Biologia animale e. Vegetale, Schemi e mappe concettuali di Scienze della Terra

Scarica Biologia animale e. Vegetale e più Schemi e mappe concettuali in PDF di Scienze della Terra solo su Docsity! I MECCANISMI DELL’EVOLUZIONE (LEZIONE 13) I meccanismi del cambiamento evolutivo . EVOLUZIONE: cambiamento genetico che si verifica in una popolazione, un gruppo di individui di una stessa specie che vivono nello stesso tempo e s incrociano tra loro all’interno di una particolare area geografica L’origine della variabilità genetica è la mutazione MUTAZIONE - Variazione della sequenza nucleotidica del DNA di un organismo. Il processo di replicazione del DNA non è perfetto = in un genoma replicato appaiono a volte delle modifiche - Avvengono in modo casuale rispetto alle esigenze = ADATTAMENTO - Può ripristinare la variabilità genetica - TASSO DI MUTAZIONE: elevato in virus e batteri - Differenti forme di un gene derivate dalle mutazioni: alleli → insieme di tutte le coppie di alleli di tutti i loci genetici di una popolazione = POOL GENICO * Possono essere: 1. Dannose per il portatore = mutazioni deleterie 2. Non avere alcun effetto per il portatore = mutazioni neutrali 3. Essere vantaggiose per il portatore = mutazioni vantaggiose POOL GENICO* - È la somma delle variabilità genetica di una popolazione - È la somma di tutti gli alleli che si trovano in una popolazione o in un locus particolare - È l’insieme di tutti gli alleli dell’intero set di geni che determinano una popolazione in un determinato momento SELEZIONE - Agisce sulla variabilità per produrre rapidi cambiamenti evolutivi - Può essere di 3 tipologie: 1. Selezione artificiale: selezione a vantaggio di fenotipi specifici operata dall’uomo 2. Selezione naturale: tratto favorevole che evolve per selezione naturale = adattamento 3. Selezione sessuale: individui di un sesso si accoppiano preferenzialmente con particolari individui di sesso opposto, invece che a caso TERMINI - FLUSSO GENICO: se il flusso genico si interrompe tra due popolazioni esse possono divergere e diventare nuove specie - DERIVA GENETICA: insieme dei cambiamenti casuali nelle frequenze alleliche da una popolazione all’altra (alleli nocivi=aumentare in frequenza / alleli vantaggiosi= andare perduti) COLLO DI BOTTIGLIA 1. La popolazione originale contiene un numero circa uguale di alleli per Il rosso e per il giallo 2. Un evento esterno accidentale riduce notevolmente le dimensioni della popolazione 3. Nella popolazione sopravvissuta: frequenze alleliche differiscono da quelle della popolazione 4. Quando la popolazione si riprende, dopo il collo di bottiglia, le frequenze alleliche riflettono quelle della popolazione sopravvissuta (più alleli per il rosso che alleli per il giallo) Il tipo di evoluzione che dipende da cambiamenti delle frequenze alleliche in tempi brevi tra le diverse generazioni viene definito come microevoluzione Le grandi trasformazioni sono definiti come i processi macroevolutivi 1 L’evoluzione si misura con i cambiamenti delle frequenze alleliche . PRINCIPIO DI HARDY-WEINBERG all’interno di una popolazione vi è un equilibrio tra le frequenze alleliche e genotipiche di un particolare carattere da una generazione all’altra. In altre parola, queste frequenze non cambiano a meno che non intervengano fattori esterni a disturbare l’equilibrio Grazie a questo principio, è possibile determinare la frequenza di ciascun allele nei figli partendo dalle frequenze dei genitori - Allele dominante: individuo eterozigote solo allele dominante si esprime/influenza il fenotipo - Allele recessivo: si può manifestare solo nella forma omozigote (aa) Diversi meccanismi sono in grado di modificare l’equilibrio di Hardy-Weinberg: 1. MUTAZIONE - Cambiamenti rari, casuali ed ereditabili dal materiale genetico - Può insorgere in qualunque tipo di cellula, in qualunque momento della vita in qualunque organismo (procariote/eucariote), sia nelle cellule somatiche sia germinali - Possono insorgere spontaneamente (spontanee) o da agenti mutageni (indotte). - La probabilità che un gene muti in una singola generazione o nella formazione di un singolo gamete è di circa 10-5/10-6 per gamete per generazione MUTAZIONE GENICA Variazione della sequenza nucleotidica del DNA Può essere dovuta a sostituzioni di basi oppure inserzioni/delezione di basi A seconda delle conseguenze delle mutazioni geniche si distinguono in: - mutazioni silenti = alterazione tripletta codificante per un aminoacido, che codifica sempre lo stesso aminoacido pur cambiando la sequenza genica - mutazioni di senso - mutazioni non senso - delezione o inserzione di una base MUTAZIONE CROMOSOMICA principali anomalie alla struttura dei cromosomi comprendono: - Delezione di un segmento (perdita di un segmento di cromosoma) - Duplicazione (ripetizione di un segmento di cromosoma) - Inversione (rotazione di 180° do un segmento di cromosoma) - Traslocazione reciproca (scambio reciproco di parti tra cromosomi non omologhi) MUTAZIONE GENOMICA anomalie nel numero di cromosomi Esse comprendono: - Aneuploidie (errori nella corretta ripartizione dei cromosomi durante la I o la II divisione meiotica in cui si perdono o aggiungono cromosomi) - Poliploidie, (acquisizione di interi cromosomi, tra cui triploide (3n) o tetraploidi (4n)). Le mutazioni AUMENTANO VARIABILITA’ GENICA 2. ACCOPPIAMENTI NON CASUALI Individui consanguinei hanno più probabilità di vivere vicini: inbreeding Individui scelgono partner in base alla somiglianza con il proprio fenotipo: assortative mating = modifica frequenze dei genotipi (aumento degli omozigoti per quel carattere) = inalterate le frequenze alleliche. DIMINUISCE VARIABILITA’ GENICA 3. DERIVA GENETICA Insieme dei cambiamenti delle frequenze alleliche dovuti esclusivamente al caso Cambiamenti più pronunciati nelle popolazioni di piccole dimensioni Il numero di individui in una popolazione si riduce drasticamente e rimangono pochi sopravvissuti (effetto collo di bottiglia). Le nuove generazioni presentano corredo genetico 2 LA SPECIAZIONE (LEZIONE 14) Le specie sono linee isolate riproduttivamente nell’albero della vita . SPECIE: gruppo di organismi che possono accoppiarsi fra loro producendo prole fertile SPECIAZIONE: processo necessario per la produzione delle specie che consiste nella divergenza tra due linee di organismi viventi e nell’emergere dell’isolamento riproduttivo tra esse Linneo: sistema nomenclatura binomiale → le specie prendono il loro nome scientifico, MA non sapeva nulla di genetica quindi li classificò sulla base del loro aspetto = concetto morfologico di specie Ernst Mayr: “le specie sono gruppi di popolazioni naturali all’interno dei quali avvengono effettivamente, o possono avvenire, incroci, e che sono riproduttivamente isolati da altri gruppi del genere” = concetto biologico di specie La speciazione . Richiede l’interruzione del flusso genico all’interno di una specie i cui membri in precedenza si scambiavano geni tra loro e stabilisce una barriera tra le popolazioni divergenti 2 tipi di speciazione (= 2 modi diversi in cui si realizza l’isolamento riproduttivo): 1. SPECIAZIONE ALLOPATRICA - Quando una popolazione viene divisa da una barriera fisica geografica - Le linee che discendono dalle popolazioni fondatrici evolvono differenze a causa della deriva genetica e dell’adattamento ai diversi ambienti delle 2 aree - Formazione di specie sorelle strettamente imparentate tra loro - Potrebbe determinarsi quando alcuni membri di una popolazione attraversano una barriera già esistente e vengono a creare una nuova popolazione isolata 2. SPECIAZIONE SIMPATRICA - Avviene in assenza di barriere fisiche ma è necessario un evento di tipo genetico che suddivida la popolazione iniziale in sottopopolazioni non più in grado di incrociarsi - Eventi possibili che possono generare la speciazione simpatrica: 1. Differenziamento degli habitat: individui con genotipi diversi mostrano una preferenza per un microhabitat particolare in cui accoppiarsi 2. Selezione sessuale: le specie sono in parte riproduttivamente isolate perchè si accoppiano di preferenza con individui cresciuti sullo spesso frutto o perchè sfarfallano in momenti diversi dell’anno 3. Poliploidia: duplicazione dell’intero corredo cromosomico Essa può derivare dalla duplicazione dei cromosomi in una singola specie (AUTOPOLIPLOIDIA: prole ibrida sterile = autofecondazione) o dalla combinazione di due specie differenti (ALLOPOLIPLOIDIA) Meccanismi più comuni di isolamento riproduttivo . 1. MECCANISMI DI ISOLAMENTO PREZIGOTICO: impediscono il verificarsi dell’ibridazione entrano in gioco prima della fecondazione - Isolamento temporale molti organismi hanno una specifica stagione di accoppiamento. Se 2 specie strettamente imparentate si riproducono in diversi momenti dell’anno non potranno mai avere la possibilità di formare ibridi - Isolamento ambientale due specie strettamente affini evolvono preferenze per vivere o riprodursi in habitat differenti, non possono mai venire a contatto durante i rispettivi periodi riproduttivi - Isolamento meccanico differenze nelle dimensioni e nella forma degli organi riproduttivi possono impedire l’unione di gameti di specie diverse. Non è fisicamente possibile - Isolamento gametico gli spermatozoi di una specie non possono aderire alle cellule uovo di altre specie - Isolamento comportamentale un individuo può rifiutare un individuo di un’altra specie con cui accoppiarsi. ES. le femmine rispondono ai richiami amorosi emessi dai maschi della loro specie 5 2. MECCANISMI DI ISOLAMENTO POSTZIGOTICO: riducono la fitness della prole ibrida entrano in gioco dopo la fecondazione - Bassa vitalità degli zigoti ibridi zigoti ibridi potrebbero non riuscire a maturare normalmente e morire durante lo sviluppo o presentare anomalie fenotipiche - Bassa vitalità degli adulti ibridi la prole ibrida potrebbe avere una minore speranza di sopravvivenza rispetto alla prole non ibrida - Infertilità degli ibridi gli ibridi possono raggiungere l’età adulta ma risultare sterili CLASSIFICAZIONE DELLE FORME DI VITA REGNO MONERE . Le monere (o procarioti) sono organismi unicellulari caratterizzati da: 1. Assenza di membrane interne (endomembrane) 2. Non hanno un nucleo strutturato (DNA circolare libero nel citoplasma) 3. Non hanno organuli racchiusi da membrane 3 MAGGIORI DOMINI: - batteri (procarioti) - archei (procarioti) - eucarioti (evoluti dal ramo degli archei) EUCARIOTI PROCARIOTI - Sono tutti gli organismi privi di un nucleo cellulare - Sono tutti unicellulari - DNA nel nucleo e circondato da membrana - Presenza di diversi organuli citoplasmatici circondati da membrana (mitocondri, apparato di Golgi,...) - Non si dividono per mitosi ma per scissione binaria - Comprendono forme uni e pluricellulari - DNA circolare - Privi di organuli citoplasmatici circondati da membrana (mitocondri, apparato di Golgi,...) MICROBI: organismi microscopici sia procarioti che eucarioti PEPTIDOGLICANI - Quasi tutti i batteri (procarioti) possiedono una parete cellulare contenente peptidoglicano, un polimero di amminozuccheri - Colorazione di Gram: 1. Gram-negativo: (rosso) sottile strato di peptido- glicani avvolto da una seconda membrana esterna. In mezzo c’è spazio periplasmatico (proteine per digestione e trasporto) 2. Gram-positivo: (viola) strato di peptidoglicani x5 rispetto al Gram-negativo. Questo spesso strato di peptidoglicano è disposto a formare un reticolo in grado di svolgere alcune delle funzioni proprie dello spazio periplasmatico dell'involucro cellulare Gram-negativo (che comprende la parete cellulare più la membrana esterna 3 FORME PRINCIPALI: 1. Sferica = cocco, strutture bidimensionali o tridimensionali 2. Bastoncello = bacillo 3. Spirale = spirilli Spirilli e bacilli possono esistere come singole cellule, allinearsi in catene oppure aggregarsi a formare gruppi di elementi disposti in maniera regolare 6 - TERMOFILI: resistenti alle radiazioni e possono nutrirsi di scorie nucleari e di altri materiali tossici. Possono sopravvivere in ambienti estremamente freddi o caldi - STAFILOCOCCHI: responsabili dello sviluppo dei foruncoli e di molte altre affezioni cutanee, malattie respiratorie, intestinali e infezioni delle ferite - ATTINOBATTERI: cessa la crescita dei filamenti ramificati e la struttura si frammenta in bacilli o cocchi - CIANOBATTERI: (alghe azzurre) utilizzano la clorofilla a per la fotosintesi e liberano ossigeno gassoso (O2), molte specie fissano l’azoto inorganico (N2) IMPORTANZA: 1. Ruolo ecologico fondamentale come decompositori di molecole organiche complesse (riciclaggio nutrienti) e sostanza inquinanti (petrolio). 