Plasmodium falciparum: морфология, промежуточный хозяин, методы лечения

Таксономия плазмодиев

• P. cynomolgi — P. cynomolgi bastianelli , P. cynomolgi ceylonensis и P. cynomolgi cynomolgi .
• P. inui — P. inui inui и P. inui Shorttii
• P. knowlesi — P. knowlesi edesoni и P. knowlesi knowlesi .
• P. ovale — P. ovale curtisi и P. ovale wallikeri
• P. vivax — P. vivax hibernans , P. vivax chesson и P. vivax multinucleatum .

Взаимосвязанность — эволюция этих видов все еще разрабатывается, и приведенные здесь взаимосвязи следует рассматривать как предварительные. Эта группировка, первоначально созданная на основе морфологии, теперь имеет значительную поддержку на уровне ДНК .

• P. brasilianum , P. inui и P. rodhaini сходны с P. malariae (группа четвертичной малярии).
• P. cynomolgi , P. fragile , P. knowlesi , P. simium и P. schwetzi похожи на P. vivax.
• P. fieldi и P. simiovale похожи на P. ovale.
• P. falciparum тесно связан с P. reichenowi .

Примечания

• P. kochi был описан как паразит обезьян. Этот вид в настоящее время классифицируется как Hepatocystis kochi . Это может быть изменено.
• P. brasilianum и P. rodhaini , вероятно, принадлежат к тому же виду, что и P. malariae.
• P. lemuris может действительно принадлежать к роду Haemoproteus . Разъяснения по этому поводу ждут экспертизы ДНК.
• P. shorttii в настоящее время (2007 г.) рассматривается как младший синоним P. inui .

Подвиды

Многие виды Plasmodium, поражающие приматов, были разделены на подвиды. Примеры приведены ниже:

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..

Определение и строение

Малярийный плазмодий является простейшим паразитом. Классификация: тип Apicomplexa – класс Споровики – отряд Haemosporida – семейство Plasmodiidae – род Plasmodium. По разным данным, это одноклеточное, появилось еще 2000 лет назад, о чем могут свидетельствовать исторические хроники Древней Греции и Древнего Рима.

Паразита данного семейства отличает возможность сочетать в своем цикле жизни, как половой, так и бесполый способ размножения, который зависит от «хозяина». Люди и другие позвоночные для них являются «временным хозяином», внутри которого происходит процесс бесполого размножения. Половое развитие возможно только внутри тела конечного «хозяина» – комара-анофелеса.

Всего выделено 6 видов малярийного плазмодия. Паразиты имеют сходства по форме, строению, жизненному циклу. Они не идентичны, каждый имеет свои особенности.

В организме человека паразитируют только четыре:

• Plasmodium vivax.
• Plasmodium malariae.
• Plasmodium falciparum.
• Plasmodium ovale.

Каждый из перечисленных видов вызывает свой тип малярии. При диагностике, даже при общем анализе крови можно отметить особенности каждого возбудителя. К ним относятся особенности строения споровика и видоизменение зараженных паразитом эритроцитов. Чаще всего эритроциты намного крупнее здоровых, а также могут отличаться цветом и формой.

Малярийный плазмодий имеет в своем жизненном цикле стадии спорозоита и шизоита.

Спорозиот по своей сути – клетка, тонкой изогнутой червеобразной формы, в величину составляет 5-8 мкм, иногда доходит до 15 мкм. Так как ни одна из стадий жизни малярийного плазмодия не проходит при взаимодействии с окружающей средой, у него отсутствует необходимость в защитной оболочке.

Лабораторные соображения

P. vivax и P. ovale, находящиеся в ЭДТА более 30 минут до того, как будет сделан мазок крови, будут внешне очень похожи на P

malariae , что является важной причиной немедленно предупредить лабораторию, когда будет взят образец крови, чтобы они может обработать образец сразу после его поступления.

