Cosa sono i protozoi?

I PARASSITI

Possiamo dividere i parassiti in due blocchi principali:

– i protozoi, che sono unicellulari e fanno parte del regno dei protisti (ovvero dei microrganismi eucarioti)

– i metazoi sono degli organismi pluricellulari di dimensioni notevoli e fanno parte del regno degli animali

Quando parliamo di parassitosi, parliamo di patologie che stanno riemergendo o di patologie che sono del tutto nuove, questo è dovuto in particolare a due motivi:

  • opportunismo, è dovuto alla condizione di suscettibilità degli ospiti, che è un problema in espansione perché ogni anno aumentano gli ospiti immunodepressi, sia per un aumento dell’insorgenza di patologie che richiedono delle terapie farmacologiche immunosoppressive (come alcuni tipi di cancro), sia per l’aumento di patologie che sono esse stesse immunosoppressive (come l’AIDS), ma anche per l’aumentata lunghezza di vita (che porta ad avere degli individui meno protetti)
  • parassitosi di origine esotica: è legata alla globalizzazione, ai viaggi, ai flussi migratori ed agli scambi di merci, che sono tutte delle occasioni di diffusione dei parassiti, queste comunque rappresentano dei casi sporadici, a differenza delle parassitosi endemiche che troviamo in particolari zone geografiche

I PROTOZOI

Sono degli organismi unicellulari che fanno parte del regno dei protisti, anche se dal punto di vista evolutivo sono sotto la famiglia dei funghi.

I protozoi, così come anche i metazoi, sono distinti in due grandi gruppi:

  • intestinali
  • ematico-tissutali

Le parassitosi sono spesso croniche, di lunga durata e spesso hanno un esordio lento, il ché implica spesso

  • una diagnosi tardiva, quindi c’è un ritardo delle cure
  • un rischio di diffusione e di contagio su larga scala

Solitamente le parassitosi sono esogene, solo raramente sono endogene.

I fattori associati alla patogenicità dei protozoi

Sono tanti i parametri che entrano in gioco:

  • sicuramente la dose infettante ed il tempo di esposizione sono importanti, questi due parametri forniscono al microrganismo la capacità di diffondere e di colonizzare nel sito anatomico preferenziale dell’organismo ospite
  • la capacità di adesione, in particolare per quelli a trasmissione oro-fecale, che devono colonizzare la mucosa intestinale ed hanno sviluppato dei particolari sistemi per agganciarla, o per l’agente eziologico del raffreddore che ha dei sistemi per agganciare la mucosa respiratoria
  • la capacità di penetrare le barriere anatomiche, in primis la cute, che rappresenta una protezione molto efficace per l’organismo ospite, anche se esiste qualche parassita che ha la capacità di sfondare questa barriera
  • la capacità di evadere le nostre risposte immunitarie
  • il danno cellulare e tissutale

LE VIE ED I MECCANISMI DI TRASMISSIONE DELLA PATOLOGIA

  • Via alimentare (circuito oro-fecale): un esempio è rappresentato dall’infezione dell’Entamoeba histolytica, che è il parassita responsabile di una patologia che si chiama amebiasi, oppure l’ingestione di Giardia, un altro parassita largamente diffuso anche nelle nostre aree, che dà delle infezioni soprattutto nei soggetti immunodepressi

 

  • Puntura di artropodi (sono dei particolari animali invertebrati che fungono da vettore): è legata per esempio ai Plasmodium, i responsabili della malaria. Esso è introdotto proprio tramite l’inoculazione, grazie ad un vettore, che in questo caso specifico è rappresentato dalle zanzare del genere Anopheles. Un altro esempio è la Leishmania, un parassita largamente diffuso anche nelle nostre zone, che può essere ospitato nelle nostre aree dai cani, che possono andare incontro a questa patologia, ma può venire trasmesso all’uomo tramite la puntura ed il morso di pappataci
  • Via transcutanea: è più rara, sono pochi i patogeni che la utilizzano e che riescono ad attraversare la cute. Questa via interessa particolarmente chi lavora in ambienti umidi (ad esempio le risaie), dove ci sono dei parassiti
  • Via transplacentare: un protozoo tipico che è largamente diffuso nelle nostre aree è il Toxoplasma gondii. Esso è importante soprattutto perché venendo a contatto con una donna in stato di gravidanza, può dare un’infezione apparentemente asintomatica, ma passando nel torrente circolatorio e riuscendo a passare molto bene attraverso la placenta, può poi causare un’infezione fetale

Il tropismo di specie/organo consiste nella capacità di selezionare un certo tessuto/organo dove il protozoo trova il substrato adatto a sopravvivere, crescere e moltiplicarsi (dunque attua il suo ciclo vitale). Ogni parassita ha una sua predilezione per un organo od un tessuto specifico, e questo tropismo è dovuto ad un meccanismo di adesione specifico, dato dalla presenza sulla superficie di questi parassiti delle adesine, che si legano a determinati recettori glico-proteici specifici, localizzati sulle cellule dell’ospite. Quindi la presenza o meno di determinati recettori cellulari in diverse popolazioni, può condizionare o meno la presenza delle malattie parassitarie in diverse aree geografiche. Ci sono dei soggetti che sono indenni alla malaria, altri che sono indenni nei riguardi di qualche altro agente, proprio perché viene a mancare questo passo importante di adesione tra le strutture di superficie dei parassiti ed i recettori cellulari.

