Токсоплазмоз: причини і патогенез

Причини токсоплазмозу

Причина токсоплазмозу - токсоплазма (podtsarstvo Protozoa, тип Apicomplecxa, загін кокцидий, podotryad Eimeriina, сім'я Eimeriidae).

В організмі людини і тварин T. Gondii проходить кілька стадій розвитку: трофозоіти (ендозоіт, тахізоіт), цисти (цістозоіт, брадізоіт) і ооцисти. Трофозоіти розміром 4-7x2-4 мкм нагадують за формою півмісяць. Цисти покриті щільною оболонкою, розміром до 100 мкм. Ооцисти овальної форми, діаметром 10-12 мкм.

За даними генотипування розрізняють три групи штамів токсоплазм. Представники першої групи викликають вроджений токсоплазмоз у тварин. У людини виявляють штами другої і третьої груп токсоплазм, причому представників останньої групи частіше виявляють у хворих на ВІЛ-інфекцію. Визначено антигенна структура різних стадій розвитку токсоплазм і встановлено, що трофозоїти і цисти мають як загальні, так і характерні тільки для кожної з них антигени.

Т. Gondii - облігатний внутрішньоклітинний паразит, впроваджуються в епітеліальні клітини кишки і розмножується в них за допомогою ендодіогеніі. Потім трофозоїти (тахізоіти) з потоком крові і лімфи потрапляють в інші органи і тканини (лімфатичні вузли, печінку, легені та ін.). Де активно проникають в клітини. В уражених клітинах виникають скупчення ендозоіти однієї генерації, оточені мембраною паразітофорной вакуолі (так звані псевдоцисти). В результаті відповідної імунної реакції господаря паразити зникають з крові і в інфікованих клітинах-мішенях формуються покриті щільною оболонкою цисти. При хронічному перебігу захворювання Т. Gondii у вигляді розташованих внутрішньоклітинно цист зберігають життєздатність невизначено довго. Цисти локалізуються переважно в головному мозку, серцевої і скелетних м'язах, матці, очах.

Основні господарі Т. Gondii - представники сімейства Felidae (котячі) одночасно можуть бути і проміжними господарями, оскільки в їх організмі токсоплазми здатні переміщатися з кишки в клітини різних органів. За допомогою мерогоніі паразит розмножується в епітеліальних клітинах кишки; в результаті утворюються мерозоїти. Частина з них дає початок чоловічим і жіночим статевим клітинам - гамонти. Після виходу з ентероцитів чоловічі гамонти багаторазово діляться, утворюючи мікрогамети ( «сперматозоїди»); з жіночих гамонти формуються макрогамети ( «яйцеклітини»). Після запліднення формується незріла ооциста, яка з фекальними масами виводиться в навколишнє середовище. При сприятливих умовах дозрівання ооцист (спорогония) триває від 2 діб до 3 тижнів. Зрілі цисти стійкі до дії несприятливих факторів зовнішнього середовища і можуть зберігати життєздатність до року і довше.

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

Патогенез токсоплазмозу

З місця впровадження (найчастіше - порожнисті органи травлення) токсоплазми з струмом лімфи потрапляють в регіонарні лімфатичні вузли, де вони розмножуються і викликають розвиток лімфаденіту. Потім паразити у великій кількості надходять в кров і розносяться по всьому організм}, внаслідок чого виникають вогнища ураження в нервовій системі, печінки, селезінці, лімфатичних вузлах, скелетних м'язах, міокарді, очах. Внаслідок розмноження трофозоітов руйнуються заражені клітини. Навколо вогнищ некрозу і скупчення токсоплазм формуються специфічні гранульоми. При нормальному імунній відповіді організму трофозоїти зникають з тканин і починається процес формування цист (запальна реакція навколо них слабка). Токсоплазмоз переходить з гострої фази в хронічну, а ще частіше - в хронічне носійство зі збереженням цист в тканинах органів. У несприятливих для організму умовах (гострі захворювання і стресові ситуації, які надають імуносупресивну вплив) оболонки цист руйнуються; вивільнені паразити, розмножуючись, вражають інтактні клітини і надходять в кровотік, що клінічно проявляється загостренням хронічного токсоплазмозу. Запальні інфільтрати і некрози виявляють в скелетних м'язах, міокарді, легенях і інших органах. У головному мозку з'являються запальні вогнища з наступним некрозом, що іноді призводить до утворення петрификатов. У сітківці і судинній оболонці ока виникає продуктивно-некротичні запалення. Злоякісний перебіг токсоплазмоз набуває на тлі розгорнутої картини СНІДу, при цьому розвивається генералізована форма захворювання, в ряді випадків є причиною загибелі хворих.

