Zanzare-Immagine Credit Public Domain-
Le punture di zanzara sono fastidiose, spiacevoli, a volte dolorose, spesso causano di reazioni allergiche, ma anche potenzialmente mortali. Questi insetti uccidono più persone di qualsiasi altro animale sulla Terra.
Le zanzare trasmettono agenti patogeni che causano gravi malattie tropicali come la malaria, la dengue, il virus Zika, il Nilo occidentale e l’encefalite giapponese. Il riscaldamento globale sta causando l’espansione degli habitat delle zanzare verso nord, minacciando un aumento del carico di malattie trasmesse dalle zanzare (MBD) in futuro.
Le persone che attirano fortemente le zanzare sono ovviamente a maggior rischio di MBD. Qual è la scienza dietro le differenze nell’attrattiva delle zanzare rispetto agli esseri umani?
L’olfatto della zanzara
Le zanzare rintracciano i potenziali ospiti con segnali visivi e con combinazioni di odori chiamati “cairomoni”. La fase finale a corto raggio del volo di rilevamento umano della zanzara è diretta dal calore corporeo dell’ospite. Calore e odore sono sufficienti per la versatile zanzara se il rilevamento della CO2 è compromesso.
Le zanzare hanno più “nasi” o organi olfattivi: le antenne, la proboscide e i palpi mascellari. Questi sono ricchi di recettori olfattivi. I segnali vengono riportati ai neuroni sensoriali olfattivi (OSN). Le zanzare hanno fino a 80 tipi di OSN, a seconda della specie.
Gli assoni OSN che trasportano gli stessi segnali, indipendentemente dalla posizione, terminano nello stesso glomerulo, un organo del cervello che mappa la fonte dell’odore. Questi segnali vengono elaborati per dire alla zanzara dove si trova l’ospite.
“I cairomoni sono segnali chimici che attraggono una specie verso un’altra a beneficio della prima. Svolgono un ruolo cruciale nell’attrazione zanzare-umani a lungo raggio. I kairomoni vengono rilevati da tre tipi di recettori olfattivi o olfattivi: i recettori olfattivi, gustativi e ionotropici (rispettivamente OR, GR e IR)”, spiegano gli autori.
L’odore umano è costituito da centinaia di sostanze volatili che formano firme individuali. Questi includono anidride carbonica (CO2), acido lattico, ammoniaca, acidi grassi organici, chetoni, aldeidi, alcoli ed esteri. Le combinazioni di cairomoni umani sono più forti dei singoli attrattivi.
In molte specie animali, ciascun OSN rileva solo un tipo di molecola olfattiva, ma un recente studio sulla specie di zanzara Aedes a Egypti ha rivelato che un singolo OSN traccia più recettori olfattivi. Ciò potrebbe spiegare come percepiscono la giusta miscela di odori che segnala “umanità”.
Le zanzare percepiscono la CO2 nell’aria espirata utilizzando i GR sui neuroni cpA, rendendola il principale attrattivo a lungo raggio. Gli odori corporei e la CO 2 vengono rilevati dagli OR sui neuroni cpB e cpC tramite il corecettore del recettore olfattivo (Orco).
I recettori antennali Ir8a riconoscono selettivamente gli odori umani in presenza di CO2. Le carenze nei geni dei corecettori IR Ir8a , Ir25a o Ir76b indeboliscono la risposta agli odori umani preservando la preferenza per i forti attrattori.
I singoli cairomoni come gli acidi carbossilici producono un’attivazione OR minima senza CO2. Al contrario, gli odori corporei aumentano la sensibilità alla CO2. La CO2 ripristina l’attrattiva dell’odore nei mutanti carenti di Orco. Senza OR, la selettività per gli esseri umani è persa.
Gli acidi carbossilici includono l’acido lattico, che è concentrato nel sudore degli esseri umani rispetto agli animali. “L‘acido lattico viene prodotto in condizioni di carenza di ossigeno, come l’esercizio. Pertanto, è probabile che l’esercizio recente attiri le zanzare“.
Gli scienziati devono tenere conto della variabilità individuale quando studiano la trasmissione dell’MBD e confrontano diversi studi.
