Medizinische Parasitologie
Werbung
Medizinische Parasitologie Medizinische Parasitologie Was sind Parasiten? Von den infektiologischen Disziplinen ist die Medizinische Parasitologie gewiss jene, deren Aufgabenbereich die bunteste Vielfalt von Erregern umfasst. Strenggenommen sind zwar – von den Prionen abgesehen - alle Erreger von Infektionen und Infestationen Parasiten, denn alle – ob Viren oder Bakterien, Pilze oder Protozoen, Würmer oder blutsaugende Arthropoden – existieren durch Energieraub (in der Regel Nahrungsraub), ohne ihren Wirt – in diesem Fall den betroffenen Menschen – sogleich (d.h. während des Energieraubes) zu töten – auch wenn sie eine Krankheit erregen, die letztlich oft genug zum Tod führt oder zumindest zum Tod führen kann. Längst haben sich aber Virologie, Bakteriologie und Mykologie selbständig gemacht, klar voneinander abgegrenzt und ein Sammelsurium – man möchte aus der Sicht der Systema- tik geradezu sagen: eine Müllhalde – von Erregern und Überträgern hinterlassen, die man in der Medizin als Parasiten (sensu stricto) bezeichnet und denen nichts anderes gemeinsam ist, als dass es sich durchwegs um eukaryote, heterotrophe Organismen ohne Zellwand handelt. Zu ihnen zählt man zahlreiche, sehr unterschiedliche OrganismenGruppen, die – traditionsgemäß, einen andern Grund gibt es jedenfalls für die ersten beiden nicht - in drei großen Einheiten zu- sammengefasst werden: Protozoen, Helminthen, Arthropoden. Die Zellen vieler Parasiten, vor allem die unter den Protozoen zusammengefassten einzelligen Organismen, besitzen über ihrer Zellmembran (= Zytoplasma-Membran) häufig dicke, mehrschichtige Auflagen hochmolekularer und als Antigene wirkender Substanzen. Diese Außenschichten sind indes nicht rigid, sondern in ihrer Form (mehr oder weniger) veränderbar; sie werden als Glykokalyx bezeichnet. Erreger von Infektionen oder Infestationen des Menschen: Prionen = Proteine (vermutlich) ohne DNS oder RNS Viren = DNS oder RNS + Proteine (+ Lipidhülle) Bakterien (inkl. Chlamydien, Rickettsien, Mycoplasmen) = Prokaryote (zumeist mit Prokaryote Zellwand) Nicht lebende Organismen Lebewesen Pilze = Eukaryote mit Zellwand Protozoen Helminthen Arthropoden Parasiten s. Eukaryote Zellwand str. = Eukaryote ohne 1 Medizinische Parasitologie Grundbegriffe der Parasitologie Der Wirt Der Endwirt Wirte, in denen die sexuelle Phase der Reproduktion abläuft, werden Endwirte genannt. Der Zwischenwirt Wirte, in denen eine asexuelle oder unisexuelle Fortpflanzung stattfindet, nennen wir Zwischenwirte. Zwischenwirt von Plasmodium falciparum ist der Mensch, da die sexuelle Fortpflanzung in der Stechmücke stattfindet. Haupt- und Nebenwirt Nach ihrer epidemiologischen Bedeutung unterscheiden wir Hauptwirte von Nebenwirten. Hauptwirte sind die für den Parasiten bedeutendsten, Nebenwirte dagegen die nebensächlichsten End- oder Zwischenwirte. Fehlwirt und Gelegenheitswirt Die Begriffe Fehlwirt und Gelegenheitswirt (akzidenteller Wirt) haben unterschiedliche Bedeutung: Im Fehlwirt gelingt es dem Parasiten nicht, sich normal zu entwickeln. Gelegenheitswirte sind Wirte, die nur sehr selten befallen werden, in denen sich der Parasit aber entwickeln kann. Beispiele: - Mensch für Dicrocoelium dendriticum - Hund oder Katze als Endwirte für Echinococcus multilocularis - Mensch als akzidenteller Zwischenwirt für Echinococcus multilocularis Paratenischer Wirt oder Sammel- (Warte)wirt Der Begriff paratenischer Wirt bezeichnet einen Wirt, der für die Entwicklung des Parasiten nicht essentiell ist; daher auch der Name Wartewirt. Die ökologische Bedeutung liegt in der Tatsache, dass Parasiten in paratenischen Wirten aggregieren; daher auch der Name Sammelwirt. Überträger Überträger — auch Vektoren genannt — sind Ektoparasiten, die einen Parasiten von einem Wirt auf den nächsten übertragen und in denen eine Vermehrung und/oder eine Entwicklung stattfindet. Reservoir Reservoir bezeichnet die Gesamtheit aller infizierter Wirte, wobei vor allem langlebige, tolerante Wirtsarten und -populationen geeignet sind. Aus menschlicher Sicht sind Reservoirwirte Tiere, von denen Zoonosen übertragen werden können. 