Чем питается малярийный плазмодий
Малярия
Малярия
Малярия (уст. «болотная лихорадка») – тяжелое, жизнеугрожающее заболевание из числа протозойных паразитозов. Вообще, практически все болезни, вызываемые микроорганизмами подцарства простейших (protozoa), отличаются тяжелыми клиническими проявлениями, зачастую упорным течением и устойчивостью к терапии, а иногда и высокой летальностью. Подробнее о наиболее характерных особенностях и отличиях протозойной формы жизни можно узнать в статьях «Болезни, вызываемые простейшими» и «Простейшие. Амебиаз». Учитывая высокую социальную значимость и тенденцию к учащению заболеваний этой группы, Лахта Клиника настоятельно рекомендует ознакомиться с указанными материалами.
Эволюционная линия приматов, впоследствии развившаяся в современного Homo Sapiens, малярией болеет, как минимум, 50 тысяч лет. Весьма интересна история формирования видовой иммунной защиты от возбудителя (к сожалению, врожденный иммунитет у человека не выработался, как не вырабатывается и приобретенный); не менее интересна история исследований в этой области, отмеченная несколькими Нобелевскими премиями – эти сведения есть, например, в Википедии.
Малярия по сей день остается одной из наиболее смертоносных болезней человека. По уровню летальности она на пятом месте среде всех инфекционных заболеваний и на первом – среди паразитарных. Распространение характеризуется отчетливой эндемичностью: в наибольшей степени поражена Африка (откуда, по всей вероятности, и происходит возбудитель), страны Индокитая, Центральной и Южной Америки. Ежегодная заболеваемость то возрастает, то снижается, однако в целом за последние полвека она выросла в несколько раз, и не последнюю роль в этом играют интенсивные миграционные процессы, развитие различных форм туризма, а также адаптивность и жизнестойкость возбудителя, присущая протозойным культурам вообще. В настоящее время малярией заболевают, по данным многочисленных международных антималярийных организаций, от 250 до 600 миллионов человек в год, и около миллиона ежегодно умирает (по другим источникам, ежегодная летальность достигает 3 млн чел). Это чудовищная, совершенно недопустимая для третьего тысячелетия статистика свидетельствует о том, что малярию отнюдь не приходится считать «почти побежденной болезнью из прошлого» (такое представление нередко встречается в нашей стране, где, тем не менее, малярией заболевают тоже, причем тенденция к ухудшению эпидемиологических показателей отмечается и в России). Более 90% заболеваемости и летальности территориально относится к африканским странам, поэтому при поездках туда (и в другие тропические или субтропические зоны) необходимо принимать защитные меры.
Возбудитель
Малярийный плазмодий – простейшее класса спорозойных (куда входит также единственный известный на сегодняшний день представитель токсоплазмы – Toxoplasma gondii). Род плазмодиев насчитывает более 200 видов, из них для человека опасны пять (ранее патогенными считались четыре, и не факт, что пятью видами проблема исчерпывается на самом деле). Переносчиком выступают многочисленные виды комара-анофелеса, в России широко распространенного почти повсеместно. Кровососущими являются, как известно, только самки. Специалисты постоянно разъясняют, что фруктовый комар-долгоножка, которого мы с детства привыкаем считать «страшным и больно кусающимся малярийным комаром», никакого отношения к малярии не имеет и вообще питается не кровососанием.
Малярийный плазмодий от человека к человеку может распространяться тремя путями: трансмиссивным (через комара, который служит окончательным хозяином для гаметного размножения), трансфузионным (через шприц или переливание крови) и трансплацентарным (от инфицированной беременной женщины к плоду). Заражение от теплокровных животных теоретически возможно, но на практике случается крайне редко. Определенные антитела к возбудителю иммунная система вырабатывает, однако иммунитет обычно является нестойким и не исключает ни повторного заражения, ни рецидивов малярии в клинически значимых формах.
