Parassitologia

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1 Parassitologia

2 Parassitologia Prima lezione: 5 Ottobre 2017 Ultima lezione: 21 Dicembre 2017 Giovedì dalle 11 alle 13

3 Parassitologia CORSO INTEGRATO - Programma PARASSITOLOGIA GENERALE Adattamento trofico, fisiologico e morfologico dei parassiti; Coevoluzione parassita-ospite; Generalità sui cicli di vita dei parassiti; Contatto e penetrazione nell'ospite; Specificità parassitaria; Interazione parassita-ospite e azione patogena; Zoonosi; Sistematica dei parassiti. PARASSITOLOGIA SPECIALE Protozoi: Generalità; Protozoi parassiti dell uomo e degli animali Metazoi parassiti dell uomo e degli animali: Generalità Trematoda Cestoda; Nematoda; Arthropoda: parassiti e principali vettori di parassitosi umane. Entomologia sanitaria

4 Parassitologia Libro testo: Dispense zoologia Prof. Petrarca (Libreria Universitalia 10 oppure PDF su richiesta) De Carneri - Parassitologia medica e diagnostica parassitologica XIII Edizione

5 Il Bastone di Esculapio

6 Asclepio, che i Romani conobbero col nome di Esculapio, nell'antica Grecia era il dio della medicina. Il bastone di Esculapio simboleggia le arti sanitarie. Alcuni studiosi hanno ipotizzato che una volta il simbolo rappresentasse un verme arrotolato intorno ad un bastone; vermi parassiti come il "verme della Guinea" (Dracunculus medinensis) erano comuni nei tempi antichi, e si estraevano da sotto la cute arrotolandoli lentamente intorno ad un bastoncino. È possibile che i medici abbiano pubblicizzato questo servizio comune apponendo un segnale rappresentante un verme su un bastone

7 Dracunculus medinensis

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9 Dracunculus medinensis sistematica [si-ste-mà-ti-ca] s.f. (pl. -che) 1 BIOL Ramo delle scienze naturali che si occupa della classificazione e della nomenclatura degli esseri viventi animali e vegetali e dei fossili SIN. tassonomia

10 Categorie sistematiche

11 1735: Definizione e introduzione della NOMENCLATURA BINOMIALE, basata sul modello aristotelico di definizione mediante genere prossimo e differenza specifica, nel sistema di classificazione delle piante, degli animali e minerali.

12 NOMENCLATURA BINOMIALE Con questo metodo tassonomico a ciascun organismo sono attribuiti due nomi (di origine latina): il primo si riferisce al GENERE di appartenenza dell'organismo stesso ed è uguale per tutte le specie che condividono alcuni caratteri principali (nomen genericum); il secondo termine, che è spesso descrittivo, designa la SPECIE propriamente detta (nome triviale o nome specifico).

13 Come scrivere correttamente la nomenclatura binomiale? Ogni specie deve essere indicata da due nomi: il primo: indica il genere scritto con iniziale maiuscola il secondo: indica la specie scritta con iniziale minuscola ENTRAMBI DEVONO ESSERE IN CARATTERE CORSIVO Esempio: la malaria può essere causata da 5 specie del genere Plasmodium: Plasmodium falciparum, Plasmodium vivax, Plasmodium malariae, Plasmodium ovale, Plasmodium knowlesi (Genere + specie)

14 Come scrivere correttamente la nomenclatura binomiale? N.B. La specie deve essere SEMPRE accompagnata dal genere, questo può essere abbreviato per comodità puntandone eventualmente l'iniziale solo se in precedenza è già stato citato per esteso onde evitare confusione (esistono più specie dal nome identico ma appartenenti a generi totalmente diversi). Abbreviazione: Plasmodium falciparum, P. vivax, P. malariae, P. ovale, P. knowlesi (Genere + specie)

