Mikrosporidie

Mikrosporidie jsou skupinou prvoků mikroorganismů patřících do třídy cnidosporidií. Jedná se o intracelulární parazity, kteří nejsou schopni existovat mimo hostitelský organismus. Existuje téměř 1300 druhů, zastoupených téměř 200 rody. To je jen zlomek skutečné rozmanitosti mykorsporidií, která již byla ve vědeckém světě popsána: mnoho možných infikovaných hostitelů nebylo na přítomnost těchto parazitů v těle vyšetřeno. Hostitelem může být téměř jakékoli zvíře – od prvoků až po člověka. Největší počet a rozmanitost mikrosporidií představují korýši a hmyz.

Lidé se mohou nakazit čeledi Microspodiaceae šesti rodů: Encephalitozoon, Pleistophora, Nosema, Vittaforma, Enterocytozoon a Microsporidium. Ačkoli někteří paraziti v této skupině pravděpodobně způsobují asymptomatické nebo přechodné střevní infekce, mechanismus infekce mikrosporidiózou nebyl dostatečně prozkoumán.

Mikrosporidie mají několik unikátních rysů, které prokazují jejich výjimečnou přizpůsobivost intracelulárnímu parazitismu. Jejich spory obsahují sadu organel, které jsou pro ně jedinečné – extruzní aparát. S jeho pomocí je zdravá buňka infikována propíchnutím membrány a uvolněním spor přímo do cytoplazmy. Žádný jiný druh prvoků nemá podobný mechanismus pro distribuci svých spor.

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

Struktura mikrosporidií

Genom mikrosporidií je nejmenší ze všech buněk obsahujících jádro. V buňkách se téměř nenacházejí žádné introny a mitóza se projevuje formou uzavřené intranukleární pleuromitózy. Ribozomy mikrosporidií mají podobnou strukturu jako ribozomy buněk s anukleární strukturou. Buňka nemá kinetosomy, lysosomy ani částice rezervních živin. Dříve se věřilo, že mikrosporidie nemají mitochondrie, ale nedávno v nich byly nalezeny malé mitosomy, které sloužily jako důkaz jejich mitochondriální povahy.

Spory mají obvykle třívrstvou membránu: glykoproteinovou exosporu, chitinovou endosporu a cytoplazmatickou membránu. Extruzní aparát se skládá ze zadní vakuoly, kotevního disku, polaroplastu a polární trubice. Zadní vakuola má jednokomorovou nebo vícekomorovou strukturu. Někdy vakuola obsahuje posterosom. V okamžiku uvolnění embrya do zdravé buňky se okamžitě zvětší a vytlačí sporu do polární trubice.
Polaroplast se obvykle skládá z membrán kompaktně uspořádaných v jakémsi „obalu“.

Polaroplast někdy obsahuje vezikuly a tubulární struktury. Polaroplast se podílí na vytváření nezbytného tlaku potřebného k vyklopení polární trubice, poskytuje polární trubici membránu a sporoplazmu, která se do ní dostává. Polární trubice je protáhlý, dvoublánový útvar, spirálovitě uspořádaný a vyčnívající z kotevního disku. Jejich vzhled a vývoj se u mikrosporidií může značně lišit.

Životní cyklus mikrosporidií

Sporoplazma je jedno jádro obklopené malým množstvím cytoplazmy obsahující ribozomy. Jádro se nachází ve spore. Jakmile spora pronikne do vnitřního prostředí hostitelské buňky, sporoplazma si vytvoří vlastní ochrannou cytoplazmatickou membránu, o které se dosud ví jen málo.

Sporoplazma pak rychle roste. V tomto bodě má buňka minimum organel: posterosom, ribozomy, hladké a drsné endoplazmatické retikulum.

S nástupem fáze sporogonie – sporontu – buňka získává další membránu. V této fázi se jádra aktivně dělí a tvoří plazmodia.

Mikrosporidie si mohou vytvořit další schránku - sporoforový váček, jehož vzhled a velikost se u různých druhů výrazně liší.