Под микроскопом паразитированные красные кровяные тельца (эритроциты) никогда не увеличиваются и даже могут казаться меньше, чем нормальные эритроциты. Цитоплазма не обесцвечивают и не точки не видны на поверхности клетки. Пищевая вакуоль небольшая, а паразит компактный. Клетки редко содержат более одного паразита. Формы полос, когда паразит образует толстую полосу по ширине инфицированной клетки, характерны для этого вида (и некоторые сказали бы, что они являются диагностическими). У этих паразитов часто встречаются крупные зерна малярийного пигмента : больше, чем у любого другого вида Plasmodium 8, мерозоитов.

Открытие и описание

история

Возбудители малярии были впервые описаны Альфонсом Лавераном в 1880 году . Лаверан предположил только один тип патогена, который он назвал Oscillaria malariae ; Считается, что Лаверан обнаружил в Алжире возбудителей тропической малярии, третичной малярии и четвертичной малярии. Камилло Гольджи смог различить эти разные течения болезней и их возбудителей только несколько лет спустя . В 1890 году, после обзора литературы, Грасси и Фелетти предложили название Haemamoeba vivax для возбудителя малярии Tertiana . Термин vivax относится к активной амебоидной форме молодых трофозоитов в эритроцитах , свойства, которое не проявляют другие классические возбудители малярии. В 1885 году Маркиафава и Челли уже предложили родовое название Plasmodium . В 1954 году общая комбинация Plasmodium трехдневной был признан состоявшимся в Международной комиссии по зоологической номенклатуре .

морфология

Как и все плазмодии, P. vivax находится на разных стадиях развития. Печеночные шизонты часто имеют овальную форму, размером примерно 44 на 52 микрометра, и содержат большое количество мерозоитов , каждый размером от 0,8 до 1,2 микрометра. Когда паразит размножается в эритроцитах, нередки случаи множественного инфицирования клетки. В процессе развития трофозоитов эритроциты обычно значительно увеличиваются и демонстрируют характерную штриховку Шюффнера , которая не так заметна, как у Plasmodium ovale . Сами трофозоиты имеют амебоидную цитоплазму. Зрелые кровяные шизонты содержат от 8 до 24, обычно 16 мерозоитов.

Незрелые гаметоциты микроскопически легко отличить от бесполых форм, поскольку их цитоплазма не амебоидная. Зрелые макрогаметоциты полностью заполняют хозяйскую клетку; цитоплазма окрашена в голубой цвет с распределенным темным пигментом, ядро ​​клетки относительно небольшое. Зрелые микрогаметоциты имеют сине-серую цитоплазму с большим ядром.

Систематика

Традиционно Plasmodium vivax классифицируется в подродах Plasmodium вместе со многими другими плазмодиями, поражающими приматов . Вид, очень близкий к P. vivax, — это P. simium , который был обнаружен у обезьян в Бразилии. Согласно имеющимся на сегодняшний день последовательностям генов, оба вида практически идентичны, и предполагается, что P. simium возник в результате смены хозяина P. vivax с человека на обезьяну.

Близко родственными, но четко различимыми являются несколько видов Plasmodium, которые инфицируют различных макак в Азии , включая P. cynomolgi и P. simiovale , а также Plasmodium knowlesi . Считается, что P. vivax произошел от этих плазмодиев и перешел от макак к человеку в Азии несколько 100 000 лет назад. Близость P. трехдневной к P. knowlesi была также подтверждена анализом полностью секвенированы геномы обоих видов, которые показали обширную syntany из тех хромосом . Редкий возбудитель малярии, называемый в литературе « P. vivax- like», выглядит микроскопическим, как P. vivax , но молекулярно очень похож на P. simiovale , возможно, даже идентичен ему.

Что такое малярийный плазмодий

Этот простейший микроорганизм становится причиной развития опасного для жизни человека заболевания. Малярийный плазмодий – это возбудитель малярии (malaria, протозойное заболевание, класс споровики), по данным ВОЗ во всем мире каждый год гибнет до 2 миллионов людей от данной болезни. Существуют разные виды паразитов, которые провоцируют разные формы патологии. Принята следующая классификация представителей этого класса:

• malariae – заболевание имеет продолжительность 4 дня;
• plasmodium vivax (плазмодиум вивакс) – трехдневный тип малярии;
• falciparum (фальципарум) – тропический вид плазмодия малярийного;
• plasmodium ovale – еще одна форма трехдневного заболевания;
• plasmodium knowlesi – цикл репликации споровика 24 часа, поэтому любая инфекция (даже слабая) быстро перерастает в тяжелое заболевание.

