Toxoplasmose - Årsager og patogenese

Årsager til toksoplasmose

Årsagen til toxoplasmose er Toxoplasma gondii (underriget Protozoa, type Apicomplecxa, orden Coccidia, underorden Eimeriina, familie Eimeriidae).

I menneskers og dyrs krop gennemgår T. gondii flere udviklingsstadier: trofozoit (endozoit, takyzoit), cyster (cystozoit, bradyzoit) og oocyster. Trofozoitterne er 4-7x2-4 µm i størrelse og ligner en halvmåne i form. Cysterne er dækket af en tæt membran, op til 100 µm i størrelse. Oocysterne er ovale i form, 10-12 µm i diameter.

Ifølge genotypningsdata skelnes der mellem tre grupper af toxoplasma-stammer. Repræsentanter for den første gruppe forårsager medfødt toxoplasmose hos dyr. Stammer fra den anden og tredje gruppe af toxoplasma påvises hos mennesker, og repræsentanter for den sidste gruppe findes oftere hos patienter med HIV-infektion. Antigenstrukturen i forskellige stadier af toxoplasma-udvikling er blevet bestemt, og det er blevet fastslået, at trofozoitter og cyster har både fælles og specifikke antigener for hver af dem.

T. gondii er en obligat intracellulær parasit, der trænger ind i tarmepitelcellerne og formerer sig i dem ved endodyogeni. Derefter trænger trofozoitter (takyzoitter) ind i andre organer og væv (lymfeknuder, lever, lunger osv.) med blod- og lymfestrømmen, hvor de aktivt trænger ind i cellerne. I de berørte celler opstår klynger af endozoitter af én generation, omgivet af en membran af en parasitophorøs vakuole (de såkaldte pseudocyster). Som følge af værtens immunrespons forsvinder parasitterne fra blodet, og cyster dækket af en tæt membran dannes i de inficerede målceller. I kroniske tilfælde af sygdommen forbliver T. gondii i form af intracellulære cyster levedygtige på ubestemt tid. Cyster er hovedsageligt lokaliseret i hjernen, hjerte- og skeletmusklerne, livmoderen og øjnene.

De primære værter for T. gondii er repræsentanter for Felidae-familien (katte) og kan samtidig være mellemværter, da toxoplasmer i deres kroppe er i stand til at bevæge sig fra tarmen til cellerne i forskellige organer. Ved hjælp af merogoni reproducerer parasitten sig i tarmens epitelceller; som et resultat dannes merozoitter. Nogle af dem giver anledning til mandlige og kvindelige reproduktionsceller - gamonter. Efter at have forladt enterocytterne deler hanlige gamonter sig gentagne gange og danner mikrogameter ("spermatozoer"); makrogameter ("æg") dannes fra hunlige gamonter. Efter befrugtning dannes en umoden oocyst, som udskilles til miljøet med afføring. Under gunstige forhold varer modningen af oocyster (sporogoni) fra 2 dage til 3 uger. Modne cyster er resistente over for ugunstige miljøfaktorer og kan forblive levedygtige i op til et år eller længere.

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

Patogenesen af toksoplasmose

Fra introduktionsstedet (oftest - de hule fordøjelsesorganer) trænger toxoplasma med lymfestrømmen ind i de regionale lymfeknuder, hvor de formerer sig og forårsager udvikling af lymfadenitis. Derefter kommer parasitterne i store mængder ind i blodbanen og transporteres gennem kroppen, hvilket resulterer i læsioner i nervesystemet, leveren, milten, lymfeknuder, skeletmuskler, myokardiet og øjnene. På grund af reproduktionen af trofozoitter ødelægges inficerede celler. Specifikke granulomer dannes omkring nekrose- og ophobningsområderne af toxoplasma. Med et normalt immunrespons i kroppen forsvinder trofozoitterne fra vævene, og processen med cystedannelse begynder (den inflammatoriske reaktion omkring dem er svag). Toxoplasmose går fra den akutte fase til den kroniske, og endnu oftere - til kronisk bærerskab med bevarelse af cyster i organvæv. Under ugunstige forhold for kroppen (akutte sygdomme og stressende situationer, der har en immunsuppressiv effekt), ødelægges cystemembranerne; De frigjorte parasitter, der multiplicerer sig, påvirker intakte celler og kommer ind i blodbanen, hvilket klinisk manifesterer sig ved en forværring af kronisk toksoplasmose. Inflammatoriske infiltrater og nekrose findes i skeletmuskulatur, myokardium, lunger og andre organer. Inflammatoriske foci med efterfølgende nekrose optræder i hjernen, hvilket undertiden fører til dannelsen af forsteninger. Produktiv nekrotisk inflammation opstår i nethinden og årehinden. Toxoplasmose får et malignt forløb på baggrund af et detaljeret billede af AIDS, mens en generaliseret form af sygdommen udvikler sig, hvilket i nogle tilfælde forårsager patienternes død.

