari) Elminti (vermi)– Elminti (vermi)

– Artropodi

� In realtà, secondo una definizione generalizzata di parassitologia, i parassiti comprendono anche virus, batteri e metazoi (organismi multi-cellulari) che infettano la rispettiva specie “ospite”.

Parassito

logia Umana

Elmintologia• Classe Nematoda

• Classe Trematoda

Protozoologia

Medica

• Classe Rhizopoda (Amebe)

• Classe Zoomastigophorea (Flagellati)

• Classe Sporozoa (Sporozoi)

• Classe Ciliophora (Ciliati)

Parassito

logia Umana

Elmintologia

Medica

• Classe Trematoda

• Classe Cestoda

• Classe Metacanthocephala

Artropodologia

Medica

• Classe Insecta• Classe Arachnida• Classe Crustacea• Classe Chilopoda

SimbiosiSimbiosi

� Simbiosi: due diversi organismi vivonoinsieme ed interagiscono; in questaassociazione l’uno vive alla superficie odall’interno dell’altro.all’interno dell’altro.

� Esistono tre tipologie di interazionesimbiontica:– Mutualismo

– Commensalismo

– Parassitismo

� Mutualismo: associazione permanente tra due differenti organismi tale per cui la vita isolata non è possibile: ciascun partner si avvantaggia (metabolicamente) della presenza dell’altro (termiti e flagellati; ruminanti e protozoi del rumine).

� Commensalismo: associazione tra due differenti

SimbiosiSimbiosi

� Commensalismo: associazione tra due differenti organismi, in cui un partner si avvantaggia della presenza dell’altro, quest’ultimo non risultandone danneggiato od avvantaggiato (E. coli e l’uomo).

� Parassitismo: associazione tra due differenti organismi in cui un partner (parassita) si avvantaggia (metabolicamente e fisiologicamente) dalla presenza dell’altro (ospite), che ne risulta così danneggiato (o parassitato).

Parassita / OspiteParassita / Ospite

Parassita: organismo animale che vivesull’ospite (ecto-) o nell’ospite (endo-) alfine di ottenerne nutrimento e riparo, cosìdanneggiandolo.danneggiandolo.

Ospite: nel parassitismo, fornisce nutrimentoe protezione al parassita, rappresentandoil partner danneggiato.

Tipologie di Parassita Tipologie di Parassita -- definizionidefinizioni

� endoparassita: vive all’interno dell’ospite

� ectoparassita: vive alla superficie dell’ospite

� mesoparassita: penetra all'interno di cavità naturali incomunicazione con l'esterno (cavità boccale, cloaca,canale auricolare esterno)

� parassita obbligato: può vivere solo in presenza dell’ospite

parassita facoltativo: può vivere anche in assenza� parassita facoltativo: può vivere anche in assenzadell’ospite

� parassita permanente: il ciclo biologico si svolgeinteramente nell’ospite

� parassita temporaneo: il ciclo biologico si svolgeparzialmente nell’ospite

� parassita opportunista: in genere apatogeno, è in grado dicausare malattie solo in condizioni specifiche (ad esempioin soggetti immunosoppressi).

Ospite definitivo (finale): alberga la fase di riproduzionesessuata del parassita.

Ospite intermedio: alberga la fase riproduttiva asessuata del parassita; a seconda della priorità vengono classificati in primo, secondo e terzo ospite intermedio.

Ospite accidentale (“a fondo cieco”): casualmente si trova nel ciclo biologico del parassita; non trasmette l’infezione

Tipologie di Ospite Tipologie di Ospite -- definizionidefinizioni

nel ciclo biologico del parassita; non trasmette l’infezione

Ospite paratenico (vettore meccanico): utilizzato dal parassita per il solo (non si replica al suo interno) trasferimento meccanico

Ospite di amplificazione: specie animale che per un cambiamento temporaneo della dinamica della popolazione favorisce una rapida disseminazione del parassita

Ospite serbatoio (reservoir): ospite in cui il parassita vive e replica spesso senza provocare malattia

Ciclo vitale Ciclo vitale -- definizionidefinizioni

� Ciclo biologico (o vitale): si articola nelle fasi dicrescita, sviluppo e riproduzione del parassita, eprocede in uno o più ospiti a seconda della speciedel parassita.

� Fase (stadio) infettiva: fase in cui il parassita puòinvadere il corpo umano e vivere al suo interno.

� Percorso infettivo: via di ingresso attraverso cui ilparassita invade il corpo umano.

