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PROTOZOI (1)
a cura di Luisa Barbieri
Microrganismo animale unicellulare dotato di movimento durante tutta o parte della sua esistenza, nel quale il DNA è organizzato in un corredo cromosomico contenuto in un nucleo delimitato da membrana. Si riproduce per lo più in maniera asessuata per scissione, gemmazione o divisione multipla. Il protozoo è il rappresentante più antico degli organismi parassiti eucarioti essendo l'immediato precursore dell'evoluzione degli animali, delle piante, dei funghi. I protozoi non hanno la capacità di organizzarsi in tessuti anche se alcune specie manifestano una capacità temporanea o permanente di aggregarsi ed organizzarsi in colonie. La cellula protozoaria è stata selezionata in un lungo processo evolutivo per interagire direttamente con l'ambiente e con altri esseri viventi al pari di un animale pluricellulare .
1) Schema dell'ultrastruttura di un protozoo flagellato
CLASSE dei RHIZOPODI = comprende cellule protozoarie capaci di emettere sulla superficie corporea dei prolungamenti (pseudopodi).
Le specie parassite dell'uomo sono le AMEBE tra le quali solo l'Entamoeba histolytica risulta essere patogena per l'uomo, altre specie di rhizopodi possono sviluppare nel tratto gastroenterico ma non risultano patogene.
CLASSE dei FLAGELLATI = questi protozoi si muovono per la presenza di uno o più flagelli e talvolta per mezzo di una membrana ondulante.
Flagellati nel sangue
Genere Trypanosoma :
• T.cruzi malattia di Chagas
• T. gambiense malattia del sonno
• T. rhodesiense malattia del sonno
Genere Leishmania :
• L. donovani leismaniosi viscerale
• L. tropica leismaniosi cutanea
• L. mexicana leismaniosi cutanea
• L. brasiliensis leismaniosi cutanea
Flagellati intestinali e genito-urinari
• Trichomonas vaginalis tricomoniasi uro-genitale
A sn. cisti binucleata di Entamoeba histolytica in un preparato a fresco di feci, tra i due nuclei è visibile un grosso vacuolo contenente glicogeno; a dx cisti matura di E.histolytica in un preparato a fresco con soluzione iodata, sono visibili 3 dei 4 nuclei.
Tavole OMS per la diagnosi
delle parassitosi intestinali
• Trichomonas intestinalis
• Giardia lamblia o G. intestinalis giardiasi
CLASSE degli SPOROZOI
Questi protozoi sono generalmente poco mobili ad eccezione dello stadio di microgametocita e di sporozoiti e sono disseminati per delle spore chiamate sporocisti riformanti degli sporozoiti. Dopo una serie di moltiplicazioni asessuate – schizogonia – si osserva la riproduzione sessuata.
• Plasmodium vivax
• Plasmodium falciparum
• Plasmodium malariae
• Plasmodium ovale
Agenti della malaria
• Toxoplasma gondi: agente della toxoplasmosi
• Isospora belli
• Sarcocystis hominis
• Cryptosporidium sp.
• Cyclospora sp.
Coccidi intestinali
L'origine dei protozoi è datata a circa 1,5 miliardi di anni fa, si è osservato come gusci e altro materiale scheletrico di radiolari, foraminiferi e cliati tintinnidi sia abbondante nei depositi del primo Paleozoico.
I protozoi, pur non avendo la capacità di organizzarsi in tessuti e normalmente essendo formati da un'unica cellula, possono manifestare una capacità che può avere carattere transitorio come permanente di aggregarsi e formare colonie.
La cellula protozoaria è stata selezionata da un lungo processo evolutivo per potere interagire con l'ambiente e/o con altri esseri viventi esattamente come succede per gli animali pluricellulari.
Da sottolineare la presenza e la vitalità degli organuli citoplasmatici che assieme agli organelli di movimento, alla struttura del nucleo e alle modalità di riproduzione costituiscono la base sistemica di questi organismi (1).