У відповідь на антигени токсоплазм виробляються специфічні антитіла і розвивається імунна реакція по типу ГЗТ.

При природженому токсоплазмозі в результаті паразитемии збудник заноситься в плаценту, формуючи первинний осередок, а з нього з током крові потрапляє в плід. Він заражається незалежно від наявності клінічних проявів у вагітної, але результат залежить від того, в якому терміні вагітності відбулося інфікування. Зараження на ранніх термінах ембріогенезу закінчується спонтанним викиднем, мертвонародження, викликає важкі, часто несумісні з життям порушення розвитку (аненцефалії, анофтальмії і ін.) Або призводить до розвитку генералізованого токсоплазмозу. При зараженні в III триместрі вагітності переважають асимптоматичні форми перебігу, пізні клінічні ознаки яких виявляються через місяці і роки.

Життєвий цикл токсоплазми

Збудник токсоплазмозу - облігатний внутрішньоклітинний паразит, доведена можливість внутрішньоядерної паразитизму токсоплазми. Збудник виявлений в 1908 р незалежно один від одного французами Николем і Мансо в Тунісі у гризунів гонді і італійцем сплендор в Бразилії у кроликів. Родове позначення токсоплазми відображає полулунную форму безстатевої стадії паразита ( «таксон» - дуга, «плазма» - форма), видове - назва гризунів (гонді).

З общебиологической точки зору Т. Gondii характеризується ознаками, що дозволяє розглядати його як паразита з дуже глибокими пристосуваннями. Він виявлений на всіх континентах і на всіх географічних широтах, може паразитувати і розмножуватися в сотнях видів ссавців і птахів, здатний вражати найрізноманітніші тканини і клітини своїх господарів.

У 1965 р Хатчінсон вперше експериментально довів, що в передачі Т. Gondii беруть участь кішки. У 1970 р вчені Англії, Данії та США майже одночасно і незалежно одна від одної виявили у фекаліях токсоплазмозних кішок ооцисти, дуже подібні до таких у кокцидий. Тим самим була доведена приналежність токсоплазми до кокцид, і незабаром був повністю розшифрований життєвий цикл паразита, що складається з двох фаз: кишкової та внекишечной, або нетканевой.

Кишкова фаза життєвого циклу токсоплазми включає в себе розвиток в клітинах слизової кишечника остаточного господаря, якими є домашня кішка та інші представники котячих (дика кішка, рись, бенгальський тигр, оцелот, сніжний барс, ягуарунді, ейр).

Повний цикл розвитку (від ооцисти до ооцисти) Т. Gondii може здійснюватися тільки в організмі представників сімейства котячих. Життєвий цикл токсоплазми включає в себе 4 основні етапи розвитку: шизогонію, ендодіогенію (внутрішнє брунькування), гаметогонію, спорогонія. Ці етапи проходять в різній екологічному середовищі: шизогония, гаметогонія і початок спорогоніі протікають тільки в кишечнику представників сімейства котячих (остаточні господарі токсоплазми), спорогония завершується у зовнішньому середовищі, в ендодіогенія здійснюється в клітинах тканин проміжного господаря (в тому числі і людини) і в клітинах основного господаря - котячих.

