ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ - В. А. Галынкин - 2015

ЧАСТЬ I. БИОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

ГЛАВА 6. ПРОСТЕЙШИЕ

Простейшие (Protozoa) — это одноклеточные эукариотические организмы, которые имеют значительно более сложную функциональную организацию по сравнению с бактериями и грибами. Их размеры составляют от 3 до 200 мкм. Наиболее крупные раковинные корненожки достигают 2-3 см в диаметре.

Снаружи тело простейших покрывает эластичная мембрана — пелликула. У некоторых видов клеточная мембрана может включать опорные фибриллы, и даже минеральный скелет. Органоиды идентичны органоидам клеток других эукариот. Специфическими органоидами движения являются псевдоподии, жгутики и реснички.

Всего насчитывают до 25000 видов простейших. Из них патогенными для растений, животных и человека являются около 7000 видов. Виды, патогенные для человека, входят в состав 3 типов — Sarcomastigophora, Apicomplexa и Ciliophora (рис. 42). Пути проникновения патогенных простейших в организм человека аналогичен таковым для других патогенных микроорганизмов.

Рис. 42. Protozoa: 1 — Entamoeba histolytica, вегетативные формы (а) и цисты (b); 2 — Leishmania donovani; 3 — Trypanosoma gambiense; 4 — Trichomonas vaginalis; 5 — Lamblia intestinalis; 6 — Plasmodium vivax в эритроците, стадии развития: а) юная форма плазмодия, b) взрослый шизонт, с) форма деления, d) гаметоциты; 7. Balantidium coli.

6.1 Споровики

Споровики принадлежат к типу Apicomplexa, классу Sporozoa, который составляют только паразитические виды. Для них характерны как исключительно половой путь развития, так и чередование полового и бесполого циклов, обычно связанное с переменой хозяев. Своим названием споровики обязаны способности образовывать особые структуры, защищенные плотной оболочкой, условно называемые спорами. Наибольший ущерб здоровью человека наносят малярийные плазмодии и токсоплазмы, поражающие до 35% населения Земли.

Род Plasmodium включает более 100 видов, паразитирующих в организмах рептилий, птиц и животных. Четыре вида патогенны для человека и вызывают малярию: Plasmodium vivax— возбудитель трехдневной малярии, P. malariae — возбудитель четырехдневной малярии, P. falciparum — тропической малярии, P ovale — малярии овале (типа трехдневной).

Жизненные циклы различных видов плазмодиев практически одинаковы, включают бесполую стадию (шизогония), проходящую в организме человека, и половую стадию (спорогония) в организме переносчика — самок комаров рода Anopheles.

Спорогония происходит в клетках эпителия кишечника комара и продолжается 1-3 нед. Процесс начинается с проникновения мужских и женских гамет (гамонтов) в организм комара с кровью больного. Гамонты сливаются попарно в зиготы, проникающие в стенку кишки и образующие там ооцисты. Содержимое ооцист многократно делится с образованием спорозоитов (веретенообразные клетки длиной 11-15 мкм), диссеминирующие по всему организму насекомого. Часть из них проникает в слюнные железы комара, делая его переносчиком болезни.

Тканевая шизогония плазмодия происходит в гепатоцитах человека и продолжается 1-2 недели. Спорозоиты проникают в клетки печени с кровотоком через час после крососания. Там они делятся, образуя мерозоиты (каждый спорозоит может образовать от 2000 до 40000 мерозоитов), разрушающие гепатоциты и проникающие в кровоток.

Эритроцитарная шизогония происходит после проникновения мерозоитов в эритроциты, где они превращаются в трофозоиты (растущие формы) размером 2 мкм; микроскопия пораженных эритроцитов выявляет покоящиеся формы, содержащие ядро с одним хроматиновым зерном, и формы с псевдовакуолью, внешне напоминающие кольцо или перстень. Трофозоиты позднее увеличиваются и образуют многоядерные шизонты (делящиеся формы). Шизонты образуют новое поколение мерозоитов, инфицирующих другие эритроциты. Каждый шизонт может образовать от 6 до 24 дочерних мерозоитов. Выход мерозоитов из эритроцитов сопровождается их разрушением. Лихорадка наблюдается в момент выхода мерозоитов из разрушенных эритроцитов. Цикл развития для P malariae составляет 72 часа, для других видов — 48 час. С завершением цикла размножение P. malariae и P. falciparumв печени прекращается, тогда как у P. vivax и P. ovale часть спорозоитов (гипнозоиты) остается в гепатоцитах, образуя дремлющие очаги, дающие отдаленные рецидивы.

