Toxoplasmos - Orsaker och patogenes

Orsaker till toxoplasmos

Orsaken till toxoplasmos är Toxoplasma gondii (underriket Protozoa, typ Apicomplecxa, ordningen Coccidia, underordningen Eimeriina, familjen Eimeriidae).

I människors och djurs kroppar genomgår T. gondii flera utvecklingsstadier: trofozoiter (endozoiter, takyzoiter), cystor (cystozoiter, bradyzoiter) och oocystor. Trofozoiterna är 4–7 x 2–4 µm stora och liknar en halvmåne i formen. Cystorna är täckta med ett tätt membran, upp till 100 µm stort. Oocystorna är ovala i formen, 10–12 µm i diameter.

Enligt genotypningsdata urskiljs tre grupper av toxoplasmastammar. Representanter för den första gruppen orsakar medfödd toxoplasmos hos djur. Stammar från den andra och tredje gruppen av toxoplasma detekteras hos människor, och representanter för den sista gruppen finns oftare hos patienter med HIV-infektion. Antigenstrukturen för olika stadier av toxoplasmas utveckling har fastställts och det har fastställts att trofozoiter och cystor har både gemensamma och specifika antigener för var och en av dem.

T. gondii är en obligat intracellulär parasit som penetrerar tarmepitelet och förökar sig i dem genom endodyogeni. Därefter kommer trofozoiter (takyzoiter) in i andra organ och vävnader (lymfkörtlar, lever, lungor etc.) med blod- och lymfflödet, där de aktivt penetrerar cellerna. I de drabbade cellerna uppstår kluster av endozoiter av en generation, omgivna av ett membran av en parasitforös vakuol (de så kallade pseudocystorna). Som ett resultat av värdens immunsvar försvinner parasiterna från blodet och cystor täckta med ett tätt membran bildas i de infekterade målcellerna. I kroniska fall av sjukdomen förblir T. gondii i form av intracellulära cystor livskraftiga på obestämd tid. Cystor är huvudsakligen lokaliserade i hjärnan, hjärt- och skelettmusklerna, livmodern och ögonen.

De huvudsakliga värddjuren för T. gondii är representanter för familjen Felidae (katter) och kan samtidigt vara mellanvärdar, eftersom toxoplasmer i deras kroppar kan röra sig från tarmen till cellerna i olika organ. Med hjälp av merogoni reproducerar parasiten sig i tarmens epitelceller; som ett resultat bildas merozoiter. Några av dem ger upphov till manliga och kvinnliga reproduktionsceller - gamoner. Efter att ha lämnat enterocyterna delar sig hanliga gamoner upprepade gånger och bildar mikrogameter ("spermier"); makrogameter ("ägg") bildas från hongamoner. Efter befruktning bildas en omogen oocyst, som utsöndras i miljön med avföring. Under gynnsamma förhållanden varar mognaden av oocyster (sporogoni) från 2 dagar till 3 veckor. Mogna cystor är resistenta mot ogynnsamma miljöfaktorer och kan förbli livskraftiga i upp till ett år eller längre.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Patogenesen av toxoplasmos