Sono costituiti da un nucleo separato dal citoplasma da una membrana plasmatica che gioca un ruolo molto importante in parecchie attività fisiologiche del protozoo. È sempre dotata di un potenziale elettrico dovuto alla scarsa permeabilità a determinati ioni e dalla capacità di compiere un trasporto ionico attivo.
Lo strato interno della membrana contiene le porzioni idrofobiche delle macromolecole, lo strato rivolto vero il citoplasma presenta porzioni lipidiche dotate di cariche negative.
Nell'ambito dell'interazione ospite-parassita il glicocalice di numerosi parassiti gioca un ruolo fondamentale per ciò che riguarda ad esempio la risposta immunitaria, oppure il riconoscimento ed il conseguente ancoraggio a determinate strutture.
I protozoi patogeni spesso presentano un complesso ciclo vitale caratterizzato da fasi extraumane ed altre intraumane, spesso vengono trasmessi agli uomini da artropodi vettori.
I protozoi sono dotati di movimento che è generato da microtubuli e microfilamenti. I microtubuli sono responsabili dell'organizzazione dei flagelli e delle ciglia, mentre i microfilamenti lo sono degli pseudopodi.
Le ciglia e i flagelli funzionano per lo più nel movimento dei fluidi e vengono utilizzati dai protozoi per spostarsi nell'ambiente o per creare correnti per la cattura del cibo.
La locomozione per pseudopodi costituisce un movimento comparabile, sia a livello ultrastrutturale che molecolare, ai sistemi di motilità neuromuscolare degli animali superiori.
A livello morfologico la contrazione appare evidente dalla distinzione tra due stati del citoplasma: uno strato periferico “contratto” che appare semi-solido ed uno più interno “rilasciato” che invece ha un aspetto semiliquido. Lo strato interno scorre nella stessa direzione della formazione dello pseudopodo: si contrae raggiunto il suo apice e si decontrae in prossimità del polo opposto a quello della formazione dello pseudopodo.
Esempio di riproduzione asessuata protozoaria
• la divisione binaria porta alla generazione di due organismi che appaiono l'uno come l'immagine speculare dell'altro (Trypanosoma brucei)
• la schizogonia consiste nella divisione del nucleo in tanti nuclei, seguita dalla divisione multipla del protozoo (1: nucleo; 2: vacuolo digestivo) (Plasmodium)
• l'endoduogenia comporta la formazione di due cellule figlie all'interno della cellula madre (Toxoplasma)
Il materiale genetico dei protozoi è organizzato in un nucleo ben differenziato. Nell'ambito della singola specie il numero dei nuclei è generalmente costante, ma può variare con il succedersi dei diversi stadi del ciclo biologico.
Il nucleo si presenta racchiuso in un involucro costituito da due membrane, contiene tipici cromosomi, è dotato di uno o più nucleoli e si divide per mitosi con allestimento di un apparato microtubulare.
Le due membrane dell'involucro sono interrotte da pori la cui disposizione e frequenza sono correlate alla distribuzione delle masse cromatiniche a contatto con la membrana interna. La membrana esterna porta adesi numerosi ribosomi ed è in continuità con il reticolo endoplasmatico.
I protozoi possono riprodursi solo per mezzo di un processo di divisione cellulare preceduta da meiosi ( riproduzione asessuata ). Le modalità con cui le divisioni cellulari si realizzano sono variabili a seconda dei diversi gruppi di protozoi:
• 
nella divisione binaria (la più diffusa nella specie) il solco divisorio coincide con l'asse longitudinale della cellula. Nei flagellati il solco longitudinale dà origine a due organismi speculari; nei ciliati invece il solco si presenta trasversale e la cellula madre dà origine a due cellule figlie (anteriore e posteriore) nelle quali le strutture sono in parte di nuova formazione ed in parte preesistenti derivate dalla cellula madre.
• Nella divisione multipla si assiste ad una serie di divisioni del nucleo della cellula madre che si frammenta in un corrispondente numero di cellule figlie.
• Nella divisione endoduogenica si osserva la formazione di due cellule figlie dentro una cellula madre che al termine del processo riproduttivo scompare.
Genere Trypanosoma
Comprende numerose specie parassite di tutte le classi di vertebrati, i morfotipi caratteristici sono i tripomastigot i, sempre presenti nell'ospite vertebrato, e gli epimastigoti , presenti nell'ospite vettore.
L'ospite vettore è costituito da un artropode ematofago, insetti o aracnidi, o da sanguisughe. Le forme infettanti sono prodotte nel vettore e sono costituite da tripomastigoti metaciclici; la trasmissione al vertebrato può avvenire tramite la puntura oppure tramite contaminazione di pelle o mucose con materiale fecale infetto.
Parassitano l'uomo:
• Il Trypanosoma cruzi – una specie americana
• Il Trypanosoma brucei gambiense e il Trypanosoma brucei rhodesiense – due sottospecie africane
Trypanosoma cruzi
Rappresenta l'agente etiologico della malattia di Chagas o tripanosomiasi americana. Viene trasmessa all'uomo dalle cimici
Nell'insetto vettore i tripomastigoti ingeriti col pasto di sangue si trasformano in piccoli epimastigoti che si moltiplicano nell'intestino medio, alcuni passano nel retto aderendo all'epitelio della ghiandola rettale e staccandosene possono dare origine ai cosiddetti sferomastigoti dai quali prendono origine piccoli tripomastigoti metaciclici. Questa forma infettiva passa nelle feci degli insetti vettori pronta ad infettare gli umani.
I tripomastigoti metaciclici infettanti derivanti dall'insetto si depositano sulla cute dalla quale penetrano per mezzo di una via rappresentata dalla puntura dell'insetto oppure da un'abrasione. Quando la contaminazione coinvolge le mucose o una lieve abrasione del derma, la prima linea cellulare coinvolta è quella fagocitica. Il parassita penetra attivamente richiamando lisosomi sotto la membrana del macrofago e lasciandosi inglobare da questi.
Si riproduce in gran numero, sino a 500 parassiti/cellula, con la formazione di strutture definibili pseudocisti. A questo punto avviene nuovamente la trasformazione in tripomastigoti che determinano la rottura cellulare ed attraverso il circolo ematico vanno ad interessare altre cellule.
Il T.cruzi mostra una predilezione nei confronti del tessuto muscolare, in particolare cardiaco.
Una certa quantità di tripomastigoti si ritrovano nel circolo ematico e da qui possono essere assunti dagli insetti vettori per mezzo della suzione.
L'infezione risulta apatogena per il vettore, mentre nell'uomo si possono evidenziare le segg. patologie:
forma acuta
• Infezione generalizzata con lesioni focali associati alla presenza del parassita con degenerazione sino a necrosi delle cellule interessate
• involuzione delle cellule reticolo-endoteliali
• febbre
• edema
• linfoadenopatia
• epatosplenomegalia
• encefalite
• morte
cronicizzazione
• sintomi da tossicità sistemica o segni focali di localizzazione
• cardiopatia e manifestazione a carico del SSN
• nelle zone endemiche si possono osservare interessamenti del tratto gastroenterico dovuti a progressiva dilatazione delle pareti per atrofia degli elementi nervosi del sistema autonomo
• asintomaticità
Il periodo di incubazione va dai 4 ai 12 giorni, le manifestazioni acute usualmente si risolvono nel giro di 1-2 mesi. I rari casi mortali sono imputabili ad insufficienza cardiaca congestizia oppure a meningoencefalite.
La fase cronica inizia 2-4 mesi dopo la trasmissione del parassita e corrisponde alla diminuzione dell'attività replicativi intracellulare e alla riduzione dei parassiti nel circolo per intervento del sistema immunitario dell'ospite.
L'infezione cronicizzata sembra non risolversi mai spontaneamente, ma può rimanere silente per tutta la vita, solamente il 20-30% degli individui infetti svilupperà segni e sintomi di malattia cronica dopo una decina d'anni dall'infezione.
La clinica si traduce in una cardiomiopatia cronica che presenta quali complicanze:
insufficienza cardiaca
aritmie
arresto cardiaco
fenomeni tromboembolici
La sindrome cronica è di tipo progressivo a può portare a morte parecchi anni dopo il primo episodio clinico.
La diagnosi della malattia di Chagas va sospettata in persone con sintomatologia compatibile e con anamnesi positiva ad esposizione ambientale (es. soggiorno in condizioni a basso standard abitativo, come nelle baraccopoli urbane dell'America Latina), trasfusione di emoderivati non controllati, contaminazioni laboratoristiche.
La diagnosi laboratoristica si differenzia a seconda che ci si trovi dinanzi ad una fase acuta o cronica della malattia.
In fase acuta verrà eseguito l'esame parassitologica diretto mediante la ricerca di tripomastigoti nel sangue periferico.
Nella fase cronica l'esame diretto del sangue periferico risulterà negativo, conseguentemente la tecnica di elezione sarà la ricerca di IgG specifiche.
Tripanosomiasi africana
Causata dal Trypanosoma brucei gambiense (Africa occidentale, Congo) e dal Trypanosoma brucei rhodesiense (Zimbabwe, Tanzania, Zambia, Angola) responsabili della malattia del sonno o tripanosomiasi africana trasmessa all'uomo dalla mosca tse-tse.
Nell'ospite mammifero questi parassiti vivono prevalentemente come tripomastigoti extracellulari nel sangue e nel liquido cefalorachidiano.
I tripanosomi africani umani risultano essere indistinguibili morfologicamente tra loro e dalla sottospecie T.b.brucei che rappresenta l'agente etiologico della “nagana”, una grave malattia dei ruminanti diffusa in quasi tutta l'Africa subsahariana.
Distribuzione geografica della tripanosomiasi africana secondo l'OMS. Gli areali di distribuzione del T.b.gambiense e T.b.rhodesiense sono separati in senso nord-su dalla valle del Rift (linea bianca)
Quando una glossina infetta punge l'uomo i tripomastigoti presenti nelle ghiandole salivari del vettore vengono depositati nel derma dell'ospite scatenando una reazione infiammatoria. Entro 8 ore i tripomastigoti si
presentano attivi e caratterizzati da un'intensa attività riproduttiva, sono dipendenti dal glucosio dell'ospite come fonte di energia.
Tripomastigoti liberi si ritrovano nella linfa, nel sangue e, superata la barriera ematoencefalica attraverso il plesso coroideo, nel liquor cefalorachidiano, da dove possono nuovamente passare nel sangue.
T.b. gambiense: la malattia si protrae per mesi o anni, la sintomatologia iniziale può non essere evidente, ma la progressione pur essendo lenta è volta verso l'instaurarsi di una meningoencefalite.
Nelle infezioni da T.b.rhodesiense la gravità e la rapidità dell'instaurarsi delle manifestazioni cliniche può portare a morte l'individuo nel giro di pochi mesi.
Stadio emolinfatico : i tripanosomi invadono le linfoghiandole e guadagnano l'accesso al circolo ematico. La sintomatologia è caratterizzata da febbre intermittente, cefalea, malessere, anoressia, epatosplenomegalia cui segue fibrosi. Nel sangue i parassiti appaiono periodicamente ogni 1-2 settimane e nei casi cronici ogni 1-2 mesi.
La linfoadenopatia è più marcata in T.b.gambiense ove è comune l'ingrossamento delle ghiandole posteriori cervicali – segno di Winterbottom –
Nel giro di poche ore compaiono e scompaiono eruzioni maculo-papulose a livello di tronco ed arti, mentre sono presenti zone edematose che provocano prurito.
Stadio meningoencefalitico : dopo un periodo variabile i parassiti invadono il sistema nervoso centrale . Durante le prime settimane i soggetti colpiti manifestano segni suggestivi di coinvolgimento cerebrale malgrado il liquor appaia nella norma, accanto alla cefalea, spesso si osserva apatia, labilità emotiva, disordini del sonno, irritabilità e tendenza a tenere un comportamento antisociale.
Nell'infezione da T.b.rhodesiense il coinvolgimento cerebrale avviene entro poche settimane dall'infezione ed accompagnato da sintomatologia riferibile ad interessamento sistemico, mentre nella T.b.gambiense il coinvolgimento cerebrale può essere tardivo, la latenza può essere anche dell'ordine di anni, e si esprime con intensa cefalea e profondi cambiamenti della personalità che possono essere sintetizzati:
perdita di interesse e di attenzione
mancanza di appetito
irritabilità
insonnia
incapacità di mantenere la concentrazione.
In questa fase i tripanosomi si evidenziano nel liquor associati alle tipiche cellule di Mott, ossia di plasmacellule dilatate da grandi inclusioni proteiche.
Si osservano, inoltre, fenomeni di demielinizzazione sia a carico dell'encefalo che dei nervi periferici, e linfo e monocitosi nonché aumento delle IgM che se superiori al 10% rappresentano un segno patognomonico.
Le turbe neuropsichiche divengono sempre più marcate e talora portano il paziente al suicidio, oppure sfociano in uno stato di coma profondo e alla morte.
È frequente l'inversione del ritmo sonno-veglia verisimilmente in funzione della localizzazione del parassita nel nucleo sovrachiasmatico, sede dell'orologio circadiano.
Sono spesso riscontrabili segni extrapiramidali e cerebellari, tremori e fascicolazioni soprattutto a livello di viso, labbra e lingua.
Il decorso della malattia è in funzione del deterioramento cerebrale, negli ultimi stadi si assiste ad una progressione verso uno status di stupor con cachessia devastante.
La diagnosi come di consueto parte da un'attenta anamnesi, in quanto la tripanosomiasi va sospettata nei soggetti residenti o provenienti da aree endemiche.
Risulta, inoltre importante fare diagnosi differenziale dello stadio emolinfatico con:
• altre affezioni linfoadeno-splenomegaliche febbrili, come la malaria
• febbri recidivanti quali il tifo, la brucella, le febbre emorragiche virali, la tubercolosi e la leishmaniosi viscerale
Durante lo stadio meningoencefalitico si dovrebbe fare diagnosi differenziale con un ampio spettro di infezioni cerebrali infiammatorie di etiologia batterica, virale e micotica. Occorre tenere ben presente la somiglianza con l'infezione da HIV, in quanto nello stadio terminale la tripanosomiasi africana presenta molti elementi in comune con l'AIDS.
Si può scambiare la tripanosomiasi con un patologia psichiatrica e lo stadio terminale può mimare disordini neurologici quali quelli presenti nel parkinsonismo.
Laboratorio :
Le forme tripomastigoti del parassita vanno ricercate nel sangue, nel liquor e negli aspirati linfonodali, anche se il rischio di falsi negativi (vista la periodicità della carica parassitemiaca) è importante.
Le tecniche parassitologiche dirette si riportano all'osservazione al microscopio ottico della goccia spessa e di strisci di sangue a fresco e dopo colorazione con Giemsa.
Sono attualmente a disposizione per programmi di screening di massa due tests sierologici forniti dall'OMS: il Card Agglutination Trypanosomiasis test (CATT) e il Card Indirect Antigen Test for Tripanosomiasi (CIATT).
Nel caso di Tripanosomiasi da T.b.rhodesiense la diagnosi sierologica ha un limitato valore diagnostico, vista la rapida evoluzione della malattia, mentre nelle infezioni croniche da T.b.gambiense risulta essere importante .
Continueremo a parlare di protozoi nel prossimo numero della rivista Mediconadir cercando di perseverare nell'offerta di un quadro delle patologie di origine protozoaria patogene per l'uomo …
Bibliografia: “Parassitologia generale e umana”, De Carneri, Ed. Ambrosiana, 2004;
“Atlas of Medical Helminthology and Protozoology”, P.L. Chiodini, A.H. Moody, D.W. Manser, Ed. Churchill Livingston, Fourth edition, 2001;
“Microbiologia clinica”, R.Cevenini, Ed Piccin , 2002; http://www.logosdictionary.org/pls/dictionary/new_dictionary.gdic.sl?phrase_code=6172138 , L.Barbieri
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