15 Come scrivere correttamente la nomenclatura binomiale? Genere (corsivo, iniziale maiuscola) + sp. (stampatello minuscolo) Esempio: Plasmodium sp. Nel caso si intendesse indicare più specie all'interno dello stesso genere è da usare "spp." Esempio: Plasmodium spp. -> Ci si riferisce a più specie appartenenti al genere Plasmodium

16 Plasmodium è un genere di sporozoi, di cui quattro specie provocano la malaria nell uomo. Altre specie infettano altri animali, tra cui uccelli, rettili e roditori. Le cinque specie responsabili della malattia nell uomo sono: Plasmodium falciparum (causa della forma maligna di malaria) Plasmodium vivax Plasmodium ovale Plasmodium malariae Plasmodium knowlesi

17 Pricipali malattie parassitarie e numero casi umani Ascariasi Anchilostomiasi Tricocefalosi Strongiloidosi Malaria Schistosomiasi Filariasi Tripanosomiasi americana Leishmaniosi Malattia del sonno

18 Parassitologia Branca della Biologia che studia gli animali parassiti e le relazioni con il loro ospite

19 Parassitologia Branca della Biologia che studia gli animali parassiti e le relazioni con il loro ospite Branca delle malattie infettive umane (Medicina) ed animali (Veterinaria) e capitolo dell ecologia studio delle associazioni animali

20 Associazioni animali interspecifiche Comprendono tutti i possibili range di interazioni

21 Interazioni tra due specie diverse

22 Associazioni animali simbiosi vere e proprie Mutualismo (simbiosi mutualistica) Commensalismo Parassitismo

23 Associazioni animali - Mutualismo Associazione altamente interdipendente dove entrambe le specie traggono benefici (+ +) Meno adatte se separate E.g. termiti, batteri e flagellati intestinali che provvedono alla digestione della cellulosa, condizionando la sopravvivenza degli insetti lignivori

24 Associazioni animali - Commensalismo una specie trae beneficio dall associazione; l altra specie non viene danneggiata né trae vantaggio (+ 0) implica relazioni di tipo alimentare E.g. sciacalli e iene

25 Associazioni animali - Parassitismo Il parassitismo è una simbiosi antagonista in cui la specie parassita vive a spese della specie ospite con beneficio per il parassita e danno per l ospite

26 Parassitismo caratteristiche Il parassita: - utilizza l ospite come propria nicchia ecologica; - è fisiologicamente / metabolicamente dipendente dall ospite.

27 Associazioni animali Parassitismo Il livello del danno è molto variabile: ci sono specie parassite la cui azione passa quasi inosservata fino ad arrivare a specie che causano patologie gravissime fino alla morte dell ospite (costo per la popolazione ospite)

28 Evoluzione del parassitismo Il rapporto di tipo simbiontico è un modello di relazione molto antico e molto importante per l evoluzione delle due specie

29 Evoluzione del parassitismo Lo dimostra il suo successo I maggiori gruppi animali comprendono specie parassite > 50% di tutte le specie è parassita a qualche stadio ~100% delle specie vegetali e animali è parassitato

30 Evoluzione del parassitismo Essere un parassita non salva dall essere parassitati da un altra specie IPERPARASSITISMO Il Plasmodio della malaria è un iperparassita, perché la zanzara che lo trasmette è a sua volta un parassita

31 Evoluzione del parassitismo 2 specie che vivono in stretta associazione Relazione preda-predatore? Recente evoluzione dei parassiti più virulenti? Ospite evolve verso una tolleranza? Sequenza: acuta cronica- mutualismo? Oppure Recente evoluzione dei parassiti meno virulenti? La virulenza dei parassiti è evoluta più tardi?

32 Definizioni

33 Definizioni Macroparassiti - metazoi Tempi generazionali lunghi, nessuna riproduzione diretta nell ospite, la difesa immunitaria dipende dal numero di parassiti Microparassiti - protozoi Tempi generazionali corti, alti tassi riproduttivi nell ospite, stimola il sistema immunitario in caso di infezione successiva.