В некоторых эритроцитах развиваются женские и мужские гамонты, завершающие свое развитие только в организме комара в течение 7-45 сут. (в зависимости от температуры воздуха).

Toxoplasma gondii — внутриклеточный паразит, морфологически напоминающий вытянутую дольку апельсина, длина 4-7 мкм, один конец закруглен. Распространен повсеместно, вызывает токсоплазмоз. Заражение человека происходит алиментарным путем при проникновении ооцист и тканевых цист (при употреблении полусырых мясных продуктов, с немытыми овощами и фруктами), через кожу и трансплацентарно. Инфицированность населения разных стран составляет от 4 до 68%; возбудитель выделен практически от всех млекопитающих и многих птиц.

Жизненный цикл включает стадии полового и бесполого размножения. Первичные и основные хозяева — домашние кошки и другие представители семейства кошачьих, в организме которых происходит половое размножение возбудителя. Первичное заражение кошек происходит при поедании грызунов, содержащих ооцисты, из которых выходят паразиты — спорозоиты, проникающие в клетки кишечника и превращающиеся в трофозоиты, размножающиеся делением (шизогония). Половое размножение также происходит в клетках слизистой оболочки кишечника. Образовавшиеся в результате шизогонии мерозоиты трансформируются в гаметоциты. Слияние разнополых гаметоцитов приводит к образованию зиготы (ооцисты). Ооцисты — округлые образования с плотной оболочкой размером 9-14 мкм, выделяются с испражнениями, длительно сохраняются в почве.

В организме человека происходит бесполый цикл размножения. Из ооцист выходят спорозоиты, активно поглощаемые макрофагами (незавершенный фагоцитоз). С макрофагами они диссеминируют по лимфатическим сосудам. В макрофагах происходит процесс шизогонии, на поздней стадии которой макрофаги погибают, а освободившиеся паразиты (тахизоиты) инвазируют в клетки организма (подвержены любые ядросодержащие клетки).

Большинство случаев токсоплазмоза протекает бессимптомно, однако у людей с иммунодефицитами он приобретает тяжелый, преимущественно фатальный характер.

Род Sarcocystis представлен кокцидиями, близкими к токсоплазмам, также имеющими несколько хозяев. Человек заражается, поедая термически недостаточно обработанную говядину или свинину, содержащую саркоцисты, при этом может развиваться кишечный или мышечный саркоцистоз.

Род Babesia включает виды, патогенные для животных и человека, вызывающие бабезиозы — маляриеподобные заболевания, особенно часто у сплен эктомированных пациентов.

Род Cryptosporidium объединяет виды, паразитирующие в эпителиальных клетках кишечника теплокровных. Заражение происходит с загрязненной водой и пищей. У пациентов с иммунодефицитами вызывают хронические поражения желудочно-кишечного тракта.

6.2 Саркодовые

Саркодовые включены в тип Sarcomastigophora, класс Lobosea, отряд Amoebia. Это наиболее примитивные организмы, в большинстве свободноживущие, но некоторые обитают в кишечнике человека и животных. Среди патогенных амеб наиболее распространена Entamoeba hictolytica.

Род Entamoeba включает единственный патогенный для человека вид — E. hictolytica, вызывающий амебиаз (амебную дизентерию). Возбудитель существует в виде различных форм.

Большая вегетативная форма — крупная (2060 мкм) клетка. От прочих амеб отличается толчкообразным поступательным движением, при котором образует псевдоподии. Выделяется с испражнениями при остром амебиазе.

Тканевая форма — мелкая (20-25 мкм) патогенная форма инвазирует стенку толстой кишки с развитием специфических поражений.

Просветная форма — основная форма существования, образует цисты.