Перш ніж перейти до детального розгляду життєвого циклу токсоплазми, необхідно торкнутися питання термінології стадій паразита. З огляду на те що цикл розвитку токсоплазми розшифрований лише в 1970 р, а багато деталей не ясні до сих пір, питання термінології токсоплазми знаходяться в стадії уточнення, і різні автори пропонують свої терміни для одних і тих же стадій паразита.

Так, для позначення тканинної (внекишечной фази розвитку токсоплазмозу, безстатевої стадії - ендодіогеніі) в разі гострої інвазії вживають терміни: «пролиферативная форма», «ендодіозоіт», «ендозоіт», «трофозоіт», «тахіозоіт», а стадію, характерну для хронічного течії інвазії, позначають термінами - «цистного форма», «зоіт», «цістозоіт» і «брадізоіт». На даному рівні знань про життєвий цикл токсоплазми, на думку більшості вітчизняних досліджень, найбільш прийнятні терміни: ендозоіт - безстатева тканинна стадія токсоплазми, зазвичай швидко розмножується, локалізується в токсоплазми або в вакуолях клітини, характерна для гострої інфекції; початок цістозоіта - тканинні форми, що локалізуються всередині цисти і характерні для хронічного перебігу інфекції.

Всі інші терміни для позначення тканинних стадій життєвого циклу токсоплазми слід вважати синонімами «ендозоіти» і «цістозоіта».

Термінологія стадій розвитку токсоплазми в епітелії кишечника основного господаря аналогічна такій у типових кокцидий.

Кишкова фаза розвитку токсоплазми

Кишкова фаза розвитку токсоплазми в організмі остаточного господаря. Кишкова стадія розвитку починається при зараженні (перорально) котячих - основних господарів паразита як ооцистами зі спорозоитами, так і вегетативними формами - ендозоіти і цістозоітамі, заглоченного з тканинами проміжних господарів. Цістозоіти потрапляють в кишечник в тканинних цистах, оболонка яких під дією протеолітичних ферментів швидко руйнується. Ендозоіти і звільнилися від оболонки цістозоіти проникають в клітини слизової кишечника і шляхом безстатевого розмноження (ендодіогеніі і шізогоніі) інтенсивно розмножуються.

Приблизно через 2 доби в результаті багаторазово повторюваних циклів безстатевого розмноження (шизогонії) утворюється особливий тип шизонтів - мерозоїти, які дають початок наступної стадії розвитку паразита - гаметогоніі.

При попаданні в кишечник кішки зрілих ооцист токсоплазми, що звільнилися від оболонок, спорозоїти проникають в клітини війкового епітелію кишечника і також починають розмножуватися шляхом шизогонії. В результаті безстатевого розмноження з одного шизонта утворюється від 4 до 30 мерозоїтів. Субмікроскопічні дослідження показали, що шизонт оточений пеллікулой, яка складається з внутрішньої і зовнішньої мембран. Виявлено одна або кілька мітохондрій рибосоми, ядро, добре розвинений ендоплазматичнийретикулум і коноїд на передньому кінці. Подпеллікулярние трубочки відсутні.

На відміну від кокцидий, при шізогоніі токсоплазм мерозоїти утворюються біля ядра, а не на периферії шизонта. У кишечнику котячих токсоплазми проходять кілька послідовних шізогоніі, після чого мерозоїти дають початок статевого стадії розвитку паразита (гаметогоніі). Гаметоцити (незрілі статеві клітини) виявляються приблизно через 3-15 днів після зараження на всьому протязі тонкого кишечника, але частіше в клубової кишці кішки. Починається гаметогонія шляхом утворенням мікрогаметоцітов, яка відбувається в нижньому відділі тонкого кишечника і в товстій кишці основного господаря. Розвиток мікрогаметоцітов супроводжується низкою послідовних поділів яйця. По периферії макрогаметоціта шляхом ексвагінаціі його оболонки утворюється 12-32 мікрогамети. Вони мають форму сильно витягнутого з гострими кінцями півмісяця і разом з джгутиками досягають 3 мкм в довжину, а також мають 2 джгута (третій рудиментарний), за допомогою яких рухаються в просвіті кишечника і переміщаються до макрогамета.