� Modalità infettiva: modalità attraverso cui il parassitainvade il corpo umano.

� Alternanza di generazione: nel ciclo biologico dialcuni parassiti si assiste ad una regolare alternanza diriproduzioni sessuate ed asessuate (Plasmodiumvivax).

Ciclo vitale Ciclo vitale -- classificazioneclassificazione

� Ciclo vitale diretto: quelli che coinvolgono un solo ospite.

� Ciclo vitale indiretto: quelli che coinvolgono uno o più ospiti intermedi.

� Trasmissione orizzontale: il parassita si trasmette da un ospite infetto ad altri membri della popolazione ospite infetto ad altri membri della popolazione conviventi

� Trasmissione verticale (infrequente): il parassita si trasmette da un ospite ai suoi figli (alcuni protozoi nelle zecche Babesia spp.; in rapporto con le abitudini alimentari di quest'ultima).

� Trasmissione mista: sia orizzontale che verticale.

� Zoonosi: malattie animali trasmesse all’uomo.

In senso lato, per vettore siintende qualsiasi cosa o esserevivente che permette iltrasporto o la trasmissione diun agente patogeno.

Vettore (carrier)Vettore (carrier)

In senso ristretto, il vettore è un animale/individuo che alberga il parassita in maniera asintomatica; importante sorgente di infezione in epidemiologia.

Fattori che regolano la Fattori che regolano la distribuzione geografica distribuzione geografica

(endemicità) delle parassitosi(endemicità) delle parassitosi

1. Presenza di un ospite adatto

2. Abitudini dell’ospite2. Abitudini dell’ospite

3. Uscita (disseminazione) dall’ospite

4. Condizioni ambientali (al di fuori dell’ospite) favorevoli al parassita

5. Condizioni socio-economiche

Introduzione ai Introduzione ai Protozoi di interesse umanoProtozoi di interesse umano

Giovanni Di Bonaventura, PhDUniversità “G. d’Annunzio”, Chieti

ProtozoiStruttura

� Regno: Protista– Phylum: Protozoa – Phylum: Metazoa (granchi, vermi, zecche e simili)

� Organismi Eucarioti (animali più primitivi)� Esistono circa 60.000 specie viventi; alcune sono � Esistono circa 60.000 specie viventi; alcune sono

patogene per l’uomo � Colonizzano tutti gli habitat umidi (acque, terreno)� Generalmente unicellulari� Dimensioni eterogenee: da 2 a 5.000 µm� Struttura piuttosto complessa: ectoplasma, endoplasma,

nucleo vescicolare o compatto � Motilità mediante cilia, flagelli, pseudopodi

ProtozoiFisiologia e Replicazione

� Non esigenti dal punto di vista nutritivo: richiesta di sostanze organiche preformate (chemioeterotrofi).

� Nutrizione olozoica (come negli animali superiori). Assimilazione per: – pinocitosi (liquidi) o fagocitosi (particolato) (amebe, ameboflagellati)

– citostoma o peristoma (flagellati, ciliati)– citostoma o peristoma (flagellati, ciliati)

� Materiale di riserva: glicogeno, lipidi, amido

� Generalmente anaerobi facoltativi

� Molti conducono vita libera, la cui distribuzione è influenzata da [NaCl], pH, [O2], temperatura

� La forma di riproduzione più comune è di tipo asessuata: – scissione binaria: una cellula si divide in due cellule figlie

– scissione multipla (schizogonia): divisioni multiple del nucleo, quindi segregazione dei nuclei nelle cellule figlie

– gemmazione: estroflessione della cellula madre e distacco

Nel phylum Apicomplexa e Ciliophora sono rappresentate sia la riproduzione asessuata che sessuata (sporogonia o gametogonia)

� Importanza dello studio del ciclo biologico: controllo, trattamento, epidemiologia, evoluzione, ricerca di base

� Le fasi dei Protozoi che si nutrono e moltiplicano attivamente vengono generalmente chiamate trofozoiti

ProtozoiCiclo biologico

generalmente chiamate trofozoiti� In condizioni ambientali sfavorevoli, molti Protozoi si trasformano incisti, dotate di una spessa parete cellulare a protezione ambientale del microrganismo:– le cisti ambientali sono dotate di

una parete più resistente rispetto a quella osservata nelle cisti tessutali

– in assenza di cisti, il parassita si trasmette direttamente o mediante vettore artropode

Sulla base di caratteristiche morfologiche, riproduttive e di motilità, i Protozoi vengono correntemente classificati in 7 phyla, 4 dei quali di interesse medico:

