Лейшмании – внутриклеточные паразиты, поражающие клетки кожи и внутренних органов (печени, селезенки), костного мозга человека и некоторых животных (собак, шакалов, лис и некоторых грызунов), вызывая лейшманиозы – группу природно-очаговых трансмиссивных заболеваний, передающихся насекомыми семейства мелких комаров-москитов.
Таксономия. Лейшмании относятся к одноименному роду Leischmania, подтипу Жгутиковые (Mastigophora). Различают четыре группы лейшманий:
1. Группа L. donovani, выделенная У. Лейшманом и Ш. Донованом в 1900 – 1903 гг. в Индии от больных кала-азар (черной болезнью), или, как теперь ее называют, висцеральным лейшманиозом.
2. Группа L. tropica, открытая в 1898 г. врачем Боровским Петром Фокичем при кожном лейшманиозе в Средней Азии, где его, по привязанности к территории, характеру поражения кожи и длительности течения городские жители называли ашхабадкой, сухой язвой, годовиком, а сельские – пендинкой, мокнущей язвой, полугодовиком. Сейчас лейшманиоз Средней Азии называют лейшманиозом Старого Света, ашхабадку – антропонозным, а пендинку – зоонозным лейшманиозом).
3. Группа L. mexicana, вызывающая кожный лейшманиоз Нового Света.
4. Группа L. brasiliensis, являющаяся возбудителями кожно-слизистого лейшманиоза Нового Света, который в Центральной и Южной Америке, где он встречается, называют эспундией.
В составе каждой группы лейшманий выделяют по 3 – 4 подвида: в гр. L. donovani – подвиды donovani, infantum, archibaldi; в гр. L. tropica – tropica (minor), вызывающая антропонозный кожный лейшманиоз, major – зоонозный и др.; в гр. L. mexicana – mexicanica, amazonensis, venezuelensis и др.; в гр. L. brasiliensis – panamensis и др.
Характеристика возбудителей: Развитие лейшманийпроисходит со сменой хозяев в паразитарной системе «москит – человек или позвоночное животное». В каждом из хозяев лейшмании размножаются продольным делением надвое, то есть бесполым путем. У москита паразитирует жгутиковая форма лейшманий, а у человека и животных – безжгутиковая. В жгутиковом цикле паразиты развиваются в кишечнике москита, зараженного при сосании крови больных людей или животных. Заглоченные москитом безжгутиковые лейшмании (амастиготы) превращаются в кишечнике в жгутиковые формы (промастиготы), размножаются и на 6-9-е сутки накапливаются в глотке.
Безжгутиковый цикл проходит в макрофагах, ретикулоэндотелиальных клетках печени, селезенки, лимфатических узлов человека и позвоночных животных, инвазия которых происходит через укус зараженных москитов. Безжгутиковые имеют овоидную форму диаметром 2-5,5 мкм, а жгутиковые – веретенообразную, длиной 12-20 мкм. Те и другие формы лейшманий в цитоплазме содержат ядро с 1-2 ядрышками, кинетопласт (митохондрия) и примыкающее к нему базальное тело жгутика. Тело лейшманий покрыто трехслойной мембраной, под которой расположен слой 100 – 200 микротрубочек. Питание осмотическое.
Клиника и эпидемиология. Антропонозный кожный лейшманиоз характеризуется длительным инкубационным периодом — несколько месяцев. На месте укуса москитом появляется бугорок, который увеличивается и через 3 месяца изъязвляется. Язвы чаще располагаются на лице и верхних конечностях, рубцуются к концу года.
Зоонозный кожный лейшманиоз (рано изъязвляющийся лейшманиоз, пендинская язва, сельская форма) протекает более остро. Инкубационный период составляет 2—4 недели. Мокнущие язвы чаще. Вслед за папулой (воспалительный бугорок на коже в месте укуса) у больных появляется волнообразная лихорадка, бледность кожных покровов, увеличение селезенки, печени и лимфоузлов. В разгаре болезни кожа становится восковидной, иногда с землянистым оттенком, а при гиперфункции надпочечников – темной (кала-азар). Больные теряют в весе, у них развивается кахексия (истощение), появляются отеки и кровоизлияния в кожу и внутренние органы, кровотечения из носа и десен, резко ухудшаются показатели крови. При отсутствии лечения больные погибают через полтора-три года. У маленьких детей висцеральный лейшманиоз протекает в более тяжелой форме с явлениями интоксикации и прогрессивного поражения внутренних органов на фоне высокой температуры (39 – 40о С) и заканчивается летальным исходом через 3 – 6 – 9 – 12 мес.
