Malattia trasmissibile
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07/03/2011 Malattia trasmissibile 1.Agente eziologico (A.E. (A.E.)) rapporto ospite/parassita/ambiente determinante primario Agente biologico (batterio, virus, micete, protozoo, elminta, artropode), che penetra (o è già presente) e/o attecchisce all’interno o all’esterno di un ospite Agente eziologico Fattore “primario” indispensabile ma non sufficiente ad evocare un evento morboso • In grado di danneggiare tessuti e/o organi dell’ospite mediante la sua moltiplicazione oppure la liberazione di metaboliti e cataboliti (tossine) dannosi per l’ospite • Può, ma non necessariamente, determinare sintomatologia. Ambiente Ospite Raffaella Baldelli DSMV Un parassita (A.E.), per poter sopravvivere come specie deve: penetrare nell’organismo ospite attraverso una via naturale caratteristiche dell’agente eziologico Infettività Invasività sopravvivere nell’ambiente esterno per il tempo sufficiente a raggiungere un nuovo ospite raggiungere gli organi bersaglio e permanervi per il tempo necessario alla sua replicazione Virulenza Patogenicità uscire dall’organismo ospite con mezzi naturali Contagiosità Raffaella Baldelli DSMV 1 07/03/2011 caratteristiche dell’agente eziologico Infettività caratteristiche dell’agente eziologico Infettività Capacità dell’A.E. di penetrare nell’ospite (o di colonizzarne le superfici) e di moltiplicarvisi • Inversamente proporzionale alla quantità di microrganismi necessaria per instaurare l’infezione (D.I. min.; DI50) alta infettività: brucellosi, carbonchio ematico, afta epizootica, vaiolo bassa infettività: TBC, micosi sistemiche, rabbia • Varia in rapporto alla recettività dell’ospite (barriera di specie), alla sensibilità individuale (anche in relazione allo stato immunitario), e alla capacità di eludere il sistema immunitario. • No correlazione tra infettività e gravità delle lesioni alta infettività/danni trascurabili: bassa infettività/gravi lesioni: alta infettività/gravi lesioni: Raffaella Baldelli DSMV Raffaella Baldelli DSMV caratteristiche dell’agente eziologico Invasività raffreddore TBC afta epizootica, vaiolo caratteristiche dell’agente eziologico Invasività Capacità di un A.E., una volta penetrato nell’ospite, di diffondere in organi e tessuti • Nulla: Clostridium tetani Dipende da: • Scarsa: virus della rabbia • Capacità di sfruttare il circolo ematico e/o linfatico sfuggendo alle difese aspecifiche (batteri capsulati, virus infettanti i fagociti), per raggiungere gli organi bersaglio • Alta: Bacillus anthracis Condiziona la: • capacità di fuoriuscire dall’ ospite (vie di eliminazione) Raffaella Baldelli DSMV Raffaella Baldelli DSMV 2 07/03/2011 caratteristiche dell’agente eziologico caratteristiche dell’agente eziologico Virulenza Patogenicità diversa capacità patogena di sottopopolazioni * di uno stesso AE capacità dell’AE di provocare una malattia di gravità variabile • • Misurata con tasso di letalità ed espressa con DL50 • Una elevata virulenza non necessariamente associata ad una maggiore diffusibilità dell‘AE nella popolazione: un AE molto virulento provoca in genere la morte dell'ospite in breve tempo e ciò riduce la probabilità che l’AE si trasmetta capacità dell’A.E. di provocare malattia in specie diverse di ospiti Salmonella Typhi patogeno solo per l’uomo Salmonella Typhimurium patogeno per uomo, roditori, bovini, ovini, suini, cani, volatili… * Ceppi microbici: microrganismi appartenenti ad una stessa specie microbica e che differiscono tra loro per differenze genomiche indotte da una pressione selettiva naturale o artificiale • stimata valutando la proporzione di soggetti infetti che sviluppano la malattia Leptospira icterohaemorragiae: patogeno