Toxoplasma gondii является простейшим паразитом, одним из самых распространенных в мире. Жизненный цикл токсоплазмы включает широкий спектр хозяев: множество птиц и млекопитающих почти во всем мире. Заболевание, вызванное этим паразитом, называется токсоплазмоз.

Содержание
  1. Жизненный цикл
  2. Патогенез
  3. Токсоплазмоз – цикл развития и заражение

1 Жизненный цикл

Этот сложный эукариот имеет множество специализированных функций, которые хорошо подходят для его внутриклеточного образа жизни. Toxoplasma gondii является облигатным внутриклеточным протозойным патогеном, впервые описанным в 1908 году. Обозначение вида происходило от имени североафриканского грызуна (Ctenodactylus gondi), из которого был выделен этот паразит. Название рода происходит от греческого глагола toxon, что означает «лук» и относится к форме организма в виде полумесяца.

Токсоплазма

Токсоплазму впервые описали в 1908 году.

Клетки, поражённые токсоплазмой помечены краснымТоксоплазма относится к типу Apicomplexa, который состоит из внутриклеточных паразитов, имеющих характерно поляризованную клеточную структуру и сложную цитоскелетную и органелларную структуру на их апикальном конце.

Другие члены этого типа включают человеческие патогены Plasmodium (причина малярии) и Cryptosporidium, а также патогены животных Eimeria (причина кокцидиоза курицы) и Sarcocystis.

Бесполый жизненный цикл токсоплазмоза

Токсоплазма способна инфицировать и реплицировать практически в любой зародышевой клетке млекопитающих или птиц. Ее жизненный цикл разделен на кошачьи и некошачьи инфекции, которые соотносятся с половой и асексуальной репликацией соответственно. Асексуальный компонент состоит из двух разных этапов роста в зависимости от того, находится ли инфекция в острой или хронической фазе.

  1. Стадия тахизоита

Она определяет быстрорастущую форму паразита, обнаруженного в острой фазе токсоплазмоза. Тахизоиты имеют длину приблизительно 5 мкм и ширину 2 мкм. Они реплицируются внутри клетки с временем генерации от 6 до 8 ч (in vitro) до тех пор, пока они не выйдут из клетки, чтобы заразить соседние, как правило, после накопления от 64 до 128 паразитов на клетку.

Тахизоиды

Тахизоиды имеют длину 5 мкм.

Жизненный цикл развития токсоплазмы. У инфицированного животного тахизоиты дифференцируются в брадизоиты и образуют тканевые цисты, которые вначале появляются через 7-10 дней после первичного инфицирования. Эти цисты обнаруживаются преимущественно в центральной нервной системе и мышечной ткани, где они могут проживать в течение жизни хозяина.

  1. Хроническая стадия.

Развитие тканевых цист по всему телу определяет хроническую стадию бесполого цикла. Цисты, которые попадают через пищевую инфицированную ткань, разрываются, когда они проходят через пищеварительный тракт, вызывая высвобождение брадизоита. Эти брадизоиты могут затем инфицировать эпителий просвета кишечника, где они снова превращаются в быстро делящуюся стадию тахизоита для распространения по всему телу, тем самым завершая бесполый цикл.

При некоторой частоте внутри хозяина, по-видимому, наблюдается низкая скорость спонтанной реактивации, при которой брадизоиты дифференцируются обратно к тахизоитам. Как правило, иммунный ответ эффективно предотвращает распространение этих тахизоитов. Однако у хозяев с низким иммунитетом такая реактивация может быть неконтролируемой или более частой, что приводит к предположению о том, что паразиты могут активно обнаруживать пониженный иммунитет. Результат в любом случае может быть массивным и потенциально вести к рецидиву.

Половой цикл развития токсоплазмы

Половой цикл начинается, когда член семейства кошачьих употребляет либо ооцисты, либо ткани, инфицированные брадизоитовой цистой. Этот цикл ограничивается кошачьим кишечником и приводит к пролитию ооцист в кошачьих фекалиях. После созревания ооцисты (активированные после извлечения из кошки) становятся высокоинфекционными и выживают в окружающей среде в течение нескольких месяцев и, возможно, лет. Любое теплокровное животное, которое поглощает эти инфекционные ооцисты, становится хозяином для бесполого цикла (описанного выше).

Воспользовавшись высокой адаптируемостью и последующими перемещениями людей, домашняя кошка Felis catus колонизировала самые разнообразные среды обитанияСпорозоиты, высвобождаемые из ооцисты, будут инфицировать кишечный эпителий и дифференцироваться в стадию тахизоита.

 

После острой инфекции, характеризующейся распространением тахизоитов по всему телу, тканевые цисты возникают в результате дифференциации к стадии брадизоита. При проглатывании этих тканевых цист в сыром или недоваренном мясе от хронически инфицированного хозяина брадизоиты будут инфицировать кишечный эпителий следующего восприимчивого хозяина и дифференцироваться обратно на стадию тахизоита для завершения бесполого цикла.

Если поглощающее животное является кошкой, брадизоиты могут дифференцироваться в половые стадии, тем самым завершая полный жизненный цикл.

Воспользовавшись высокой адаптируемостью и последующими перемещениями людей, домашняя кошка Felis catus колонизировала самые разнообразные среды обитания, начиная от городских районов и заканчивая неантропогенными островами, сельскохозяйственными районами, засушливыми или полузасушливыми районами, деревнями или городами, от полярных до экваториальных климатических областей. Однако из-за поведенческой пластичности этот вид, плотность и структура популяции варьируются в зависимости от численности и распределения продовольственных ресурсов и приютов.

Выделение токсоплазм

Токсоплазмы во внешнюю среду выделяются только кошками, и никем более.

Никто, кроме кошек не выделяет токсоплазм во внешнюю среду, однако предварительно животное сьедает ооцистуСамые высокие плотности кошек встречаются в городских популяциях бездомных кошек локально более 1000 кошек/км². При этих высоких плотностях кошки образуют большую многолетнюю социальную группу и делятся своей территорией, а также доступными ресурсами. Большинство ресурсов предоставляются людьми.

В сельских районах плотность населения 100-300 кошек/км². У большинства кошек есть владелец, который обеспечивает питание, но кошки, как правило, могут бродить. Важная часть питания кошек является результатом хищничества: от 15 до 90% в зависимости от образа жизни кошки.

Половые и бесполые компоненты жизненного цикла потенциально независимы; в частности, бесполая фаза теоретически может проходить между промежуточными хозяевами до бесконечности. Степень, до которой половые и бесполые части общего жизненного цикла сообщаются друг с другом в природе, неизвестна.

2 Патогенез

У людей клиническое заболевание обычно ограничено либо лицами со слабым иммунитетом, либо врожденным заболеванием, вызванным острой инфекцией беременной матери. Тяжесть врожденных инфекций зависит от стадии беременности, когда возникает острая инфекция, и могут возникнуть спонтанные аборты или неврологические расстройства, такие как слепота и умственная отсталость.

За последние два десятилетия произошло резкое увеличение числа лиц с ослабленным иммунитетом и, следовательно, сопутствующее увеличение тяжелого токсоплазмоза. В этой последней группе пациентов токсоплазма является частой причиной внутримозговых очаговых поражений, приводящих к токсоплазматическому энцефалиту. Если его не лечить, токсоплазменный энцефалит может быть летальным, и поэтому это заболевание представляет собой серьезную проблему в сообществе СПИДа.

Симптомы

Заболевание вызывает ослабление иммунитета.

Из-за заболевания ухудшается иммунитет и общее самочувствие. Хотя текущая медикаментозная терапия (сульфонамид и пириметамин) эффективно убивает стадию тахизоита, такое лечение не устраняет хроническую стадию брадизоита, и поэтому необходима долгосрочная терапия. Ядовитые побочные эффекты этих препаратов в сочетании с их неспособностью устранить инфекцию делают необходимость более безопасного и эффективного лечения критической.

3 Токсоплазмоз – цикл развития и заражение

Чтобы внутриклеточный патоген получил вход в клетку, он сначала должен плотно соприкасаться с поверхностью клетки. Так как липидные мембраны хозяина и патогена обычно имеют отрицательный сетчатый заряд, для преодоления этой силы отталкивания требуется взаимодействие рецептор-лиганд и достижение твердой привязанности, необходимой как для подвижности, так и для инвазии. Т. gondii необычен среди известных внутриклеточных патогенов, будучи довольно беспорядочным в своей способности проникать в широкий спектр клеток-хозяев.

При культивировании in vitro этот паразит способен вторгаться почти в любой тип клеток млекопитающих и даже с в клетки насекомых и рыб.

Плазменная мембрана токсоплазмы состоит преимущественно из множества белков, которые связаны с мембраной гликозилфосфатидилинозитолом (ГФИ). Большая часть поверхности состоит из семейства белков, связанных с поверхностным антигеном SAG1. SAG1 является наиболее распространенным из этих поверхностных белков и вовлечен, по крайней мере частично, в начальные события прикрепления к мембране хозяина. Этот белок, очевидно, не является единственной молекулой паразита, участвующей в прикреплении.

Первый шаг в процессе инвазии (по крайней мере, in vitro) заключается в том, что паразит может скользить по поверхности клетки-хозяина. Затем паразит входит в клетку-хозяина. Вход происходит быстро, с сужением тела паразита. Вторжение токсоплазмы является активным процессом, отличным от известных в настоящее время эндоцитарных событий хозяина.

В то время как многие из основных явлений жизненного цикла токсоплазмы хорошо описаны, было идентифицировано относительно небольшое количество молекул, задействованных в ее развитии и прикреплении к хозяину. Многие из наиболее важных вопросов остаются без ответа.