Медицинская протозоология

           Систематика одноклеточных животных

                До недавнего времени простейшие рассматривались как один из типов животного мира. Сейчас царство животных подразделяют на два подцарства: одноклеточные и многоклеточные. В свою очередь, одноклеточных (простейших) подразделяют на 5 самостоятельных типов, отличающихся по внутренней организации: саркожгутиконосцы, споровики, книдоспоридии, микроспоридии и ресничные, или инфузории. Следует подчеркнуть, что новая классификация также далека от совершенства, так как не учитывает в полной мере, например, характер размножения или особенности строения органелл движения, что учитывалось в предыдущей классификации, по которой тип простейшие делили на 4 класса.

                Ниже приводятся предыдущая и современная  систематики одноклеточных животных. В учебной программе по биологии для студентов высших медицинских учебных заведений (Москва, ГОУ ВУНМЦ, 2001) предлагается использовать классификацию представленную в таблице 1. Для сравнения в таблице 2 приводится современная классификация.

                                                                                                                              Таблица 1       

                                                                                                                              Таблица 2

           В жизненном цикле у большинства простейших наблюдаются две формы:

           - трофозоит (или вегетативная): активная форма, приспособленная к осуществлению жизненных функций в организме хозяина, но малоустойчивая во внешней среде

           -  циста: образуется из вегетативных форм в дистальных отделах кишечника.

Поэтому в оформленных плотных фекалиях обнаруживаются только цисты, а в жидких или полуоформленных – чаще обнаруживаются вегетативные формы.  

Особенности жизненного цикла простейших:

1. Единственная форма существования – вегетативная форма. Размножение вегетативной формы приводит к увеличению численности паразита.
2. Жизненный цикл простейших связан со сменой хозяев, в каждом обитает определенная вегетативная стадия паразита.
3. Чередование вегетативных форм и стадий цисты.
4. Чередование бесполого и полового размножения.

         Простейшие, обитающие в ротовой полости

Ротовая трихомонада (Trichomonas tenax) -  грушевидной формы тело с 4 жгутиками, ундулирующая мембрана не достигает конца тела. Цист не образует. Патогенное действие не доказано, однако имеются данные о неблагоприятной роли простейших поддержании патологического процесса, вызванного другими микроорганизмами. Часто обнаруживаются у лиц с различными заболеваниями полости рта и зубов (гингивит, пародонтоз, кариез).

Ротовая амеба (Entamoeba gingivalis) – цитоплазма разделяется на два слоя, содержит включения – бактерии, ядра фагоцитированных лейкоцитов. Движения медленные. Цист не образует.

Дизентерийная амеба (Entamoeba histolitica)

Вызывает заболевание амебиаз (амёбная дизентерия), - заболевание с характерным частым водянистым стулом, иногда с примесью крови и слизи, болями в животе, тенезмами, лихорадкой и дегидратацией.

Заболеваемость амебиазом довольно высока; ежегодно регистрируются несколько сотен млн больных во всех странах, но преимущественно в странах с тропическим и субтропическим климатом. Для несколько десятков тысяч больных заболевание заканчивается летальным исходом.

Поскольку заражение происходит при заглатывание цист, то опасность представляют только цистоносители. Ежедневно подобные индивидуумы выделяют в среднем около 8 млн цист (максимум — 45 млн). Вегетативные формы, выделяемые больными, в эпидемическом плане никакого значения не имеют.

Морфология. Возбудитель существует в виде различных форм. От прочих амёб, обитающих в организме человека, отличается размерами, цитоплазматическими включениями и свойствами ядра. В зарубежной практике вегетативные формы известны как трофозоиты.

Большая вегетативная форма (forma magna) — крупная (20-60 мкм) клетка с чётко различимыми экто- и эндоплазмой. От прочих амёб отличается толчкообразным поступательным движением; при движении образует «пальцеобразные» псевдоподии. У живых особей ядро не видно (у погибших визуализируется в виде кольцевидных скоплений блестящих зёрен). Выделяют в свежих испражнениях при остром амебиазе. В цитоплазме иногда обнаруживают поглощённые эритроциты.

