Малярийный плазмодий

Вопрос 17. Филогенез типа простейших. Колониальные простейшие.

Простейшие.Филогенез простейших шел фактически параллельно развитию многоклеточных животных, что нашло свое отражение в формировании у простейших аналогов систем органов, так называемых органелл. Однако большинство простейших передвигаются активно с помощью особых структур, производящих ритмичные движения, –жгутиков или ресничек.

Колониальные Простейшие,состоящие из нескольких более или менее тесно связанных между собой особей, напоминают до известной степени многоклеточные организмы, особенно же те, у которых жизнь одного неделимого, выделенного из общего состава колонии, является невозможной. Различие между такими колониями Простейшие и многоклеточными организмами заключается в том, что у первых отдельные клетки или организмы гомологичные и гомодинамные, т. е. равнозначащие, выполняют все функции, как передвижение, питание, выделение и размножение, тогда как у последних произошло разделение труда, и входящие в состав многоклеточного организма клетки стали лишь аналогичны и гетеродинамны, приняв различные функции и дифференцировавшись вследствие этого и морфологически.

Клиника и эпидемиология.

Малярия (от mal и aria – дурной воздух) – природно-эндемическая инвазия. Инкубационный период малярии зависит от вида возбудителя и в среднем колеблется от 6 до 42 дней (исключение составляет северная разновидность P. vivax).

Малярийный приступ начинается с озноба, который длится от 30 мин до 2–3 ч и переходит в фазу жара, продолжающуюся от нескольких часов до 1 сут. Температура в фазе жара достигает 40–41 °С, лицо больного краснеет, появляются одышка, возбуждение, часто рвота, резко усиливается головная боль. Заканчивается приступ снижением температуры до нормы, что сопровождается сильным потоотделением в течение 2–5 ч. Затем наступает глубокий сон. При 3-дневной малярии и овале-малярии приступы лихорадки повторяются через 48 ч, при 4-дневной – через 72 ч. Обычно они возникают в одно и то же время.

После нескольких приступов увеличиваются селезенка и печень (нередко возникает желтуха), развивается анемия. Без всякого лечения приступы малярии после многократного повторения могут спонтанно прекращаться, за исключением тропической малярии. Полного выздоровления, однако, не наступает.

Область возможного распространения малярии лежит между 45° северной и 40° южной широты, где среднесуточная температура не ниже 16 °C. Источником инфекции являются больные малярией люди или паразитоносители, в периферической крови которых имеются половые формы плазмодиев. Переносят заболевание 25–30 видов комаров рода Anopheles. В летний сезон самка Anopheles делает несколько кладок по 100–250 яиц. Яйца комаров созревают при температуре 15 °С за 1 неделю, а при 25 °С – на 3-й день. Этим определяется сезонность малярии: наиболее высокая инфицированность людей приходится на теплое время года, когда резко увеличивается количество комаров. В зимние месяцы паразиты погибают в организме самки комара, но сохраняются у людей, от которых по весне заражается новая генерация выплодившихся комаров.

Классификация

«>

Как уже было отмечено выше, существуют отдельные виды паразитического возбудителя заболевания. Каждая форма инфекции способна провоцировать развитие патологий со своими специфическими особенностями. Чтобы избежать путаницы при диагностике и составлении программы лечения, разработана следующая классификация малярийного плазмодия:

• Malariae-malaria – инфекционный возбудитель, для которого характерен инкубационный период на протяжении 4-х суток.
• Plasmodium vivax – трехдневная разновидность малярии.
• Plasmodium ovale – другая форма возбудителя, при заражении которой первые симптомы проявляются на протяжении 3-х суток.
• Falciparum – тропический вид инфекции.
• Plasmodium knowlesi – наиболее опасный класс возбудителя малярии, поскольку в данном случае фаза активного размножения паразита в крови хозяина наступает уже по прошествии 24-х часов.

Профилактика и лечение.

Профилактика малярии проводится в нескольких направлениях. При выезде людей в эндемичные по малярии местности им назначают регулярные приемы хингамина (делагила), а в районах с хингамин устойчивыми штаммами плазмодиев – фансидар (комбинация сульфадоксина и периметамина).

Химиопрофилактика начинается за 2–3 дня до прибытия в очаги инфекции и заканчивается через 1 мес. после выезда из них.