Facciamo ora alcuni esempi:

Il genere Plasmodium, l’agente della malaria, ha come bersaglio i globuli rossi, per cui la malattia che determina la malaria è legata proprio alla penetrazione, alla capacità di questi parassiti di penetrare all’interno dei globuli rossi e di compiere nei globuli rossi dell’uomo una parte importante del loro ciclo vitale, con le conseguenze anche gravissime che ne possono derivare.

La Giardia intestinalis, un altro protozoo largamente diffuso da noi, ha come bersaglio l’epitelio duodenale. In questo caso, una volta che esso viene ingerito, va a legarsi in modo specifico a livello delle cellule epiteliali duodenali, poi ne deriva un quadro d’intensa diarrea, come sintomatologia clinica evidente.

L’Entamoeba histolytica ha come bersaglio sempre un epitelio intestinale, ma in questo caso si lega in modo specifico all’epitelio del colon. È a livello del colon che viene esplicata l’attività patogena del Entamoeba histolytica, con delle lesioni anche importanti ed un quadro di dissenteria, che è una gravissima forma di diarrea legata all’eliminazione di muco e di sangue.

Un altro parassita che possiamo incontrare è la Leishmania, di cui si distinguono diverse specie, che ha invece come bersaglio ottimale i macrofagi, in particolare all’interno dei macrofagi questo agente può rimanere vitale, essere trasportato in giro passivamente per l’organismo e dare una malattia sistemica che appunto va sotto il nome di “leishmaniosi”.

 

I MECCANISMI PATOGENETICI

Abbiamo vari tipi di meccanismi patologici che questi organismi possono mettere in atto:

  • produzione di prodotti tossici
    • in genere molecole ad attività di sfondamento, ossia enzimi come le proteasi, le fosfolipasi o le collagenasi, che favoriscono l’inserimento del parassita nel tessuto ospite
    • a volte delle endotossine
  • danno meccanico, esso non si trova nei batteri, ma è tipico dei protozoi, difatti la loro presenza proprio per motivi d’ingombro sterico (hanno infatti delle dimensioni notevoli e/o sono presenti in gran numero) crea un danno meccanico tissutale importante
  • reazioni immunitarie patologiche, citiamo ad esempio le allergie o gli shock anafilattici
  • evasione del sistema immunitario, da questi protozoi possono venire prodotte delle sostanze che interferiscono in modo negativo, inattivando e/o invadendo i sistemi di difesa dell’organismo ospite

Vediamo ora di analizzare nel dettaglio i PROTOZOI come organismi in quanto tali e non più riferendoci alla loro patologia: essi sono dei microrganismi unicellulari, di diverse dimensioni, molto diffusi negli ambienti umidi (ovvero nell’acqua dolce, nei vegetali, negli animali e nell’uomo).

Ecco i loro caratteri generali:

  • Eucarioti (sono tutti degli organismi eucarioti, con un nucleo ben distinto ed un citoplasma ben compartimentalizzato)
  • Chemiosintetici eterotrofi (ovvero sintetizzano dei composti organici a partire dall’assunzione di macromolecole da altri organismi, non sono cioè in grado di sintetizzarle da soli)
  • Aerobi-anaerobi facoltativi
  • Possono essere coltivabili “in vitro”
  • Hanno una riproduzione generalmente asessuata (solo gli sporozoi alternano una fase asessuata ad una sessuata)
  • Possono essere mobili o immobili (a differenza dei miceti, che sono tutti immobili)

I protozoi sono divisi in 4 blocchi in base alla loro morfologia, che è un aspetto che poi ne influenza anche il comportamento:

  • I mastigophora sono degli elementi mobili flagellati, in cui distingueremo i flagellati intestinali, come la Giardia, ed i flagellati che possiamo ritrovare nel sangue, come i tripanosomi.
  • Le sarcodina o amebe sono dei microrganismi mobili, attraverso la costruzione di pseudopodi, quindi sarà il citoscheletro cellulare a consentire il loro movimento, grazie ad un continuo riarrangiamento dei microfilamenti di actina (e quindi ci saranno continue modificazioni della sua forma e della sua fisionomia).
  • I ciliati sono dei protozoi mobili, in quanto presentano delle cilia multiple, ovvero delle appendici molto più fini rispetto ai lunghi flagelli degli elementi flagellati, che avvolgono nella maggior parte dei casi tutto il perimetro del protozoo.
  • Gli sporozoi sono gli unici protozoi completamente immobili, questa classe comprende ad esempio i protozoi del genere Plasmodium della malaria.
  • Insistiamo sulla mobilità di questi protozoi perché proprio questa loro funzione, anche da un punto di vista pratico, può diventare un elemento di riconoscimento, quando infatti in un preparato si vede qualcosa di grosso che si muove, non può essere nient’altro che un protozoo.