Строение малярийного плазмодия

Формируется зрелый паразит за несколько этапов, меняя промежуточного хозяина на основного. Единственный способ заразиться заболеванием – укус комара, которые является носителем. Существует 2 тысячи разновидностей этого насекомого, но переносчиком может быть только один вид – Anopheles superpictus. Стоит помнить, что только самка комаров кусает человека и пьет кровь, это необходимо для размножения. Строение малярийного плазмодия имеет сложную структуру, которая представлена на фото ниже.

Жизненный цикл малярийного плазмодия

Перед тем, как сформироваться в полноценный, опасный для человека микроорганизм, плазмодий проходит несколько стадий формирования. Заражение происходит при укусе комара, которые впрыскивает вместе со слюной спорозоиты плазмодия. Далее происходит процесс созревания внутри организма человека и может произойти либо бесполое деление во внутренних органах, либо клетки вновь попадут к комару и там произойдет половое деление. Жизненный цикл малярийного плазмодия подразумевает смену хозяев на разных стадиях.

Основной хозяин малярийного плазмодия

Механизм того, как передается малярия, заключается в нескольких этапах созревания споровика. Для формирования спорогония нужно попасть в организм основного хозяина малярийного плазмодия – комара анофелеса. На данном этапе гаметоциты уже находятся на стадии, когда они готовы к разделению на макрогаметоциты и микрогаметоциты. При укусе комара, носителя малярии, происходит переселение гаметоцитов к основному хозяину.

Внутри тела насекомого одна половина клеток становится мужскими, вторая – женскими. Каждая из них имеет один хромосомный набор, при процессе слияния гамет разного пола формируются диплоидные клетки с полноценным набором хромосом. Так появляются, имеющие удлиненную форму, зиготы плазмодия малярийного. Они обладают высокой подвижность, сразу же проникают в стенки желудка комара, образуют спороцисты – это клетки-инкубаторы, которые покрыты оболочкой.

Это последний цикл развития бактерии, внутри спороцистов продолжается клеточный митоз плазмодия малярийного, каждый такой инкубатор производит сотни спорозоитов. Затем оболочка инкубационного резервуара лопается, паразиты оказываются внутри тела насекомого и мигрируют к слюнным железам. Далее во время укуса зародыши плазмодия малярийного снова попадают в тело человека и заражают его.

Промежуточный хозяин малярийного плазмодия

Жизненный цикл имеет две почти равные части, происходящие в теле человека или комара. Зародыши паразита передаются от комара в тело человека, и он становится промежуточным хозяином малярийного плазмодия. Формирование микроорганизма происходит по следующей схеме:

1. Через укус происходит передача спорозоитов в кровоток, которые быстро попадают в ткани печени. Начинается шизогония (бесполое размножение), после которой формируются мерозоиты.
2. Последние проникают в эритроциты (красные кровяные тельца), начинают питаться гемоглобином из них и продолжают усиленно размножаться. На этом этапе клетка похожа на круг или овал с протоплазмой размером до 2 мкм.
3. На следующем этапе мерозоиты покидают эритроциты, принимают форму колец, внутри протоплазмы образуются полости, которые называются пищеварительными вакуолями. В них скапливаются питательные вещества и выводятся продукты жизнедеятельности – это токсины, попадающие в кровоток.
4. Каждые 48 часов происходит стадия развития плазмодия, которая совпадает с приступом озноба, лихорадки у человека, простом температуры.
5. Повторяется эритроцитарная шизогония циклично, продолжается, пока не достигнут нужного уровня мерозоиты. После этого наступает следующая стадия – формируются гаметоциты, о которых было написано выше.

