Parassitologia:

concetti di base ed introduzione ai

protozoi di rilevanza clinica

Giovanni Di Bonaventura, B.Sc., Ph.D.

CI “Microbiologia e Microbiologia Clinica”

CL Medicina e ChirurgiaUniversità “G. d’Annunzio”

AA 2015-2016

Parassitologia umana

La parassitologia umana è la disciplina

microbiologica che studia i parassiti, organismi

che parassitano l’uomo.

– Protozoi (organismi monocellulari)

– Elminti (vermi)

– Artropodi

In realtà, nella accezione generalizzata di

parassitologia, tra I parassiti vengono compresi

anche virus, batteri e metazoi (organismi

multicellulari) che infettano la rispettiva specie

“ospite”.

Pa

rass

ito

log

ia U

ma

na

Elmintologia

Medica

• Classe Nematoda

• Classe Trematoda

• Classe Cestoda

• Classe Metacanthocephala

Protozoologia

Medica

• Classe Rhizopoda (Amebe)

• Classe Zoomastigophorea (Flagellati)

• Classe Sporozoa (Sporozoi)

• Classe Ciliophora (Ciliati)

Artropodologia

Medica

• Classe Insecta

• Classe Arachnida

• Classe Crustacea

• Classe Chilopoda

Simbiosi

Simbiosi: rapporto tra due diversi organismi che

vivono insieme ed interagiscono; in questa

associazione l’uno vive alla superficie od

all’interno dell’altro.

Esistono tre tipologie di interazione simbiontica:

– Mutualismo

– Commensalismo

– Parassitismo

Mutualismo: associazione permanente tra due differenti

organismi che rende non possibile 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 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).

Simbiosi

Parassita / Ospite

Parassita: organismo animale che vive

sull’ospite (ecto-) o nell’ospite (endo-) al

fine di ottenerne nutrimento e riparo, così

danneggiandolo.

Ospite: nel parassitismo, fornisce nutrimento

e protezione al parassita, rappresentando

il partner danneggiato.

Tipologie di Parassita - definizioni

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 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/compromessi).

Ospite definitivo (finale): alberga la fase di riproduzione

sessuata del parassita.

Ospite intermedio: alberga la fase riproduttiva asessuata del

parassita

Ospite accidentale (“a fondo cieco”): casualmente si trova

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

Tipologie di Ospite - definizioni

Ciclo vitale - definizioni Ciclo biologico (o vitale): si articola nelle fasi di crescita,

sviluppo e riproduzione del parassita, e procede in uno o

più ospiti a seconda della specie del parassita.

Ciclo vitale diretto: quelli che coinvolgono un solo ospite.

Ciclo vitale indiretto: quelli che coinvolgono uno o più ospiti

intermedi.

Fase (stadio) infettiva: fase in cui il parassita può invadere il

corpo umano e vivere al suo interno.

Fase diagnostica: fase in cui il parassita può essere

diagnosticato (rilevato).

Percorso infettivo: via di ingresso attraverso cui il parassitainvade il corpo umano.

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

Alternanza di generazione: nel ciclo biologico di alcuni

parassiti (Plasmodium vivax) si ha una regolare alternanza

di riproduzioni sessuate ed asessuate.

Trasmissione - classificazione

Trasmissione orizzontale: il parassita si trasmette da un

ospite infetto ad altri membri conviventi della

popolazione.

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 si

intende qualsiasi oggetto od

essere vivente che consenta il

trasporto o la trasmissione di

un agente patogeno.

Vettore (carrier)

In senso stretto, il vettore è un animale/individuo che alberga

il parassita in maniera asintomatica; importante sorgente di

infezione in epidemiologia.

Endemicità e fattori regolatori

ENDEMISMO: la diffusione di una specie si osserva, in modo

esclusivo, in un territorio circoscritto.

Principali fattori che regolano la endemicità di una parassitosi:

1. Presenza di un ospite “adatto” (sensibile)

2. Abitudini (comportamentali/di vita) dell’ospite

3. Modalità di uscita del parassita dall’ospite (disseminazione)

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

parassita od al vettore

5. Condizioni socio-economiche

Introduzione ai

Protozoi di interesse umano

Protozoi

Struttura

Regno: Protista

– Phylum: Protozoa

– Phylum: Metazoa (granchi, vermi, zecche e simili)

Organismi Eucarioti (animali più primitivi)

Esistono circa 60.000 specie viventi, ma solo alcune decine

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

Possono essere mobile, mediante cilia, flagelli, pseudopodi

Protozoi

Fisiologia 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)

– citopigio (esocitosi di cataboliti)

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

In condizioni ambientali sfavorevoli,

molti Protozoi si trasformano in

cisti, 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

Protozoi

Ciclo biologico

Sulla base delle caratteristiche morfologiche,

riproduttive e della motilità, i Protozoi vengono

attualmente classificati in 7 phyla, 4 dei quali di

interesse medico:

Phylum: Sarcomastigophora

– Subphylum: Mastigophora (flagellati)

Trypanosoma, Leishmania, Giardia,

Trichomonas

– Subphylum: Sarcodina (amebe)

Entamoeba, Acanthamoeba, Naegleria

Phylum: Apicomplexa (Sporozoea - formanti

spore)

– Plasmodium, Toxoplasma, Cryptosporidium,

Isospora

Phylum: Ciliophora (ciliati)

– Balantidium

Phylum: Microspora

Protozoi

Classificazione

La 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)

– Critiche sono le dimensioni dell’inoculo e la durata

dell’esposizione

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

Protozoi

Patogenesi delle malattie protozoarie

Cute: Leishmania

Occhio: Acanthamoeba

Bocca: Amoebae e flagellati (generalmente apatogeni)

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

Protozoi

Nicchie ecologiche nel corpo umano

Mastigophora

(flagellati)

Phylum: Sarcomastigophora

Subphylum: Mastigophora

Protozoi più primitivi

Mobili per flagelli

– il flagello è composto da microtubuli (9

coppie periferiche + 2 centrali)

– motilità lenta, a spirale

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 (pleomorfi)

Mobili per pseudopodi

– movimento lento, ameboide (fluido)

Patogenicità:

– Entamoeba histolytica (dissenteria amebica)

– Acanthamoeba spp. (cheratite, encefalite granulomatosa amebica)

Sarcodina

(amebe)

Apicomplexa(sporozoi)

Phylum: Apicomplexa

Subphylum: Sporozoa

Parassiti intracellulari obbligati

– Presenza di un “complesso apicale” utile alla penetrazione attiva

nella cellula

Riproduzione asessuata e sessuata (singamia o coniugazione)

Ciclo biologico complesso

– Ospite intermedio: uomo

– Ospite definitivo (finale):

Anopheles spp, per Plasmodium

gatto, per Toxoplasma

Patogenicità

– Plasmodium spp. (malaria)

– Toxoplasma gondii (toxoplasmosi)

Ciliophora

(ciliati)

Protozoi maggiormente evoluti

Primitiva cavità orale

(citostoma) ed ano (poro anale)

Vacuoli (contrattile, alimentare)

Possono essere multinucleati:

dimorfismo nucleare (micro-,

macronucleo)

Mobili per mezzo di cilia (più

numerose/sottili dei flagelli)

Riproduzione asessuale

(fissione binaria) e sessuale

(coniugazione)

Patogenicità: Balantidium coli,

l’unico parassita per l’uomo

Ciliophora

riproduzione sessuale: coniugazione