 

LE LORO PRINCIPALI LOCALIZZAZIONI

Le principali localizzazioni dei protozoi nell’uomo sono:

  • Pelle, si possono riconoscere delle lesioni particolari tipiche della leishmaniosi, infatti la Leishmania è un patogeno che può colonizzare l’uomo, ma soprattutto è presente nei cani
  • Tratto uro-genitale, il Trichomonas vaginalis è un patogeno esclusivamente urogenitale, trasmesso per via sessuale, è un parassita capace di un movimento autonomo tramite i propri flagelli, ed è molto contagioso
  • Intestino, qui possiamo trovare molti patogeni, tra cui la Giardia, l’Entamoeba ed il Cryptosporidium, che sono sempre trasmessi per via oro-fecale, tramite degli alimenti contaminati
  • Sangue, qui abbiamo gli agenti eziologici della malaria ed i tripanosomi
  • Sistema nervoso centrale, il Toxoplasma gondii è un importante patogeno che ha un forte tropismo per il sistema nervoso centrale, che si può trovare sia nel bambino infettato per via transplacentare, sia nel soggetto immunodepresso adulto, dando vita a quella che è chiamata malaria cerebrale
  • Fegato, possiamo trovare a questo livello infezioni di Leishmania e di Entamoeba

 

IL CICLO VITALE DEI PROTOZOI

In genere quando parliamo del ciclo vitale dei protozoi distinguiamo due fasi: 

  • TROFOZOITA: rappresenta la forma vegetativa, quella che permette la riproduzione del protozoo, quindi è la forma che ha le funzioni di replicazione e che quindi è responsabile del quadro patogenico
  • CISTI: è la forma di resistenza del protozoo alle condizioni sfavorevoli, a condizioni di difficoltà (come una fase ambientale sfavorevole o la presenza in un ospite immunocompetente), quindi è un elemento che ha una funzione protettiva. Si tratta di strutture particolari, dotate di molti strati, che le rendono inaccessibili alle molecole dannose, ed all’interno di questa cuticola (ovvero di questo rivestimento) si trovano degli elementi molto compatti e disidratati

I TROFOZOITI: 5-180 μm

  • la membrana cellulare è formata da 2 o più strati (prende il nome di pellicola protettiva), ma è fragile perché manca la parete cellulare
  • il citoplasma è distinto a volte in:
    • l’ectoplasma rappresenta un lembo esterno che rimane fuori dal grosso corpo cellulare centrale, partecipando al movimento dei flagelli e quindi facilitando la migrazione del microrganismo
    • l’endoplasma è il citoplasma contenuto nel corpo cellulare centrale
  • il nucleo con il nucleolo
  • i vacuoli digestivi, ovvero che attraverso la loro digestione si possono liberare diverse sostanze energetiche
  • i corpi cromatoidi (ovvero delle inclusioni elettrondense costituite da eliche di acido ribonucleico, dove avviene la sintesi di glicogeno e proteine)
  • le aperture specializzate, che rappresentano un primo tentativo di abbozzo di un apparato gastroenterico:
    • il citostoma per l’assunzione di alimenti
    • il citopinge per l’eliminazione delle scorie
  • diversi sistemi locomotori, da cui dipende il loro diverso tipo di movimento:
    • gli pseudopodi, che sono delle estroflessioni cellulari dovute a quella porzione di ectoplasma presente fra i due foglietti esterni della membrana cellulare, che permette un movimento propulsivo ameboide
    • i flagelli rappresentano delle appendici grosse e lunghe, presenti in un numero variabile (solitamente da 1 a 8), di solito a collocazione polare, inoltre si caratterizzano per dei movimenti molto bruschi detti “a colpo di frusta”
    • ciglia

Sia le ciglia che i flagelli originano entrambi da un corpuscolo basale detto blefaroplasto, dove vi è un’alta attività metabolica, che garantisce il rifornimento di ATP necessario per il movimento, in particolare il blefaroplasto si addentra anche nella membrana cellulare, assicurando che sia le ciglia che i flagelli non si stacchino dalla struttura.

LE CISTI

  • hanno più nuclei
  • presentano diversi corpi cromatoidi, che costituiscono le riserve nutrizionali delle cisti
  • presentano una membrana cellulare
  • hanno una parete cellulare, o cuticola, molto resistente

La fisionomia delle cisti è molto importante e ci consente di distinguere un protozoo da un altro.

LA REPLICAZIONE DEI PROTOZOI

La replicazione avviene tramite una scissione binaria, ovvero da una cellula si ottengono due cellule figlie identiche (è un meccanismo simile a quello visto nei batteri). Nell’immagine a fianco vediamo un organismo flagellato che si divide longitudinalmente, nell’ameba abbiamo una divisione simile, detta binaria, mentre nei ciliati abbiamo una scissione trasversa.