Тканевая форма — мелкая (20-25 мкм) патогенная форма, инвазирует стенку толстой кишки с развитием специфических поражений. Выявляют на гистологических срезах, реже — в жидких испражнениях при распаде язв. Иногда их объединяют вместе с большой вегетативной формой под общим названием трофозоиты, что не совсем точно с морфологической точки зрения.

Все инвазивные формы Е. histolytica часто содержат эритроциты на разных стадиях переваривания в эндоплазме, что даёт основание обозначать инвазивную форму как гемофаг или эритрофаг.

Мелкая вегетативная форма (forma minuta) — основная форма существования Е. histolytica; может быть обнаружена у больных хроническим амебиазом или у реконвалесцентов. У носителей или больных острой формой её не выявляют. Для идентификации необходимо исследование образцов, полученных после глубоких промываний, или обследование пос­ледней порции испражнений после приёма слабительных. Цитоплазма не содержит эритроциты (иногда бактерии). Движение замедленное, ложноножки более мелкие. Образует цисты.

Цисты. Неподвижные круглые (диаметр 8-15 мкм) прозрачные образования, иногда в них заметны блестящие палочковидные хроматоидные тельца (скопления РНК и протеинов). Для уточнения видовой принадлежности окрашивают раствором Люголя, выявляя 4 хорошо окрашенных ядра в виде колец (характерный признак цист Е. histolytica).

Жизненный цикл. Основной хозяин — человек. Мелкие вегетативные формы амёбы обитают в микроаэрофильных условиях верхнего отдела толстой кишки, питаясь бактериями и клеточным детритом. Пассивно передвигаясь с кишечным содержимым, организмы проникают в дистальные отделы кишечника и при определённых условиях (обезвоживание, нарушение микробного биоценоза, изменение рН) образуют цисты.

С кишечным содержимым цисты попадают в воду, на руки, пищу (переносятся мухами) и проникают в организм человека. В тонкой кишке оболочка цисты растворяется, каждое ядро делится, и образуется 8-ядерная амёба, дающая начало 8 дочерним особям.

Патогенез.  Мелкая вегетативная форма проникают в подслизистую оболочку кишечника (прежде всего в области слепой и верхней ободочной кишок), нарушая межклеточные взаимодействия действием интегринов, а также выделяя некротоксин, разрушающий эпителиальные клетки кишечника и вызывающий коагуляционный некроз прилежащих тканей. Определённая роль в инвазии принадлежит ферментам амёб, количество которых по данным разных авторов колеблется от 2 до 18. Однако механизмы их участия остаются невыясненными.

Амёбы проникают в кровеносные и лимфатические капилляры, вызывая образование серозно-фибринозного экссудата в подслизистой оболочке и ишемизацию отдельных участков с последующим некрозом.

Некротизированные ткани распадаются, и образуются характерные кратерообразные язвы с подрытыми краями (первичные поражения). Сообщение с просветом кишечника приводит к их вторичному бактериальному инфицированию.

Проникнув в лимфатические и кровеносные сосуды, возбудитель может попадать в печень (через систему воротной вены), а также в другие органы.

Клинические проявления

Общие симптомы аналогичны таковым при дизентериеподобных синдромах.

Диарея носит перемежающийся характер, испражнения красно-бурого цвета с примесью крови и слизи. При обследовании отмечают болезненность и напряжённость передней брюшной стенки; ректороманоскопия позволяет выявить картину язвенного колита.

Амёбная дизентерия обычно развивается у ослабленных лиц, беременных и пациентов, принимающих глюкокортикоиды или иммунодепрессанты.

Характерны сильные боли в животе, лихорадка и диарея с примесью крови. Отличи­тельный признак — жидкий стул, полностью окрашенный кровью («малиновое желе»), в отличие от бактериальных дизентерий, где кровь в каловых массах обнаруживается в виде отдельных скоплений. Наиболее частые осложнение — массивное кишечное кровотечение и перфорация стенки кишки.