Från introduktionsstället (oftast - de ihåliga matsmältningsorganen) kommer toxoplasma med lymfflödet in i de regionala lymfkörtlarna, där de förökar sig och orsakar utveckling av lymfadenit. Därefter kommer parasiterna i stora mängder in i blodomloppet och transporteras genom kroppen, vilket resulterar i lesioner i nervsystemet, levern, mjälten, lymfkörtlarna, skelettmusklerna, hjärtmuskeln och ögonen. På grund av reproduktionen av trofozoiter förstörs infekterade celler. Specifika granulom bildas runt nekrospunkterna och ansamlingen av toxoplasma. Med ett normalt immunsvar i kroppen försvinner trofozoiterna från vävnaderna och processen för cystbildning börjar (den inflammatoriska reaktionen runt dem är svag). Toxoplasmos övergår från den akuta fasen till den kroniska, och ännu oftare - till kronisk bärsele med bevarande av cystor i organvävnaderna. Under ogynnsamma förhållanden för kroppen (akuta sjukdomar och stressiga situationer som har en immunsuppressiv effekt) förstörs cystmembranen; De frigjorda parasiterna, som förökar sig, påverkar intakta celler och kommer in i blodomloppet, vilket kliniskt manifesteras av en förvärring av kronisk toxoplasmos. Inflammatoriska infiltrat och nekros finns i skelettmuskler, hjärtmuskeln, lungorna och andra organ. Inflammatoriska härdar med efterföljande nekros uppträder i hjärnan, vilket ibland leder till bildandet av petrifikationer. Produktiv nekrotisk inflammation uppstår i näthinnan och åderhinnan. Toxoplasmos får ett malignt förlopp mot bakgrund av en detaljerad bild av AIDS, medan en generaliserad form av sjukdomen utvecklas, vilket i vissa fall orsakar patienternas död.

Som svar på toxoplasmaantigener produceras specifika antikroppar och en immunreaktion liknande DTH utvecklas.

Vid medfödd toxoplasmos, som ett resultat av parasitemi, introduceras patogenen i moderkakan och bildar ett primärt fokus, och därifrån kommer den in i fostret med blodomloppet. Fostret infekteras oavsett förekomsten av kliniska manifestationer hos den gravida kvinnan, men resultatet beror på i vilket skede av graviditeten infektionen inträffade. Infektion i de tidiga stadierna av embryogenesen slutar i spontant missfall, dödfödsel, orsakar allvarliga, ofta oförenliga med livet, utvecklingsstörningar (anencefali, anoftalmi, etc.) eller leder till utveckling av generaliserad toxoplasmos. Vid infektion under tredje trimestern av graviditeten dominerar asymptomatiska former av förloppet, vars sena kliniska tecken uppträder månader och år senare.

Toxoplasmas livscykel

Det orsakande medlet för toxoplasmos är en obligat intracellulär parasit; möjligheten till intranukleär parasitism av toxoplasma har bevisats. Det orsakande medlet upptäcktes 1908 oberoende av varandra av fransmännen Nicoll och Manso i Tunisien hos gondi-gnagare och av den italienska Splendore i Brasilien hos kaniner. Den generiska beteckningen för toxoplasma återspeglar halvmåneformen hos parasitens asexuella stadium ("taxon" - båge, "plasma" - form), artbeteckningen - namnet på gnagarna (gondi).

Ur ett allmänt biologiskt perspektiv kännetecknas T. gondii av egenskaper som gör att den kan betraktas som en parasit med mycket djupa anpassningar. Den finns på alla kontinenter och på alla geografiska breddgrader, kan parasitera och reproducera sig hos hundratals arter av däggdjur och fåglar, och kan påverka en mängd olika vävnader och celler hos sina värddjur.

År 1965 visade Hutchison experimentellt för första gången att katter deltar i överföringen av T. gondii. År 1970 upptäckte forskare från England, Danmark och USA nästan samtidigt och oberoende av varandra oocyster i avföringen från katter infekterade med toxoplasmos, mycket lika de hos coccidier. Detta bevisade att toxoplasma tillhör coccidier, och snart var parasitens livscykel fullständigt dechiffrerad, bestående av två faser: intestinal och extraintestinal, eller icke-vävnadsfas.

Den intestinala fasen av Toxoplasmas livscykel involverar utveckling i cellerna i tarmslemhinnan hos den slutgiltiga värden, vilket är huskatten och andra kattdjur (vildkatt, lodjur, bengaltiger, ozelot, snöleopard, jaguarundi, eir).

Den fullständiga utvecklingscykeln (från oocyst till oocyst) för T. gondii kan endast genomföras i kroppen hos representanter för kattfamiljen. Toxoplasmas livscykel inkluderar fyra huvudstadier av utveckling: schizogoni, endodyogeni (intern knoppning), gametogoni, sporogoni. Dessa stadier förekommer i olika ekologiska miljöer: schizogoni, gametogoni och början av sporogoni förekommer endast i tarmarna hos representanter för kattfamiljen (de slutliga värdarna för toxoplasma), sporogoni fullbordas i den yttre miljön, och endodyogeni sker i cellerna i vävnaderna hos mellanvärden (inklusive människor) och i cellerna hos huvudvärden - katter.