2 Medizinische Parasitologie Beispiel: - Ostafrikanische Schlafkrankheit: Von gesunden Reservoirwirten (Wildtieren) wird die Schlafkrankheit durch Tse-Tse-Fliegen auf den Menschen übertragen. Wirt-Parasitbeziehungen Endoparasiten und Ektoparasiten Je nach Lokalisation des Parasiten unterscheiden wir Endo- und Ektoparasiten. Endoparasiten leben im Wirtsinneren. Sie besiedeln Hohlräume, Epithelien, das Blut wie auch Gewebe verschiedener Organe. Ihre Lokalisation ist: 1) extrazellulär (Giardia auf Darmepithel) oder 2) intrazellulär (Malariaerreger in Leberzellen und in roten Blutkörperchen) Ektoparasiten leben auf derOberfläche des Wirtes. Sie ernähren sich von Hautsubstanzen oder nehmen Blut oder Gewebeflüssigkeit auf. Beispiele dafür sind blutsaugende Arthropoden wie etwa Stechmücken, Läuse oder Zecken. Diese haben auch Bedeutung als Krankheitsüberträger (Malaria) Fakultative und obligate Parasiten Freilebende Lebewesen, die gelegentlich auch in einem Wirt gefunden werden, nennt man fakultative oder Gelegenheitsparasiten. Beispiele dafür finden sich bei Bodennematoden, die gelegentlich im Darm oder Hämocoel eines Käfers gefunden werden. Ihre Entwicklung kann ohne parasitische Phase ablaufen. Im Laufe der Evolution haben sich gewisse Nematoden auf eine parasitische Lebensweise spezialisiert. Obligate Parasiten: Ohne geeigneten Wirt ist eine Vermehrung oder Entwicklung nicht möglich. Lebenszyklus Monoxener und Heteroxener Lebenszyklus Monoxener Lebenszyklus: Parasiten mit direktem Lebenszyklus: monoxene Parasiten (= mit einem Wirt) Beispiel: Giardia lamblia (Erreger der Lamblienruhr) Heteroxener Lebenszyklus: Parasiten mit indirektem Lebenszyklusund obligatem Wirtswechsel: heteroxene Parasiten (= mit mehreren Wirten) Beispiel: Plasmodium falciparum (Erreger der Malaria) Mechanismen der Wirtsschädigung Parasiten schädigen ihre Wirte durch direkte Interaktionen wie Zellinvasion oder -adhärenz, durch Toxine und Nahrungsentzug sowie durch Folgeerscheinungen von WirtParasiteninteraktionen, bei denen Zellen und Moleküle des angeborenen und adaptiven Immunsystems und parasitäre Stoffwechselprodukte eine Rolle spielen. Malaria (Plasmodium spp) 3 Medizinische Parasitologie Bei Plasmodium spp handelt es sich um den bedeutesten Einzeller der Tropen: den Erreger der tödlichen Malaria tropica! Seine Endwirte sind Stechmücken (Anopheles-Arten) aus der Familie der Culicidae. Beim Menschen vermehrt sich der Erreger mit ungeschlechtlichen Fortpflanzung in der Leber (= exoerythrozytäre Schizogonie) und in den roten Blutkörperchen (= erythrozytäre Schizogonie). Die Apicomplexa besitzen spezielle Organellen ("Apikalorgan"), die bei Invasionsprozessen eine wichtige Rolle spielen, ohne die der komplexe Lebenszyklus nie durchlaufen werden könnte! Die Genomgrösse beträgt ca. 30 Mio. Basenpaare und man schätzt, dass die 14 Chromosomen ca. 5300 Gene tragen. Lebenszyklus Sporozoiten werden mit einem Stich in Mensch übertragen bei Malariamücke. Bei der Blutmahlzeit injizierten Sporozoiten befallen nach kurzer Zeit Hepatozyten der Leber. Dort verwandelt sich der Parasit in eine Gewebsform (Trophozoit), beginnt mit multiplen Kernteilungen und vergrössert sich zum Leberschizonten (40-60 µm), der mehrere Tausend Kerne enthalten kann (Vielkernstadium). Durch anschliessenden Aufbau von Zellwänden und Organellen entstehen Merozoiten. Nach der Leberschizogonie befallen die Merozoiten rote Blutzellen. Bei der aktiven Invasion (innert ca. 20 Sekunden) spielen wiederum die apikalen Organellen eine wichtige Rolle. Die Merozoiten (bei P. falciparum können auch mehrere pro Wirtszelle eindringen) wandeln sich in junge Trophozoiten, so genannte Ringstadien, um. Durch Entwicklung und Wachstum entstehen Schizonten mit 8 bis 32 Kernen. Die rote Blutzelle platzt, dabei kommt es zu Fieber; die Inkubationszeit beträgt mindestens 9, meist 12-14 Tage, selten auch länger. Es werden Merozoiten ausgeschwemmt, die wiederum neue Erythrozyten befallen können. Alle Wirtszellen mit älteren Stadien sind wegen der Sequestrierung (Bindung an Endothelzellen der Blutkapillaren) versteckt und entgehen damit der Zerstörung in der Milz. Nach mehreren Wochen der erythrozytären Schizogonie entstehen die ersten Mikro- und Makrogametozyten (Mikro- und Makrogamonten), welche die infektiösen Stadien für den Endwirt, die Anophelesmücke, darstellen. Nach der Aufnahme von sexuell differenzierten Gametozyten mit dem Blutmahl verwandeln sich diese Formen im Darm der Mücke in Gameten. Nach der Befruchtung des Makrogameten entwickelt sich aus der Zygote der längliche Ookinet (Grösse: 18 x 3 µm). Ookineten verlassen das Darmlumen und dringen in das Mitteldarmepithel ein. Die erste meiotische Teilung beginnt im Darmlumen gleich nach der Fertilisation während der Bildung des Ookineten. Die zweite meiotische Teilung wird erst im Oozysten-Stadium vollendet. An der Darmaussenseite entwickeln sich grosse Oozysten, die bis zu 10'000 (ca. 15 µm lange) Sporozoiten enthalten. Bricht die Oozyste auf, so gelangen die Sporozoiten in die Hämolymphe der Mücke. Von dort dringen die Sporozoiten in die Speicheldrüse ein. Sind Sporozoiten im Speichelausführgang angelangt, ist die Mücke für den Menschen infektiös geworden. Dies ist frühestens 8 Tage nach der Infektion der Fall. Die heute wirksamsten Kontrollstrategien sind: 1. Malariaepisoden frühzeitig zu erkennen und zu behandeln, 2. insektizidbehandelte Mückennetze der Bevölkerung zugänglich zu machen und 3. mit adaptierten Informations- und Kommunikationskampagnen die Aufmerksamkeit in den betroffenen Bevölkerungsgruppen zu fördern. 4 Medizinische Parasitologie Vektorkontrolle In den 50er Jahren wurde von der Weltgesundheitsbehörde ein Programm zur Ausrottung (Eradikation) der Malaria durch den Einsatz von Massenchemotherapie (Chloroquin) und Insektenbekämpfung (DDT) lanciert. Resistenzentwicklungen auf der Parasiten- wie auf der Mückenseite führten zusammen mit finanziellen Problemen in vielen Gebieten zu einem Misserfolg. Der Vektorkontrolle, sei es mit Insektiziden gegen adulte Mücken oder mit Umweltveränderungen (z.B. Entwässerung), biologischen Massnahmen (z.B. larvenfressende Fische/Bewässerungssysteme) kann unter speziellen Bedingungen auch heute eine wichtige Rolle spielen. Behandlung von Malariaepisoden Obwohl die rasche Diagnose und Behandlung von Malariaepisoden die wichtigsten Stützen jedes integrierten Bekämpfungsprogramms darstellen, wurde die Forschung und Entwicklung von neuen Malariamedikamenten in den letzten 10 Jahren von nahezu allen pharmazeutischen Unternehmen systematisch abgebaut. Diese schwierige Situation scheint derzeit weitgehend überwunden: Durch die Verbindung von privaten und öffentlichen Anstrengungen des MMV-Programm (Medicines for Malaria-Venture); Link zu Medicines for Malaria-Venture Vorhandene Präparate werden in ihrer gezielten Anwendung optimiert. Artemisinin, das aus der chinesischen Heilpflanze Artemisia annua isoliert wurde, und dessen Derivate u.a. Artemether, Artesunat und Artether, wurden weiterentwickelt und werden im asiatischen Raum gerade bei schweren, lebensbedrohenden sowie bei multiresistenten Malariafällen erfolgreich eingesetzt. Derzeit laufen breit angelegte, von der WHO überwachte Versuche, wie diese wichtigen Therapien in Afrika wirksam eingesetzt werden können. Das Wirkprinzip der Artemisininderivate, die Endoperoxidase, wurde auf synthetischem Weg in neue Pharmakophore eingesetzt. Es entstanden die Trioxalane, die derzeit in klinischen Studien erprobt werden. Das eröffnet neue Horizonte für die Malariatherapie und reduziert die Abhängigkeit von natürlich gewonnenen Artemisininderivaten. Afrika steht im Brennpunkt der Malariabekämpfung, da es einerseits die grösste Malariabürde aufweist und andererseits die Resistenz gegen das billige und weit eingesetzte Chloroquin bei 30-70% liegt; Chloroquin kann in weiten Teilen zur Behandlung nicht mehr eingesetzt werden. Ausblicke für diese schwierige Situation in Afrika bietet das Konzept der Kombinationstherapie. Damit die vorhandenen Medikamente möglichst lange wirksam bleiben, d.h. sich keine entsprechenden Resistenzen bilden, sollen bekannte, eingeführte Verbindungen mit Artemisinin-Derivaten kombiniert verwendet werden. xpositionsprophylaxe Konkrete Wirkung zeigen sämtliche Programme, die den Einsatz von insektizidbehandelten Mückennetzen auf Haushaltsebene propagieren. Nachdem