per uomo, cane, roditori…. virus morbo di Aujeszky: patogeno per suino, carnivori, ruminanti Ceppi a bassa virulenza → allestimento di vaccini Raffaella Baldelli DSMV Raffaella Baldelli DSPVPA caratteristiche dell’agente eziologico Virulenza ceppo Contagiosità Capacità di un A.E. di trasmettersi direttamente, per vie naturali, da un ospite infetto ed eliminatore ad un ospite recettivo incide sulla velocità di diffusione all’interno di una popolazione Patogenicità ospite Raffaella Baldelli DSMV • Dipende da: Durata del periodo tra infezione e eliminazione • • • • Durata del periodo in cui l’ospite elimina l’A.E. Quantità di A.E. eliminata dall’ospite Molteplicità vie di eliminazione Resistenza ambientale dell’A.E. Raffaella Baldelli DSMV 3 07/03/2011 caratteristiche dell’agente eziologico Contagiosità Una malattia infettiva non è necessariamente contagiosa • Nulla: malattie trasmesse da artropodi, malattie da clostridi • Scarsa: Rabbia • Alta: fattori di patogenicità dei batteri La possibilità per un batterio di causare una malattia dipende dalla sua capacità di: realizzare l’infezione (colonizzazione stabile – fattori di adesività) invadere i tessuti dell’ospite (fattori di diffusione) sfuggire alle difese dell’ospite (fattori interferenti con la fagocitosi) Afta epizootica, Peste bovina danneggiarne i tessuti (fattori tossici) Raffaella Baldelli DSMV Batteri: fattori di patogenicità Fattori di colonizzazione o di adesività strutture di superficie che determinano l’adesione alle cellule epiteliali mediante legame a molecole complementari presenti sulla superficie delle cellule dei vari tessuti dell’ospite Raffaella Baldelli DSMV Batteri: fattori di patogenicità Fattori di diffusione enzimi → dissoluzione componenti tissutali = distruzione barriere fisiche → penetrazione e diffusione nei tessuti dell’ospite capsula e glicocalice (E. coli enteropatogeni ) pili (E. coli uropatogeni), strutture pilo-simili (E. coli enterotossigeni ), lanuggine (Staphilococcus aureus) altri meccanismi: placca dentaria → carie (Streptococcus mutans , S. sanguis…) Raffaella Baldelli DSMV jaluronidasi collagenasi fibrinolisina lecitinasi ………………….. Streptococcus pyogenes Clostridium perfringens Streptococcus pyogenes Clostridium perfringens Raffaella Baldelli DSMV 4 07/03/2011 Batteri: fattori di patogenicità Fattori interferenti con la fagocitosi strutture di superficie: capsula prodotti antifagocitari: Staphylococcus aureus → inibizione attività (leucocidina) → lisi (streptolisina O) → inibizione migrazione (fattori antichemiotattici) → occultamento alle difese (coagulasi) Staphylococcus aureus Batteri: fattori di patogenicità Fattori tossici → danno all’ospite → riduzione delle difese dell’ospite Esotossine prodotte da batteri Gram + e Gram – e secrete all’esterno proteiche termolabili elevata tossicità buoni Ag (anatossine o tossoidi) (la dose minima letale di tossina botulinica è di appena 2x10-5 µg) parassitismo dei macrofagi ⇒ sistema di sopravvivenza e diffusione (Mycobacterium tuberculosis) Raffaella Baldelli DSMV Raffaella Baldelli DSMV Neurotossine che interferiscono con il rilascio di neurotrasmettitori: Esotossine • tossina tetanica classificate in base: Le componenti B si legano ai recettori cellulari La componente A si trasferisce all’interno della cellula e induce il danno cellulare all’interazione con le cellule dell’ospite a livello di membrana (tossina esfoliativa S. aureus , enterotossina E. coli, emolisine) intracellulare (tossine A-B: botulinica, tetanica, difterica, colerica…) • tossina botulinica alla malattia tossina botulinica, tetanica, difterica, colerica … ai sintomi neurotossine, enterotossine, citotossine Raffaella Baldelli DSMV da