Токсоплазмоза - узроци и патогенеза

Узроци токсоплазмозе

Узрочник токсоплазмозе је Токопласма гондии (потцарство Протозоа, тип Апицомплека, ред Цоццидиа, подред Еимериина, фамилија Еимериидае).

У телу људи и животиња, T. gondii пролази кроз неколико фаза развоја: трофозоит (ендозоит, тахизоит), цисте (цистозоит, брадизоит) и ооцисте. Трофозоити су величине 4-7x2-4 µm и обликом подсећају на полумесец. Цисте су прекривене густом мембраном, величине до 100 µm. Ооцисте су овалног облика, пречника 10-12 µm.

Према подацима генотипизације, разликују се три групе сојева токсоплазме. Представници прве групе изазивају конгениталну токсоплазмозу код животиња. Сојеви друге и треће групе токсоплазме се детектују код људи, а представници последње групе се чешће налазе код пацијената са ХИВ инфекцијом. Утврђена је антигенска структура различитих фаза развоја токсоплазме и утврђено је да трофозоити и цисте имају и заједничке и специфичне антигене за сваки од њих.

Т. гондии је облигатни интрацелуларни паразит који продире у ћелије цревног епитела и размножава се у њима ендодиогенијом. Затим, трофозоити (тахизоити) крвљу и лимфним током улазе у друге органе и ткива (лимфне чворове, јетру, плућа итд.), где активно продиру у ћелије. У погођеним ћелијама појављују се кластери ендозоита једне генерације, окружени мембраном паразитофорне вакуоле (тзв. псеудоцисте). Као резултат имуног одговора домаћина, паразити нестају из крви, а у зараженим циљним ћелијама се формирају цисте прекривене густом мембраном. У хроничним случајевима болести, Т. гондии у облику интрацелуларних циста остају одрживи неодређено време. Цисте су локализоване углавном у мозгу, срчаним и скелетним мишићима, материци и очима.

Главни домаћини T. gondii су представници породице Felidae (мачке) и могу истовремено бити међудомаћини, јер се у њиховим телима токсоплазме могу кретати из црева у ћелије различитих органа. Путем мерогоније, паразит се размножава у епителним ћелијама црева; као резултат тога, формирају се мерозоити. Неки од њих дају почетак мушким и женским репродуктивним ћелијама - гамонтима. Након напуштања ентероцита, мушки гамонти се више пута деле, формирајући микрогамете („сперматозоиде“); макрогамети („јаја“) се формирају од женских гамонта. Након оплодње, формира се незрела ооциста, која се излучује у животну средину фецесом. Под повољним условима, сазревање ооциста (спорогонија) траје од 2 дана до 3 недеље. Зреле цисте су отпорне на неповољне факторе околине и могу остати одрживе до годину дана или дуже.

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

Патогенеза токсоплазмозе

Са места уношења (најчешће - шупљи органи варења) токсоплазме лимфним током улазе у регионалне лимфне чворове, где се размножавају и изазивају развој лимфаденитиса. Затим паразити у великим количинама улазе у крв и разносе се по целом телу, услед чега настају лезије у нервном систему, јетри, слезини, лимфним чворовима, скелетним мишићима, миокарду, очима. Због размножавања трофозоита, инфициране ћелије се уништавају. Специфични грануломи се формирају око жаришта некрозе и акумулације токсоплазме. Уз нормалан имуни одговор организма, трофозоити нестају из ткива и почиње процес формирања циста (инфламаторна реакција око њих је слаба). Токсоплазмоза прелази из акутне фазе у хроничну, а још чешће - у хронично носаштво са очувањем циста у ткивима органа. У неповољним условима за организам (акутне болести и стресне ситуације које имају имуносупресивни ефекат), мембране циста се уништавају; ослобођени паразити, размножавајући се, утичу на нетакнуте ћелије и улазе у крвоток, што се клинички манифестује погоршањем хроничне токсоплазмозе. У скелетним мишићима, миокарду, плућима и другим органима налазе се инфламаторни инфилтрати и некроза. У мозгу се појављују инфламаторни жаришта са накнадном некрозом, што понекад доводи до формирања петрификација. Продуктивна некротична упала се јавља у мрежњачи и хороидеји. Токсоплазмоза стиче малигни ток на позадини детаљне слике АИДС-а, док се развија генерализовани облик болести, у неким случајевима узрокујући смрт пацијената.

Као одговор на антигене токсоплазме, производе се специфична антитела и развија се имунолошка реакција слична ДТХ.