Нозологические формы кожных лейшманиозов начинаются с возникновения одиночной или множественных папул (бугорков), которые со временем подвергаются деструкции с образованием язв и их рубцеванием. Так, при антропонозном лейшманиозе Старого Света они образуются на лице, шее и верхних конечностях, изъязвляются через 3 – 5 мес, а рубцуются через год. Зоонозный кожный лейшманиоз (рано изъязвляющийся лейшманиоз, пендинская язва, сельская форма) протекает более остро. Инкубационный период составляет 2—4 недели. Мокнущие язвы чаще образуются на нижних конечностях. Полное рубцевание язв пролисходит через 5-6 месяцев.
2. Увеличенная селезенка при висцеральном лейшманиозе (по А. В. Долматовой и Н. А. Деминой).
Специфической особенностью лейшманиозов Нового Света является то, что лейшманиозные папулы, язвы и рубцы у мексиканцев обычно локализуются на ушах и приводят к грубым деформациям ушных раковин (кожная форма). У бразильцев и панамцев – в области носогубного треугольника, где лейшманиозный процесс вызывает вначале деформирование рта и носа, заканчивающееся разрушением носовой перегородки, твердого неба и деструктивными изменениями в глотке (кожно-слизистая форма, или эспундия).
Распространение. Лейшманиозы – трансмиссивные эндемичные инвазии, распространенные в тропиках и субтропиках; спорадически встречаются на всех континентах, кроме Австралии. Источником возбудителей висцерального лейшманиоза являются грызуны, лисы, шакалы и собаки (в Индии и Бангладеш – исключительно человек); зоонозного кожного лейшманиоза Старого Света –грызуны (мыши, песчанки и др.); антропонозного (городского) – больные люди; кожного и кожно-слизистого Нового света – лесные грызуны. Переносят лейшманиозы в Средней Азии москиты рода Phlеbotоmus, а в Центральной и Южной Америке – москиты Lutzomyia.
Лабораторная диагностика. Диагноз лейшманиоза основан на обнаружении 1) амастигот в мазках из соскобов и отделяемого язв, пунктатов костного мозга и лимфоузлов, реже – из крови (кала-азар), 2) промастигот в мазках из культур в которых лейшмании под иммерсионным микроскопом располагаются в виде звездчатых связок.еплетенными жгутами (рис.), 3) положительной реакции с лейшманиозным антигеном и 4) кожно-аллергической пробе с лейшманином.
Профилактика и лечение. Профилактические меры направлены на обезвреживание источников инвазии, в частности, уничтожение грызунов, изоляцию бродячих собак. В борьбе с москитами используются инсектициды и репелленты, защитная одежда. Для профилактики кожных лейшманиозов используется живая вакцина; спустя 3 месяца у привитых вырабатывается прочный, практически пожизненный иммунитет.Лейшманиозным больным назначают препараты, которые связывают SH-группы белков, блокируя ферменты лейшманий, участвующие в гликолизе и цикле Кребса.
Тип Apicomplexa
Важнейший признак представителей этого типа – апикальный комплекс (греч. apex – верхушка), расположенный в переднем полюсе клетки. Структуры этого комплекса содержат ферменты, облегчающие проникновение паразита в клетки хозяина. По старой классификации представители этого типа входили в состав класса «Споровики», относящегося к типу «Простейшие». Название «Споровики» было связано с тем, что все его представители ведут паразитический образ жизни и проходят в своем жизненном цикле стадию спороцисты, в которой образуются споры в виде спорозоитов, способных заразить хозяина.
Жизненные циклы Apicomplexa довольно сложны. Чередование поколений характеризуется сменой бесполого и полового типов размножения. Кратко жизненный цикл Apicomplexa может быть обрисован следующим образом (рис.).
Спорозоиты, выходящие из спороцисты, попадают в организм хозяина и, при помощи апикального комплекса, внедряются в клетки и там растут. (Стадия, на которой протист питается и растет, называется трофозоитом). У некоторых представителей трофозоиты развиваются в гамонты, из которых дифференцируются половые клетки. После оплодотворения образуется зигота, а затем в ходе спорогонии – многочисленные спорозоиты. У более организованных форм между стадиями спорозоита и гаметогонии вклинивается стадия шизогонии – бесполого размножения в виде множественного деления, которое ведет к наводнению организма хозяина паразитами. Мерозоиты, также как спорозоиты, затем вступают в стадию гаметогонии. Переход от бесполого размножения к половому часто сопровождается сменой хозяев.
Таким образом, по ходу циклов происходит смена разных форм размножения, ведущих с одной стороны, к увеличению числа паразитов в данной особи хозяина, а с другой – к образованию таких стадий, которые служат для заражения новых особей хозяина. В данном подразделе мы рассмотрим жизненные циклы споровиков, являющихся возбудителями опасных болезней – малярии и токсоплазмоза.
ПЛАЗМОДИИ МАЛЯРИИ
Таксономия. Плазмодии малярии относятся к классу Споровики (spora – семя), отряду Кровяные споровики. Представители этого отряда являются возбудителями тяжелого заболевания человека – малярии. У человека малярию вызывают 4 вида плазмодиев. Первый из них – Plasmodium malariae – вызывает четырехдневную малярию. (Возбудитель был открыт в 1880 г. основателем протистологии лауреатом Нобелевской премии А. Лавераном). P. vivax – возбудитель трехдневной малярии, P. falciparum – тропической малярии, а Р. ovale – овале малярии. (Такое название болезнь получила в связи с тем, что пораженные паразитом эритроциты принимают овальную форму).
Малярия (итал. mala и aria – дурной воздух; до открытия возбудителей малярии полагали, что эту болезнь вызывают испарения болот) – природно-очаговая болезнь; является одной из глобальных проблем здравоохранения. Ежегодно малярией заболевает 300-500 млн. человек, 1,5-2,7млн. умирают, из них 90% – дети. В Республике Беларусь ежегодно регистрируются единичные завозные случаи малярии.
Плазмодии отличаются болезнетворностью, чувствительностью к химиопрепаратам и другими биологическими особенностями, что, в частности, находит свое отражение в названиях двух разновидностей P. vivax: северной (P. v. hibernans) – с инкубационным периодом 6 – 13 месяцев и южной (P. v. vivax) – с инкубацией 7 – 21 суток. Жизненный цикл всех четырех видов протекает сходно, что позволяет рассмотреть его для всего рода Plasmodium. (Плазмодии (греч. plasma – вылепленный, eidos – вид, форма) – многоядерная масса плазмы, возникающая в результате многократных делений ядра паразита).
Жизненный цикл малярийных плазмодиев. Возбудители малярии характеризуются сложным циклом развития, которыйи слагается из следующих этапов: двух форм шизогонии (множественного деления), развития гамет, оплодотворения и спорогонии, в результате которой образуются заразные для человека спорозоиты. Общим для жизненного цикла всех видов плазмодиев является обязательное участие в нем двух хозяев – комара и человека. В биологическом смысле самка комара рода Anopheles (анофелес, по-русски – вредный) является окончательным хозяином, у которого проходит половая стадия развития (спорогония) и образуются спорозоиты, человек – промежуточным, у которого осуществляется бесполый процесс (шизогония). На рисунке № схематически представлены основные этапы жизненного цикла плазмодиев. Начнем рассмотрение со спорозоита. Спорозоит – маленькая (15 мкм) веретеновидная клетка – проникает в кровь человека, у которого начинается бесполая стадия развития в виде смены двух форм шизогонии – экзоэритроцитарной и эритроцитарной. Это происходит, когда зараженный комар кусает человека.
