MODULARIZACE VÝUKY EVOLUČNÍ A EKOLOGICKÉ BIOLOGIE CZ.1.07/2.2.00/15.0204 Biologie parazitických členovců Přehled nejvýznamnějších onemocnění přenášených členovci Původce a projevy onemocnění. Vývojové cykly patogenů a vektorů. Geografické rozšíření. Přirozené ohnisko přenosných nemocí = zjev, kdy původce, jeho specifický přenašeč a zvíře, sloužící jako rezervoár nákazy, existují v přirozených podmínkách neohraničeně dlouhou dobu v rámci různých biocenóz nezávisle na člověku, jak v průběhu své již prošlé evoluce, tak i v současném jejím období (Jírovec 1954). Přírodní ohnisko = geografické teritorium, většinou přesně ohraničené a vytyčené určitými geobiocenózami nebo ekosystémy, v nichž koluje patogenní agens. Člověk se může nakazit při vstupu do přírodního ohniska např. po kontaktu s přenašečem nebo hostitelem, alebo je slepou uličkou enzootického (endemického) cyklu. Základními složkami PO jsou původce onemocnění (mikrobiální patogen), obratlovec – hostitel, hematofágní členovec – přenašeč, biotop a další faktory vnějšího prostředí umožňující koloběh patogenu. V místě ohniska žije mnoho druhů teplokrevných živočichů, kteří jsou vnímaví k onemocnění a jsou-li infikováni prostřednictvím přenašečů, onemocní za zjevných klinických příznaků nebo častěji inaparentně. V případě, že je v přirozeném ohnisku nedostatek vnímavých hostitelů, se původci udržují v přenašečích. Specifický přenašeč nepodléhá nákaze, ani neprojevuje ve většině případů snížení své normální životnosti. Jen v ojedinělých případech bylo zaznamenáno uhynutí menší části nakažených jedinců, a to ještě při umělém nakažení. Nové, novo vznikající a znovu se objevující infekční nemoci v roku 2004 Arboviry Arthropod Born Viruses • jediný DNA virus přenášený členovci • způsobuje hemorrhagie African swine fever and related viruses Bluetongue (BTV) Rod: Orbivirus Culicoides imicola, etc. … • nákaza se projevuje horečkou, záněty a otoky hlavy, víček, uší a všech sliznic; zejména na sliznici ústní dutiny se objevují krváceniny a vředy • účinná léčba nedostupná • člověk není k tomuto onemocnění vnímavý Další významné viry čeledi Reoviridae Rod Orbivirus - viry Kemerovo a Tribeč se množí v lymfatických a hematopoetických tkáních. Po infekci perzistují dlouho v erytrocytech. Téměř celá Eurasie, sev. Afrika. Hlavním rezervoárem jsou ptáci a hlodavci, z domácích zvířat např. koza. Přenašeči: I. ricinus a I. persulcatus. U živočichů je onemocnění často bez vnějších klinických příznaků. U člověka průběh nemoci provázejí lehké horečky, výjimečně s meningitidou. Běžně souběžná infekce orbiviry a virem klíšťové encefalitidy. Rod Coltivirus - virus koloradské klíšťové horečky - v Americe v oblasti Skalistých Hor (Rocky Mountains) vyvolává klíšťovou koloradskou horečku (CTF). Velmi podobný virus byl objeven také u klíšťat v Bádensku-Württembersku. Rezervoárem jsou drobní hlodavci, ale také kopytníci a jiní savci. V Americe je hlavním přenašečem Dermacentor andersoni (i jiné druhy) a rod Haemaphysalis. Obvykle bifázický průběh; první horečnatá fáze doprovázená bolestmi hlavy, svalů, kloubů a světloplachostí trvá jen několik dní a zpravidla ji nelze odlišit od jiných virových infekcí. Po období klidu nastává druhá, těžší fáze - zánět mozkových blan, varlat a srdeční svaloviny. Letalita je velmi vzácná. Vakcína neexistuje. Rod Coltivirus - virus Eyach - náleží do antigenní skupiny CTF. Přenašečem je I. ricinus. Výskyt v Německu, ve Francii a protilátky byly detegovány i v České republice. Příznaky: meningoencefalitida, polyneuritida - zánět periferních nervů. Rod Bunyavirus - virus Bhandža - jižní Evropa, jižní Slovensko, Afrika a Asie. Zdrojem nákazy jsou