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Anisakisim

by Angel Criado (Submitted: 12/03/2010)

[screen shot]

Download Anisakisim
If clicking does not initiate a download, try right clicking or control clicking and choosing "Save" or "Download".

(You can also run this model in your browser, but we don't recommend it; details here.)

(ENGLISH VERSION AT THE BOTTOM)

SPANISH VERSION - ¿QUE ES ANISAKISIM?
Es un modelo gráfico que trata de explicar como se desarrollan las infecciones por Anisakis sp en poblaciones de animales marinos y humanas y como evoluciona la infección cuando se emprenden campañas de control.

COMO FUNCIONA.
Ciclo biológico: En la naturaleza, el ciclo de Anisakis implica en primer lugar a los mamíferos marinos (hospedador definitivo) donde viven los nematodos adultos (macho y hembra). Los gusanos se localizan en el estómago, donde penetran ligeramente en la mucosa con su extremo anterior para alimentarse. Las hembras fecundadas ponen huevos que salen con las heces y posteriormente deben ser ingeridos por un primer hospedador intermediario (eufasiáceos = pequeños crustáceos). Las larvas que se desarrollan en el crustáceo deben ser ingeridos por un segundo hospedador intermediario (peces o calamares) para proseguir el ciclo vital. Cuando un mamífero marino ingiere a los peces infestados, vuelve a desarrollar adultos en el digestivo. Los humanos pueden infestarse con las larvas pero no se llegan a producir adultos; por lo tanto las personas no sirven para completar el ciclo biológico del Anisakis.

En el modelo de simulación ANISAKISIM tenemos 5 elementos fijos: población de focas, población de humanos, población de crustáceos, población de peces, huevos y opcionalmente: doctores, veterinarios y educadores sanitarios.
Las poblaciones (elementos fijos) se reproducen hasta llegar a 75 ó 150 individuos, según el caso.
En el inicio, existen 2 huevos de Anisakis y 2 hospedadores animales infectados de cada tipo (color rojo o magenta). Los hospedadores no infestados tienen color verde, blanco o amarillo, para facilitar la distinción entre ellos.
El modelo tiene las siguientes premisas:
1) Existe una zona de mar (color azul, con dos barcos) y otra de tierra (color marrón con dos coches). Las personas se mueven principalmente por la tierra firme, pero llegan hasta el primer tercio del mar donde pueden ser infestados (por peces de color rojo).
2) El resto de protagonistas del ciclo se mueven en el mar pero también llegan a la orilla. De esta forma, se garantiza que los peces puedan causar infecciones humanas.
3) Los huevos de Anisakis se "reproducen" sólo si hay focas infestadas (color rojo).Los humanos infestados, en cambio, no influyen en la reproducción de los huevos.
4) Las infestaciones se producen por proximidad. Si un huevo se acerca a determinada distancia de un crustáceo este se vuelve rojo. Si un crustáceo infestado se acerca a un pez sano, este último se vuelve de color magenta. Si un pez se acerca a un humano o una foca sana, cualquiera de los dos se infesta y adquiere color rojo.
5) En este modelo no se tiene en cuenta la posible inmunidad de humanos, focas o peces frente a Anisakis.

