Токсоплазмоза - Причини и патогенеза

Причини за токсоплазмоза

Причинителят на токсоплазмозата е Toxoplasma gondii (подцарство Protozoa, тип Apicomplecxa, разред Coccidia, подразред Eimeriina, семейство Eimeriidae).

В тялото на хора и животни, T. gondii преминава през няколко етапа на развитие: трофозоит (ендозоит, тахизоит), цисти (цистозоит, брадизоит) и ооцисти. Трофозоитите са с размер 4-7x2-4 µm и имат форма, наподобяваща полумесец. Кистите са покрити с плътна мембрана, с размер до 100 µm. Ооцистите са с овална форма, с диаметър 10-12 µm.

Според данните от генотипизирането се разграничават три групи щамове на токсоплазма. Представители на първата група причиняват вродена токсоплазмоза при животните. Щамове от втората и третата група токсоплазма се откриват при хора, а представители на последната група се срещат по-често при пациенти с HIV инфекция. Определена е антигенната структура на различните етапи от развитието на токсоплазмата и е установено, че трофозоитите и кистите имат както общи, така и специфични антигени за всеки от тях.

T. gondii е облигатен вътреклетъчен паразит, който прониква в чревните епителни клетки и се размножава в тях чрез ендодиогенеза. След това трофозоитите (тахизоитите) навлизат с кръвния и лимфния поток в други органи и тъкани (лимфни възли, черен дроб, бели дробове и др.), където активно проникват в клетките. В засегнатите клетки се появяват струпвания от ендозоити от едно поколение, обградени от мембрана от паразитофорна вакуола (т.нар. псевдокисти). В резултат на имунния отговор на гостоприемника, паразитите изчезват от кръвта и в заразените клетки-мишени се образуват кисти, покрити с плътна мембрана. В хронични случаи на заболяването, T. gondii под формата на вътреклетъчни кисти остават жизнеспособни за неопределено време. Кистите се локализират главно в мозъка, сърдечните и скелетните мускули, матката и очите.

Основните гостоприемници на T. gondii са представители на семейство Felidae (котки) и могат едновременно да бъдат междинни гостоприемници, тъй като в телата им токсоплазмите са способни да се придвижват от червата до клетките на различни органи. Чрез мерогония паразитът се размножава в епителните клетки на червата; в резултат на това се образуват мерозоити. Някои от тях дават началото на мъжки и женски репродуктивни клетки - гамонти. След напускане на ентероцитите, мъжките гамонти се делят многократно, образувайки микрогамети („сперматозоиди“); макрогамети („яйца“) се образуват от женските гамонти. След оплождането се образува незряла ооциста, която се отделя в околната среда с изпражненията. При благоприятни условия узряването на ооцистите (спорогония) продължава от 2 дни до 3 седмици. Зрелите цисти са устойчиви на неблагоприятни фактори на околната среда и могат да останат жизнеспособни до една година или повече.

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

Патогенеза на токсоплазмоза

От мястото на въвеждане (най-често - кухите органи на храносмилането) токсоплазмите с лимфния поток навлизат в регионалните лимфни възли, където се размножават и причиняват развитие на лимфаденит. След това паразитите в големи количества попадат в кръвта и се разнасят по цялото тяло, в резултат на което възникват лезии в нервната система, черния дроб, далака, лимфните възли, скелетните мускули, миокарда, очите. Поради размножаването на трофозоитите, заразените клетки се унищожават. Около огнищата на некроза и натрупване на токсоплазма се образуват специфични грануломи. При нормален имунен отговор на организма, трофозоитите изчезват от тъканите и започва процесът на образуване на кисти (възпалителната реакция около тях е слаба). Токсоплазмозата преминава от острата фаза в хронична, а още по-често - в хронично носителство със запазване на кисти в тъканите на органите. При неблагоприятни условия за организма (остри заболявания и стресови ситуации, които имат имуносупресивен ефект), мембраните на кистите се разрушават; освободените паразити, размножавайки се, засягат непокътнатите клетки и навлизат в кръвния поток, което клинично се проявява с обостряне на хроничната токсоплазмоза. В скелетните мускули, миокарда, белите дробове и други органи се откриват възпалителни инфилтрати и некроза. В мозъка се появяват възпалителни огнища с последваща некроза, което понякога води до образуване на петрификации. В ретината и хороидеята се наблюдава продуктивно некротично възпаление. Токсоплазмозата придобива злокачествен ход на фона на подробна картина на СПИН, като се развива генерализирана форма на заболяването, в някои случаи причиняваща смъртта на пациентите.

В отговор на антигените на токсоплазмата се произвеждат специфични антитела и се развива имунна реакция, подобна на DTH.

При вродена токсоплазмоза, в резултат на паразитемия, патогенът се въвежда в плацентата, образувайки първично огнище, и оттам с кръвния поток попада в плода. Плодът се заразява независимо от наличието на клинични прояви у бременната жена, но изходът зависи от етапа на бременността, в който е възникнала инфекцията. Инфекцията в ранните етапи на ембриогенезата завършва със спонтанен аборт, мъртво раждане, причинява тежки, често несъвместими с живота, нарушения в развитието (аненцефалия, анофталмия и др.) или води до развитие на генерализирана токсоплазмоза. При инфектиране в третия триместър на бременността преобладават асимптоматичните форми на протичане, чиито късни клинични признаци се появяват месеци и години по-късно.

Жизнен цикъл на токсоплазма

Причинителят на токсоплазмозата е облигатен вътреклетъчен паразит; възможността за вътреядрен паразитизъм на токсоплазма е доказана. Причинителят е открит през 1908 г. независимо един от друг от французите Никол и Мансо в Тунис при гризачи гонди и от италианеца СПЛЕНДОР в Бразилия при зайци. Родовото наименование на токсоплазма отразява формата на полумесец на безполовия стадий на паразита („таксон“ - дъга, „плазма“ - форма), видовото наименование - името на гризачите (гонди).

От общобиологична гледна точка, T. gondii се характеризира с характеристики, които позволяват да се счита за паразит с много дълбоки адаптации. Среща се на всички континенти и на всички географски ширини, може да паразитира и да се размножава в стотици видове бозайници и птици и е способен да засегне голямо разнообразие от тъкани и клетки на своите гостоприемници.

През 1965 г. Хътчисън експериментално демонстрира за първи път, че котките участват в предаването на T. gondii. През 1970 г. учени от Англия, Дания и САЩ почти едновременно и независимо откриват ооцисти във фекалиите на заразени с токсоплазмоза котки, много подобни на тези на кокцидиите. Това доказва, че токсоплазмата принадлежи към кокцидиите и скоро жизненият цикъл на паразита е напълно дешифриран, състоящ се от две фази: чревна и екстраинтестинална, или нетъканна.

Чревната фаза от жизнения цикъл на токсоплазмата включва развитие в клетките на чревната лигавица на окончателния гостоприемник, който е домашната котка и други котки (дива котка, рис, бенгалски тигър, оцелот, снежен леопард, ягуарунди, ейр).

Пълният цикъл на развитие (от ооциста до ооциста) на T. gondii може да се осъществи само в тялото на представители на семейство котки. Жизненият цикъл на токсоплазмата включва 4 основни етапа на развитие: шизогония, ендодиогенеза (вътрешно пъпкуване), гаметогония, спорогония. Тези етапи протичат в различни екологични среди: шизогонията, гаметогонията и началото на спорогонията се срещат само в червата на представители на семейство котки (крайните гостоприемници на токсоплазмата), спорогонията се завършва във външната среда, а ендодиогенезата протича в клетките на тъканите на междинния гостоприемник (включително хората) и в клетките на основния гостоприемник - котките.

Преди да преминем към подробно разглеждане на жизнения цикъл на токсоплазмата, е необходимо да се засегнем въпроса за терминологията на стадиите на паразита. Като се има предвид, че цикълът на развитие на токсоплазмата е дешифриран едва през 1970 г. и много детайли все още са неясни, въпросите, свързани с терминологията на токсоплазмата, са в процес на изясняване и различни автори предлагат свои собствени термини за едни и същи стадии на паразита.

По този начин, за обозначаване на тъканта (екстраинтестинална фаза на развитие на токсоплазмоза, безполов стадий - ендодиогенеза) в случай на остра инвазия се използват следните термини: "пролиферативна форма", "ендодизоит", "ендозоит", "трофозоит", "тахиозоит", а стадият, характерен за хроничния ход на инвазията, се обозначава с термините - "кистозна форма", "зоит", "цистозоит" и "брадизоит". При сегашното ниво на познания за жизнения цикъл на токсоплазмата, според повечето местни изследвания, най-приемливите термини са: ендозоит - безполов тъканен стадий на токсоплазмата, обикновено бързо размножаващ се, локализиран в токсоплазма или в клетъчни вакуоли, характерен за остра инфекция; начало на цистозоит - тъканни форми, локализирани вътре в кистата и характерни за хроничния ход на инфекцията.

Всички други термини, използвани за обозначаване на тъканните етапи от жизнения цикъл на Toxoplasma, трябва да се считат за синоними на „ендозоит“ и „цистозоит“.

Терминологията на етапите на развитие на токсоплазмата в чревния епител на основния гостоприемник е подобна на тази на типичните кокцидии.

Чревна фаза на развитие на токсоплазма

Чревна фаза на развитие на токсоплазмата в тялото на крайния гостоприемник. Чревният етап на развитие започва с инфектиране (орално) на котките - основните гостоприемници на паразита както с ооцисти със спорозоити, така и с вегетативни форми - ендозоити и цистозоити, погълнати с тъканите на междинните гостоприемници. Цистозоитите навлизат в червата в тъканни кисти, чиято мембрана бързо се разрушава от протеолитични ензими. Ендозоитите и цистозоитите, освободени от мембраната, проникват в клетките на чревната лигавица и се размножават интензивно чрез безполово размножаване (ендодиогенеза и шизогония).

След приблизително 2 дни, в резултат на повтарящи се цикли на безполово размножаване (шизогония), се образува специален вид шизонти - мерозоити, които дават началото на следващия етап от развитието на паразита - гаметогония.

Когато зрели ооцисти на токсоплазма, освободени от мембраните си, попаднат в червата на котката, спорозоитите проникват в клетките на чревния ресничести епител и също започват да се размножават чрез шизогония. В резултат на безполово размножаване от един шизонт се образуват от 4 до 30 мерозоита. Субмикроскопски изследвания показват, че шизонтът е заобиколен от пеликула, която се състои от вътрешна и външна мембрана. Откриват се една или повече митохондрии, рибозома, ядро, добре развит ендоплазмен ретикулум и коноид в предния край. Липсват субпеликуларни каналчета.

За разлика от кокцидиите, по време на шизогонията на токсоплазмата, мерозоитите се образуват близо до ядрото, а не по периферията на шизонта. В червата на котките токсоплазмата претърпява няколко последователни шизогонии, след които мерозоитите дават началото на половия стадий от развитието на паразита (гаметогония). Гаметоцитите (незрели полови клетки) се откриват приблизително 3-15 дни след инфекцията в цялото тънко черво, но най-често в илеума на котката. Гаметогонията започва с образуването на микрогаметоцити, което се случва в долната част на тънкото черво и в дебелото черво на основния гостоприемник. Развитието на микрогаметоцитите е съпроводено от серия от последователни деления на яйцеклетката. По периферията на макрогаметоцита се образуват 12-32 микрогамети чрез ексвагинация на неговата мембрана. Те имат формата на силно удължен полумесец с остри краища и заедно с флагелите достигат 3 µm дължина, а също така имат 2 флагели (третата е рудиментарна), с помощта на които се движат в лумена на червата и се придвижват към макрогамета.

Развитието на макрогаметоцита протича без делене на ядрото. В този случай гаметоцитът се увеличава по размер (от 5-7 до 10-12 µm дължина), голямото ядро с ядрото става компактно, в цитоплазмата се натрупва голямо количество гликоген, откриват се много рибозоми, митохондрии и ендоплазмен ретикулум.

Оплождането, т.е. сливането на макро- и микрогамети, протича в епителна клетка, в резултат на което се образува зигота, която образува плътна мембрана и се превръща в оокинета, а след това в ооциста. Формата на ооцистите е кръгло-овална с диаметър от 9-11 до 10-14 μm. Известно време ооцистите остават в епителните клетки, но след това попадат в лумена на червата и токсоплазмата навлиза в следващия етап на развитие - спорогония, която продължава във фекалиите и във външната среда. Зрелите ооцисти имат плътна безцветна двуслойна мембрана, поради което са устойчиви на въздействието на различни фактори на околната среда, включително редица химични агенти. При достатъчна влажност, температура и достъп на кислород, след няколко дни вътре в ооцистата се образуват две спороцисти с по четири банановидни спорозоита във всяка. Спороцистите, от своя страна, имат плътна двуслойна мембрана. Размерите им са средно от 6-7 x 4-5 до 8 x 6 µm. Спорозоитите са подобни по структура на ендозоитите и цистозоитите - тъканни стадии на токсоплазмата. Зрелите ооцисти със спорозоити са инвазивни стадии на паразита както за крайния гостоприемник (котки), така и за междинните гостоприемници, включително хората. Във влажни условия спорозоитите в ооцистите остават инвазивни до 2 години.

Екстраинтестинална (тъканна) фаза на развитие на токсоплазма в тялото на междинните гостоприемници

В клетките на различни тъкани на междинни гостоприемници, включително и при хора, безполовото размножаване протича чрез ендодиогения, т.е. образуване на две дъщерни клетки вътре в майчината клетка. През 1969-1970 г. е открит метод за множествено вътрешно пъпкуване, за който е предложен терминът ендополигения. Тези два метода за безполово размножаване, наред с шизогонията, са открити и в червата на основния гостоприемник на паразита - котката.

Тъканната фаза на развитие на токсоплазмата започва, когато в червата на животни и хора (междинни гостоприемници) попаднат или половите стадии на паразита - ооцисти със спорозоити, или безполовите стадии (ендозоити и цистозоити) с тъкани на инвазирани животни. В тънките черва, под въздействието на протеолитични ензими, спорозоитите, освободени от ооцисти, или цистозоити или ендозоити от кисти, проникват в епителните клетки на чревната лигавица, където започва безполовото размножаване - ендодиогенеза и ендополигения.