Абсцесс печени развивается примерно у 5% больных. Может быть абактериальным (содержать только амёб без примеси лейкоцитов), либо вторично инфицированным (содержать бактерии, попавшие вторично или занесённые амёбами), принимающим гнойный характер. Отмечают гепатомегалию и локальную болезненность печени над очагом поражения (обычно в верхнем наружном квадранте живота). Наибольшую опасность представляет прорыв абсцесса в брюшную или плевральную полости.

Лабораторная диагностика

Кишечный амебиаз диагностируют по наличию цист паразита в фекалиях больного (цистоносительство) или определению крупной вегетативной формы амебы (острая форма заболевания).

       Лямблия (Lamblia intestinalis) 

Вызывает лямблиоз - паразитарную инвазию, протекающую в виде латентного паразитоносительства или с незначительными клиническими проявлениями, преимущественно в виде дисфункций кишечника.

Возбудители распространены повсеместно, особенно в регионах с низкой санитарной культурой и областях, где соблюдение правил гигиены затруд­нено. Основной механизм заражения — фекально-оральный, через загрязнённые руки, иг­рушки, пищу и воду. Заболевание регистрируют во всех возрастных группах, но основной контингент — дети дошкольного возраста.

Морфология. Крупное жгутиковое грушевидной формы, длина 9-21 мкм, ширина 5-15 мкм, толщина 2-4 мкм; существует в виде вегетативной формы (трофозоита), способно образовывать цисты.

Трофозоиты имеют 2 ядра, которые в сочетании с парабазальным телом придают паразиту вид «лица с гримасничающим ртом», особенно хорошо видным на окрашенных препаратах.

Подвижность опосредована 4 парами жгутиков, расположенных сверху, снизу, сзади и на боковых поверхностях. Движение характерное - лямблии постоянно переворачиваются боком за счёт вращательного движения вокруг оси тела, либо оно напоминает полёт падающего листа. В переднем отделе имеется присасывательный диск, окружённый фибриллами, для прикрепления к кишечному эпителию. Пищу всасывают всей поверхностью тела. Размножаются продольным делением.

Цисты неподвижные, овальные, длина 10-14 мкм. Оболочка достаточно толстая, часто как бы отслоена от самой цисты. Этот признак помогает отличать цисты от прочих схожих образований. Зрелые цисты содержат 4 ядра, присасывательный диск, 4 парабазальных тела, особенно хорошо видимых при окраске раствором Люголя.

Жизненный цикл. Трофозоиты обитают в верхних отделах тонкой кишки, с помощью присасывательного диска прикрепляются к эпителию кишечных ворсинок. В жёлчных протоках быстро погибают под действием желчи. Частое их обнаружение при дуоденальном зондировании связано с попаданием лямблий из двенадцатиперстной кишки.

Вегетативные формы с испражнениями не выделяются, но при диарее их можно обнару­жить в свежих каловых массах. Попадая в неблагоприятные условия нижних отделов кишечника, они образуют цисты, выделяемые с испражнениями.

Патогенез. Вероятность развития патологических проявлений зависит от вирулентности возбудителя, инфекционной дозы, образования соляной кислоты в желудке и иммунного статуса индивидуума. Попадание около 10 цист в организм вызывает заболевание. Ворота инфекции — верхние отделы тонкой кишки. В организме человека лямблии раз­множаются в огромных количествах (на 1 см² слизистой оболочки кишки может нахо­диться до 1 млн лямблии и более). Инвазированные лямблиями лица могут выделять с испражнениями до 18 млрд цист в течение суток.

Вегетативные формы могут существовать только на поверхности слизистой оболочки верхнего отдела тонкой кишки, лямблии механически блокируют слизистую оболочку, нарушая пристеночное пищеварение, нарушают двигательную активность тонкой кишки. Ухудшается всасывание жиров, углеводов, витаминов С и В. Лямблии лабильны к действию жёлчных кислот и не могут быть причиной поражений печени, холецистохолангитов (обусловленная ими рефлекторная дискинезия желчевыводящих путей способствует лишь наслоению вторичной бактериальной инфекции).

