Parassitologia umana: classificazione dei parassiti e ciclo vitale dei protozoi

PARASSITOLOGIA, PROTOZOI, MASTIGOPHORA

PROF G.Di Bonaventura DATA 07/12/2023

PARASSITOLOGIA UMANA

La parassitologia umana è la disciplina microbiologica che studia i parassiti, organismi che parassitano l'uomo.

• Protozoi (organismi monocellulari)
• Elminti (vermi - cilindrici e piatti)
• Artropodi

Classificazione dei Parassiti

. Classe Zoomastigophorea (Flagellati) Protozoologia Medica · Classe Sporozoa (Sporozoi) · Classe Rhizopoda (Amebe) · Classe Ciliophora (Ciliati) · Classe Nematoda Elmintologia Medica · Classe Trematoda · Classe Cestoda · Classe Metacanthocephala · Classe Insecta Artropodologia Medica · Classe Arachnida · Classe Crustacea · Classe Chilopoda

SIMBIOSI

Sono microrganismi in grado di convivere con l'ospite attraverso tre linee:

• Mutualismo: associazione permanente tra due differenti organismi che rende non possibile la vita isolata: ciascun partner si avvantaggia (metabolicamente) della presenza dell'altro.
• Commensalismo: associazione tra due differenti organismi, in cui uno si avvantaggia della presenza dell'altro, senza danneggiarlo.
• Parassitismo: associazione tra due differenti organismi in cui un partner (parassita) si avvantaggia (metabolicamente e fisiologicamente) della presenza dell'altro (ospite), che ne risulta così danneggiato (o parassitato).

TIPOLOGIE

Distinguiamo in base alla loro localizzazione:

• endoparassita: vive all'interno dell'ospite
• ectoparassita: vive sulla superficie dell'ospite Parassitologia Umana- mesoparassita: si localizza all'interno di cavità naturali in comunicazione con l'esterno (cavità boccale)

Condizione del Parassita

La condizione di un parassita può essere:

• obbligata: può vivere solo in presenza dell'ospite
• facoltativa: possono vivere liberamente nell'ambiente circostante ed eventualmente intercettare l'ospite in uno specifico momento del loro ciclo biologico

Ciclo Biologico del Parassita

In relazione al ciclo biologico, un parassita può essere definito:

• permanente: il ciclo si svolge completamente nell'ospite
• temporaneo: il ciclo si svolge su più ospiti ed in modo temporaneo su di esso

Distinguiamo poi un'altra classe di parassiti definiti opportunisti, ovvero microrganismi che in soggetti sani, normo-reattivi non causano danno, mentre hanno una rilevanza clinica negli individui fragili, immunocompromessi.

Classificazione dell'Ospite

Per quanto riguarda la classificazione dell'ospite distinguiamo:

• ospite definitivo (finale): in esso il parassita effettua una riproduzione sessuata
• ospite intermedio: in esso il parassita effettua una riproduzione asessuata
• ospite accidentale (a fondo cieco): si trova casualmente nel ciclo biologico del parassita. "A fondo cieco" perché la riproduzione all'interno dell'ospite non determinerà la diffusione dell'infezione. L'ospite può ritrovarsi nel ciclo biologico di un parassita a causa di eventi atmosferici o calamità naturali
• ospite paratenico (vettore meccanico): serve da "taxi", permette al parassita di muoversi da un'ospite malato ad un ospite sano.
• Ospite di amplificazione: specie animale che occasionalmente si ritrova nel ciclo biologico del parassita con la funzione di amplificare la numerosità cellulare di quest'ultimo
• Ospite serbatoio (reservoir): il parassita vive e replica al suo interno con la conseguenza di poter provocare malattie nell'animale (nell'amplificazione questo non accade). Si parla per questo di "zoonosi", trasferimento di un agente parassitario da un serbatoio animale ad uno umano.

CICLO VITALE (o biologico)

Susseguirsi di fasi che possono svolgersi in uno o più ospiti, con la richiesta di un vettore, ed è finalizzata all'amplificazione del parassita, ovvero ad un aumento della numerosità cellulare microbica.

Il ciclo vitale può essere diretto o indiretto a seconda che si svolga in un solo ospite (diretta) o in più ospiti (indiretta). Gli ospiti coinvolti nel ciclo diretto sono quelli appartenenti alla classe degli ospiti finali (il parassita svolge in essi una riproduzione sessuata), quelli coinvolti nel ciclo indiretto sono ospiti intermedi (in essi avviene la riproduzione asessuata).

