Жизненный цикл трипаносомы кратко

В начале 20 века бразильский ученый Карлос Шагас объявил о существовании одноклеточного организма класса жгутиковых рода trypanosoma, способного вызывать серьезные заболевания у человека и животных и дал ему название трипаносома крузи в честь исследователя Освальдо Круза. Позднее к классификации простейших были добавлены еще две формы эндемичных микроорганизмов – родезийская и гамбиенс, распространенные в Восточной и Западной Африке.

Что такое трипаносома

Речь идет об одноклеточных паразитах, средой обитания которых являются млекопитающие, а переносчиками – насекомые. Коварство микроорганизма заключается в наличии у него механизма защиты от иммунитета человека и животного. Поражая организм хозяина, он умеет своевременно активизировать гены, которые скрывают его от иммунной системы, тем самым выигрывая время для размножения. Смертельно опасен для человека и других позвоночных.

Если в жизни человека паразит играет негативную роль, вызывая тяжелые заболевания и смерть, то в природе он является важным фактором естественного отбора, регулирующим численность других видов животных. Кроме того, одноклеточные жгутиковые участвуют в жизненном цикле термитов, располагаясь на время в их кишечнике и помогая хозяину переваривать клетчатку.

Строение

Взрослая особь, находясь в теле насекомого или человека, представляет собой одну продольно вытянутую клетку-митохондрию размером 12-70 мкр. Внутри состоит из цитоплазмы, ядра, дисковидного ДНК-содержащего кинетопласта, кинетосомы – небольшого образования, из которого берет начало жгутик. Волнообразная ундулирующая мембрана вместе со жгутиком выполняют двигательную функцию: последний тянется вдоль всего тела клетки и приподнимает мембрану, она изгибается и продвигает клетку в нужном направлении. Сверху клетка покрыта плотной гликопротеиновой оболочкой.

Жизненный цикл трипаносомы

Активность трипаносомы проявляется в организмах насекомых и млекопитающих, в других средах он существовать не может. Паразит попадает в пищеварительный тракт переносчика после того, как последний укусил зараженное животное, остается там примерно 20 дней, постепенно развиваясь и перемещаясь к слюнным железам насекомого. Носитель кусает жертву, зрелые особи переходят к новому хозяину – человеку или животному. 10 дней паразит находится под кожей хозяина, затем с кровью добирается до внутренних органов. Размножаясь, повреждает ткани и отравляет организм в целом.

Размножение

Во время укуса человек получает небольшое количество паразитов, увеличивается их численность в тканях организма. Размножение трипаносомы происходит бесполым путем, процесс называется продольным делением. Сначала в клетке реплицируется ДНК, затем – одновременно кинетопласт и ядро, формируется новый жгутик. В последнюю очередь, начиная с переднего конца клетки, происходит деление цитоплазмы.

Класс жгутиковых насчитывает несколько десятков видов паразитов. Они отличаются друг от друга продолжительностью жизненных циклов, природными резервуарами размножения, переносчиками и степенью патогенности для млекопитающих, но имеют схожие строение, способы размножения и циклы жизнедеятельности. Некоторые виды паразита способны вызвать у человека опасные патологии:

• Trypanosoma brucei gambience – имеет размер 17-28 мкм, распространена на территории Западной Африки. Переносится мухой цеце, живущей поблизости от жилища людей, конских стойбищ. Поражает человека, собак, свиней, селится в тканях головного и спинного мозга;
• Trypanosoma brucei rhodesience – возбудитель тяжелых быстротечных форм заболеваний. Переносчик – муха цеце, регион обитания – Восточная Африка. Поражает крупный рогатый скот и человека;
• Trypanosoma Cruzi – распространена в Южной и Центральной Америке, переносится триатомовыми клопами. Паразит проникает в ранку от укуса клопа или место расчеса кожи, если они загрязнены фекалиями клопа. Поражает печень, селезенку, сердце, мускулатуру и нейроны человека;
• Trypanosoma eouipedum (конская) – поражает лошадей и других домашних животных. Результатом поражения является так называемая случная болезнь лошадей, поскольку в процессе спаривания происходит дальнейшее распространение паразита.