P.R. Murray, K.S. Rosenthal, G.S. Kobayashi, M.A. Pfaller. Microbiologia. EDISES 5 07/03/2011 neurotossine enterotossine Esotossine citotossine Organism Disease Batteri: fattori di patogenicità Toxin Bacillus anthracis Anthrax Clostridium botulinum Botulism Clostridium difficile Pseudo membranous colitis Enterotoxin Clostridium perfringens Gas gangrene Alpha toxin Hyaluronidase Further Information Edema toxin Edema factor/protective antigen complex Lethal toxin Lethal factor/protective antigen complex Botulism .toxin Blocks release of acetylcholine Phospholipase, (lecithinase) Food poisoning Enterotoxin Clostridium tetani Tetanus Tetanospasmin Blocks action of inhibitory neurones Corynebacterium diphtheriae Diphtheria Diphtheria toxin Inhibits elongation factor- 2 (EF2) by ADP ribosylation Escherichia coli Diarrhea (ETEC) Heat labile toxin Activates adenyl cyclase Heat stable toxins Activates adenyl cyclase Hemorrhagic colitis Vero toxin Pseudomonas aeruginosa Diseases of compromised host Exotoxin A Staphylococcus aureus Opportunistic infections Alpha-gamma toxins, leucocidin Streptococcus pyogenes Toxic shock Toxic shock toxin Food poisoning Enterotoxin Scalded skin syndrome Exfoliatin Scarlet fever Toxic shock Inhibits EF2 Fattori tossici Endotossine parti integranti dei batteri Gram – → liberate dopo la morte del batterio lipopolisaccaridiche (lipide A) termoresistenti bassa tossicità cattivi immunogeni azione non specifica Erythrogenic/pyrogenic toxin Shigella dysenteriae Bacillary dysentery Shiga toxin Inhibits protein synthesis by lysing 28S rRNA Vibrio cholerae Cholera Raffaella Baldelli Choleragen DSPVPA Activates adenyl cyclase by ADP-ribosylation Raffaella Baldelli DSMV Confronto • ESOTOSSINE Le diverse azioni dell’endotossina attivazione dei macrofagi con produzione di citochine (TNF e IL1), attivazione del complemento e stimolazione linfociti T ⇓ effetto pirogeno, aumento permeabilità vasale e vasodilatazione con diminuzione della pressione, coagulazione intravasale Raffaella Baldelli DSPVPA • ENDOTOSSINE Natura proteica → Termolabili Natura lipidica → Termostabili Immunogene Immunogene, ma Neutralizzabili da Ab Non neutralizzabili da Ab Azioni molto differenziate Azioni poco differenziate Estrema potenza Minore potenza Attive per ingestione (alcune) Non attive per ingestione Raffaella Baldelli DSMV 6 07/03/2011 2. Ospite caratteristiche dell’ospite che influenzano il rapporto A.E./ospite • Animale in grado di essere infettato da un A.E. • Recettività o suscettibilità: potenzialità di un individuo ad ospitare un A.E. e a permetterne la replicazione • spettro d’ospite più o meno ampio • può variare nell’ambito della stessa specie • • • • • • • • • • Specie Razza Sesso Età Stato delle difese immunitarie/condizioni di salute Trattamenti terapeutici/profilattici Stress Caratteristiche produttive Alimentazione Professione (uomo) Raffaella Baldelli DSMV Raffaella Baldelli DSMV Ospite - specie Ospite - specie • Specie animale di appartenenza: principale determinante di recettività La recettività nei confronti di un determinato AE può essere – limitata ad una sola specie ospite – coinvolgere specie diverse Tra specie diverse la recettività può variare: Bos indicus (zebù) più recettivo di Bos taurus (bovino europeo) alla tripanosomosi. • regolata da meccanismi di interazione determinati geneticamente: caratteristica innata di ciascun individuo di una determinata specie meccanismi complessi e spesso non del tutto noti: – virus: recettori cellulari che consentono l’adesione virale (adsorbimento). – batteri o tossine batteriche: presenza sulle membrane cellulari di alcuni distretti dell’ospite di specifici recettori. In altri casi la recettività è la conseguenza della produzione da parte dell’ospite di sostanze indispensabili alla replicazione del microrganismo Raffaella Baldelli DSMV Facocero meno recettivo del suino domestico alla peste suina africana. Raffaella Baldelli DSMV 7 07/03/2011 Ospite – razza Ospite – sesso • Fra gli individui di una stessa specie, la recettività può variare come conseguenza della selezione di individui geneticamente più resistenti • Razze o linee genetiche con recettività inferiore ad un determinato AE Il sesso influenza il ruolo epidemiologico dell’ospite, la natura della malattia e la sua gravità (in particolare per le patologie che possono interessare l’apparato genitale e/o i prodotti del concepimento) • Risposta ad una pressione selettiva esercitata dall’AE sulla specie ospite – carattere innato e quindi trasmissibile per via ereditaria brucellosi ♂ epididimiti ♀ aborti • Razze rustiche + resistenti rispetto a razze selezionate. • Razze autoctone + resistenti alle malattie presenti nel loro habitat (co-evoluzione ospite-parassita). dal punto di vista epidemiologico è + importante nel ♂ dal punto di vista clinico ed economico è + grave nella ♀ Razze di nuova introduzione → sentinella di infezione Raffaella Baldelli DSMV Ospite – età Raffaella Baldelli DSMV Ospite - difese immunitarie L’età dell’ospite condiziona l’incidenza e la gravità di una malattia i parvovirus infettano cellule in attiva replicazione PPV causa manifestazioni cliniche solo negli embrioni e nei feti CPV causa manifestazioni cliniche solo nei cuccioli • l’età condiziona lo stato immunitario ⇒ malattie neonatali e perinatali • Possibili interazioni dovute a: – immunità passiva – – – – immunità attiva (vaccinale) immunità attiva (pregressa infezione) immunità crociata immunodepressione: ↓ dose infettante minima IBR: letale nei vitelli < 2 mesi; lievi forme respiratorie ed enteriche negli adulti Infezioni opportunistiche in immunodepressi • patologie legate allo sviluppo di organi ed apparati brucellosi: asintomatica negli animali prepuberi Infezioni latenti (herpesvirus) si riattivano in seguito a calo delle difese immunitarie → sintomatologia morbo di Aujeszky: forme respiratorie e nervose nei giovani; aborto nelle scrofe Raffaella Baldelli DSMV Raffaella Baldelli DSMV 8 07/03/2011 Ospite – trattamenti terapeutici e/o profilattici Ospite - condizioni di salute • Un animale sano ha minori probabilità di contrarre una malattia infettiva • Un animale sano ha maggiori probabilità di guarire rispetto ad un individuo debilitato, denutrito, affetto da altre patologie, infezioni o infestioni Lo stato di salute dipende anche da attività umane • nelle specie allevate (e negli animali da compagnia), vengono effettuati trattamenti terapeutici o profilattici che possono modificare sia la condizione immunitaria sia la composizione della flora microbica naturale (soprattutto in sede intestinale) Mangimi medicati, prodotti long-acting, trattamenti con cortisonici Infezioni batteriche secondarie favorite da virus di per sé poco patogeni Infezioni opportunistiche da malattie che inducono immunodepressione (BVD/MD; HIV) Raffaella Baldelli DSMV Ospite – stress L’utilizzo indiscriminato/errato di antibiotici può determinare la selezione di ceppi con ampi spettri di antibiotico-resistenza, riducendo le possibilità terapeutiche La vaccinazione non è sempre in grado di prevenire l’infezione. Tuttavia, nel vaccinato la gravità dei sintomi, durata della malattia e quantità di AE escreto sono significativamente inferiori rispetto ai soggetti non vaccinati Raffaella Baldelli DSMV Ospite - caratteristiche produttive • I fattori stressanti attivano l’asse ipotalamo-ipofisi-surrene con aumento di produzione di ACTH (adenocorticotropo) che induce – una serie di reazioni organiche