ovce, kozy, skot a také ježci. Přenos klíšťaty podčeledi Amblyomminae. U lidí se toto horečnaté onemocnění, někdy doprovázené meningoencefalitidou, se nijak zvlášť neliší od jiných virových onemocnění. Rod Uukuvirus - virus Uukuniemi - přenos klíšťaty I. ricinus a I. persulcatus. Izolován také z komárů. V Evropě a asijské části Ruska. Hostitelé jsou lesní hlodavci. Patogenita pro člověka je nejasná. Rod Nairovirus - virus konžsko-krymské hemoragické horečky (CCHF) – Afrika, přední a střední Asie, Čína, Kosovo a oblast Černého moře. Rezervoárem jsou vedle samotných klíšťat kopytníci a zajícovití. Přenos: D. marginatus a H. marginatum. Ve střední Asii se infekce člověka manifestuje jako hemoragická horečka, doprovázena bolestmi hlavy, končetin, nevolností a přecitlivělostí na světlo. Krátce poté se objevuje tečkovité krvácení na trupu a hemoragie (krvácení z vnitřních orgánů – zejména ze sliznic střev a ledvin). Úmrtnost plně rozvinuté nemoci je poměrně vysoká a to 5-20 %. Dostupná vakcinace. Cca 400 druhů, většinou arboviry. La crosse Rod: Orthobunyavirus Encefalitida (USA). Východní koňská encefalitida Rod: Alphavirus Venezuelská koňská encefalitida Žlutá zimnice St. Louis encefalitida Horečka dengue Západonilská horečka Klíšťová encefalitida Virus klíšťové encefalitidy - přírodní ohniskovost. Eurasie. V ČR jsou významná ohniska např. v okolí Brna, Znojma, Ostravy, Opavy a Bruntálu, a v povodí Vltavy. Nedochází k chronickým infekcím, může však nastat trvalé poškození napadených tkání v důsledku zánětu. Rezervoárovem jsou drobní hlodavci, lišky, psi, a ptáci. Přenašeči Ixodes ricinus a I. persulcatus. Obvykle lehký průběh, nebo inaparentní (bez zjevných klinických příznaků), může dojít k těžkému poškození CNS. Úmrtnost je vzácná. Nemoc v plně rozvinuté podobě má bifázický průběh – v první fázi dochází k vzestupu teploty na 38 – 39 °C. Asi po týdnu, v druhé fázi, se dostavují vysoké horečky až 40 °C, pacient trpí výraznou přecitlivělostí na světlo, silnou bolestí hlavy, zvracením a dochází k rozvoji virové meningitidy. Dostupná vakcinace. Rod Flavivirus Klíšťová encefalitida (TBE) Žlutá zimnice • patrně nejhorší ze všech arbovirů • významný přenašeč: Aedes aegypti • ročně cca 200 tis. nemocných a z toho 30 tis. smrtelných případů St. Louis encefalitida virus v slinných žlázách C. pipiens Horečka dengue Přenos: • Aedes, hlavně A. aegypti • prostřednictvím infikovaných krevních výrobků a dárcovství orgánů Denque Západonilská horečka Další významné viry čeledi Flaviviridae rod Flavivirus Virus skotské encefalitidy ovcí - epidemické onemocnění ovcí; postihuje i další domácí zvířata, ptáky a člověka. Přenos výhradně klíšťaty rodu Ixodes. Hlavními projevy u ovcí: horečky a nechutenství, později neurologické poruchy a vrávoravá chůze. U člověka jsou příznaky této nemoci velmi podobné příznakům klíšťové encefalitidy. Virus ruské jaro-letní encefalitidy (RSSE) a Powassan - RSSE je varianta klíšťové encefalitidy s těžším průběhem. Encefalitida způsobená virem Powassan se vyskytuje zejména v Kanadě. Přestože byl virus poprvé izolován z mozku dítěte, které zemřelo na meningoencefalitidu, dochází k infekci lidí tímto virem vzácně a průběh onemocnění je většinou lehký. Rezervoáry jsou myši. Přenašeči jsou I. persulcatus (RSSE) a I. scapularis (Powassan). Příznaky u člověka: vysoká horečka, bolesti hlavy, závratě a zvracení a neurologické komplikace. Virus omské hemoragické horečky - omská hemoragická horečka (OHF) ve stepních oblastech jižní Sibiře. Poprvé na záp. Sibiři během II. světové války. Zdrojem jsou drobní hlodavci, žáby a ještěrky. Vektorem je D. reticulatus. U různých hostitelů je průběh nemoci odlišný, může docházet až k smrtelné encefalitidě. Člověk: horečky, bolesti hlavy a končetin, úbytek bílých krvinek, zánět spojivek a hltanu, později krvácení do sliznic i kůže; letalita ojedinělá. Virus hemoragické horečky kjasanurského pralesa - horečka kjasanurského pralesa (KFD), se vyskytuje v Indii. Nemoc postihuje člověka a opice. Přenos prostřednictvím Haemaphysalis spinigera a byl prokázán i transovariální přenos. Typickými příznaky jsou vysoké horečky, bolesti hlavy a končetin, dále bolesti svalů, zvracení a průjmy, neurologické poruchy jako např. zmatenost. Bakterie Ehrlichiáza • první případ onemocnění diagnostikován ve Slovinsku v roce 1997 • Ehrlichia chaffeensis, E. ewingii • severní Amerika a Evropa (hlavně Španělsko a Portugalsko) • rezervoárem původce tohoto onemocnění jsou jeleni, psi, hlodavci a také klíšťata, ve kterých se ehrlichie aktivně množí (přežívají v jejich slinných žlázách) • přenos prostřednictvím klíšťat Ambylomma americanum a Dermacentor variabilis • u lidí vyvolávají tzv. monocytární ehrlichiózu; tj. horečnaté onemocnění s bolestmi kloubů, svalů a hlavy; nevolnost, zvracení, nechutenství, snížena hladina krevních destiček a bílých krvinek, může se objevit i vyrážka • u živočichů dochází k podstatnému úbytku všech druhů krvinek v krvi • sérologie, krevní roztěr (typické morulovité struktury ehrlichií v monocytech) nebo izolace na tkáňových kulturách; léčba doxycyklinem, tetracyklinem a chloramfenikolem Anaplasma phagocytophilum s.l. • seskupení mikroorganismů, které jsou genomicky velmi blízké a způsobují tzv. granulocytární ehrlichiózu • výskyt v Severní Americe a v Evropě • rezervoárovými zvířaty jsou srnci, daňci, jeleni, lesní hlodavci i klíšťata • přenos prostřednictvím klíšťat I. scapularis (prokázán transstadiální i transovariální přenos), I. ricinus a I. trianguliceps • onemocnění podobné monocytární ehrlichióze, má však závažnější průběh a může být fatální • léčba doxycyklinem Rickettsia (α - Proteobacteria) vnitrobuněčné bakterie Horečka Skalistých hor • purpurová horečka • Americký kontinent • rezervoárem jsou hlodavci, vačice, zajícovití a psovité šelmy • nákaza u zvířat probíhá inaparentně • přenos klíšťaty Dermacentor andersoni a D. variabilis; druhý zmíněný druh je zároveň rezervoárem a byl prokázán i transovariální přenos; případní vektoři Haemaphysalis a Ixodes • inkubační doba u člověka kolem 1 týdne  pak vysoká horečka, bolesti hlavy, končetin, svalů a břicha a to již po 6-8 hodinách po nasátí, silný dráždivý kašel, po několika dnech charakteristická vyrážka na kotnících a zápěstích, komplikace (encefalitida, mnohočetná vaskulitida s poškozením řady orgánů) • těžký průběh, letalita neléčených jedinců se pohybuje okolo 20%, u léčených je to kolem 5% • sérologie, PCR, běžně pak inokulace kuřecího embrya • léčba pomocí doxycyklinu, tetracyklinu, chloramfenikolu a ciprofloxacinu Rickettsia rickettsii Rickettsia rickettsii Červeně zbarvené jsou buňky R. rickettsii v buňkách endotelu pacienta s fatální RMSF • skvrnitý tyfus je závažné infekční onemocnění způsobené Rickettsia prowazekii • rickettsie se množí v buňkách střevního epitelu, pro přenašeče jsou patogenní (zabíjí zhruba do 10 dnů) • inkubační doba 1 - 2 týdny • charakteristické příznaky - horečka, zimnice, třesavka, bolesti těla a vyrážka, která se tvoří na hrudníku a postupuje na končetiny, ale nepostihuje obličej a dlaně • při neléčené formě kóma a smrt • léčba antibiotiky (tetracyklin, chloramfenikol); vakcinace dostupná • epidemie skvrnitého tyfu se na území Československa vyskytla v roce 1945 ve věznici pražského gestapa v Malé pevnosti v Terezíně z důvodů velmi špatné hygieny • endemický tyfus - mortalita 30% - 60% R. prowazekii Epidemický skvrnitý tyfus Endemický skvrnitý tyfus R. typhi Leptotrombidium Horečka tsutsugamushi (scrub, křovinný tyfus) Orientia tsutsugamushi g-ProteobacteriaQ - horečka Coxiella burnetii • obligátně intracelulární patogen, kosmopolitní mimo N. Zélandu • jako rezervoár se uplatňují ovce, skot, kozy, kočky, psi, hlodavci, ptáci a klíšťata • transovariální a transstadiální přenos běžný u klíšťat je podkladem cyklického přenosu v přírodních ohniskách nákazy mezi hlodavci, většími zvířaty a ptáky • především inhalační přenos ale i přenos klíšťaty • po inkubační době 10-20 dní se akutní Q-horečka projeví zvýšenými teplotami (1-2 týdny)  rozmnoží se v dýchacích cestách a šíří se do dalších orgánů • počátek může být náhlý s mrazením, retrobulbární bolesti hlavy, slabostí, únavou a značným pocením • častá pneumonie, projevující se jen neobvyklým rentgenem • bolesti hrudi, kašel se objevují jen u čtvrtiny pacientů; zotavení probíhá vcelku bez komplikací • závažnost různá, od inaparentních nebo nespecifických onemocnění až po těžký průběh • běžně jsou nalezeny abnormální jaterní testy, dochází i k chronické endokarditidě s dlouholetým průběhem, možné neurologické syndromy  smrtnost neléčených případů nižší než 1 % • léčba antibiotiky (tetracyklin, doxycyklin, kombinace eryhtromycinu a rifampinu); vakcinace možná Tularemie (zaječí nemoc) • původcem je Francisella tularensis; nemoc rozšířena po celé Eurasii a Severní Americe • onemocnění divokých hlodavců, zejména zajíců, králíků, křečků, hrabošů, syslů, hryzců a myší, které se mezi nimi udržuje jakožto typická ohnisková nákaza • infekci udržují i méně vnímavá zvířata, jako jsou ondatry, srnci, lišky a divoce žijící ptáci, která zpravidla onemocní jen latentně • přenos prostřednictvím hematofágů, zejména Dermacentor, Amblyomma a vzácněji Ixodes, pakomárů a ovádů; bezprostředním kontaktem s krví infikovaného zvířete, při stahování kůže zvířat atp., případně přenos alimentární a aerogenní • zoonóza, která probíhá u člověka pod různým klinickým obrazem v závislosti na způsobu přenosu a vstupní bráně infekce - ulceroglandulární forma se projevuje bolestivými vředy na kůži a zduřením lymfatických uzlin; okuloglandulární forma se projevuje zánětem očních spojivek a zduřením lymfatických uzlin; u čistě glandulární formy je hlavním znakem zduření lymfatických uzlin; abdominální forma je charakterizovaná vysokou horečkou bez zduření lymfatických uzlin a je provázená průjmy, zvracením a bolestmi břicha; plicní forma je charakterizovaná zejména pneumonií • onemocnění obyčejně u všech forem začíná jako chřipka celkovou zchváceností, bolestmi po celém těle, zvracením, třesavkou, horečkou až 40°C a pocením; horečky trvají 2-3 týdny, pak následuje pomalá rekonvalescence • léčba - streptomycin, gentamycin, případně chirurgické odstranění zduřelých lymfatických uzlin Yersinia pestis • Yersinia pestis - fakultativní anaerobní bakterie; rezervoárem jsou hlodavci; přenos blechami (přežívá v trávicím traktu krysí blechy Xenopsylla cheopis) • morová nemoc se dělí do tří hlavních forem: dýmějový, septický (sepse, otrava krve) a plicní černý mor • všechny formy jsou odpovědné za vysokou úmrtnost během epidemií v historii, včetně tzv. Černého moru, jenž zahubil nejméně třetinu evropské populace v letech 1347 -1353 • k rozvoji onemocnění dochází během 2–6 dnů po bodnutí blechou  vysoká horečka, bolesti hlavy, končetin a břicha • bakterie v ráně jsou pohlceny buňkami imunitního systému, které je zanesou do nejbližších spádových mízních uzlin (většinou ve tříslech nebo v podpaží); v nich se množí a uzliny na to reagují těžkým zánětem, při