Som reaktion på toxoplasma-antigener produceres specifikke antistoffer, og der udvikles en immunreaktion svarende til DTH.

Ved medfødt toxoplasmose, som følge af parasitæmi, introduceres patogenet i moderkagen, hvor det danner et primært fokus, og derfra kommer det ind i fosteret med blodbanen. Fosteret bliver inficeret uanset tilstedeværelsen af kliniske manifestationer hos den gravide kvinde, men resultatet afhænger af det stadium af graviditeten, hvor infektionen opstod. Infektion i de tidlige stadier af embryogenesen ender med spontan abort, dødfødsel, forårsager alvorlige, ofte uforenelige med livet, udviklingsforstyrrelser (anencefali, anoftalmi osv.) eller fører til udvikling af generaliseret toxoplasmose. Ved infektion i tredje trimester af graviditeten dominerer asymptomatiske former af forløbet, hvis sene kliniske tegn optræder måneder og år senere.

Toxoplasmas livscyklus

Det forårsagende agens for toxoplasmose er en obligat intracellulær parasit; muligheden for intranukleær parasitisme af toxoplasma er blevet bevist. Det forårsagende agens blev opdaget i 1908 uafhængigt af hinanden af franskmændene Nicoll og Manso i Tunesien hos gondi-gnavere og af den italienske Splendore i Brasilien hos kaniner. Den generiske betegnelse for toxoplasma afspejler halvmåneformen af parasittens aseksuelle stadium ("taxon" - bue, "plasma" - form), artsbetegnelsen - navnet på gnaverne (gondi).

Fra et generelt biologisk synspunkt er T. gondii karakteriseret ved træk, der gør det muligt at betragte den som en parasit med meget dybe tilpasninger. Den findes på alle kontinenter og på alle geografiske breddegrader, kan parasitere og formere sig i hundredvis af arter af pattedyr og fugle og er i stand til at påvirke en bred vifte af væv og celler hos sine værter.

I 1965 demonstrerede Hutchison eksperimentelt for første gang, at katte deltager i overførslen af T. gondii. I 1970 opdagede forskere fra England, Danmark og USA næsten samtidigt og uafhængigt af hinanden oocyster i afføringen fra katte inficeret med toxoplasmose, meget lig coccidier. Dette beviste, at toxoplasma tilhører coccidier, og snart blev parasittens livscyklus fuldstændigt afkodet, bestående af to faser: intestinal og ekstraintestinal, eller ikke-vævsfase.

Tarmfasen i Toxoplasmas livscyklus involverer udvikling i cellerne i tarmslimhinden hos den endelige vært, som er huskatten og andre katte (vildkat, los, bengaltiger, ocelot, sneleopard, jaguarundi, eir).

Den komplette udviklingscyklus (fra oocyst til oocyst) for T. gondii kan kun udføres i kroppen af repræsentanter for kattefamilien. Toxoplasmas livscyklus omfatter 4 hovedudviklingsstadier: schizogoni, endodyogeni (intern knopskydning), gametogoni, sporogoni. Disse stadier forekommer i forskellige økologiske miljøer: schizogoni, gametogoni og begyndelsen af sporogoni forekommer kun i tarmene hos repræsentanter for kattefamilien (de endelige værter for toxoplasma), sporogoni fuldføres i det ydre miljø, og endodyogeni forekommer i cellerne i vævene hos den mellemliggende vært (inklusive mennesker) og i cellerne hos hovedværten - katte.