Заболевания, вызываемые трипаносомой

Несколько разновидностей паразита вызывают у человека опасные патологии. Некоторые из них имеют хроническую форму, другие протекают быстро, оба случая дают высокую вероятность смертельного исхода. Заражение может произойти в зонах культурных ландшафтов, естественной природы. Чаще возбудитель сонной болезни настигает охотников, туристов, сезонных рабочих. Распространены следующие виды заболеваний:

• Сонная болезнь гамбийского типа – результат поражения паразитом типа гамбиенс. Выражается нарастающей мышечной слабостью, депрессией, истощением и сонливостью. Без лечения протекает около 5 лет, заканчивается летальным исходом;
• Сонная болезнь родезийского типа протекает более злокачественно, заканчивается смертью. На месте укуса возникает фурункул, начинается лихорадка, сопровождающаяся сильной головной болью. При отсутствии лечения смерть наступает через 9-12 месяцев.
• Болезнь Шагаса является результатом вторжения в организм микроорганизма типа крузи. Начало заболевания может протекать бессимптомно. Сопровождается воспалением сердечной мышцы, оболочек головного мозга, ЖКТ. На поздней стадии больные умирают от инфарктов, инсультов, сердечной недостаточности, в детском возрасте – от менингоэнцефалита. Смерть может быть внезапной.

На Земле насчитывается несколько сотен тысяч паразитирующих организмов, которые поражают не только животных, но и человека, а иногда одинаково охотно заселяют организм и тех, и других. Один из таких видов — трипаносома, одноклеточный тип, провоцирующий болезнь Шагаса и сонную болезнь. Ранее считалось, что эти патологии являются следствием вирусной инфекции, однако позже выяснилось, что причина серьезных нарушений — описанный возбудитель. Особую ценность для медицины имеет жизненный цикл трипаносомы, понимание которого позволяет рассчитать риски и предотвратить инфицирование человека и животных.

Описание возбудителя

Род трипаносом относится к классу низших организмов Mastigophora, которые не могут существовать без промежуточных и конечных хозяев. Именно в телах носителей происходит полный жизненный цикл развития, в ходе которого трипаносома может изменять свою форму и по-разному влиять на организм зараженного животного или человека.

Морфологическая структура паразита очень проста, так как он представляет собой примитивную клетку с оболочкой и цитоплазмой, в которую погружены все структуры:

• митохондрии;
• клеточное ядро;
• кинетосома — орган, отвечающий за передвижение, выходящий через оболочку в виде жгутика;
• кинетопласт, содержащий клетки ДНК организма.

Внешнее строение трипаносомы может отличаться в зависимости от того, внутри какого носителя находится паразит, а также от других факторов. Так, у промежуточных хозяев преобладают безжгутиковые инвазивные формы, в то время как у конечных они оснащены жгутиками и мембранами-плавниками, что позволяет им активно передвигаться по организму жертвы. Размеры трипаносома в любом виде имеет очень «скромные» — длина клетки обычно не превышает 40-70 мкм.

При проникновении в организм промежуточного или конечного хозяина одноклеточный паразит начинает синтезировать гены, которые в буквальном смысле отключают иммунитет жертвы. Благодаря этому он может беспрепятственно питаться.

Размножаются трипаносомы простым делением клетки, что позволяет ему полностью сохранять свойства материнского микроорганизма. Такой механизм стал причиной того, что паразит фактически не изменяется с течением времени.

Классификация возбудителя

В природе существует три вида трипаносом, которые отличаются ареалами распространения, промежуточными носителями и клиническими проявлениями инфекции. Некоторые из них представляют серьезную опасность для человека, а другие поражают только животных.

Как видно из таблицы, трипаносомы не могут передаваться от конечного носителя напрямую. Паразитам необходимо наличие промежуточного хозяина, в теле которого происходит трансформация клетки и многократная ее дупликация (деление на две одинаковые части).

Благодаря такой системе степень распространения паразитарной инфекции сохраняется на высоком уровне.

Жизненные циклы организма

Как большинство других паразитов, трипаносома должна пройти несколько этапов развития, чтобы стать опасной для человека или других теплокровных существ. Так как этот возбудитель является облигатным, то есть неспособным выживать во внешней среде, им постоянно требуется носитель — либо промежуточный, либо конечный.