Fattori genetici
L’attrazione delle zanzare-umani dipende dall’intensità e dalla composizione dell’odore corporeo. “L’odore umano dipende dal numero di ghiandole cutanee, dal pH della pelle, dal tasso metabolico, dalla massa corporea, dalla velocità e dall’intensità della respirazione, nonché dal microbiota cutaneo”, spiegano gli autori.
L’attrattiva delle zanzare è quindi determinata da fattori genetici, dietetici e ambientali.
Il sistema HLA negli esseri umani codifica i cairomoni dell’odore umano come sulcatone, geranilacetone, decanale, undecanale, acido 2-metilbutanoico, acido tetradecanoico e ottanale. È interessante notare che il sulcatone può diventare una sostanza chimica repellente o mascherante ad alte concentrazioni. Molteplici altre varianti genetiche potrebbero comportare diverse combinazioni e concentrazioni di cairomoni.
Inoltre, alcuni alleli o varianti genetiche influenzano il rischio di infezione trasmessa dalle zanzare, di malattie sintomatiche e quindi anche il rischio di trasmissione. L’infezione sintomatica legata al virus del Nilo occidentale è più probabile nelle persone portatrici della variante del gene rs333, mentre la dengue sintomatica è più comune tra quelle con SNP TNF-α-308G/A. Il rischio di encefalite giapponese è maggiore con la variante del gene ICAM-1 K469E .
Fattori ambientali
“Le attrazioni zanzare-umani cambiano con l’età, le dimensioni corporee e i cambiamenti fisiologici, nonché la distanza dall’ospite. Le banane e forse l’alcol possono aumentare l’attrattiva delle zanzare, ma non gli integratori di aglio o vitamina B“, spiegano i ricercatori.
Le donne incinte attirano più zanzare, a causa del maggiore calore corporeo e del tasso metabolico, e forse di un profumo caratteristico.
Composti come il metil diidrojasmonato nei profumi e l’isopropil tetradecanoato nei deodoranti o l’odore degli indumenti, possono mascherare l’odore umano o ridurre la sensibilità olfattiva.
Le zanzare aegiziane sono più attive e sensibili ai cairomoni. L’infezione da virus La Crosse riduce l’alimentazione del sangue, aumentando così il numero dei pasti e, quindi, dei morsi. I repellenti sono meno efficaci contro le zanzare infette.
La malaria attira le zanzare anche per un distinto “odore di malaria” arricchito di aldeidi e tioeteri, durante lo stadio di gametociti del Plasmodium che può svilupparsi ulteriormente solo nella zanzara ospite.
Conclusione
Le persone che attirano le zanzare hanno odori specifici con un alto contenuto di acido carbossilico. Potrebbero probabilmente essere identificabili mediante test chimici o genetici. Anche le persone con MBD corrono un rischio più elevato e dovrebbero ricevere consigli mirati su come evitare le punture di zanzara. La protezione personale e l’igiene ambientale restano misure fondamentali.
Ricerche precedenti hanno identificato quasi 140 sostanze chimiche, come l’etilpiruvato e il ciclopentanone, che interagiscono con i recettori Ir8a. ” Man mano che impariamo come l’odore è codificato nel sistema olfattivo delle zanzare, possiamo creare composti più efficaci in base alla loro biologia“, afferma la Prof.ssa Meg Younger del Boston University College of Arts and Sciences.
Tali composti potrebbero sfruttare l’olfatto della zanzara per:
- allontanare le zanzare dalle abitazioni umane
- catturarle in trappole
- trattarle con sostanze chimiche che uccidono le larve da cova
- interrompere l’accoppiamento
- creare repellenti come i piretroidi ampiamente utilizzati e l’olio di citronella
- maschera l’odore umano come con DEET
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” Queste strategie ‘maschera’ e ‘pull’, potenzialmente convenienti, potrebbero essere utilizzate in modo complementare, offrendo una soluzione ideale e il sollievo tanto necessario ovunque le malattie trasmesse dalle zanzare siano endemiche”, secondo il Dottor Anandasankar Ray dell’Università della California, Riverside.
Tecniche di editing genetico come CRISPR/Cas9 potrebbero aiutare a identificare la firma genetica dell’olfatto delle zanzare. Potrebbe anche portare alla capacità di eliminare questi insetti attraverso mutazioni che sopprimono la ricerca olfattiva dell’ospite.
Fonte:NewsMedical
