Toksoplazmoza - uzroci i patogeneza

Uzroci toksoplazmoze

Uzročnik toksoplazmoze je Toxoplasma gondii (potcarstvo Protozoa, tip Apicomplecxa, red Coccidia, podred Eimeriina, porodica Eimeriidae).

U tijelu ljudi i životinja, T. gondii prolazi kroz nekoliko faza razvoja: trofozoit (endozoit, tahizoit), ciste (cistozoit, bradizoit) i oociste. Trofozoiti su veličine 4-7x2-4 µm i oblikom nalikuju polumjesecu. Ciste su prekrivene gustom membranom, veličine do 100 µm. Oociste su ovalnog oblika, promjera 10-12 µm.

Prema podacima genotipizacije, razlikuju se tri skupine sojeva toksoplazme. Predstavnici prve skupine uzrokuju kongenitalnu toksoplazmozu kod životinja. Sojevi druge i treće skupine toksoplazme detektirani su kod ljudi, a predstavnici posljednje skupine češće se nalaze kod pacijenata s HIV infekcijom. Utvrđena je antigenska struktura različitih stadija razvoja toksoplazme te je utvrđeno da trofozoiti i ciste imaju i zajedničke i specifične antigene za svaki od njih.

T. gondii je obligatni unutarstanični parazit koji prodire u stanice crijevnog epitela i u njima se razmnožava endodiogenezom. Zatim, trofozoiti (tahizoiti) krvlju i limfom ulaze u druge organe i tkiva (limfne čvorove, jetru, pluća itd.), gdje aktivno prodiru u stanice. U zahvaćenim stanicama pojavljuju se nakupine endozoita jedne generacije, okružene membranom parazitoforne vakuole (tzv. pseudociste). Kao rezultat imunološkog odgovora domaćina, paraziti nestaju iz krvi, a u zaraženim ciljnim stanicama formiraju se ciste prekrivene gustom membranom. U kroničnim slučajevima bolesti, T. gondii u obliku unutarstaničnih cista ostaju održivi neograničeno. Ciste su lokalizirane uglavnom u mozgu, srčanim i skeletnim mišićima, maternici i očima.

Glavni domaćini T. gondii su predstavnici porodice Felidae (mačke) i mogu istovremeno biti međudomaćini, budući da se u njihovim tijelima toksoplazme mogu kretati iz crijeva u stanice različitih organa. Pomoću merogonije, parazit se razmnožava u epitelnim stanicama crijeva; kao rezultat toga nastaju merozoiti. Neki od njih daju početak muškim i ženskim reproduktivnim stanicama - gamontima. Nakon što napuste enterocite, muški gamonti se više puta dijele, tvoreći mikrogamete ("spermatozoidi"); makrogameti ("jaja") nastaju iz ženskih gamonta. Nakon oplodnje nastaje nezrela oocista koja se izlučuje u okoliš izmetom. Pod povoljnim uvjetima, sazrijevanje oocista (sporogonija) traje od 2 dana do 3 tjedna. Zrele ciste otporne su na nepovoljne čimbenike okoliša i mogu ostati održive do godinu dana ili dulje.

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

Patogeneza toksoplazmoze

S mjesta ulaska (najčešće - šuplji organi probave) toksoplazma limfnim tokom ulazi u regionalne limfne čvorove, gdje se množi i uzrokuje razvoj limfadenitisa. Zatim paraziti u velikim količinama ulaze u krv i prenose se po cijelom tijelu, uslijed čega nastaju lezije u živčanom sustavu, jetri, slezeni, limfnim čvorovima, skeletnim mišićima, miokardu i očima. Zbog razmnožavanja trofozoita, zaražene stanice se uništavaju. Oko žarišta nekroze i nakupljanja toksoplazme formiraju se specifični granulomi. Uz normalan imunološki odgovor tijela, trofozoiti nestaju iz tkiva i započinje proces stvaranja cista (upalna reakcija oko njih je slaba). Toksoplazmoza prelazi iz akutne faze u kroničnu, a još češće - u kronično noše s očuvanjem cista u tkivima organa. U nepovoljnim uvjetima za tijelo (akutne bolesti i stresne situacije koje imaju imunosupresivni učinak), membrane cista se uništavaju; oslobođeni paraziti, množeći se, utječu na netaknute stanice i ulaze u krvotok, što se klinički manifestira pogoršanjem kronične toksoplazmoze. Upalni infiltrati i nekroza nalaze se u skeletnim mišićima, miokardu, plućima i drugim organima. Upalna žarišta s naknadnom nekrozom pojavljuju se u mozgu, što ponekad dovodi do stvaranja petrifikacija. Produktivna nekrotična upala javlja se u mrežnici i žilnici. Toksoplazmoza dobiva maligni tijek na pozadini detaljne slike AIDS-a, dok se razvija generalizirani oblik bolesti, u nekim slučajevima uzrokujući smrt pacijenata.

