Parassitologia. Protozoi

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1 Parassitologia Protozoi Microrganismi unicellulari eucarioti sprovvisti di pigmenti, eterotrofi, alcuni provvisti di mezzi di locomozione, generalmente aerobi-anaerobi facoltativi, a riproduzione asessuata e sessuata (il ciclo sessuato e asessuato si svolge di solito in ospiti diversi). Metazoi Organismi pluricellulari, con struttura complessa e differenziamento tessutale. I metazoi che interessano la medicina umana, gli elminti (vermi), sono distinti in vermi cilindrici, Nematodi, e vermi piatti, Cestodi (nastriformi) e Trematodi.

2 Protozoologia Caratteristiche dei protozoi Protisti superiori microrganismi eucarioti unicellulari Morfologia - multiformi con dimensioni estremamente variabili (da 4 a 100 µm) - privi di parete cellulare - citoplasma (endoplasma e ectoplasma), 1 o più nuclei - organelli subcellulari per: nutrizione, locomozione (flagelli e ciglia), riproduzione, osmoregolazione

3 Nutrizione Specie a vita libera (terreno, acque dolci o marine) aerobie La maggior parte è presente in raccolte d'acqua poco profonde; i protozoi di acqua dolce, che vivono in ambiente ipotonico, presentano un vacuolo contrattile per la regolazione dell equilibrio idrico Specie parassite in ospiti vertebrati o invertebrati aerobie o anaerobie I protozoi sono eterotrofi (detriti organici, batteri, alghe, altri protozoi, ecc.). La penetrazione del nutrimento avviene per: - diffusione attraverso la membrana, - endocitosi (amebe) con formazione di un vacuolo nutritizio, - alcuni sono provvisti di aperture specializzate (citostoma e citopige) per l assunzione degli alimenti e l eliminazione delle scorie Amebe

4 Riproduzione asessuata per fissione binaria, gemmazione, schizogonia Fissione binaria Longitudinale: Trasversale: A) flagellati B) amebe C) ciliati Gemmazione: parte della cellula si coarta e si stacca (protozoi sessili) Schizogonia (fissione multipla): divisione del nucleo (sporozoi) Schizogonia in un Plasmodio della malaria aviaria: il nucleo si divide in 8 nuclei e si circonda di citoplasma con la formazione di otto merozoiti che circondano la massa centrale residua

5 Riproduzione sessuata attraverso la formazione di gameti macrogameti, microgameti spesso alternanza di generazione Cisti forma di protezione - dimensioni ridotte - poca acqua e metaboliti, riserve nutritizie - spessa cuticola Resistente a: essiccamento, ph, mancanza di nutrienti, ecc. forma riproduttiva o agente di trasmissione nucleo diviso in 4 (Giardia intestinalis, Entamoeba histolytica) o 8 (Entamoeba coli)

6 Modalità di trasmissione dei parassiti Circuito oro-fecale il parassita è ingerito dall ospite (forme cistiche dei protozoi) (uova, cisticerchi, cisti, larve dei metazoi) Tramite artropode vettore il parassita (per lo più protozoi) è trasmesso dall insetto vettore (zanzare, pappataci, mosche, cimici) durante il pasto ematico Penetrazione diretta del parassita esclusiva di alcuni elminti

7 Meccanismi patogenetici delle parassitosi PRODOTTI TOSSICI (enzimi idrolitici, endotossine, cataboliti dell indolo) DANNO TESSUTALE (blocco di organi interni, atrofia da pressione, migrazione attraverso i tessuti) IMMUNOPATOLOGIA (mimetismo antigenico ipersensibilità, autoimmunità)

8 Protozoi patogeni per l uomo: 4 phyla Sarcomastigophora Suddiviso in due subphila: Mastigophora (Flagellati) e Sarcodina (Amebe). Flagellati: protozoi muniti di uno o più flagelli che ne determinano il movimento, a localizzazione intestinale o genito-urinaria (Giardia, Trichomonas) oppure in grado di invadere il sangue e i tessuti profondi (Trypanosoma, Leishmania), anaerobi facoltativi si riproducono per scissione binaria. Amebe: capaci di movimento attraverso pseudopodi, si distinguono in amebe a vita libera (Acanthamoeba, Naegleria) e amebe ospite-associate (Entamoeba, Endolimax) a localizzazione prevalente nel canale alimentare; anaerobi facoltativi si riproducono per scissione binaria. Apicomplexa Sporozoi (Coccidi): privi di organi di movimento, tranne, per alcuni, nella fase sessuata maschile (microgamete fornito di flagello), con riproduzione asessuata (schizogonia) alternata a riproduzione sessuata (sporogonia), che spesso avvengono in ospiti differenti (generalmente vertebrati ed artropodi). Possono invadere il sangue e i tessuti profondi (Plasmodi, Toxoplasma, Sarcocystis, Babesia) o essere a localizzazione intestinale (Cryptosporidium, Isospora); anaerobi facoltativi.

9 Protozoi patogeni per l uomo: 4 phyla Ciliophora Protozoi muniti di cilia che ne determinano il movimento, con un unica specie in grado di infettare l uomo (Balantidium coli) a localizzazione esclusivamente intestinale; anaerobi facoltativi si riproducono per scissione binaria o coniugazione. Nei ciliati sono presenti in genere due nuclei (macro e micronucleo), di cui uno a funzione genetica e l atro a funzione trofica, e aperture specializzate (citostoma e citopige) per l introduzione degli alimenti e l eliminazione delle scorie. Microspora Parassiti intracellulari obbligati di interesse in medicina umana nei pazienti immunocompromessi. Sono caratterizzati dalla presenza di un apparato specializzato (filamento tubulare polare) per l iniezione dello sporoplasma infettante all interno della cellula ospite. Non presentano organi di locomozione. Si riproducono per scissione binaria o schizogonia.