Цисты — неподвижные круглые (8-15 мкм) прозрачные образования, иногда содержат хроматоидные тельца (скопления РНК и протеинов). При окрашивании раствором Люголя видны 4 ядра в виде колец.

Жизненный цикл. Основной хозяин — человек. Просветные формы амебы обитают в верхнем отделе толстой кишки, питаясь бактериями и клеточным детритом. Пассивно передвигаясь с кишечным содержимым, проникают в дистальные отделы кишечника и при определенных условиях (обезвоживание, нарушение микробного ценоза, изменение рН) образуют цисты.

Из кишечника цисты попадают в воду, на руки, в пищу (переносятся мухами) и проникают в организм человека. В тонкой кишке оболочка цисты растворяется, каждое ядро делится, образуя 8 дочерних особей.

Амебы проникают в подслизистую оболочку кишечника, нарушая межклеточные взаимодействия, образуют некротоксин, разрушающий эпителиальные клетки и вызывающие некроз прилежащих тканей. Амебы проникают в кровеносные и лимфатические сосуды, а из них и в другие органы.

Менее распространены другие патогенные виды саркодовых: Naegleria fowleri вызывает амебный менингоэнцефалит; амебы родов Acanthamoeba и Hartmarella — возбудители спорадических заболеваний, проявляющихся некротическими поражениями кожи, роговицы и внутренних органов, наиболее часто у ослабленных лиц или у пациентов с иммунодефицитами. Они обитают в воде, колонизируют увлажнители кондиционеров, что может приводить к попаданию амеб в воздух.

6.3 Жгутиконосцы

Отличительной чертой представителей этого класса является наличие жгутиков, обеспечивающих их движение. У некоторых видов эту функцию выполняет ундулирующая мембрана — тонкая перепонка, образованная продольным соединением одного из жгутиков с телом простейшего. Жгутиконосцы включают большое количество видов, паразитирующих в организме человека, однако патогенными признаны лишь некоторые из них.

Trichomonas vaginalis имеет грушевидное тело 14-30 мкм длиной, удлиненное ядро, смещенное в передний конец и вакуолизированную цитоплазму. На переднем конце имеется 4 жгутика и ундулирующая мембрана, доходящая до середины тела. Сквозь все тело проходит осевая нить — аксостиль, выступающая на заднем конце в виде шипика.

Вызывает трихомоноз (трихомониаз), передающийся половым путем.

В организме человека обитают и другие трихомонады: T. tenax — комменсал ротовой полости и T. hominis — комменсал толстой кишки.

Giardia lamblia (Lamblia intestinalis) имеет грушевидное тело 5-15 x 9-21 мкм, толщина 2-4 мкм, существует в виде вегетативной формы — трофозоита, образует цисты.

Трофозоиты имеют 2 ядра, 4 пары жгутиков, расположенных сверху, снизу, сзади и на боковых поверхностях. В верхнепереднем отделе расположен присасывательный диск, окруженный фибриллами, для прикрепления к клеточному эпителию. Пищу всасывают всей поверхностью тела. Размножаются продольным делением. Обитают в верхних отделах тонкой кишки.

Цисты неподвижные овальные, длина 10-14 мкм, имеют 4 ядра и присасывательный диск, выделяются с испражнениями.

Вызывают гиардиоз (лямблиоз), протекающий в виде латентного паразитоносительства, проявляется преимущественно в виде дисфункций кишечника.

Род Leishmania. Все виды этого рода — облигатные внутриклеточные паразиты млекопитающих, у человека некоторые виды вызывают лейшманиозы. Выделяют 4 группы возбудителей.

1. Группа L. tropica — возбудители кожного лейшманиоза Старого Света (Африка, Азия).

2. Группа L. mexicana — возбудители кожных и диффузных кожных лейшманиозов Нового Света (Америка).

3. Группа L. brasiliensis — возбудители кожнослизистых лейшманиозов Нового Света.

4. Группа L. donovani — возбудители висцерального лейшманиоза Старого Света.