Мероприятия по предупреждению последствий завоза малярии включают лечение больных и санацию паразитоносителей как источников инфекции.

Еще одна группа мероприятий направлена на истребление личинок в водоемах и окрыленных комаров-переносчиков с помощью ландшафтного переустройства местности и инсектицидов

Важное значение имеют также средства механической защиты людей от комаров и использование репеллентов

В лечении малярии используются многочисленные противомалярийные препараты, которые по механизму действия подразделяются на гемошизонтотропные, вызывающие гибель бесполых кровяных форм плазмодиев; гистошизонтотропные, воздействующие на плазмодиев, развивающихся в гепатоцитах; гамонтотропные, оказывающие протистоцидное действие на половые формы плазмодия. В частности, гемоши-зонтотропными препаратами являются хлорохин, пириметамин, хлоридин, хинин, артемизинин и др. Лучшими среди гистошизонтотропных и гамонтотропных препаратов являются пириметаним, хлоридин, примахвин, хиноцид, а также истинногамонтотропный тиазиновый метаболит – прогуанил.

морфология

Большинство организмов этого рода имеют три основные формы: трофозоит, шизонт и гаметоцит..

В зависимости от вида, эти формы или стадии будут иметь различную морфологию. Далее будут объяснены характеристики трех наиболее представительных видов этого рода..

trofozoito

Это активная паразитическая форма, которая способна к самовоспроизводству и питанию. Это тот, который входит в клетки, чтобы продолжить питаться ими.

В видовом Плазмодий вивакс, у трофозоита есть цитоплазма амебного типа, большая и окраска от желтого до коричневого.

В Plasmodium falciparum цитоплазма тонкая, появляются небольшие точки хроматина. И в Плазмодий овальный у трофозоита нет вакуоли, и вы представляете некоторые пигменты, помимо того, что они компактны.

шизонт

Это промежуточная фаза в жизненном цикле организмов рода Plasmodium. В Плазмодий овальный, шизонт представляет пигмент, сконцентрированный в массе, в дополнение к тому, что он занимает более половины цитоплазмы эритроцита.

в Plasmodium falciparum, шизонт не проявляется в кровообращении, поскольку в сосудистой сети они циторанны. Пигмент темный, а цитоплазма компактная.

Аналогично, в Плазмодий вивакс, шизонт велик и способен покрывать весь размер эритроцитов, кроме того, что производит в среднем 13 мерозоитов. Его окраска чередуется между желтым и кофейным.

гаметоцит

Гаметоцит – это сама половая клетка. Они могут быть двух типов: макрогаметоцито или микрогаметоцито.

Гаметоцит Плазмодий вивакс Он овальной формы и очень компактный. Это может даже занять всю внутреннюю часть эритроцита. В макрогаметоцито хроматин компактен и эксцентричен, тогда как в микрогаметоцито он диффузный.

В случае Плазмодий овальный, macrogametocito представляет конденсированный хроматин и коричневую окраску, которая занимает всю его цитоплазму. Микрогаметоцит представляет собой бесцветную цитоплазму с диспергированным хроматином.

Гаметоциты Plasmodium falciparum Они имеют форму полумесяца. Макрогаметоцито содержит компактный хроматин в одной массе, а в микрогаметоцито хроматин является диффузным.

Иммунитет.

В процессе эволюции у человека сформировалась врожденная генотипическая и приобретенная устойчивость к малярии. В частности, врожденная устойчивость к P. falciparum определяется типом гемоглобина в эритроцитах, нарушением синтеза входящего в его состав глобина (таласемия), дефицитом глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы.

В эндемических очагах с высокой пораженностью населения новорожденные в течение 1-го года не болеют малярией, так как обладают пассивным иммунитетом. На 2-м году жизни иммуноглобулины исчезают, и заразившиеся плазмодием дети приобретают к нему активный иммунитет, обеспечивающий крайне низкий уровень паразитемии.

Противомалярийный иммунитет у людей утрачивается спустя 1–2 года в случае переезда в свободные от малярии регионы. После перенесенной малярии возникает нестерильный, видоспецифический, нестойкий и непродолжительный иммунитет, который обеспечивается клеточными и гуморальными факторами. На ранней стадии инвазии защита организма осуществляется фагоцитами.