Как и большинство протозойных культур, малярийный плазмодий отличается сложным, многофазным жизненным циклом. Доклиническая, латентная форма малярии протекает как внутриклеточный паразитоз в гепатоцитах – паренхиматозных клетках печени, куда с кровью проникают спорозоиты (инактивная, «выжидательная» форма возбудителя, открытая всего около 30 лет назад). Из одного спорозоита путем бесполого деления образуется несколько десятков тысяч мерозоитов, – эритроцитарной формы, которая затем снова попадает в кровь и в дальнейшем паразитирует на красных кровяных тельцах, укрепляясь на их поверхности. Пораженный эритроцит погибает. Размеры малярийного плазмодия зависят от стадии жизненного цикла и варьируют от 1 до 6 микрометров – для мира простейших это один из самых мелких размеров.
У некоторых видов паразитического плазмодия спорозоиты или, вернее, спящая гипнозоитная форма может оставаться в печени годами, сохраняясь способность к рецидивной активизации.
Инкубационный период от момента заражения до клинической манифестации может достигать 10 месяцев, но у неиммунных лиц развивается уже через две недели.
Симптоматика
Как следует из устаревшего названия (см. выше), доминирующим симптомом малярии выступает лихорадка, причем т.н. пирогенный порог, – минимальная концентрация паразитов в крови, при котором наступает сенсибилизация к чужеродному белку и развивается гипертермия, – у больного повышается с каждым рецидивом, то есть новые приступы требуют более многочисленного присутствия плазмодия в организме. Если при первичной инфекции бывает достаточно нескольких особей на один микролитр крови, то у частично иммунокомпетентных лиц (например, у жителей эндемичных по малярии регионов) пирогенный порог может достигать нескольких тысяч на 1 мкл.
Различают четыре клинических формы малярии: трех- и четырехдневная, овале-малярия и тропическая малярия. Каждая форма отличается определенной спецификой, но анемия (обусловленная массовой гибелью эритроцитов), увеличение селезенки и печени, а также приступообразная лихорадка присущи всем формам.
В продромальной стадии возможны головные боли, миалгии и артралгии, слабость, «разбитость»; далее начинаются приступы жара, озноба, потливости, после чего наступает облегчение и больной, как правило, засыпает. На высоте клинических проявлений возможны подъемы температуры до 40-41° и нарушения высшей нервной деятельности вплоть до психотических симптомов. Наиболее тяжелая форма угнетения ВНС, – глубокая малярийная кома, – характеризуется практически стопроцентной летальностью.
К очень тяжелым последствиям приводит малярия в период гестации, – как для беременной женщины, так и для плода. Тяжелые осложнения со стороны урогенитальной, нервной, дыхательной, билиарной, сердечнососудистой и других систем организма вообще присущи больным малярией, независимо от пола и возраста.
Диагностика
Наиболее информативным и распространенным методом диагностики малярии является микроскопия образца крови. Реже применяют иммунологические (иммуноферментные) методы; в отдельных случаях прибегают к дорогостоящему генетическому анализу ПЦР (полимеразная цепная реакция).
Лечение
С ХVII века и по настоящее время основным лечебным средством остается хинин – алкалоид, получаемый из коры хинного дерева. Попытки использовать альтернативные препараты, например, хлорохин, закончились плачевно из-за формирования резистентности у возбудителя. Та же ситуация может повториться с дорогим, но эффективным препаратом артемизинином, который сейчас служит хорошей альтернативой хинину.
Поэтому исключительно важно «долечиваться до конца», не прекращая прием препаратов при первом улучшении и, тем более, не занимаясь самолечением.
Наилучшим средством борьбы с малярией по сей день остается уничтожение переносчика: это вполне реально и позволяет добиться кардинального сокращения заболеваемости. Однако у большинства эндемичных стран такой возможности нет, – в силу низкого социально-экономического развития, – как нет и возможности осуществлять широкомасштабные лечебно-профилактические мероприятия на государственном уровне.