Клинические проявления

Синдром нарушения всасывания. Состояние с различными проявлениями: диарея, усталость, отеки, апатия, потеря массы тела, пониженный аппетит, бледность, склонность к кровотечениям, парестезии и мышечные подергивания. При лямблиозе нарушаются процессы ассимиляции липидов, углеводов и многих витаминов. Механизмы участия паразита в нарушениях всасывания до конца не изучены, возможно, что скопления больших количеств лямблий на эпителии приводит к разрушению кишеч­ных микроворсинок.

Обычно лямблиоз протекает бессимптомно, но при массивном инфицировании возмож­но развитие энтероколитов с катаральными проявлениями (но не в виде диареи с примесью крови). Появляются через 1-3 нед после заражения. В типичных случаях отмечают потерю аппетита, невыраженные боли в

животе, метео­ризм, расстройства стула, иногда боли в правом подреберье.

Лабораторная диагностика. Обнаружить возбудителя довольно легко. Микроскопия фекалий выявляет цисты, а при диарее и трофозоиты. Вегетативные формы наиболее легко обнаружить при дуоденальном зондировании.

При хроническом лямблиозе необходимо проводить еженедельные контрольные обследования. Лямблий можно культивировать на искусственных средах либо выявлять серологически, но на практике эти методы обычно не применяют, т к. существуют более простые спосо­бы диагностики.

Профилактика аналогична таковой при прочих кишечных инфекциях.

       Трихомонады

Трихомонады — простейшие семейства Trichomonadidae, в организме человека обитают Т. tenax (Т. elongata) — комменсал ротовой полости (обычно выделяемый из зубных камней и кариозных дефектов зубов), Т. hominis — комменсал толстой кишки (в больших количествах выделяют при диспептических расстройствах, очевидно, играет определённую роль в осложнениях заболеваний толстой кишки у детей младшего возраста) и Т. vaginalis, вызывающая трихомоноз (трихомониаз). Для заболевания характерны комплексные поражения различных участков мочеполовой системы, выделяют из влагалища и мочеиспускательного канала женщин, мочеиспускательного канала и предстательной железы мужчин (человек единственный природный хозяин).

Морфология. Возбудитель имеет грушевидное тело 14-30 мкм длиной, удлинённое ядро, смещённое в передний конец и вакуолизированную цитоплазму. На переднем конце имеются 4 жгутика и ундулирующая мембрана, доходящая только до середины тела. Сквозь всё тело проходит осевая нить — аксостиль, выступающая на заднем конце в виде шипика. В пищеварительных вакуолях простейшего располагаются лейкоциты, эритроциты и бактерии, которыми этот паразит питается. Цист не образует.

Эпидемиология. Заболевание передаётся половым путём и распространено повсеместно; в США ежегодно заболевают около 3 млн женщин. Статистика РФ указывает аналогичные цифры. Заражения при бытовых контактах регистрируют очень редко. В среднем до 25% женщин, ведущих активную половую жизнь, инфицированы трихомонадами. Риск заражения коррелирует с частотой половых контактов. Заболеваемость среди мужчин сопоставима с распространённостью трихомоноза среди женщин.

Клинические проявления. У женщин Т. vaginalis вызывает острый или подострый вагинит. Заболевание носит перемежающийся характер — симптомы угасают при менструациях и беременности, что связано с переходом обычно кислого рН влагалища в щелочной, неблагоприятный для трихомонад. Обычны зуд, жжение, дизурические расстройства, боли при половых актах. Выраженность симптомов варьирует в течение недель и месяцев. Примерно в 75% случаев «свежего» трихомоноза наблюдают серозно-гнойные выделения. Скопления экссудата локализованы на задней стенке свода влагалища. Стенки влагалища гиперемированы, имеют характерный «земляничный» вид. Характер и вид выделений редко соответствуют их классическому определению как жидких, желтоватых и пенистых. При обследовании наблюдают воспалительные изменения слизистой оболочки влагалища и шейки матки. Для тяжёлых форм характерны множественные точечные кровоизлияния и эрозии слизистой оболочки. В настоящее время редко наблюдают типичные для трихомоноза гранулематозное воспаление и разрыхление эпителия шейки матки. У мужчин обычны поражения мочеиспускательного канала и предстательной железы, иногда эпидидимит. Симптомы обычно стёртые, что связано с удалением значительной части трихомонад при мочеиспускании, и включают дизурические расстройства и незначительные выделения.

Лабораторная диагностика включает микроскопию нативных и окрашенных метиленовым синим или по Романовскому—Гимзе препаратах. Для этого готовят мазки отделяемого мочеиспускательного канала из осадка центрифугированной мочи. Определенные сложности представляет идентификация неподвижных паразитов, находящихся внутри эпителиальных клеток. Один из основных признаков внутриклеточных форм — ромбовидное ядро (косточка сливы). В хронических случаях возбудитель может исчезать из мочеполового тракта и локализоваться в предстательной железе, что требует микроскопического исследования её секрета. Отрицательные результаты микроскопии не следует рассматривать как окончательные, обследование необходимо повторить через 2-3 недели. Для оптимизации диагностики желательно провести посев выделений или секрета предстательной железы на питательные среды.

 Балантидий (Balantidium coli)

Среди всех видов, обитающих в кишечнике человека, безусловно патогенное значение имеет лишь Balantidium coli — самый крупный представитель паразитических простейших человека. Балантидиаз (инфузорная дизентерия) — протозойная инфекция толстой кишки, вызываемая Balantidium coli; характерны диарея с изъязвлениями кишечной стенки (часто протекает бессимптомно).

Вегетативная форма. Ресничная инфузория, тело вытянутое, яйцеобразное, длина 30-150 мкм, ширина 30-100 мкм, передвигается с помощью ресничек, нередко вращаясь вокруг своей оси. Питается различными пищевыми частицами, включая грибы, бактерии и форменные элементы крови, для заглатывания которых имеет специальное образование цитостом (клеточный рот), окружённый 4-6 длинными ресничками.

 Ядерный аппарат представлен большим ядром (макронуклеус) и ядрышком (микронуклеус). У живых представителей иногда различимо без окраски в виде светового бобовидного пузырька.

Цисты округлые, с толстой оболочкой, равномерно окрашиваются раствором Люголя в жёлто-коричневый цвет.

Жизненный цикл. Балантидии - обитатели кишечника свиней, для которых мало патогенны. С испражнениями цисты попадают в окружающую среду, где могут сохраняться несколько недель. При попадании в организм человека в толстой кишке они дают начало вегетативной стадии.

Эпидемиология. Заболевание чаще регистрируют в областях, где развито свиноводство. Источник заражения — загрязнённая вода или пища. Больных и носителей не следует расценивать как источники заражения, т.к. в организме человека цисты образуются редко и в незначительных количествах, а заражение вегетативными формами практически невозможно.

Патогенез поражений аналогичен таковым при амебиазе. Некротизирующее действие на стенку кишечника опосредовано токсическими метаболитами и механическим повреждением эпителия. Патологоанатомическая картина язв при балантидиазе в общем не отличима от язв, вызванных Entoamoeba histolytica, но поражения носят более «плоский» характер.

Клинические проявления также похожи на амёбную дизентерию, однако абсцессов в печени не наблюдают (в литературе упомянуто 3 случая обнаружения балантидиев в содержимом лёгочных абсцессов). Подобно амёбной дизентерии балантидиаз часто протекает бессимптомно иногда в течение многих лет (до 20) и выявляется только на вскрытии. Некоторые авторы высказывают предположение, что человек может в течение длительного времени оставаться носителем балантидиев (обитают в просвете кишки). Лишь под влиянием факторов, ослабляю­щих организм (иммунодефицита, стрессы, нарушения питания), возбудители вызывают повреж­дения тканей стенки кишечника.