Før vi går videre til en detaljeret undersøgelse af toxoplasmas livscyklus, er det nødvendigt at berøre spørgsmålet om terminologi for parasitstadierne. Da toxoplasmas udviklingscyklus først blev afdækket i 1970, og mange detaljer stadig er uklare, er spørgsmål om toxoplasmaterminologi under afklaring, og forskellige forfattere tilbyder deres egne termer for de samme stadier af parasitten.

For at betegne vævet (ekstraintestinal fase af toxoplasmoseudvikling, aseksuelt stadium - endodiogeni) i tilfælde af akut invasion anvendes således følgende termer: "proliferativ form", "endodizoit", "endozoit", "trofozoit", "takyozoit", og stadiet, der er karakteristisk for det kroniske invasionforløb, betegnes med termerne - "cystisk form", "zoit", "cystozoit" og "bradyzoit". På det nuværende niveau af viden om toxoplasmas livscyklus er de mest acceptable termer ifølge de fleste indenlandske undersøgelser: endozoit - aseksuelt vævsstadium af toxoplasma, normalt hurtigt multiplicerende, lokaliseret i toxoplasma eller i cellevakuoler, karakteristisk for akut infektion; cystozoitudbrud - vævsformer lokaliseret inde i cysten og karakteristiske for det kroniske infektionsforløb.

Alle andre udtryk, der anvendes til at betegne vævsstadier i Toxoplasmas livscyklus, bør betragtes som synonymer med "endozoit" og "cystozoit".

Terminologien for udviklingsstadierne af Toxoplasma i tarmepitelet hos hovedværten ligner den for typiske coccidier.

Tarmfasen af toxoplasma-udvikling

Tarmfasen af toxoplasmaudvikling i den endelige værts krop. Den intestinale udviklingsfase begynder med infektion (oral) af katte - parasittens primære værter - med både oocyster med sporozoiter og vegetative former - endozoitter og cystozoitter, der optages med væv fra mellemværter. Cystozoitterne trænger ind i tarmen i vævscyster, hvis membran hurtigt ødelægges af proteolytiske enzymer. Endozoitter og cystozoitter, der er frigjort fra membranen, trænger ind i cellerne i tarmslimhinden og formerer sig intensivt ved aseksuel reproduktion (endodyogeni og schizogoni).

Efter cirka 2 dage, som følge af gentagne cyklusser af aseksuel reproduktion (schizogoni), dannes en særlig type schizonter - merozoitter, som giver anledning til den næste fase af parasittens udvikling - gametogoni.

Når modne toxoplasma-oocyster, der er befriet fra deres membraner, kommer ind i kattens tarm, trænger sporozoitterne ind i cellerne i det cilierede tarmepitel og begynder også at formere sig ved skizogoni. Som følge af aseksuel reproduktion dannes 4 til 30 merozoitter fra én schizont. Submikroskopiske undersøgelser har vist, at schizonten er omgivet af en hinde, som består af en indre og en ydre membran. En eller flere mitokondrier, et ribosom, en cellekerne, et veludviklet endoplasmatisk reticulum og en conoid i den forreste ende findes. Subpellikulære tubuli er fraværende.

I modsætning til coccidier dannes merozoitter nær kernen, ikke i periferien af schizonten, under Toxoplasma-schizogoni. I kattes tarm gennemgår Toxoplasma flere successive schizogonier, hvorefter merozoitterne giver anledning til parasittens seksuelle udviklingsstadium (gametogoni). Gametocytter (umodne kønsceller) findes cirka 3-15 dage efter infektion i hele tyndtarmen, men oftest i kattens ileum. Gametogoni begynder med dannelsen af mikrogametocytter, som forekommer i den nedre del af tyndtarmen og i tyktarmen hos hovedværten. Udviklingen af mikrogametocytter ledsages af en række successive delinger af ægget. Langs periferien af makrogametocytten dannes 12-32 mikrogameter ved eksvagination af dens membran. De har formen af en stærkt aflang halvmåne med skarpe ender og når sammen med flagellerne op til 3 µm i længden og har også 2 flageller (den tredje er rudimentær), hvormed de bevæger sig i tarmens lumen og bevæger sig til makrogameten.