Fasi del Ciclo Biologico

Le principali fasi del ciclo biologico sono:

• Fase infettiva: in cui il parassita può penetrare nell'ospite e vivere al suo interno. In questa fase sarà presente quel morfotipo cellulare capace di infettare l'ospite
• Fase diagnostica: in cui il parassita può essere individuato. In questa fase troveremo quel morfotipo cellulare rintracciabile nel campione clinico.In alcuni casi il morfotipo si sovrappone nella fase diagnostica ed infettiva; in altri cicli più complessi abbiamo sia morfotipi cellulari che ritroviamo nei campioni biologici utili nella diagnosi sia morfotipi cellulari completamente diversi che fanno parte dello stesso ciclo biologico che però sono causa dell'infezione.

Parliamo poi di percorso infettivo quando ci riferiamo alla via d'ingresso utilizzata dal parassita per penetrare nell'ospite; di modalità infettiva per definire la modalità attraverso cui è acquisita l'infezione (per contatto diretto o indiretto e generalmente per via transcutanea); di alternanza di generazione quando nel ciclo biologico si alternano i differenti meccanismi di riproduzione (sessuato e asessuato) come avviene per la Leshimania.

TRASMISSIONE

• Trasmissione orizzontale: il parassita si trasmette da un ospite infetto ad altri membri conviventi della popolazione.
• Trasmissione verticale(infrequente): il parassita viene trasmesso da un ospite ai suoi figli (alcuni protozoi nelle zecche Babesiaspp .; in rapporto con le abitudini alimentari di quest'ultima).
• Trasmissione mista: può essere sia orizzontale che verticale.
• Zoonosi: malattia trasmessa all'uomo da un serbatoio animale.

VETTORE (carrier)

Vettore (carrier) In senso lato, per vettore si intende qualsiasi oggetto od essere vivente che consenta il trasporto O la trasmissione di un agente patogeno.

Tipi di Vettore

VETTORE (in senso lato) animato trasmettitore di un agente inanimato o fomite Il vettore è un artropode generalmente ematofago o un oggetto inanimato (penna, cellulare, lenti a contatto).

In senso stretto, il vettore è un animale (spesso un artropode)/individuo che alberga il parassita in maniera asintomatica; importante sorgente di infezione in epidemiologia. Può essere biologico o meccanico.

BIOLOGICO VETTORE (in senso ristretto) animale (spesso artropode) in cui l'agente replica oppure va incontro ad una parte essenziale del ciclo di vita, prima di essere trasmesso all'ospite naturale o secondario trasmettitore animato di un agente MECCANICO animale (spesso artropode) che veicola fisicamente un agente all'ospite primario o secondario. L'agente NON replica né si sviluppa nel vettore L'interazione che il parassita ha con un vettore inanimato è ovviamente molto più limitata rispetto a quella che potrebbe avere con un sistema biologico e quindi con un vettore animato.

Come riportato nella slide un vettore può essere biologico o meccanico (paratenico):

• Biologico: c'è una diretta dipendenza del parassita nei confronti del vettore. Il parassita è obbligato ad infettare il vettore per potersi replicare al suo interno e in alcuni casi può anche maturare su morfotipi cellulari differenti.
• Meccanico: come dice il termine stesso l'interazione in questo caso serve solo per veicolare il parassita dal soggetto malato a quello sano. Generalmente quindi non avviene una divisione cellulare all'interno del vettore.Ovviamente il grado di adattamento sarà maggiore nel vettore biologico dove l'interazione tra i due avviene anche a livello chimico-fisico.

ENDEMISMO

ENDEMIA - dal greco "all'interno del popolo"

Si parla di malattie endemiche in riferimento a infezioni presenti in prevalenza più o meno alta in una area territoriale abbastanza limitata e senza immissioni dall'esterno. Ovvero l'endemicità richiede equilibri stabili che si alimentano in automatico; questo implica che oltre al pool di infezioni già presenti non si richiedono ulteriori contributi da parte di altri agenti microbici che andrebbero a "rimpolpare" la quota già presente. I parassiti circolano in maniera indipendente e si alimentano in maniera automatica all'interno dell'area geografica che presenterà pertanto le caratteristiche ottimali sia per la sua riproduzione che per la coesistenza di specifiche classi di insetti che fungeranno da vettore.