Kao odgovor na antigene toksoplazme, proizvode se specifična antitijela i razvija se imunološka reakcija slična DTH.

Kod kongenitalne toksoplazmoze, kao posljedica parazitemije, patogen se unosi u posteljicu, formirajući primarno žarište, a odatle krvotokom ulazi u fetus. Fetus se zarazi bez obzira na prisutnost kliničkih manifestacija kod trudnice, ali ishod ovisi o fazi trudnoće u kojoj je došlo do infekcije. Infekcija u ranim fazama embriogeneze završava spontanim pobačajem, mrtvorođenčetom, uzrokuje teške, često nespojive sa životom, razvojne poremećaje (anencefalija, anoftalmija itd.) ili dovodi do razvoja generalizirane toksoplazmoze. Kod infekcije u trećem tromjesečju trudnoće prevladavaju asimptomatski oblici tijeka, čiji se kasni klinički znakovi pojavljuju mjesecima i godinama kasnije.

Životni ciklus toksoplazme

Uzročnik toksoplazmoze je obligatni unutarstanični parazit; mogućnost intranuklearnog parazitizma toksoplazme je dokazana. Uzročnika su 1908. godine neovisno jedan od drugoga otkrili Francuzi Nicoll i Manso u Tunisu kod gondi glodavaca i Talijan Splendore u Brazilu kod zečeva. Generička oznaka toksoplazme odražava polumjesečasti oblik nespolnog stadija parazita („takson“ - luk, „plazma“ - oblik), oznaka vrste - naziv glodavaca (gondi).

S općeg biološkog gledišta, T. gondii karakteriziraju značajke koje mu omogućuju da se smatra parazitom s vrlo dubokim prilagodbama. Nalazi se na svim kontinentima i na svim geografskim širinama, može parazitirati i razmnožavati se u stotinama vrsta sisavaca i ptica te je sposoban utjecati na širok raspon tkiva i stanica svojih domaćina.

Godine 1965. Hutchison je prvi put eksperimentalno pokazao da mačke sudjeluju u prijenosu T. gondii. Godine 1970. znanstvenici iz Engleske, Danske i SAD-a gotovo istovremeno i neovisno otkrili su oociste u izmetu mačaka zaraženih toksoplazmozom, vrlo slične onima kokcidija. Time je dokazano da toksoplazma pripada kokcidijama, a ubrzo je životni ciklus parazita potpuno dešifriran, a sastoji se od dvije faze: crijevne i ekstraintestinalne, odnosno netkivne.

Crijevna faza životnog ciklusa toksoplazme uključuje razvoj u stanicama crijevne sluznice konačnog domaćina, a to su domaća mačka i druge mačke (divlja mačka, ris, bengalski tigar, ocelot, snježni leopard, jaguarundi, eir).

Potpuni razvojni ciklus (od oociste do oociste) T. gondii može se provesti samo u tijelu predstavnika porodice mačaka. Životni ciklus toksoplazme uključuje 4 glavne faze razvoja: shizogoniju, endodiogeniju (unutarnje pupanje), gametogoniju, sporogoniju. Ove faze se javljaju u različitim ekološkim okruženjima: shizogonija, gametogonija i početak sporogonije javljaju se samo u crijevima predstavnika porodice mačaka (konačnih domaćina toksoplazme), sporogonija se završava u vanjskom okruženju, a endodiogenija se javlja u stanicama tkiva međudomaćina (uključujući ljude) i u stanicama glavnog domaćina - mačaka.

Prije nego što prijeđemo na detaljan pregled životnog ciklusa toksoplazme, potrebno je dotaknuti se pitanja terminologije stadija parazita. S obzirom na to da je razvojni ciklus toksoplazme dešifriran tek 1970. godine, a mnogi detalji još uvijek nisu jasni, pitanja terminologije toksoplazme su u procesu razjašnjavanja, a različiti autori nude vlastite nazive za iste stadije parazita.

Dakle, za označavanje tkiva (ekstraintestinalna faza razvoja toksoplazmoze, nespolni stadij - endodiogenija) u slučaju akutne invazije koriste se sljedeći termini: "proliferativni oblik", "endodizoit", "endozoit", "trofozoit", "tahiozoit", a stadij karakterističan za kronični tijek invazije označava se terminima - "cistični oblik", "zoit", "cistozoit" i "bradizoit". Na trenutnoj razini znanja o životnom ciklusu toksoplazme, prema većini domaćih studija, najprihvatljiviji termini su: endozoit - nespolni tkivni stadij toksoplazme, obično se brzo razmnožava, lokaliziran u toksoplazmi ili u staničnim vakuolama, karakterističan za akutnu infekciju; početak cistozoita - tkivni oblici lokalizirani unutar ciste i karakteristični za kronični tijek infekcije.

Sve ostale termine koji se koriste za označavanje tkivnih stadija životnog ciklusa Toxoplasme treba smatrati sinonimima za "endozoit" i "cistozoit".

Terminologija faza razvoja toksoplazme u crijevnom epitelu glavnog domaćina slična je onoj tipičnih kokcidija.

Crijevna faza razvoja toksoplazme

Crijevna faza razvoja toksoplazme u tijelu konačnog domaćina. Crijevna faza razvoja započinje infekcijom (oralno) mačaka - glavnih domaćina parazita i oocistama sa sporozoitima i vegetativnim oblicima - endozoitima i cistozoitima, progutanim s tkivima međudomaćina. Cistozoiti ulaze u crijevo u tkivnim cistama, čija se membrana brzo uništava proteolitičkim enzimima. Endozoiti i cistozoiti oslobođeni membrane prodiru u stanice crijevne sluznice i intenzivno se razmnožavaju nespolnim razmnožavanjem (endodiogenija i shizogonija).

Nakon otprilike 2 dana, kao rezultat ponovljenih ciklusa nespolnog razmnožavanja (shizogonije), formira se posebna vrsta shizonta - merozoiti, koji daju povod za sljedeću fazu razvoja parazita - gametogoniju.

Kada zrele oociste toksoplazme oslobođene svojih membrana uđu u crijevo mačke, sporozoiti prodiru u stanice crijevnog cilijiranog epitela i također se počinju razmnožavati shizogonijom. Kao rezultat nespolnog razmnožavanja, iz jednog shizonta nastaje 4 do 30 merozoita. Submikroskopske studije pokazale su da je shizont okružen pelikulom koja se sastoji od unutarnje i vanjske membrane. Nalaze se jedan ili više mitohondrija, ribosom, jezgra, dobro razvijen endoplazmatski retikulum i konoid na prednjem kraju. Subpelikularni tubuli su odsutni.

Za razliku od kokcidija, tijekom toksoplazmatske shizogonije, merozoiti se formiraju u blizini jezgre, a ne na periferiji shizonta. U crijevima mačaka, toksoplazma prolazi kroz nekoliko uzastopnih shizogonija, nakon čega merozoiti daju povod za spolni stadij razvoja parazita (gametogonija). Gametociti (nezrele spolne stanice) nalaze se otprilike 3-15 dana nakon infekcije u cijelom tankom crijevu, ali najčešće u ileumu mačke. Gametogonija započinje stvaranjem mikrogametocita, što se događa u donjem dijelu tankog crijeva i u debelom crijevu glavnog domaćina. Razvoj mikrogametocita prati niz uzastopnih dioba jajašca. Duž periferije makrogametocita, eksvaginacijom njegove membrane formira se 12-32 mikrogameta. Imaju oblik snažno izduženog polumjeseca s oštrim krajevima i, zajedno s flagelama, dosežu duljinu od 3 µm, a imaju i 2 flagele (treća je rudimentarna), uz pomoć kojih se kreću u lumenu crijeva i prelaze u makrogametu.

Razvoj makrogametocita događa se bez diobe jezgre. U ovom slučaju, gametocit se povećava u veličini (od 5-7 do 10-12 µm duljine), velika jezgra s nukleolusom postaje kompaktna, velika količina glikogena se nakuplja u citoplazmi, nalaze se mnogi ribosomi, mitohondriji i endoplazmatski retikulum.

Oplodnja, tj. spajanje makro- i mikrogameta, događa se u epitelnoj stanici, što rezultira stvaranjem zigota koji formira gustu membranu i pretvara se u ookinetu, a zatim u oocistu. Oblik oocista je okruglo-ovalan s promjerom od 9-11 do 10-14 μm. Neko vrijeme oociste ostaju u epitelnim stanicama, ali zatim padaju u lumen crijeva, a toksoplazma ulazi u sljedeću fazu razvoja - sporogoniju, koja se nastavlja u stolici i u vanjskom okruženju. Zrele oociste imaju gustu bezbojnu dvoslojnu membranu, zbog koje su otporne na učinke različitih čimbenika okoliša, uključujući niz kemijskih sredstava. Uz dovoljnu vlažnost, temperaturu i pristup kisiku, nakon nekoliko dana unutar oociste formiraju se dvije sporociste s četiri sporozoita u obliku banane u svakoj. Sporociste, pak, imaju gustu dvoslojnu membranu. Njihove veličine su u prosjeku od 6-7 x 4-5 do 8 x 6 µm. Sporozoiti su po strukturi slični endozoitima i cistozoitima - tkivnim stadijima toksoplazme. Zrele oociste sa sporozoitima su invazivni stadiji parazita i za konačnog domaćina (mačke) i za međudomaćine, uključujući ljude. U vlažnim uvjetima, sporozoiti u oocistama ostaju invazivni do 2 godine.

Ekstraintestinalna (tkivna) faza razvoja toksoplazme u tijelu međudomaćina

U stanicama različitih tkiva međudomaćina, uključujući i čovjeka, nespolno razmnožavanje događa se endodiogenijom, tj. stvaranjem dviju stanica kćeri unutar matične stanice. Godine 1969.-1970. otkrivena je metoda višestrukog unutarnjeg pupanja, za koju je predložen termin endopoligenija. Ove dvije metode nespolnog razmnožavanja, uz shizogoniju, otkrivene su i u crijevima glavnog domaćina parazita - mačke.

Tkivna faza razvoja toksoplazme započinje kada u crijeva životinja i ljudi (međudomaćini) uđu ili spolni stadiji parazita - oociste sa sporozoonima, ili nespolni stadiji (endozoiti i cistozoiti) s tkivima invadiranih životinja. U tankom crijevu, pod utjecajem proteolitičkih enzima, sporozoiti oslobođeni iz oocista, ili cistozoiti ili endozoiti iz cista prodiru u epitelne stanice crijevne sluznice, gdje započinje nespolno razmnožavanje - endodiogenija i endopoligenija.

Endozoiti nastaju kao rezultat razmnožavanja. U roku od 2-10 sati od trenutka unošenja sporozoita (endozoita) u stanicu, iz uništene stanice domaćina izlazi 12-24-32 kćerinskih endozoita. Novonastali endozoiti aktivno prodiru u susjedne stanice. Lokalna nekrotična žarišta formiraju se u tankom crijevu domaćina, odakle endozoiti mogu ući u krvne i limfne žile, a zatim u različita tkiva. Širenje endozoita po tijelu međudomaćina također je olakšano fagocitozom parazita stanicama retikuloendotelnog sustava. U ovoj fazi, brzo nespolno razmnožavanje endodiogenezom se ciklički ponavlja. Endozoiti se nalaze izvan stanice tijekom razdoblja nakon napuštanja uništene stanice i prije prodiranja u novu stanicu. Razmnožavaju se samo u živim stanicama, gdje njihovo nakupljanje nalikuje cisti. Ali te nakupine endozoita lokalizirane su izravno u citoplazmi ili u citoplazmatskoj vakuoli. Nježnu membranu oko takvih nakupina parazita formira stanica domaćina u akutnoj fazi toksoplazme. Ove nakupine nemaju vlastitu membranu, pa su u stvarnosti pseudociste. Ako su endozoiti lokalizirani u citoplazmatskim vakuolama, tada se takve vakuole nazivaju parazitofornim.