Makrogametocyttens udvikling sker uden deling af cellekernen. I dette tilfælde øges gametocyttens størrelse (fra 5-7 til 10-12 µm i længden), den store cellekerne med nukleolen bliver kompakt, en stor mængde glykogen akkumuleres i cytoplasmaet, og der findes mange ribosomer, mitokondrier og endoplasmatisk retikulum.

Befrugtning, dvs. fusion af makro- og mikrogameter, sker i en epitelcelle, hvilket resulterer i dannelsen af en zygote, som danner en tæt membran og bliver til en oocynet og derefter til en oocyst. Oocysternes form er rund-oval med en diameter på 9-11 til 10-14 μm. I nogen tid forbliver oocysterne i epitelcellerne, men falder derefter ned i tarmens lumen, og toxoplasma går ind i det næste udviklingsstadium - sporogoni, som fortsætter i afføring og i det ydre miljø. Modne oocyster har en tæt farveløs tolagsmembran, som gør dem modstandsdygtige over for virkningerne af forskellige miljøfaktorer, herunder en række kemiske stoffer. Med tilstrækkelig fugtighed, temperatur og iltadgang dannes der efter et par dage to sporocyster med fire bananformede sporozoiter i hver inde i oocysten. Sporocyster har til gengæld en tæt tolagsmembran. Deres størrelser er i gennemsnit fra 6-7 x 4-5 til 8 x 6 µm. Sporozoitter har en struktur, der ligner endozoitter og cystozoitter - vævsstadier af toxoplasma. Modne oocyster med sporozoitter er invasive stadier af parasitten for både den endelige vært (katte) og mellemværter, inklusive mennesker. Under fugtige forhold forbliver sporozoitter i oocyster invasive i op til 2 år.

Ekstraintestinal (vævs)fase af toxoplasma-udvikling i kroppen af mellemværter

I cellerne i forskellige væv hos mellemværter, inklusive mennesker, sker aseksuel reproduktion ved endodyogeni, dvs. dannelsen af to datterceller inde i modercellen. I 1969-1970 blev en metode med multipel intern knopskydning opdaget, for hvilken udtrykket endopolygeni blev foreslået. Disse to metoder til aseksuel reproduktion, sammen med schizogoni, blev også opdaget i tarmene hos parasittens hovedvært - katten.

Vævsfasen i toxoplasma-udviklingen begynder, når enten parasittens seksuelle stadier - oocyster med sporozoner - eller aseksuelle stadier (endozoitter og cystozoitter) med væv fra invaderede dyr trænger ind i tarmene hos dyr og mennesker (mellemværter). I tyndtarmen, under påvirkning af proteolytiske enzymer, trænger sporozoitter frigivet fra oocyster eller cystozoitter eller endozoitter fra cyster ind i epitelcellerne i tarmslimhinden, hvor aseksuel reproduktion - endodyogeni og endopolygeni - begynder.

Endozoitter opstår som følge af reproduktion. Inden for 2-10 timer fra det øjeblik, sporozoitten (endozoitten) introduceres i cellen, fremkommer 12-24-32 datterendozoitter fra den ødelagte værtscelle. De nydannede endozoitter trænger aktivt ind i naboceller. Lokale nekrotiske foci dannes i værtens tyndtarm, hvorfra endozoitter kan trænge ind i blod- og lymfekarrene og derefter ind i forskellige væv. Spredning af endozoitter i hele den mellemliggende værts krop fremmes også af parasittens fagocytose af celler i det retikuloendoteliale system. På dette stadie gentages den hurtige aseksuelle reproduktion ved endodyogeni cyklisk. Endozoitterne er uden for cellen i perioden efter at have forladt den ødelagte celle og før de trænger ind i en ny celle. De formerer sig kun i levende celler, hvor deres ophobning ligner en cyste. Men disse klynger af endozoitter er lokaliseret direkte i cytoplasmaet eller i den cytoplasmatiske vakuole. Den fine membran omkring sådanne klynger af parasitter dannes af værtscellen i det akutte stadie af toxoplasma. Disse klynger har ikke deres egen membran, så i virkeligheden er de pseudocyster. Hvis endozoitter er lokaliseret i cytoplasmatiske vakuoler, kaldes sådanne vakuoler parasitofore.