positive, MA anche – una modulazione in senso negativo del sistema immunitario e quindi una maggiore sensibilità agli agenti Le caratteristiche produttive dell’ospite (selezione genetica) e, di conseguenza, le scelte gestionali negli allevamenti intensivi condizionano l’incidenza di patologie definibili come tecnopatie genetica al fine del miglioramento produzioni zootecniche modificazioni anatomiche e funzionali ⇒ calo resistenza • • • • • • • Stress parafisiologici (estro, gravidanza, parto, allattamento) Sovraffollamento Trasporto (carenza di H2O, sovraffollamento) Introduzione in un nuovo allevamento (+ ambiente microbiol. nuovo) Variazioni climatiche e di dieta Interventi veterinari (cattura, manipolazioni dolorose) ecc. Raffaella Baldelli DSMV selezione genetica basata + sulla produttività che sulla sanità Tecnopatie patologie che derivano da estrema specializzazione; su base infettiva, ma conseguenti all’applicazione di una tecnologia Raffaella Baldelli DSMV 9 07/03/2011 Ospite – alimentazione • La qualità dell’alimentazione modula le condizioni fisiologiche dell’animale e quindi le sue capacità di risposta nei confronti degli AE diete non equilibrate, stati carenziali possono condizionare negativamente anche l’attività del sistema immunitario tipologia di alimento e modalità di prensione → microlesioni buccali → clostridiosi, carbonchio abitudini alimentari (zoonosi alimentari: trichinellosi, anisakiasi, brucellosi, epatite E, sindrome emolitico-uremica da coli VTEC, ecc.) Raffaella Baldelli DSMV Ospite Ospite (uomo) - professione • L’uomo (veterinario, allevatore, macellatore, conciatore, ecc.) è esposto professionalmente a numerose zoonosi (zoonosi occupazionali): brucellosi (veterinari, allevatori) carbonchio (conciatori, lavoratori della lana) echinococcosi (pastori, contadini) leptospirosi (allevatori di suini, macellatori) • L’uomo può avere un ruolo di sentinella della presenza di una infezione/malattia in un territorio • Veterinario e personale addetto alla stalla possono veicolare infezione da un allevamento ad un altro Raffaella Baldelli DSMV Altri tipi di Ospite (in parassitologia) SERBATOIO: specie animale (ma anche alimento, ambiente …) che mantiene in natura e in una determinata area un A.E. può non subire danni e convivere con l’A.E. (volpe in Italia per Trichinella britovi) può subire danni ma è presente in n° tale di individui da permettere il perpetuarsi dell’infezione (volpe in Europa per rabbia) EPIFENOMENO: specie recettiva che, pur contraendo l’infezione, non è in grado di assicurare il mantenimento dell’agente nell’ambiente SENTINELLA: specie animale che mostra segni evidenti (o facilmente evidenziabili) di infezione ed è quindi in grado di svelare cicli criptici di infezione Raffaella Baldelli DSMV • Ospite definitivo: specie animale in cui si compie la riproduzione sessuata dell’agente • Ospite intermedio: specie animale in cui l’agente va incontro ad uno sviluppo (con riproduzione asessuata) • Ospite paratenico: specie animale grazie al quale l’agente è trasferito meccanicamente e nel quale non compie alcuno sviluppo Raffaella Baldelli DSMV 10 07/03/2011 ospite portatore Soggetto che ospita l’A.E. eliminandolo o meno può ammalarsi o no ospite portatore • asintomatico: l’A.E. viene eliminato in assenza di sintomi (malattia in incubazione, superata, asintomatica) Situazione più pericolosa ai fini della diffusione • preclinico: elimina l’A.E. durante il periodo di incubazione non riconoscibile ⇒ rischio epidemiologico • L’infezione nell’ospite può evolvere in maniera diversa: - abortire - evolvere in malattia cui segue la sterilizzazione dell’animale - evolvere in malattia senza la sterilizzazione dell’animale (infezione cronica) • convalescente: elimina per un breve periodo compreso tra il picco della malattia e la guarigione quantità eliminata + bassa rispetto alla fase clinica • clinico (sintomatico): elimina l’A.E. in fase clinica facilmente riconoscibile Raffaella Baldelli DSMV Raffaella Baldelli DSMV ospite portatore 3. Ambiente • cronico: elimina l’A.E. per un lungo periodo di tempo, a volte per tutta la vita, in modo continuo o intermittente normale andamento (TBC) o evoluzione di una forma acuta • latente: elimina in particolari condizioni (stressanti o fisiologiche quali il parto) tipico degli herpesvirus (ma non solo) Agisce modulando il comportamento di una malattia infettiva attraverso fattori esogeni: • Fattori biotici relativi alla biocenosi • a fondo cieco: non è in grado di eliminare l’A.E. trasmissione per carnivorismo, necrofagia, cannibalismo (Trichinella spp.), o tramite artropodi spesso interruzione del meccanismo di trasmissione ( ospite a fondo cieco • Fattori abiotici relativi all’ambiente fisico sensu strictu) Raffaella Baldelli DSMV Raffaella Baldelli DSMV 11 07/03/2011 Ambiente – fattori biotici Ambiente – fattori biotici Presenza/Densità di specie recettive (capi/Km2) favorisce le infezioni a trasmissione diretta prevenzione riduzione della densità vaccinazione abbattimento Presenza/Disponibilità di ospiti intermedi (malattie parassitarie) e/o di vettori biologici Sistema e tipologia di allevamento (intensivo, estensivo, familiare, nomade, brado, semibrado) modula le dimensioni di un’area interessata da una malattia e la natura della malattia stessa: allevamenti intensivi (alte densità di animali, elevate probabilità di contatto): maggiore incidenza di patologie a trasmissione diretta allevamenti estensivi o al pascolo (densità di animali ridotta ma contatto con il terreno è frequente): maggiormente diffuse le patologie a trasmissione indiretta o quelle in cui il parassita ha una fase del ciclo all’interno di un invertebrato a vita libera (es. fasciolosi da Fasciola hepatica) o nell’ambiente esterno Fattori socio-economici politica sanitaria, disponibilità di tecnici e di strutture diagnostiche, educazione sanitaria e informazione, fattori culturali (abitudini alimentari e stili di vita) Raffaella Baldelli DSMV Ambiente – fattori abiotici Condizioni pedologiche: composizione minerale, pH, umidità malattie telluriche Macroclima: T, umidità, radiazioni solari, piovosità, vento ciclicità stagionale degli eventi malattie trasmesse da artropodi Raffaella Baldelli DSMV Ambiente – fattori abiotici Condizioni igienico-sanitarie degli ambienti di vita/allevamento L’assenza e/o l’inadeguatezza di impianti igienici (sistemi di raccolta e stoccaggio delle deiezioni, fogne, depuratori) possono favorire la diffusione di malattie a ciclo oro-fecale e ciclozoonosi Alimenti Microclima dei ricoveri condizionato dal macroclima e modificabile dall’uomo - parametri fisici: luce, T, umidità, ventilazione - parametri chimici: gas tossici derivanti da feci e urine animali (H2S, NH3) o dalla respirazione (CO2) → malattie respiratorie Raffaella Baldelli DSMV alcuni AE possono essere già presenti negli alimenti zootecnici o contaminarli dopo la produzione (salmonellosi) alcune tecniche di alimentazione hanno rappresentato un importante veicolo di trasmissione di infezioni (farine di carne → BSE; scarti di mensa → PSC; insilati → listeriosi) assunzione di colostro (immunità passiva naturale) Raffaella Baldelli DSMV 12 07/03/2011 Ambiente – fattori abiotici Viabilità e mezzi di comunicazione barriera ad animali selvatici velocità di spostamento Flussi commerciali di animali e prodotti di o.a. importazione di malattie trasmissibili particolare rischio da triangolazioni Raffaella Baldelli DSMV 13