grosse, kontrollierte Feldversuche in Gebieten mit unterschiedlicher Endemielage gezeigt haben, dass insektizidbehandelte Mückennetze die Morbidität und Mortalität von Malaria zwischen 20-50% reduzieren können, steht nun eine Interventionsstrategie zur Verfügung, die die vorhandenen Behandlungsstrategien optimal ergänzen kann. Impfung Die Hoffnung der 70er und 80er Jahre, bald über eine Impfung zu verfügen, wurde bisher leider nicht erfüllt. Ein Impfstoff wäre höchst willkommen und könnte als weitere wichtige 5 Medizinische Parasitologie Komponente in einem integrierten Bekämpfungsprogramm eingesetzt werden. Es ist realistisch, an einen Impfstoff zu denken, denn: 1. Menschen, die in einem Endemiegebiet zahlreiche Malaria-Attacken überleben, erwerben eine Semi-Immunität; 2. Die passive Übertragung von Serum semi-immuner Menschen auf nicht-immune kann nicht-immune Menschen schützen. 3. Bestrahlte infektiöse Sporozoiten können im Menschen eine schützende Immunantwort auslösen. Jahrelange Forschungsarbeiten waren jedoch bisher nicht von grossem Erfolg gekrönt. Wohl wurden unzählige, potentielle Antigene charakterisiert und in Tiermodellen als Impfstoffkandidaten geprüft. Die Hoffnung und künftigen Forschungsanstrengungen liegen derzeit in einem bereits klinisch getesten Impfstoff (RTS, S) und beim Weiterverfolgen der im Tiermodell erfolgreichen DNS-Vakzinen. Die Erfahrungen aus den klinischen Versuchen mit den ersten Malariaimpfstoffen führen uns auch dazu, die konventionelle Vorstellung der Schutzwirkung eines Impfstoffes (normalerweise verlangen wir eine Wirksamkeit > 90%) bei einem Parasiten wie Malaria aufzugeben. Die Berechnungen zeigen, dass selbst ein Impfstoff, der bloss 50% wirksam ist, bereits eine kostenwirksame Intervention darstellt, wenn die Impfung als Teil eines integrierten Programms verabreicht wird. Giardia lamblia Bei Giardia lamblia handelt es sich um einen parasitischen Flagellaten mit einem direkten Lebenszyklus. Die Infektion erfolgt durch die per orale Aufnahme von Zysten. Angeheftet an das Dünndarmepithel des Menschen vermehren sich die Trophozoiten. Häufig bleibt die Infektion symptomlos. Wird der Erreger nicht eliminiert, kann es zu Darmbeschwerden und Durchfall kommen. Giardia lamblia wird zu den urtümlichen Eukaryonten, den Archaezoa, gerechnet. Dies deshalb, weil Lamblien weder Mitochondrien noch Peroxisomen haben und weil ihre 16S ribosomale RNS wie auch viele ihrer Enzyme mit denen der Bakterien verwandt sind. Eine "Golgi-ähnliche" Organelle ist — temporär in der Phase der Enzystierung — nachgewiesen worden. Kürzlich wurden in Lamblien Gene (Heat shock protein 70/chaperonin 60) entdeckt, die Ähnlichkeiten mit mitochondrialen Genen aufweisen. Es stellt sich die Frage, ob diese Gene von endosymbiontischen Vorfahren der Mitochondrien übernommen wurden oder ob Diplomonadiden erst sekundär ihre Mitochondrien verloren haben. Das Genom hat eine hohe Plastizität: Analysen haben eine stark variable Genomgrösse von 12 bis 80 Mb bestimmt, die durch Heterogenität und unterschiedliche Zahl von Chromosomen (8 - 50!) bedingt wird. Lebenscyklus: Nach der per oralen Aufnahme und der Magenpassage schlüpfen im Duodenum aus den 4-kernigen Zysten zwei Wachstumsformen (sog. Trophozoiten). Die Stimuli zu dieser Exzystierung sind exogener Art (pH-Schock, Temperaturanstieg) und endogener Natur: Aus zytoplasmatischen Vesikeln wird eine Cystein-Protease (Cathepsin B Protease) ausgeschüttet. Cystein-Proteasen-Inhibitoren können die Exzystierung blockieren! Die Vermehrung der Trophozoiten erfolgt durch Zweiteilung insbesondere im Jejunum (Leerdarm). Ein sexueller Zyklus konnte bis heute nicht nachgewiesen werden. Diese Flagellaten (Diplomonadida) mit 8 Geisseln haben einen bilateral-symmetrischen Bau. Sie heften sich mit Hilfe einer ventralen Haftscheibe an die Oberfläche des Darmepithels. Diese 6 Medizinische Parasitologie Adhärenz wird durch eine Rezeptor-Ligand Interaktion (über eine Reihe von Oberflächenmolekülen, sog. Adhäsine) gesichert. Die dorsale Seite des Parasiten dient zur Aufnahme gelöster Nahrung mittels Pinozytose (kein Zytostom vorhanden!). Im Ileum kommt es zur