Патогенез и морфология малярии

Малярия, вызываемая внутриклеточным паразитом плазмодием, является инфекцией, широко распространенной по всему миру: ежегодно малярией заболевают 500 млн человек и умирают от нее более 1 млн человек. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, 90% летальных исходов малярии регистрируют в Африке южнее Сахары, где малярия — главная причина смерти детей до 5 лет.

P. falciparum вызывает тяжелую малярию, три других возбудителя малярии у человека (P. vivax, P. ovale и P. malariae), переносят москиты женского пола рода Anopheles, широко распространенные в Африке, Азии и Латинской Америке. В США каждый год диагностируют около 1500 новых случаев малярии среди путешественников или иммигрантов, в редких случаях заболевание возникает в результате укуса москита или переливания крови.

Мероприятия органов здравоохранения по контролю малярии, проведенные в международных масштабах в 1950-1980-х гг., потерпели неудачу: появились москиты, устойчивые к ДДТ и малатиону, и плазмодий, устойчивый к хлорохину и периметамину.

Жизненный цикл и патогенез малярии P.falciparum
Жизненный цикл P. falciparum. ICAM-1 — молекула межклеточной адгезии 1.

Жизненный цикл и патогенез. P. vivax, P. ovale и P. malariae ассоциируются с низким уровнем паразитемии и умеренной анемией, только в редких случаях наблюдаются разрыв селезенки и нефротический синдром.

Инфицирование P. falciparum характеризуется высоким уровнем паразитемии, тяжелой анемией, общемозговыми симптомами, почечной недостаточностью, отеком легких и возможностью летального исхода. Жизненные циклы Plasmodium sp. схожи, но P. falciparum отличается большей вирулентностью.

Контагиозная форма плазмодия — спорозоит — была найдена в слюнных железах москитов женского пола. Когда москит начинает пить кровь человека, спорозоиты попадают в его кровь и в течение короткого времени (буквально за несколько минут) внедряются в клетки печени, связываясь с рецептором на поверхности гепатоцита для белков плазмы тромбоспондина и пропердина. В клетках печени плазмодий быстро размножается, и при разрыве каждого инфицированного гепатоцита выбрасывается до 30 тыс. мерозоитов (бесполых гаплоидных форм). P. vivax и P. ovale формируют латентные гипнозоиты в гепатоцитах, которые вызывают рецидивы малярии после первичной инфекции.

После выхода из ткани печени мерозоиты плазмодия связываются с помощью своей молекулы, подобной лектину, с остатками сиаловой кислоты, входящими в состав молекул гликофорина на поверхности эритроцитов. Внутри эритроцитов паразиты растут в мембраносвязанной пищеварительной вакуоли, секретируя ферменты, гидролизирующие гемоглобин.

Трофозоит — первая стадия развития паразита в эритроците, которая выявляется по наличию единичного хроматинового тельца. На следующей стадии — образования шизонта — появляются множественные хроматиновые тельца, каждое из которых развивается в мерозоит. При лизисе пораженных эритроцитов мерозоиты внедряются в новые эритроциты.

Большинство паразитов малярии развиваются до мерозоитов, но развитие отдельных паразитов идет по пути образования половых форм, называемых гаметоцитами, которые инфицируют москита при укусе им человека, больного малярией.

P. falciparum, вызывающий более тяжелую форму болезни по сравнению с другими разновидностями плазмодия, имеет некоторые особенности, обусловливающие большую патогенность:

- P. falciparum в состоянии внедряться в эритроциты любого возраста, приводя к высокой паразитарной нагрузке и глубокой анемии. Другие разновидности плазмодия заражают только молодые или старые эритроциты, которые составляют меньшую фракцию эритроцитарного пула;

- P. falciparum инициирует склеивание между собой зараженных эритроцитов (формируются так называемые розетки) и прикрепление их к эндотелию мелких кровеносных сосудов (секвестрация), что блокирует кровоток. Несколько белков, включая эритроцитарный мембранный белок 1 P. falciparum (PfEMP1), формируют на поверхности эритроцитов выпуклости. PfEMP1 связывается с лигандами на эндотелиальных клетках, включая CD36, тромбоспондин, VCAM-1, ICAM-1 и Е-селектин. Церебральная форма малярии связана с ишемией вследствие сниженной перфузии ткани головного мозга, что и является главной причиной смерти от малярии среди детей;

- P. falciparum стимулирует продукцию большого количества цитокинов, таких как TNF, IFN-y и IL-1. Gp1-связанные белки, включая поверхностные антигены мерозоита, выходят из зараженных эритроцитов и инициируют секрецию цитокинов клетками (механизмы этих процессов пока не изучены). Эти цитокины подавляют эритропоэз, усиливают лихорадку, стимулируют продукцию оксида азота, повреждающего ткани, и индуцируют экспрессию эндотелиальных рецепторов для PfEMPl, что увеличивает секвестрацию эритроцитов.