Лабораторная диагностика основана на микроскопии испражнений в подозрительных случаях. Каплю свежевыделенных испражнений помещают в физиологический раствор на предметное стекло и исследуют под малым увеличением. Балантидии хорошо видны благодаря своим размерам и активному движению.

Возбудитель с испражнениями выделяется периодически, что требует проведения повтор­ных анализов при отрицательных результатах. При вскрытиях возбудитель выделяют в редких случаях, т.к. он сохраняется в организме лишь в течение 4-6 ч. Балантидии можно культивировать in vitro на различных средах для простейших (например, на среде Plica).

Профилактика балантидиаза включает соблюдение правил личной гигиены, особенно при уходе за свиньями, разделке туш и изготовлении пищевых продуктов из свинины.

        Пневмоциста (Pneumocystis carinii)

        Пневмоцистоз, являясь причиной заболеваемости и летальных исходов у 65-85% больных СПИДом, относится к наиболее важным и значимым СПИД-индика-торным инфекциям.

До эпидемии СПИДа, Pneumocystis carinii был известен прежде всего как этиологический фактор инфекции, развивающейся у людей с врожденными или приобретенными иммунодефицитными состояниями (включая пациентов, получающих химиотерапию, реципиентов почечных трансплантатов, детей с недостаточностью белкового питания). В настоящее время инфекция, вызванная P. carinii,  преимущественно встречается у больных СПИДом. Заболевание чаще всего проявляется в виде пневмоцистной пневмонии.

Возбудитель пневмоцистоза — Pneumocystis carinii — внеклеточный паразит многих видов животных, которого отличает строгий тропизм к легочной ткани

Весь жизненный цикл пневмоцисты проходит в альвеоле. Вегетативная форма пневмоцисты - трофозоит - прикрепляется к эпителию легкого, выстланного альвеолоцитами I порядка. Физиологический контакт паразита с клетками хозяина осуществляется через систему микропиноцитозных пузырьков.

Спорозоит  представлен клетками овальной формы (2-3 мкм), окружёнными слизистой капсулой. После инвазии в ткани лёгкого спорозоиты дифференцируются в трофозоиты — плеоморфные клетки с тонкой клеточной оболочкой. Размножается делением; капсула делится в последнюю очередь, предварительно образуя перетяжку и разделяясь на две особи. При окраске по Романовскому-Гимзе окрашиваются в фиолетовый цвет, ядра — в тёмно-синий.

После ряда делений некоторые трофозоиты вступают в спорогонию (половой цикл размножения): паразитарное тельце увеличивается, заполняя всю цитоплазму, формируется стенка цисты, и ядро вступает в цикл последовательных делений. Образуется циста (диаметром 5-8 мкм), содержащая 8 спорозоитов.

При разрыве цисты высвобождаются спорозоиты, дающие при благоприятных условиях начало популяции трофозоитов.

Патогенез пневмоцистной инфекции определяется механическим повреждением интерстициальной выстилки легкого как самим паразитом, так и воспалительными клетками: стенки альвеол инфильтрируются мононуклеарами, клетки интерстиция — плазматическими клетками. Толщина альвеолярной стенки увеличивается в 5-20 раз против нормальной; повреждение сурфактанта приводит к ослаблению растяжимости альвеол при длительной экскурсии. Вследствие этих процессов развивается альвеолярно-капиллярный блок, приводящий к тяжелой аноксии и смерти больных от нарастающей дыхательной недостаточности. Лабораторная диагностика. Диагноз обычно устанавливается на основании цитологического  исследования бронхоальвеолярного лаважа или ткани легкого, полученного путем трансбронхиальной биопсии при бронхоскопии.

 Профилактика. Основной этап — раннее выявление и изоляция больных. Общие мероприятия аналогичны таковым при прочих респираторных инфекциях.