Enzystierung, welche durch für Lamblien schädliche Umweltbedingungen ausgelöst wird. Dabei spielen nicht — wie wie bis vor kurzem angenommen — Gallensalze und hoher pH eine entscheidende Rolle. Der Cholesterinmangel in Ileum und Colon (Dickdarm) verhindert die Membranbiogenese des Trophozoiten. Die Induktion zur Zystenbildung ist noch unklar. Zum Aufbau der komplexen Zystenwand werden Enzystierungs-spezifische Vesikel gebildet. Zysten sind sehr resistent gegen Umwelteinflüsse. Die fäko-orale Übertragung erfolgt in erster Linie durch verschmutztes Trinkwasser. Auch die mechanische Übertragung durch Fliegen ist beschrieben worden. Medizinische Bedeutung: Schon van Leeuwenhook (1681) hat Lamblien beschrieben und als Krankheitserreger gedeutet. Die jährliche Inzidenz wird weltweit auf 200 Millionen Fälle geschätzt. Die Inkubationszeit beträgt zwischen einer und 10 Wochen. Viele Infektionen verlaufen symptomlos. Man spricht in diesen Fällen von gesunden Zystenausscheidern. Diese garantieren die Übertragung des Parasiten (im Stuhl können Milliarden von Zysten abgegeben werden). Infektionen können zu chronisch-rezidivierenden Durchfällen und bei sehr starkem Befall (insbesondere bei Kleinkindern) zu einer Beeinträchtigung der Resorption und zu Anzeichen von Mangelernährung führen. In Ausnahmefällen (vgl. unter Immunologie) können Infekte über ein Jahr persistieren. Virulenzfaktoren sind bis heute keine bekannt. Darmzotten werden durch Entzündungsprozesse geschädigt. Mastzellen lassen sich in grosser Zahl im Darmgewebe feststellen. Trypanosoma spp Trypanosoma brucei gambiense (Erreger der chronischen Form der afrikanischen Schlafkrankheit, Zentral- und Westafrika) Trypanosoma brucei rhodesiense (Erreger der akuten Form der afrikanischen Schlafkrankheit, Ostafrika) Die afrikanische Trypanosomose des Menschen ist eine durch Protozoen der Gattung Trypanosoma hervorgerufene Parasitose. Die Parasiten werden durch Stechfliegen der Gattung Glossina (Tsetse-Fliegen) auf den Menschen übertragen. Die Schlafkrankheit bedroht 60 Millionen Menschen in 36 Ländern Afrikas. Man geht davon aus, dass jährlich etwa 300’000-500’000 Menschen an einer der beiden Formen der Schlafkrankheit erkranken. In einzelnen Gebieten wie dem Südsudan liegt die Prävalenz bei bis zu 25%. Jährlich sterben bis zu 60‘000 Menschen daran (die Zahlen stammen von der WHO). Die afrikanische Trypanosomose des Menschen kommt in zwei Formen vor, die von den beiden Unterarten von Trypanosoma brucei verursacht werden: Trypanosoma brucei gambiense ist in Zentral- und Westafrika verbreitet. Der Parasit verursacht eine chronische Form der Krankheit, deren Verlauf jedoch nicht als gutartig bezeichnet werden kann. Eine Person kann unter Umständen monate- und jahrelang infiziert sein, ohne dass Symptome auftreten und die Krankheit ausbricht. Beim Auftreten der Symptome ist die Krankheit bereits in einem fortgeschrittenen Stadium und schwierig zu bekämpfen. 7 Medizinische Parasitologie Trypanosoma brucei rhodesiense kommt im östlichen und südöstlichen Afrika vor. Der Parasit verursacht eine akute Erkrankung, die innerhalb weniger Wochen ausbricht. Diese Form der Schlafkrankheit führt schnell zu klinischen Symptomen, was eine schnellere Diagnose ermöglicht. Trypanosomen enthalten ein einzelnes Mitochondrium. Die mitochondriale DNS ist in einer Struktur konzentriert, die als Kinetoplast bezeichnet wird. Lebenszyklus Die infizierte Tsetse-Fliege überträgt bei einem Stich bis zu 20’000 metazyklische, trypomastigote Trypanosomen in die Haut des Menschen. In der Nähe der Einstichstelle vermehren sich die Parasiten, was zur Bildung einer entzündlichen Primärläsion (Schanker) führen kann. Im Anschluss daran gelangen die Trypanosomen über das Lymphsystem in den Blutkreislauf. Dort sind die trypomastigoten Blutformen (Länge: 15 bis 30 µm) zunächst langgestreckt (slender), beweglich und teilungsaktiv. Alle 6 Stunden erfolgt eine Verdoppelung der Population. Innerhalb kurzer Zeit wird so das Blut mit Trypanosomen überschwemmt. Erregerzahlen von 6’000 pro Mikroliter Blut sind keine Seltenheit. Bei Erreichen einer hohen Parasitendichte entwickeln sich die zunächst schlanken Formen zu