Mikrosporídie

Mikrosporídie sú skupinou prvokov mikroorganizmov patriacich do triedy cnidosporídií. Ide o intracelulárne parazity, ktoré nie sú schopné existovať mimo hostiteľského organizmu. Existuje takmer 1 300 druhov, ktoré sú zastúpené takmer 200 rodmi. Toto je len zlomok skutočnej rozmanitosti mykorsporídií, ktorá už bola opísaná vo vedeckom svete: mnohí potenciálni infikovaní hostitelia neboli vyšetrení na prítomnosť týchto parazitov v tele. Hostiteľom môže byť takmer akékoľvek zviera – od prvokov až po človeka. Najväčší počet a rozmanitosť mikrosporídií predstavujú kôrovce a hmyz.

Ľudia sa môžu nakaziť čeľaďou microsporidiaceae zo šiestich rodov: Encephalitozoon, Pleistophora, Nosema, Vittaforma, Enterocytozoon a Microsporidium. Hoci niektoré parazity v tejto skupine pravdepodobne spôsobujú asymptomatické alebo prechodné črevné infekcie, mechanizmus infekcie mikrosporidiózou nebol dostatočne preskúmaný.

Mikrosporídie majú niekoľko jedinečných vlastností, ktoré demonštrujú ich výnimočnú prispôsobivosť intracelulárnemu parazitizmu. Ich spóry obsahujú súbor organel, ktoré sú pre ne jedinečné – extrúzny aparát. S jeho pomocou sa zdravá bunka infikuje prepichnutím membrány a uvoľnením spór priamo do cytoplazmy. Žiadny iný druh prvokov nemá podobný mechanizmus distribúcie svojich spór.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Štruktúra mikrosporídií

Genóm mikrosporídií je najmenší spomedzi všetkých buniek obsahujúcich jadro. V bunkách sa takmer nenachádzajú intróny a mitóza sa prejavuje vo forme uzavretej intranukleárnej pleuromitózy. Ribozómy mikrosporídií majú podobnú štruktúru ako ribozómy buniek s anukleárnou štruktúrou. Bunka nemá kinetozómy, lyzozómy ani častice rezervných živín. Predtým sa predpokladalo, že mikrosporídie nemajú mitochondrie, ale nedávno sa v nich našli malé mitozómy, ktoré slúžili ako dôkaz ich mitochondriálnej povahy.

Spóry majú zvyčajne trojvrstvovú membránu: glykoproteínovú exospóru, chitínovú endospóru a cytoplazmatickú membránu. Extrúzny aparát pozostáva zo zadnej vakuoly, kotviaceho disku, polaroplastu a polárnej trubice. Zadná vakuola má jednokomorovú alebo viackomorovú štruktúru. Niekedy vakuola obsahuje posterozóm. V momente uvoľnenia embrya do zdravej bunky sa okamžite zväčší a vytlačí spóru do polárnej trubice.
Polaroplast sa zvyčajne skladá z membrán kompaktne umiestnených v akomsi „obale“.

Polaroplast niekedy obsahuje vezikuly a tubulárne štruktúry. Polaroplast sa podieľa na vytváraní potrebného tlaku na vyvrátenie polárnej trubice, poskytuje polárnej trubici membránu a sporoplazmu, ktorá sa do nej dostáva. Polárna trubica je predĺžený, dvojmembránový útvar, usporiadaný do špirály a vychádzajúci z kotviaceho disku. Ich vzhľad a vývoj sa u mikrosporídií môže značne líšiť.

Životný cyklus mikrosporídií

Sporoplazma je jedno jadro obklopené malým množstvom cytoplazmy obsahujúcej ribozómy. Jadro sa nachádza v spóre. Keď spóra prenikne do vnútorného prostredia hostiteľskej bunky, sporoplazma si vytvorí vlastnú ochrannú cytoplazmatickú membránu, o ktorej sa doteraz veľa nevie.

Potom sporoplazma rýchlo rastie. V tomto bode má bunka minimum organel: posterozóm, ribozómy, hladké a drsné endoplazmatické retikulum.

S nástupom fázy sporogónie – sporontu – bunka získa ďalšiu membránu. V tejto fáze sa jadrá aktívne delia a tvoria plazmódie.

Mikrosporídie môžu vytvoriť ďalšiu schránku - sporofórový vezikul, ktorého vzhľad a veľkosť sa medzi jednotlivými druhmi výrazne líšia.

Sporoblast je medzistupeň vývoja od sporogonálneho plazmodia k spóre. Počas tohto obdobia sa aktívne vyvíjajú všetky membrány a kladú sa organely. Potom je postihnutá bunka zničená a výsledné spóry napádajú susedné zdravé bunky alebo sa vylučujú z tela pri hľadaní nového hostiteľa.

Mikrosporídie sa vyznačujú rôznymi životnými cyklami. Tento cyklus zahŕňa iba jedného hostiteľa (monoxenický) s tvorbou jedného typu spór, je typický pre 80 % známych druhov. Môže sa však medzi rôznymi druhmi značne líšiť: znaky sporogónie, počet a typy delení vo všetkých štádiách. Pre zvyšných 20 % môže životný cyklus prebiehať v dvoch alebo viacerých hostiteľoch s tvorbou rôznych typov spór, čo sa týka štruktúry a pridelených funkcií.

Klinický obraz a príznaky mikrosporidiózy

Mikrosporídie sú veľmi časté. Choroby spôsobené mikrosporídiami, ako aj spôsoby infekcie, ešte neboli dostatočne preskúmané. Mikrosporídie, ktoré môžu žiť v ľudských bunkách, postihujú aj zvieratá, divé aj domáce, ale zatiaľ nie je jasné, či sa ľudia nakazia od zvierat. Ľudia s potlačenou imunitou môžu byť prenášačmi. Spóry mikrosporídií sú prítomné vo vodných útvaroch, ale ani jeden prípad rýchleho šírenia choroby nepreukázal, že za to môže kontaminovaná voda. Mikrosporídie sa z tela hostiteľa vylučujú do vonkajšieho prostredia stolicou, močom a spútom. Predpokladá sa, že ľudia sa môžu nakaziť jeden od druhého, ale neexistujú presné údaje. S najväčšou pravdepodobnosťou sa črevná mikrosporídióza nakazí, keď parazit vstúpi cez ústnu dutinu. Hovoríme hlavne o infekcii spôsobenej Enterocytozoon bieneusi, ktorá postihuje gastrointestinálny trakt.

Mikrosporidiózu dýchacieho systému spôsobujú parazity, ktoré sa takmer nikdy nevyskytujú vo výkaloch, takže najpravdepodobnejším spôsobom infekcie je prach prenášaný vzduchom. Oči sú postihnuté v dôsledku priameho vniknutia parazita do spojovky. Výskum naznačuje, že mikrosporídie môžu napádať makrofágy a fibroblasty vlastnej sliznice.

Črevná mikrosporidióza je bežná, ale existuje mnoho variácií ochorenia: mikrosporidióza žlčovodov, očí, dutín, dýchacích ciest, svalových vlákien, diseminovaná mikrosporidióza, postihujúca obličky, pečeň, srdce a nervový systém.

Mikrosporídie, keď sú infikované, často spôsobujú akútnu alebo chronickú hnačku. Ľudia, ktorí podstúpili transplantáciu orgánov a následnú imunodeficienciu, majú väčšiu pravdepodobnosť infikovania mikrosporídiou. Niektoré prípady epilepsie sú spojené s napadnutím tela mikrosporídiami. Boli opísané prípady keratitídy a vredov rohovky, ktoré vznikli v dôsledku poškodenia Nosema ocularam, Vittaforma corneae a inými mikrosporídiami, ktoré doteraz neboli klasifikované. Mikrosporídie boli zistené pri zápale svalových vlákien. Nosema connori je príčinou diseminovanej mikrosporídiózy. Štvrtina až polovica prípadov dlhotrvajúcej hnačky neznámej etiológie u pacientov s imunodeficienciou je spojená s mikrosporídiami.

Parazity zvyčajne napádajú mladých ľudí s lymfocytmi menšími ako 100 µl, mikrosporidióza sa vyskytuje aj u detí s ťažkou imunodeficienciou. Deti, ktorých orgány sú postihnuté mikrosporidiózou, môžu zaostávať vo vývoji, pravidelne sa sťažovať na bolesti brucha a neustálu hnačku.

Enterocytozoon bieneusi napáda črevné bunky, spôsobuje zápal a poškodzuje klky, ale takmer nikdy nepreniká do vlastnej sliznice. Infekcia je obmedzená na gastrointestinálny trakt. Encephalitozoon intestinalis sa naopak často vyvíja mimo gastrointestinálneho traktu. Po vniknutí do žlčovodov vyvoláva ich zápal a nekalcifikovaný zápal žlčníka. U HIV-infikovaných ľudí môžu parazity napadnúť oči, dutiny a pľúca a dokonca sa vyvinúť do diseminovanej formy. Keratokonjunktivitída sa vyznačuje sčervenaním spojiviek, nepríjemnými pocitmi z vystavenia svetlu, problémami so zrakom, pocitom cudzieho telesa v oku. Okrem toho môžu mikrosporídie vyvolať rozvoj sinusitídy s uvoľňovaním hlienu a hnisu z nosa. Existujú prípady, keď sa parazit dostane do dolných dýchacích ciest; vtedy sa pri absencii príznakov ochorenia môže vyvinúť zápal pľúc alebo bronchitída. V niektorých prípadoch sa pri imunodeficiencii môže vyvinúť diseminovaná mikrosporídióza. Ktoré vnútorné orgány sú postihnuté, závisí od typu parazita. Encephalitozoon hellem napáda oči, močové cesty, dutiny a dýchacie orgány. Encephalitozoon intestinalis sa vyvíja v gastrointestinálnom trakte a žlčových cestách, vyskytujú sa prípady, keď napáda obličky, oči, dutiny, pľúca alebo priedušky. Encephalitozoon cuniculi je obzvlášť nebezpečný: je schopný šírenia a môže napadnúť takmer akýkoľvek orgán.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]

Choroby spôsobené mikrosporídiami

Rôzne formy infekcií spôsobených mikrosporídiami sa vyznačujú špecifickými znakmi.

1. Enterocytozoonóza (mikrosporídie druhu Enterocytozoon bieneusi). Patogén postihuje bunky tenkého čreva. Makroskopické štúdie zmien v črevnej sliznici nedokážu odhaliť. Pod mikroskopom však možno pozorovať porušenie tvaru enterocytov, poškodenie mikroklkov, proliferáciu krypt a zvýšenie počtu lymfocytov.

Patologické bunky postupne strácajú svoje klky a odumierajú, pričom sa uvoľňujú spóry, ktoré osídľujú nové zdravé bunky. Infekcia spôsobuje problémy s trávením potravy, sacharidy a tuky sa horšie vstrebávajú. Postupuje hnačka, ktorá trvá týždne a môže spôsobiť dehydratáciu. Nedostatok chuti do jedla spôsobuje úbytok hmotnosti.

Najčastejšie sa enterocytozoonóza vyskytuje na pozadí AIDS a vyvíja sa v diseminovanej forme, napáda dýchacie cesty a spôsobuje horúčku.
Môžete sa nakaziť fekálno-orálnou cestou. Prevencia ochorenia sa nelíši od prevencie črevných infekcií.

2. Encefalitozoonózy (mikrosporídie druhov Encephalitozoon cuniculi a Encephalitozoon hellem). E. cunculi napádajú makrofágy, krvné a lymfatické cievy buniek mozgu, pečene, obličiek a iných orgánov. Keď bunky v dôsledku infekcie odumierajú, spóry sa uvoľňujú do krvi a lymfy. Nástup encefalitozoonóz je akútny, sprevádzaný horúčkou a dysfunkciou postihnutých vnútorných orgánov. Ak infekcia zasiahla mozog, pacienti zaznamenávajú silné bolesti hlavy, podráždenie mozgových blán alebo dokonca meningeálny syndróm. Ak je postihnutá pečeň, vyskytujú sa príznaky hepatitídy, ak sú postihnuté obličky - príznaky nefritídy.

Najväčšie riziko ochorenia je u pacientov s AIDS. Zdrojom encefalitozoonóz sú zvieratá. Aby sa predišlo infekcii, je potrebné včas vykonať deratizáciu a dodržiavať pravidlá osobnej hygieny.

Encefalitozoon hellem u ľudí s imunodeficienciou je vinníkom keratokonjunktivitídy, zápalu obličiek a rozvoja zlyhania obličiek. Tento parazit sa vyvíja aj v dýchacích orgánoch, čo je sprevádzané horúčkou, kašľom, ťažkosťami s dýchaním, príznakmi intersticiálnej pneumónie. Často je postihnutých niekoľko systémov vnútorných orgánov súčasne. Infekcia sa dostáva od chorého človeka cez dýchacie orgány, ústnu dutinu alebo spojivku.

3. Invázia (mikrosporídie druhu Trachipleistophora hominis). Postihuje svalové vlákna, sprevádzané svalovou slabosťou, horúčkou, keratokonjunktivitídou. Ľudia a opice môžu ochorieť inváziou po nakazení kontaktom.
4. Septatóza (mikrosporídie druhu Septata intestinalis). Mikrosporídie najprv napádajú bunky črevnej sliznice a makrofágy. V ložiskách infekcie sa vyvíjajú vredy a nekróza. Potom sa patogén môže rozvinúť v iných orgánoch. Hlavným príznakom infekcie je chronická hnačka. Môže vyvolať zápal žlčníka a žlčovodov. Môžete sa nakaziť od chorého človeka prostredníctvom jedla alebo vody.
5. Nosema (mikrosporídie druhu Nosema connori). Ide o diseminovanú inváziu. Hlavnými príznakmi sú nevoľnosť, vracanie, silná hnačka a respiračné zlyhanie. Štúdie preukážu prítomnosť Nosema connori vo svalových tkanivách srdca, bránice, žalúdka a tenkého čreva, ako aj v stenách ciev v mnohých orgánoch, v obličkách, pečeni a pľúcach. K infekcii dochádza prostredníctvom potravy.
6. Nozema (mikrosporídie druhu Nosema ocularum) je zriedkavé ochorenie. Parazit žije v rohovke a vyvoláva vznik kombinovaného zápalu rohovky a cievnej membrány očnej buľvy a dokonca aj vredu rohovky.
7. Zamorenie (mikrosporídie druhu Vittaforma corneum) postihuje aj oči.
8. Invázia (mikrosporídie druhu Bruchiola vesicularum) napáda svaly a vyvíja sa u ľudí s imunodeficienciou.

[ 10 ], [ 11 ]

Ako zistiť mikrosporidiózu?

Mikrosporídie sa farbia niektorými činidlami, dávajú pozitívnu PAS reakciu, ale často nie sú rozpoznané: ich extrémne malá veľkosť (1-2 µm) a absencia známok zápalového procesu v susedných tkanivách to sťažujú. Mikrosporidiózu je najlepšie diagnostikovať pomocou elektrónového mikroskopu. Modifikované trojfarebné farbenie a PCR poskytujú vysoko kvalitnú diagnostiku.

Mikrosporidiózu možno podozriť, ak sa pacient sťažuje na chronickú hnačku, zápal spojiviek, problémy s dýchacím systémom, obličkami a pečeňou, ak príčina týchto ťažkostí nebola predtým zistená a testy nepreukázali prítomnosť vírusov, baktérií a iných prvokov.

Na overenie diagnózy sa odoberie ster stolice na analýzu. Ak existuje dôvod na podozrenie na diseminovanú mikrosporidiózu, odoberú sa na analýzu výtery z rohovky, močový sediment a biopsie sliznice močového mechúra a dvanástnika. Výtery sa zafarbia a následne je možné detegovať spóry patogénu, ktoré pôsobením činidla získajú červenkastú farbu, zatiaľ čo väčšina baktérií sa zmení na zelenú - farbu pozadia.

Elektrónový mikroskop zistí prítomnosť parazita v tkanivách: v bunkách sa nachádzajú spóry s charakteristickou polárnou trubicou.

Liečba

Neexistuje žiadna preukázaná liečba mikrosporidiózy. Albendazol neutralizuje E. intestinalis. Účinnosť sa preukázala aj u fumagilínu. Atovachón a nitazoxanid znižujú závažnosť symptómov, ale ich účinnosť v boji proti ochoreniu nebola skúmaná. U HIV-infikovaných jedincov sú prejavy mikrosporidiózy znížené antiretrovírusovou liečbou.

Je mikrosporídióza nebezpečná? Mikrosporídie sa často nachádzajú v telesných tkanivách bez toho, aby vykazovali akékoľvek príznaky alebo spôsobovali akékoľvek problémy. Najčastejšie sa infekcia stáva nebezpečnou až s progresiou imunodeficiencie u HIV-infikovaných ľudí alebo u príjemcov transplantovaných orgánov. Človek s normálnou imunitou sa však vo väčšine prípadov nemusí ničoho obávať.