Fattori che Regolano l'Endemicità

I principali fattori che regolano l'endemicità sono:

• Presenza di un ospite adatto che rappresentino target dell'agente parassitario
• Abitudini comportamentali/di vita dell'ospite: ci sono parassiti tipo leishmania o trypanosoma (emoflagellati con affinità per il sangue) che prevedono nel loro ciclo biologico un vettore artropode che ha un'attività più elevata nelle ore della notte piuttosto che nelle prime ore del giorno. Ciò implica che saranno maggiormente esposti a questo vettore quegli individui le cui abitudini comportamentali/di vita li porterà a star fuori prevalentemente in questo lasso di tempo. Questo è il caso dei Lumberjack, operatori deputati al taglio degli alberi, che sono ad alto rischio per il contagio da "sand flies", una mosca di piccolissime dimensioni che ha come nicchia le irregolarità del tronco dell'albero e che è molto attiva nelle prime ore della notte.
• Modalità di uscita del parassita dall'ospite: l'eliminazione con le feci rappresenta la modalità più comune ed indica una chiusura del circuito oro-fecale. Questa infezione implica la contaminazione da acque reflue, acque che vengono utilizzate per il lavaggio di cibo o semplicemente per bere, condizione facilmente riscontrabile aeree geografiche che hanno bassi standard igienico - sanitari come America del Sud e Africa.
• Condizioni ambientali: parassiti come trypanosoma brucei gambiense e brucie rhodesiense si distribuiscono su aree differenti dell'Africa in funzione del clima e del serbatoio di infezione. Le condizioni ambientali regolano quindi il ciclo biologico del vettore e l'incidenza che quella malattia può avere in quell'area geografica.
• Condizioni socioeconomiche

PROTOZOI

CARATTERISTICHE GENERALI

• Organismi eucarioti (i più primitivi)
• Tra le tante specie di protozoi solo una piccola parte non si è co-evoluta con l'uomo per cui è causa di malattia
• Sono altamente legati al contenuto di acqua libera per cui colonizzano soprattutto habitat umidi (acqua e strato superficiale del terreno a contatto con acqua)

ectoplasma estremità anteriore endoplasma vacuolo ciglia vibratili nucleo vacuolo contrattile cavità boccale a forma di imbuto batteri nella faringe estremità posteriore poro anale

• Generalmente sono unicellulari
• Hanno dimensioni molto variabili: da 2 a 5000 um
• Hanno una struttura più complessa di una cellula batterica: all'interno del citosol troviamo aree di densità differente e distinguiamo pertanto un ectoplasma (a maggior costituzione ialina) ed endoplasma contente tutta la compartimentazione cellulare.
• A seconda del tipo di divisione cellulare possiedono un nucleo vescicolare o compatto (singolo o multiplo).
• Sono generalmente mobili: il movimento è permesso da ciglia, flagelli e pseudopodi (estroflessioni citoplasmatiche - questo movimento è tipico delle amebe, batteri pleiomorfi mancanti di un rigido citoscheletro)
• Sono organismi chemioeterotrofi: ricavano energia dai legami chimici contenuti all'interno di composti organici attraverso processi anaerobici e vie fermentative.

Attuano una nutrizione olozoica ovvero acquisiscono nutrienti sia in forma solida che in soluzione (in questo si avvicinano molto agli animali superiori). Per far questo si individuano nell'elemento cellulare delle forme primitive di bocca ed ano, indici del fatto che c'è un flusso unidirezionale dei nutrienti e delle scorie. Vi sono casi in cui è presente il peristoma, circondante la cavità buccale, necessario per concentrare, addensare e aumentare la probabilità che i micronutrienti possano convogliare verso la bocca del corpo cellulare.

Molti conducono una vita libera per cui hanno un tasso di diffusione fortemente influenzato dalla disponibilità di gas e composti chimici.

Riproduzione dei Protozoi

La riproduzione più comune è di tipo asessuata:

• scissione binaria: una cellula si divide in due cellule figlie
• scissione multipla (schizogonia): divisioni multiple del nucleo e segregazioni di questi nelle cellule figlie per citodieresi. Questa modalità permette di ottenere più di due cellule figlie in ogni divisione, per cui è ovvio il fatto che venga attuata nel momento in cui si vuole ottenere un'efficacia maggiore nel processo di infezione.
• gemmazione: formazione di una gemma (contenente nucleo e organuli) per estroflessione della cellula madre. Segue il distacco di questa e la formazione di un solco sulla cellula madre, indice che in quel punto è avvenuta una gemmazione.

Nei phyla Apicomplexa (come malaria) e Ciliophorasono sono presenti sia la riproduzione asessuata che sessuata (sporogonia o gametogonia)