Экзоэритроцитарная шизогония протекает в клетках печени, селезенки, эндотелии кровеносных капилляров человека, куда с кровью заносятся спорозоиты. Здесь они внедряются в гепатоциты, округляются и превращаются в трофозоиты (растущих паразитов), достигающих значительной величины. Созревание шизонтов в гепатоцитах длится от 6 до 15 суток. (Шизонт – многоядерная стадия у апикомплекса, дающая начало множеству мерозоитов). Каждый шизонт распадается и на большое количество (10 000 – 50 000) мерозоитов (греч. mera – часть), размером 2,5 ´ 1,5 мкм. В печени происходит смена одного или нескольких поколений паразита.
Эритроцитарная фаза развития плазмодиев начинается с проникновения экзоэритроцитарных мерозоитов в эритроциты, где они увеличиваются и превращаются вначале в бесполые стадии – трофозоиты (растущие паразиты), а затем – в шизонты (делящиеся паразиты) и половые формы – гаметоциты (рис. 17).
Различают кольцевидный, юный, полувзрослый и взрослый трофозоиты. Первые две формы плазмодиев имеют малые размеры (1 – 2 мкм), отличаются тонким слоем цитоплазмы, в виде ободка окружающей вакуоль (у юного трофозоита в ней встречаются мелкие зерна-пигменты); паразиты занимают около трети или почти половину объема эритроцита. Более зрелые трофозоиты, диаметр которых достигает 4 – 6 мкм, имеют отчетливо выраженную цитоплазму, ядро и пигмент; полувзрослый трофозоит занимает более половины, а взрослый – почти весь эритроцит. У шизонта, заполняющего эритроцит целиком, вакуоль отсутствует, ядро округлое, цитоплазма разделяется, пигмент – в виде компактной кучки. В зависимости от вида плазмодия шизонты в эритроците образуют от 8 до 24 подвижных, удлиненной формы мерозоитов размером 1,5 х 1,0 мкм. После разрыва эритроцитов они поступают в кровеносное русло и через 10 – 15 мин внедряются в новые красные кровяные тельца. Продолжительность шизогонии у P. vivax, P. ovale и P. falciparum – 2 суток, у P. malariae – 3 суток.
Кроме трофозоитов и шизонтов, образуются также гаметоциты. В зрелой форме они представляют собой одноядерные клетки округлой, а у P. falciparum – полулунной формы без вакуолей и псевдоподий. Как и шизонты, они занимают почти весь эритроцит. Женские гаметоциты (макрогаметоциты) отличаются от мужских (микрогаметоцитов) небольшим компактным, эксцентрично расположенным ядром (1/8 – 1/10 диаметра паразита). У мужских клеток – ядро большое (занимает 1/2 – 1/3 паразита), рыхлое, находится в центре гаметоцита. Зрелые гаметоциты P. falciparum сохраняются в крови несколько недель, у других видов – отмирают в течение суток.
При сосании комаром крови больного человека, гамонты попадают в кишечник комара, где превращаются в гаметы. Из микрогамонта образуется 4–8 микрогамет, из макрогамонта – яйцеклетка, происходит копуляция гамет. Образовавшаяся в результате оплодотворения зигота обладает подвижностью и называется оокинетой. Оокинета мигрирует через стенку кишечника комара и на внешней поверхности кишечника превращается в ооцисту. Ядро ооцисты многократно делится и ооциста распадается на огромное количество спорозоитов – до 10000, этот процесс называется спорогонией. Спорозоиты перемещаются в слюнные железы комара.
В жизненном цикле малярийного плазмодия человек является промежуточным хозяином (тканевая шизогония, эритроцитарная шизогония, начало гаметогонии), а малярийный комар – окончательным (завершение гаметогонии, оплодотворение и спорогония).
Спорогония. Половой цикл развития малярийного плазмодия происходит в организме самки комара Anopheles, питающейся, в отличие от самца, кровью человека. Попав в ее желудок, макро- и микрогаметы сливаются в зиготу, которая, удлиняясь и приобретая подвижность, превращается в оокинету. Проникнув через стенку желудка комара под его наружную оболочку, оокинета округляется, вокруг нее образуется капсула, и она превращается в ооцисту, внутри которой в результате деления ядра и цитоплазмы появляется около 10 000 серповидных спорозоитов длиной 10 –15 мкм и шириной 1,5 мкм. Протекает спорогония при температуре 10 – 30 оС. Ее продолжительность у разных видов возбудителей малярии колеблется от 7 до 45 дней. Комар становится заразным после того, как спорозоиты из его гемолимфы проникают в слюнные железы.