Код конгениталне токсоплазмозе, као резултат паразитемије, патоген се уноси у плаценту, формирајући примарни фокус, а одатле крвотоком улази у фетус. Фетус се инфицира без обзира на присуство клиничких манифестација код труднице, али исход зависи од фазе трудноће у којој је дошло до инфекције. Инфекција у раним фазама ембриогенезе завршава се спонтаним побачајем, мртворођеношћу, изазива тешке, често неспојиве са животом, развојне поремећаје (аненцефалија, анофталмија итд.) или доводи до развоја генерализоване токсоплазмозе. Код инфекције у трећем тромесечју трудноће преовлађују асимптоматски облици тока, чији се касни клинички знаци јављају месецима и годинама касније.

Животни циклус токсоплазме

Узрочник токсоплазмозе је облигатни интрацелуларни паразит; могућност интрануклеарног паразитизма токсоплазме је доказана. Узрочника су 1908. године независно један од другог открили Французи Никол и Мансо у Тунису код гонди глодара и Италијан Сплендор у Бразилу код зечева. Генеричка ознака токсоплазме одражава облик полумесеца бесполног стадијума паразита („таксон“ - лук, „плазма“ - облик), ознака врсте - назив глодара (гонди).

Са опште биолошке тачке гледишта, T. gondii карактеришу особине које му омогућавају да се сматра паразитом са веома дубоким адаптацијама. Налази се на свим континентима и на свим географским ширинама, може паразитирати и размножавати се код стотина врста сисара и птица и способан је да утиче на широк спектар ткива и ћелија својих домаћина.

Хачисон је 1965. године експериментално први пут показао да мачке учествују у преношењу T. gondii. 1970. године научници из Енглеске, Данске и САД су готово истовремено и независно открили ооцисте у фецесу мачака заражених токсоплазмозом, веома сличне онима код кокцидија. Ово је доказало да токсоплазма припада кокцидијама, и убрзо је животни циклус паразита потпуно дешифрован, састављен од две фазе: цревне и екстраинтестиналне, или неткивне.

Цревна фаза животног циклуса токсоплазме подразумева развој у ћелијама цревне слузокоже коначног домаћина, а то су домаћа мачка и друге мачке (дивља мачка, рис, бенгалски тигар, оцелот, снежни леопард, јагуарунди, еир).

Комплетан развојни циклус (од ооцисте до ооцисте) T. gondii може се спровести само у телу представника породице мачака. Животни циклус токсоплазме обухвата 4 главне фазе развоја: шизогонију, ендодиогенију (унутрашње пупљење), гаметогонију, спорогонију. Ове фазе се јављају у различитим еколошким срединама: шизогонија, гаметогонија и почетак спорогоније се јављају само у цревима представника породице мачака (коначних домаћина токсоплазме), спорогонија се завршава у спољашњој средини, а ендодиогенија се јавља у ћелијама ткива међудомаћина (укључујући и људе) и у ћелијама главног домаћина - мачака.

Пре него што пређемо на детаљно испитивање животног циклуса токсоплазме, потребно је дотаћи се питања терминологије стадијума паразита. С обзиром на то да је развојни циклус токсоплазме дешифрован тек 1970. године, а многи детаљи су још увек нејасни, питања терминологије токсоплазме су у процесу разјашњавања, а различити аутори нуде своје термине за исте стадијуме паразита.

Дакле, за означавање ткива (екстраинтестиналне фазе развоја токсоплазмозе, асексуалног стадијума - ендодиогеније) у случају акутне инвазије користе се следећи термини: „пролиферативни облик“, „ендодизоит“, „ендозоит“, „трофозоит“, „тахиозоит“, а стадијум карактеристичан за хронични ток инвазије означава се терминима - „цистични облик“, „зоит“, „цистозоит“ и „брадизоит“. На садашњем нивоу знања о животном циклусу токсоплазме, према већини домаћих студија, најприхватљивији термини су: ендозоит - асексуални ткивни стадијум токсоплазме, обично се брзо размножава, локализован у токсоплазми или у ћелијским вакуолама, карактеристичан за акутну инфекцију; почетак цистозоита - ткивни облици локализовани унутар цисте и карактеристични за хронични ток инфекције.

Све остале термине који се користе за означавање ткивних фаза животног циклуса токсоплазме треба сматрати синонимима за „ендозоит“ и „цистозоит“.

Терминологија фаза развоја токсоплазме у цревном епителу главног домаћина слична је оној код типичних кокцидија.