Gradvist dannes en parasitisk membran omkring klyngerne af endozoitter, og toxoplasma går over i et nyt stadie - en ægte vævscyste. Parasitterne deltager selv i dannelsen af en kompleks cystemembran, og dette forekommer ved kronisk toxoplasmose. Sådanne membraner er uigennemtrængelige for antistoffer og sikrer parasittens levedygtighed i mange år, og nogle gange resten af livet. Som regel er cyster placeret inde i cellen, selvom ekstracellulær lokalisering også er blevet påvist. Cysternes diameter er fra 50-70 til 100-200 µm. Med dannelsen af en cyste omdannes endozoitterne i den til et nyt stadie - cystozoitter. En moden cyste kan indeholde flere tusinde cystozoitter.

Det biologiske formål med vævscyster er meget stort. Først og fremmest sikrer cyster parasittens overlevelse i immunorganismen og øger dermed chancerne for infektion med toxoplasmose hos både de endelige og nye individer af mellemværter. Dannelsen af cystestadiet er et vigtigt stadie i toxoplasmas livscyklus, da cystestadiet - cystozoitterne - er meget mere modstandsdygtigt over for eksterne faktorer. Hvis endozoitterne sluges, dør de derfor under påvirkning af mavesaft efter et eller to minutter, og cystozoitterne forbliver levedygtige i dette miljø i 2-3 timer, selvom cystemembranen ødelægges næsten øjeblikkeligt under påvirkning af pepsin. Det er eksperimentelt bevist, at cystozoitter i kattens tarm med større konstans og hurtigere, dvs. tidligere, afsluttes tarmfasen af toxoplasmaudvikling i den endelige værts krop.

Ud fra beskrivelsen af toxoplasmas livscyklus følger det således, at mellemværter (vilde dyr og husdyr, såvel som mennesker) er bærere af parasittens vegetative (vævs) stadier, som er endozoitter i cyster. Det er med dem, læger, dyrlæger og parasitologer skal håndtere, når de diagnosticerer toxoplasmose.

Ultrastrukturen af endozoitter og cystozoitter er identisk med coccidia-merozoitternes. Fra en parasitolog-epidemiologs og klinikers synspunkt er det meget vigtigt at kende en række træk ved Toxoplasmas biologi. Primært er Toxollasma en parasit hos katte, i hvis organisme den er i stand til at fuldføre både de intestinale og ekstraintestinale (vævs) udviklingsfaser uden deltagelse af andre værter. Således kan katte samtidig udføre funktionerne som mellemværter og endelige værter og sikre faseudviklingen af Toxoplasma fra oocyst til oocyst. Men Toxoplasma er ikke en monoxen parasit: mellemværter deltager i dens livscyklus, selvom deres deltagelse er valgfri; derfor er Toxoplasma karakteriseret ved fakultativ heterogenitet. Desuden kan endozoitter og cystozoitter - stadier fra mellemværter - inficere ikke kun endelige værter, men også nye mellemværter (kødædere og mennesker). Her finder en slags transit eller overførsel sted uden den endelige værts deltagelse og uden frigivelse af toxoplasma i det ydre miljø.

Hos mange dyr (mus, rotter, marsvin, hamstere, kaniner, hunde, får, grise) og hos mennesker er der observeret transplacental transmission af toxoplasma i endozoitstadiet, hvilket forårsager medfødt toxoplasmose.

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