Ендозоитите се появяват в резултат на размножаване. В рамките на 2-10 часа от момента на въвеждане на спорозоита (ендозоита) в клетката, от разрушената клетка гостоприемник се появяват 12-24-32 дъщерни ендозоита. Новообразуваните ендозоити активно проникват в съседните клетки. В тънките черва на гостоприемника се образуват локални некротични огнища, откъдето ендозоитите могат да попаднат в кръвоносните и лимфните съдове и след това в различни тъкани. Разпространението на ендозоитите в тялото на междинния гостоприемник се улеснява и от фагоцитозата на паразита от клетките на ретикулоендотелната система. На този етап бързото безполово размножаване чрез ендодиогенеза се повтаря циклично. Ендозоитите са извън клетката през периода след напускане на разрушената клетка и преди проникване в нова клетка. Те се размножават само в живи клетки, където натрупването им наподобява киста. Но тези струпвания от ендозоити са локализирани директно в цитоплазмата или в цитоплазмената вакуола. Нежната мембрана около такива струпвания от паразити се образува от клетката гостоприемник в острия стадий на токсоплазмата. Тези клъстери нямат собствена мембрана, така че в действителност те са псевдоцисти. Ако ендозоитите са локализирани в цитоплазмени вакуоли, тогава такива вакуоли се наричат паразитофорни.

Постепенно около струпванията от ендозоити се образува паразитна мембрана и токсоплазмата преминава в нов стадий - истинска тъканна киста. Самите паразити участват в образуването на сложна кистозна мембрана и това се случва при хронична токсоплазмоза. Такива мембрани са непропускливи за антитела и осигуряват жизнеспособността на паразита в продължение на много години, а понякога и доживот. Като правило, кистите се намират вътре в клетката, въпреки че е доказана и извънклетъчна локализация. Диаметърът на кистите е от 50-70 до 100-200 µm. С образуването на киста, ендозоитите в нея преминават в нов стадий - цистозоити. Зрялата киста може да съдържа няколко хиляди цистозоити.

Биологичното предназначение на тъканните кисти е много голямо. На първо място, кистите осигуряват оцеляването на паразита в имунния организъм и по този начин увеличават шансовете за заразяване с токсоплазмоза както на крайните, така и на новите индивиди на междинните гостоприемници. Образуването на кистата е важен етап от жизнения цикъл на токсоплазмата, тъй като кистата - цистозоитите - е много по-устойчива на външни фактори. Така, ако погълнатите ендозоити загинат под действието на стомашен сок след една или две минути, то цистозоитите остават жизнеспособни в тази среда в продължение на 2-3 часа, въпреки че мембраната на кистата се разрушава почти мигновено под действието на пепсина. Експериментално е доказано, че от цистозоитите в червата на котката с по-голяма постоянство и по-бързо, т.е. по-рано, завършва чревната фаза на развитие на токсоплазмата в тялото на крайния гостоприемник.

Така, от описанието на жизнения цикъл на токсоплазмата следва, че междинните гостоприемници (диви и селскостопански животни, както и хора) са носители на вегетативните (тъканни) стадии на паразита, които са ендозоити в цисти. Именно с тях лекарите, ветеринарните лекари и паразитолозите трябва да се справят при диагностицирането на токсоплазмоза.

Ултраструктурата на ендозоитите и цистозоитите е идентична с тази на кокцидийните мерозоити. От гледна точка на паразитолог-епидемиолог и клиницист е много важно да се познават редица особености на биологията на токсоплазмата. Преди всичко, токсолазмата е паразит на котките, в чийто организъм е способна да завърши както чревната, така и екстраинтестиналната (тъканната) фаза на развитие без участието на други гостоприемници. По този начин котките могат едновременно да изпълняват функциите на междинни и окончателни гостоприемници и да осигуряват фазовото развитие на токсоплазмата от ооциста до ооциста. Но токсоплазмата не е моноксенен паразит: междинните гостоприемници участват в жизнения ѝ цикъл, въпреки че участието им е по избор; следователно токсоплазмата се характеризира с факултативна хетерогенност. Освен това, ендозоитите и цистозоитите - стадии от междинни гостоприемници - могат да заразят не само окончателни гостоприемници, но и нови междинни гостоприемници (месоядни и хора). Тук се осъществява един вид транзит или трансфер без участието на крайния гостоприемник и без отделяне на токсоплазма във външната среда.

При много животни (мишки, плъхове, морски свинчета, хамстери, зайци, кучета, овце, прасета) и при хора е наблюдавано трансплацентарно предаване на токсоплазма на ендозоитен стадий, което причинява вродена токсоплазмоза.

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