Sporoblast je mezistupeň vývoje od sporogonálního plazmodia ke spore. Během tohoto období se aktivně vyvíjejí všechny membrány a zakládají se organely. Poté je postižená buňka zničena a výsledné spory napadají sousední zdravé buňky nebo jsou vyloučeny z těla při hledání nového hostitele.

Mikrosporidie se vyznačují rozmanitostí životních cyklů. Tento cyklus zahrnuje pouze jednoho hostitele (monoxenický) s tvorbou jednoho typu spor, je typický pro 80 % známých druhů. Může se však také značně lišit mezi různými druhy: znaky sporogonie, počet a typy dělení ve všech stádiích. U zbývajících 20 % může životní cyklus probíhat ve dvou nebo více hostitelích s tvorbou typů spor odlišných strukturou a přiřazenými funkcemi.

Klinický obraz a příznaky mikrosporidiózy

Mikrosporidie jsou velmi časté. Nemoci způsobené mikrosporidiemi, stejně jako cesty infekce, dosud nebyly dostatečně prozkoumány. Mikrosporidie, které mohou žít v lidských buňkách, postihují i zvířata, a to jak volně žijící, tak domácí, ale zatím není jasné, zda se lidé nakazí od zvířat. Přenašeči mohou být lidé s potlačenou imunitou. Spory mikrosporidií jsou přítomny ve vodních tocích, ale ani jeden případ rychlého šíření nemoci neprokázal, že by za to mohla kontaminovaná voda. Mikrosporidie se z těla hostitele vylučují do vnějšího prostředí stolicí, močí a sputem. Předpokládá se, že se lidé mohou nakazit i jeden od druhého, ale přesné údaje neexistují. S největší pravděpodobností se střevní mikrosporidióza nakazí, když se parazit dostane do těla ústní dutinou. Hovoříme hlavně o infekci způsobené Enterocytozoon bieneusi, která postihuje gastrointestinální trakt.

Mikrosporidiózu dýchacího systému způsobují paraziti, kteří se téměř nikdy nevyskytují ve stolici, takže nejpravděpodobnější cestou infekce je prach ve vzduchu. Oči jsou postiženy v důsledku přímého vniknutí parazita do spojivky. Výzkum ukazuje, že mikrosporidie mohou napadat makrofágy a fibroblasty vlastní sliznice.

Střevní mikrosporidióza je běžná, ale existuje mnoho variant onemocnění: mikrosporidióza žlučovodů, očí, dutin, dýchacích cest, svalových vláken, diseminovaná mikrosporidióza postihující ledviny, játra, srdce a nervový systém.

Mikrosporidie, pokud jsou infikovány, často způsobují akutní nebo chronický průjem. Osoby, které podstoupily transplantaci orgánů a následnou imunodeficienci, mají vyšší pravděpodobnost infekce mikrosporidiózou. Některé případy epilepsie jsou spojeny s napadením těla mikrosporidiemi. Byly popsány případy keratitidy a vředů rohovky, které vznikly v důsledku poškození Nosema ocularam, Vittaforma corneae a dalšími mikrosporidiemi, které dosud nebyly klasifikovány. Mikrosporidie byly zjištěny při zánětu svalových vláken. Nosema connori je příčinou diseminované mikrosporidiózy. Čtvrtina až polovina případů prodlouženého průjmu neznámé etiologie u pacientů s imunodeficiencí je spojena s mikrosporidiemi.

Paraziti obvykle napadají mladé lidi s lymfocyty menšími než 100 µl, mikrosporidióza se vyskytuje i u dětí s těžkou imunodeficiencí. Děti, jejichž orgány jsou postiženy mikrosporidiózou, mohou zaostávat ve vývoji, pravidelně si stěžovat na bolesti břicha a neustálý průjem.

