Мікроспоридії

Мікроспоридії – це група найпростіших мікроорганізмів, що належать до класу кнідоспоридій. Це внутрішньоклітинні паразити, які не здатні існувати поза організмом хазяїна. Існує майже 1300 видів, представлених майже 200 родами. Це лише частина справжнього різноманіття мікоспоридій, яке вже описано в науковому світі: багато можливих інфікованих хазяїв не були досліджені на наявність цих паразитів в організмі. Хазяїном може бути практично будь-яка тварина – від найпростіших до людини. Найбільшу кількість та різноманітність мікроспоридій представлені ракоподібними та комахами.

Люди можуть заразитися мікросподієвими (microspodiaceae) шести родів: Encephalitozoon, Pleistophora, Nosema, Vittaforma, Enterocytozoon та Microsporidium. Хоча деякі паразити цієї групи можуть спричиняти безсимптомні або транзиторні кишкові інфекції, механізм зараження мікроспоридіозом недостатньо вивчений.

Мікроспоридії мають кілька унікальних особливостей, що демонструють їхню виняткову адаптивність до внутрішньоклітинного паразитизму. Їхні спори містять набір органел, властивих лише їм – екструзійний апарат. За його допомогою здорова клітина інфікується шляхом проколювання мембрани та вивільнення спор безпосередньо в цитоплазму. Жоден інший вид найпростіших не має подібного механізму поширення своїх спор.

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

Структура мікроспоридій

Геном мікроспоридій є найменшим серед усіх клітин, що містять ядро. У клітинах майже немає інтронів, а мітоз представлений у вигляді замкнутого внутрішньоядерного плевромітозу. Рибосоми мікроспоридій за будовою подібні до рибосом клітин з без'ядерною структурою. Клітина не має кінетосом, лізосом або частинок резервних поживних речовин. Раніше вважалося, що мікроспоридії не мають мітохондрій, але нещодавно в них були виявлені дрібні мітосоми, що служило доказом їхньої мітохондріальної природи.

Спори зазвичай мають тришарову мембрану: екзоспору глікопротеїну, хітинову ендоспору та цитоплазматичну мембрану. Екструзійний апарат складається із задньої вакуолі, якірного диска, поляропаста та полярної трубки. Задня вакуоля має однокамерну або багатокамерну будову. Іноді вакуоля містить постеросому. У момент виходу зародка у здорову клітину вона одразу збільшується, витісняючи спору в полярну трубку.
Поляропласт зазвичай складається з мембран, компактно розташованих у своєрідній «упаковці».

Іноді поляропластів містить везикули та трубчасті структури. Поляропластів бере участь у створенні необхідного тиску для вивертання полярної трубки, забезпечує її мембраною та забезпечує проникнення спороплазми всередину неї. Полярна трубка — це видовжене двомембранне утворення, розташоване по спіралі та відходить від якірного диска. Їхній зовнішній вигляд та розвиток можуть значно відрізнятися у мікроспоридій.

Життєвий цикл мікроспоридій

Спороплазма — це одне ядро, оточене невеликою кількістю цитоплазми, що містить рибосоми. Ядро розташоване у спорі. Як тільки спора проникає у внутрішнє середовище клітини-хазяїна, спороплазма утворює власну захисну цитоплазматичну мембрану, про яку ще мало що відомо.

Потім спороплазма швидко росте. У цей момент клітина має мінімум органел: постеросому, рибосоми, гладкий і шорсткий ендоплазматичний ретикулум.

З настанням фази спорогонії – споронта – клітина набуває ще однієї мембрани. У цій фазі ядра активно діляться, утворюючи плазмодії.

Мікроспоридії можуть відкладати ще одну додаткову оболонку – спорофорний пухирець, зовнішній вигляд і розмір якого значно варіюються у різних видів.

Споробласт – це проміжна стадія розвитку від спорогонального плазмодія до спори. У цей період активно розвиваються всі мембрани та закладаються органели. Потім уражена клітина руйнується, а утворені спори атакують сусідні здорові клітини або виводяться з організму в пошуках нового господаря.

Мікроспоридії характеризуються різноманітністю життєвих циклів. Цей цикл включає лише одного господаря (моноксенічний) з утворенням одного типу спор, він типовий для 80% відомих видів. Але він також може значно відрізнятися серед різних видів: особливості спорогонії, кількість та типи поділів на всіх стадіях. Для решти 20% життєвий цикл може проходити у двох або більше господарів, з утворенням різних за будовою та відведеними функціями типів спор.

Клінічна картина та симптоми мікроспоридіозу

Мікроспоридії дуже поширені. Захворювання, що викликаються мікроспоридіями, а також шляхи зараження, ще недостатньо вивчені. Мікроспоридії, які можуть жити в клітинах людини, вражають також тварин, як диких, так і домашніх, але поки що незрозуміло, чи заражаються люди від тварин. Люди з пригніченим імунітетом можуть бути носіями. Спори мікроспоридій присутні у водоймах, але жоден випадок швидкого поширення хвороби не довів, що винна забруднена вода. Мікроспоридії виділяються з організму хазяїна у зовнішнє середовище з калом, сечею та мокротинням. Передбачається, що люди можуть заразитися один від одного, але точних даних немає. Найімовірніше, кишковий мікроспоридіоз заражається при потраплянні паразита через ротову порожнину. В основному, йдеться про інфекцію, спричинену Enterocytozoon bieneusi, яка вражає шлунково-кишковий тракт.

