Simbiosi e parassitismo

Simbiosi e parassitismo (Sara Epis)

Parte animale

Introduzione

Parassitologia

È una disciplina molto ampia che fa parte della branca delle malattie infettive animali e umane. Non studia solo la biologia del parassita ma anche il rapporto tra questo e l’ospite e il trattamento delle infestazioni. Esistono parassiti che possono vivere con l’ospite per molto tempo senza che questo se ne accorga. Altro aspetto importante della parassitologia è quello ecologico, ovvero come il parassita interagisce con l’ambiente e come viene influenzato dai cambiamenti climatici.

Coevoluzione

Le due specie affrontano cambiamenti evolutivi reciproci attraverso la selezione naturale. È un gioco evolutivo di adattamenti e controadattamenti. Il parassita vive sopra o all’interno di un organismo ospite per un certo periodo della sua vita, in una relazione chiamata simbiosi. La simbiosi è definita come l’associazione intima e protratta tra due o più organismi di specie differenti; non specifica se il risultato della relazione è positivo, negativo o neutrale. Se la simbiosi è negativa per una specie e positiva per l’altra specie siamo di fronte a parassitismo, se entrambi gli organismi traggono beneficio si tratta di mutualismo, se una specie trae un vantaggio e l’altra non viene influenzata dalla relazione è commensalismo.

Formiche tagliafoglie → non si alimentano direttamente delle piante, creano degli orti nei formicai dove posizionano le foglie tagliate e sopra di esse pongono il micelio di un fungo, che si alimenterà di queste. Una volta che i funghi crescono le formiche si cibano del loro corpo fruttifero (mutualismo trofico).

Esistono parassiti specie-specifici e non specie-specifici (un esempio è il Toxoplasma); gli ultimi riescono ad infettare un gran numero di ospiti differenti. È un processo evidente nel caso in cui il parassita viva dentro o sopra l’ospite in stretta relazione.

Il parassita può essere un ectoparassita (zecca, pulce, pidocchio) o vivere all’interno dell’ospite (endoparassita); quest’ultimo può essere intracellulare o extracellulare. I protozoi sono solitamente intracellulari.

Può nutrirsi dei nostri nutrienti, danneggiarci, ucciderci. Generalmente l’obiettivo del (Plasmodium parassita è di sfruttarci il più possibile porta alla morte ma tempo di arrivarci se ne è già andato).

Parassitismo

È una relazione simbiotica tra organismi di specie differenti.

I parassiti traggono beneficio dall’associazione stretta e prolungata con l’altra specie, la quale viene danneggiata. Aumentano la loro fitness tramite lo sfruttamento dell’organismo ospite ricavando nutrimento, habitat e possibilità di dispersione. Solitamente non uccidono gli ospiti in quanto ne hanno bisogno per sopravvivere. Sono molto più piccoli dei loro ospiti (in generale) e hanno un ciclo vitale molto specializzato; inoltre si riproducono velocemente e in gran numero. Creano un danno biologico all’ospite.

Esistono più tipi di parassiti:

• Parassita obbligato → per completare il ciclo vitale ha bisogno di un ospite, senza non può sopravvivere;
• Parassita facoltativo → possono adattarsi alla vita da parassita ma il loro ciclo biologico si compie anche senza esserlo (alcune larve di mosche della famiglia Sarcophagidae possono vivere su carni in putrefazione, ma anche su tessuti vivi con ferite aperte se sono deposte lì).

Riguardo alla loro posizione sull’ospite abbiamo:

• Ectoparassiti → sono solitamente artropodi, parassiti delle superfici cutanee o delle strutture della cute/sottocute, solitamente ematofagi (zecche, zanzare, pulci, tafani);
• Endoparassiti → vivono all’interno dell’ospite, possono essere endocellulari o esocellulari. Alcuni esempi sono i nematodi filaridi e un Trichinella spiralis, piccolo verme legato all’alimentazione.

Le specie ospiti mostrano una gamma di adattamenti atti a minimizzare l’impatto del parassita. Alcuni organismi attuano delle risposte difensive per ridurne l’invasione, altre servono a combattere l’infezione una volta che questa è insorta. I mammiferi si strusciano per rimuoversi gli ectoparassiti di dosso, gli uccelli si controllano il piumaggio, i rinoceronti si immergono nel fango per proteggersi. Anche i cervi cercano luoghi densi di vegetazione, ombreggiati, dove possono evitare le mosche.

Il parassita può incidere sulla sopravvivenza e la riproduzione del suo ospite.