Postupno se oko nakupina endozoita formira parazitska membrana, a toksoplazma prelazi u novi stadij - pravu tkivnu cistu. Sami paraziti sudjeluju u stvaranju složene cistične membrane, a to se događa kod kronične toksoplazmoze. Takve membrane su nepropusne za antitijela i osiguravaju održivost parazita dugi niz godina, a ponekad i doživotno. U pravilu se ciste nalaze unutar stanice, iako je dokazana i izvanstanična lokalizacija. Promjer cista je od 50-70 do 100-200 µm. Stvaranjem ciste, endozoiti u njoj prelaze u novi stadij - cistozoite. Zrela cista može sadržavati nekoliko tisuća cistozoita.

Biološka svrha tkivnih cista je vrlo velika. Prije svega, ciste osiguravaju preživljavanje parazita u imunološkom organizmu i time povećavaju šanse za infekciju toksoplazmozom i konačnih i novih jedinki međudomaćina. Formiranje stadija ciste važna je faza u životnom ciklusu toksoplazme, budući da je stadij ciste - cistozoiti - mnogo otporniji na vanjske čimbenike. Dakle, ako progutani endozoiti uginu pod djelovanjem želučanog soka nakon jedne ili dvije minute, tada cistozoiti ostaju održivi u tom okruženju 2-3 sata, iako se membrana ciste uništava gotovo trenutno pod djelovanjem pepsina. Eksperimentalno je dokazano da se iz cistozoita u crijevu mačke s većom postojanošću i brže, tj. prije, završava crijevna faza razvoja toksoplazme u tijelu konačnog domaćina.

Dakle, iz opisa životnog ciklusa toksoplazme proizlazi da su međudomaćini (divlje i domaće životinje, kao i ljudi) nositelji vegetativnih (tkivnih) stadija parazita, a to su endozoiti u cistama. Upravo s njima se liječnici, veterinari i parazitolozi moraju nositi pri dijagnosticiranju toksoplazmoze.

Ultrastruktura endozoita i cistozoita identična je onoj kokcidijskih merozoita. S gledišta parazitologa-epidemiologa i kliničara, vrlo je važno znati niz značajki biologije toksoplazme. Prije svega, toksolazma je parazit mačaka, u čijem je organizmu sposobna završiti i crijevnu i ekstraintestinalnu (tkivnu) fazu razvoja bez sudjelovanja drugih domaćina. Dakle, mačke mogu istovremeno obavljati funkcije međudomaćina i konačnih domaćina te osigurati fazni razvoj toksoplazme od oociste do oociste. Ali toksoplazma nije monoksenozni parazit: međudomaćini sudjeluju u njenom životnom ciklusu, iako je njihovo sudjelovanje opcionalno; stoga toksoplazmu karakterizira fakultativna heterogenost. Štoviše, endozoiti i cistozoiti - stadiji od međudomaćina - mogu zaraziti ne samo konačne domaćine, već i nove međudomaćine (mesojedi i ljudi). Ovdje se odvija svojevrsni tranzit ili prijenos bez sudjelovanja konačnog domaćina i bez oslobađanja toksoplazme u vanjsko okruženje.

Kod mnogih životinja (miševa, štakora, zamoraca, hrčaka, zečeva, pasa, ovaca, svinja) i kod ljudi zabilježen je transplacentalni prijenos toksoplazme u endozoitnoj fazi, što uzrokuje kongenitalnu toksoplazmozu.

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