Giemsa-Färbung
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PARASITOLOGIE Parasiten im engeren Sinne sind tierische (Protozoen, Metazoen) oder pflanzliche Lebewesen, die auf Kosten anderer Lebewesen (Tiere oder Pflanzen) - ihrer Wirte - leben, ohne diese unmittelbar zu töten, sie jedoch durch Nahrungsentzug, durch ihre Ausscheidungen oder nur durch bloße Raumforderung schädigen und dadurch parasitäre Krankheiten hervorrufen können. Parasitismus ist im Tierreich äußerst weit verbreitet: Mindestens ein Viertel aller Tierarten der Erde besteht aus Parasiten oder macht zumindest eine parasitäre Phase durch. Alle übrigen Arten dienen als Wirte. Parasitismus findet sich in allen Tierklassen - von den Protozoen bis zu den Vögeln und Säugetieren; in der Arktis und Antarktis ebenso wie in der Tiefsee. Viele Parasitenspezies sind noch unbekannt. Nur für einen relativ kleinen Teil der tierischen Parasiten - vorzugsweise sind es Protozoen und Würmer ist der Mensch obligatorischer Wirt oder Gelegenheitswirt. Parasiten haben äußerst mannigfaltige Erscheinungsformen der Anpassung sowie sehr komplizierte Strategien der Wirtsfindung und -erkennung oder der Auseinandersetzung mit dem Immunsystem ihrer Wirte entwickelt. Die meisten Parasiten des Menschen kommen in den Tropen, in Ländern der "Dritten Welt" vor, sind Erreger von Tropenkrankheiten. Neben dem Klima sind mangelnde Hygiene und Essgewohnheiten die wichtigsten Faktoren der Verbreitung der Parasiten. Der ständig wachsende Fernreiseverkehr und der Zustrom von Menschen aus Entwicklungsländern konfrontiert alle Bereiche der Medizin zunehmend auch mit Parasitosen. Die Kursstunde will einige wenige Beispiele veranschaulichen. PROTOZOEN (EINZELLER) Einige wichtige parasitische Protozoen des Menschen: ART SITZ KRANKHEIT Blut, Liquor Schlafkrankheit (chronisch) Blut, Liquor Schlafkrankheit (akut) Blut, Gewebe (Vermehrung nur im Gewebe) Makrophagen (RES, v. a. von Milz, Leber, Knochenmark, Lymphknoten) Makrophagen der Haut Chagas-Krankheit Haut, Nasen- und Rachenschleimhaut Mukokutane Leishmaniose (Espundia) Urethritis Flagellaten (Geißeltierchen) Trypanosoma brucei gambiense Vektor: Tsetsefliege (Glossina morsitans/palpalis) Trypanosoma brucei rhodesiense Vektor: Tsetsefliege (Glossina morsitans/palpalis) Trypanosoma cruzi Vektor: Raubwanze (Rhodnius prolixus) Leishmania donovani Vektor: Sandfliege (Phlebotomus spp.) Leishmania tropica Vektor: Sandfliege (Phlebotomus spp.) Leishmania brasiliensis Vektor: Sandfliege (Lutzomyia spp.) Trichomonas vaginalis Giardia lamblia / intestinalis Fluor vaginalis, Urethra (Mann und Frau) Duodenum, Gallenwege Viszerale Leishmaniose (Kala Azar) Kutane Leishmaniose („Orientbeule“) Giardiasis, Lambliasis Rhizopoden (= Wurzelfüßler) Entamoeba histolytica Dientamoeba fragilis Entamoeba coli (häufigste) Entamoeba hartmanni Jodamoeba bütschlii Endolimax nana Acanthamoeba spp. Hartmanella spp. Naegleria spp. Lumen u. Wand des Amoebiasis Kolons; Abszesse in der Leber u. a. Organen (z. B. Lunge) Kolon fraglich pathogen Kolon kommensal. apathogen freilebend, fakultativ parasitisch (NasenRachenraum, Meningen, Gehirn) Meningoenzephalitis, Keratitis ART SITZ KRANKHEIT Leberparenchym und Erythrozyten Malaria tertiana Ovale-Malaria Malaria quartana Malaria tropica ZNS, Herz, Skelettmuskulatur RES, Dünndarm RES, Dünndarm Toxoplasmose Sporozoen (=Sporentierchen) a) Hämosporidien Plasmodium vivax Plasmodium ovale Plasmodium malariae Plasmodium falciparum Vektor: Mücke (Anopheles spp.) b) Kokzidien Toxoplasma gondii Isospora belli Sarcocystis spp. Cryptosporidium parvum Mikrosporidien (Enterocytozoon bieneusi, Encephalitozoon intestinalis, Enc. hellem) Dünndarm; bei Immunschwäche gesamter Gastrointestinaltrakt, Gallenwege, Pankreas, Lunge Isosporose Sarkozystose (Sarkosporidiose) Kryptosporidiose Ziliaten (= Wimperntierchen) Balantidium coli Kolon Balantidenruhr, Balantidose TOXOPLASMEN Toxoplasma gondii kann sich nur intrazellulär vermehren und kommt in Geweben von Vögeln, Säugetieren und Menschen (Zwischenwirte) als Ruhestadium -„Bradyzoiten“- in großer Zahl innerhalb von sogenannten Zysten („parasitäre Pseudozysten“) vor. Bei akuten Infektionen werden beim Platzen der befallenen Zellen kurzfristig gleich aussehende, sich rasch vermehrende „Tachyzoiten“ freigesetzt (Länge ca. 5m). Ähnlich wie bei Malaria-Plasmodien, bei denen eine geschlechtliche Vermehrung in der Anophelesmücke stattfindet, erfolgt bei T. gondii eine geschlechtliche Vermehrung (Kernaustausch) in der Dünndarmwand der Katze (Endwirt). Als Resultat der Infektion der Katze werden von dieser mit dem Kot in nur begrenzter Zeit (2 – 3 Wochen) sogenannte Oozysten ausgeschieden. Oozysten sind erst nach 2 Tagen infektiös. Aufgabe 1: Toxoplasma gondii Ausgeteiltes Präparat nach Giemsa färben und mikroskopieren. GIEMSA-FÄRBUNG 1. Ausstrich auf den Objektträger bringen 2. lufttrocknen lassen 3. 5 Min. mit Methylalkohol fixieren 4. abgießen, verdunsten lassen 5. 20 – 30 Min. mit Giemsa-Gebrauchslösung färben 6. mit Wasser abspülen und lufttrocknen lassen Anfertigung der Giemsa-Gebrauchslösung: 1 Tropfen Giemsa-Stammlösung auf 1 ml Pufferlösung http://www.dpd.cdc.gov/dpdx Members of the cat family (Felidae) are the only known definitive hosts for the sexual stages of T. gondii and thus are the main reservoirs of infection. Cats become infected with T. gondii by carnivorism . After tissue cysts or oocysts are ingested by the cat, viable organisms are released and invade epithelial cells of the small intestine where they undergo an asexual followed by a sexual cycle and then form oocysts, which are then excreted. The unsporulated oocyst takes 1 to 5 days after excretion to sporulate (become infective). Although cats shed oocysts for only 1 to 2 weeks, large numbers may be shed. Oocysts can survive in the environment for several months and are remarkably resistant to disinfectants, freezing, and drying, but are killed by heating to 70°C for 10 minutes. Human infection may be acquired in several ways: A) ingestion of undercooked infected meat containing Toxoplasma cysts ; B) ingestion of the oocyst from fecally contaminated hands or food ; C) organ transplantation or blood transfusion; D) transplacental transmission; E) accidental inoculation of tachyzoites. The parasites form tissue cysts, most commonly in skeletal muscle, myocardium, and brain; these cysts may remain throughout the life of the host. PLASMODIUM Beim Menschen wird Malaria von 4 verschiedenen Plasmodien-Spezies verursacht: Plasmodium falciparum - Malaria tropica Plasmodium vivax - Malaria tertiana Plasmodium ovale - Malaria tertiana Plasmodium malariae - Malaria quartana 1880 stellte ein französischer Offizier in Algerien, Alphonse Laveran, als erster fest, dass Malaria durch Parasiten verursacht wird, und 17 Jahre später konnte Ronald Ross (britischer Offizier in Indien) demonstrieren, dass die AnophelesMücke Malaria überträgt. Die häufigste und auch gefährlichste Form der Malaria ist die Malaria tropica. In Afrika (besonders südlich der Sahara) überwiegt P. falciparum, in Zentral- und Südamerika wie auch im Nahen Osten und Indien ist P. vivax häufiger. Jährlich sterben >1 Mio. Menschen durch Malaria (>90% sind Kinder <5 Jahre). Der Vektor für Malaria ist die Anopheles-Mücke. Die Plasmodien-Parasiten können sich nur in der Mücke entwickeln (sexuelles Vermehrungsstadium) bei ambienten Temperaturen zwischen 16° und 33°C und einer Höhenlage unter 2000m. Eine „Semi-Immunität“ gegen Malaria entwickelt sich bei Menschen, die die ersten Infektionen überleben und auch wiederholt infiziert werden. Diese SemiImmunität schützt nicht vor einer Infektion, sondern vor einem tödlichen Verlauf der Infektion. The malaria parasite life cycle involves two hosts. During a blood meal, a malariainfected female Anopheles mosquito inoculates sporozoites into the human host . Sporozoites infect liver cells and mature into schizonts , which rupture and release merozoites . (Of note, in P. vivax and P. ovale a dormant stage [hypnozoites] can persist in the liver and cause relapses by invading the bloodstream weeks, or even years later.) After this initial replication in the liver (exo-erythrocytic schizogony ), the parasites undergo asexual multiplication in the erythrocytes (erythrocytic schizogony ). Merozoites infect red blood cells . The ring stage trophozoites mature into schizonts, which rupture releasing merozoites . Some parasites differentiate into sexual erythrocytic stages (gametocytes) . Blood stage parasites are responsible for the clinical manifestations of the disease. The gametocytes, male (microgametocytes) and female (macrogametocytes), are ingested by an Anopheles mosquito during a blood meal . The parasites’ multiplication in the mosquito is known as the sporogonic cycle . While in the mosquito's stomach, the microgametes penetrate the macrogametes generating zygotes . The zygotes in turn become motile and elongated (ookinetes) which invade the midgut wall of the mosquito where they develop into oocysts . The oocysts grow, rupture, and release sporozoites , which make their way to the mosquito's salivary glands. Inoculation of the sporozoites into a new human host perpetuates the malaria life cycle . http://www.dpd.cdc.gov/dpdx Diagnose der Malaria: Die Fragen: Wo waren Sie? Wann waren Sie dort? Was haben Sie dort getan? - sollten heute Bestandteil jeder Anamnese sein! a) Dicker Tropfen: mit der Ecke eines Objektträgers oder einer Nadel wird ein kleiner Blutstropfen auf etwa Zweicentgröße verstrichen. Etwa 1 Minute rühren (mechanische Hämolyse); Lufttrocknung (2 Stunden!). Anschließend (ohne Fixierung!) Färbung nach GIEMSA. Also: wässrige Hämolyse der Blutkörperchen, Konzentration und Färbung der Parasiten. Die GIEMSAFärbung ist die Methode der Wahl zum Nachweis aller Blutprotozoen. Hier kann jedoch keine Speziesdiagnose gemacht werden. b) Ausstrich: Lufttrocknung, Fixieren (Methanol) und Färben nach GIEMSA. Die Erythrozyten bleiben wegen der Alkoholfixierung erhalten. Feindarstellung der Parasiten. Wichtig: dünne Ausstriche. CAVE! Eine negatives Ergebnis der Untersuchung auf Plasmodien schließt eine Malaria nicht aus – beim klinischen Verdacht müssen die Blutausstriche mehrmals wiederholt werden. Malaria Schnell-Tests Es gibt einige Tests auf dem Markt, die Plasmodien-Antigene detektieren (meistens nur P. falciparum, einige unspezifisch Plasmodium plus P. falciparum, einige P. falciparum und P. vivax). Solche Tests liefern ein Ergebnis innerhalb weniger Minuten, sind aber einer mikroskopischen Diagnostik nicht überlegen (die Sensitivität der Tests ist ca. 95 % im Vergleich zur Mikroskopie). Besonders vorsichtig sollte man bei der Anwendung des Tests durch nicht damit vertraute Personen (z.B. Reisende) sein. Lagerungstemperatur und auch Inkubationszeiten des Tests müssen eingehalten werden! Ein negatives Ergebnis schließt eine Malaria nicht aus!! Die Frage der Malaria-Serologie: Erst etwa 3 Wochen nach einer Malaria-Infektion sind ausreichend Antikörper gebildet worden, die beispielsweise mit Hilfe der Immunfluoreszenz-Technik nachgewiesen werden können. Doch darf die Serologie niemals den Versuch des Direktnachweises der Erreger (= Dicker Tropfen, Ausstrich) ersetzen! Nur der Direktnachweis kann rasch und zweifelsfrei die oft lebensrettende Diagnose liefern! Die Serologie darf im Falle der Malaria der morphologischen Diagnostik allenfalls als flankierende Maßnahme dienen. MIKROSKOPIE PLASMODIUM INKUBATIONSZEIT SPEZIES (TAGE) STADIUM PARASIT ERYTHROZYT P. falciparum 12 (7-14) Ring normal exoerythrozytäres Stadium: 5,5 - 7 dünnes Zytoplasma, MehrfachInfektion häufig Schizont 8-24 kleine Merozoiten normal Gametozyt bananenförmig verformt Ring dickes Zytoplasma, MehrfachInfektion möglich normal bis vergrößert, Schüffnersche Tüpfelung Schizont groß, 12-24 Merozoiten, gesamter Ery gefüllt Gametozyt fast gesamter Ery vergrößert Ring viel Zytoplasma Schizont 6-14 Merozoiten, großer Kern, dicht zusammen gebündelt Gametozyt fast gesamter Ery Ring dichtes Zytoplasma Schizont 6-12 Merozoiten „Gänseblümchen“ Gametozyt rund bis oval, fast gesamter Ery P. vivax 13 (12-17) oder bis 6-12 Monate exoerythrozytäres Stadium: 6-8 P. ovale 17 (16-18) oder länger exoerythrozytäres Stadium: 9 P. malariae 28 (18-40) oder länger exoerythrozytäres Stadium: 12-16 normal bis vergrößert (kleiner als P. vivax), Schüffnersche Tüpfelung normal bis vergrößert Fig. 1: Normal red cell; Figs. 2-18: Trophozoites (among these, Figs. 2-10 correspond to ring-stage trophozoites); Figs. 19-26: Schizonts (Fig. 26 is a ruptured schizont); Figs. 27, 28: Mature macrogametocytes (female); Figs. 29, 30: Mature microgametocytes (male). Fig. 1: Normal red cell; Figs. 2-6: Young trophozoites (ring stage parasites); Figs. 7-18: Trophozoites; Figs. 19-27: Schizonts; Figs. 28 and 29: Macrogametocytes (female); Fig. 30: Microgametocyte (male). Fig. 1: Normal red cell; Figs. 2-5: Young trophozoites (Rings); Figs. 615: Trophozoites; Figs. 16-23: Schizonts; Fig. 24: Macrogametocytes (female); Fig. 25: Microgametocyte (male). Fig. 1: Normal red cell; Figs. 2-5: Young trophozoites (rings); Figs. 613: Trophozoites; Figs. 14-22: Schizonts; Fig. 23: Developing gametocyte; Fig. 24: Macrogametocyte (female); Fig. 25: Microgametocyte (male). MALARIAPROPHYLAXE: Jeder, der in ein Land reist, in dem die Malaria endemisch ist, sollte eine Malariaprophylaxe nehmen! MEDIKAMENT PROPHYLAXE NOTFALLBEHANDLUNG* Atovaquon / Proguanil (Malarone ®) Mefloquin (Lariam ®) Chloroquin (Resochin ®) Doxycyclin Artemether / Lumefantrin (Riamet ®) Proguanil (Paludrine ®) 1 Tag vor bis 7 Tage nach Aufenthalt - täglich (Max.28T.) 1 Wo. vor bis 4 Wo. nach Aufenthalt – 1x/Wo. 1 Wo. vor bis 4 Wo. nach Aufenthalt – 1x/Wo 1 Tag vor bis 4 Wo. nach Aufenthalt - täglich nicht geeignet ja nur mit Chloroquin täglich nein ja ja nein ja *Generell gilt für die Anwendung bei Kindern, dass bei Erbrechen der Medikamente innerhalb von 30 Minuten nach Gabe die komplette Dosis erneut zu geben ist. Erbricht das Kind 30 - 60 Minuten nach Einnahme, ist die halbe Dosis nachzugeben. Erbricht das Kind später als 60 Minuten nach Tabletteneinnahme, gilt die Dosis als aufgenommen und resorbiert, so dass eine Wiederholung nicht erforderlich ist. Checkliste für die Malaria-Beratung durch den Arzt 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Aufklärung des Reisenden über das Malariarisiko Schwangeren Frauen und Kindern unter 5 Jahren ist vom Aufenthalt in Malariagebieten abzuraten Informationen über Maßnahmen zur Vermeidung von Insektenstichen Warnung, dass Malaria trotz Chemoprophylaxe auftreten kann (bei Erkrankung nach Rückkehr unbedingt an Malaria denken!!) Information über die Symptome einer Malaria und die Notwendigkeit, bei Auftreten dieser Symptome einen Arzt aufzusuchen; Hinweis auf die Lebensgefahr bei verzögerter Diagnostik und Therapie Frage nach vorbestehenden Krankheiten, regelmäßiger Medikamenteneinnahme, Allergien und nach bestehender Schwangerschaft Frage nach geplanten Aktivitäten während der Reise, z.B. Tauchen und Bergsteigen (wichtig bei Medikamenten, die bei der Prophylaxe angewendet werden) 8. 9. 10. 11. 12. 13. Aufklärung über die regelmäßige Einnahme der verordneten Medikamente zur Vorbeugung bzw. zur notfallmäßigen Selbsttherapie Hinweis auf die Notwendigkeit der Fortsetzung der Chemoprophylaxe nach Verlassen des Malariagebietes Aufklärung über die Nebenwirkungen der verordneten Medikamente Hinweis darauf, dass bei Malaria oder Malariaverdacht während der Reise ein Arzt nach Rückkehr aufgesucht werden sollte Mitgabe von schriftlichem Informationsmaterial zum Verbleib bei dem Reisenden Empfehlung an den Reisenden, wegen des oft unkalkulierbaren Wirkstoffgehaltes, keine Malariamedikamente im Ausland zu kaufen Aufgabe 2: Plasmodium 1. Führen Sie Ihre eigenen Blutausstriche mit der ausgeteilten Blutprobe durch. Das Blut enthält P. berghei einer infizierten Maus. Sie können alle Formen des Blutstadiums sehen. 2. Mikroskopieren Sie die Präparate, die vorliegen – P. falciparum, P. ovale, P. vivax und P. malariae ALGORITHMUS ZUR MALARIA-THERAPIE Nein Nein komplizierte Malaria? Malaria tropica? Malaria tertiana Ja Ja Chinin (iv) Nein Chloroquin & Primaquin Malaria quartana orale Therapie möglich? Chloroquin Ja orale Therapie 1. Mefloquin (Lariam ®), 1250 mg gesamt: 750 mg sofort und 500 mg 12h später oder- 2. Atovaquon + Proguanil (Malarone ®), 1000 mg / 400 mg (4 Tabl.) 1 x / Tag x 3 Tage oder- 3. Artemether + Lumefantrin (Riamet ®), 80 mg / 480 mg (4 Tabl.) sofort, nach 8h und alle 12h x 4 Dosen oder- 4. Chinin, 600 mg / Tag x 3-7 Tage plus Doxycyclin 100 mg 2 x / Tag P. vivax oder P. ovale Nein als Koinfektion keine weitere Therapie Ja * Primaquin, 1 Tabl. (15 mg Base) 1 x / Tag x 14 Tage *Reduzierung der Dosis bei G6PDH-Mangel TRYPANOSOMA Die Parasiten Trypanosoma brucei gambiense und T. b. rhodesiense sind für die Schlafkrankheit verantwortlich. Vektor ist die Tsetse-Fliege: Glossina palpalis und G. morsitans. Glossina T. b. gambiense (West-Afrika) verursacht die chronische Form der Schlafkrankheit (Vektor: G. palpalis). T. b. rhodesiense (Ost-Afrika) verursacht die akute Form der Schlafkrankheit (Vektor: G. morsitans). Schlafkrankheit - in 36 Ländern endemisch - Prävalenz = 300 000 bis 500 000 - Inzidenz = 50 000 - Öko-sozialer „Impakt“ (laut WHO, 2000) – gemäß dem DALY-Konzept (disability adjusted life-years) ist mit 2,05x106 verlorenen Lebensjahren zu rechnen. Somit ist die Schlafkrankheit die drittwichtigste Parasiteninfektion der Welt nach Malaria und Lymphatischer Filariasis. - Zoonose – Reservoir: T. b. gambiense = Menschen und Nutztiere (Schwein, Hund), T. b. rhodesiense = Antilope, Nutztiere (Rind) Übertragung – beim Stechen werden infektiöse Metazyklen im Speichel der Tsetse-Fliege übertragen. Inkubationszeit = 2 bis 3 Wochen (5-15 Tage bei der ost-afrikanischen Schlafkrankheit). Erste Symptome eher allgemein und unspezifisch – Lymphadenopathie, Kopfschmerzen. Zweite Phase – meningo-enzephalitische Phase – progrediente mentale Verschlechterung bis hin zu Koma und Tod. Durchschnittlich 4 bis 12 Monate, aber bis zu 2 Jahren. Bei der ost-afrikanischen Schlafkrankheit dauert die 2. Phase 6 bis 9 Monate bis zum Tod des Patienten. DIAGNOSE: Stufendiagnostik: Suchtest = Serologie. CATT – Card Agglutination Test Trypanosomiasis, oder in Europa EIA. Beim positiven Ergebnis: parasitologische Untersuchung von Blut oder Lymphknoten-Flüssigkeit. Ist hier die Diagnose bestätigt, muss Liquor untersucht werden, um das Stadium festzustellen. http://www.dpd.cdc.gov/dpdx During a blood meal on the mammalian host, an infected tsetse fly (genus Glossina) injects metacyclic trypomastigotes into skin tissue. The parasites enter the lymphatic system and pass into the bloodstream . Inside the host, they transform into bloodstream trypomastigotes , are carried to other sites throughout the body, reach other blood fluids (e.g., lymph, spinal fluid), and continue the replication by binary fission . The entire life cycle of African Trypanosomes is represented by extracellular stages. The tsetse fly becomes infected with bloodstream trypomastigotes when taking a blood meal on an infected mammalian host ( , ). In the fly’s midgut, the parasites transform into procyclic trypomastigotes, multiply by binary fission , leave the midgut, and transform into epimastigotes . The epimastigotes reach the fly’s salivary glands and continue multiplication by binary fission . The cycle in the fly takes approximately 3 weeks. Humans are the main reservoir for Trypanosoma brucei gambiense, but this species can also be found in animals. Wild game animals are the main reservoir of T. b. rhodesiense. BEHANDLUNG: Stadium T. b. gambiense T. b. rhodesiense Früh Pentamidin Suramin Spät Melarsoprol Melarsoprol Alternativtherapie Eflornithin Melarsoprol & Eflornithin Melarsoprol & Nifurtimox Melarsoprol & Nifurtimox „Disease control“ aktive Fallidentifikation und Tsetse-FliegenTsetse-Fliegen-Bekämpfung Bekämpfung Aufgabe 3: Trypanosomen Trypanosoma brucei gambiense und T.b. rhodesiense. Die beiden Trypanosomen-Unterarten sind morphologisch nicht voneinander unterscheidbar. 1. Nach GIEMSA gefärbte Blutausstrich-Präparate von T.b. rhodesiense. 2. Ein Tropfen Blut wird ausgeteilt. Legen Sie ein Deckgläschen auf den Tropfen und mikroskopieren Sie – erst bei einer 40er-Vergrößerung und danach mit dem 100er-Objektiv. Giemsa-Präparat im Blutausstrich NEUROPATHOGENETISCHE PFADE BEI TRYPANOSOMIASIS Notizen:
