Protozoi

Cosa sono i protozoi?

I protozoi fanno parte del regno dei protisti, sono organismi monocellulari e hanno un solo nucleo. Vivono soprattutto in acque marine; sono grandi pochi decimi di millimetro; hanno forme varie e complesse, alcuni cambiano forma; alcuni hanno capacità di muoversi. Possono avere una riproduzione sia sessuata che asessuata.

Tipologie di protozoi

• Platelminti: vermi piatti e lunghi.
• Cestodi: vermi nastriformi.
• Trematodi: vermi piatti.
• Nematelminti: vermi rotondi.

Parassiti dei Protozoi

• Parassiti facoltativi: vivono indipendentemente dalla presenza di un ospite.
• Parassiti obbligati: non vivono senza ospite.

Ospiti dei Protozoi

• Ospite di trasferimento: è indispensabile per raggiungere l’ospite definitivo.
• Ospite serbatoio: ospite infettato da un parassita che a sua volta può infettare l’uomo.

Una malattia causata da un parassita non dovrebbe essere né troppo virulenta né troppo efficiente: se un parassita uccidesse tutti gli ospiti per i quali è adattato morirebbe anche lui. Possono attaccare l’ospite in modo attivo o in modo passivo; alcuni possono avere diversi ospiti, quindi subiscono mutazioni anche dal punto di vista morfologico.

Infestione: quando un parassita cresce e si riproduce sopra o all’interno di un ospite.

Caratteri morfologici dei protozoi

Sono organismi eterotrofi chemiosintetici del regno dei Protisti, non formano aggregati pluricellulari, possono essere provvisti di cuticole e strutture eso- o endo-scheletriche di natura calcarea o silicea. Hanno pseudopodi, cilia (alcuni ciliati sono binucleati, un nucleo è deputato alle funzioni genetiche l’altro trofiche) e flagelli (gli emoflagellati presentano un unico e grosso mitocondrio che genera energia per la locomozione), sono capaci di  fagocitosi e pinocitosi, hanno a volte aperture preferenziali per l’assunzione di alimenti (citosoma) e l’eliminazione di scorie (citopige), alcuni possiedono organuli per il controllo osmotico interno ed esterno (vacuolo pulsante); si moltiplicano asessuatamente per moltiplicazione binaria o multipla, o alternando sessuata e asessuata. Alcuni possono formare cisti o spore per resistere ad ambienti ostili. La maggior parte sono saprofiti, commensali o parassiti obbligati. Le loro dimensioni sono molto variabili e vanno da 1micron ad un millimetro.

Meccanismo d’azione patogena dei protozoi

Alcuni abitano le superfici delle mucose senza invaderle, altri invece le invadono e altri ancora sono addirittura di parassitare vari tipi di cellule (macrofagi-resistenti), questi ultimi hanno particolari strutture, micronemi (filamentosi) che hanno il compito di riconoscere le cellule bersaglio, e di mediare la penetrazione, e sacculi che hanno la stessa funzione dei lisosomi. La patogenicità dei protozoi dipende dal loro corredo genetico e si manifesta con diversa intensità:

1. Infezione inapparente: non c’è appunto segno di malattia.
2. Azione meccanica: la moltiplicazione endocellulari provoca la lisi della cellula ospite.
3. Azione tossica: liberazione di citochine pirogene.
4. Necrosi litica: digestione di metaboliti con produzione di enzimi litici che distruggono i tessuti.
5. Azione sottrattiva: provocano carenza di nutrienti alle cellule dell’organismo sottraendoli per il proprio metabolismo.
6. Azione microbifera: la debilitazione dell’ospite e le lesioni di continuo di cute e mucose possono causare ulteriori infezioni sostenute da virus e batteri.
7. Azione immunoallergica: scatenano autoimmunità.
8. Induzione di reazione tissutale nell’ospite: incremento sistemico della proliferazione del tipo di cellula bersaglio.

Meccanismi di evasione della risposta immunitaria da parte dei protozoi

Modulazione antigenica dei protozoi

Sono capaci di variare antigeni di superficie nel corso della stessa infezione o di attraversare più fasi vitali con evoluzione fisica. Alcuni protozoi si “nascondono” all’interno dei macrofagi riuscendo a evitarne l’azione litica. Altri sono capaci di secernere antigeni solubili che provocano il blocco del sistema reticolo-endoteliale (diversivo).

Antigeni protozoari

Sono distinti in somatici (che sono di superficie e citoplasmatici), metabolici e solubili, ma la caratteristica principale degli antigeni dei protozoi è la stadio specificità, e così riesce a eludere il sistema immunitario mimetizzandosi di volta in volta con antigeni diversi.

Risposta immunitaria

Le IgA sono sintetizzate in infezioni endoluminali, le IgG in infezioni sistemiche. La risposta umorale è molto spesso in concomitanza con quella cellulo-mediata. A volte però la risposta immune può causare danni maggiori dell’infezione stessa, causando danni tissutali e ipersensibilità, i danni da eccessiva risposta cellulo-mediata sono dovuti alla formazione di immunocomplessi, che hanno potere immunogeno.

Farmaci per i protozoi

Per essere efficace un farmaco deve avere le seguenti caratteristiche:

1. agire solo sul protozoo.
2. avere tossicità limitata.
3. non indurre facilmente resistenze.
4. queste caratteristiche si potrebbero ritrovare in inibitori di enzimi specifici, o antagonisti del substrato, o in modificanti delle funzioni organellari.

Il problema principale è la mutazione fisica durante il ciclo vitale che provoca sensibilità al farmaco in una forma e non nelle altre.

I protozoi patogeni per l’uomo

Sono appartenenti a 4 phylia:

Phylum Sarcomastigophora

• Mastigophora(flagellati): Giardia intestinalis:presenta due fasi vitali una vegetativa (trofozoite) che ha aspetto piriforme appiattito in senso sagittale, e l’altra di resistenza (cisti) che viene ingerita con cibo e acqua contaminati, l’incistamento avviene a livello del colon e prevede la retrazione dei flagelli, la condensazione citoplasmatici in fini granuli e la creazione di una parete cellulare spessa 0,5 micron di struttura fibrillare. Le cisti sono bi- o quadri-nucleate, si repertano nelle feci. Una volta ingerita la cisti si trasforma in trofozoite a livello gastrico, e a livello dell’intestino tenue si attacca con una ventosa ventrale (flessibile x l’actina) alla mucosa del duodeno digiunale, e presenta vicino a questa ventosa 8 flagelli che gli conferiscono motilità. Il trofozoite si moltiplica per scissione binaria. Si trasmette attraverso il ciclo oro-fecale per la diffusione della forma cistica. L’infezione da Giardia decorre nella maggioranza dei casi in maniera asintomatica, nei soggetti predisposti (scarse IgA) però può provocare sintomi da mal assorbimento e modesta infiammazione con scariche diarroiche, può interessare anche dotti biliari e cistifellea. Il farmaco d’elezione è il cloridrato di chinacrina e alcuni composti azolici.
• Trichomonas vaginalis: non ha forme cistiche, il trofozoite appare come un flagellato asimmetrico con vago aspetto piriforme, 2 coppie di flagelli sul polo anteriore, presenta una membrana ondulante che si estende dal polo anteriore fino a metà del soma seguita da strutture citoscheletriche di sostegno all’interno, misura 15-20 micron. Presenta una peculiare organizzazione interna con un sistema formato da 50-60 microtubuli che percorrono l’asse maggiore (assostilo) e che protrudono dal polo posteriore. La sua porzione centrale accoglie il nucleo, ellittico e con ampio cariosoma. Possiede un evidente Golgi e numerosi ribosomi, sono assenti i mitocondri. È molto fragile nell’ambiente, e si trasmette per via sessuale, infetta l’apparato urogenitale umano. Si riproduce per fissione binaria longitudinale. Nel sesso femminile causa vaginiti purulente aderendo e danneggiando con microlesioni la mucosa, è spesso asintomatica nell’uomo, ma può provocare uretriti. La diagnosi si fa con il ritrovamento del microrganismo nell’essudato, il farmaco usato è il metronidazolo.
• Leishmanie (emoflagellati): le differenti specie sono morfologicamente sono provviste di un flagello, inserito in una tasca con struttura complessa.  Il ciclo vitale è comune a tutte; prevede due forme l’amastigote (nel vertebrato) e promastigote (nell’insetto vettore); nella fase di amastigote è ovolare di piccole dimensioni e con flagello rudimentale; nella forma di promastigote è allungato, con un lungo flagello che fuoriesce dal polo anteriore ed è più grande. Le leishmaniosi viscerali, provocano un aumento dei macrofagi inattivi carichi di protozoi nel citoplasma, dopo 2-4 mesi di incubazione  si presentano febbre, con ingrossamento di milza, fegato e linfonodi, iperplasia macrofagica del midollo osseo, a scapito delle altre cellule emopoietiche. La febbre diventa altalenante e si possono verificare dissenteria,, edematosi ecc. La leishmaniosi cutanea del vecchio mondo  dopo una incubazione di 4-8 settimane, appare una lesione tipica nella sede di inoculo, può ulcerare, e rimarginarsi oppure progredire in altri tessuti, oppure essere aggravata da infezioni batteriche. La leishmaniosi del nuovo mondo invece è una malattia mucocutanea che provoca lesioni ulcerative soprattutto in parti scoperte.
• Sarcodina: Le Amebe: poche sono patogene per l’uomo e fanno parte del genere Entamoeba, Acanthanoeba e Negleria.
• Entamoeba hisytolytica: ha localizzazione primitiva intestinale, è a trasmissione oro-fecale, il suo ciclo vitale prevede un trofozoite, ed una cisti tetranucleata, che si attiva con i succhi alcalini dell’intestino tenue, e si formano 4 trofozoiti; la colonizzazione avviene nel cieco.

Apicomplexa: Sporozoi

a) Plasmodi: La trasmissione interumana è assicurata da insetti del genere Anopheles, che iniettano protozoi sotto forma di sporozoiti che sono elementi fusiformi mononucleati molto mobili che colonizzano rapidamente gli epatociti, hanno un ciclo biologico caratteristico, nelle cellule epatiche vanno incontro a successive schizogonie con formazione dello schizonte, elemento multinucleato, di grandi dimensioni, da cui si originano molti elementi mononucleati (merozoiti), questi entrano nel circolo ematico e vanno a parassitare i globuli rossi, e si trasformano in trofozoiti. Dopo diverse generazioni i merozoiti si differenziano in gametociti, nei globuli rossi, i gametociti (maschi e femmine) si liberano dal globulo rosso solo nello stomaco dell’insetto ematofago, e qui che inoltre avviene la fecondazione e la formazione dell’oocinete, che è ricco di spore (struttura allungata e mobile),questi perforano la parete intestinale del vettore e raggiungono le sue ghiandole salivari per essere riversati nel circolo ematico del vertebrato (del cui sangue si nutrirà la zanzara).

Malaria: L’affezione malarica si manifesta in due modi: Malaria terzana maligna: 7-14 giorni di incubazione, si manifestano cefalea, artralgie e prostrazione,  poi febbre alta (dovuta alla lisi delle emazie parassitate che rilasciano cataboliti tossici), poi assume un andamento altalenante (ogni 2 giorni). In soggetti non immuni o in età pediatrica se non trattata la malaria sfocia in emorragie cerebrali, e morte. Malaria terzana benigna: incubazione + lunga, assume inizialmente lo stesso andamento, ma non sfocia mai nell’attacco acuto può provocare recidive (ipnozoiti). Malaria quartana: incubazione di un mese (ma anche fino a 8), la periodicità della febbre è di 72 ore, non si verificano recidive, ma esistono forme croniche. La diagnosi avviene con la ricerca del parassita nel sangue durante gli accessi febbrili.

Plasmodium malariae falciparum: gli schizonti maturano in merozoiti e lasciano il fegato per riversarsi nel circolo ematico.

Plasmodium ovale e vivax: una parte degli sporozoiti entrano in quiescenza come ipnozoiti (recidive).

b) Toxoplasma gondii: l’infezione si contrae tramite le feci di gatto, il suo ciclo vitale prevede una fase nel gatto (asessuata sessuata) e una nell’ospite intermedio.

Ciliophora 

Comprende i protozoi forniti di cilia in tutte le fasi del loro sviluppo, sono di dimensioni elevate e hanno due nuclei e si muovono grazie al movimento sincrono delle cilia.

Microspora

Sono protozoi patogeni intracellulari, sono ubiquitari, pur comportandosi da opportunisti vengono considerati patogeni soprattutto per la crescente diffusione tra gli immunodepressi.