В настоящее время активно ведется разработка противомалярийных вакцин и прививок, проходят клинические испытания некоторые экспериментальные препараты, однако до начала их серийного производства и повсеместного практического применения пройдет, по-видимому, еще несколько лет.
Малярийный плазмодий на комариной свадьбе
Всякий самец в период размножения вынужден принимать в расчет соперников. Малярийные комары Anopheles gambiae выработали удивительное брачное приспособление, благодаря которому самки после спаривания теряют интерес к другим самцам и физическую возможность повторного оплодотворения. От этого комары получают некоторые преимущества, а люди — повышенную вероятность заразиться малярией.
Молекулярный механизм исследователи сейчас детально разбирают, но общая картина выглядит следующим образом. Полученный от самца 20Е стимулирует синтез белка MISO (mating-induced stimulator of oogenesis) в половых путях самки. Именно этот белок регулирует дальнейшие изменения ее физиологии и переключение на развитие и откладывание яиц. Оплодотворенные комарихи, не синтезирующие MISO, не могут сформировать яйца, даже если напьются крови.
Исследователи установили, что 20Е и MISO влияют на гены, контролирующие цитоскелет и работу мышц в нижнем отделе полового тракта самок, благодаря чему повторное оплодотворение становится физически невозможным. Не исключено, конечно, что самки после копуляции просто меняют поведение, например, покидают рой, где встречаются с самцами. Но вероятность таких изменений невелика. Ученые проводили лабораторные эксперименты по принудительному спариванию комаров. Самки при этом были обездвижены. После повторной копуляции пробку (а у самок A. gambiae она — признак произошедшего оплодотворения) обнаружили только у 9% комарих, а у самок, которых в первый раз спарили с самцами, не синтезирующими 20Е, повторное оплодотворение произошло у 33%. Так что дело, очевидно, не только в поведении.
Самцы A. gambiae получают от такого механизма размножения несомненную выгоду, поскольку устраняют конкурентов. Но белки, стимулирующие развитие яиц, в то же время ослабляют врожденный иммунитет самок, что увеличивает их восприимчивость к малярийному плазмодию. Так в результате особенностей размножения A. gambiae становятся идеальными переносчиками малярии.
Филогенетический анализ рода анофелесов показал, что общий предок Anopheles пробок не образовывал и 20Е не синтезировал. Эти особенности возникли у самцов после того, как ветвь A. albimanus отделилась от остальных около 100 млн лет назад. Сначала появились пробки — аморфные, затем плотные, — и вскоре после этого самцы начали синтезировать 20Е. Реверсии признака ученые не обнаружили.
В лаборатории сотрудники Фламинии Каттеручча делали инъекции 20Е девственным самкам комаров A. gambiae и A. arabiensis, которые в естественных условиях получают много гормона при копуляции. Получив порцию 20Е и попив крови, девы теряли интерес к копуляции и откладывали стерильные яйца. Длительность невосприимчивости к повторному спариванию зависела от полученной дозы гормона. На самок A. albimanus, которые в естественных условиях пробку вообще не образуют, инъекции не подействовали. Исследователи полагают, что если подобрать вещества, действующие на самок малярийных комаров подобно 20Е, и использовать эти стерилизующие соединения, возможно, в комбинации с инсектицидами, эти меры могли бы поспособствовать сокращению популяции малярийных комаров.
Что такое малярия? Причины возникновения, диагностику и методы лечения разберем в статье доктора Александрова Павла Андреевича, инфекциониста со стажем в 13 лет.
Определение болезни. Причины заболевания
Малярия, или болотная лихорадка (Malaria) — группа протозойных трансмиссивных заболеваний человека, вызываемых возбудителями рода Plasmodium, передающимися комарами рода Anopheles и поражающими элементы ретикулогистиоцитарной системы и эритроциты.