При малярии наблюдается интенсивная продукция IgG, препятствующих прикреплению мерозоитов к эритроцитам и таким образом блокирующих эритроцитарный цикл развития паразита.

Шизогония

Малярийный плазмодий. Plasmodium vivax вызывает трехдневную малярию, Plasmodium malariae — четырехдневную, Plasmodium falciparum — тропическую, Plasmodium ovale — овале-малярию, которая в основном характерна для жителей Центральной Африки.

Французским физиологом Шарлем Луи Альфонсом Лавераном в 1890 году был открыт малярийный плазмодий человека. С 2004 года указывают еще на 1 вид — Plasmodium knowlesi, обитающий в Юго-Восточной части Азии. Кроме того, последний тип способен вызвать малярию у длиннохвостых макак (макаки-крабоеды, или яванские макаки).

Во время укуса комаром Анофелес происходит поступление в кровь человека слюны, содержащей специфические ферменты, блокирующие свертывание крови, и спорозоиты плазмодия. Спорозоиты являются изогнутыми, веретенообразными, длиной до 15 мкм формами плазмодиев.

С током крови по сосудам спорозоиты попадают в клетки печени человека, где и начинается бесполое размножение паразита. Шизогония плазмодиев имеет отличительные особенности: материнская клетка в результате деления образуется не 2 дочерние, как у других представителей, а множество.

За время тканевой и эритроцитарной шизогонии в протоплазме (внутреннее содержимое клетки) мерозоитов происходит формирование пищеварительных вакуолей. В этих вакуолях происходит скопление необходимых для плазмодиев питательных веществ и выведение из них продуктов жизнедеятельности (токсинов), не нужных плазмодию и вредных для человека.

Не во всех эритроцитах формируются новые мерозоиты, в некоторых происходит формирование мужских и женских половых клеток — гамонтов (гемотоцитов). Выходя из разрушенных эритроцитов, мерозоиты проникают в другие (здоровые) и заново делятся, вскоре разрушив и эти эритроциты.

Такие повторные переходы происходит с постоянной частотой: у Plasmodium malariae каждые 72 часа, а у остальных видов плазмодиев — каждые 48 часов. С этой же частотой у больного малярией наблюдаются симптомы интоксикации (так как в кровь выходят токсины): озноб и очень высокая температура тела. Эти циклы эритроцитарной шизогонии будут повторяться до тех пор, пока не образуется необходимое для дальнейшего развития число мерозоитов.

За время тканевой и эритроцитарной шизогонии в протоплазме (внутреннее содержимое клетки) мерозоитов происходит формирование пищеварительных вакуолей. В этих вакуолях происходит скопление необходимых для плазмодиев питательных веществ и выведение из них продуктов жизнедеятельности (токсинов), не нужных плазмодию и вредных для человека. Не во всех эритроцитах формируются новые мерозоиты, в некоторых происходит формирование мужских и женских половых клеток — гамонтов (гемотоцитов).

Жизненный цикл малярийного плазмодия в человеке: экзоэритроцитарная (доклиническая) стадия малярии

Заражение

При укусе инфицированной самкой малярийного комара в кровь человека со слюной насекомого попадают малярийные плазмодии на стадии спорозоитов. В течение 10 — 30 минут спорозоиты свободно передвигаются в плазме крови и далее оседают в клетках печени. Часть спорозоитов (брадиспорозоитов) Plasmodium ovale и Plasmodium vivax впадают в спячку, другая их часть, а так же Plasmodium falciparum и Plasmodium malariaе (тахиспорозоиты) начинают печеночную шизогонию немедленно.

Рис. 12. Тканевая экзоэритроцитарная шизогония. 2 — трофозоит, 3 — шизонт, 4 — выход мерозоитов из клеток печени в кровь.

Период тканевой шизогонии

В клетках печени (гепатоцитах) происходит превращение спорозоитов в тканевые шизонты, которые через 6 — 15 дней делятся с образованием множества тканевых мерозоитов. Из одного спорозоита образуется от 10 до 50 тыс. печеночных мерозоитов (шизонтов), которые через 1 — 6 недель попадают в кровь.

При разрушении инфицированных печеночных клеток тканевые мерозоиты выходят в кровь. На этом заканчивается инкубационный период малярии и начинается период эритроцитарной шизогонии — период клинических проявлений.

Процесс спячки

Часть спорозоитов (гипнозоитов) Plasmodium ovale и Plasmodium vivax, попав в гепатоциты, превращаются в неактивные формы и впадают в спячку. В таком состоянии паразиты могут пребывать месяцы и годы, являясь причиной отдаленных рецидивов.

Рис. 13. Тканевой шизонт в печени.

Как проявляется малярия у человека

Это заболевание развивается не сразу, а по мере размножения и распространения плазмодия. Малярию обычно делят на несколько категорий. Чаще всего люди болеют доброкачественной трехдневной формой. Она имеет следующие симптомы.

1. Через 5-20 дней после укуса зараженным комаром появляется сильный озноб, который вскоре переходит в повышенную температуру. Лихорадка и жар длятся до 10 часов, после чего температура спадает. Так проявляется реакция организма на первый выход возбудителей малярии из эритроцитов. Трехдневной эта форма заболевания называется, потому что лихорадочное состояние повторяется через каждые 3 дня. Если за это время произойдет заражение с укусом еще одного комара, то лихорадочное состояние будет проявляться чаще.
2. Поскольку на фоне интоксикации снижается снабжение организма кислородом, то начинается цепная реакция разрушения организма. Особенно это сказывается на состоянии центральной нервной системы и печени.
3. После приступов лихорадки могут появиться следующие дополнительные симптомы: учащение пульса, тошнота, рвота, помутнение сознаний, появление галлюцинаций, снижение артериального давления, возникновение анемии. Интоксикация способствует появлению болей во всем теле.
4. Если в человека вводится сразу много плазмодиев, то возможно появление коматозного состояния.

При всех этих неприятных симптомах в целом прогноз заболевания вполне благоприятен. Если повторное инфицирование отсутствует, то через определенное время, в зависимости от тяжести заболевания, наступает выздоровление. Однако зараженный человек на протяжении нескольких лет может испытывать новые приступы, которые постепенно становятся все слабее.

Последствия укусов малярийного комара

Существует еще трехдневная молниеносная малярия. Ее симптомы подобны проявлению доброкачественной формы, но патологический процесс проявляется значительно сильнее и с тяжелыми осложнениями. Может произойти слипание эритроцитов. Эти блоки уже не переносятся кровью и прикрепляются к стенкам мелких сосудов. Это может способствовать полному перекрытию просветов сосудов, что чревато летальным исходом.

Именно такая форма малярии обычно приводит к функциональным нарушениям не только нервной, но и пищеварительной системы. Особенно сильно поражаются печень и почки.

Существует еще гемоглобинурийная или черноводная малярия. Она встречается редко, видимо, за счет того, что развивается преимущественно у людей, которые впервые попали в места, где свирепствует малярия.

Черноводной эту болезнь назвали за практически черный цвет мочи, что свидетельствует о быстро протекающем некрозе почек.

Малярия — заболевание тяжелое, опасное и порой смертельное. Однако население, живущее в зонах локализации малярийных комаров, переносит малярию легче, чем приезжие европейцы. Наблюдается появление иммунитета и пожизненной латентной стадии заболевания у тех народов, которые из поколения в поколение подвергаются заражениям малярийным плазмодием. Для всего остального населения планеты главными правилами остаются: профилактика, своевременная диагностика, правильное лечение.

Жизненный цикл малярийного плазмодия

Для осуществления цикла необходимо присутствие основного и промежуточного хозяина.

Созревание включает два этапа: бесполый (шизогония) и половой (спорогония). Спорозоиты – это формы малярийной инфекции, которые попадают со слюной комара в кровоток человека. Бесполый этап происходит в человеческом организме, а половой – в крови насекомого.

Цикл развития малярийного плазмодия – уникальный биологический феномен.

Шизогония

Шизогония предшествует половому размножению плазмодиев. В бесполом этапе различают три фазы: внеэритроцитарную, эритроцитарную и фазу гаметогонии. Также в цикле развития плазмодиев вивакс и овале выделяют дополнительный период, так называемую спячку. Их спорозоиты могут длительно «спать» в клетках печени. Это связано с неоднородностью их клеточной зрелости.

Экзо-эритроцитарная шизогония

Спорозоиты, которые попадают в кровь человека при укусе насекомого, с большой скоростью проникают в печень. Далее они внедряются в гепатоциты, при этом не разрушая их.

