Parassitologia
Laurea Magistrale Biologia Sanitaria
Pietro Lupetti
Dip. Scienze della Vita
III lotto Polo Scientifico S. Miniato Tel. 0577-234402
e-mail: pietro.lupetti@unisi.it
Testi consigliati
• Alla fine del corso si può avere accesso al CDROM con le presentazioni ppt per farne una copia o stamparne il contenuto
Programma
Parassitologia Generale
Parassitologia Speciale: Protozoi Trematodi Cestodi
Nematodi
Verifica Finale
Un unico colloquio con attribuzione di 6 crediti
Sarà importante la capacità di integrare le nozioni apprese durante gli altri corsi in una visione
critica, comparata ed interdisciplinare, con
riferimenti alle materie affini alla parassitologia (zoologia, immunologia, biologia cellulare
molecolare ecc.). Particolare attenzione sarà
data agli aspetti di diagnostica, patogenesi e
profilassi relativi a ciascuna delle parassitosi
trattate nella parte speciale.
Bacterium (prokaryote)
Animal (eukaryote)
Plant
(eukaryote)
Tre ipotesi sull ’ origine degli eucarioti…
• Eukaryotes resulted from the complete fusion of two or more cells, where the
cytoplasm was formed from a eubacterium, and the nucleus from an archaeon or
from a virus
• Eukaryotes developed from Archaea, and
acquired their eubacterial characteristics from the proto-mitochondrion
• Eukaryotes and Archaea developed separately
from a modified eubacterium
Ipotesi
“tradizionale”
!
• L’endosimbionte riceve nutrimento e protezione.
• La cellula ospite riceve la possibilità di generare energia
attraverso la respirazione aerobia
Eukaryotes resulted from the complete fusion of two or more cells, where the cytoplasm formed from a eubacterium,
and the nucleus from an archaeon or from a virus
Spirochaete bacteria
Spirochaete in cross-section
Kinetoplastida
(Trypanosoma)
Tre ipotesi…
• Eukaryotes resulted from the complete fusion of two or more cells, where the cytoplasm formed from a eubacterium, and the nucleus from an archaeon or from a virus
• Eukaryotes developed from Archaea, and
acquired their eubacterial characteristics from the proto-mitochondrion
• Eukaryotes and Archaea developed separately
from a modified eubacterium
Douglas et al. Nature (2001).
Tre ipotesi…
• Eukaryotes resulted from the complete fusion of two or more cells, where the cytoplasm formed from a eubacterium, and the nucleus from an archaeon or from a virus
• Eukaryotes developed from Archaea, and
acquired their eubacterial characteristics from the proto-mitochondrion
• Eukaryotes and Archaea developed
separately from a modified eubacterium
Ma…
mitocondri plastidi
I mitocondri condividono un progenitore comune con gli α proteobacteria I cloroplasti (ed altri plastidi) condividono un progenitore comune con i
cianobatteri
E allora forse…
• Eucarioti e Archaea si sono orginati
sepratamente a partire da un protobatterio comune….
• In assenza di fossili è molto difficile
formulare ipotesi solide ed univoche
Interazioni tra specie in una comunità di savana
L’insieme degli organismi che vive in una determinata area costituisce una comunità ecologica e ciascuna specie interagisce in un
determinato modo con le altre specie della comunità.
Le specie di una comunità interagiscono reciprocamente in tre modi principali:
§ PREDAZIONE
§ COMPETIZIONE INTERSPECIFICA
§ SIMBIOSI
Rete di interazioni in una comunità biologica
Il termine SIMBIOSI si riferisce a una
varietà di interazioni nelle quali due individui di specie diverse, un ospite e il suo simbionte, stabiliscono una stretta associazione: il
simbionte vive all ’ interno o sulla superficie corporea dell ’ ospite.
Si possono riconoscere tre diversi tipi di interazioni simbiotiche:
● PARASSITISMO (+/-)
● COMMENSALISMO (+/0)
● MUTUALISMO (+/+)
condizione parassitoide:
gli stadi larvali di alcune specie di
insetti si accrescono nutrendosi dei
tessuti vivi dell ’ ospite, portandolo
progressivamente alla morte
(+/0) commensalismo
Acacia cornigera
Pseudomyrmex (+/+) mutualismo
Acacia ants (Pseudomyrmex ferruginea) inhabit the
bull-horn acacia (Acacia cornigera), upon which they obtain food and shelter;
the acacia depends on the ants for protection from browsing animals, which the ants drive away. Neither member can survive
successfully without the other.
(+/+) mutualismo
Red Queen Hypothesis
In condizioni di coevoluzione tra due specie (ad esempio:
parassita e suo ospite) i
cambiamenti evolutivi di una specie possono portare
maggiore danno all’altra, che si trova così costretta ad evolvere per eliminare/limitare il
parassita.