Un animale parassitato presenta una fitness inferiore, proporzionale alla carica parassitaria (tanti o pochi parassiti fanno la differenza). Un esempio è l’impatto della malaria aviaria: una grande carica parassitaria porta ad una riduzione del 20% della covata. L’infezione parassitaria può ridurre il successo riproduttivo dei maschi.

L’infezione di un parassita può limitare l’espressione dei caratteri sessuali secondari maschili; le energie per produrre tali caratteri sono spese per resistere all’infezione, di conseguenza abbiamo piumaggi più blandi o altri ornamenti meno accentuati (minore probabilità di attirare una femmina).

Anche le zanzare, considerate vettori di parassiti, subiscono danni dai parassiti che veicolano.

Gli agenti responsabili delle malattie parassitarie o parassitosi possono essere rappresentati da:

• Protozoi → Plasmodium (responsabili della malaria nell’uomo), Leishmania e Toxoplasma.
• Metazoi → nematodi, vermi cilindrici come Ascaris e Toxocara, vermi piatti come la tenia e l’echinococco. Ritroviamo gli acari, le zecche, i pidocchi, le pulci e altri generi d’insetti.

Uno sguardo alle malattie parassitarie del mondo

La malaria è tra le maggiori cause di morte nel mondo. Guardando il grafico a torta vediamo diverse malattie trasmesse da artropodi vettori. Buona parte dei morti di malaria sono bambini (< 5 anni) che ancora non hanno un sistema immunitario in grado di rispondere adeguatamente all’infezione. In alcuni paesi tropicali il trend era in decrescita, ma con il Covid-19 è tornato a salire (un milione di morti l’anno); nel 2000 i morti erano 2,5 milioni. Chagas, leishmaniosi e schistosomiasi colpiscono centinaia di milioni di persone. Più di 2,5 miliardi di persone di più di 100 Paesi è a rischio di contrarre il Dengue.

Le mappe accanto mostrano le infezioni di 3 elminti. Questi vermi sono spesso legati alle scarse condizioni igienico-sanitarie.

Mucocutaneous leishmaniasis → i pappataci sono in grado di infettare non solo i cani ma anche noi, portandoci la leishmaniosi. Una delle forme più gravi è quella cutanea, dove viene colpita la mucosa orofaringea: ciò porta alla degradazione dei tessuti, con deformazioni del volto permanenti. I pappataci sono 5 volte più piccoli delle zanzare. La maggior parte dei casi sono registrati in Bolivia, Brasile e Perù.

Lymphatic filariasis → i vermi una volta inoculati vanno nel sistema linfatico e provocano un accumulo di liquido nei tessuti, con ispessimento della cute (elefantiasi, Wuchereria bancrofti).

Malaria → causata da 4 protozoi del genere Plasmodium e trasmessa dalle zanzare Anopheles.

Ancylostoma braziliense → è un parassita tipico di cani e gatti del Sud America che può parassitare anche l’uomo per errore (muore senza terminare il suo ciclo). Le larve scavano nell’epidermide e provocano lesioni con l’aspetto di sottili linee rosse filiformi con andamento tortuoso, in corrispondenza delle zone a contatto diretto con il terreno contaminato (mani, piedi, glutei, schiena).

Le zoonosi → malattie o infezioni che si trasmettono da animale a uomo. Tra i 1415 patogeni umani il 60% sono di origine zoonosica.

Ciclo biologico dei parassiti

I parassiti possono essere:

• Monoxeni, ciclo biologico diretto, con una sola specie ospite;
• Eteroxeni, ciclo biologico indiretto, anche più di due specie ospiti.

Gli ospiti possono essere di vario tipo:

• Ospite definitivo → un organismo, invertebrato o vertebrato, che ospita la fase adulta (il parassita è in grado di riprodursi sessualmente o asessualmente);
• Ospite intermedio → ospita le fasi larvali di sviluppo del parassita ed è necessario al completamento del ciclo biologico (sempre vertebrato o invertebrato);
• Ospite paratenico → è l’ospite che trasferisce meccanicamente il parassita (non si compie lo sviluppo). Un esempio sono i pesci infettati da Anisakis;
• Vettore → sono solitamente artropodi dove il parassita può svilupparsi, giocano un ruolo attivo nella trasmissione e possono essere sia definitivi che intermedi.

Alcune ricerche hanno messo in luce come in alcuni pazienti la presenza di nematodi (parassiti intestinali) riduce la possibilità di avere complicanze a causa del Covid-19. Manipolano il sistema immunitario, per esempio migliorando le risposte delle cellule T helper.

L’eccessiva igiene porta anche a conseguenze negative: siamo meno a contatto con agenti infettivi e quindi meno protetti (50 anni fa i vermi si prendevano facilmente). Esistono dei vermi utilizzati per i loro effetti benefici sull’organismo.

Gli elminti

I vermi piatti (Platyhelminthes)

Parleremo di due specie di cestodi: Taenia solium e Taenia saginata. Quest’ultima viene chiamata “verme a nastro” perché sembra una tagliatella. Descriveremo anche il verme a nastro del pesce (Diphyllobothrium latum), che ha due ospiti intermedi: i crostacei e i pesci di acqua dolce; l’ospite definitivo può essere diverso in base alla regione (orso, gatto, uomo, volpe).

I cestodi

Il corpo di un cestode è costituito dallo strobilo, suddiviso in proglottidi, collo e scolice; è senza ano, bocca e capo, quindi non possiamo chiamare “testa” la parte cefalica. La Taenia solium ha una corona di dentelli chiamata rostello e 4 ventose. Le proglottidi sono i segmenti che costituiscono lo strobilo, possono essere gravide e portare le uova. La tenia si ripiega su sé stessa per riprodursi: le proglottidi in prossimità cefalica sono differenziate in senso maschile, le proglottidi caudali in senso femminile (ermafroditi). La proglottide con ramificazioni nere è l’utero. Il verme può raggiungere le 3000 proglottidi. Le dimensioni dei cestodi variano da pochi millimetri a oltre 30 m.

Il verme a nastro del pesce ha una ventosa lunga con due labbra chiamate botrii.

I vermi hanno dei microvilli epiteliali che aumentano la superficie corporea e quindi la capacità di assorbimento dei nutrienti. Mancano di sistema digerente.

I cisticerchi erano descritti come “chicchi di grandine” (Aristofane, 446 – 386 a.C.) e “pietruzze che si possono incontrare sotto la lingua dei maiali” (Aristotele, 384 – 322 a.C.).

Le proglottidi caudali gravide si staccano.

Taenia solium

Una volta che le uova sono nell’ambiente sopravvivono anche per mesi in condizioni avverse e il suino può incidentalmente ingerirle. Dalle uova esce la larva (oncosfera) che penetra nella parete intestinale e in seguito nel circolo sanguigno, raggiungendo i muscoli: qui si incista e diventa un cisticerco. L’uomo mangiando il muscolo crudo o poco cotto si infesta di cisticerchi, che si sviluppano in vermi che competono tra di loro (per questo il verme è solitario). I cisticerchi ingeriti possono svilupparsi in qualsiasi parte del corpo (sottocute, cervello, occhi). È un endoparassita dixeno (con un ospite definitivo, l’uomo e uno intermedio, il maiale).

Lo scolice ha 4 ventose ed un rostello (scolice armato) e al colletto seguono 500-900 proglottidi. Può vivere fino a 10 anni. Le proglottidi gravide appaiono dopo 3 mesi dall’infestazione e possono contenere ciascuna fino a 40 000 uova. Possono essere espulse fino a 10 proglottidi al giorno. Le uova appena emesse sono in grado di parassitare l’ospite intermedio, ma possono anche sopravvivere nelle mosche (vettore meccanico) per alcuni giorni, per poi essere defecate o rigurgitate. I cisticerchi possono sopravvivere nell’ospite intermedio per mesi o anni e per varie settimane nelle carni fino a 4 °C.

È assente in Italia negli allevamenti tradizionali, ma può essere contratta all’estero o da carni di importazione.

Nell’uomo potrebbe verificarsi l’autoinfestazione in seguito all’ingestione di cibo contaminato con proglottidi o uova (infestazione esterna) o per trasporto passivo di uova dall’ano alla bocca (con le mani, autoinfestazione interna); in questo caso si manifesta la cisticercosi (l’uomo come ospite intermedio). È endemica di Centro e Sud America (mezzo milione di casi), India e Cina e quando è localizzata nel cervello può portare alla morte.

Le larve si fissano in tutti gli organi ma principalmente negli occhi (cecità, uveite, congiuntivite) e nel cervello (epilessia, disturbi mentali, morte, cefalea, sonnolenza, amnesia, depressione). Possiamo avere anche casi di cisticercosi nei tessuti molli (muscoli scheletrici, cisti sebacee) e in questo caso possono essere visibili cisticerchi calcificati.

Taenia saginata

È molto più semplice da trovare nel nostro paese e il ciclo biologico è più o meno lo stesso, solo che l’ospite intermedio è il bovino, le ramificazioni dell’utero sono in numero maggiore e non causa cisticercosi. È un endoparassita dixeno e cosmopolita cui adulti sono localizzati nell’intestino tenue. Può misurare dai 2 ai 10 m ed arrivare a 3000 proglottidi (in alcuni casi può sforzare gli sfinteri anali). È privo di rostello (scolice non armato) e si ancora alla parete intestinale con le 4 ventose. Ogni proglottide può contenere fino a 80 000 uova. L’infestazione segue l’ingestione di carne di bovino cruda o poco cotta che contiene cisticerchi. Le uova possono resistere fino a 6 mesi sul pascolo e passare indenni nel sistema digerente di passeri e corvi.

Possono essere espulse fino a 6-8 proglottidi al giorno. I cisticerchi possono sopravvivere nell’ospite intermedio per 2-3 anni e le uova nelle mosche per alcuni giorni, per poi essere defecate o rigurgitate. Per l’uomo sono infestanti i cisticerchi di almeno 10-12 settimane. Le proglottidi gravide vengono emesse a partire da 2-12 settimane dall’infestazione.

È molto presente in Etiopia, Kenya (10% della popolazione), ex URSS, Asia Centrale, Siria, Libano, ex-Iugoslavia (35% dei bambini). È ben radicata in Italia, specialmente al Nord (in Piemonte il primato dell’incidenza).

Dovrebbero essere denunciate obbligatoriamente, ma i casi denunciati sono molto pochi in confronto alle vendite di farmaci antielmintici. La prevalenza nei bovini è dello 0,6-2%.

È asintomatica nel bovino, tranne in caso di infestazioni massicce (in quel caso può portare a miocarditi ed insufficienza cardiaca). Solitamente è asintomatica nell’uomo, ma può causare diarrea e crampi intestinali. Spesso i pazienti si rendono conto dell’infezione solo vedendo le proglottidi nelle feci o percependo del fastidio perianale, dolori addominali, senso di pesantezza, periodi di stitichezza alternati a diarrea. Nei bambini si può notare più facilmente per il fatto che il verme è in concorrenza con l’organismo per assicurarsi gli alimenti, di conseguenza l’individuo infestato assimila meno di quanto mangi e dimagrisce. Ultimamente vengono anche venduti illegalmente come rimedi per dimagrire.

Possiamo diagnosticare la loro presenza grazie all’esame microscopico delle feci (non nei primi 3 mesi), grazie al quale noteremo le uova e le proglottidi.

L’unico rimedio è il decotto di felce maschio. Attualmente esistono diversi farmaci efficaci, di cui il più utilizzato è il niclosamide.

I controlli prevedono un’ispezione di tutti i capi abbattuti (sia bovini che suini). Se l’animale è infestato si esclude dal consumo umano, ma può essere utilizzato per le scatolette di cani e gatti. Nel bovino i cisticerchi si cercano nella lingua, masseteri, esofago, cuore, diaframma e superfici muscolari visibili nella carcassa; nel suino sui muscoli adduttori della coscia, nel diaframma, nei muscoli intercostali, cuore, lingua e laringe.

Per bonificare le carni si possono effettuare: congelamento rapido a temperature <-10 °C per 10 giorni, cottura fino ai 60 °C (temperatura misurata all’interno della carne), salatura, affumicamento per più di 20 giorni e tritatura con dischi di diametro inferiore a 0,8 mm.

Diphyllobotrium latum

È un cestode definito “tenia dei pesci”, in quanto gli ospiti intermedi sono piccoli crostacei e pesci di acqua dolce, che a loro volta possono diventare cibo per mammiferi (infesta canidi, felini, l’uomo…). L’ospite definitivo non è specifico. L’uomo espelle le uova del parassita adulto; queste hanno bisogno di acqua dolce, ma come si può ben intuire non è difficile la raggiungano. Nell’acqua si sviluppa l’embrione e dall’uovo esce il coracidio, piccolo, che può essere ingerito anche da copepodi (ospiti intermedi primari). Al loro interno si sviluppa la larva procercoide, che può essere ingerita (insieme ai copepodi) dai piccoli pesci d’acqua dolce (ospiti intermedi secondari), all’interno dei quali matura in plerocercoide (un pesce più grosso può alimentarsi del pesce piccolo e infettarsi). L’uomo se mangia il pesce crudo o poco cotto si infetta e al suo interno si sviluppa l’adulto.

Il corpo è suddiviso in scolice, collo e corpo, quest’ultimo suddiviso in proglottidi (3000-4000, lunghe 2-4 mm e larghe fino a 12 mm, non vengono rilasciate). Può rilasciare fino ad un milione di uova (diretta