Профилактика

Важным условием проведения мероприятий против распространения малярии является своевременное выявление больных с помощью анализов, а также незамедлительное лечение их в стационаре.

Кроме того, используются следующие действия по предупреждению размножения малярийного плазмодия:

1. Осушение болот, обеззараживание водоемов.
2. Уничтожение комаров репеллентами.
3. Защита жилых и общественных помещений специальными сетками.
4. Дезинфицирующая обработка предметов и инструментов для медицинских инъекций.

Развитие малярии при отсутствии лечения угрожает человеку образованием тромбов из эритроцитов, которые могут заблокировать кровеносные сосуды. Как следствие: нарушения состава крови, гипоксия клеток печени, легких, мозга, почек. Малярийный плазмодий поражает системы кровообращения, пищеварения, дыхания. Дисфункции органов — это кома и смерть.

Общие сведения

Взрослые трофозоиты и шизонты напоминают таковых Plasmodium malariae (пигмент в виде отдельных крупных зерен, шизонты занимают большую часть эритроцитов, форма округлая, псевдоподии и вакуоли отсутствуют, ядра крупные и неправильной формы).

Эритроциты, содержащие кольца Plasmodium ovale, почти не изменяются в размерах, исключение составляют эритроциты, содержащие 2 и более колец. На стадии зрелого трофозоита эритроциты увеличиваются, обесцвечиваются, в некоторых становится видна зернистость (крупные немногочисленные зерна темно-красного цвета). Примерно у 1/3 пораженных эритроцитов изменяется форма, В тонких участках мазка отдельные эритроциты имеют овальную форму, что дало название и возбудителю, а один конец эритроцита вытягивается и становится бахромчатым. В толстой части мазка некоторые эритроциты приобретают округлую звездчатую форму.

Наиболее характерными отличиями Plasmodium ovale от Plasmodium malariae служат: наличие нескольких паразитов в одном эритроците при общем небольшом количестве их в препарате, беспорядочное расположение мерозоитов в моруле, изменение пораженных эритроцитов (увеличение, обесцвечивание, зернистость, овально-вытянутая форма, бахромчатость или звездча-тость краев).

Изменение эритроцитов может затруднять дифференциацию Plasmodium ovale с Plasmodium vivax. Наиболее характерными отличиями для Plasmodium ovale служат наличие нескольких паразитов в эритроците при общем небольшом их количестве в препарате; форма пораженных эритроцитов; длительное сохранение вакуоли и кольцевидного строения при отсутствии характерных выростов (ложноножек); отсутствие молодых трофозоидов причудливой формы; более крупные размеры ядер и более интенсивная их окраска.

Жизненный цикл

Жизненный цикл вида, заражающего человека

Кольцевые формы плазмодия внутри эритроцитов человека ( окраска по Гимзе )

Жизненный цикл Plasmodium включает несколько различных стадий у насекомых и позвоночных- хозяев . Паразиты обычно попадают в позвоночное животное-хозяин через укус насекомого-хозяина (обычно комара, за исключением некоторых видов рептилий Plasmodium ). Паразиты сначала заражают печень или другую ткань, где они проходят один большой цикл репликации, прежде чем покинуть клетку-хозяин, чтобы заразить эритроциты . На этом этапе некоторые виды Plasmodium приматов могут образовывать долгоживущую стадию покоя, называемую гипнозоитом. Он может оставаться в печени более года. Однако для большинства видов Plasmodium паразитами в инфицированных клетках печени являются только так называемые мерозоиты. После выхода из печени они попадают в эритроциты, как описано выше. Затем они проходят через непрерывные циклы заражения эритроцитами, в то время как небольшой процент паразитов переходит в половую стадию, называемую гаметоцитами, которую подхватывает насекомое-хозяин, принимающее пищу с кровью. У некоторых хозяев вторжение в эритроциты видов Plasmodium может привести к заболеванию, называемому малярией. Иногда это может быть серьезным, быстро сменяющимся смертью хозяина (например, P. falciparum у человека). У других хозяев инфекция Plasmodium, по- видимому, может протекать бессимптомно.