В гепатоцитах начинается внеэритроцитарная фаза цикла развития малярийного плазмодия. Так появляется новый вид паразита — мерозоит, который разрушает печеночные клетки и снова поступает в кровь. Через полчаса тканевые мерозоиты внедряются в красные кровяные клетки, чтобы пройти дальнейший этап созревания. Длительность данной фазы от 7 до 15 дней.

Период «спячки»

Pl. vivax и ovale имеют особенный жизненный цикл. Они проходят фазу брадиспорозоитов, которые после внедрения в гепатоциты переходят в неактивные формы — гипнозоиты. Последние могут оставаться в фазе «спячки» на протяжении долгого времени (от полугода).

Эритроцитарная шизогония

После проникновения мерозоитов в красные кровяные клетки плазмодий превращается сначала в трофозоит, шизонт, а затем в морулу. Путем множественных делений образуются эритроцитарные мерозоиты. Эта фаза циклично повторяется.

Эта особенность отражается на клинике малярийной лихорадки.

Гаметогония

После завершения нескольких циклов бесполого развития начинается гаметогония. Заканчивается эта стадия в организме комара.

Спорогония

После укуса инфицированного человека, в желудок комара попадают гамонты. Они являются женскими половыми клетками плазмодия. После этого начинают формироваться гаметоциты.

В комаре половые клетки оплодотворяются и образуются зиготы. В последующем из них получаются ооцисты. Путём множественных митотических делений ооцисты обретают новую, очень заразную, форму — спорозоит. Они мигрируют в слюнные железы насекомых, где могут задерживаются несколько месяцев. Во время укуса спорозоиты попадают сначала в ротовую полость насекомого, а потом в тело человека.

Роль основного и промежуточного хозяина в циклах

Для описания паразитической формы жизни очень важны 3 понятия: основной, промежуточный и резервуарный хозяин.

Основным хозяином для паразита является тот вид, в котором происходит половое размножение. Здесь женская и мужская особи спариваются, в результате чего появляется особь с другим генотипом. Окончательным хозяином является и тот организм, в котором находится паразит с гермафродитным размножением. Ведь оплодотворение все равно происходит, хотя результатом этого процесса является появление клона, а не генетически новой особи.

Промежуточным хозяином является организм, в котором происходит бесполое размножение. Он нужен для того, чтобы увеличилось количество личинок.

Резервуарный хозяин — это тот организм, который всего лишь кормит и содержит паразита.

Укус самки малярийного комара

Комар — это основной хозяин малярийного плазмодия, а человек — промежуточный. Резервуарный хозяин у этого паразита отсутствует.

Однако нельзя основного хозяина рассматривать как главное звено в жизненном цикле. Скорее это понятие следует трактовать в качестве среды, где завершается цикл развития.

Зачем же малярийному плазмодию тело человека, если основное его размножение происходит в теле комара? В чем вообще смысл промежуточных хозяев?

Объясняется это экологическими законами формирования устойчивого состояния популяции. Обычно паразит не стремится убить своего хозяина, потому что тогда он теряет не только источник пищи, но и комфортную среду существования. Существуют исключения из этого правила, но они крайне редки и представляют собой очень узкую специализацию паразита.

Человек нужен малярийному плазмодию для того, чтобы увеличить количество особей в период неполовой стадии развития. В теле комара плазмодий не смог бы достичь такой численности. Иметь одного хозяина в мире паразитов — это увеличение риска вымирания. Однако и слишком большая взаимозависимость окончательного и промежуточного хозяев тоже увеличивают степень риска. Самый лучший вариант эволюция давно уже придумала — это переход от паразитизма к симбиозу. Однако у малярийного плазмодия такой путь развития пока еще не наблюдается.

Симптомы малярии

Это острое судорожное заболевание. У промежуточного хозяина (человек), у которого слабый иммунитет, признаки заболевания видны уже через одну, две недели после того, как собственно носитель (самка малярийного комара) передаст заболевание.

Если болезнь затянута, промежуточный хозяин может умереть. Осложнения, которые могут ухудшить состояние человека: уменьшается количество эритроцитов, а именно гемоглобин (малокровие или анемия), поражается печень, легкие, может появиться сердечная недостаточность, повреждается мозговая деятельность (в следствии возникают судороги, потеря сознания, паралич или даже кома), потеря сознания все это приводит к летальному исходу.