2. Utilizzati come bio-risanamento di aree inquinate (metanogeni producono biogas) 3. Fotosintesi (cianobatteri) e fissazione dell’azoto 4. Utilizzo commerciale (batteri lattici utilizzati nella produzione di yogurt, formaggi) 5. Microbioma: comunità di batteri che vivono nel nostro corpo 6. Biofilm: a contatto con una superficie solida, le cellule si legano alla superficie stessa e secernono una matrice gelatinosa e appiccicosa di polisaccaridi che intrappola le cellule. Quando si forma il biofilm le cellule diventano più difficili da uccidere 7. Antibiotici per combattere infezioni batteriche REGNO PROTISTI . Protisti o eucarioti= termine che raggruppa tutti gli eucarioti diversi da piante, animali e funghi La separazione degli eucarioti dagli archei: - Endosimbiosi dei batteri che hanno dato origine ai mitocondri e ai cloroplasti - Fusione di linee evolutive dei due gruppi di procarioti ORIGINE CELLULA EUCARIOTICA 1. Comparsa di una superficie cellulare flessibile - Può formare pieghe aumentando l’area per gli scambi gassosi e nutritivi - Permette l’invaginazione della membrana = aumento velocità scambio materiali - Permette di incorporare per endocitosi piccole particelle e liquidi 2. Sviluppo di un citoscheletro 3. Origine di un involucro nucleare che racchiude un genoma organizzato in cromosomi 4. Comparsa di vescicole digestive o vacuoli 5. Acquisizione per endosimbiosi di mitocondri e cloroplasti AUMENTO COMPARTIMENTAZIONE E DELLA COMPLESSITÀ CELLULARI 1. Sviluppo di un citoscheletro più complesso (quello degli eucarioti è molto più complesso) 2. Formazione di membrane interne associate ai ribosomi, alcune delle quali circondano il DNA 3. Confinamento del DNA cellulare in un nucleo 4. FOrmazione di un flagello a partire dai microtubuli del citoscheletro 5. Evoluzione dei vacuoli digestivi TEORIA ENDOSIMBIOTICA - I cianobatteri hanno lentamente arricchito l’atmosfera di Ossigeno → conseguenze dannose per la maggior parte degli organismi MA - Alcuni procarioti o eucarioti capaci di fagocitosi furono in grado di sopravvivere - ENDOSIMBIOSI= incorporazione di un proteobatteri che si è successivamente evoluto in mitocondrio → produzione di ATP attraverso la respirazione cellulare - Eucarioti fotosintetici= risultato di un’ulteriore endosimbiosi: incorporazione di un procariote imparentato con gli attuali cianobatteri, che hanno dato origine ai cloroplasti 7 IMPORTANZA - I resti di alcuni protisti formano le sabbie o sono le fonti principali del petrolio (inquinamento) - Diatomee: responsabili di ⅕ di tutto il C che viene fissato sulla Terra per fotosintesi - Alcuni eucarioti microbici = patogeni responsabili di gravi malattie nell’uomo e in altri vertebrati (Plasmodium= parassita globuli rossi che causa la malaria) - Diverse alghe sono la base della catena alimentare dell’ecosistema marino e d’acqua dolce - Alghe rosse = accumulo carbonato di calcio → creazione barriere coralline - Omega-3 sono prodotti da diversi protisti facenti parte del fitoplancton di cui i pesci si nutrono. Hanno inoltre la capacità di ridurre le infiammazioni (malattie cardiovascolari) - EPA (acido eicosapentaenoico) = potenziali benefici in malattie mentali come schizofrenia (malfunzionamento dei neuroni dopaminergici) - DHA (acido docosaesaenoico) = principale costituente dei fosfolipidi nel cervello (bassi livelli riscontrati in pazienti con l’ Alzheimer), occhio e qualità degli spermi - Bioindicatori dell’ambiente=possono vivere solo in certe condizioni specifiche di temperatura, salinità, nutrienti - Terre diatomacee: usate come insetticida ecologico (ostruisce le trachee degli insetti) 10 CLASSIFICAZIONE DELLE FORME DI VITA pt.2 (LEZIONE 15 A) REGNO ANIMALIA . CARATTERISTICHE GENERALI che si associano agli animali: - Pluricellularità: i cicli biologici prevedono sequenze complesse di sviluppo da uno zigote unicellulare a un adulto pluricellulare - Metabolismo eterotrofo: può sintetizzare poche molecole organiche a partire da sostanze chimiche inorganiche, quindi devono ottenere dall’ambiente le molecole organiche necessarie - Digestione interna: processi interni per ridurre i materiali provenienti dal loro ambiente nelle molecole organiche di cui hanno bisogno (intestino) - Movimento e sistema nervoso: movimento coordinato attraverso un sistema nervoso ben sviluppato, che in genere funziona anche come sistema sensoriale Il PROGENITORE COMUNE degli animali era forse un protista flagellato coloniale simile agli attuali coanoflagellati coloniali, che presentano somiglianze con le spugne pluricellulari Perché iniziano a formarsi colonie? - IPOTESI 1 Le colonie pluricellulari sono più efficienti nella cattura delle prede, quindi si formano spontaneamente colonie in risposta a composti di segnalazione che si trovano in certe specie di batteri planctonici di cui si nutrono - IPOTESI 2 In una linea di coanoflagellati, determinate cellule della colonia iniziarono a specializzarsi, alcune per il movimento, altre per la nutrizione e altre ancora per la riproduzione e così via. Le cellule avrebbero poi potuto continuare a differenziarsi. Il coordinamento è stato poi mediato da molecole di segnalazione = formazione di organismi più grandi e più complessi = animali SEGMENTAZIONI Prime divisioni cellulari di un embrione L’andamento dipende dalle caratteristiche del tuorlo, ovvero il materiale nutritivo di natura acellulare che nutre l’embrione in crescita - RADIALE: (cnidari e ctenofori) lo zigote e le cellule si dividono completamente e in modo uniforme = simmetria raggiata o radiale - SPIRALE: (in lofotrocozoi) nei rettili la presenza di una grande quantità di tuorlo nell’uovo fecondato determina una segmentazione parziale. Le cellule in divisione formano un embrione collocato sopra alla massa del tuorlo Con il procedere dello sviluppo i foglietti di cellule si differenziano in organi e sistemi di organi specifici: - Embrioni di animali DIPLOBLASTICI: 2 foglietti + 1 ectoderma - Embrioni di animali TRIPLOBLASTICI: 3 foglietti + mesoderma (tra ectoderma ed endoderma) GASTRULAZIONE Porta alla formazione di una sfera cava costituita da un singolo strato di cellule che si invagina. L’apertura della cavità che si forma si chiama BLASTOPORO. La modalità di gastrulazione permette di distinguere gli animali triploblastici in 2 gruppi: - PROTOSTOMI: il blastoporo da origine alla bocca, mentre l’ano si formerà più avanti - DEUTEROSTOMI: il blastoporo da origine all’ano, mentre la bocca si formerà più avanti PROTOSTOMI + DEUTEROSTOMI = BILATERI (animali caratterizzati da simmetria bilaterale) 11 PIANO STRUTTURALE Cos’è un piano strutturale (o piano corporeo) - Struttura generale di un animale - Disposizione dei suoi apparati - Funzione integrata delle parti che lo compongono Essi sono diversificati da un punto di vista morfologico ma possono essere considerati variazioni di 4 caratteristiche fondamentali: 1. Simmetria del corpo 2. Struttura delle cavità del corpo 3. Suddivisione del corpo in segmenti 4. Presenza di appendici esterne Ciascuna di queste caratteristiche influisce sul modo in cui l'animale interagisce con l’ambiente SIMMETRIA DEL CORPO - Simmetria sferica: le parti del corpo irradiano da un punto centrale (protisti unicellulari) - Simmetria radiale o raggiata: le diverse proporzioni del corpo sono disposte intorno a un singolo asse situato al centro del corpo (ctenofori, cnidari e echinodermi) - Simmetria bilaterale: caratteristica tipica degli animali che sviluppano un’estremità anteriore, che precede tipicamente il resto del corpo quando l’animale si muove. L’animale può essere diviso in due metà speculari da un singolo piano che lo attraversa dall’estremità anteriore all’estremità posteriore. Si vedono quindi un lato dorsale e un lato ventrale. Fortemente collegato alla cefalizzazione. Cefalizzazione: concentrazione di organi sensoriali e di tessuto nervoso all’estremità anteriore dell’animale STRUTTURA DELLA CAVITÀ DEL CORPO Gli animali triploblastici possono essere ricondotti a 3 diversi tipi strutturali in base alla presenza (o meno) e alla struttura di una cavità corporea interna ripiena di liquido: 1. ACELOMATI non hanno una cavità corporea ripiena di liquido e lo spazio tra intestino e parete muscolare del corpo è occupato da masse di cellule dette mesenchima. Solitamente si muovono tramite ciglia 2. PSEUDOCELOMATI dotati di una cavità corporea (pseudocele), uno spazio ripieno di liquido tra mesoderma ed endoderma nel quale sono sospesi molti degli organi interni 3. CELOMATI dotati di una cavità che si sviluppa all’interno del mesoderma (celoma). Esso è rivestito da uno strato cellulare di nome peritoneo che avvolge anche gli organi interni 12 CLASSE CALCAREA (CALCISPONGIAE) . - Presentano spicole formate da carbonato di calcio, forma ad ago oppure 3-4 raggi - Piccole dimensioni (<10 cm) e vivono in fondali di ambienti superficiali - Corpo sacciforme ma possono svilupparsi nelle tre forme di complessità organizzativa, asconoide (es. Clathrina), siconoidi (es. Sycon), leuconoidi (Leucosolenia). - Marine e prive di colorazione (grigio-bianco) CLASSE HEXACTINELLIDA (HYALOSPONGIAE) . - Presentano spicole vitree di silicio, spesso fuse in complessi reticoli (maggiore rigidità) - Dimensioni ridotte e possono vivere in profondità grazie alla resistenza della rete di spicole - Corpo a coppa o vaso con struttura siconoide o leuconoide - Spesso hanno un tessuto sinciziale in cui le cellule non sono divise da membrana plasmatica ed immerse all’interno della rete trabecolare formata dalle spicole CLASSE DEMOSPONGIAE . - Comprendono la quasi totalità (95%) dei poriferi viventi. - Presentano spicole di silicee ad ago o radiante con spongina - Presentano struttura leuconoide di dimenionsi 1m. - Colori brillanti dati dalla simbiosi con cianobatteri ed altri organismi unicellulari. CLASSE HOMOSCLEROMORPHA . Non presentano spicole (es. Oscarella) oppure spicole semplici, piccole, non si formano attorno ad un filamento assiale (es. Corticium) RIPRODUZIONE 1. SESSUATA Ermafroditismo insufficiente: spermi (coanociti) rilasciati nell’acqua. Oociti (coanociti o archeociti) restano nel mesoilo (fecondazione interna) o vengono rilasciati nell’acqua (fecondazione esterna). Oocita fecondato si sviluppa in larva flagellata liberamente natante che poi si fissa al substrato 2. ASESSUATA - Per frammentazione: notevoli capacità di rigenerazione. Porzioni di spugna tagliate o spezzate rigenerano un nuovo individuo - Per gemmazione: gemme esterne che possono staccarsi o rimanere attaccate alla spugna che le ha prodotte formando una colonia gemme interne (gemmule: aggregati di cellule totipotenti in stato di quiescenza) IMPORTANZA ECOLOGICA - Rifugio per organismi simbionti (piccoli crostacei, alghe unicellulari, cianobatteri). Rapporto vantaggioso reciproco perché la spugna offre rifugio mentre ospite nutrimento (detriti dai pasti dei crostacei, contributo al metabolismo da parte dei batteri e alghe). - Vantaggi da un punto di vista clinico: estratti di sostanze bioattive dalle spugne hanno effetti benefici contro la leishmaniosi (malattia causata da un protista cinotoplastide) ed infezioni erpetiche, mentre i batteri simbionti agiscono contro infezioni da Staphylococcus aureus ed Escherichia coli - Fanno parte della dieta di base di molte specie acquatiche (es. tartarughe e stelle marine) - Applicazioni in campo ingegneristico 15 PHYLUM CNIDARIA (LEZIONE 16) CARATTERISTICHE GENERALI - Comprendono: meduse, anemoni di mare, coralli e idrozoi - Sono predatori specializzati, capaci di catturare anche prede molto più grandi di loro - Simmetria radiale: corpo può essere diviso da uno o più piani che passano longitudinalmente lungo il suo asse centrale - La bocca è posta in continuità della cavità gastrovascolare (CG) = NON hanno un intestino Cavità gastrovascolare serve per: digerire, circolazione, scambi gassosi, scheletro idrostatico ⇒ NON hanno ORGANI, CAPO e SISTEMA NERVOSO (solo una semplice rete di neuroni) - Due tipi di alimentazione: 1. Digestione extracellulare: nella CG ci sono enzimi digestivi dati da cellule ghiandolari 2. Digestione intracellulare: cellule nutritive-muscolari fagocitano le particelle alimentari - Il ciclo biologico di molti cnidari è caratterizzato da due stadi distinti: 1. Stadio sessile: chiamato polipo 2. Stadio mobile chiamato medusa (è natante) CICLO BIOLOGICO DEGLI CNIDARI - I polipi maturi producono meduse per via asessuata, mediante gemmazione - Le meduse si riproducono sessualmente, producendo per meiosi cellule uovo o spermatozoi