34 Definizioni Infezioni - le parassitosi provocate da microparassiti (protozoi) - moltiplicazione nell ospite Infestazioni - le parassitosi provocate da macroparassiti (metazoi) - la carica parassitaria aumenta per l introduzione di nuovi parassiti

35 Definizioni Carica parassitaria la quantità di parassiti presenti nell'organismo

36 Definizioni utili Ectoparassita il parassita vive sulla superficie dell ospite. Endoparassita il parassita vive all interno dell ospite

37 Ectoparassita ARTROPODI: pidocchi

38 Ectoparassita ARTROPODI: zecche

39 Ectoparassita ESAME CON LENTE D INGRANDIMENTO: Sarcoptes scabiei (acaro della scabbia)

40 Endoparassita Scolice (uncini, ventose)

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43 Endoparassita Ancylostoma duodenale (hookworm) esaminato in microscopia elettronica a scansione Apparato boccale: due placche chitinose, e una serie di uncini A livello del duodeno possiamo trovare fino a 1000 adulti capaci di vivere fino a 7 anni

44 Definizioni Endocellulare Il parassita vive all interno delle cellule Extracellulare Il parassita vive fuori dalle cellule

45 Plasmodium Endocellulare

46 Extracellulare

47 Endocellulare/Extracellulare Trypanosoma

48 Definizioni Ciclo biologico

49 Definizioni Ciclo biologico Ciclo biologico: Processo di riproduzione e di accrescimento, che conduce da un individuo ad altri individui simili. La riproduzione dell'organismo può avvenire per via - asessuale (per scissione, per gemmazione) - sessuale, attraverso l'unione di gameti. - In alcuni organismi può essere presente alternanza di generazioni, cioè fasi del ciclo vitale in cui le due modalità riproduttive si alternano.

50 Definizioni Ciclo biologico Ciclo biologico: Processo di riproduzione e di accrescimento, che conduce da un individuo ad altri individui simili. Il ciclo di accrescimento degli organismi può essere - diretto - indiretto cioè prevedere diversi stadi di sviluppo (per es. fasi larvali, metamorfosi), che talvolta si svolgono in ambienti diversi o, nel caso dei parassiti, in ospiti differenti.

51 Definizioni Ciclo biologico OSPITE ambiente ospite intermedio (1/+) vettore PARASSITA

52 Definizioni utili Ospite definitivo (vertebrato o invertebrato): è l ospite dove il parassita compie la riproduzione sessuata. Ospite intermedio (vertebrato o invertebrato): è un ospite necessario al parassita per completare il suo ciclo biologico; prevede cambiamenti morfologici/ fisiologici del parassita.

53 Definizioni Ciclo biologico

54 Definizioni utili Ospite paratenico in cui la larva può sopravvivere senza evolvere in attesa di raggiungere l ospite definitivo

55 Definizioni In base al ciclo biologico, i parassiti possono essere: monoxeni (a ciclo biologico diretto) se completano il proprio ciclo biologico in un unica specie ospite oppure eteroxeni (dixeni, polixeni) (a ciclo biologico indiretto) se completano il proprio ciclo biologico in due o più specie ospiti.

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60 Ciclo biologico diretto: Giardia duodenalis Tramissione oro-fecale Si conosce la forma di cisti e di trofozoite Riproduzione per scissione binaria (duplicazione degli organuli di locomozione divisione del nucleo e del citoplasma)

61 Ciclo biologico diretto: Trichuris trichiura Tramissione oro-fecale Riproduzione sessuata

62 Ciclo biologico indiretto: Taenia solium e T. saginata Il bovino (T.saginata) o il maiale (T. solium) si infettano mediante ingestione di vegetazione contaminata. L uomo si infetta ingerendo la carne contenente la forma larvale

63 Ciclo biologico indiretto di Anisakis spp. Ospiti definitivi, intermedi e paratenici

64 Ciclo biologico indiretto

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66 Ospite definitivo Ospite intermedio Ospite paratenico Vettore (biologico o meccanico)

67 Definizioni utili Vettore - un ospite (artropode) che ha un ruolo attivo nella trasmissione VETTORE BIOLOGICO: in cui o su cui il parassita deve compiere una fase di sviluppo. Può essere ospite definitivo o intermedio VETTORE MECCANICO: in cui o su cui il parassita non subisce alcuna modifica e che fungono da semplici trasportatori passivi del parassita o di una sua forma di resistenza.