Возбудитель малярии
Тип — простейшие (Protozoa)
Класс — споровики (Sporozoa)
Отряд — гемоспоридий (Haemosporidia)
Продолжительность экзоэритроцитарной шизогонии (тканевого размножения):
Продолжительность эритроцитарной шизогонии (размножения в эритроцитах, то есть в крови):
Ареал обитания малярийных комаров
Малярия — распространённая паразитарная болезнь, характерная для стран с жарким климатом:
Источник инфекции — больной человек или паразитоноситель (исключение — зоонозная малярия knowlesi, источником которой могут являться длиннохвостые и свиные макаки).
Специфический переносчик — комар рода Anopheles (более 400 видов), который и является окончательным хозяином возбудителя инфекции. Человек же является лишь промежуточным хозяином. Комары активны в вечернее и ночное время. Большую роль играет наличие воды, поэтому наибольшее распространение инфекции наблюдается во влажных местах или в период дождей. Сам комар никак не страдает от наличия паразитов.
Заразиться от человека напрямую при случайном контакте (например, сидя рядом, при рукопожатии, поцелуях и т. п.) невозможно.
Распространение малярии возможно при наличии:
Существует так называемая «аэропортовая малярия», когда заражённый комар попадет на самолёте из эндемичной страны в другие страны и может укусить человека, который никогда не был за границей.
Факторы риска
Группы повышенного риска заражения:
Симптомы малярии
Инкубационный период зависит от вида возбудителя:
Выделить чёткие отличия в проявлениях болезни, вызванных разными возбудителями (P. falciparum, P. vivax, P. ovale и P. malariae), практически невозможно, особенно в ранний период. Разница возможна лишь в период разгара и выражается интервалом между типичными приступами.
Основной синдром заболевания — специфическая общая инфекционная интоксикация, которая протекает в виде малярийного приступа. Начинается чаще в первой половине дня со сменой фаз озноба, жара и пота. Иногда предшествует продрома (недомогание). Приступ начинается с озноба, больной не может согреться, кожные покровы становятся бледными, холодными на ощупь и шероховатыми (продолжительность — 20-60 минут). За это время человек теряет до 6000 ккал. Затем начинается жар (температура тела в течение 2-4 часов повышается до 40°С). Затем наступает период повышенного потоотделения (снижается температура тела, улучшается общее самочувствия). В межприступный период самочувствие человека можно охарактеризовать как состояние «после банкета». Далее всё снова повторяется.
В среднем возможно около 10 малярийных приступов. К этому моменту в крови появляются антитела, которые вызывают частичную гибель плазмодиев, однако паразиты изменяют свою антигенную структуру и могут вызывать повторные заболевания. Если это брадиспорозоиты, то после последней серии приступов наступает длительная ремиссия, но весной следующего года процесс начинается снова. Отличительная особенность малярии Knowlesi — ежедневные приступы, тогда как при других формах малярии межприступный интервал может длиться несколько суток (у трёхдневной и овале-малярии повторный приступ возникают через день, у четырёхдневной — через два дня, у тропической — длительные приступы без чёткой периодичности).
При осмотре можно выявить различные степени угнетения сознания (исходя из тяжести заболевания). Положение больного так же соответствует степени тяжести болезни. Проявляется болезненность мышц и суставов.
В период приступа есть некоторая вариабельность вида кожных покровов в зависимости от вида возбудителя:
Периферические лимфоузлы не увеличиваются. Со стороны сердечно-сосудистой системы характерна тахикардия, понижение артериального давления, при четырёхдневной малярии встречается шум «волчка», приглушение тонов. В лёгких выслушиваются сухие хрипы, тахипноэ (учащённое поверхностное дыхание), повышение ЧДД, сухой кашель. При тяжёлой степени появляются патологические типы дыхания. Со стороны желудочно-кишечного тракта наблюдается снижение аппетита, тошнота, рвота, вздутие живота и синдром энтерита (воспаление тонкого кишечника), гепатолиенальный синдром (увеличение печени и селезёнки). Нередко темнеет моча.