e liberando i gameti nell’acqua. L’uovo fecondato dà origine a una larva ciliata indipendente, detta planula, che a un certo punto si fissa sul fondo, trasformandosi in polipo L’adulto presenta un corpo sacciforme con due foglietti, epidermide (blu scuro) e gastrodermide (giallo), fra cui è interposta una mesoglea (matrice extracellulare simile al connettivo). Cavità gastrovascolare incompleta con una singola apertura che funge da bocca/ano. Tentacoli circondano l'apertura METAGENESI = alternanza tra generazione delle due forme polipoide e medusoide PARTICOLARITÀ Hanno i tentacoli ricoperti di cellule specializzate che contengono organuli urticanti (nematocisti), capaci di iniettare tossine nelle loro prede Gli stimoli tattili determinano la scarica delle nematocisti. Alcuni antozoi presentano meccanorecettori ciliari che si attivano in presenza di sostanze chimiche rilasciate dalle prede in avvicinamento. Il meccanismo di scarica è uno dei processi più rapidi del mondo vivente Una volta scaricata, il cnidocita viene riassorbito e se ne forma uno nuovo Come si forma una nematocisti? Nel cnidocita, la nematocisti si forma per aggiunta di vescicole ricche di proteine provenienti dall’apparato di Golgi. Il tubulo è invaginato all’interno della capsula che si compatta (polimerizzazione di proteine di membrana TOSSINE: Le nematocisti inoculano liquido ricco di neurotossine che uccidono le prede per shock anafilattico. La natura delle neurotossine varia da specie a specie ma sono generalmente costituite da tre proteine con effetto sinergico: 1. ipnossina (effetto anestetico) 2. talassina (effetto allergenico che causa risposta antinfiammatoria) 3. congestina (provoca paralisi apparato circolatorio e respiratorio) Peptidi presenti nella struttura proteica della neurotossina: - Inibitori del canale del sodio - Inibitori del canale del potassio - Acid-sensing ion-channel inhibitor (ASICs, canali per H+) - TRPV1 inibitore (canale ionico coinvolto nella percezione del calore, percezione tattile, e coinvolto processi antinfiammatori) 16 COMPOSIZIONE CELLULE EPITELIALI 1. Cellule epiteliali muscolari formano l’epidermide esterna - Base cellule = miofibrilla (strato muscolare) - Cellule = si autoriproducono 2. Cellule sensoriali soprattutto attorno a bocca e tentacoli - Flagello sensibile a stimoli tattili e chimici 3. Cellule sinaptiche (comunicano grazie ai processi sinaptici delle cellule sensoriali) - formano sinapsi con cellule sensoriali, cellule epiteliali muscolari e con gli cnidociti ⇒ rete nervosa - Impulsi nervosi da una cellula all’altra mediante il rilascio di neurotrasmettitori CLASSE HYDROZOA . - Il polipo domina il ciclo biologico degli idrozoi - Per la maggior parte coloniali (Hydra solitaria per esempio) - Si fissano a rocce, possono creare tubi chitinosi oppure formare simbiosi con altri organismi - Le gonadi sono ectodermiche - Una singola larva può dare luogo a una colonia formata da molti polipi, tutti interconnessi e con cavità gastrovascolari in continuità tra loro - SPECIALIZZAZIONI: 1. Tentacoli con nematocisti per catturare la preda per la colonia 2. Produzione di meduse per via asessuata 3. Difendere la colonia con le nematocisti ANATOMIA - Margine della campana proiettata verso l’interno = velum (chiude parzialmente la porzione di campana aperta ed è utilizzato nel nuoto: contrazioni muscolari generano propulsione) - Bocca si apre all’estremità di un manubrio, sospeso nella cavità subombrellare. Da esso partono 4 canali radiali che si connettono ad un canale anulare intorno al margine ombrellare - Rete nervosa = concentrata in due anelli alla base del velum - Presenza di organi di senso specializzati per equilibrio (statocisti) e fotosensibili (ocelli) CLASSE SCYPHOZOA . - La medusa domina il ciclo biologico degli scifozoi - La mesoglea delle loro meduse è spessa e resistente (contiene cellule e fibre) - Le gonadi sono endodermiche - Sessi separati L’uovo fecondato si sviluppa in una piccola larva planula che si posa presto su un substrato e si sviluppa in un piccolo polipo. Questo polito si nutre, cresce e può produrre altri polipi per gemmazione. Dopo un po’ dal polipo cominciano a staccarsi piccole meduse ANATOMIA - Mancanza di velum ma margine dell’ombrello spesso lobato e ciascun incavo tra lobi adiacenti porta un organo di senso (ropalio). Ciascun ropalio possiede una statocisti e due fossette contenenti cellule sensoriali ed ocelli per la fotorecezione - Stomaco diviso in tasche dotate di proiezioni digitiformi con nematocisti (filamenti gastrici). - Manubrio forma 4 braccia orali utilizzare per la cattura ed ingestione del cibo CLASSE CUBOZOA . - Uno o gruppi di tentacoli si trovano a ciascun angolo del quadrato formato dall’ombrello. La base dei tentacoli si differenzia in una dura lamina appiattita (pedalium) - Presentano ropali - Velarium: ripiegamento interno margine dell’ombrello non lobato (aumenta efficienza nuoto) - Predatori attivi e voraci = le loro punture possono essere fatali anche per l’uomo 17 PROTOSTOMI E DEUTEROSTOMI PROTOSTOMI . - Significa “prima bocca” poiché durante lo sviluppo il blastoporo embrionale diventa la bocca - Il celoma si forma per scissione interna del mesoderma. Ammassi di cellule mesodermiche si fessura e ricoprono cavità e organi interni - I piani di segmentazione sono trasversali. Questa suddivisione implica necessariamente che le cellule tendono ad accavallarsi l'una sulle altre. Ogni cellula ha un ruolo definito ed importante nello sviluppo dello zigote (sviluppo a mosaico) - Sono animali a simmetria bilaterale il cui corpo presenta 2 importanti tratti derivanti: 1. Cervello anteriore che circonda il segmento iniziale del tubo digerente 2. Sistema nervoso ventrale costituito da cordoni nervosi longitudinali appaiati o fusi LOFOTROCOZOI Hanno una struttura trofica nota come lofoforo e una larva che conduce una vita libera, la trocofora, entrambe dotate di ciglia. NON tutti i lofotrocozoi hanno un lofoforo e una trocofora Presentano durante le prime fasi dello sviluppo embrionale una segmentazione spirale dell’uovo Molti hanno un corpo vermiforme = simmetria bilaterale Sono privi di appendici motorie e hanno un corpo molle che permette agli animali di scavare in modo efficiente nei sedimenti marini o nel suolo - Lofoforo Organo che si trova intorno all’apertura orale, che sostiene una serie di tentacoli cavi o ciliati Utilizzo: raccolta di cibo e scambi gassosi Organismi adulti: quasi tutti caratterizzati da uno stadio sessile - Trocofora Forma larvale più diffusa Si muove per mezzo del battito di una fascia di ciglia Tipica di vermi piatti, nemertini, anellidi e molluschi ECDISOZOI Possiedono un rivestimento esterno (o cuticola), che viene secreto dall’epidermide sottostante. Cuticola = fornisce protezione e sostegno meccanico Per aumentare le proprie dimensioni corporee abbandonano la vecchia cuticola e mediante la MUTA la sostituiscono con una nuova, più grande (cuticola nuova già presente sotto, si deve solo indurire) Funzioni cuticola: scheletro esterno o esoscheletro inspessito da proteine + chitina DEUTEROSTOMI . - Significa “seconda bocca” poiché durante lo sviluppo il blastoporo embrionale diventa l’ano - Il celoma si origina da tasche dell'archenteron (il canale alimentare embrionale) che successivamente migreranno a foderare cavità interna ed organi - I piani di segmentazione sono paralleli o perpendicolari all'asse polare del corpo, risultato una disposizione ordinata dei blastomeri (= segmentazione radiale). Lo sviluppo è regolativo poiché, seppur rimossi i blastomeri durante la segmentazione, i rimanenti si riorganizzano e conseguente sviluppo completo - I principali gruppi di deuterostomi viventi sono riconducibili a 3 categorie: 1. ECHINODERMI: stelle di mare, ricci di mare 2. EMICORDATI: balanoglossi e pterobranchi 3. CORDATI: tunicati, anfiossi e vertebrati 20 PHYLUM PLATYHELMINTHES (LEZIONE 17 E 18a) - Vermi piatti = corpo compresso dorso-ventralmente con le aperture orali e genitali poste sulla superficie ventrale - Presentano simmetria bilaterale - Protostomi acelomati e triblastici - Hanno un TEGUMENTO monostratificato: 1. Nelle forme a vita libera, tegumento composto da epidermide cellulare ciliata 2. Nelle forme parassitarie, presente strumento sinciziale (o neoderma) La presenza di una maggior organizzazione della cavità interna del corpo ed i tre foglietti germinativi, ha permesso lo sviluppo di diversi apparati: - Apparato Escretore (origine mesodermica) con protonefridi e orifizi che si aprono sulla superficie esterna - Apparato Muscolare (origine mesodermica) - Apparato Riproduttore (origine mesodermica) con presenza di organi riproduttori. Riproduzione Asessuata e Sessuata (sono ERMAFRODITI, tranne eccezioni negli Schistosomi) con fecondazione interna incrociata (autofecondazione nei Cestoda) - Sistema Nervoso (origine ectodermica) composto da cefalizzazione anteriore (gangli nervosi) e cordoni nervosi che corrono longitudinalmente lungo il corpo - Apparato Digerente (origine endodermica) composto da bocca, faringe, intestino (più o meno ramificato, oppure assente). Apparato digerente incompleto perché non presentano ANO - Sviluppo Diretto o Indiretto (con uno o più ospiti) TEGUMENTO cellule epidermiche spesso ciliate (forme libere) o sinciziali (parassiti) poste su una membrana basale. Tra le cellule epidermiche, sono spesso presenti ghiandole mucose unicellulari ed organi adesivi (ghiandole viscose, di rilascio, ancoraggio) MUSCOLATURA Al di sotto della membrana basale, decorrono serie di strati di fibre muscolari disposte circolarmente, longitudinalmente e diagonalmente. Maggior coordinazione motoria ed aiutano movimenti dei liquidi interstiziali PARENCHIMA Dal mesoderma, si sviluppa una rete di cellule parenchimatiche che riempie lo spazio fra i muscoli e gli organi viscerali. Cellule parenchimatiche sono porzioni non contrattili di cellule muscolari NUTRIZIONE Sistema digerente composto da bocca, un faringe ed intestino Faringe - Solitamente muscolosa - Racchiusa in una guaina faringea - Può essere estroflessa dalla bocca Intestino - Costituito da 3 canali (complessità delle ramificazioni dovuta a carattere tassonomico) Digestione - Extracellulare (enzimi proteolitici da cellule intestinali) - Intracellulare (fagocitosi da cellule del gastroderma) Monogenei e trematodi (parassiti): si nutrono dei residui cellulari e dei fluidi corporei dell’ospite. Alla faringe segue un esofago che si apre in un intestino a fondo cieco Classe Cestoda: manca l’intero sistema digerente, assorbono il nutrimento sotto forma di piccole molecole pre-digerite dall’ospite attraverso il tegumento 21 SISTEMA NERVOSO - Gangli cerebrali presenti nella parte anteriore del corpo (originate dai cordoni nervosi) da cui dipartono cordoni nervosi longitudinali posti al di sotto della muscolatura - Nervi di connessione formano una struttura a pioli - Neuroni si differenziano in sensori, motori ed associativi - Sulla superficie del corpo abbondano cellule tattili e chemiorecettore: 1. Statocisti per equilibrio 2. Reorecettori per captare direzione della corrente d’acqua 3. Ocelli, o macchie oculari, fotosensibili ESCREZIONE Sistema osmoregolatore: serie di canali con tubuli che terminano con cellule a fiamma (protonefridi) Ciascuna cellula a fiamma forma una coppa fenestrata che si collega con il canale e da cui protendere un flagello. Il battito dei flagelli richiama il fluido attraverso le maglie fenestrate per riassorbire ioni o molecole L'escreato viene raccolto ed espulso da pori SISTEMA RIPRODUTTORE Ermafroditi con fecondazione incrociata: Nell’ovidotto avviene la fecondazione dell’uovo. Questo attraversa e giunge ai dotti vitellini in cui viene unito a cellule del tuorlo (prodotto da ghiandole del tuorlo o vitellari) grazie alla formazione di un guscio (ghiandole del Mehlis). L’uovo formato si deposita nell’utero per essere poi rilasciato attraverso un poro genitale. Apparato maschile comprende testicoli connessi a vasi efferenti che si uniscono in un unico vaso deferente. Questo porta ad una vescicola seminale e poi a un pene. RIPRODUZIONE ASESSUATA Scissione = formando strozzature dietro alla faringe e dividendosi in due animali, ciascuno rigenererà le parti mancanti In alcune forme (Stenostomum e Microstomum): gli individui non si separano e formano catene di zoidi. Le parti scisse mantengono la loro polarità e rimarginano la componente mancante (riconoscimento cellulare) CLASSE TURBELLARIA . - Principalmente marini (lungo le coste e barriere coralline di cui si nutrono) ma sono