68 L 80% delle malattie infettive è trasmesso da vettori (per la maggior parte Ditteri Nematoceri) Malattia N. Casi N. a rischio Vettori Malaria 273 milioni 2 miliardi Zanzare Oncocerchiasi 18 milioni 120 milioni Simulidi Filariosi 120 milioni 1 miliardo Zanzare Malattia del sonno 0.5 milioni 50 milioni TseTse Tripanosomiasi americana 18 milioni 120 milioni Reduvidi Leishmaniosi 12 milioni 350 milioni Flebotomi Dengue 100 milioni 3 miliardi Zanzare

69 Musca domestica Vettori meccanici

70 Vettori meccanici Blatte: isolati batteri patogeni dei generi Bacillus, Campylobacter, Clostridium, Escherichia, Klebsiella, Mycobacterium, Pseudomonas, Salmonella, Shigella, Staphylococcus, Streptococcus, Vibrio, Yersinia. Musca domestica: la riduzione della popolazione di questa specie è spesso associata ad una riduzione significativa dell incidenza di diarrea nell uomo, in particolare di quella dovuta a Shigella sp. ed Escherichia coli.

71 Anopheles sp. Vettori biologici

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73 Ciclo diretto vs ciclo indiretto quale fornisce maggiori vantaggi? Se esistono entrambi, ci sarà una ragione!!

74 In ogni caso ci sono vantaggi e svantaggi

75 Cicli biologici indiretti VANTAGGI: Ciclo biologico di Anisakis spp. Coinvolge un gran numero di ospiti paratenici Dispersione forme larvali

76 Cicli biologici indiretti VANTAGGI: Biomassa parassitaria nel ciclo biologico di Anisakis P = 100% I = up to 10,000 P = 50-80% I = up to 200 P = 2-20% I = up to 5-10 P = 0.2% I = 1 marine mammals - definitive hosts large fishes/cephalopods - paratenic hosts small fishes - paratenic hosts crustacean intermediate or paratenic hosts

77 Altri vantaggi dei cicli biologici indiretti Riproduzione asessuata negli ospiti intermedi (moltiplicazione nei Cestodi)

78 Altri vantaggi dei cicli biologici indiretti Riproduzione asessuata negli ospiti intermedi (moltiplicazione nei Trematodi) Eggs production Sporocysts producing cercariae Free-living stage Free-living stage Cercariae Miracidia

79 Svantaggi dei cicli biologici indiretti Cicli biologici complessi richiedono interazioni ecologiche complesse (es. catene trofiche) In condizioni ambientali avverse i parassiti eteroxeni possono tendere a una significativa diminuzione (o scomparsa), mentre i parassiti monoxeni possono persistere Fattori antropici hanno una maggiore influenza sui cicli eteroxeni

80 Vantaggi dei cicli biologici diretti MONOGENEA Trasmissione diretta per contatto Organismi ovipari e vivipari

81 o Floating cage Sparus aurata Fish overcrowding Single and multiple species rearing Diplodus puntazzo

82 Anisakis spp. Vantaggio vs svantaggio

83 Cicli biologici sia diretti sia indiretti

84 Modalità di ingresso e di uscita dagli ospiti passivo: quando il parassita (in genere forme di resistenza) non partecipa in alcun modo all ingresso/fuoriuscita

85 Giardia duodenalis

86 Modalità di ingresso e di uscita dagli ospiti Attivo: quando il parassita (in genere forme larvali) partecipa all ingresso/fuoriuscita