Клинические критерии малярии:
Особенности проявления малярии у детей
Патогенез малярии
Комары различных видов рода Anopheles, выпивая кровь больного человека (за исключением зоонозной малярии), дают доступ крови больного в свой в желудок, куда попадают половые формы плазмодиев — мужские и женские гаметоциты. Прогресс спорогонии (полового развития) венчается формированием многих тысяч спорозоитов, которые, свою очередь, в значительных количествах накапливаются в слюнных железах комара. Таким образом, кровососущий комар становиться источником опасности для человека и сохраняет заразность до 1-1,5 месяцев. Инфицирование восприимчивого человека случается при укусе инфицированного (и заразного) комара.
Далее спорозоиты посредством тока крови и лимфы (находятся в крови около 40 минут) проникают в печёночные клетки, где происходит их тканевая шизогония (бесполое размножение) и формируются мерозоиты. В этот период наблюдается клиническое благополучие. В дальнейшем при тропической и четырёхдневной малярии мерозоиты полностью покидают печень, а при трёхдневной и овале-малярии могут длительно квартировать в гепатоцитах.
После периода латенции наступает эритроцитарная шизогония (рост и размножение в эритроцитах бесполых форм паразитов), оканчивающаяся массивным поступлением паразитов в кровь и развитием характерного малярийного пароксизма. В сосудистое русло попадают токсические продукты жизнедеятельности плазмодиев, различные пигменты, мерозоиты и части распада эритроцитов.
Учитывая тот факт, что в реализации приступа первостепенное значение имеет количество паразитов и аллергическая перестройка организма, следует считать, что малярийный приступ — это ответная реакция предварительно подготовленного (сенсибилизированного) организма на действие антигенов — пирогенных белков, высвобождающихся при разрушении заражённых эритроцитов. Неоднократно повторяющееся разрушение эритроцитов приводит к анемии и развитию аутоиммунных процессов (образование антител к самим эритроцитам). Увеличивается кровенаполнение печени, селезёнки и костного мозга, что усугубляет анемию. Происходит повышение концентрации гемомеланина, что приводит к гиперплазии эндотелия и фиброзным изменениям в сосудах. Приступы сопровождаются сужением периферических сосудов в период озноба, а в период жара — расширением. Это подталкивает организм к повышению синтеза кининов и, как следствие, к повышению проницаемости сосудистой стенки и вязкости крови, а также к ослаблению кровотока, что в свою очередь приводит к гиперкоагуляции и ДВС-синдрому.
Развитие гемоглобинурийной лихорадки (black water fever) связано с массивным внутрисосудистым гемолизом (разрушение эритроцитов с выделением гемоглобина) и дефицитом глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы в эритроцитах (шоковая почка).
Малярийный энцефалит развивается при склеивании эритроцитов в капиллярах головного мозга и почек с образованием эритроцитарных тромбов, что в совокупности с общим процессом ведёт к повышению проницаемости стенок сосудов, выходу плазмы во внесосудистое русло и отёку мозга.
Малярия у беременных протекает очень тяжело, с частым развитием осложнений, характерен синдром злокачественной малярии. Летальность, по сравнению с небеременными, выше в 10 раз. При заболевании матери в первом триместре характерно значительное повышение риска абортов и гибели плода. Возможно внутриутробное заражение, ведущее к задержкам развития и клинико-лабораторным признакам малярии у новорождённого.
Дифференциальная диагностика:
Классификация и стадии развития малярии
Виды малярии по степени тяжести:
Осложнения малярии
Чем опасна малярия при беременности
Диагностика малярии
Основа лабораторной диагностики малярии — микроскопия крови методом толстой капли (выявление малярийного плазмодия) и тонкого мазка (более точное установление вида плазмодия). При подозрении на малярию исследование следует повторять до трёх раз независимо от наличия лихорадки или апирексии. В некоторых бедных странах Африки анализ может быть ошибочным, поэтому при подозрении на малярию лечение нужно проводить до того, как установлен точный диагноз.