Розвиток макрогаметоціта відбувається без поділу ядра. При цьому гаметоціт збільшується в розмірі (від 5-7 до 10-12 мкм в довжину), велике ядро з ядерцем стає компактним, в цитоплазмі накопичується велика кількість глікогену, виявляються багато рибосом, мітохондрій і ендоплазматичнийретикулум.

Запліднення, тобто злиття макро- і мікрогамет, відбувається в клітці епітелію, в результаті чого утворюється зигота, яка формує щільну оболонку і перетворюється в оокінету, а потім в ооцисту. Форма ооцист круглоовальная з діаметром від 9-11 до 10-14 мкм. Деякий час ооцисти залишаються в клітинах епітелію, але потім випадають в просвіт кишечника, і токсоплазма вступає в наступний етап розвитку - спорогонія, яка триває в фекаліях і в зовнішньому середовищі. Зрілі ооцисти мають щільну безбарвну двошарову оболонку, завдяки якій вони стійкі до впливу різних чинників навколишнього середовища, в тому числі ряду хімічних агентів. При достатніх вологості, температури і доступі кисню через кілька днів всередині ооцисти формуються дві спороцисти з чотирма банановіднимі спорозоитами в кожній. Спороцисти, в свою чергу, мають щільну двошарову оболонку. Розміри їх в середньому від 6-7 х 4-5 до 8 х 6 мкм. Спорозоїти за будовою подібні з ендозоіти і цістозоітамі - тканинними стадіями токсоплазми. Зрілі ооцисти зі спорозоитами є інвазивними стадіями паразита як для остаточного господаря (котячі), так і для проміжних господарів, в тому числі і для людини. В умовах вологого середовища спорозоїти в ооцистами зберігаються інвазійних до 2-х років.

Позакишкові (тканинна) фаза розвитку токсоплазми в організмі проміжних господарів

У клітинах різних тканин проміжних господарів, у тому числі і людини, відбувається безстатеве розмноження шляхом ендодіогеніі, тобто утворення двох дочірніх клітин всередині материнської. У 1969-1970 рр. Виявлено спосіб множинного внутрішнього брунькування, якому запропонований термін ендополігенія. Ці два способи безстатевого розмноження, поряд з шізогоніей, були виявлені також в кишечнику основного господаря паразита - кішки.

Тканинна фаза розвитку токсоплазми починається при попаданні в кишечник тварин і людини (проміжних господарів) або статевих стадій розвитку паразита - ооцист з спорозонтамі, або безстатевих стадій (ендозоіти і цістозоітов) з тканинами інвазованих тварин. У тонкому відділі кишечника під впливом протеолітичних ферментів вивільнені з ооцист спорозоїти, або з цист цістозоіти або ендозоіти проникають в епітеліальні клітини слизової кишечника, де починається безстатеве розмноження - ендодіогенія і ендополігенія.

В результаті розмноження з'являються ендозоіти. Через 2-10 годин з моменту впровадження в клітку спорозоїта (ендозоіти) зі зруйнованої клітини господаря виходить 12-24-32 дочірніх ендозоіти. Новоутворені ендозоіти активно впроваджуються в сусідні клітини. У тонкій кишці господаря утворюються місцеві некротичні вогнища, звідки ендозоіти можуть потрапити в кровоносні і лімфатичні судини і далі - в різні тканини. Дисемінації ендозоіти по організму проміжного хазяїна сприяє також фагоцитоз паразита клітинами ретикулоендотеліальної системи. На цій стадії швидке безстатеве розмноження шляхом ендодіогеніі циклічно повторюється. Поза клітини ендозоіти знаходяться в період часу після виходу зі зруйнованої клітини і до проникнення в нову клітку. Розмножуються вони тільки в живих клітинах, де їх скупчення нагадує цисту. Але ці скупчення ендозоіти локалізуються безпосередньо в цитоплазмі або в цитоплазматичної вакуолі. Ніжна оболонка навколо таких скупчень паразитів утворюється кліткою господаря в умовах гострої стадії токсоплазми. Власної оболонки ці скупчення не мають, тому в дійсності - це псевдоцисти. Якщо ендозоіти локалізуються в цитоплазматичних вакуолях, то такі вакуолі називають паразітофорнимі.