Интестинална фаза развоја токсоплазме

Цревна фаза развоја токсоплазме у телу коначног домаћина. Цревна фаза развоја почиње инфекцијом (орално) мачака - главних домаћина паразита како ооцистама са спорозоитима, тако и вегетативним облицима - ендозоитима и цистозоитима, прогутаним са ткивима међудомаћина. Цистозоити улазе у црево у ткивним цистама, чију мембрану брзо уништавају протеолитички ензими. Ендозоити и цистозоити ослобођени мембране продиру у ћелије цревне слузокоже и интензивно се размножавају бесполним размножавањем (ендодиогенија и шизогонија).

После отприлике 2 дана, као резултат поновљених циклуса бесполног размножавања (шизогоније), формира се посебна врста шизонта - мерозоити, који дају почетак следећој фази развоја паразита - гаметогонији.

Када зреле ооцисте токсоплазме ослобођене својих мембрана уђу у црево мачке, спорозоити продиру у ћелије цревног цилијарног епитела и такође почињу да се размножавају шизогонијом. Као резултат бесполног размножавања, из једног шизонта се формира 4 до 30 мерозоита. Субмикроскопске студије су показале да је шизонт окружен пеликулом, која се састоји од унутрашње и спољашње мембране. Налазе се једна или више митохондрија, рибозом, једро, добро развијен ендоплазматски ретикулум и коноид на предњем крају. Субпеликуларне тубуле су одсутне.

За разлику од кокцидија, током токсоплазмене шизогоније, мерозоити се формирају близу једра, а не на периферији шизонта. У цревима мачака, токсоплазма пролази кроз неколико узастопних шизогонија, након чега мерозоити доводе до сексуалног стадијума развоја паразита (гаметогоније). Гаметоцити (незреле полне ћелије) се налазе отприлике 3-15 дана након инфекције широм танког црева, али најчешће у илеуму мачке. Гаметогонија почиње формирањем микрогаметоцита, што се дешава у доњем делу танког црева и у дебелом цреву главног домаћина. Развој микрогаметоцита прати низ узастопних деоба јајне ћелије. Дуж периферије макрогаметоцита, 12-32 микрогамета се формирају ексвагинацијом његове мембране. Имају облик снажно издуженог полумесеца са оштрим крајевима и, заједно са флагелама, достижу дужину од 3 µм, а такође имају и 2 флагеле (трећа је рудиментарна), помоћу којих се крећу у лумену црева и прелазе у макрогамет.

Развој макрогаметоцита се одвија без деобе једра. У овом случају, гаметоцит се повећава у величини (од 5-7 до 10-12 µм у дужину), велико једро са нуклеолусом постаје компактно, велика количина гликогена се акумулира у цитоплазми, налазе се многи рибозоми, митохондрије и ендоплазматски ретикулум.

Оплодња, односно спајање макро- и микрогамета, одвија се у епителној ћелији, што резултира формирањем зигота, који формира густу мембрану и претвара се у оокинету, а затим у ооцисту. Облик ооциста је округло-овални са пречником од 9-11 до 10-14 μм. Неко време ооцисте остају у епителним ћелијама, али затим падају у лумен црева, а токсоплазма улази у следећу фазу развоја - спорогонију, која се наставља у фецесу и у спољашњој средини. Зреле ооцисте имају густу безбојну двослојну мембрану, због чега су отпорне на дејство различитих фактора околине, укључујући и низ хемијских агенаса. Уз довољну влажност, температуру и приступ кисеонику, након неколико дана, унутар ооцисте се формирају две спороцисте са по четири спорозоита у облику банане у свакој. Спороцисте, заузврат, имају густу двослојну мембрану. Њихове величине су у просеку од 6-7 x 4-5 до 8 x 6 µм. Спорозоити су по структури слични ендозоитима и цистозоитима - ткивним стадијумима токсоплазме. Зреле ооцисте са спорозоитима су инвазивни стадијуми паразита и за коначног домаћина (мачке) и за међудомаћине, укључујући људе. У влажним условима, спорозоити у ооцистама остају инвазивни до 2 године.

Екстраинтестинална (ткивна) фаза развоја токсоплазме у телу међудомаћина

У ћелијама различитих ткива међудомаћина, укључујући и човека, бесполно размножавање се одвија ендодиогенијом, односно формирањем две ћелије-кћери унутар матичне ћелије. Године 1969-1970. откривен је метод вишеструког унутрашњег пупљења, за који је предложен термин ендополигенија. Ова два метода бесполног размножавања, заједно са шизогонијом, откривена су и у цревима главног домаћина паразита - мачке.