CONTROLES

En la subcarpeta "Interface" tenemos una pantalla de simulación ("el mundo virtual"), un botón de reseteo; un botón de encendido, un botón para hacer que en la población humana aparezca el hábito de comer pescado crudo (lo que se hace es aumentar el radio en el que los humanos pueden ser infectado por peces de color rojo), 1 contador (% de humanos infestados) y dos gráficos (uno de evolución de la infección en mamíferos y otro en los hospedadores intermediarios (crustáceos y peces). Además existe un interruptor de educación sanitaria y dos mandos deslizantes (uno para inspección veterinaria y otro para tratamiento en humanos).
Para activar el modelo, siga los siguientes pasos:
1) Si lo desea, seleccione alguna de las medidas de control necesarias para reducir los niveles de parasitación por Anisakis. Son las siguientes:
a) Cuando se activa el interruptor "Veterinarians for inspection", los veterinarios hacen que los peces infestados que se les acercan no sean infestantes (equivalente a la inspección veterinaria en determinadas circunstancias).
b) Cuando se activa el mando deslizante de "Number of doctors", los doctores curan a los humanos infestados en sus proximidades.
c) Cuando se activa el interruptor de "Sanitary_education", los agentes informadores reducen el número de humanos infestados mediante prevención de la ingesta de pescado crudo. Para simular su misión informativa mediante carteles/folletos/ conferencias, los educadores cambian intermitentemente su forma, tomando apariencia de cacerolas o congeladores con pescado en su interior.
3) presione "set up", aparecerán los intervinientes en el ciclo + doctores, veterinarios o congeladores (si seleccionó alguno de los interruptores de control de enfermedades).
4) presione "go". Si quiere ver la evolución de los gráficos cartesianos de simulación de una manera mas rápida, deseleccione la opción "view updates" (situada encima de la pantalla del mundo virtual).
5) Una vez vista la evolución de la parasitación, puede pulsar el botón "humans eat raw fish" para ver que sucede con los niveles de parasitación humana cuando los humanos comen pescado crudo.
6) Para detener la simulación pulse de nuevo "go"

VARIACIONES

Observe que sin utilizar ningún sistema de control, el "mundo" se satura rápidamente de parásitos, aunque los niveles en humanos son bastante mas bajos que en animales. Si utiliza la opción de "Los humanos comen pescado crudo", verá que la parasitación humana varía enormemente. Si activa una a una las opciones de control, la evolución de la parasitación es más lenta, pero no se consigue un control satisfactorio. Observe lo que ocurre cuando utilizan todas las posibilidades de control simultáneamente (esto es lo que se llama control integrado).

MODELOS RELACIONADOS

BABESIM, BRUGIASIM, CRYPTOSPORISIM, EGRANULOSIM, LEISHMANISIM, PLASMOVIVASIM, PLASMOKNOWLESIM, SCHISTOJAPONISIM, TAENIASAGISIM, TOXOCARASIM, TOXOPLASIM, TRICHINELLASIM, TRYPANOCRUSIM, TRYPANORHODESIM, MALARIA, VIRUS.

AGRADECIMIENTOS Y REFERENCIAS

Modelo parasitológico creado por el Dr Angel Criado para docencia en diversos cursos de Parasitología. Dpto de Microbiología y Parasitología, laboratorio de Parasitología, Facultad de Farmacia. Universidad de Alcalá (Madrid), ESPAÑA.
El código informático del modelo se basa parcialmente en los programas "Malaria" (Erin Flanagan) y "Virus" (Dr. Uri Wilensky), en NETLOGO.

Para aprender más sobre parásitos y su control:

1) Manual de Parasitología.(2007). J. Gállego-Berenguer - Edit. Univ de Barcelona

2) (en inglés) Control of Human Parasitic Diseases - Academic Press,(2006)
by David H Molyneux (Editor)
ISBN: 0120317613

ENGLISH VERSION

ANISAKISIM - WHAT IS IT?
This model is a simple illustration of the life-cycle of the parasitic nematode "Anisakis simplex", and how several strategies may help to control the disease (anisakiosis or anisakidosis). It has been devised as a basic visual model, giving an overview of the scenario where pathogen and hosts interact.

HOW IT WORKS

Anisakis sp Life-Cycle:
In the sea, Anisakis worms infest marine mammals, some crustaceans and fishes. Adult parasite worms (males and females) live in the stomach of marine mammals such as seals and dolphins (these are good examples of definitive host). Fertilized females lay eggs in the gut of mammals that eventually reach the sea with faeces. There, some tiny crustaceans (members of the Family Euphasiacea - the first intermediary host) ingest the larvae, which start to live in their internal tissues. When squid or fish (these are second intermediate hosts) eat infested crustaceans, larvae are liberated and migrate from fish gut to fish internal tissues (e.g liver) and there they wait until a healthy marine mammal eats the infested fish. Once the infested fish/squid is eaten, larvae develop to adults in the stomach of seals, dolphins, etc. Men are not suitable hosts for Anisakis, so that eating infested fish or squid does not lead to development of adults. However, in humans, larvae penetrating stomach mucosae can cause severe pathologies or even death.