Как сделать анализ крови на малярию
Для диагностики малярии проводятся следующие исследования:
Лечение малярии
Первая помощь при малярии заключается том, чтобы при малейших признаках заболевания (повышение температуры тела, озноб после посещения южных стран) незамедлительно посетить врача или вызвать скорую помощь. Заниматься самолечением — опасно для жизни.
Для лечения малярии все больные госпитализируются в инфекционное отделение больницы, нахождение заболевшего дома не допускается.
Для лечения применяют противомалярийные препараты. Если нет возможности провести анализ для выявления возбудителя, а вероятность малярии высока (выражены симптомы, неблагоприятный по заболеванию регион), то следует сразу начать лечение.
Резистентность инфекции
Предотвращение рецидивов малярии, вызванной P. vivax и P. ovale
Профилактика поздних рецидивов вызванных P. vivax и P. Ovale заключается в полном и своевременном лечении больных с последующим неоднократным лабораторным контролем излеченности и проведением диспансерного наблюдения (до двух лет).
Исходя из состояния больного и проявлений болезни, назначается комплекс патогенетической и симптоматической терапии (дезинтоксикация, противоаллергические средства, восстановление функции печени).
Критерии выздоровления:
Прогноз. Профилактика
При своевременно начатом лечении и отсутствии осложнений чаще всего пациент полностью выздоравливает. При запоздалом лечении (тем более у представителей европеоидной расы ) и развитии осложнений прогноз неблагоприятен.
Основа профилактики — борьба с переносчиками инфекции и возбудителем заболевания. Она включает:
Проблемой является развитие у комаров устойчивости к инсектицидам – средств для их уничтожения. При длительном применении через несколько поколений у комаров появляется способность выживать при контакте с ядовитым веществом. Возможными мерами для борьбы с этим является разработка новых инсектицидов и чередование применения уже существующих.
Противомалярийные препараты
Приём противомалярийных препаратов является одним из высокоэффективных средств предотвращения болезни, особенно при поездках в регионы высокого и среднего риска заражения. Её следует проводить до выезда в опасный регион с учётом страны: преимущественного распространения в ней вида паразита и его устойчивости к лекарствам. Как правило, препараты хорошо переносятся. Стоит помнить, что малярия — опасная болезнь, которая даже при начатом лечении может привести к смерти, поэтому предупреждение и профилактика очень важны.
Не стоит применять для профилактики средства, не имеющие научной доказательной базы, например гомеопатию – это может стоить жизни.
ВОЗ рекомендует следующие препараты:
Доза препарата рассчитывается исходя из массы тела. Важно помнить, что ни один режим химиопрофилактики малярии не обеспечивает полной защиты, однако соблюдение рекомендованной схемы приёма лекарств существенно снижает риск смертельной болезни. Некоторые препараты следует начать принимать за 2-3 недели до поездки, поэтому к инфекционисту за профилактикой лучше обратиться за 3-4 недели до предполагаемого отъезда.
Существуют виды комаров, которые имеют иммунитет к малярийным плазмодиям, при этом последние, попав в комара, погибают, и такой комар не является источником опасности. Есть гипотеза о возможном замещении по всему миру диких комаров на селекционно отобранных и ликвидации таким образом малярии.
Также эффективно осушение болот, низменностей и лишение комаров естественной природной среды. Путешественникам следует находиться в тёмное время суток в жилых защищённых помещениях, особенно вне городов. Беременным и людям из групп риска по тяжёлому течению лучше воздержаться от поездок в опасные регионы.
Людям, вернувшимся из поездок в тропические страны с высоким риском заражения, не следует быть донорами крови или органов в течении одного года.
Вакцины против малярии
Деятельность ВОЗ по эпиднадзору
Эпидемиологический надзор за малярией — систематическая деятельность по сбору, анализу и интерпретации данных о заболевании. Такие данные нужны для планирования, проведения и оценки мер по охране здоровья населения.