presenti anche in quella dolce (es. Planaria) e hanno colonizzato anche habitat terrestri umidi - Hanno per lo più vita libera ma alcune specie sono commensali o parassite - Sono appiattiti dorso-ventralmente e possono avere un aspetto fogliaceo - Bocca si apre sul lato ventrale del corpo e conduce all’intestino - Presenza o no della faringe e forma intestino = caratteri tassonomici per classificare turbellari - La parte anteriore può portare delle espansioni (auricole), contenenti cellule sensoriali I turbellari si muovono strisciando grazie a una combinazione di movimenti ciliari e muscolari. Il battito delle ciglia epidermiche unito alle onde muscolari ritmiche permettono all’animale lo scivolamento sul muco secreto dalle ghiandole adesive marginali Ciclo vitale piuttosto semplice, senza una distinta fase larvale Forma giovanile -> adulto in miniatura Planaria sp. Presenta notevoli capacità rigenerative grazie alla continua proliferazione e differenziazione di cellule staminali (neoblasti), un modello per lo studio dei meccanismi del ciclo cellulare Inoltre, Planaria sp. è in grado di resistere a lunghi periodi in assenza di cibo potendo controllare la crescita/riduzione delle proprie dimensioni in funzione delle condizioni ambientali La diminuzione di dimensioni durante periodi di inedia non intacca la popolazione di neoblasti (possible controllo meccanismi di apoptosi e/o mitosi cellulare non ancora noti) 22 FECONDAZIONE - Interna - Incrociata - Autofecondazione: la tenia si ripiega su se stessa così le proglottidi anteriori (gonadi maschili mature) e posteriori (gonadi femminili mature) si trovano sovrapposte. L’organo copulatore maschile (cirro) si introduce nella vagina. Lo sviluppo delle uova avviene nell’utero o nell’ambiente esterno. Le uova sono rilasciate o per distacco della proglottide o per uscita dall’apertura, poi espulse con le feci. Gli embrioni sono provvisti di 6 uncini (larva ESACANTA o ONCOSFERA). Il rivestimento esterno dell’embrione (EMBRIOFORO) consente di resistere all’ambiente ORDINE CYCLOPHYLLIDEA I principali parassiti dell’uomo fanno parte dell’ordine dei Cyclophyllidea. - Hanno lo scolice munito di 4 ventose. - Presentano numerose proglottidi - Le uova si liberano per lacerazione delle proglottidi: utero è cieco e le uova si accumulano fino a riempire l’intera proglottide gravida. Si conoscono: 1. Taenia solium (ospite intermedio: maiale; ospite definitivo: uomo) MALATTIA: cisticercosi Ingestione accidentale delle uova contenenti oncosfere (uomo ospite intermedio) I succhi gastrici digeriscono il rivestimento e la larva può migrare nell’organismo dove si localizzano nel tessuto cerebrale, nei muscoli scheletrici, o nel sottocutaneo Con gli anni, il parassita perde la capacità di resistere all’ospite = risposta antinfiammatoria (convulsioni, epilessia, gravi problemi neurologici se a carico del sistema nervoso) 2. Taenia saginata (ospite intermedio: bovini; ospite definitivo: uomo) Il suo ciclo vitale dura circa 8 anni. Possibile cisticercosi ma T. saginata è meno grave rispetto T. solium 3. Echinococcus granulosus (ospite intermedio: erbivori e uomo; ospite definitivo: cani e lupi) è composto da sole 3 proglodditi Vive nell’intestino dei cani e dei lupi Pericolosa per l’uomo è l’ingestione delle uova = liberano la larva che penetra l’intestino e raggiunge vari distretti dove dà le CISTI IDATIDEE con tante larve pronte a diventare adulti Echinococcus sp. Unico genere che presenta moltiplicazione larvale asessuata. Idatidosi (echinococcosi cistica): infestazione umane di organi e tessuti dovuta alle forme larvali di Echinococco Queste cisti sono pericolose perché se vengono rotte si ha una propagazione dell’infestazione. Inoltre, elevato numero di cisti genera elevata pressione a carico dei tessuti provocando lesioni e rotture, fino alla morte per shock anafilattico ORDINE PSEUDOPHYLLIDEA Diphyllobothrium latum - Causa le più importanti infestazioni umane (diphyllobothrium) in Europa e Nordamerica - Scolice presenta una forma di spatola con due solchi allungati (BOTRIE) per aumentare superficie di adesione - Non sono solitari ma spesso si trovano decine di forme adulte negli intestini - Proglottidi gravide = possono rilasciare sino a più di 1 milione di uova al giorno. - Il parassita non provoca gravi conseguenze nell’uomo, ma sintomatologia lievi aspecifiche a carico del tubo digerente - Se le forme adulte si localizzano del digiuno, possono provocare carenze nell’assorbimento vitamina B12 -> anemia (perniciosa) 25 PHYLUM ROTIFERA (LEZIONE 18b) CARATTERISTICHE GENERALI - Il capo porta caratteristiche corone ciliate il cui movimento ricorda una ruota - Organismi triblastici, pseudocelomati, simmetria bilaterale - Si conoscono 2000 specie raggruppate in tre classi: Seisonidea, Bdelloidea, Monogononta) - Quasi tutti gli organismi sono d’acqua dolce, planctonici e alcuni sessili (vivono entro tubi di muco e argilla o dentro un astuccio di pallottole fecali); poche specie marine; alcune vivono nei muschi e nel suolo - Criptobiosi: forma di resistenza alla siccità. Gli individui si disidratano e rimangono quiescenti finchè le condizioni non migliorano - Maschi: rari e di piccole dimensioni, spesso privi di apparato digerente, nervoso ed escretore - Hanno uno sviluppo DIRETTO Il corpo è suddivisibile in 3 regioni distinte: 1. Capo Corona ciliata rotante dietro al quale si apre un faringe differenziato (MASTAX). Presentano rostri di difesa provvisti di setole ed organi sensoriali, macchie fotosensibili, a volte antenne. Oltre alla nutrizione, la corona è utilizzata per la locomozione. 2. Tronco: è rivestito da: - CUTICOLA ispessita esterna formata da una rete di fibre proteiche (simili actina) sulla quale spesso presentano spine o piastre rigide. Nelle forme striscianti la cuticola ha struttura ad anelli che consente l’accorciamento e l’allungamento dell’animale (movimenti ciglia + piede) - EPIDERMA SINCIZIALE che secerne la cuticola - MUSCOLATURA con fasci CIRCOLARI e LONGITUDINALI - Nella cavità ripiena di liquido pseudocelomatico, sono sospesi gli apparati digerenti, sistema nervoso, escretore, riproduttore 3. Piede Ghiandole pedali (adesive) con proiezioni digitiformi («dita»). Spesso utilizzato come struttura di adesione ma coadiuva il movimento. In alcune forme bentoniche, il piede produce sostanze adesive e solventi per attaccarsi/staccarsi dal substrato favorendo movimenti striscianti attivi. Nelle specie natanti è ridotto e funge da timone APPARATO DIGERENTE - L’alimento è portato alla bocca dal flusso generato dal continuo movimento delle ciglia - Sono sospensivori o predatori. Apparato digerente composto: 1. Bocca 2. Faringe o Mastax (struttura rigida in movimento per tritare e masticare l’alimento) 3. 7 pezzi rigidi chiamati TROFI, diverso a seconda del tipo di alimentazione 4. Stomaco con cellule cigliate 5. Intestino 6. Cloaca: si apre posteriormente in posizione dorsale APPARATO RIPRODUTTORE Sono a SESSI SEPARATI (DIOICI) con elevato DIMORFISMO SESSUALE (quando maschi presenti) - FEMMINA: ha un germovitellario che continua in un dotto che si apre a livello della cloaca - MASCHIO un testicolo con un dotto che si apre all’esterno con un organo copulatore (pene). Residuo apparato escretore, manca il sistema digerente e limitato/assente sistema nervoso La FECONDAZIONE è INTERNA e IPODERMICA (il maschio fora la parete del corpo della femmina per immettere gli spermi) 26 PHYLUM ACANTHOCEPHALANS Necessitano di 2 ospiti per compiere il loro ciclo INDIRETTO (3 stadi larvali) - OSPITE INTERMEDIO: le larve vivono nell’emocele di artropodi (crostacei e insetti) - OSPITE DEFINITIVO: vertebrati, come uccelli ma soprattutto pesci infestando l’intestino (rare infezioni nell’uomo) Caratteristica distintiva: PROBOSCIDE estroflessibile COMPOSIZIONE DEL CORPO 1. PROBOSCIDE: uncini simmetrici con i quali l’animale si affaccia ancora alla parete intestinale 2. COLLO: più o meno lungo. Quando è a riposo, è posta all’interno di una cavità interna. Due cavità piene di liquido (lemnischi) aumentano espansione del tegumento e permetto rigidità alla proboscide estroflessa 3. TRONCO: a forma di sacco, la cui unica apertura è il poro urogenitale sull'estremità posteriore. Presenza residuo del sistema nervoso con gangli. Apparato riproduttore esteso (rappresentato maschile con i testicoli e dotti efferenti). In posizione posteriore, presentano ghiandole adesive (7) per aumentare ancoraggio a parete ospite NUTRIZIONE Tegumento: struttura simile a Cestodi. Non sono presenti né la bocca né l’apparato digerente Assorbimento nutrienti attraverso il tegumento sinciziale lacunare rivestito da un glicocalice - Il tegumento sinciziale ha introflessioni come espansioni della superficie di assorbimento - Il sistema lacunare comprende due vasi principali longitudinali collegati mediante lacune minori che si ramificano in tutto il corpo RIPRODUZIONE Gli Acanthocephala sono dioici Una struttura chiamata legamento genitale corre longitudinalmente dall'estremità posteriore della guaina della proboscide all'estremità posteriore del corpo. - MASCHIO Due testicoli si trovano su entrambi i lati del legamento genitale e ciascuno si apre in un dotto deferente. Dietro ai testicoli, sono presenti ghiandole del cemento che rilasciano i loro escreti assieme ai gameti e raccolti in una cloaca comune culminante in un pene. Durante la copula, i secreti delle ghiandole del cemento si solidificano ed occludono le estremità della femmina. - FEMMINA Le ovaie si trovano come corpi arrotondati lungo il legamento. Dalle ovaie, masse di ovuli defluiscono nello pseudocele, galleggiando nei suoi fluidi per la fecondazione da parte dello sperma del maschio. Dopo la fecondazione, ogni uovo contiene un embrione in via di sviluppo. Le uova fecondate vengono portate nell'utero dalle azioni della campana uterina, un imbuto che si apre in continuità con l'utero. Tale struttura ad imbuto permette di selezionare le uova mature/immature. Le uova mature passano utero ed espulse successivamente nel corpo dell’ospite CICLO DI POMPHORHYNCHUS LAEVIS Il Pomphorhynchus Laevis è un parassita con un ciclo di vita complesso = ha bisogno di più specie ospitanti per completarlo - La femmina rilascia uova contenenti acanto che vengono poi ingerite da un artropode - L'acanthor viene poi rilasciato dall'uovo e penetra nella parete intestinale dell'ospite e si trasforma nello stadio cistico infettivo che si presenta come una cisti. - Diverse specie di pesci possono servire come ospite definitivo, dove P. laevis infetta l'intestino - La bile è una risorsa importante per la crescita 27 PHYLUM ANELLIDA (LEZIONE 19) CARATTERI GENERALI - ANELLIDI: appartengono alla divisione dei animalia protostomi; a segmentazione spirale e sviluppo a mosaico. Assieme alla larva trocofora, sono caratteri condivise con i molluschi - Corpo segmentato in anelli identici = metameria omonoma - Sono gli animali più complessi capaci di rigenerazione completa - Comprendono i policheti, lombrichi e le sanguisughe - La maggior parte sono marine bentoniche (mobili o sedentarie), alcune forme sono pelagiche, d’acqua dolce o terrestri - Forme principalmente a vita libera, ma anche simbionti ed alcuni ectoparassiti - Celomati, a simmetria bilaterale, vermiformi con corpo segmentato (METAMERI) - Sviluppo INDIRETTO (con larva pelagica chiamata TROCOFORA) o DIRETTO SISTEMA: 1. DIGERENTE Il tubo digerente attraversa longitudinalmente tutto il corpo senza presentare metameria: canale completo e continuo per ciascun segmento Bocca - faringe - esofago - intestino - ano 2. CIRCOLATORIO - Celoma suddiviso in setti non può svolgere funzione distributiva = adattamento evolutivo - Vaso principale (aorta) che è longitudinale dorsale in cui il sangue fluisce al capo - Metamero: hanno vasi sanguigni secondari che partono dal principale dorsale e si riuniscono in un vaso ventrale dove il sangue fluisce verso l’estremità caudale - 5 archi aortici: pompano il sangue e permettono il flusso - Vasi dotati di muscolatura 3. ESCRETORE: composto da un paio di nefridi per ogni metamero per rimuovere prodotti di Rifiuto dal sangue e celoma Funzione di bilancio idro-salino e regolazione dell’acqua Prodotti di escreti a base di ammoniaca (i ciliati producono urea) Metanefridi: - Segmentati e ce ne sono 2 nei segmenti dell’intestino = filtrano il liquido celomatico - Composti da un imbuto ciliato (nefrostoma) da cui parte un tubo nefridiale che termina in un nefridioporo aperto esternamente - Filtrano il liquido celomatico nei vasi dorsali, già pre-filtrato dal sangue 