Secondo questo punto di vista le specie devono evolvere
(correre) nel tentativo di
mantenere la stessa posizione reciproca (rimanere
apparentemente nello stesso posto)
Through the Looking Glass
(Carroll 1872)
• Alice decides that it would be easier to see the garden if she first climbs the hill, to which there appears to be a very straight path. However, as she follows the path, she finds that it leads her back to the house. When she tries to speed up, she not only returns to the house, she crashes into it. Hence, forward movement takes Alice back to her starting point (Red Queen dynamics), and rapid movement causes abrupt stops (extinction).
"Now, here, you see, it takes all the running you can do to keep in the same place". And so it may be with coevolution. Evolutionary change may be required to stay in the same place. Cessation of change or too sudden modifications may result in extinction.
The Red Queen
Biologist Robert Vrijenhoek has been studying the Mexican Poeciliid fish for more than 30 years. Some s p e c i e s o f P o e c i l i o p s i s reproduce sexually while others reproduce asexually.
Vrijenhoek found that the genetic diversity produced by sexual reproduction allowed the sexual fish to survive a parasite more successfully than the asexual fish. Invoking the Red Queen hypothesis, Vrijenhoek suggests the sexual populations are able to keep up or adapt to new selective challenges, while the asexual populations, essentially clonal, are not.
Le caratteristiche di una specie sono
influenzate dalle interazioni con altre specie.
COEVOLUZIONE è il termine usato per
descrivere le complesse interazioni che implicano una serie di adattamenti evolutivi reciproci tra due specie diverse: un cambiamento in una specie
agisce come una forza selettiva sull’altra, e un controadattamento da parte della seconda specie causa a sua volta un’ulteriore selezione degli
individui della prima.
Il Parassitismo è una simbiosi antagonistica in cui un organismo, il parassita, vive su o in un altro organismo di specie diversa, l’ospite, e trae vantaggio da esso causando danno all’ospite.
Può essere distinto in :
- parassitismo obbligatorio : questa è la forma più completa di adattamento al parassitismo; infatti il
parassita deve dipendere almeno per un certo periodo
della vita da un ospite, senza il quale non può completare il suo sviluppo. Esempi sono: Virus e Tenie
- parassitismo facoltativo : è proprio degli animali e dei vegetali che conducono normalmente vita libera ma che, penetrati casualmente nell ’ ambiente entozoico, vi
possono sopravvivere da parassiti. Generalmente il
parassitismo facoltativo è più dannoso per l ’ ospite
perché è un rapporto non stabile.
Proprietà dei parassiti
• mettono in atto una simbiosi antagonistica con un organismo di una specie differente danneggiandolo e sottraendogli risorse alimentari e nutrienti
• si nutrono a spese dell’ospite e lo utilizzano come nicchia trofica
• sono per definizione patogeni e danneggiano l’ospite
• raramente provocano la morte dell’ospite perché questa porterebbe anche alla propria estinzione
Proprietà degli ospiti
• Non si comportano passivamente
• Riducono gli effetti dannosi dei parassiti
• Mettono in atto meccanismi di difesa (anticorpi e macrofagi) nel tentativo di controllare almeno il numero dei parassiti
Cospeciazione ospite-parassita
• Sistema interessante per i biologi evoluzionisti
• 2 specie, frequentemente molto lontane dal punto di vista filogenetico, che mettono in atto una associazione intima e duratura
• Il percorso evolutivo che unisce ospite e parassita sottende una lunga storia evolutiva fatta di reciproci adattamenti (coevoluzione) uniti a frequenti eventi cladogenetici
• Questi eventi, generalmente, avvengono nel medesimo periodo di tempo
• Le specie coinvolte rappresentano così un riferimento (tempo di calibrazione) temporale per gli studi di evoluzione comparativa
EVOLUZIONE DEL PARASSITISMO
• Incontro casuale → commensalismo/mutualismo → parassitismo (la specie che si adatta più velocemente diventa parassita e prende il sopravvento)
• La relazione può evolversi più o meno rapidamente
verso la simbiosi mutualistica. Concomitanza di interessi per una convivenza sempre meno traumatica
Preadattamenti :
• FORESI → ECTOPARASSITISMO
• AMBIENTI MELMOSI → PARASSITI INTESTINALI
• Gli attuali parassiti derivano da forme ancestrali a vita libera che si sono adattate alla vita ecto- ed endoparassitaria
• Alcune specie di parassiti intestinali, quali protozoi e nematodi, erano preadattati alla sopravvivenza in un ambiente ostile
• E’ il caso di alcuni protozoi intestinali i cui progenitori possedevano delle fasi cistiche di resistenza capaci di sopravvivere alla disidratazione
Preadattamento
• Una volta ingeriti da un vertebrato, e grazie agli involucri cistici, questi “pre-parassiti” sarebbero stati in grado di resistere agli
“attacchi” dell’apparato digerente dell’ospite (stomaco), localizzandosi nell’intestino e trovando, in questa sede, un ambiente simile a quello presente nel terreno e nella sostanza organica in decomposizione ma trovando all’interno dell’ospite delle condizioni favorevoli per la propria sopravvivenza quali disponibilità di risorse alimentari e assenza di competitori e predatori
