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INTRODUZIONE
Inquadramento generale.
I rapporti di dipendenza tra i vari organismi possono essere di vario
genere:
Commensalismo: è una interazione simbiontica non obbligatoria fra due
esseri viventi di specie diverse in cui uno approfitta del nutrimento o degli
scarti dell'altro senza procurare sofferenza o disturbo. Un organismo tra i
due trae dei benefici dall'altro e l'altro non è né danneggiato né aiutato.
Mutualismo: è una forma di interazione tra due individui di specie
diversa, grazie alla quale entrambi riescono a ricevere dei benefici.
Parassitismo: è una forma di simbiosi in cui il parassita trae un vantaggio
(nutrimento, protezione) a spese di un altro organismo detto ―ospite‖
creandogli spesso un danno biologico (www.wikipedia.org/wiki/).
L’azione patogena del parassita definito tale è tuttavia solitamente
contenuta e/o prorogata nel tempo, in quanto la finalità intrinseca dello
stesso non è, o non sarebbe, quella di portare il proprio ospite alla
completa distruzione (ovvero sino alla morte), pena la sua stessa
estinzione. Il parassita, in altre parole, cerca di limitarsi, sin quando
possibile, a sfruttare le energie e/o le risorse dell'ospite parassitato per il
proprio sostentamento. Il parassitismo presenta, in natura e nell'uomo,
varie forme:
Obbligato: quando deve dipendere almeno per un certo periodo
della propria vita da un ospite.
Facoltativo: quando vive normalmente a vita libera, ma se
penetra nell’ospite si comporta da parassita.
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Accidentale: quando non abituale di quel ospite.
Permanente: quando è costretto a vivere per tutta la vita in stretta
associazione con l’ospite.
Temporaneo: quando resta a contatto con l’ospite solo per brevi
periodi.
Periodico: quando si lega all’ospite solo durante una fase della
propria vita.
In base al numero di ―ospiti‖ parassitati e ad alcune proprietà biologiche i
parassiti possono essere classificati in:
1. Parassiti che sviluppano parte del loro ciclo biologico nell’ambiente:
questo si verifica soprattutto per le forme larvali, mentre per la completa
maturazione necessitano di un ospite.
2. Parassiti obbligati monoxeni: l’ospite appartiene ad una sola specie e il
parassita si trasmette da un individuo all’altro per via diretta o
indirettamente attraverso contaminazione con materiali (acqua, cibo,
terra) contenenti stadi del ciclo del parassita resistenti.
3. Parassiti obbligati dixeni: per compiere il loro ciclo vitale completo
devono parassitare due o più ospiti: l’ospite si definisce intermedio,
quando è necessario al completamento del ciclo biologico del parassita di
cui ospita la fase larvale; si definisce definitivo quando ospita il parassita
nella sua fase adulta (Scaglia et al., 2006; Crotti 2006).
Inquadramento sistematico.
Nell’uomo le parassitosi intestinali sono causate da organismi
appartenenti al regno dei Protista (protozoi) e all’ultimo gradino del regno
Animalia (elminti).
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PROTOZOI
Sono organismi unicellulari, non visibili a occhio nudo, costituiti da uno o
più nuclei delimitati da membrana nucleare e dagli organuli tipici delle cellule
eucariotiche (mitocondri, reticolo endoplasmatico, apparato del Golgi,
microtubuli, vacuoli) immersi nel citoplasma e delimitati da una membrana
citoplasmatica (figura 1). La nutrizione è di tipo eterotrofo, ossia assumono
molecole dall’esterno mediante fagocitosi o attraverso un’apertura orale. Il
movimento è generato da microtubuli (ciglia e flagelli) o da microfilamenti
(pseudopodi), o per semplice scivolamento su substrato.
Figura 1Ultrastruttura di protozoo ameboide.
La riproduzione può essere di tipo asessuato (divisione binaria, divisione
multipla) o di tipo sessuato (coniugazione, copulazione). Alcuni protozoi sono in
grado di formare cisti a partire dalle forme vegetative (trofozoiti) (Argano et al.,
1991).
Vacuolo
contrattile
Pseudopodi
Nucleo
Membrana cellulare
Vacuolo
digestivo
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ELMINTI
Gli elminti sono organismi pluricellulari a struttura complessa, quelli di
interesse medico vengono suddivisi in:
1. Platelminti: animali protostomi, bilaterali, con segmentazione a spirale,
caratterizzati da un corpo allungato e depresso in senso dorso-ventrale;
per tale ragione sono definiti ―vermi piatti‖; la maggior parte sono
ermafroditi. Il phylum dei platelminti comprende le classi dei turbellari (a
vita libera), trematodi e cestodi, questi ultimi sono parassiti di interesse
umano (Argano et al., 1991).