Мікроспоридіоз дихальної системи спричиняють паразити, які майже ніколи не присутні у фекаліях, тому найімовірнішим шляхом зараження є повітряно-крапельний пил. Очі уражаються через потрапляння паразита безпосередньо в кон'юнктиву. Дослідження показують, що мікроспоридії можуть атакувати макрофаги та фібробласти власної слизової оболонки.

Кишковий мікроспоридіоз є поширеним явищем, але існує багато варіацій захворювання: мікроспоридіоз жовчних проток, очей, пазух носа, дихальних шляхів, м’язових волокон, дисемінований мікроспоридіоз, що вражає нирки, печінку, серце та нервову систему.

Мікроспоридії при інфікуванні часто викликають гостру або хронічну діарею. Ті, хто переніс трансплантацію органів і отримав імунодефіцит, що виник у результаті цього, частіше заражаються мікроспоридіозом. Деякі випадки епілепсії пов'язані з тим, що організм був атакований мікроспоридіями. Описано випадки кератиту та виразок рогівки, що виникли внаслідок ураження Nosema ocularam, Vittaforma corneae та іншими мікроспоридіями, які ще не класифіковані. Мікроспоридії виявлені при запаленні м'язових волокон. Nosema connori є причиною дисемінованого мікроспоридіозу. Від чверті до половини випадків тривалої діареї невідомої етіології у пацієнтів з імунодефіцитом пов'язані з мікроспоридіями.

Зазвичай паразити атакують молодих людей з лімфоцитами менше 100 мкл, мікроспоридіоз також зустрічається у дітей з важким імунодефіцитом. Діти, органи яких уражені мікроспоридіозом, можуть відставати в розвитку, періодично скаржитися на біль у животі та постійну діарею.

Enterocytozoon bieneusi атакує клітини кишечника, викликаючи запалення та пошкоджуючи ворсинки, але майже ніколи не проникає крізь власний слизовий шар. Інфекція обмежується шлунково-кишковим трактом. Encephalitozoon intestinalis, навпаки, часто розвивається поза шлунково-кишковим трактом. Потрапляючи в жовчні протоки, він провокує їх запалення та некалькульозне запалення жовчного міхура. У ВІЛ-інфікованих людей паразити можуть атакувати очі, пазухи носа та легені, і навіть перерости в дисеміновану форму. Кератокон'юнктивіт характеризується почервонінням кон'юнктиви, дискомфортом від впливу світла, проблемами із зором, відчуттям, що в оці є стороннє тіло. Крім того, мікроспоридії можуть провокувати розвиток синуситу з виділенням слизу та гною з носа. Бувають випадки, коли паразит потрапляє в нижні дихальні шляхи; тоді, за відсутності ознак захворювання, може розвинутися пневмонія або бронхіт. У деяких випадках, при імунодефіциті, може розвинутися дисемінований мікроспоридіоз. Які внутрішні органи уражаються, залежить від виду паразита. Енцефалітозоон hellem вражає очі, сечовивідні шляхи, пазухи носа та органи дихання. Енцефалітозоон intestinalis розвивається в шлунково-кишковому тракті та жовчних протоках, бувають випадки, коли він вражає нирки, очі, пазухи носа, легені або бронхи. Енцефалітозоон cuniculi особливо небезпечний: він здатний до поширення та може вражати практично будь-який орган.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Хвороби, спричинені мікроспоридіями

Різні форми інфекцій, спричинених мікроспоридіями, характеризуються специфічними особливостями.

1. Ентероцитозооноз (мікроспоридії виду Enterocytozoon bieneusi). Збудник вражає клітини тонкого кишечника. Макроскопічні дослідження змін слизової оболонки кишечника виявити не можуть. Але під мікроскопом можна побачити порушення форми ентероцитів, пошкодження мікроворсинок, проліферацію крипт та збільшення кількості лімфоцитів.

Патологічні клітини поступово втрачають свої ворсинки та гинуть, а спори вивільняються, щоб заселити нові здорові клітини. Інфекція викликає проблеми з перетравленням їжі, вуглеводи та жири засвоюються гірше. Прогресує діарея, яка триває тижнями та може спричинити зневоднення. Відсутність апетиту викликає втрату ваги.

Найчастіше ентероцитозооноз виникає на тлі СНІДу та розвивається в дисемінованій формі, вражаючи дихальні шляхи та викликаючи лихоманку.
Заразитися можна фекально-оральним шляхом. Профілактика захворювання нічим не відрізняється від профілактики кишкових інфекцій.

2. Енцефалітозоонози (мікроспоридії видів Encephalitozoon cuniculi та Encephalitozoon hellem). E. cunculi атакують макрофаги, кровоносні та лімфатичні судини клітин мозку, печінки, нирок та інших органів. Коли клітини гинуть внаслідок інфекції, спори потрапляють у кров і лімфу. Початок енцефалітозоонозів гострий, з супутнім підвищенням температури та порушенням функції уражених внутрішніх органів. Якщо інфекція вразила головний мозок, пацієнти відзначають сильні головні болі, подразнення мозкових оболонок або навіть менінгеальний синдром. Якщо уражена печінка, спостерігаються ознаки гепатиту, якщо нирки – ознаки нефриту.

Найбільший ризик захворіти у хворих на СНІД. Джерелом енцефалітозоонозів є тварини. Щоб уникнути зараження, необхідно своєчасно проводити дератизацію та дотримуватися правил особистої гігієни.

Енцефалітозооноз хеллеми у людей з імунодефіцитом є винуватцем кератокон'юнктивіту, запалення нирок та розвитку ниркової недостатності. Цей паразит також розвивається в органах дихання, що супроводжується лихоманкою, кашлем, утрудненим диханням, ознаками інтерстиціальної пневмонії. Часто уражаються кілька систем внутрішніх органів одночасно. Інфекція потрапляє від хворої людини через органи дихання, ротову порожнину або кон'юнктиву.

3. Інвазія (мікроспоридії виду Trachipleistophora hominis). Вражає м'язові волокна, супроводжується м'язовою слабкістю, лихоманкою, кератокон'юнктивітом. Люди та мавпи можуть захворіти на інвазію, заразившись контактним шляхом.
4. Септатоз (мікроспоридії виду Septata intestinalis). Мікроспоридії спочатку атакують клітини слизової оболонки кишечника та макрофаги. У вогнищах інфекції розвиваються виразки та некроз. Потім збудник може розвиватися в інших органах. Основною ознакою інфекції є хронічна діарея. Вона може спровокувати запалення жовчного міхура та жовчних проток. Заразитися можна від хворої людини через їжу або воду.
5. Нозематоз (мікроспоридії виду Nosema connori). Це дисемінована інвазія. Основними симптомами є нудота, блювання, сильна діарея та дихальна недостатність. Дослідження покажуть наявність Nosema connori у м’язових тканинах серця, діафрагми, шлунка та тонкого кишечника, а також у стінках кровоносних судин багатьох органів, у нирках, печінці та легенях. Зараження відбувається через їжу.
6. Нозематоз (мікроспоридії виду Nosema ocularum) – рідкісне захворювання. Паразит мешкає в рогівці та провокує розвиток поєднаного запалення рогівки та судинної оболонки очного яблука і навіть виразки рогівки.
7. Зараження (мікроспоридії виду Vittaforma corneum) також вражає очі.
8. Інвазія (мікроспоридії виду Bruchiola vesicularum) вражає м'язи та розвивається у людей з імунодефіцитом.

[ 10 ], [ 11 ]

Як виявити мікроспоридіоз?

Мікроспоридії забарвлюються деякими реагентами, дають позитивну PAS-реакцію, але часто не розпізнаються: їх надзвичайно малий розмір (1-2 мкм) та відсутність ознак запального процесу в сусідніх тканинах ускладнюють це. Мікроспоридіоз найкраще діагностувати за допомогою електронного мікроскопа. Модифіковане триколірне забарвлення та ПЛР забезпечують високоякісну діагностику.

Мікроспоридіоз можна запідозрити, якщо пацієнт скаржиться на хронічну діарею, кон'юнктивіт, проблеми з дихальною системою, нирками та печінкою, якщо причина цих скарг раніше не була виявлена, а аналізи не показали наявність вірусів, бактерій та інших найпростіших.

Для верифікації діагнозу на аналіз береться мазок калу. Якщо є підстави підозрювати дисемінований мікроспоридіоз, на аналіз беруться мазки з рогівки, осад сечі, а також біоптати слизової оболонки сечового міхура та дванадцятипалої кишки. Мазки забарвлюються, і тоді вдається виявити спори збудника, які під дією реактиву набувають червонуватого кольору, тоді як більшість бактерій стають зеленими – кольору фону.

Електронний мікроскоп виявить наявність паразита в тканинах: у клітинах виявляються спори з характерною полярною трубкою.

Лікування

Немає перевіреного методу лікування мікроспоридіозу. Альбендазол нейтралізує E. intestinalis. Фумагілін також показав свою ефективність. Атоваквон та нітазоксанід зменшують тяжкість симптомів, але їхня ефективність у боротьбі з хворобою не вивчалася. У ВІЛ-інфікованих осіб прояви мікроспоридіозу зменшуються завдяки антиретровірусній терапії.

Чи небезпечний мікроспоридіоз? Мікроспоридії часто знаходяться в тканинах організму, не проявляючи жодних ознак і не спричиняючи жодних проблем. Найчастіше лише з прогресуванням імунодефіциту у ВІЛ-інфікованих людей або у реципієнтів трансплантованих органів інфекція стає небезпечною. Але людині з нормальним імунітетом у більшості випадків нема про що турбуватися.