Жизненный цикл. Лейшмании проходят две стадии развития: безжгутиковую и жгутиковую. Жгутиковые формы (промастиготы) подвижные развиваются в теле насекомого переносчика (москита). Тело веретенообразное длиной 10-20 мкм. Размножаются продольным делением.

Безжгутиковые формы (амастиготы) паразитируют в клетках млекопитающих. Клетки овальные длиной 2-6 мкм. Размножаются простым делением.

Переносчиком заболевания служат москиты родов Phlebotomus и Lutzomyia, которые заражаются при кровососании на больных людях и животных. В первые же сутки заглоченные амастиготы в кишечнике москита превращаются в промастиготы, размножаются и через 6-8 сут. скапливаются в глотке москита. При укусе человека или животного возбудитель внедряется в клетки кожи или внутренних органов (в зависимости от вида лейшманий), где промастиготы превращаются в амастиготы.

Род Trypanosoma. Все виды патогенны для млекопитающих, у человека вызывают трипаносомозы, инфекции, весьма напоминающие лейшманиозы. Жизненный цикл возбудителя проходит в организме человека и животных, у которых трипаносомы вызывают тяжелые, часто смертельные заболевания.

Тело трипаносом продолговатое, узкое, имеет жгутики и ундулирующую мембрану. Размножаются исключительно бесполым путем — продольным либо множественным делением (шизогония).

Цикл развития связан с полиморфизмом и переменой хозяев. В кишечнике насекомых-переносчиков трипаносомы существуют в форме эпимастигот — вытянутых клеток, у которых жгутик начинается в передней части тела, ундулирующая мембрана не выражена. В крови человека и животных циркулируют трипомастиготы — удлиненные клетки, жгутик которых начинается в задней части, ундулирующая мембрана выражена четко.

Выделяют африканские и американский трипаносомозы. Африканские трипаносомозы вызывает T. brucei (подвиды rhodosiense и gambiense). Переносчиком является муха цеце (Glossina spp.). При кровососании трипомастиготы проникают в организм мухи, превращаются в эпимастиготы и размножаются в кишечнике и слюнных железах. Через несколько недель в организме насекомого скапливаются дочерние популяции возбудителя, и оно становится способным переносить трипаносомы на млекопитающих.

Возбудителем американского трипаносомоза является T. cruzi, переносчиками - клопы-хищники рода Triatoma. Жизненный цикл T. cruzi напоминает цикл прочих трипаносом, однако этот вид не образует трипомастиготы, в клетках теплокровных размножение происходит в форме амастигот.

Dientamoeba fragilis длительное время считали непатогенной амебой, позднее была установлена его принадлежность к жгутиконосцам. Вызывает диареи. В кишечнике человека присутствует в амебовидной безжгутиковой форме. Наличие цист не установлено, но доказан факт передачи заболевания от человека человеку.

6.4 Инфузории

Из всех видов инфузорий, обитающих в кишечнике человека, безусловно патогенным видом является Balantidium coli, вызывающим балантидиаз (инфузорную дизентерию).

Вегетативная форма представляет собой ресничную инфузорию, тело вытянутое, яйцеобразное, 30-100 х 30-150 мкм. Питается бактериями, грибами и другими пищевыми частицами, для заглатывания которых служит цитостом (клеточный рот), окруженный ресничками. Ядерный аппарат представлен большим и малым ядром.

Цисты округлые с тонкой оболочкой, в окружающей среде могут сохраняться несколько недель. B. coli обитает в кишечнике свиней, для которых малопатогенна. Цисты выделяются с испражнениями. Источник заражения — загрязненные вода и пища.

Больных и носителей не следует рассматривать как источник заражения, т. к. в организме человека цисты образуются редко, а заражение вегетативными формами практически невозможно.

Лечение протозойных инфекций

Метаболизм простейших как эукариотических организмов близок к метаболизму высших животных, что уменьшает количество мишеней для фармакологического воздействия, и делает простейших нечувствительными к большинству антибактериальных препаратов. Способность к формированию резистентности у простейших, особенно у малярийных плазмодиев, выражена более чем у бактерий.

Основные препараты для лечения протозойных инфекций приведены в таблице 18.

Таблица 18. Препараты для лечения протозойных инфекций