В целом цикл состоит из двух этапов:

1. В теле насекомых, вид которых зависит от типа трипаносомы. Это может быть муха Цеце или американский клоп.
2. В теле теплокровных существ — человека, КРС, других животных.

Специалисты установили, что главным (конечным) носителем трипаносом являются перечисленные категории. Именно в их телах происходит усиленное размножение и питание паразита в его окончательной форме.

Промежуточный цикл развития

Свой жизненный путь новое поколение африканских и конских трипаносом начинает после того, как кровососущее насекомое укусило конечного носителя паразита. В его организм вредитель попадает в трипомастиготной форме, в которой он находится внутри конечного носителя — теплокровного существа. После попадания в передний отдел пищеварительного тракта мухи Цеце, клопа, клетки постепенно трансформируются в эпимастиготные.

Находясь в ЖКТ промежуточного хозяина, одноклеточный паразит усиленно размножается в течение трех недель. Чтобы покинуть тело насекомого, трипаносомам предстоит еще раз видоизмениться — преобразоваться в метацикличную инвазивную форму. Именно в таком состоянии они попадают в слюнные железы своего хозяина.

При нахождении в теле насекомых паразиты не вызывают каких-либо патологических изменений, хотя ученые озвучивают версию о возникновении у них тяги к более активному питанию.

В слюне мух и других гематофагов одноклеточные не преобразуются, но продолжают делиться. При благоприятных условиях их численность возрастает в несколько тысяч раз. Для передачи трипаносом теплокровным существам остается всего один шаг — укус насекомого. Вместе со слюной они попадают в верхние слои кожи, а затем по мельчайшим сосудам в кровоток.

Несколько иначе обстоит картина развития трипаносомы Крузи. В организм клопов возбудители проникают из тел так называемых депо-носителей — крыс, мышей, броненосцев. Главная особенность этого способа передачи состоит в том, что паразитирующие одноклеточные не покидают пищеварительный тракт насекомого. В нем они делятся и постепенно трансформируются до инвазивной формы, а затем выходят естественным способом во время дефекации.

Передача инфекции от промежуточного носителя к теплокровным животным осуществляется несколькими путями:

• фекалии клопа попадают на шерсть или кожу, откуда они проникают в пищеварительный тракт конечного носителя;
• частицы остаются на хоботке насекомого во время их взаимодействия с другими клопами, а затем переносятся на кожу;
• фекалии заносятся в микрораны во время расчесывания жертвой.

Далее метацикличные клетки попадают в кровоток хозяина и начинается очередной этап развития паразитов.

В плане инфицирования трипаносомами для человека опасны только клопы и другие кровососущие насекомые. Больной не может передать инфекцию напрямую.

Завершающий цикл развития

После проникновения в организм конечного носителя трипаносома в течение 10 дней находится в толще кожного покрова. За это время они практически не изменяются внешне — идет своеобразная адаптация паразита к новым условиям. Кроме того, на этом этапе одноклеточные начинают продуцировать особые гены, которые позволяют им избежать атаки иммунных клеток.

Затем паразиты проникают в лимфатическую и кровеносную систему и пассивно мигрируют по организму конечного носителя до тех пор, пока не попадут в подходящие для размножения условия. Чаще всего трипаносомы обитают в следующих местах:

• в цереброспинальном ликворе;
• в лимфоузлах и сосудах лимфатической системы;
• в оболочке головного мозга;
• в мышечных волокнах, в том числе в миокарде;
• в тканях внутренних органов.

Здесь они активно размножаются и выделяют в биологические жидкости, которые по сути являются токсичными для большинства теплокровных существ.

Чтобы продолжать жизнь, паразитам необходимо питание, в роли которого выступают углеводы и гликопротеины в плазме крови.

Во время нахождения в организме человека трипаносомы постоянно изменяют пептидные связи в своей оболочке. Как только иммунные системы обнаруживают паразита и начинают продуцировать клетки для их уничтожения, происходит перекодирование таких связей, в результате чего иммунитет вновь начинает искать причину сбоев.