ПРОФИЛАКТИКА И ЛЕЧЕНИЕ.

Для профилактики необходимо учитывать:• наличие резервуарных хозяев – особенно приматов;• векторы – наличие видов комаров, их места обитания и характер кормления;• интродукцию новых хозяев в эндемические районы – более тяжелые последствия и распространение заболевания;• климатические условия – сезоны размножения переносчиков (влажные периоды);• географические и гидрографические условия – есть ли естественные преграды для восстановления переносчиков после их истребления.Ранее – борьба с переносчиками – опрыскивание ДДТ. Но: вовлечение в трофические цепи + устойчивость.

Защита от переносчиков.

Препараты, влияющие на разные стадии паразита в организме человека: подавление бесполого размножения, влияние на экзоэритроцитаную стадию (важно для трехдневной лихорадки – отдаленные рецидивы), гибель гамонтов (наиболее важные с эпидемиологической точки зрения).Лечение – препараты хлороквин (хинин) – проблема в нарастании устойчивости.Комбинация сульфодоксина и пириметамина (фанзидар) – часто при P.falciparum.Разработка вакцин – переменный успех, но продолжается

классификация

Пол Plasmodium Он охватывает в общей сложности 175 видов. Многие из них поражают позвоночных (включая людей), вызывая такие заболевания, как малярия или малярия.

Среди наиболее изученных видов, в связи с их влиянием на здоровье, можно отметить:

• Plasmodium vivax: Это один из паразитов, который чаще всего встречается в качестве возбудителя малярии. К счастью, это вызывает вариант этого заболевания, который является доброкачественным и не вызывает столько хаоса, как другие виды.
• Plasmodium falciparum: Это самый опасный вид из всех. На его долю приходится 80% случаев малярии, регистрируемых ежегодно. Кроме того, это потенциально смертельно (в 90% случаев). Он особенно распространен на африканском континенте, особенно в районе к югу от Сахары.
• Plasmodium malariae: Это еще один вид, ответственный за генерацию малярии не только у людей, но и у собак. Тип малярии, который он вызывает, относительно доброкачественный, без фатальных последствий..
• Плазмодий овальный: Также считается патогенным агентом, ответственным за тип доброкачественной малярии. Это типично для некоторых регионов азиатского континента, таких как Филиппины и Индонезия..
• Plasmodium Knowlesi: это вид Plasmodium, который до недавнего времени считался видом, вызывающим патологии у других приматов. Однако с развитием технологий молекулярной диагностики было установлено, что он также вызывает малярию у людей, особенно в Малайзии..

Основной хозяин малярийного плазмодия

Переносчиком заболевания является самка комара одного вида — живущего в жарком климате. Связано это с тем, что развитие малярийного плазмодия возможно только при температуре выше 16 градусов. А активнее всего этот процесс идет при 25-28 градусах. Попавшие в организм комара половые клетки плазмодия могут оплодотворяться только там. Уже через 10-15 минут образуется зигота, которая превращается в спороцисту и прикрепляетя к наружной стенке желудка насекомого. Там она начинает делиться. В одной спороцисте образуется несколько тысяч спорозоидов. А таких оплодотворенных клеток в организме комара может быть огромное количество.

Симптомы заражения и диагностика

Малярийный плазмодий имеет опасные свойства: поражает эритроциты, ткани сосудов и печени. От начала заражения до проявления признаков проходит примерно неделя – две. В редких случаях симптомы возникают спустя 5 – 11 месяцев. Основные признаки заражений:

• внезапное повышение до 39 градусов температуры, лихорадка, состояние озноба;
• боли в области головы, шеи, суставов, мышц;
• позывы тошноты, рвота;
• увеличение потоотделения;
• нарастающая слабость, усталость;
• побледнение (пожелтение) кожных покровов;
• отсутствие аппетита, отвращение к пище.

Симптомы схожи с ОРВИ, гриппом, но если человек недавно посетил страны, где благоприятная среда обитания малярийного плазмодия, нужно срочно посетить врача и немедленно пройти исследование крови на биохимический состав.

Современные методы диагностики: тест RDT и ПЦР являются более точными для определения антител, а также генетического материала малярийного плазмодия у человека.