Trematodi: vermi a forma di foglia o allungati che possono parassitare il
tratto intestinale, il fegato, il polmone, ed i vasi sanguigni grazie alla
presenza di organi adesivi
costituiti da ventose e uncini.
La riproduzione è di tipo
sessuale, generalmente sono
ermafroditi; i soli schistosomi
hanno sessi separati. La
struttura dei trematodi è
schematizzata in figura 2.
Figura 2 Struttura di un trematode
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Cestodi: vermi a forma di nastro con un corpo segmentato, caratterizzati
dalla presenza dello scolice (particolare organo di adesione) che nello
stadio maturo vivono nel lume intestinale dei vertebrati. Sono privi di
apparato digerente e possono raggiungere, in alcune specie lunghezze di
10-15 metri (tenie). La riproduzione è di tipo sessuale: le proglottidi,
continuamente prodotte dal collo, contengono gli apparati riproduttori
dove vengono originate una quantità enorme di uova fecondate; la
struttura di un cestode è schematizzata in figura 3.
testa
ventose
Collo o zona
d’accrescimento
proglottidi
strobilo
Figura 3 Struttura di un cestode
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2. Nematelminti: i nematodi o vermi cilindrici sono allungati ed hanno le
estremità assottigliate: quella anteriore, ove si apre la bocca, è più
arrotondata, mentre quella posteriore, che segue l’apertura anale è
appuntita e viene solitamente chiamata coda. Provvisti di sessi separati, i
maschi sono in genere più piccoli delle femmine e sono caratterizzati
dalla coda appuntita, a causa dei muscoli copulatori in essa situati; le
femmine si distinguono per la presenza di un’apertura genitale ventrale,
ben separata da quella anale, e posta pressappoco al centro del verme
(figura 4). Tutti i nematodi presentano 5 stadi nel loro ciclo biologico:
quattro larvali ed uno adulto, contrassegnati da mute.
Figura 4Aspetto di un nematode adulto di sesso femminile
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PARASSITI INTESTINALI DI INTERESSE
UMANO
Le parassitosi del tratto gastrointestinale sono riconducibili ai protozoi
(infezioni) e agli elminti (infestazioni) e sono una causa frequente di morbidità e
mortalità soprattutto, ma non esclusivamente, in Paesi in via di sviluppo. Le
parassitosi tendono a cronicizzarsi a causa della aspecificità dei sintomi e della
conseguente mancata diagnosi sia clinica sia microbiologica, con conseguenze
potenzialmente gravi per la salute del paziente (Guarino et al., 2004).
Classificazione dei protozoi.
I protozoi intestinali di interesse umano sono suddivisi in cinque gruppi:
amebe, flagellati, ciliati, coccidi (che appartengono agli sporozoi), e
microsporidi.
L'unica ameba patogena è Entamoeba histolytica; tutte le altre sono
saprofite, eccezion fatta per Blastocystis hominis (―ameba atipica‖), la quale è
sovente considerata opportunista in quanto potrebbe, in talune circostanze,
svolgere un qualche ruolo patogeno o co-patogeno. Tra i flagellati gli unici
patogeni sono rappresentati da Giardia intestinalis e da Dientamoeba fragilis;
quest'ultimo protozoo è del tutto peculiare in quanto ha l’apparenza di una
ameba, ma di fatto è un flagellato ―atipico‖, di cui non si conosce lo stadio
cistico. Balantidium coli è l'unico ciliato, patogeno per l'uomo. I coccidi, a parte
Sarcocystis spp., usualmente non patogeno, svolgono azione patogena, così
come i criptosporidi. In tabella 1 sono riportati i protozoi umani di interesse
medico (Crotti 2006).
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Tabella 1 Classificazione dei protozoi di interesse medico.
PROTOZOI PATOGENI NON PATOGENI
Amebe Entamoeba histolytica
Entamoeba dispar
Entamoeba coli
Entamoeba hartmanni
Entamoeba polecki
Endolimax nana
Iodamoeba buetschlii
Blastocystis hominis
Flagellati
Giardia intestinalis
Dientamoeba fragilis
Chilomastix mesnili
Trichomonas hominis
Enteromonas hominis
Retortamonas intestinalis
Ciliati Balantidium coli
Coccidi
Cryptosporidum hominis
Cryptosporidium parvum
Isospora belli
Cyclospora cayetanensis
Sarcocystis spp.
Microsporidi
Enterocytozoon bieneusi
Encephalitozoon intestinalis
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Classificazione degli elminti.
Gli elminti, o vermi, sono suddivisi in nematodi, trematodi e cestodi. I
primi sono i più evoluti e sono presenti sempre a sessi separati (a parte la
femmina partenogenetica di Strongyloides stercoralis); tra i trematodi soltanto
Schistosoma spp. presenta i sessi separati; tutti i cestodi sono ermafroditi.
Tutti gli elminti sono da ritenersi patogeni, soltanto in rari casi si possono
reperire uova cosiddette ―di transito‖ (per ingestione passiva delle medesime da
alimenti solitamente carnei infestati) ma che difficilmente maturano nell'uomo;
esempio tipico è rappresentato dalle uova di Dicrocoelium dendriticum, o larve
di nematodi a vita libera, che infestano la parte esterna di svariati vegetali e che
arrivano all'intestino per consumo di tali alimenti non adeguatamente puliti e/o
lavati.
In Tabella 2 si riporta la classificazione degli elminti che sono
responsabili di patologie nell'uomo (ma spesso non soltanto nell'uomo, essendo
moltissime, se non quasi tutte le elmintiasi, delle ―zoonosi‖), differenziando tra
elminti comuni da una parte ed elminti rari, dall'altra (Crotti 2006).
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Tabella 2 Classificazione degli elminti di interesse medico.
ELMINTI COMUNI ELMINTI RARI
NEMATODI
Ascaris lumbricoides
Trichuris trichiura
Ancylostoma duodenale
Necator americanus
Enterobius vermicularis
Strongyloides stercoralis
Capillaria philippinensis
Capillaria hepatica
Strongyloides fuelleborni
Trichostrongylus orientalis
Trichostrongylus spp.
Angiostrongylus costaricensis
Haemonchus contortus
Marshallagia marshalli
Oesophagostomum spp.
Ostertagia spp.
Physaloptera spp.
Ternidens spp.
Eustrongylides spp.
Chordodes capensis
Gordius spp.
Pseudogordius spp.
Neochordodes colombianus
Paragordius spp.
Spirocerca lupi
TREMATODI
Schistosoma haematobium
Schistosoma mansoni
Schistosoma japonicum
Schistosoma mekongi
Schistosoma intercalatum
Fasciola hepatica
Fasciolopsis buski
Clonorchis sinensis
Opistorchis felineus
Heterophyes heterophyes
Metagonimus yokogawai
Paragonimus westermani
Opistorchis viverrini
Paragonimus uterobilateralis
Paragonimus mexicanus
Paragonimus spp.
Echinostoma ilocanum
Dicrocoelium dendriticum
Fasciola gigantica
Eurytrema pancreaticum
Haplorchis spp.
Heterophyes spp.
Nanophyetus spp.
Neodiplostomum seoulense
Phaneropsolus bonnei
Pygidiopsis summa
Prosthodendrium molekampi
CESTODI
Taenia saginata
Taenia solium.
Hymenolepis nana
Dyphyllobothrium latum.
Diphyllobothrium pacificum
Hymenolepis diminuta
Diphyllobothrium spp.
Dipylidium caninum
Bertiella spp.
Diplogonoporus spp.
Inermicapsifer spp.
Mesocestoides spp.
Raillietina spp.
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Descrizione dei principali protozoi di interesse umano.
In questo paragrafo sono descritte le principali caratteristiche relative agli
stadi biologici, ai cicli vitali, ai periodi di incubazione, alla patogenesi ed
epidemiologia di alcuni dei protozoi patogeni e commensali potenzialmente
patogeni per l'uomo, che saranno oggetto di questa tesi: Entamoeba histolytica,
Blastocystis hominis tra le amebe, Giardia intestinalis, Dientamoeba fragilis tra
i flagellati e Isospora belli tra i coccidi.
Entamoeba histolytica.
Protozoo parassita intestinale obbligato ed unico ad essere dotato di potere
patogeno tra le specie endoparassite prettamente umane; fu scoperto nel 1875,
ma molte problematiche biologiche e patogenetiche di Entamoeba histolytica
sono rimaste insolute fino all’ultimo decennio del secolo scorso. I quesiti più
intriganti riguardavano l’estrema variabilità del potenziale patogeno del
parassita e il fatto che i quadri clinici più severi fossero appannaggio di ben
delimitate aree geografiche, sebbene la diffusione del protozoo sia ubiquitaria
(Scaglia et al., 2006). Nel 1925 il ricercatore francese E. Brumpt riuscì a
dimostrare, in base a studi epidemiologici, clinici e sperimentali in vivo,
l’esistenza in natura di due specie biologicamente differenziate ma
morfologicamente identiche: Entamoeba histolytica, dotata di potere patogeno e
Entamoeba dispar, semplice commensale intestinale. La tesi di Brumpt fu
successivamente confermata da Sargeaunt e collaboratori alla fine degli anni 70
mediante tecnica elettroforetica (Sargeaunt et al., 1978) e negli anni successivi
mediante dati relativi a ceppi provenienti da tutto il mondo (Sargeaunt et al.,
1987). Le successive scoperte di differenze antigeniche (Strachan et al., 1988;
Furrows et al., 2004) e di differenze nel DNA (Tannich E et al., 1989; Acuna-
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Sato et al., 1993; Britten et al., 1997; Evangeloppoulus et al., 2000) tra i due
gruppi di amebe portò alla formale distinzione dei due gruppi in due distinte
specie: Entamoeba histolytica, patogena, e Entamoeba dispar, non patogena
(Diamond LS et al., 1993; Haque et al., 1998; Rivera et al., 1996, 1999; Sanuki
et al., 1997; Verveij et al., 2000; Zaman 2000).
MORFOLOGIA: dal punto di
vista morfologico il complesso
Entamoeba histolytica/dispar
presenta due stadi biologici: il
trofozoite e la ciste.
I trofozoiti hanno dimensioni
molto variabili (da 14-16 µm ad un
massimo di 50-60 µm) e si muovono in
modo rapido e unidirezionale grazie
all’emissione di pseudopodi; il
citoplasma può contenere batteri, lieviti,
materiale ingerito entro vacuoli; il
nucleo ha forma sferica di diametro di
4-7 µm ed è delimitato da un involucro bilaminare interrotto da numerosi pori; il
cariosoma è generalmente piccolo, compatto ed è situato in posizione centrale o
sub centrale; la cromatina è periferica, disposta in uno strato sottile e uniforme
o, a volte, in piccoli granuli (figure 5 e 6).
Figura 5 Trofozoite di E.histolytica
Figura 6 Trofozoite di E. histolytica in
SF (60x); (WHO, Bench Aids for the
diagnosis of intestinal parasites, Geneva)
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Le forme cistiche mature (figura 7A e 8)
sono tipicamente tetranucleate ed hanno
forma sferica od ovalare, con un diametro
che va dai 10 ai 25µm; i nuclei hanno
forma sferica di diametro di 4-7 µm; il
cariosoma è generalmente piccolo,
compatto ed è situato in posizione centrale
o sub centrale; la cromatina è periferica,
finemente granulare e uniformemente
distribuita. All’interno di cisti immature
sono presenti vacuoli di glicogeno e ―corpi
cromatoidi‖, aggregati di ribosomi che si presentano come strutture rettangolari
ad estremità arrotondate ―a sigaro‖ (figura 7B e 8 B ).
Figura 7Cisti di E.histolytica:
A.matura; B. immature.
A
B
Figura 8 A. Cisti matura di E.histolytica/dispar in soluzione di Dobell (WHO).
B. Cisti immatura di E.histolytica/dispar in MIF (WHO).
60X 60X
A
B
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TRASMISSIONE E CICLO BIOLOGICO: l’uomo è il principale
serbatoio di infezione e la trasmissione è tipicamente di tipo fecale-orale sia
diretta che indiretta attraverso veicoli (cibo e acqua) contaminati (Bernieri et al.,
2001); la trasmissione mediante pratiche sessuali (oro-anali) è prevalente nella
popolazione omosessuale (Scaglia et al., 2006).
L’infezione inizia con l’assunzione accidentale di cisti tetranucleate di
Entamoeba histolytica/dispar, nell’intestino tenue si ha la fase di escistamento:
dalle cisti fuoriescono forme tetranucleate (fase metacistica) dalle quali
prendono forma amebule mononucleate che, giunte nell’intestino crasso,
raggiungono le dimensioni di trofozoiti adulti (fase trofozoaria) e si moltiplicano
ripetutamente. Nel tratto terminale dell’intestino crasso, i cambiamenti del
microambiente intestinale, non più ideali, inducono nei trofozoiti un progressivo
rallentamento, un arrotonadamento e l’incistamento, che si completa nell’ultima
parte dell’intestino, da cui vengono espulse cisti mono, bi o tetra-nucleate
attraverso le feci (figura 9). Le cisti sono infettive già al momento
dell’emissione e possono sopravvivere per 2-3 mesi nell’ambiente esterno (de
Carneri 1997).