Enterocytozoon bieneusi napadá střevní buňky, způsobuje zánět a poškozuje klky, ale téměř nikdy neproniká do vlastní sliznice. Infekce je omezena na gastrointestinální trakt. Encephalitozoon intestinalis se naopak často vyvíjí mimo gastrointestinální trakt. Pokud se dostane do žlučovodů, vyvolává jejich zánět a nekalcifikovaný zánět žlučníku. U HIV infikovaných osob mohou paraziti napadat oči, dutiny a plíce a dokonce se rozvinout do diseminované formy. Keratokonjunktivitida se vyznačuje zarudnutím spojivky, nepříjemnými pocity z vystavení světlu, problémy se zrakem, pocitem cizího tělesa v oku. Mikrosporidie mohou navíc vyvolat rozvoj sinusitidy s uvolňováním hlenu a hnisu z nosu. Existují případy, kdy se parazit dostane do dolních cest dýchacích; pak se při absenci příznaků onemocnění může rozvinout pneumonie nebo bronchitida. V některých případech se při imunodeficienci může rozvinout diseminovaná mikrosporidióza. Které vnitřní orgány jsou postiženy, závisí na typu parazita. Encephalitozoon hellem napadá oči, močové cesty, dutiny a dýchací orgány. Encephalitozoon intestinalis se vyvíjí v gastrointestinálním traktu a žlučovodech, existují případy, kdy napadá ledviny, oči, dutiny, plíce nebo průdušky. Obzvláště nebezpečný je Encephalitozoon cuniculi: je schopen šíření a může napadnout téměř jakýkoli orgán.

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

Nemoci způsobené mikrosporidiemi

Různé formy infekcí způsobených mikrosporidiemi se vyznačují specifickými rysy.

1. Enterocytozoonóza (mikrosporidie druhu Enterocytozoon bieneusi). Patogen postihuje buňky tenkého střeva. Makroskopické studie změn ve střevní sliznici nemohou odhalit. Pod mikroskopem však lze pozorovat narušení tvaru enterocytů, poškození mikroklků, proliferaci krypt a zvýšení počtu lymfocytů.

Patologické buňky postupně ztrácejí své klky a odumírají, přičemž se uvolňují spory, které osídlují nové zdravé buňky. Infekce způsobuje problémy s trávením potravy, sacharidy a tuky se hůře vstřebávají. Postupuje průjem, který trvá týdny a může způsobit dehydrataci. Nedostatek chuti k jídlu způsobuje úbytek hmotnosti.

Nejčastěji se enterocytozoonóza vyskytuje na pozadí AIDS a vyvíjí se v diseminované formě, napadá dýchací cesty a způsobuje horečku.
Můžete se nakazit fekálně-orální cestou. Prevence onemocnění se neliší od prevence střevních infekcí.

2. Encefalitozoonózy (mikrosporidie druhů Encephalitozoon cuniculi a Encephalitozoon hellem). E. cunculi napadají makrofágy, krevní a lymfatické cévy buněk mozku, jater, ledvin a dalších orgánů. Když buňky v důsledku infekce odumírají, spory se uvolňují do krve a lymfy. Nástup encefalitozoonóz je akutní, doprovázený horečkou a dysfunkcí postižených vnitřních orgánů. Pokud infekce zasáhla mozek, pacienti zaznamenávají silné bolesti hlavy, podráždění mozkových blan nebo dokonce meningeální syndrom. Pokud jsou postižena játra, objevují se příznaky hepatitidy, pokud ledviny - příznaky nefritidy.

Největší riziko onemocnění je u pacientů s AIDS. Zdrojem encefalitozoonóz jsou zvířata. Aby se zabránilo infekci, je nutné včas provádět deratizaci a dodržovat pravidla osobní hygieny.

Encefalitozoon hellem u lidí s imunodeficiencí je viníkem keratokonjunktivitidy, zánětu ledvin a rozvoje selhání ledvin. Tento parazit se také vyvíjí v dýchacích orgánech, což je doprovázeno horečkou, kašlem, dýchacími potížemi, příznaky intersticiální pneumonie. Často je postiženo několik systémů vnitřních orgánů současně. Infekce se dostává od nemocného člověka přes dýchací orgány, ústní dutinu nebo spojivku.