� Phylum: Sarcomastigophora– Subphylum: Mastigophora (flagellati)

Trypanosoma, Leishmania, Giardia,

ProtozoiClassificazione

� Trypanosoma, Leishmania, Giardia, Trichomonas

– Subphylum: Sarcodina (amebe)� Entamoeba, Acanthamoeba, Naegleria

� Phylum: Apicomplexa (Sporozoea - formanti spore)– Plasmodium, Toxoplasma, Cryptosporidium, Isospora

� Phylum: Ciliophora (ciliati)– Balantidium

� Phylum: MicrosporaLa maggior parte delle specie patogene per

l’uomo appartiene ai phyla Sarcomastigophora e Apicomplexa

1. Esposizione e vie di ingresso:– Infezioni esogene, acquisite generalmente per ingestione

(Giardia, Entamoeba, Cryptosporidium) o penetrazione cutanea (puntura di artropodi vettori) (Plasmodium, Trypanosoma)

– Rilevanti dimensioni dell’inoculo e durata dell’esposizione

2. Adesione e replicazione:

ProtozoiPatogenesi delle malattie protozoarie

2. Adesione e replicazione:– Tropismo di specie e di tessuto– Specifici recettori di superficie (adesine)– Replicazione nell’ospite e sua colonizzazione:

� L. donovani cresce a 37°C (leishmaniosi viscerale)� L. tropica cresce a 25-30°C (infezione cutanea)

3. Danno cellulare e tessutale:– Liberazione di prodotti tossici (enzimi, tossine)– Meccanismi “ostruttivi” di danno tessutale (blocco meccanico

degli organi ad opera di elminti)

Le infezioni possono essere asintomatiche o mortali, a seconda della specie, del ceppo e della resistenza dell’ospite

� Cute: Leishmania� Occhio: Acanthamoeba� Bocca: Amoebae e flagellati (generalmente apatogeni) � Stomaco: Giardia, Entamoeba (invasione epatica),

ProtozoiNicchie ecologiche nel corpo umano

� Stomaco: Giardia, Entamoeba (invasione epatica),Cryptosporidium, Isospora, Balantidium

� Vie genito-urinarie: Trichomonas� Sangue: Plasmodium, Trypanosoma� Milza: Leishmania� Fegato: Leishmania, Entamoeba� Muscolo: Trypanosoma� SNC: Trypanosoma, Naegleria, Toxoplasma, Plasmodium

MastigophoraMastigophora(flagellati)(flagellati)

� Protozoi più primitivi� Mobili per flagelli

– il flagello è composto da microtubuli (9 + 2)– motilità lenta, a spirale

� Patogenicità� Patogenicità– in gran parte patogeni per l’uomo:

� Giardia intestinalis (giardiasi)� Trichomonas vaginalis (tricomoniasi)� Trypanosoma spp. (tripanosomiasi)� Leishmania spp. (leismaniosi)

emoflagellati

� Phylum: Sarcomastigophora� Subphylum: Sarcodina� Protozoi a vita libera� Privi di parete cellulare� Mobili per pseudopodi

SarcodinaSarcodina(amebe)(amebe)

� Mobili per pseudopodi– movimento lento, ameboide (fluido)

� Patogenicità:– Entamoeba histolytica (dissenteria amebica)– Acanthamoeba spp. (cheratite, encefalite granulomatosa amebica)

CiliophoraCiliophora(ciliati)(ciliati)

� Protozoi maggiormente evoluti� Mobili per mezzo di cilia (più

numerose/sottili dei flagelli)� Primitiva cavità orale

(citostoma)(citostoma)� Vacuolo contrattile� Possono essere multinucleati:

dimorfismo nucleare� Riproduzione asessuale

(fissione binaria) e sessuale (coniugazione)

� Unico parassita per l’uomo– Balantidium coli

CiliophoraCiliophorariproduzione sessuale: coniugazioneriproduzione sessuale: coniugazione

Apicomplexa (Sporozoa)Apicomplexa (Sporozoa)� Parassiti intracellulari obbligati

– Presenza del “complesso apicale” per la penetrazione attiva nella cellula

� Riproduzione asessuata e sessuata (singamia o coniugazione)coniugazione)

� Ciclo biologico complesso– Ospite intermedio: uomo

– Ospite definitivo (finale):

� Anopheles spp, per Plasmodium

� gatto, per Toxoplasma

� Patogenicità– Plasmodium spp. (malaria)

– Toxoplasma gondii (toxoplasmosi)