Innan vi går vidare till en detaljerad undersökning av toxoplasmas livscykel är det nödvändigt att beröra frågan om terminologin kring parasitstadierna. Med tanke på att toxoplasmas utvecklingscykel först dechiffrerades 1970, och många detaljer fortfarande är oklara, håller frågor om toxoplasmaterminologi på att klargöras, och olika författare erbjuder sina egna termer för samma stadier av parasiten.

För att beteckna vävnaden (extraintestinal fas av toxoplasmosutveckling, asexuellt stadium - endodiogeni) vid akut invasion används således följande termer: "proliferativ form", "endodizoit", "endozoit", "trofozoit", "takyozoit", och det stadium som är karakteristiskt för det kroniska invasionförloppet betecknas med termerna - "cystisk form", "zoit", "cystozoit" och "bradyzoit". Med nuvarande kunskapsnivå om toxoplasmas livscykel är de mest acceptabla termerna enligt majoriteten av inhemska studier: endozoit - asexuellt vävnadsstadium av toxoplasma, vanligtvis snabbt förökande, lokaliserat i toxoplasma eller i cellvakuoler, karakteristiskt för akut infektion; uppkomsten av cystozoit - vävnadsformer lokaliserade inuti cystan och karakteristiska för det kroniska infektionsförloppet.

Alla andra termer som används för att beteckna vävnadsstadier i Toxoplasmas livscykel bör betraktas som synonyma med "endozoit" och "cystozoit".

Terminologin för utvecklingsstadierna av Toxoplasma i tarmepitelet hos huvudvärden liknar den för typiska koccidier.

Tarmfasen av toxoplasmautveckling

Tarmfasen av toxoplasmoutveckling i den slutliga värdens kropp. Tarmstadiet börjar med infektion (oral) av kattdjur - parasitens huvudvärdar - med både oocyster med sporozoiter och vegetativa former - endozoiter och cystozoiter, som sväljs med vävnaderna från mellanvärdar. Cystozoiter kommer in i tarmen i vävnadscystor, vars membran snabbt förstörs av proteolytiska enzymer. Endozoiter och cystozoiter som frigörs från membranet penetrerar cellerna i tarmslemhinnan och förökar sig intensivt genom asexuell reproduktion (endodyogeni och schizogoni).

Efter ungefär 2 dagar, som ett resultat av upprepade cykler av asexuell reproduktion (schizogoni), bildas en speciell typ av schizonter - merozoiter, vilket ger upphov till nästa steg i parasitens utveckling - gametogoni.

När mogna toxoplasma-oocyster, befriade från sina membran, kommer in i kattens tarm, penetrerar sporozoiterna cellerna i det cilierade tarmens epitel och börjar också reproducera sig genom schizogoni. Som ett resultat av asexuell reproduktion bildas 4 till 30 merozoiter från en schizon. Submikroskopiska studier har visat att schizonten är omgiven av en hinna, som består av ett inre och ett yttre membran. En eller flera mitokondrier, en ribosom, en kärna, ett välutvecklat endoplasmatiskt retikulum och en konoid i den främre änden finns. Subpellikulära tubuli saknas.

Till skillnad från koccidier bildas merozoiter nära kärnan, inte i schizontens periferi, under Toxoplasma-schizogoni. I kattens tarm genomgår Toxoplasma flera på varandra följande schizogonier, varefter merozoiterna ger upphov till parasitens sexuella utvecklingsstadium (gametogoni). Gametocyter (omogna könsceller) finns ungefär 3–15 dagar efter infektion i hela tunntarmen, men oftast i kattens ileum. Gametogoni börjar med bildandet av mikrogametocyter, vilket sker i den nedre delen av tunntarmen och i huvudvärdens tjocktarm. Utvecklingen av mikrogametocyter åtföljs av en serie på varandra följande delningar av ägget. Längs makrogametocytens periferi bildas 12–32 mikrogameter genom exvagination av dess membran. De har formen av en starkt långsträckt halvmåne med vassa ändar och når tillsammans med flagellerna 3 µm i längd, och har också 2 flageller (den tredje är rudimentär), med hjälp av vilka de rör sig i tarmens lumen och flyttar till makrogameten.

Makrogametocytens utveckling sker utan delning av cellkärnan. I detta fall ökar gametocyten i storlek (från 5-7 till 10-12 µm i längd), den stora kärnan med nukleolen blir kompakt, en stor mängd glykogen ackumuleras i cytoplasman, många ribosomer, mitokondrier och endoplasmatiskt retikulum finns.

Befruktning, dvs. sammansmältning av makro- och mikrogameter, sker i en epitelcell, vilket resulterar i bildandet av en zygot, som bildar ett tätt membran och övergår till en oocyst och sedan till en oocyst. Oocystornas form är rund-oval med en diameter på 9-11 till 10-14 μm. Under en tid stannar oocystorna kvar i epitelcellerna, men faller sedan ner i tarmens lumen, och toxoplasma går in i nästa utvecklingsstadium - sporogoni, som fortsätter i avföring och i den yttre miljön. Mogna oocystor har ett tätt färglöst tvåskiktsmembran, vilket gör dem resistenta mot effekterna av olika miljöfaktorer, inklusive ett antal kemiska agenser. Med tillräcklig fuktighet, temperatur och syretillgång bildas efter några dagar två sporocystor med fyra bananformade sporozoiter i varje inuti oocysten. Sporocystor har i sin tur ett tätt tvåskiktsmembran. Deras storlek är i genomsnitt från 6-7 x 4-5 till 8 x 6 µm. Sporozoiter har liknande struktur som endozoiter och cystozoiter - vävnadsstadier av toxoplasma. Mogna oocyster med sporozoiter är invasiva stadier av parasiten för både den slutliga värden (katter) och mellanvärdar, inklusive människor. Under fuktiga förhållanden förblir sporozoiter i oocyster invasiva i upp till 2 år.

Extraintestinal (vävnads)fas av toxoplasmautveckling i mellanvärdarnas kropp

I cellerna i olika vävnader hos mellanvärdar, inklusive människor, sker asexuell reproduktion genom endodyogeni, det vill säga bildandet av två dotterceller inuti modercellen. Åren 1969-1970 upptäcktes en metod med multipel intern knoppning, för vilken termen endopolygeni föreslogs. Dessa två metoder för asexuell reproduktion, tillsammans med schizogoni, upptäcktes också i tarmarna hos parasitens huvudvärd - katten.

Vävnadsfasen i toxoplasmans utveckling börjar när antingen parasitens sexuella stadier - oocyster med sporozoner, eller asexuella stadier (endozoiter och cystozoiter) med vävnader från invaderade djur kommer in i tarmarna hos djur och människor (mellanvärdar). I tunntarmen, under inverkan av proteolytiska enzymer, penetrerar sporozoiter som frigörs från oocyster, eller cystozoiter eller endozoiter från cystor epitelcellerna i tarmslemhinnan, där asexuell reproduktion - endodyogeni och endopolygeni - börjar.

Endozoiter uppstår som ett resultat av reproduktion. Inom 2-10 timmar från det att sporozoiten (endozoiten) introduceras i cellen, kommer 12-24-32 dotterendozoiter ut ur den förstörda värdcellen. De nybildade endozoiterna penetrerar aktivt in i angränsande celler. Lokala nekrotiska fokus bildas i värdens tunntarm, varifrån endozoiter kan komma in i blod- och lymfkärlen och sedan in i olika vävnader. Spridningen av endozoiter i hela mellanvärdens kropp underlättas också av parasitens fagocytos av celler i det retikuloendoteliala systemet. I detta skede upprepas den snabba asexuella reproduktionen genom endodyogeni cykliskt. Endozoiter befinner sig utanför cellen under perioden efter att de lämnat den förstörda cellen och innan de penetrerar in i en ny cell. De reproducerar sig endast i levande celler, där deras ansamling liknar en cysta. Men dessa kluster av endozoiter är lokaliserade direkt i cytoplasman eller i den cytoplasmatiska vakuolen. Det ömtåliga membranet runt sådana parasitkluster bildas av värdcellen i det akuta stadiet av toxoplasma. Dessa kluster har inget eget membran, så i verkligheten är de pseudocyster. Om endozoiter är lokaliserade i cytoplasmatiska vakuoler kallas sådana vakuoler parasitofora.

Gradvis bildas ett parasitmembran runt endozoitklustren, och toxoplasma övergår i ett nytt stadium - en riktig vävnadscysta. Parasiterna själva deltar i bildandet av ett komplext cystmembran, och detta sker vid kronisk toxoplasmos. Sådana membran är ogenomträngliga för antikroppar och säkerställer parasitens livskraft i många år, och ibland hela livet. Som regel är cystor belägna inuti cellen, även om extracellulär lokalisering också har bevisats. Cystornas diameter är från 50-70 till 100-200 µm. Med bildandet av en cysta övergår endozoiterna i den till ett nytt stadium - cystozoiter. En mogen cysta kan innehålla flera tusen cystozoiter.

Det biologiska syftet med vävnadscystor är mycket stort. Först och främst säkerställer cystor parasitens överlevnad i immunorganismen och ökar därmed risken för infektion med toxoplasmos hos både slutliga och nya individer i mellanvärdar. Bildandet av cyststadiet är ett viktigt steg i toxoplasmas livscykel, eftersom cyststadiet - cystozoiterna - är mycket mer motståndskraftigt mot yttre faktorer. Om endozoiterna sväljs dör de således under inverkan av magsaft efter en eller två minuter, och cystozoiterna förblir livskraftiga i denna miljö i 2-3 timmar, även om cystmembranet förstörs nästan omedelbart under inverkan av pepsin. Det har experimentellt bevisats att från cystozoiter i kattens tarm med större konstans och snabbare, dvs. tidigare, fullbordas den intestinala fasen av toxoplasmoutveckling i den slutliga värdens kropp.

Således följer det av beskrivningen av toxoplasmas livscykel att mellanvärdar (vilda djur och husdjur, såväl som människor) är bärare av parasitens vegetativa (vävnads)stadier, vilka är endozoiter i cystor. Det är med dem som läkare, veterinärer och parasitologer måste hantera när de diagnostiserar toxoplasmos.

Ultrastrukturen hos endozoiter och cystozoiter är identisk med den hos coccidia-merozoiter. Ur en parasitolog-epidemiologs och klinikers synvinkel är det mycket viktigt att känna till ett antal egenskaper hos Toxoplasmas biologi. Toxollasma är i första hand en parasit hos katter, i vars organism den kan fullfölja både tarm- och extraintestinala (vävnads-) utvecklingsfaser utan deltagande av andra värddjur. Således kan katter samtidigt utföra funktionerna som mellanvärdar och definitiva värdar och säkerställa Toxoplasmas fasutveckling från oocyst till oocyst. Men Toxoplasma är inte en monoxen parasit: mellanvärdar deltar i dess livscykel, även om deras deltagande är valfritt; därför kännetecknas Toxoplasma av fakultativ heterogenitet. Dessutom kan endozoiter och cystozoiter - stadier från mellanvärdar - infektera inte bara definitiva värdar, utan även nya mellanvärdar (köttätare och människor). Här sker en slags transit eller överföring utan den slutliga värdens medverkan och utan att toxoplasma släpps ut i den yttre miljön.

Hos många djur (möss, råttor, marsvin, hamstrar, kaniner, hundar, får, grisar) och hos människor har transplacental överföring av toxoplasma i endozoitstadiet noterats, vilket orsakar medfödd toxoplasmos.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]