intermediären und anschliessend zu gedrungenen trypomastigoten Formen (short-stumpy) weiter. Diese sind nicht mehr teilungsaktiv, aber infektiös für Tsetse-Fliegen. Die Fliegen nehmen die Trypanosomen mit dem Blutmahl auf. Anschliessend differenzieren sich die short-stumpy-Formen im Mitteldarm der Fliege zu langgestreckten „prozyklischen Trypomastigoten“, die sich vermehren. Sie gelangen durch Wanderung ans Ende der peritrophen Membran in den exoperitrophen Raum. Dort verlängern sie sich und sind teilungsaktiv. Diese so genannten „mesozyklischen Formen“ durchdringen dann die peritrophe Membran vor dem Proventrikel und wandern über Vorderdarm, Labrum und Speichelgang in die Speicheldrüse. Hier entwickeln sie sich zu epimastigoten Formen. Diese heften sich an die Mikrovilli der Drüsenzellen und teilen sich. Danach erfolgt die Weiterentwicklung zu trypomastigoten metazyklischen Verbreitung Das Vorkommen der Krankheit ist vom Vorhandensein des Vektors abhängig. Tsetse-Fliegen leben in Afrika südlich der Sahara zwischen dem 14. Nördlichen und dem 20. Südlichen Breitengrad. Glossinen der palpalis-Gruppe, die T. brucei gambiense übertragen, sind an feuchte Biotope wie die Regenwälder Westafrikas gebunden. Glossinen der morsitans-Gruppe übertragen T. brucei rhodesiense und bevorzugen Savannenbiotope. Interessant ist die Tatsache, dass weite Gebiete, in denen die Tsetse-Fliege vorkommt, dennoch frei von Schlafkrankheit sind. Leishmania spp. Leishmanien sind Einzeller, die durch Schmetterlings- oder Sandmücken (Phlebotomen der Familie Psychodidae) übertragen werden. Ihr Hauptverbreitungsgebiet liegt in den Tropen und Subtropen. Dort sind sie Verursacher zahlreicher Erkrankungen wie Viszerale Leishmaniose (Kala-Azar), kutane Leishmaniose (Orientbeule) sowie Haut- und Schleimhautleishmaniosen ("Chiclero's Disease", "Espundia"). Lebenszyklus Leishmanien werden durch weibliche Schmetterlingsmücken (Familie Psychodidae) der 8 Medizinische Parasitologie Gattungen Phlebotomus (Asien und Afrika) sowie Lutzomyia (Mittel- und Südamerika) übertragen. Die Übertragung erfolgt durch den Stich einer infizierten Mücke bei der Blutmahlzeit. Die promastigoten Stadien werden von Phagozyten wie beispielsweise Makrophagen, dendritische Zellen oder Langerhans-Zellen aufgenommen. Dort werden sie nicht zerstört, sondern wandeln sich in amastigote Formen um. Diese vermehren sich in der parasitophoren Vakuole durch Zweiteilung, bis die Wirtszelle schliesslich platzt. Die freigewordenen Amastigoten werden entweder erneut von Phagozyten phagozytiert oder von einem geeigneten Vektor aufgenommen. Ebenso können infizierte zirkulierende Makrophagen vom Vektor aufgenommen werden. Im Darm der Schmetterlingsmücke wandeln sie sich zu promastigoten, begeisselten Stadien um, die sich durch Zweiteilung stark vermehren. Schliesslich sind Vorderdarm und Stechrüssel der Mücke mit Promastigoten angefüllt, die beim nächsten Blutmahl in einen Wirt übertragen werden. Verbreitung Die Leishmaniosen sind in über 88 Ländern der Tropen und Subtropen verbreitet. Darüber hinaus kommen sie auch im Mittelmeerraum und in Mittelasien vor, während Australien frei von Leishmanien ist. Die WHO schätzt, dass weltweit etwa 12 Mio. Menschen mit den Erregern infiziert sind, jährlich kommen etwa 2 Mio. Neuerkrankungen dazu. Die Verbreitung der Leishmaniose ist streng an das Vorkommen ihrer Vektoren, der Schmetterlingsmücken, gebunden. Die verschiedenen Formen der Leishmaniose haben vor allem in den tropischen und subtropischen Ländern der Erde eine Bedeutung. Insgesamt sind weltweit mindestens 12 Mio. Menschen mit Leishmanien infiziert. Die WHO geht davon aus, dass jährlich etwa 2 Mio. Neuerkrankungen dazu kommen. Da die Leishmanien Zellen wie Makrophagen besiedeln, können sie nur über eine zellvermittelte Immunantwort des Körpers, das heisst über eine Aktivierung von Th1-Zellen bekämpft werden. Da beispielsweise HIV-Infizierte zuwenig funktionsfähige T-Helferzellen haben, verläuft bei diesen Patienten eine Infektion mit Leishmanien oft fatal. Ausserdem ist es möglich, dass bei AIDS-Patienten eine klinisch latente Infektion mit Leishmanien ausbricht. Typische Befunde sind Knoten und Ulzera auf der Zunge, im Ösophagus, Larynx, Magen, Rektum und der Lunge. Mit der weltweiten Zunahme der AIDS-Fälle hat so auch die Leishmaniose als HIV-assoziierte Infektion eine neue Bedeutung bekommen. Auch immunkompetente Patienten können schwer erkranken. Während bei den mukokutanen und kutanen Leishmaniosen entstellende Ulzera mit zum Teil erheblichen Gewebedestruktionen auftreten, endet eine unbehandelte viszerale Leishmaniose (Kala-Azar) meist tödlich. Erschwerend kommt hinzu, dass es bis heute keine Chemoprohylaxe und keinen Impfstoff gibt. Ausserdem zeichnen sich die vorhandenen Chemotherapeutika — meist Antimonpräparate — durch viele Nebenwirkungen aus. rophylaxe. Gegen die Leishmaniose gibt es bisher keine wirksame Chemoprophylaxe. Deshalb ist die Expositionsprophylaxe entscheidend. Wirksam sind nur engmaschige, mit Insektiziden imprägnierte Moskitonetze. Therapie Bei einer kutanen Leishmaniose, die spontan abheilt, ist eine Therapie – ausser bei der disseminierten Form – nicht nötig. Als Chemotherapeutika gegen viszerale Leishmaniosen werden Antimonpräparate (Glucantime oder Pentostam) verwendet, welche jedoch schlecht verträglich sind. Neue Präparate sind liposomales Amphotericin B und als neuestes 9 Medizinische Parasitologie Medikament Miltefosine, das oral eingenommen werden kann. Impfung Die selbst heilende kutane Leishmaniose (Orientbeule) hinterlässt Narben. Die früher praktizierte Form einer Inokulation mit Ulkusmaterial an einer nicht auf Anhieb sichtbaren Stelle wird heute meist nicht mehr durchgeführt, da dadurch eine latente Infektion gesetzt werden kann. Obwohl einige Impfversuche mit mässigem Erfolg stattgefunden haben, gibt es derzeit keinen zuverlässigen Impfstoff gegen Leishmaniosen. Toxoplasma spp T.gondii, der Erreger der Toxoplasmose, ist ein obligat intrazellulärer Gewebsparasit, welcher weltweit verbreitet ist. Die Durchseuchung der Bevölkerung beträgt mit jedem Lebensjahrzehnt etwa 10% mehr und ist bei einem Alter von 60-65 Jahren etwa bei 70% angekommen. Der Hauptwirt (Endwirt) ist in unseren Breiten die Katze. Als Zwischenwirte kommen viele Säugetiere wie Schwein, Rind, Schaf und Maus in Betracht. Der Mensch ist nur ein Nebenwirt (akzidenteller Zwischenwirt). T. gondii vermehrt sich in einem Zyklus mit mehreren Entwicklungsstufen: 1. Im Darm der Katze geschieht die geschlechtliche Vermehrung mit Bildung von Oozysten, die durch den Kot in die Umwelt gelangt (enteroepitheliale Phase). 2. Diese Oozysten sporulieren etwa zwei Tage nach der Ausscheidung und werden dadurch widerstandsfähig und infektiös (exogene Phase). 3. Werden die gebildeten Sporozysten oral aufgenommen, dringen sie durch die Darmwand (extraintestinale Phase) und streuen hämatogen oder lymphogen vorwiegend in das RES und in die Muskulatur. Hier vermehren sie sich intrazellulär durch ungeschlechtliche Zweiteilung. Hierbei kommt es zum Platzen der Wirtszellen und Nekrosen. Durch die Abwehrmaßnahmen des Wirtes kommt es zur Bildung von etwa 200µm großen Zysten. Wenngleich dieser Infektionsweg auch für den Menschen möglich ist, spielt bei ihm die Aufnahme von infektiösen Zysten aus nicht durchgegartem Fleisch die größere Rolle. Es werden zwei verschiedene Arten der Toxoplasma-Infektion unterschieden: Bei der Pränatalen Infektion können diaplazentar Erreger in den Fetus gelangen. Dies geschieht, wenn sich die schwangere Frau während der Schwangerschafterstmalig mit Toxoplasmen infiziert. Je später die Übertragung von der Mutter auf das Kind stattfindet, desto geringer sind die zu erwartenden Schäden des Kindes; allerdings ist die Übertragung in den späten Stadien der Schwangerschaft häufiger. Kommt es zu einer Infektion im ersten Trimenon der Schwangerschaft resultiert es oft in einem Abort. Bei der Postnatalen Infektion tritt die Erkrankung nach einer Inkubationszeit von 1 bis 3 Wochen nach oraler Aufnahme der Protozoen auf. Wenn es überhaupt zu Symptomen kommt, manifestiert sich die Erkrankung meist in einer Lymphknoten-Toxoplasmose. Die Toxoplasmose äußert sich nicht zwangsläufig in klinischen Symptomen. Beim Gesunden persistieren die Erreger lebenslang, ohne klinisch manifest zu werden. Nur bei schwerer Immunschwäche können die persistierenden Zysten reaktiviert werden; so kommt es in etwa 20% aller AIDS-Patienten zu einer zerebralen Toxoplasmose. Kommt es jedoch bei der 10 Medizinische Parasitologie Erstinfektion zu einer Toxoplasmose, so äußern sich erste klinische Symtome nach einer Inkubationszeit von 1-3 Wochen. Sie äußern sich in Symptomen eines "grippalen Infektes", gel. Lymphknotenschwellungen und Exanthemen. Selten sind interstitielle Pneumonien oder Myokarditis. Demgegenüber stehen bei intrauterinen Infektionen schwerere Erscheinungen wie Hepatosplenomegalie, Meningoenzephalitis und Hydrozephalus internus im Vordergrund. Außerdem treten Augenerkrankungen (Absiedelung in der Retina mit Chorioretinitis) auf. Diagnostischer Nachweis geschieht meist über Serologische Testverfahren wie Immunofluoreszens oder Enzymimmunoassay, da der Erregernachweis meist nicht gelingt. Über den Titerverlauf und den Nachweis der verschiedenen Antikörperklassen (v.a. IgM) lässt sich auch eine Aussage machen, ob die Infektion frisch oder innerhalb der letzten Monate geschehen ist. Bei Immungeschwächten Patienten (AIDS) ist ein Antikörpernachweis natürlich problematisch, so dass bereits entsprechende Zeichen in bildgebenden Verfahren (Computertomografie -> hypodense Strukturen und perifokales Ödem, PCR, etc.) diagnostisch gewertet werden.. Therapiert wird nur bei bestehender Symptomatik und bei einer Erstinfektion während Schwangerschaft. Dann wird die Toxoplasmose mit einer Kombination aus Pyrimethamin (nicht im ersten Schwangerschaftstrimenon) und einem Sulfonamid oder Clindamycin behandelt. Viel wichtiger aber ist eine Prävention. Sie ist vor allem wichtig um eine Erstinfektion bei bestehender Schwangerschaft zu verhindern. Schwangere sollten auf rohes und nicht ausreichend erhitztes Fleisch (Hackfleisch!) verzichten (T. gondii ist hitzelabil) und beim Umgang mit Katzen sollten einige Vorsichtsmaßnahmen ergriffen werden: Die Katzentoilette sollte bei Möglichkeit von einem anderen Familienmitgliedtäglich gereinigt werden. Trichomonas spp Trichomonas ist eine Gattung einzelliger, 4 bis 30 µm großer Lebewesen innerhalb der Eukaryoten. Trichomonas spp. sind teilweise harmlose Kommensalen, einige Vertreter sind jedoch Krankheitserreger bei Mensch und Tier. Die birnenförmigen Vertreter der Protozoen haben vier nach vorn gerichtete Geißeln (1) (Flagella) und eine nach hinten gerichtete Schleppgeißel (2). Die Geißeln sind an Kinetosomen (3) verankert und von einer dreischichtigen Plasmamembran umhüllt. Die Schleppgeißel ist als undulierende (gewellte) Membran ausgebildet. Am spitzen Ende des Zellkörpers tritt ein Achsenstab aus der Plasmamembran aus (5). Da das Genom der Trichomonaden in Form von Chromosomen in einem Zellkern (4) vorliegt, zählen sie zu den Eukaryoten. Trichomonaden besitzen keine Mitochondrien zur Energiegewinnung sondern sogenannte Hydrogenosomen. Die Vermehrung erfolgt durch einfache Längsteilung, unterschiedliche Entwicklungsformen wie bei anderen Protozoen kommen nicht vor. Der Parasit wird nur durch direkten Kontakt übertragen (Schleimhautkontakt von Mensch zu Mensch), sodass es sich um eine sexuell übertragbare Erkrankung handelt. Trichomonas vaginalis kommt weltweit vor. Trichomonas vaginalis bildet keine Cysten, jedoch Trophozoiten aus und wird ausschließlich direkt von Wirt zu Wirt übertragen. Aufgrund der anaeroben Lebensweise des Parasiten sind Nitroimidazole die Mittel der Wahl zur Therapie (z.B. Metronidazol). Zu beachten ist die Mitbehandlung des Sexualpartners. 11 Medizinische Parasitologie Begriffen aus Grundanforderungen Grundbegriffe der Parasitologie: Parasite, Endwirt, Zwischenwirt, Fehlwirt, Haupt- und Nebenwirt, Sammelwirt, Überträger, Reservoir, Endoparasit, Ectoparasit, fakultative Parasiten, obligate Parasiten, Monoxener und Heteroxener Lebenszyklus, Mechanismen der Wirtsschädigung Parasiten mit Lebenszyklus: Plasmodium spp (Malaria) Trypanosoma spp (Schlafkrankheit) Giardia lamblia Parasiten und Krankheit (ohne Lebenszyclus) Leishmania spp (Leishmaniosis) Toxoplasma gondii (Toxoplasmosis) Trichomonaden Extraanforderungen Leishmania spp. Toxoplasma gondii 12