Ткивна фаза развоја токсоплазме почиње када или полни стадијуми паразита - ооцисте са спорозоонима, или бесполни стадијуми (ендозоити и цистозоити) са ткивима инвадираних животиња уђу у црева животиња и људи (међудомаћини). У танком цреву, под утицајем протеолитичких ензима, спорозоити ослобођени из ооциста, или цистозоити или ендозоити из циста продиру у епителне ћелије цревне слузокоже, где почиње бесполно размножавање - ендодиогенија и ендополигенија.

Ендозоити се јављају као резултат размножавања. У року од 2-10 сати од тренутка уношења спорозоита (ендозоита) у ћелију, из уништене ћелије домаћина излази 12-24-32 ћерки ендозоита. Новоформирани ендозоити активно продиру у суседне ћелије. Локална некротична жаришта се формирају у танком цреву домаћина, одакле ендозоити могу ући у крвне и лимфне судове, а затим у различита ткива. Ширење ендозоита по телу међудомаћина је такође олакшано фагоцитозом паразита од стране ћелија ретикулоендотелног система. У овој фази, брзо бесполно размножавање ендодиогенијом се циклично понавља. Ендозоити се налазе ван ћелије током периода након напуштања уништене ћелије и пре продирања у нову ћелију. Размножавају се само у живим ћелијама, где њихова акумулација подсећа на цисту. Али ови кластери ендозоита су локализовани директно у цитоплазми или у цитоплазматској вакуоли. Нежну мембрану око таквих кластера паразита формира ћелија домаћина у акутној фази токсоплазме. Ови кластери немају сопствену мембрану, па су у стварности псеудоцисте. Ако су ендозоити локализовани у цитоплазматским вакуолама, онда се такве вакуоле називају паразитофорним.

Постепено се око кластера ендозоита формира паразитска мембрана, а токсоплазма прелази у нову фазу - праву ткивну цисту. Сами паразити учествују у формирању сложене мембране цисте, а то се јавља код хроничне токсоплазмозе. Такве мембране су непропусне за антитела и обезбеђују одрживост паразита дуги низ година, а понекад и доживотно. По правилу, цисте се налазе унутар ћелије, мада је доказана и екстрацелуларна локализација. Пречник циста је од 50-70 до 100-200 µм. Са формирањем цисте, ендозоити у њој прелазе у нову фазу - цистозоите. Зрела циста може да садржи неколико хиљада цистозоита.

Биолошка сврха ткивних циста је веома велика. Пре свега, цисте обезбеђују опстанак паразита у имунолошком организму и тиме повећавају шансе за инфекцију токсоплазмозом како коначних, тако и нових јединки међудомаћина. Формирање стадијума цисте је важна фаза у животном циклусу токсоплазме, пошто је стадијум цисте - цистозоити - много отпорнији на спољашње факторе. Дакле, ако прогутани ендозоити угину под дејством желудачног сока након једног или два минута, онда цистозоити остају одрживи у овој средини 2-3 сата, иако се мембрана цисте уништава готово тренутно под дејством пепсина. Експериментално је доказано да се из цистозоита у цреву мачке са већом постојаношћу и брже, односно пре, завршава цревна фаза развоја токсоплазме у телу коначног домаћина.

Дакле, из описа животног циклуса токсоплазме произилази да су међудомаћини (дивље и фармске животиње, као и људи) носиоци вегетативних (ткивних) стадијума паразита, а то су ендозоити у цистама. Управо са њима се лекари, ветеринари и паразитолози морају бавити приликом дијагностиковања токсоплазмозе.

Ултраструктура ендозоита и цистозоита идентична је ултраструктури кокцидија мерозоита. Са становишта паразитолога-епидемиолога и клиничара, веома је важно знати низ карактеристика биологије токсоплазме. Пре свега, токсолазма је паразит мачака, у чијем организму је способна да заврши и цревну и екстраинтестиналну (ткивну) фазу развоја без учешћа других домаћина. Дакле, мачке могу истовремено обављати функције средњег и коначног домаћина и осигурати фазни развој токсоплазме од ооцисте до ооцисте. Али токсоплазма није моноксенски паразит: средњи домаћини учествују у њеном животном циклусу, иако је њихово учешће опционо; стога се токсоплазма карактерише факултативном хетерогеношћу. Штавише, ендозоити и цистозоити - стадијуми од средњих домаћина - могу заразити не само коначне домаћине, већ и нове средње домаћине (месоједе и људе). Овде се одвија својеврсни транзит или трансфер без учешћа коначног домаћина и без ослобађања токсоплазме у спољашњу средину.

Код многих животиња (мишева, пацова, замораца, хрчака, зечева, паса, оваца, свиња) и код људи, примећен је трансплацентални пренос токсоплазме у ендозоитној фази, што узрокује конгениталну токсоплазмозу.

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