Профилактика инфицирования

В регионах с высоким риском заражения трипаносомами фактически невозможно избежать контакта с насекомыми, питающимися кровью. Тем не менее, существует несколько способов уменьшить риск:

• репелленты и инсектициды;

• москитные сетки и защитные экраны;
• ловушки для насекомых;
• регулярное обследование населения и животных на предмет инфекции.

Также одним из методов борьбы служит уничтожение зарослей, в которых могут скрываться мухи и прочие переносчики.

Несмотря на то что ученым и населению хорошо известны пути передачи и методы борьбы с инфекцией, трипаносомы до сих пор имеют широкое распространение в отдельных регионах. Объясняется это тем, что большинство жителей не придают особого значения носительству, даже несмотря на риск летального исхода.

Дополнительно о трипаносомам будет рассказано в видео:

Трипаносомы, ляблия, трихомонада

Для представителей этого класса характерен гетеротрофный способ питания. Большая часть животных жгутиконосцев является паразитами животных или растений, но имеются сапротрофные организмы, питающиеся продуктами распада органических веществ, и хищники. Размножение – только бесполое: а) митотическое деление клетки надвое, б) множественное деление (шизогония) (рис. 1).

Класс животные жгутиконосцы подразделяется на отряды: 1) Кинетопластиды, 2) Дипломонады, 3) Трихомонадовые, 4) Многожгутиковые и др.

Отряд Кинетопластиды (Kinetoplastida)

Большая часть кинетопластид – паразиты животных, реже встречаются паразиты растений, еще реже – свободноживущие. У всех представителей этого отряда имеется кинетопласт, расположенный в основании жгутика. Жгутиков – один, два и более. Часто жгутик образует ундулирующую мембрану.

Возбудитель сонной болезни (Trypanosoma brucei gambiense, Trypanosoma brucei rhodesiense) – виды трипаносом, встречающиеся в ряде районов Африки. Паразитируют в организме человека и копытных млекопитающих. В организме хозяина локализуются в крови, лимфе, спинномозговой жидкости, тканях спинного и головного мозга. Переносчиком этих видов трипаносом является муха це-це. При сосании мухой крови больного животного или человека трипаносомы попадают в ее желудок, здесь размножаются и далее перемещаются в ее слюнные железы. Кусая человека, муха це-це вместе со своей слюной передает ему возбудителя болезни.

Для последних стадий заболевания характерны истощение, мышечная слабость, депрессия, нарастающая сонливость. Различают две формы сонной болезни: гамбийская и родезийская (рис. 2). Сонная болезнь гамбийского типа длится 6–10 лет, источником инвазии являются сам человек и домашние копытные (козы, овцы, свиньи), возбудитель – T. brucei gambiense.

Сонная болезнь родезийского типа длится 3–7 месяцев, протекает в более острой форме, заканчивается смертельным исходом. Источником инвазии являются дикие копытные (антилопы, носороги, буйволы), возбудитель – T. brucei rhodesiense. Лабораторная диагностика сонной болезни – микроскопирование мазков крови больного с целью обнаружения трипаносом (рис. 3). Заболевания, возбудитель которых передается через укус кровососущего насекомого или клеща, называются трансмиссивными.

Возбудитель болезни Чагаса (Trypanosoma cruzi) – вид трипаносом, встречающийся в Южной и Центральной Америке.

Эти трипаносомы паразитируют в организме человека, диких (броненосцы, муравьеды, опоссумы и др.) и домашних (собаки, кошки, свиньи) млекопитающих. В организме человека локализуются в клетках скелетной мускулатуры, сердечной мышцы, центральной нервной системы, надпочечников, ретикулоэндотелиальной системы. Переносчиком этого вида трипаносом является триатомовый, или поцелуйный клоп. При сосании клопом крови больного животного или человека трипаносомы попадают в его среднюю кишку, здесь активно размножаются, далее перемещаются в заднюю кишку и вместе с фекалиями выделяются наружу. Кусая очередного хозяина, клоп оставляет фекалии на его коже. Трипаносомы, содержащиеся в них, проникают в ранку от укуса или в место расчеса.