In the ANISAKISIM model, there are 5 essential components: humans, seals, crustaceans, fishes and Anisakis eggs. Optionally, we can set up in the "virtual world" some agents that help in reducing anisakiosis levels, such as: medicine doctors, sanitary educators, and veterinarians.
Populations in the simulation reproduce up to 75-150 individuals, depending on the different hosts. Initially, a certain number of individuals are infected, to ensure propagation of the disease.

This model is based on these guidelines:
1) The virtual world is composed of humans, seals, crustaceans, fishes and Anisakis eggs, that move, reproduce and die. In the virtual world, there is sea (colour blue, with two ships) and there is "land" (colour brown, with two cars).
2) People moves in land and enter sometimes in the sea. At this moment they can get in contact with infested fishes. Sea is a space reserved for crustaceans, seals, fishes and Anisakis eggs.
3) Anisakis eggs only reproduce if there are infected seals in the "world". Infested humans do not cause egg reproduction.
4) Infection happens by neighbourhood. Healthy individuals show colour green, white or yellow. Infected hosts are red (crustaceans, seals or humans) or magenta (fishes). If Anisakis eggs get close to crustaceans, the latter become infected. The same is true for infested crustaceans and healthy fishes, as well as infested fishes and healthy humans/seals.
5) The simulation does not take into account the possibility of host' immune response against Anisakis.

HOW TO USE IT

In the "Interface" folder we found "a virtual world screen", a "set up" button (it clears the screen and creates the simulation screen with all the participant organisms), a "go" button (that runs/stops the simulation), 1 monitor (showing percent of infected humans), and two plots: one showing the number of infected mammals and other showing the number of infested intermediate hosts (crustaceans and fishes). Optionally, some control measures can be implemented by sliders/switch:

- "Number of doctors" slider: up to 10 medicine doctors wander through the world providing treatment to infected humans.
- "Veterinarians for inspection" slider: up to 10 veterinarians in the world reduce the number of infected fishes that reach humans. In the real world, such preventive diagnostic is, however, very complicated for small fishes. Hence, the rate of reduction of Anisakis infections applied in the model is quite low.
- "Sanitary_education" switch: the presence of 10 sanitary educators decreases levels of infected persons by preventing human consumption of "untreated fish". To simulate its informative action with leaflets/posters/speeches, they intermittently change of shape - from educator to "freezer" and then to "frying pan" (in both cases with a fish inside).

To run the simulation:
1) Activate with sliders some control measures if desired.
2) Press "set up": humans, seals, fishes, crustaceans and Anisakis eggs will appear. Also selected control agents should appear provided that the switch is "on" or the sliders are set at a level > 0.
3) Press "go" to run the simulation. To see faster the outcome of the run (only in plots and counters), unselect the "view updates" option.
4) If you want to see the effect that eating raw fish causes in human infection rates, press the corresponding button. If the button is pressed again, the habit of eating raw fish disappears.
5) To stop, press again " the go" button.

THINGS TO TRY

If no control measures are undertaken, Anisakis infection reaches high frequency in seals, fishes and crustaceans. Human cases are at much lower level. Check what happens if you press the button "humans eat raw fish". You may start to introduce control measures one by one and then compare this with the result of a simultaneous application of all of them. This is called in Epidemiology an "integrated control approach".

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CREDITS AND REFERENCES

This model was created by Dr Angel Criado as part of different courses on parasitic diseases imparted at the University of Alcala (Faculty of Pharmacy, Dept of Microbiology and Parasitology , 28871 Alcalá de Henares, Madrid - SPAIN).
Some parts of the code are borrowed from Flanagan's "Malaria" and Wilensky's "Virus", two NETLOGO models.

To learn more on parasite control:
Control of Human Parasitic Diseases (Academic Press)- (2006)
by David H Molyneux (Editor)
ISBN: 0120317613

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