Поступово навколо скупчень ендозоіти утворюється паразитная оболонка, і токсоплазма переходить в нову стадію - справжню тканинну цисту. В утворенні складної оболонки цисти беруть участь самі паразити, і відбувається це при хронічному токсоплазмозі. Такі оболонки непроникні для антитіл і забезпечують життєздатність паразита протягом багатьох років, а іноді і довічно. Як правило, цисти знаходяться всередині клітини, хоча доведена і позаклітинна локалізація. Діаметр цист від 50-70 до 100-200 мкм. З формуванням цисти ендозоіти в ній перетворюються в нову стадію - цістозоіти. У зрілої цист може бути кілька тисяч цістозоітов.

Біологічне призначення тканинних цист дуже велике. Перш за все цисти забезпечують виживання паразита в імунній організмі і тим самим підвищують шанси зараження токсоплазмозом як остаточного, так і нових особин проміжних господарів. Утворення цистної стадії є важливим етапом в життєвому циклі токсоплазми, так як стадія цисти - цістозоіти - значно стійкіше до зовнішніх чинників. Так, якщо заглоченние ендозоіти під дією шлункового соку гинуть вже через одну-дві хвилини, то цістозоіти зберігають життєздатність в даному середовищі протягом 2-3 годин, хоча цистного оболонка під дією пепсину руйнується практично миттєво. Експериментально доведено, що з цістозоітов в кишечнику кішки з великою постійністю і швидше, тобто скоріше, завершується кишкова фаза розвитку токсоплазми в організмі остаточного господаря.

Таким чином, з опису життєвого циклу токсоплазми слід, що проміжні господарі (дикі і сільськогосподарські тварини, а також людина) є носіями вегетативних (тканинних) стадій паразита, якими є ендозоіти в цистах. Саме з ними при діагностиці токсоплазмозу доводиться мати справу лікарям, ветеринарам та паразитології.

Ультраструктура ендозоіти і цістозоітов ідентична такій мерозоитов кокцидий. З точки зору паразитолога-епідеміолога і клініциста, дуже важливо знати цілий ряд особливостей біології токсоплазми. Первинно токсоллазма - це паразит котячих, в організмі яких вона здатна без участі інших господарів завершити як кишкову, так і позакишковій (тканинну) фази розвитку. Тим самим котячі можуть одночасно виконувати функції проміжного і остаточного господарів і забезпечити фазовий розвиток токсоплазми від ооцисти до ооцисти. Але токсоплазма - паразит НЕ моноксенний: в його життєвому циклі беруть участь проміжні господарі, хоча їх участь і необов'язково; тому для токсоплазми характерна факультативна гетерогенність. Причому ендозоіти і цістозоітамі - стадіями з проміжних господарів - можуть заражатися не тільки остаточні господарі, а й нові проміжні господарі (м'ясоїдні тварини і людина). Тут має місце як би пассажірованіе або перевивку без участі остаточного господаря і без виходу токсоплазми в зовнішнє середовище.

У багатьох тварин (миші, щури, морські свинки, хом'яки, кролики, собаки, вівці, свині) і у людини відзначена трансплацентарний передача токсоплазми на стадії ендозоіти, тим самим обумовлюючи вроджений токсоплазмоз.

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