4. NERVOSO - Costituito da un cerebro da cui dipartono innervazioni anteriori agli organi sensoriali - Cerebro formato da un paio di gangli dorsali e connesso al cordone nervoso ventrale - Metameria presente lungo tutto il cordone ventrale ma non nei gangli e nell’anello - Ogni segmento forma un ganglio da cui emergono rami laterali che innervano la muscolatura e le strutture del segmento - Cordone ventrale contiene fibre giganti che conducono gli stimoli a maggiore velocità - Numerosi organi sensoriali tattili, bottoni gustativi, cellule fotorecettrici sparsi sul capo o presenti in organi differenziati (tentacoli, palpi) TEGUMENTO - Strato di cellule colonnari ciliate che secerne CUTICOLA. - Al di sotto dell’epidermide, si trova la muscolatura organizzata in 4 fasci circolari (restringe metamero che si allunga) e longitudinali (accorcia metameri che si allarga di conseguenza) - Al di sotto, presentano rivestimento peritoneale di origine mesodermica - Nell’epidermide spesso presenti strutture chitinose rigide chiamate chete utilizzate nel movimento, ciglia e cellule sensoriali 30 CLASSE POLYCHAETA . CARATTERISTICHE GENERALI - Policheti («molte setole») sono la classe evolutivamente più antica di anellidi - Abitanti principalmente dei fondali marini - Liberi di muoversi strisciando sul fondo o pelagici (ERRANTI) o vivono entro tubi (SEDENTARI), prodotti da secrezioni di cellule epidermiche e la composizione è molto varia - Aspetto vermiforme con un capo ed un corpo con metameria evidente - Capo suddiviso in (non sempre riconoscibili e spesso fusi): 1. PROSTOMIO (segmento preorale) con occhi , palpi e antenne (presenza gangli cerebrali ed innervazioni agli organi di senso 2. PERISTOMIO (primo metamero, segmento orale) con 4 coppie di cirri o tentacoli, si apre la bocca. La prima porzione della cavità boccale è spesso estroflessibile e provvista di papille e mandibole chitinose. - Ogni metamero del corpo (metastomio + metamero terminale chiamato pigidio) possiede dei processi laterali di varia forma (PARAPODI = utilizzati per spostarsi) - I cirri in specie più grandi si trasformano in BRANCHIE, i piccoli respirano per diffusione RIPRODUZIONE 1. ASESSUATA SCISSIONE trasversale o per GEMMAZIONE = paratomia (elevata capacità di rigenerazione cellulare) Gli individui si dividono in più animali che rimangono allineati e dopo si distaccano 2. SESSUATA Sono a SESSI SEPARATI, raro è l’ermafroditismo. Generalmente con rilascio di uova e spermi in acqua. Embrione si sviluppa nella larva trocofora - Gonadi presenti in tutti i metameri (si formano nella zona interna del rivestimento peritoneale) ma solo quelli posteriori producono i gameti e sono visibili solo durante alcuni periodi - Nello stesso verme si ha una parte anteriore ATOCA immatura e una parte posteriore EPITOCA matura che contiene le gonadi - Dotti non sempre presenti e metanefridio li sostituisce La maturità sessuale comporta lo sviluppo di lunghe setole spatolate (nuoto) e determina anche un cambiano di comportamento: alcuni da bentonici diventano pelagici CLASSE CLITELLATA . CARATTERISTICHE GENERALI - Sanguisughe (irudinei) e lombrichi (oligocheti) fanno parte della classe Clitellata - Specie di acque dolci, marine, e ambienti terrestri - Sistema circolatorio più complesso dei policheti con l’aggiunta di archi aortici come cuori accessori per il pompaggio del sangue Entrambe le due sottoclassi possiedono una struttura chiamata CLITELLO (serie di metameri ingrossati e ben visibili specializzati a produrre muco) che riveste la parte anteriore dell’animale durante l’accoppiamento e produce un bozzolo per le uova. Le due sottoclassi sono: 1. SOTTOCLASSE OLIGOCHAETA - “poche setole” - Non hanno parapodi, occhi, tentacoli anteriori e hanno 4 paia di fasci di setole per metamero - Corpo allungato, vermiforme con metameria ben evidente (OMONOMA), seppur internamente i metameri non hanno tutti la stessa conformazione - Muscolatura circolare molto sviluppata (scavano gallerie nel suolo, che ingeriscono per ricavarne alimento) - Gonadi sono permanenti e circoscritte in zone del corpo ben precise - Sono tutti ermafroditi = gli spermatozoi vengono scambiati contemporaneamente tra due individui durante la copula. Le uova e gli spermi sono depositati in un bozzolo da cui, dopo lo sviluppo, fuoriescono le forme giovanili 31 2. SOTTOCLASSE HIRUDINEA CARATTERISTICHE GENERALI - Conosciuti come SANGUISUGHE - Diffuse soprattutto in acqua dolce e in alcuni casi mare e terraferma - Il corpo è piatto a digiuno e rigonfio dopo aver mangiato sangue (fino a 10 volte il suo peso) - Corpo vermiforme ma metameria meno evidente - Non presentano parapodi e tentacoli - Il celoma degli irudinei non è diviso in compartimenti e spesso lo spazio celomatico è riempito di tessuto indifferenziato - Il clitello è evidente solo nella stagione riproduttiva. Sono ERMAFRODITI PROTERANDRI (gonadi maschili maturano prima delle femminili). 1. APPARATO MASCHILE: Alcune paia di sacchetti testicolari una vescicola seminale che si apre al 10° metamero 2. APPARATO FEMMINILE: un paio di ovisacchi (ovari) che si uniscono assieme e sfociano all’esterno nel 11° metamero - Uova deposte in bozzoli (fino a 100 per bozzolo) STRUTTURA Presentano un numero fisso di segmenti (34 metameri suddivisi in 3-5 anelli) e tipiche sono una ventosa anteriore ed una posteriore. Presentano: - CAPO: primi 6 metameri (occhi + ventosa orale ventrale) - PRECLITELLARE 3 metameri - DEL CLITELLO 4 metameri - POSTCLITELLARE 10 metameri - ANALE 4 metameri - Gli ultimi 7 metameri si fondono = VENTOSA POSTERIORE Escluso il genere Acanthobdella, tutti gli irudinei sono privi di setti: il celoma è occupato da tessuto connettivo e tessuto muscolare (riduzione efficienza scheletro idrostatico), e da un sistema di spazi dette lacunae Le lacune del celoma formano un sistema di canali ripieno di fluido e può fungere da sistema circolatorio ausiliario. - EPIDERMIDE con CUTICOLA elastica: la muscolatura è molto sviluppata (circolare, diagonale, longitudinale). Si muovono con movimento a COMPASSO - Sistema sensoriale specializzato per la captazione di stimoli di attrazione (calore dei mammiferi, squame o secrezioni oleosi dei pesci) NUTRIZIONE - molte sono ECTOPARASSITE e si nutrono di SANGUE che fuoriesce dall’ospite dopo averne inciso la pelle = si attaccano grazie a metameri modificati a ventosa - Mentre mangia la sanguisuga secerne anticoagulanti per mantenere il sangue fluido - Utili in: 1. Tessuti danneggiati = eliminare sangue coagulato e facilitare la cicatrizzazione 2. La saliva delle sanguisughe (IRUDINA) = anestetico, vasodilatatore e antibiotico Grazie all’IRUDINA: principio attivo anticoagulante estratto dalle ghiandole. È inibitore L'irudina è un potente inibitrice delle serin-proteasi (e.g. tripsina e la trombina): classe di enzimi proteasi che catalizzano, attivati dalla serina (AA polare), la rottura (idrolisi) del legame peptidico tra gruppo amminico e gruppo carbossilico. Coinvolte principalmente nella digestione e contributo diretto alla formazione di coaguli. Lìattività delle serin proteasi è inibita dal legame con l’irudina, causando difatti il blocco del processo di coagulazione che l’animale sfrutta per mantenere fluido il sangue e facilitarne così l’assorbimento. Il blocco avviene per la formazione di legami tra i ponti disolfuro dell’irudina ed il sito catalitico della serin proteasi, come la trombina, formando una struttura a β-foglietto parallelo. 32 CLASSE GASTEROPODA . CARATTERISTICHE GENERALI - CAPO ben differenziato con organi di senso visivi e tattili. - PIEDE ampio, muscoloso e ciliato, con GHIANDOLA SOPRAPEDALE che facilita l’adesione al substrato. A volte è presente un OPERCOLO (DISCO CORNEO). La maggior parte poco mobili e sedentari. - MANTELLO ampio e rivestito dalla conchiglia oppure questa può mancare. Sono presenti talvolta delle espansioni (CERATI) - CONCHIGLIA, quando presente, è formata da un solo pezzo (univalve) e può essere spiralata - Il CORPO con voluminosa massa viscerale - Presentano simmetria primitiva bilaterale, ma a causa della TORSIONE (durante sviluppo larvale), la massa viscerale diventa asimmetrica: rotazione 180° in avanti rispetto al piede e al capo, con conseguente cavità del mantello (cavità palleale) posta in avanti. Inoltre, la torsione e conseguente SPIRALIZZAZIONE, causa la perdita di alcuni apparati. - Possiedono un singolo nefridio ed una singola branchia - Sistema circolatorio ben sviluppato - Sistema nervoso complesso con ben sviluppato - Forme sia ermafrodite che dioiche - Nella sottoclasse dei Pulmonata (chiocciole e lumache), la torsione è evidente. Le branchie sono regredite e respirano con una sorta di POLMONE (zona del mantello riccamente vascolarizzata) - Cavità palleale si chiude dorsalmente resta solo un PNEUMOSTOMA per comunicare con l’esterno ALLANTOINA - Composto chimico finale risultante dall’ossidazione dell'acido urico - Può promuovere la proliferazione dei fibroblasti (principali cellule a forma irregolare con abbondante reticolo endoplasmatico, responsabili della produzione di matrice extracellulare proteica come collagene, glicosaminoglicani, proteoglicani) - Blando effetto anti-infiammatoria o anti- irritante - Bava di lumaca in medicina e cosmesi Composta da sostanze attive che permettono di scivolare sul substrato e rimanere idratato - Allantoina + acido glicolico = promuovo protezione epidermica, favorendo l’idratazione e proliferazione dei fibroblasti CLASSE BIVALVI . - Corpo compresso lateralmente racchiuso in due valve - Specie MARINE, SALMASTRE e D’ACQUA DOLCE, per lo più bentoniche ma anche abissali - Adattate a varie forme di vita, sotto la sabbia, in gallerie scavate nella roccia e nel legno, attaccati o cementati al substrato o a vita libera - Quasi tutti sono filtratori sedentari e usano la corrente prodotta dalle ciglia delle branchi per trattenere e raccogliere alimento - COMPRESSI LATERALMENTE con corpo racchiuso in due valve conchigliari tenute assieme dorsalmente da un legamento a cerniera. Muscoli adduttori lavorano da antagonisti al legamento (contrazione dei muscoli le chiude, legamento apre). - Massa viscerale sospesa lungo la linea dorsale mediana e il piede muscolare è attaccato antero-ventralmente - CAVITÀ PALLEALE ampia con BRANCHIE a lamelle che pendono verso il basso e coperte da una piega del mantello. I bordi posteriori del mantello formano aperture esalanti ed inalanti - CAPO e RADULA ASSENTI / si forma un APPARATO FILTRANTE 35 CLASSE CEPHALOPODA . - Molluschi più complessi: calamari, polpi, nautili e seppie - In parte costieri e in parte pelagici o anche abissali - Sono PREDATORI attivi utilizzando LOCOMOZIONE A IDROGETTO (espulsione con forza di acqua dalla cavità del mantello, mantello si allarga a formare pinne accessorie per stabilizzare il nuoto) - Durante lo sviluppo embrionale il piano corporeo si trasforma finché capo e piede sono indistinguibili - L’anello attorno alla bocca su cui sono inseriti i tentacoli deriva dal margine anteriore del capo, mentre i tentacoli stessi derivano da porzione anteriore del piede. La porzione posteriore del piede dà l’imbuto muscolo utilizzato nella locomozione - Sistema circolatorio chiuso con cuori supplementari - SESSI SEPARATI con FECONDAZIONE INTERNA La gonade è contenuta in una cavità gonorica pericardica che si apre nella cavità palleale. Un tentacolo modificato nei maschi (braccio ectocotile), viene utilizzato come organo copulatore per raccogliere spermatofore e trasferirle nella cavità palleale della femmina 36 PHYLUM ARTHROPODA CARATTERI GENERALI . - E’ il Phylum più ricco di specie ed il più numeroso - Comprende forme molto eterogenee tra cui SCORPIONI, RAGNI, CROSTACEI e INSETTI - Rappresentano un ramo evolutivo che ha assunto la capacità di muoversi per deambulazione grazie alla presenza di «piedi articolati» - PROTOSTOMI, simmetria BILATERALE, CELOMATI. - Corpo suddiviso in metameri (segmentato) differenziati, METAMERIA ETERONOMA - Ogni segmento del corpo ha un paio di appendici articolate Caratteristiche che hanno permesso diversità e abbondanza negli Arthropoda: 1. Esoscheletro versatile 2. Segmentazione e appendici per la locomozione efficienti 3. Aria convogliata direttamente alle cellule 4. Organi di senso altamente sviluppati 5. Modelli comportamentali complessi 6. Riduzione della competizione mediante la metamorfosi PIANO STRUTTURALE . Piano strutturale simile agli Anellidi e Molluschi: Corpo segmentato con la presenza di un paio di appendici articolate. I metameri sono preceduti dall’ACRON, l’ultimo segmento e il TELSON (o pigidio). Segmenti diversi ed acquisizione di specializzazioni adattative Corpo suddiviso in CAPO, TORACE, ADDOME Il celoma si modifica e riduce a formare l’EMOCELE, spesso non separato da setti nei metameri e forma una rete di seni o spazi fra i tessuti lungo il corpo Il liquido interno all’emocele, EMOLINFA, che svolge funzioni analoghe a quelle del sangue. Mancanza di globuli rossi ed emoglobina o pigmenti simili. Maggior viscosità, pH neutro o debolmente acido, e sciolti numerosi soluti (maggior proprietà osmotica per ritenzione idrica). Da notare elevate concentrazioni di carotenoidi (responsabili colorazione gialla) + sostanze tossiche (difesa predatori). Sono presenti leucociti con funzione di difesa Cuticola con funzione di ESOSCHELETRO ESOSCHELETRO conferisce protezione senza sacrificare la mobilità (muscoli ancorati sulle placche dell’esoscheletro). La muscolatura è sviluppata e striata = permette movimenti rapidi NON presenta cellule ed impone importanti limiti alla crescita TEGUMENTO Formato da scleriti e membrane articolari 37 Numerosi organi sensoriali come sessili tricoidei (tatto, equilibrio, chemioricettivi), antenne e papille sui pezzi boccali (olfatto e gusto), occhi (visivo) Occhi composti: Formati da migliaia di unità visive chiamate ommatidi. Questi presentano: 1. lente esterna di cuticola 2. cono cristallino 3. cellule sensoriali retiniche (rabdoma) Ogni ommatidio è circondato da cellule pigmentate. Tale struttura fornisce grande campo visivo (luce polarizzata, movimenti oggetti) al costo di una ridotta messa a fuoco RIPRODUZIONE E SVILUPPO . - Sessi separati o ermafroditi (frequente la PARTENOGENESI = sviluppo uova non fecondate) - Organi riproduttori posti principalmente nell’addome 1. Maschile: spermatogenesi (due testicoli fusi a creare un insieme tubulare con cellule germinali) e copula con organi accessori specializzati per FECONDAZIONE INTERNA 2. Femmine: ovari (tubulo immerso dell’emocele contenente germario e vitellario) producono uova CENTROLECITICHE (il tuorlo si dispone attorno al nucleo e il citoplasma attivo è spostato in periferia) Dall’uovo esce una LARVA che attraverso delle MUTE si accresce e sviluppa fino alla fase adulta Quando lo stadio giovanile differisce profondamente dall’adulto= METAMORFOSI Riduzione della competizione mediante metamorfosi: le forme larvali sono spesso adattate a utilizzare fonti di cibo diverse da quelle degli adulti, e occupano spesso spazi differenti, riducendo di conseguenza la competizione all’interno di una specie SISTEMA ENDOCRINO Controllo dei processi di muta, l’attività riproduttiva, la metamorfosi e la diapausa Dopo stimolazione percepita da SNC, avviene inibizione dell’ormone inibitore della muta ad opera di cellule neurosecernenti (cellule nervose modificate che secernono ormoni simili a cellule presenti nell’ipotalamo e ghiandola pituitaria dei vertebrati) - Metamorfosi olometabola (completa, es. farfalla) uovo ⇒ larva ⇒ pupa ⇒ adulto - Metamorfosi emimetabola (incompleta, es. cavalletta) uovo ⇒ ninfa ⇒ adulto CARATTERISTICHE DEL PHYLUM ARTHROPODA . 1. Protostomi celomati a simmetria bilaterale; corpo metamerico con differenziazione delle regioni del corpo (metameria eteronoma) 2. Esoscheletro cuticolare periodicamente rinnovato (muta) 3. Appendici articolate e spesso modificate per funzioni specializzate 4. Celoma ridotto a spazi fra i tessuti dove liquido viscerale e sangue sono mischiati (emocele). Sistema circolatorio aperto con cuore dorsale contrattile 5. Apparato digerente completo (pezzi boccali = appendici modificate a seconda delle strategie alimentari) 6. Apparati respiratori complessi (polmoni e/o branchie a libro) o sistema tracheale che convoglia aria nei tessuti 7. Sistema nervoso con cerebro dorsale connesso mediante anello periesofageo alla doppia catena nervosa ventrale. Gangli presenti in ogni metamero. Organi di senso altamente sviluppati 8. Tubuli malpighiani e ghiandole accessorie (coxali, antennali, o mascellari) svolgono funzione escretrice 9. Modelli comportamentali complessi come corteggiamento pre-copula e cure parentali. Sessi generalmente separati con fecondazione interna; partenogenesi in alcune specie. Spesso metamorfosi e accrescimento mediante mute 40 CHELICERATA - Appartengono limuli, ragni, scorpioni e zecche - Presentano un paio di appendici modificate in cheliceri, un paio di pedipalpi (funzione prensile) e quattro zampe; antenne e mandibole sono assenti. - Corpo formato da cefalotorace e addome spesso con segmenti fusi - Le specie di acari del genere Ixodes trasmettono il morbo di Lyme. Questa patologia è causata da un batterio che utilizza le zecche come vettore. Lesioni cutanee, nei casi peggiori sindrome muscolo-scheletriche - Demodex folliculorum, è una specie commensale che vive nei follicoli piliferi dell’uomo (20% nei giovani, 100% presente negli anziani) MIRIAPODI (CHELICERATI) - Presentano tutte le appendici uniramose. Nel capo presenti un paio di antenne, un paio di mandibole, uno o due paia di mascelle. - Molte forme producono veleno, composto principalmente da: 1. Acetilcolina: neurotrasmettitore del sistema simpatico. Provoca vasodilatazione generale ed aumento produzione ghiandole sudoripare 2. Serotonina: regolazione tono umorale, sonno, temperatura corporea, funzioni cognitive. Alterazioni dei circuiti della serotonina coinvolti in diversi disturbi neuropsichiatrici (emicrania, depressione) 3. Istamina: vasodilatazione, aumento permeabilità dei capillari e cellule endoteliali. Tossico anche per l’uomo che può causare infiammazioni e sintomi generali come febbre e debolezza CROSTACEI (CHELICERATI) - Sono la sola classe di artropodi viventi originariamente acquatica - Conducono per lo più vita libera, ma vi sono specie sessili, commensali o parassite - Corpo: cefalotorace con carapace dorsale + addome. - Sono i soli artropodi con due paia di antenne. Inoltre, sul capo presentano mandibole e due paia di mascelle, cui seguono un paio di appendici per ciascun segmento del corpo Tutte le appendici, ad eccezione delle prime antenne (antennule), sono originariamente biramose (due rami principali) - Mancano di tubuli malpighiani ma presentano branchie poste all’attaccatura degli arti e protette dal carapace - Movimento degli arti ossigena le branchie ESAPODI Presentano un corpo con: 1. Capo (sei somiti fusi) 2. Torace (tre somiti) 3. Addome (numero variabile di somiti ma solitamente undici) Possiedono un solo paio di antenne; pezzi boccali differenti modificati rispetto alle strategie alimentari; il torace munito di due paia di ali e tre paia di zampe articolate Il loro successo deriva in gran parte dal loro esoscheletro cuticolare, rivestito di cere che impermeabilizza, e la capacità di chiudere gli spiracoli, entrambe caratteristiche che tendono a minimizzare la perdita d’acqua per evaporazione 41 PHYLUM ECHINODERMATA (LEZIONE 20) CARATTERISTICHE GENERALI . - Costituisce l’unico grande gruppo di deuterostomi invertebrati, esclusivamente marini e in gran parte bentonici - Comprendono le stelle di mare (Asteroidea), le ofiure o stelle serpentine (Ophiuroidea), i ricci di mare (Echinoidea), le oloturie o cetrioli di mare (Holothuroidea), e i gigli di mare (Crinoidea) - Endoscheletro formato da piastre o ossicoli di calcio ricoperto da epidermide ciliare - Simmetria raggiata pentamera: il corpo può essere suddiviso in cinque parti disposte attorno ad un'asse centrale. Simmetria derivata secondariamente da un progenitore bilaterale. Larve a simmetria bilaterale ma successiva metamorfosi in individui con simmetria pentamera - Scheletro interno composto di ossicoli calcarei - Sistema acquifero sistema di canali celomici e di appendici superficiali. Primitivamente aveva funzione di raccogliere e trasportare il cibo, ma in molti echinodermi ha assunto funzione locomotoria - Celoma spazioso nel quale è sospeso un tratto digerente ben sviluppato. Presenza di un sistema emale, non ancora nota la funzione - Assenza organi escretori. Strutture per gli scambi gassosi variano tra i gruppi e sembrano sorte indipendentemente nelle diverse classi. Generalmente presentano diverse varietà di branchie dermiche che fuoriescono dall’epidermide coriacea - Quasi sempre dioici, organi riproduttivi semplici poiché non vi è copula - Fecondazione esterna nell’acqua marina SISTEMA ACQUIFERO . - Nella superficie dorsale (aborale), sono presenti spine e superficie ruvida da cui fuoriescono papule (branchie dermiche o cutanee): proiezioni del celoma. - Gli scambi gassosi e l’escrezione di composti azotati avvengono per diffusione attraverso la sottile parete delle papule e dei podia - Celoma ampio e pieno di liquido. Il fluido celomatico circola nella cavità corporea e nelle papule, mosso dalle ciglia dell’epitelio peritoneale Il sistema acquifero è un compartimento celomatico formato da un sistema di canali e di podia specializzati per locomozione ed alimentazione, spesso anche respirazione ed escrezione 1. Madreporita (apertura dorsale calcarea) apre esternamente il sistema acquifero, che immette in un canale petroso, scende verso un canale anulare posizionato intorno alla bocca. I canali radiali si dipartono dal canale anulare, presenti in ciascun braccio. Associato vi sono vescicole del Poli come riserva di liquidi 2. Le braccia si fondono gradualmente in un disco centrale 3. I solchi ambulacrali si dipartono radialmente lungo le braccia a partire dalla bocca, situata in posizione centrale sul lato interiore 4. I pedicelli (o podia) si proiettano esternamente da solchi ambulacrali, bordati da spine mobili Al centro di ciascun solco ambulacrale è visibile dal lato orale un nervo radiale ricoperto da sottile epidermide 5. Sotto al nervo radiale c’è un’estensione del celoma e del canale radiale del sistema acquifero 42 Sotto l’aspetto dell’adattamento completo alla vita da parassita, abbiamo: - Parassitismo facoltativo Organismi che conducono vita libera ma, se penetrano nell’ospite, si comportano da parassiti - Parassitismo obbligato Il parassita dipende almeno per un certo periodo della propria vita da un ospite, senza il quale non è in grado di completare il proprio sviluppo 1. Temporanei: restano in contatto con l’ospite solo poco tempo e fanno poi vita libera 2. Periodici: legati per una fase o permanenti, dipendono totalmente dall’ospite - Parassitismo accidentale Parassiti che infestano ospiti diversi dal loro tipo di ospite intermedio/definitivo ma che sopravvivono e si riproducono - Parassitismo erratico Parassiti che sopravvivono e si riproducono in organi diversi da quello definitivo. EVOLUZIONE AL PARASSITISMO . Le interazioni ospite-parassita producono effetti critici sulla regolazione della popolazione ospite, la selezione di particolari genotipi e il mantenimento del polimorfismo genetico Un’ingente quantità di parassiti può ridurre la riproduzione dell’organismo ospite. Sebbene la maggior parte dei parassiti non uccida gli ospiti, la mortalità può essere causata da fattori secondari. Come conseguenza, i parassiti possono sia ridurre la fecondità, sia aumentare i tassi di mortalità della popolazione ospite Obiettivo del parassita è mantenere vivo ospite pertanto l’ospite deve saper resistere all’aggressione, eliminando i parassiti o perlomeno minimizzando gli effetti La selezione naturale ha agito a livello di risposta immunitaria (allocazione specifica di risorse per ridurre i costi del parassitismo) Si ipotizza quindi che nell’evoluzione ospite-parassita la virulenza sia selezionata negativamente In realtà, è un bilanciamento evolutivo tra gli adattamenti dell’ospite e parassita per migliorare la propria fitness L’ipotesi della riduzione di virulenza non vale tuttavia per i parassiti i cui stadi larvali infettano ospiti intermedi. Manipolazione adattativa del comportamento dell’ospite da parte del parassita: - Schisto Cephalus solidus: modificazioni e rallentamento metabolico. Pesci lenti in superficie sono predati facilmente (uccelli ospiti definitivi del parassita) - Dracunculus medinensis: ulcerazione cutanea percepita come bruciore. La ricerca di refrigerio in acqua permette alla femmina di lasciare larve che si svilupperanno nei gasteropodi - Dicrocoelium dendriticum: larve si localizzano nei gangli cefalici e paralizzano ospite intermedio (formica del genere Serviformica) mentre si riproducono nell’apparato digerente. Interessante come in questa specie di parassita si assista ad altruismo parassitario - Taenia multiceps e Echinococcus granulosus: alterazioni equilibrio motorio e compromissioni funzioni vitali. Predatori (ospiti