Спорозоиты , одна из нескольких различных форм паразита, из комара

Внутри красных кровяных телец мерозоиты сначала вырастают до кольцевидной формы, а затем до более крупной формы, называемой трофозоитом . Затем трофозоиты созревают до шизонтов, которые несколько раз делятся с образованием новых мерозоитов. Инфицированные эритроциты в конечном итоге лопаются, позволяя новым мерозоитам перемещаться по кровотоку и заражать новые эритроциты. Большинство мерозоитов продолжают этот репликативный цикл, однако некоторые мерозоиты при заражении эритроцитов дифференцируются в мужские или женские половые формы, называемые гаметоцитами. Эти гаметоциты циркулируют в крови до тех пор, пока не будут поглощены, когда комар питается инфицированным позвоночным хозяином, поглощая кровь, которая включает гаметоциты.

У комара гаметоциты перемещаются вместе с кровяной мукой в среднюю кишку комара. Здесь гаметоциты превращаются в мужские и женские гаметы, которые оплодотворяют друг друга, образуя зиготу . Затем зиготы развиваются в подвижную форму, называемую оокинетами , которая проникает через стенку средней кишки. Пройдя через стенку средней кишки, оокинета встраивается во внешнюю оболочку кишечника и превращается в ооцисту. Ооцисты многократно делятся, образуя большое количество мелких удлиненных спорозоитов . Эти спорозоиты мигрируют в слюнные железы комара, где они могут быть введены в кровь следующего хозяина, которого укусит комар, повторяя цикл.

Филогенетика [ править ]

Среди видов, поражающих человекообразных обезьян, Plasmodium schwetzi морфологически является наиболее близким родственником P.ovale . По состоянию на 2013 год это не было подтверждено исследованиями ДНК.

Было показано, что исходный вид представляет собой две морфологически идентичные формы — Plasmodium ovale curtisi и Plasmodium ovale wallikeri, которые можно дифференцировать только генетическим путем. Оба вида были идентифицированы в Гане , Мьянме , Нигерии , Сан-Томе , Сьерра-Леоне и Уганде . Разделение родословных, по оценкам, произошло между 1,0 и 3,5 миллионами лет назад у хозяев-гоминидов. Второй анализ предполагает, что эти виды отделились (95% доверительный интервал ). Третья работала секвенировала весь геном обоих видов, подтвердила различия и датировала расщепление примерно на миллион лет. Хотя датировать всегда сложно, авторы считают, что раскол в 5 раз старше, чем раскол P. falciparum и P. reichenowi .

Эти виды, по-видимому, более тесно связаны с Plasmodium malariae, чем с Plasmodium vivax .

Эти два вида, по-видимому, различаются по своей биологии: P. ovale wallikeri имеет более короткий латентный период, чем P. ovale curtisi .

Филогенетика

Среди видов, заражающих человекообразных обезьян, Plasmodium schwetzi морфологически оказывается наиболее близким родственником P.ovale. По состоянию на 2013 год это не было подтверждено исследованиями ДНК.

Было показано, что исходный вид представляет собой две морфологически идентичные формы: Plasmodium ovale curtisi и Плазмодий овальный валликери — которые можно дифференцировать только генетическим путем. Оба вида были идентифицированы в Гана, Мьянма, Нигерия, Сан-Томе, Сьерра-Леоне и Уганда. Разделение родословных, по оценкам, произошло между 1,0 и 3,5 миллионами лет назад у хозяев-гоминидов. Второй анализ предполагает, что эти виды разделились (95% доверительный интервал 0,5 — 7,7 млн ​​лет назад). Третий человек секвенировал весь геном обоих видов, подтвердил различия и датировал раскол примерно миллионом лет. Хотя датировать всегда сложно, авторы считают, что раскол в 5 раз старше P. falciparum и P. reichenowi расколоть.

Эти виды кажутся более близкими к Plasmodium malariae чем Плазмодий вивакс.

Похоже, что эти два вида различаются по своей биологии. P. ovale wallikeri имея более короткий период задержки, чем P. ovale curtisi.

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.