Резистентность организма к плазмодию. Установлены два общих механизма резистентности макроорганизма к плазмодию:
(1) наследственные изменения эритроцитов;
(2) формирование иммунитета при повторном или длительном контакте с плазмодием, что уменьшает тяжесть малярии.

Устойчивость к малярии определяется мутациями в генах гемоглобина. Лица, которые являются гетерозиготами по гену серповидно-клеточной анемии с HbS, могут инфицироваться P. falciparum, но летальный исход маловероятен. Паразиты плохо растут или вообще погибают в условиях низкой концентрации кислорода в HbS. Географическое распределение индивидов с HbS и P. falciparum совпадает, что позволяет предположить эволюционную селекцию человека под влиянием паразита. HbC, другой вид гемоглобина, также защищает от тяжелой малярии, уменьшая пролиферацию паразита.

Устойчивость к малярии обусловлена отсутствием белков, с которыми паразиты должны связаться. P. vivax проникает в эритроциты, связываясь с антигеном Duffy системы группы крови. Многие африканцы, включая большинство гамбийцев, невосприимчивы к инфекции P. vivax, поскольку у них нет антигена Duffy.

Люди, живущие в эндемичных для плазмодия областях, часто приобретают частичную иммунообус-ловленную устойчивость к малярии, обеспечивающую легкое течение болезни. Антитела и Т-лимфоциты, специфические к плазмодию, уменьшают проявления болезни, хотя паразит имеет механизмы уклонения от иммунного ответа организма-хозяина. P. falciparum использует антигенную вариабельность, чтобы избежать взаимодействия с антителами с PfEMPl. В каждом гаплоидном геноме P. falciparum есть 50 вариаций генов, каждый из которых кодирует разновидности PfEMP1.

Механизм такой генной вариабельности неизвестен, но по крайней мере 2% паразитов меняют гены PfEMPl в каждом поколении. Цитотоксические Т-лимфоциты также могут влиять на устойчивость к P. falciparum, однако, несмотря на огромные усилия, успехи в создании вакцины против малярии незначительны.

Морфология. Инфекция P. falciparum первоначально вызывает спленомегалию (масса селезенки может превысить 1 кг). Поскольку паразиты находятся в эритроцитах, увеличивается фагоцитарная активность макрофагов селезенки, что используют в диагностике заболевания. При хронической форме малярии селезенка становится все более фиброзированной, с массивной капсулой и фиброзными трабекулами. Паренхима приобретает серый или черный цвет из-за содержащегося в фагоцитах гранулированного коричнево-черного, двоякопреломляющего свет гемозоина — малярийного пигмента. Кроме того, присутствуют многочисленные макрофаги с поглощенными паразитами, эритроцитами и детритом.

С прогрессированием малярии печень постепенно увеличивается и становится пигментированной. Клетки Купфера значительно нагружены малярийным пигментом, паразитами и продуктами распада клеток, некоторое количество пигмента также присутствует в паренхиматозных клетках. Пигментированные фагоцитарные клетки могут быть в костном мозге, лимфатических узлах, подкожно-жировой клетчатке и легких. Почки часто увеличены, клубочки содержат пигмент, а канальцы обтурированы гемоглобиновыми цилиндрами.

При злокачественной церебральной форме малярии, вызванной P. falciparum, сосуды головного мозга обтурированы инфицированными эритроцитами. Вокруг сосудов отмечаются периваскулярные геморрагии, которые, вероятно, связаны с локальной гипоксией и сосудистыми стазами, а также мелкие очаги скопления клеток воспаления (малярийные гранулемы или гранулемы Дерка). При более тяжелой гипоксии наблюдаются дегенерация нейронов, очаги ишемического инфаркта, а в отдельных участках — скудный воспалительный инфильтрат в мягких мозговых оболочках.

Неспецифическое гипоксическое поражение сердца может быть вызвано прогрессирующей анемией и циркуляторным застоем у лиц с хронической инфекцией.

У некоторых пациентов в миокарде обнаруживаются очаговые интерстициальные воспалительные инфильтраты. При развитии неиммунного отека легких или шока с ДВС возможен летальный исход, иногда в отсутствие других характерных изменений.

Морфология P.falciparum
Эритроциты, инфицированные P. falciparum,
распожены у стенки капилляра при церебральной форме малярии (окрашивание по Филду).

- Рекомендуем ознакомиться со следующей статьей "Патогенез и морфология бабезиоза"

Оглавление темы "Патофизиология инфекций":
  1. Патогенез и морфология риккетсиозов
  2. Патогенез и морфология кандидоза (молочницы)
  3. Патогенез и морфология криптококкоза
  4. Патогенез и морфология аспергиллеза
  5. Патогенез и морфология зигомикоза (мукоромикоза, фикомикоза)
  6. Простейшие вызывающие заболевания у человека
  7. Патогенез и морфология малярии
  8. Патогенез и морфология бабезиоза
  9. Патогенез и морфология лейшманиоза
  10. Патогенез и морфология африканского трипаносомоза

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: