Тема 3: Медицинская протозоология. Тип Инфузории.

Цель занятия: сформировать и закрепить у студентов профессиональные знания по определению основных классов простейших, их морфологии и жизненных циклов, освоить общие методы лабораторной диагностики протозоозов.

При подготовке к занятию должны проработать следующие вопросы теории:

1. Понятие термина простейшие.

2. Понятие медицинская протозоология.

3. Систематика паразитических простейших.

4. Морфология, питание, размножение, цикл развития паразитических простейших.

5. Общие методы лабораторной диагностики протозоозов.

6. Балантидий кишечный. Морфология, цикл развития. Лабораторная диагностика. Профилактика.

Используемая литература:

• Медицинская паразитология: лабораторная диагностика: учебник / В.П. Сергиев [и др.] Под ред. В.П. Сергиева, Е.Н. Морозова. – Ростов н/Д : «Феникс». 2017.

• Корнакова Е.Е. - Медицинская паразитология. / Е.Е. Корнакова. - М.: Академия, 2011.

• "МУК 4.2.3145-13. 4.2. Методы контроля. Биологические и микробиологические факторы. Лабораторная диагностика гельминтозов и протозоозов. Методические указания". 26.11.2013.

Дополнительная литература:

• Заяц Р.Г. Основы общей и медицинской паразитологии / Р.Г. Заяц, И.В. Рачковская, И.А. Карпов. – Ростов – на – Дону: Феникс, 2002.

• Яфаев Р.Х. Медицинская паразитология: Учебное пособие. / Р.Х. Яфаев. – Спб.: Фолиант, 2007.

После изучения этой темы Вы должны:

Уметь:

- классифицировать простейших;

- ориентироваться в методических указаниях по методам лабораторной диагностики протозоозов;

Знать:

- основные термины;

- строение и жизненные циклы паразитических простейших;

- основные методы лабораторной диагностики;

Вам необходимо следующее оснащение:

- методическая разработка;

- учебник: Медицинская паразитология: лабораторная диагностика под ред. В.П. Сергиева;

- лекционный материал;

- "МУК 4.2.3145-13. 4.2. Методы контроля. Биологические и микробиологические факторы. Лабораторная диагностика гельминтозов и протозоозов. Методические указания". 26.11.2013.

I. Методический материал

Простейшее – одноклеточный эукариотический самостоятельный организм со всеми метаболическими функциями, на которые способны многоклеточные организмы.

Гетерогенную группу простейших относят к царству Protista  (др.-греч. πρώτιστος «самый первый, первейший»), подцарству Protozoa (простейших).

Большинство представителей одноклеточных – свободноживущие организмы, обитающие в водной среде или влажной почве. Часть простейших в ходе эволюции в качестве среды обитания выбрали многоклеточные организмы растений, животных или человека.

В настоящее время известно около 70 000 видов простейших, около 10 000 видов ведут паразитический образ жизни; более 50 из них являются специфическими паразитами человека и еще десятки видов - факультативными паразитами человека.

Медицинская протозоология – наука, изучающая морфологию и экологию простейших, которые являются возбудителями болезней человека, их взаимоотношения с хозяевами и окружающей средой, а также вызываемые ими заболевания и меры борьбы с ними. Медицинское значение имеют представители трех типов: Sarcomastigophora, Apicomplexa и Ciliophora (Infusoria).

Тип	Подтип	Класс	Отряд	Роды, виды
Sarcomastigophora	Mastigophora	Zoomastigophora	Kinetoplastida	Leishmania tropica L.donovani, L. Mexicana, L. braziliensis Trypanosoma cruzi,T. brucei gambiense T. brucei rhodesiense
			Retortomonadida	Chilomastix mesnili Retortomonas intestinalis
			Diplomonadida	Lamblia (Giardia) intestinalis (кишечная)
			Trichomonadida	Pentatrichomonas hominis Trichomonas vaginalis (urogenitalis) T. tenax (gingivalis) Dientamoba fragilis
	Sarcodina	Lobosea	Amoebida	Entamoeba coli , Entamoeba hartmanni Iodamoeba bütschlii, Endolimax nana Entamoeba polecki, Entamoeba histolytica Entamoeba gingivalis, Acanthamoeba Blastocystis hominis
			Schizopyrenida	Naegleria fowleri
Apicomplexa		Sporozoasida	Eucoccidiorida	Toxoplasma gondii Cryptosporidium parvum (мелкая, маленькая) Sarcocystis hominis Isospora natalensis, Isospora belli Plasmodium vivax, P. ovale, P. Malaria, P. falciparum
			Piroplasmida	Babesia bigemina, Babesia bovis, Babesia ovis
Ciliophora		Litostomatea	Vestibuliferida	Balantidium

Саркодовые (Sarcodina): эти простейшие способны к передвижению с помощью псевдоподий (ложноножек), форма тела непостоянная.

Жгутиковые (Mastigophora): форма тела постоянная, органами передвижения являются жгутики (один или несколько).

Реснитчатые (Ciliophora, Infusoria): клетки инфузорий покрыты большим количеством ресничек, с помощью которых они передвигаются.

Споровики (Sporozoasida): неподвижные или передвигающиеся за счет особого «скользящего» движения паразиты, которые имеют особый аппарат проникновения в клетку.

Морфология простейших. Простейшие имеют микроскопические размеры порядка 3 – 200 мкм. Паразитические формы обитают на поверхности тела (эктопаразиты), в полостях тела или в тканях хозяина (эндопаразиты). Тело простейших состоит из одной клетки. Клетки простейших имеют органеллы, типичные для всех клеток эукариот (митохондрии, рибосомы, центриоли и другие органеллы), и специальные органеллы для движения, питания, выделения и защиты.

Форма тела простейших разнообразна: непостоянная как у амебы или удлиненная, веретеновидная как у трипаносом. Клетка покрыта мембраной, у некоторых кроме наружной мембраны имеется эластичная оболочка — пелликула (лат. pellicula — шкурка, кожица) — наружный уплотнённый слой цитоплазмы белкового происхождения (жгутиконосцы, инфузории и др.). Более плотная кутикула - образование  на поверхности  тела  простейших,  выполняющее  защитную и  опорную функцию. В состав входят хитин, минеральные вещества, высокомолекулярные липиды.

Цитоплазма простейших разделяется на наружную, более плотную (эктоплазму) и внутреннюю (эндоплазму), которые различимы под микроскопом. В цитоплазме находится ядро — одно или несколько (наследственный материал, хромосомы).

Рис. 1. Строение животной клетки.

Питаются простейшие микроорганизмами и органическими веществами. Пища поступает в клетки простейших с помощью пиноцитоза, фагоцитоза, осмоса и активного переноса веществ через мембрану. Пища, которая поступила в клетку, переваривается в пищеварительных вакуолях, заполненных пищеварительными ферментами. Выделение продуктов обмена и избытка воды происходит через поверхность тела, а также с помощью специальных сократительных вакуолей. Газообмен у простейших осуществляется всей поверхностью тела путем осмоса.

Рис. 2. Схема фагоцитоза.

Размножение простейших происходит бесполым или половым способом. Бесполое размножение происходит путем деления клетки на две (митоз) или несколько клеток (шизогония). В результате из одного организма образуется два или несколько новых организмов. При половом размножении две равные или различные по размеру и строению клетки (мужская и женская гаметы) сливаются друг с другом, образуя зиготу, которая затем начинает размножаться бесполым путем. Половой процесс происходит путем копуляции (споровики, амебы) или коньюгации (инфузории). У некоторых паразитов (споровики) происходит чередование бесполого и полового процесса.

Рис. 3. Бинарное деление.	При бинарном делении надвое первым делится ядро, затем образуется перетяжка и удлинение цитоплазмы. Дочерние хромосомы расходятся к противоположным полюсам и две одинаковые дочерние клетки отделяются друг от друга.
Внедрение паразита в эритроцит Выход размножившихся мерозоитов в кровь Рис. 4. Шизогония.	Множественное деление (шизогония) наблюдается у ряда паразитических простейших (споровики - малярийный плазмодий). Сначала ядро материнского организма многократно делится, что ведет к образованию многоядерного шизонта. Затем вокруг каждого ядра обособляется участок цитоплазмы и шизонт распадается на многочисленные мелкие дочерние особи (мерозоиты), что влечет за собой быстрое накопление паразитов в теле хозяина.
Рис. 5. Копуляция: 1,2 –изогаметы; 3 – слияние изогамет; 4 – зигота; 5,6 – макро- и микрогаметы; 7 – оплодотворение; 8 – зигота.	Копуляция – вид полового процесса, при котором клетки-организмы превращаются в гаметы и попарно сливаются, образуя зиготу. При этом две особи приобретают половые различия. Происходят объединение и рекомбинация наследственного материала, поэтому особи генетически отличны от родительских. Характерна для жгутиковых.
♂ ♀ Рис. 6. Коньюгация.	При конъюгации гаметы не образуются. У инфузорий два ядра — макро- и микронуклеус. Инфузории размножаются делением надвое. При этом микронуклеус сначала делится митотически. Из него формируются стационарное и мигрирующее ядра, имеющие гаплоидный набор хромосом. Затем две клетки сближаются, между ними образуется протоплазматический мостик. По нему происходит перемещение в цитоплазму партнера мигрирующего ядра, которое сливается со стационарным. Формируются обычные микро- и макронуклеусы, клетки расходятся. Происходит обмен (рекомбинация) наследственной информацией, поэтому потомки генетически отличаются от своих родителей. В дальнейшем они размножаются бесполым путем. Схема конъюгации у инфузорий:  1 - микронуклеус (ми) и макронуклеус (ма);  2 - первое деление микронуклеусов, видны 4 хромосомы в каждом;  3 - второе деление, при котором число хромосом редуцируется до 2;  4 - по 3 из образовавшихся микронуклеусов уплотняются и гибнут;  5 - третье деление микронуклеуса;  6 и 7 - обмен ядрами, (♂ подвижное,  ♀  остающееся  в клетке ядро;  при их слиянии восстанавливается двойной набор хромосом);  8 - 10 - образование нового макронуклеуса за счёт деления микронуклеуса.

Простейшие способны передвигаться с помощью псевдоподий, жгутиков или ресничек. Они способны реагировать на различные раздражения посредством фототаксиса, хемотаксиса, термотаксиса и других двигательных реакций.

В неблагоприятных условиях многие одноклеточные образуют цисты - неподвижная стадия жизненного цикла; характеризуется замедленным обменом веществ, близким к состоянию анабиоза. Циста у простейших формируется как защитная реакция в ответ на неблагоприятные факторы среды: уменьшение количества воды, снижение температуры и др. При этом клетка сжимается, принимает округлую форму, отбрасывает или втягивает внутрь органиоды движения, перестает питаться, покрывается плотной наружной оболочкой, которая защищает от высыхания, колебания температуры, воздействия ядовитых веществ.

Также, цисты способствуют расселению простейших.

При попадании в благоприятные условия происходит эксцистирование – превращение цисты в вегетативную форму (трофозоит).

Рис. 7. Выход амебы из цисты.

Основные жизненные формы: Трофозоит (вегетативная стадия) и Циста.

По особенностям жизненного цикла простейших можно разделить на группы:

• Вегетативная форма (половая трихомонада), цист не образуют.

• Чередование вегетативной стадии и стадии цисты (амебы, лямблии).

• Вегетативная форма со сменой хозяев и размножением бесполым путем (трипаносомы, лейшмании).

• Вегетативная форма со сменой хозяев и чередованием бесполого и полового размножения (малярийный плазмодий).

Паразитических простейших относят к истинным паразитам, для которых паразитизм является эволюционно закрепленной формой существования. Это предполагает не только точное повторение стадий жизненного цикла, но и специфичность выбора хозяев, определенный механизм проникновения в тело хозяина, локализацию в конкретных тканях и органах, а также наличие адаптаций, позволяющих сохранить вид как таковой.

Паразитирование простейших в организме человека вызывает формирование специфических иммунных реакций со стороны хозяина, которые проявляются, в основном, в виде гуморального иммунитета – образования антител.

При паразитировании простейших в просвете кишечника, половых или мочеполовых путях, когда отсутствует контакт паразита с клетками крови хозяина, иммунные реакции выражены слабо.

Контакт паразита с иммунными клетками, например, при паразитировании в крови или в период миграции по кровеносным и лимфатическим сосудам приводит к появлению специфических антител. Однако следует отметить, что некоторые простейшие обладают адаптациями для уменьшения реакции хозяина на паразита. К ним можно отнести внутриклеточный паразитизм (малярийный плазмодий, лейшмании), внутритканевая локализация (балантидий), изменение антигенной структуры при смене жизненных стадий (трипаносомы).

В тех случаях, когда в крови человека появляются специфические антитела против паразита, при лабораторной диагностике заболевания используются различные иммунологические методы.