10 Subphylum Mastigophora (flagellati) A localizzazione intestinale: Giardia lamblia (intestinalis) A localizzazione genito-urinaria: Trichomonas vaginalis Morfologia dei protozoi flagellati a localizzazione intestinale e genitourinaria Giardia lamblia parte dorsale cisti; Trichomonas vaginalis

11 Subphylum Mastigophora (flagellati) Cicli vitali di Giardia lamblia e Trichomonas vaginalis

12 Subphylum Mastigophora (emoflagellati) Rappresentazione schematica dei morfotipi degli emoflagellati

13 Subphylum Mastigophora (emoflagellati) in grado di invadere il sangue e i tessuti profondi: Trypanosoma brucei rhodiense e Trypanosoma brucei gambiense (tripanosomiasi africana), Trypanosoma cruzi (tripanosomiasi americana o malattia di Chagas), Leishmania donovani (leishmaniosi viscerale o kala-azar), Leishmania donovani (leishmaniosi cutanea), Leishmania mexicana e brasiliensis (leishmaniosi cutanea e mucocutanea) Cicli vitali di Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi e Leishmania spp.

14 Subphylum Sarcodina (amebe) a vita libera: Acanthamoeba spp., agenti eziologici di cheratite e meningoencefalite, Naegleria fowleri agente eziologico di meningo-encefalite ospite-associate: Entamoeba histolytica agente eziologico di dissenteria Ciclo vitale di Entamoeba histolytica Morfologia delle amebe a vita libera che causano meningoencefaliti nell uomo: Naegleria: A) trofozoite amebico, B) forma flagellata, C) cisti Acanthamoeba: D) trofozoite amebico, E) cisti

15 Phylum Apicomplexa (Sporozoi) a localizzazione intestinale: Cryptosporidium parvum, Isospora belli cicli vitali Oocisti di Cryptosporidium, colorazione acido-resistente Oocisti immatura di Isospora sp.

16 Phylum Apicomplexa (Sporozoi) in grado di invadere il sangue e i tessuti profondi: Plasmodium vivax agente eziologico di malaria terzana benigna P. ovale agente eziologico di malaria terzana benigna P. malariae agente eziologico di malaria quartana P. falciparum agente eziologico di malaria terzana maligna Toxoplasma gondii agente eziologico di toxoplasmosi Babesia spp. agente eziologico di babesiosi Forme ad anello con castone (sininistra) e gametocita maturo (destra) di Plasmodium falciparum

17 Ciclo vitale di Plasmodium spp. I plasmodi richiedono 2 ospiti: - zanzara (Anopheles) per gli stadi sessuati - uomo (o altri animali) per gli stadi asessuati Le zanzare femmina sono ematofaghe; quando pungono una persona infetta, succhiano col sangue i gameti, che arrivati nello stomaco dell insetto danno origine allo zigote (oocinete) che in due settimane matura e migra nelle ghiandole salivari (sporozoiti). A questo punto la zanzara diventa infettante per altre persone 1. L infezione inizia con la puntura della zanzara che inocula nel sangue, con la saliva, gli sporozoiti ; 2. questi raggiungono le cellule epatiche, dove avviene una prima riproduzione asessuata (schizogonia con produzione di merozoiti) (fase esoeritrocitaria) e possono instaurare una infezione latente ( ipnozoiti ), che può riattivarsi anche dopo anni; 3. dopo 8-25 giorni, i merozoiti si riversano nel sangue ed infettano i globuli rossi (fase eritrocitaria), con formazione di diverse forme: anello, trofozoite, schizonte, con rottura finale del globulo e liberazione di 24 merozoiti (dopo 3 o 4 giorni), che iniziano un nuovo ciclo eritrocitario; 4. alcuni merozoiti possono dare origine ai gametociti maschili e femminili, che, se ingeriti da una zanzara, iniziano un nuovo ciclo.

18 Ciclo vitale di Toxoplasma gondii Cisti di T. gondii Il protozoo si sviluppa nelle cellule intestinali del gatto (ospite definitivo), dove avviene la riproduzione sessuata (micro- e macrogametociti), poi viene espulso con le feci sotto forma di oocisti immature, che, dopo 3-4 giorni nell ambiente, maturano in cisti infettanti contenenti 4 sporozoiti. Se cibi contaminati da feci di gatto vengono ingeriti da un animale, compreso l uomo, le cisti arrivate nello stomaco liberano i protozoi che diffondono per via ematica e linfatica fino a raggiungere i linfonodi; qui si moltiplicano attivamente (schizogonia) trasformandosi in tachizoiti (forme a mezzaluna). Questi possono raggiungere i muscoli, il sistema nervoso centrale e l occhio; qui si riproducono lentamente (bradizoiti) e formano cisti quiescenti. Se carni contenenti queste cisti vengono consumate crude (da carnivori) o poco cotte (dall uomo, es. hamburger) si può dare origine ad un nuovo ciclo. Malattia nell uomo spesso asintomatica (ingrossamento dei linfonodi) - in gravidanza: infezione transplacentare (agente teratogeno: aborto, malformazioni, corioretinite) - in pazienti immunodepressi (AIDS): meningo-encefalite

19 Ciclo vitale di Babesia sp.

20 Phylum Ciliophora Balantidium coli: responsabile di gastroenteriti - ciclo vitale

21 Caratteristiche biologiche, morfologiche e fisiologiche di protozoi patogeni

22 Trasmissione e distribuzione dei protozoi patogeni