definitivi) attratti da movimenti anomali IMPATTO DELL’UOMO sulla popolazione dei parassiti Nella lotta contro le parassitosi, è necessario valutare in ogni paese il grado di adattamento dell’agente patogeno ai vari possibili ospiti non umani Focolai naturali di infezioni: i parassiti devono essere considerati membri delle comunità poiché le nostre antropiche hanno impatto - Schistosoma haematobium presenta uomo come solo ospite definitivo. Al contrario, Schistosoma japonicum coinvolge oltre all’uomo anche altre numerose specie di mammiferi - Nelle zone endemiche le schistosomiasi si sono notevolmente diffuse con la creazione di bacini artificiali (sviluppo gasteropodi acquatici, ospiti intermedi del parassita). Al contrario, bonifica di zone palustri ha ridotto siti di riproduzione di zanzare 45 PREADATTAMENTO AL PARASSITISMO . ADATTAMENTO TROFICO Un parassita può sopravvivere in un dato ospite solo se in esso trova tutto il necessario per soddisfare le proprie esigenze metaboliche. Durante l’evoluzione ed il continuo rapporto ospite-parassita, ha determinato l’accumulo di mutazioni nel parassito sino a perdere capacità non più necessarie perché ottemperate dall’attività metabolica continua dell’ospite - Gli artropodi ematofagi hanno apparato boccale profondamente trasformato per pungere e suggere sangue. Inoltre, all’atto della puntura iniettano un potentissimo vasodilatatore peptidico prodotto dalle ghiandole salivari che facilita l'afflusso di sangue. - Intestino delle zecche, abituate a pasti periodici di sangue e a lunghi digiuni, è pieghettato ed estensibile - Parassiti ematofagi, come sanguisughe, hanno ghiandole secernenti sostanze anticoagulanti - Strutture di ancoraggio per rimanere attaccati. Nematode duodenale Ancylostoma ADATTAMENTO FISIOLOGICO 1. Perdita funzioni complesse quali il ciclo di Krebs o la sintesi di acidi grassi possono - I plasmodi della malaria trasformano ADP del globulo rosso in ATP, che fornisce poi energia per il trasporto di sostanze nutritive, come glucosio, prima attraverso la membrana cellulare del globulo rosso e poi attraverso quella del parassita - Certi platelminti (cestodi come Taenia solium e T. saginata) assorbono sul loro tegumento l’amilasi presente nell’intestino dell’ospite e ne potenziano l’effetto. Così a partire dall’amido ingerito dall’ospite, il glucosio si libera sul tegumento del parassita nelle zone adiacenti al sistema di membrane coinvolto nel suo trasporto per ragioni cinetiche, invece che dall’ospite, viene assorbito in prevalenza dal parassita 2. Progressiva atrofia sistema digerente; sistema escrezione e osmoregolazione (dovuto all’ambiente isotonico in cui vivono); sistema nervoso e organi di senso; sistema movimento ADATTAMENTO MORFOLOGICO Adattamenti alle difese dell’ospite - Produzione di enzimi contro la digestione dell’ospite o inattivazione enzimi litici - Somiglianza antigenica (adsorbimento antigeni) o inibizione della reazione immunitaria con produzione di macromolecole immunodepressive - Sopravvivenza alle difese immunitarie (Toxoplasma sp. sopravvive anche dopo ingestione da parte dei macrofagi). I plasmodi della malaria trasformano ADP del globulo rosso in ATP, che fornisce poi energia per il trasporto di sostanze nutritive, come glucosio, prima attraverso la membrana cellulare del globulo rosso e poi attraverso quella del parassita - Migrazione in ambienti non accessibili alle difese immunitarie dell'ospite (Paragonimus nelle vie polmonari; Plasmodium endoteli capillari; Fasciola nei dotti biliari) ZOONOSI Infezioni e malattie che si trasmettono in natura fra gli animali vertebrati e l’uomo A causa dei continui mutamenti (più veloci nei parassiti) ed insorgenza di immunodepressi, parassiti commensali possono provocare zoonosi Possiamo classificare i parassiti in base alla loro più o meno stretta specificità: - Zooparassiti: parassiti animali non trasmissibili all’uomo - Antropozooparassiti: scarsamente specifici e perciò trasmissibili tra uomo ed altri vertebrati - Antropoparassiti: parassiti uomo ad alta specificità 46 LE DIFESE IMMUNITARIE . Immunità (spesso usato come sinonimo di resistenza) Cellule o tessuti e molecole capaci di riconoscere agenti esterni (non self) e cellule del proprio organismo (self) e di proteggere queste ultime dagli invasori La FUNZIONE principale dell’immunità è la discriminazione tra il proprio ed estraneo. Questa capacità di distinguere tra self e non self è necessaria per proteggere l’organismo da patogeni e per eliminare cellule alterate o modificate Tutti possiedono immunità innata, un meccanismo di difesa che non dipende da una precedente esposizione all’agente esterno In più i vertebrati sviluppano anche un’immunità acquisita, che è specifica per un particolare agente infettivo, richiede tempo per svilupparsi e agisce più velocemente e in maniera più efficace TIPOLOGIA DI RISPOSTE IMMUNITARIE: ASPECIFICHE Immunità innata, forniscono una protezione generale ed immediata contro patogeni e parassiti, tossine e farmaci, e cellule cancerose. Es. barriere fisiche sono la cuticola o la pelle; risposta infiammatoria e fagocitosi. SPECIFICHE Immunità adattativa o acquisita, sono altamente specifiche per macromolecole distinte Ogni molecola che le cellule del sistema immunitario riconosce come estranea è detta ANTIGENE Le risposte immunitarie specifiche sono dirette contro particolari antigeni (proteine più frequenti, ma anche polisaccaridi e lipidi) e tipicamente includono la produzione di ANTICORPI. Definiti anche immunoglobuline (Ig) sono una classe di glicoproteine altamente specializzate che riconoscono e legano gli «agenti estranei». Memoria immunologica: caratteristica dell’immunità acquisita dei vertebrati, è la capacità di rispondere più efficacemente agli agenti estranei già incontrati* *risposte eccessive possono essere nocive = allergie Il successo dell’insediamento dei parassiti invasori in un organismo dipende dalla loro capacità di evaderne o di sovvertire il sistema immunitario La possibilità che un parassita possa infettare un ospite, e la gravità della malattia che può causare, dipendono in gran parte dalla reazione del sistema immunitario dell'ospite stesso: - Ospite sensibile (o soggetto): l’ospite non riesce a eliminare il parassita prima che questo si sia insediato stabilmente - Ospite resistente: il suo stato fisiologico impedisce lo stabilirsi del parassita e la sua sopravvivenza. Dal punto di vista del parassita, i termini corrispondenti sono rispettivamente contagioso e non contagioso Questi termini descrivono solamente il successo o il fallimento ma non il meccanismo * Alcuni parassiti mantengono e modulano sistema immunitario e dipendono totalmente dalla flora batterica dell’ospite. Inoltre, si stanno testando la possibilità di curare/lenire effetti di malattie autoimmuni (lupus, artrite, infiammazioni intestino, diabete tipo I) con l’utilizzo di infezioni parassitarie Spesso la resistenza conferita dai meccanismi immunitari non è completa. In certi casi, un ospite può tollerare un patogeno (tolleranza alla malattia): - malattia di Chagas o «insetto che bacia» (causata dal protozoo Trypanosoma cruzi con ospite vettore cimici ematofaghe Triatominae) Le forme giovanili presenti nel vettore attraversano la cute dove invadono macrofagi (stadio amastigoti e riproduzione asessuale per scissione binaria) per trasformarsi nel secondo stadio (tripomastigoti, forma infettante), entrano in circolo e spazi tissutali dove infettano altre cellule, soprattutto muscolari, sistema nervoso, miocardio 47 La loro funzione può agire mediante 1. Azione Autocrina Citochine si legano ai recettori presenti sulla membrana della stessa cellula che l’ha secreta 2. Azione Paracrina Citochine si legano ai recettori di una cellula bersaglio in prossimità della cellula secernente 3. Azione Endocrina Citochine si legano a cellule bersaglio distanti dalla cellula secernente attraverso la circolazione L’azione svolta dalle citochine può avere i seguenti attributi: - Pleiotropia («molteplice cambiamento/forma») La stessa citochina può avere effetti diversi biologici su diverse cellule bersaglio - Ridondanza Due o più citochine mediano la stessa funzione, rendendo difficile attribuire una particolare attività a una singola citochina - Antagonismo L’azione di una citochina inibisce o compensa gli effetti di un’altra citochina. - Induzione casca di reazione L’azione di una citochina su una cellula bersaglio induce quella cellula a produrre una o più citochine, che a loro volta possono agire secondo gli effetti descritti COMPLETAMENTO Le citochine possono attivare il cosiddetto sistema del complemento. Il complemento è un sistema di difesa ausiliario complesso composto da 20 proteine inattive nei fluidi corporei (omologo tra invertebrati e vertebrati). L’attivazione avviene dopo il riconoscimento dei patogeni esterni. Il complemento si attiva mediante: - La via classica, dipende dall’anticorpo legato alla superficie dell’invasore. - La via lectinica, simile alla classica ma attivata dal legame tra proteoglicani sui microbi e lectine (proteine con gruppo mannosio) - La via alternativa, contro alcuni batteri e funghi. Attivata dall’interazione delle proteine del complemento sintetizzate precocemente nella reazione a cascata e i polisaccaridi presenti nel rivestimento esterno del microrganismo Le proteine del complemento non sono specifiche ed agiscono su classi di antigeni. Esse hanno quattro funzioni principali: 1. Lisano virus, batteri, ed altre cellule 2. Rivestono i patogeni così da facilitare azione dei fagociti 3. Chemiotassi (attraggono globuli bianchi nella zona d’azione) 4. Si legano a specifici recettori sulle cellule del sistema immunitario per stimolare l’azione INFIAMMAZIONE INFIAMMAZIONE: processo vitale nella risposta immunitaria innata, implicato nella mobilitazione delle difese dell’organismo che, sulla base di esperienze precedenti con l’invasore, reagisce Il danno tissutale provocato dall’ingresso dei patogeni esterni attiva fattori di coagulazione plasmatici che inducono tre diverse cascate molecolari interconnesse tra di loro: - Vasodilatazione - Aumentata permeabilità capillare - Aumentata fagocitosi 50 Nonostante la risposta infiammatoria sia spesso locale essa può coinvolgere tutto l’organismo= FEBBRE (aumento temperatura corporea). Quando meccanismi omeostatici non regolano la risposta infiammatoria ⇒ infiammazione cronica COSA PROVOCA UN’INFIAMMAZIONE: VASODILATAZIONE - Attivazione dei macrofagi e mastociti che raggiungono il danno tissutale. - Mastociti rilasciano istamina, citochine ed altri composti che dilatano i vasi sanguigni, aumentando di fatto il flusso sanguigno nella zona bersaglio ⇒ zona calda ed arrossata AUMENTO PERMEABILITÀ CAPILLARE - La vasodilatazione causa una maggior permeabilità e mobilità, consentendo ai leucociti di raggiungere la zona interessata AUMENTO FAGOCITOSI L’aumento del flusso sanguigno porta maggior numero di neutrofili ed altre cellule fagocitiche nella regione interessata. Le bradichinine sono rilasciate dalle cellule danneggiate e danno la sensazione di dolore. I leucociti sono chemioattratti dalle bradichinine, e dalla presenza di altri mastociti e neutrofili. Questi rilasciano citochine ed altri composti per rafforzare la risposta infiammatoria. detriti necrotici (leucociti morti, fluido tissutale, cellule necrotiche) = PUS PATOGENESI E TERAPIE + MALATTIE . I parassiti utilizzano diverse strategie di evasione della risposta immunitaria dell’ospite in cui sono penetrati al fine di aumentare la possibilità di sopravvivenza e riproduzione. - Sviluppo in ospiti con sistema immunitario immaturo - Sviluppo più rapido rispetto a quello dell’ospite (Toxoplasma) - Sviluppo in ospiti intermedi con conseguente riduzione periodo di esposizione nel definitivo - Sequestro anatomico: parassita non viene a contatto con il sistema immunitario. - Elusione dei meccanismi (T. gondii fa attivare il complemento per essere fagocitato e riprodursi all’interno dei fagociti senza esser lisato dai lisosomi interni). - Insediamento in tessuti o organi dell’ospite in cui i meccanismi di difesa sono meno efficienti - Completamento dello sviluppo del parassita dopo cessazione dello stato di resistenza dell’ospite (es. W. bancrofti). - Produzione limitata nel numero di parassiti tale da non stimolare risposte immunitarie (Plasmodium malariae) - Specificità antigenica e variazione nei diversi stadi del ciclo vitale del parassita - Adsorbimento di antigeni dell’ospite (T. vaginalis o S. mansoni) - Comunanza antigenica (larve di schistosomi