3. Invaze (mikrosporidie druhu Trachipleistophora hominis). Postihuje svalová vlákna, doprovází ji svalová slabost, horečka, keratokonjunktivitida. Lidé a opice mohou onemocnět invazí, pokud se nakazí kontaktem.
4. Septatóza (mikrosporidie druhu Septata intestinalis). Mikrosporidie nejprve napadají buňky střevní sliznice a makrofágy. V ložiskách infekce se vyvíjejí vředy a nekróza. Poté se patogen může rozvinout v dalších orgánech. Hlavním příznakem infekce je chronický průjem. Může vyvolat zánět žlučníku a žlučovodů. Nakazit se můžete od nemocné osoby prostřednictvím jídla nebo vody.
5. Nosema (mikrosporidie druhu Nosema connori). Jedná se o diseminovanou invazi. Hlavními příznaky jsou nevolnost, zvracení, silný průjem a respirační selhání. Studie prokáží přítomnost Nosema connori ve svalových tkáních srdce, bránice, žaludku a tenkého střeva, stejně jako ve stěnách cév v mnoha orgánech, v ledvinách, játrech a plicích. K infekci dochází prostřednictvím potravy.
6. Nosema (mikrosporidie druhu Nosema ocularum) je vzácné onemocnění. Parazit žije v rohovce a vyvolává rozvoj kombinovaného zánětu rohovky a cévní membrány oční bulvy a dokonce i vředu rohovky.
7. Napadení (mikrosporidie druhu Vittaforma corneum) postihuje i oči.
8. Invaze (mikrosporidie druhu Bruchiola vesicularum) napadá svaly a rozvíjí se u lidí s imunodeficiencí.

[ 10 ], [ 11 ]

Jak odhalit mikrosporidiózu?

Mikrosporidie se barví některými činidly, dávají pozitivní PAS reakci, ale často nejsou rozpoznány: jejich extrémně malá velikost (1-2 µm) a absence známek zánětlivého procesu v přilehlých tkáních to ztěžují. Mikrosporidiózu je nejlépe diagnostikovat pomocí elektronového mikroskopu. Modifikované tříbarevné barvení a PCR poskytují vysoce kvalitní diagnostiku.

Mikrosporidiózu lze podezřívat, pokud si pacient stěžuje na chronický průjem, zánět spojivek, problémy s dýchacím systémem, ledvinami a játry, pokud příčina těchto potíží nebyla dříve zjištěna a testy neprokázaly přítomnost virů, bakterií a jiných prvoků.

Pro ověření diagnózy se odebírá stěr stolice k analýze. Pokud existuje důvodné podezření na diseminovanou mikrosporidiózu, odebírají se k analýze stěry z rohovky, močový sediment a biopsie sliznice močového měchýře a dvanáctníku. Stěry se obarví a poté je možné detekovat spory patogena, které působením činidla získají načervenalou barvu, zatímco většina bakterií se zbarví do zelena – barvy pozadí.

Elektronový mikroskop detekuje přítomnost parazita v tkáních: v buňkách se nacházejí spory s charakteristickou polární trubicí.

Zacházení

Neexistuje žádná osvědčená léčba mikrosporidiózy. Albendazol neutralizuje E. intestinalis. Účinnost se také ukázala jako účinná u fumagillinu. Atovachon a nitazoxanid snižují závažnost symptomů, ale jejich účinnost v boji proti onemocnění nebyla studována. U HIV infikovaných jedinců jsou projevy mikrosporidiózy zmírněny antiretrovirovou terapií.

Je mikrosporidióza nebezpečná? Mikrosporidie se často nacházejí v tělesných tkáních, aniž by vykazovaly jakékoli příznaky nebo způsobovaly potíže. Nejčastěji se infekce stává nebezpečnou až s progresí imunodeficience u HIV pozitivních osob nebo u příjemců transplantovaných orgánů. Člověk s normální imunitou se však ve většině případů nemusí ničeho obávat.