Симптомы болезни Чагаса разнообразны, зависят от того, какие именно органы заражены трипаносомой. Чаще встречаются поражение сердечной мышцы и связанные с этим нарушения сердечной деятельности. У детей младшего возраста болезнь протекает остро и часто заканчивается смертельным исходом. Лабораторная диагностика: а) микроскопирование мазков крови, б) ксенодиагностика (кормление незараженных клопов кровью больного человека, трипаносомы обнаруживаются в массовых количествах в кишечнике клопа на 10–20-й день).

Возбудитель кожного лейшманиоза (Leishmania tropica) – вид лейшманий, широко распространенный в странах тропического и субтропического пояса. Эти лейшмании паразитируют в организме человека и мелких грызунов (песчанки, суслики, хомяки, мыши, крысы). В организме человека локализуются в клетках кожи. Переносчиком лейшманий служат мелкие кровососущие насекомые – москиты (рис. 5А). В месте укуса москитом у человека образуются длительно (около года) незаживающие язвы. После заживления остается рубец. В Средней Азии и Закавказье кожный лейшманиоз называют пендинской язвой. Лабораторная диагностика основана на обнаружении лейшманий в отделяемом язв.

Возбудитель висцерального лейшманиоза (Leishmania donovani) – вид лейшманий, распространенный также в странах тропического и субтропического пояса. Паразитируют в организме человека, собак, шакалов, лис. В организме человека локализуются в клетках печени, селезенки, костного мозга, лимфатических узлов, ретикулоэндотелиальных клетках подкожной клетчатки. Переносчик – москиты (рис. 5Б). Болезнь проявляется в виде «упорной» лихорадки. Развивается анемия. Печень и селезенка очень сильно увеличивается в размерах. У детей заболевание часто заканчивается смертельным исходом. В Средней Азии и Закавказье висцеральный лейшманиоз называют кала-азаром.

Лабораторная диагностика основана на обнаружении лейшманий вкостном мозге, костный мозг получают чаще всего методом пункции грудины.

Отряд Дипломонады (Diplomonadida)

Лямблия (Lamblia intestinalis) паразитирует в организме человека, вызывая заболевание лямблиоз. Локализация – двенадцатиперстная кишка, вторично – протоки печени. Тело лямблии грушевидной формы счетырьмя парами жгутиков. Лямблия имеет два крупных ядра, присасывательный диск, которым прикрепляется к клеткам (рис. 6). Питается веществами, накапливающимися в зоне пристеночного пищеварения. Попадая в нижние отделы кишечника инцистируется. Циста является инвазионной стадией, попадаетв организм человека вместе с продуктами или водой. Лямблиоз у взрослых, как правило, протекает бессимптомно, у детей проявляется в форме нарушения пристеночного пищеварения, всасывания пищевых веществ. Лабораторная диагностика основана на обнаружении цист в фекалиях.

Отряд Трихомонадовые (Trichomonadida)

Урогенитальная трихомонада (Trichomonas vaginalis) паразитирует в протоках половой и выделительной систем человека, вызывая заболевание трихомоноз. Тело трихомонады овальной формы. От переднего конца отходят четыре свободных жгутика и один, связанный с ундулирующей мембраной. Трихомонада имеет одно ядро, цитостом (клеточный рот), аксостиль – опорный стержень, выступающий на заднем конце тела в виде шипа (рис. 7). Урогенитальная трихомонада не способна образовывать цисты. Заражение человека происходит при половом контакте, при использовании общих предметов (белье, полотенца, губки). У мужчин заболевание протекает бессимптомно. У женщин – в форме воспалительных процессов, имеющих затяжной характер. Лабораторная диагностика основана на обнаружении трихомонад в отделяемом мочеполовых путей.

Отряд Многожгутиковые (Hypermastigida)

Гипермастигиды, или многожгутиковые – обитатели кишечника насекомых, питающихся древесиной. Представители этого отряда имеют множество жгутиков, образующих пучки (рис. 8). Кроме жгутиков могут образовывать псевдоподии для захвата кусочков древесины. Внутри клетки – один или несколько аксостилей.

Многожгутиковые – полезные симбионты термитов. Эти жгутиконосцы выделяют фермент целлюлазу, переваривающий клетчатку. Термиты этот фермент не синтезируют, и без жгутиконосцев переварить древесину не способны.