Клиника и эпидемиология. 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 получаса до 2 – 3 часов и переходит в фазу жара, продолжающуюся от нескольких часов до 1 суток. Температура в фазе жара достигает 40 – 41 оС, 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 часов. Затем наступает глубокий сон. При 3-дневной малярии и овале малярии приступы лихорадки повторяются через 48 часов, при 4-дневной – через 72 часа. 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 45о северной и 40о южной широты, где среднесуточная температура не ниже 16 oC. 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. Созревают яйца комаров при температуре 15 оС за одну неделю, а при 25 оС – на третий 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.
Способы заражения малярией:
трансмиссивный (комар специфический переносчик возбудителя от больного человека здоровому), трансплацентарный и гемотрансфузионный при переливании крови в которой находятся плазмодии.
Иммунитет.
Воспрнимчивость к заражению всеобщая. Только у коренных жителей Западной Африки (и их потомков в Америке) существует наследственная невосприимчивость к заражению трехдневной малярией. Иммунитет после перенесенной малярии относительный, нестойкий.
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 первого года не болеют малярией, так как обладают пассивным иммунитетом. На втором году жизни иммуноглобулины исчезают, и заразившиеся плазмодием дети приобретают к нему активный иммунитет, обеспечивающий крайне низкий уровень паразитемии. У взрослых иммунитет к малярии поддерживается проэпидемичиванием (повторными заражениями). 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 Ig G, препятствующих прикреплению мерозоитов к эритроцитам и таким образом блокирующих эритроцитарный цикл развития паразита.
Лабораторная диагностика. Диагностика малярии основана на микроскопии крови больных. Берут ее во время или перед началом малярийного приступа. Готовят обычный мазок и толстую каплю, распределяя две капли крови на предметном стекле площадью 10 х 10 мм. Тот и другой препараты окрашивают в течение одного часа по Романовскому-Гимзе. Микроскопию обычно начинают с толстой капли крови. Обнаружить плазмодии в ней не составляет большого труда, но в незафиксированном препарате они при окраске нередко деформируются, что затрудняет видовую идентификацию. В таких случаях обращаются к мазку, тщательно изучая в нем форму, размеры, структуру, окраску пораженных эритроцитов и расположенных в них паразитов. В частности, на разных стадиях развития плазмодии в мазке могут быть представлены молодыми формами (кольцами), трофозоитами, шизонтами и гаметоцитами. При трех-, четырехдневной малярии и овале-малярии в эритроците находят не более одного, а при тропической – два и даже три паразита. Трофозоиты P. vivax имеют причудливую форму, мелкие ядра и псевдоподии, у остальных видов плазмодиев они, как правило, компактны. Шизонты P. ovale и P. malariae разделяются на 8 – 10 мерозоитов, P. vivax – на 16 – 24 и P. falciparum – на 12 – 24. Правда, шизонты P. falciparum в периферической крови встречаются крайне редко; обычно находят в ней только кольца и гаметы. Диаметр эритроцитов, пораженных P. vivax, увеличен, а эритроциты, содержащие P. ovale, приобретают удлиненную форму. При этом по Романовскому-Гимзе эритроциты окрашиваются в слабо-розовый цвет; тело плазмодия – в голубой, его ядро – в красный, глыбки пигмента – в коричневый; цитоплазма макрогаметоцитов – в ярко голубой, а их ядра – в интенсивно красный цвет; цитоплазма микрогаметоцитов – в бледно-голубой, а их ядра – в розовый цвет.
В последнее время для подтверждения диагноза малярии используют непрямую РИФ и ИФА, позволяющие обнаружить на второй неделе заболевания специфические к плазмодиям антитела. Большие надежды возлагаются на ДНК-зонды, с помощью которых можно выявить даже небольшое количество специфических нуклеотидов ДНК плазмодиев.