e di filarie hanno sui propri tegumenti epitopi simili a quelli presenti nell’ospite) - Produzione di peptidi e composit che contrastano risposta immunitaria) MALATTIE PROTOZOARIE I protisti sono un ampio e vario raggruppamento di organismi eterotrofi, principalmente unicellulari, evolutosi da un antenato eucariote ancestrale. Principali protozoi patogeni: - Plasmodium malarie -> Malaria - Entamoeba histolytica -> disentería - Toxoplasmosi gondii -> Toxoplasmosi - Trichomonas vaginalis -> Tricomoniasi - T. cruzi -> Malattia di Chagas - Leishamania -> leishamaniosi - Trypanosoma -> Malattia del sonno 51 LEISHMANIOSI VISCERALE, CUTANEA E MUCOCUTANEA Biologia del parassita Solo lo stadio amastigote è presente nei mammiferi. Questo stadio si ritrova all’interno del fagolisosoma di cellule del sistema immunitario (vacuolo parassitoforo all’interno del macrofago). La forma infettata PROMASTIGOTA risiede nell’intestino e faringe del vettore. Questi rigurgita i parassiti sul derma di un mammifero, e le forme infettanti si sviluppano quando incontrano macrofagi Patogenesi Parassiti localizzati sul derma, in tessuti ricchi di macrofagi, mucose e cartilagini facciali. Tutte le infezioni presentano accumulo precoce di fagociti nei tessuti colpiti - Leishmaniosi viscerale Disseminazione incontrollata del parassita in milza, fegato, midollo osseo, linfonodi e mucosa intestinale. Emivita di leucociti ed eritrociti riduce, causando anemia e granulocitopenia. Ospiti sviluppano tolleranza - Leishmaniosi cutanea Formazione di ulcere a causa dell’ingente morte dei macrofagi per mezzo del SI Diagnosi - Va sospettata in soggetti che hanno soggiornato in aree endemiche e che presentano febbre resistente agli antibiotici e progressiva anemia (viscerale) o ulcere (cutanee). - Test ELISA (rilevamento anticorpali) - Prelievo midollo osseo da puntura sternale o iliaca Terapia e Prevenzione - Non esiste un vaccino umano, mentre due per cani Strategie di prevenzione contro vettori - I Sali organici dell’antimonio pentavalente (Sbv), l’antimoniato di N-metilglucamina (Glutamin Sanofi.Aventis), e lo stibogluconato di sodio (Pentostam) sono le principali terapie di riferimento (non noto meccanismo, ma agiscono su produzione di energia del parassita). Possibile tossicità cardiaca e pancreatica in soggetti a rischio TRIPANOSOMOSI AMERICANA (Malattia di Chagas) Biologia del parassita - Causata da due sottospecie di Trypanosoma brucei trasmessi da ditteri ematofagi del genere Glossina (mosca tse-tse). - I tripomastigoti ematici presentano una forma «snella» (allungata con flagello; continua attività replicativa ed è rivestito da glicocalice costituito da glicoproteine) ed una forma «tozza» (stadio di resistenza alla risposta immunitaria e forma infettante). Patogenesi - Stadio emolinfatico Parassiti liberi nel sangue, dove si moltiplicano localmente negli spazi intracellulari (edema) - Stadio meningo-encefalitico Dopo diverse ondate, migrano nel sistema nervoso centrale generando lesioni infiammatorie a carico delle meningi. Proliferazione microglia e astrociti, pressione liquor elevata, distruzione di neuroni e demielinizzazione focale. Diagnosi - Sospetto per soggiorni in zone rurali America Latina - Diagnosi in laboratorio: ricerca parassiti nel sangue (infezione acuta ma negativa per la fase cronica) associata con esami sierologici (ELISA) e ricerca DNA parassita (PCR) Terapia e prevenzione - Benznidazolo e Nifurtimox (inibizione sintesi acidi nucleici) - Effetti collaterali tossici (anoressia, nausea, vomito, polineurite periferica, soppressione midollare); 15% dei pazienti non termina il trattamento Farmaci trattano la parassitosi ma non invertono decorso delle miocardite già sviluppate 52 DIFILLOBOTRIASI Biologia del parassita Agente eziologico Diphyllobothrium spp. con scolice munito di 2 botrini ben sviluppati ridotti a sottili pieghe. D. latum presenta scolice appiattito a forma di spatola, collo 8mm e 3000 proglottidi (5-10m); D. dendriticum raggiunge 2m, scolice a spatola e collo ridotto. 1°ospite copepode – 2° pesci – 3°pesci e uomo ospiti definitivi Patogenesi Le infezioni di D. latum sono in genere dovute da un solo esemplare che si fissa alla mucosa dell’ileo e/o al digiuno. Questi produce tossine che sono assorbite dalle mucose intestinali o da rottura di proglottidi. - Possibili eventi di occlusione intestinale. - Segmenti migranti provocano colangiti e colecistiti. - Anemia (competizione con parassita per assorbimento B12). Sintomatologia La parassitosi nella maggior parte dei casi decorre senza alcuna sintomatologia particolare (dolori addominali, perdita peso, debolezza, anemia, senso acuto /perdita fame, anoressia, nausea, vomito), e solo dopo 1-3 settimane dall’ingestione del parassita Diagnosi: presenza di uova nelle feci Farmaco: Praziquantel ECHINOCOCCOSI Biologia del parassita Il genere Echinococcus comprende 4 specie, delle cui forme larvali l’uomo può essere accidentalmente ospite: - E. granulosus (echinococcosi cistica o idatidosi) - E. multilocularis (echinococcosi alveolare). Volpe definitivo, ma anche uomo. Responsabile cisti multiloculari che invadono fegato e conseguente tumore - E. volgeli ed E. oligarthus (rari casi echinoccosi policistica) L’uomo si parassita per assunzione di verdure crude contaminate, oppure mani contaminate da uova sul manto dei canidi Patogenesi Nonostante la sottrazione di alimenti, il parassita adulto è scarsamente patogeno. Per poter stabilirsi con successo nell’ospite: 1. Produzione delle oncosfere (larva esacanta) 2. Attivazione oncosfere 3. Migrazione verso tessuti adatti all’impianto Le oncosfere penetrano i vasi linfatici dei villi intestinali per entrare in circolo. Regione finale fegato e polmoni Sintomatologia Quando incistate le oncosfere, innesca risposta aspecifica dell’ospite. Queste sono circondate da macrofagi e formazione nodulo infiammatorio che porta alla possibile degenerazione e morte del parassita. Reazioni gravi del SI portano a rottura cisti con conseguente shock anafilattico, possibile occlusione dei vasi, e rilascio di protoscolici che formeranno nuove cisti. Gravità dell’infezione dovuta al numero di individui e integrità delle cisti. Diagnosi per immagini e prelievo di liquido cistico Farmaco Non esiste un trattamento standard (chirurgia, terapia farmacologia antielmintica per os con benzimidazolici) 55 CISTICERCOSI e NEUROCISTICERCOSI Biologia del parassita Infezione tissutale dello stadio larvale di T. solium in cui l’uomo è ospite intermedio Sintomatologia I sintomi si possono sviluppare a causa dell’ infiammazione che circonda la cisti ma, escludendo l’interessamento cerebrale (neurocisticercosi) e miocardico, la malattia non è generalmente grave. Nella neurocisticercosi, le cisti si localizzano SNC e si ingrossano lentamente per decenni. Successivamente muoiono e perdono capacità osmoregolativa, cominciando così a rigonfiarsi. Inoltre, rilascio di antigeni che provocano risposta infiammatoria grave (meningiti) Farmaci Trattamenti antielmintici ma la loro efficacia non è chiara. Spesso associati a corticosteroidi per il controllo a lungo termine delle manifestazioni epilettiche MALATTIE NEMATODI Ciclo diretto: non sono previsti ospiti. Dopo la schiusa dell’uovo, seguono due mute (L1-L2-L3) e l’infezione dell’ospite definitivo avviene in genere per ingestione o per via percutanea da parte delle larve. Negli ascaridi e nei tricocefali, la forma infettante è rappresentata direttamente dall’uovo contenente la larva di seconda età Ciclo indiretto: le prime mute si verificano in un ospite intermedio e l’ospite definitivo si infetta ingerendolo oppure, nel caso si tratti di artropodi ematofagi, per contaminazione delle microferite causate dal morso/puntura dell’artropode con le larve infettanti. Dopo l’infezione, sono necessarie altre due mute perché si sviluppi l’adulto (eccezione solo per genere Trichinella il cui stadio infettante è la larva L1 presente nelle cellule muscolari di un ospite vertebrato) Nel caso dei parassiti gastrointestinali (es. tricuridi), l’intero ciclo può avvenire nel lume intestinale. Generalmente, sono caratterizzati da cicli complessi, con lunghe migrazioni che coinvolgono diversi apparati e tessuti dell’ospite prima di raggiungere la sede definitiva (via epato-tracheale la più comune) ASCARIOSI Biologia del parassita Ascaris lumbricoides, nematode cilindrico 20-30cm. Femmine fecondate depongono 200000 uova al giorno, emesse dall’intestino tenute all’esterno con le feci. Dopo 2-4 settimane di maturazione, diventano infettanti. Quando ingerite: intestino tenue - fegato - cuore - polmoni - laringe - intestino (maturazione adulto) La produzione di uova inizia dopo 2 mesi dall’infezione. Patogenesi Le feci umane sono l’unica fonte di contaminazione ambientale (verdure o frutta contaminata). La patologia dipende dalla risposta dell’ospite alla presenza di larve, uova e adulti nei diversi tessuti (ipersensibilità di tipo allergico) + Parassita rilascia enzimi che danneggiano cellule. Diagnosi Basata su analisi delle uova nelle feci Farmaci Abendazolo e mebendazolo (blocco vie glucosio e paralisi) 56 FILARIOSI LINFATICHE (Wuchereria bancrofti, Brugia malayi, Brugia timori) Vivono (5-10 anni) raggomitolati nei vasi linfatici, a monte dei linfonodi dove continuano a produrre microfilarie. Questi nematodi ospitano batteri simbionti del genere Wolbachia. Le filarie linfatiche sono trasmesse da zanzare Sintomatologia Filariosi linfatiche, ipertrofia sottocutanea provocata da risposta immunitaria ospite+presenza parassita (numero elevato, rilascio sostanze, rottura tessuti) Farmaco Diethyl Carbamazepine (DEC, agisce su produzione acidi grassi e metabolismo del parassita) TRICHINELLOSI Biologia del parassita In natura si svolge tra carnivori con abitudine di cannibalismo, di cui anche animali onnivori domestici possono essere infettati. Parassitosi dopo ingestione di carni crude (abitudini alimentari). Il decorso clinico della trichinellosi umana dipende da combinazione immunitaria, patologica e metabolica. Vasculite diffusa + complicanze tessuto specifiche: intestino (lesioni villi e mucosa), muscolo scheletrico (rete di capillari che alimenta la larva). Diagnosi Non semplice e basata su dati indiretti (febbre, edema periorbitale o del viso, abitudini alimentari, dolori addominali e diarrea) + esami immunoenzimatici (ELISA, immunoblot). Farmaco Antielmintici benzimidazolici (efficaci soprattutto nelle larve muscolari, in via di sviluppo nell’intestino o da poco penetrate nelle cellule muscolari) Quadro clinico grave caratterizzato da complicanze cardiovascolari (miocardite), neurologiche (encefalite), oculari, respiratorie e digestive MALATTIE ARTROPODI CHELICERATA - CARINAE Gli acari fanno parte dell’ordine degli Acarinae (Classe Arachnida, subphylum Chelicerata, Phylum Arthropoda). Corpo ovale, privo di netta distinzione tra cefalotorace e addome. Gli adulti hanno 4 paia di zampe Apparato boccale delle specie parassite di tipo pungitore-succhiatore: ROSTRO, consta di un ipostoma (apparato boccale a forma di doccia), un paio di cheliceri vicine all’apertura boccale, e un paio di pali. Le zecche si classificano in due raggruppamenti sulla base delle caratteristiche dello scudo dorsale: - Famiglia Ixodidae, rivestimento coriaceo (zecche dure, 1mm-1cm). Le femmine fecondate sono forti ematofaghe (rostro ben visibile) e necessitano di pasti prolungati ed ingenti quantità ingerite e rigurgitate (equilibrio osmotico). Tale comportamento è alla base delle parassitosi di numerosi patogeni. Inoltre femmine rilasciano neurotossine= PARALISI DA ZECCHE. Le femmine rilasciano 350-18000 uova poi muoiono. Dalle 30-50 giorni, escono larve che si portano alla vegetazione dove attendono un ospite adatto - Famiglia Argasidae, rivestimento molle (zecche molli) SIPHONAPTERA: PULICOSI Le pulci sono insetti a metamorfosi completa, privi di ali, corpo schiacciato lateralmente e ricoperto da un robusto esoscheletro chitinoso. Uovo-larva-pupa-adulto (3-6 settimane). Questi conducono vita parassitaria. Ctenocephalides felis è la specie parassita del cane e del gatto più diffusa in Europa. Manifesta bassissima specificità d’ospite e può compiere il pasto di sangue in numerose specie animali. I casi umani avvengono generalmente in estate, periodo di massima attività riproduttiva della pulce. La puntura causa formazione di papule e di piccoli pomfi infiammatori + reazioni allergiche (saliva) Sono efficaci vettori/serbatoi di numerosi agenti eziologici Antistaminici per via topica + interventi di disinfestazione 57