87 Modalità di ingresso e di uscita dagli ospiti Ancylostoma duodenale

88 Modalità di ingresso e di uscita dagli ospiti

89 Definizioni Specialisti quando il parassita è in grado di infettare una sola specie.generalisti quando il parassita è in grado di infettare specie diverse in tutto o parte del ciclo biologico

90 Specialisti vs Generalisti Una specie parassita specialista ha di solito una relazione «evolutiva» con l ospite Una specie parassita generalista ha principalmente una relazione «ecologica» con l ospite

91 Specialisti vs Generalisti I trematodi digenei sono specifici e hanno relazioni «evolutive» con gli ospiti intermedi (es. molluschi del genere Bithynia per Opistorchis felineus in Italia centrale) Sono generalisti e hanno relazioni «ecologiche» con gli ospiti definitivi

92 Specificità per l ospite Quanto una specie di parassiti sia limitata nel numero delle specie ospite usate durante uno stadio specifico del ciclo vitale

93 Specificità per l ospite Anche nel caso in cui un parassita possa svilupparsi in un grande numero di specie ospiti diverse, di solito si sviluppa in maniera ottimale solo in una o due, mentre nelle altre il suo sviluppo non è altrettanto ottimale.

94 alcune specie mostrano una alta specificità parassitaria per l uomo (ANTROPOPARASSITI) (parassiti per i quali l uomo rappresenta l ospite obbligatorio Es. Entamoeba histolytica)

95 Altre specie mostrano un alta specificità parassitaria solo per gli animali e non sono trasmissibili all uomo neanche accidentalmente (ZOOPARASSITI) Importanti per gli animali da reddito e da compagnia di cui si occupa la Parassitologia Medica Veterinaria Es. Angiostrongylus vasorus

96 Altre specie invece non avendo una elevata specificità per un ospite possono essere trasmesse tra l uomo e altri vertebrati (ANTROPOZOOPARASSITI) e sono quindi agenti di zoonosi Es. Leishmania spp. Giardia spp.?

97 COSA E UNA ZOONOSI

98 according to Council Directive (92/117 EEC): PAHO (2003) (Pan American Health Organization) Per zoonosi si intendono quelle malattie infettive che sono naturalmente trasmissibili dagli animali all uomo Agenti zoonotici sono quei batteri, virus, parassiti o ogni altra entità biologica che possono causare una zoonosi

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100 Zoonosi di origine parassitaria Circa 1415 agenti infettivi patogeni per l uomo 61 % sono zoonotici ¼ delle zoonosi è di eziologia parassitaria BATTERI VIRUS FUNGHI PARASSITI Salmonella, Campylobacter, Brucella, Leptospira, Coxiella, Shigella, Francisella Lyssavirus, influenza aviaria, RVFV, Ebola Sporotricosi, dermatofitosi Cisticercosi, Idatidosi, Toxoplasma, Trichinella, Cryptosporidium WHO, 2011

101 ZOONOSI L infezione può essere acquisita direttamente dagli animali o attraverso l ingestione di acqua e cibi contaminati o tramite vettori

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103 ZOONOSI A TRASMISSIONE IDRICA

104 Principali cause di rischio Contaminazione delle riserve idriche attraverso il dilavamento del terreno in presenza di escrementi

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106 Reflui urbani Reflui zootecnici Acque di dilavamento artificiali o naturali

107 Contaminazione di vegetali con feci infette

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110 Cicli biologici zoonotici Uomo Livello trofico Ospite definitivo Ospite intermedio o vettore

111 Cicli biologici zoonotici Uomo Livello trofico Ospite definitivo Ospite intermedio o vettore

112 Distribuzione della leishmaniosi viscerale Antroponotica (Leishmania donovani) Zoonotica (Leishmania infantum)? 250, ,000 Estimated yearly incidence Nella leishmaniosi viscerale, l uomo rappresenta un ospite accidentale e un vicolo cieco per il parassita