kterém se enormně zvětší, až do velikosti pomeranče  uzliny mohou prasknout a vytvořit otevřené rány, ze kterých vytéká krvavá tmavá tekutina; pokud uzliny prasknou, nebo jsou uměle otevřeny, dochází k jejich pozvolnému zahojení, a pacient má naději na přežití. • většinou však dochází k průniku bakterií z lymfatické tkáně do krve  do plic  druhotní, fatální plicní forma • přítomnost bakterií v krvi  fatální septická forma, která se ale také může vyvinout i bez předchozího zvětšení uzlin zejména u jedinců se špatným stavem imunity • rychlý pokles krevního tlaku, kolaps  krvácení do kůže a sliznic v důsledku vzniku takzvané diseminované intravaskulární koagulace (DIC), při které nejdříve dochází ke srážení krve uvnitř cév  vyčerpání zásob krevních destiček  nezastavitelné krvácení (krvácení do kůže se projeví splývajícími skvrnami hnědofialové barvy po celém těle) • léčba streptomycinem, chloramfenikolem, tetracyklinem a fluorochinolíny; možné použití doxycyklinu a gentamicinu Mor 1. produkce "lepivého" proteinu za nízké teploty 2. po zvýšení teploty (sání na hostiteli) se shluk zvolna uvolňuje Blokování stomodea přenašeče Přenos Y. pestis blechou: • k prvotnímu přenosu do vektora dochází během krmení se na nakaženém zvířeti • k udržení bakterie v zažívacím traktu blechy přispívá několik proteinů – např. systém skladování heminu (Hms) a Yersinia toxin dobytčího moru (Ymt) • Ymt je prokazatelně důležitý pro přežití Y. pestis v blechách a to i přesto, že Ymt je vysoce toxický pro hlodavce a jeho produkce byla považována za potřebnou k zajištění k reinfekci nového hostitele • Hms zase hraje důležitou roli v přenosu Y. pestis zpět na savčího hostitele • proteiny kódované lokusy Hms se shlukují v bleším jícnu a proventriculu, brání bleše v příjmu potravy a zvyšují tak její hladovost  k přenosu pak dochází během marných pokusů blechy o krmení • pohlcená krev je pumpována do jícnu, kde uvolňuje bakterie zde rostoucí a je neustále chrlena zpět do hostitelského oběhu SpirochétyLymeská nemoc • původcem je gramnegativní spirocheta Borrelia burgdorferi s.l. • borelie jsou typické svým protáhlým spirálovitým tvarem (s bičíky na obou koncích), který jim umožňuje šroubovitý pohyb výhodný zejména ve vysoce viskózním prostředí mezibuněčné hmoty  umožňuje jim překonat epiteliální i hematoencefalickou bariéru; nemají kompletní vlastní metabolickou výbavu  jsou plně závislé na hostiteli • Lymeská borrelióza je nejčastější antropozoonózou v Evropě, Asii a Severní Americe • rozšíření téměř po celém světě, s výjimkou Austrálie; ve střední Evropě téměř všechny oblasti - existují však regionální ohniska; výskyt i v Polárním moři u mořského ptactva • rezervoárem jsou drobní volně žijící obratlovci (hlodavci, drobní savci, vysoká zvěř, ptáci, plazi a také některé druhy domácích zvířat) • na člověka přenáší přisátím infikovaného klíštěte (Ixodes ricinus nejčastěji v Evropě, I. persulcatus, I. scapularis a I. pacificus) • přímý přenos z člověka na člověka nebyl prokázán; vzácně byl dokumentován transplacentární přenos u neléčených těhotných žen • u zvířat (zejména u psů, přežvýkavců a koňů) se onemocnění projevuje kulháním a postižením ledvin a CNS • u člověka průběh trojfázový  polysystémové onemocnění, které zahrnuje postižení: kožní (65 %), muskuloskeletální (17 %), nervové (12 %), postižení srdce a oka • může být napadena kterákoliv tkáň v organismu • inkubační doba se liší podle klinických projevů; u erythema migrans je 7-10 dní (rozpětí 1- 180 dní), u diseminované časné formy 20-65 dní, u pozdní formy 6-12 měsíců až několik let • většina nákaz probíhá asymptomaticky, ne vždy dojde k zánětu kůže v podobě kruhovité vyrážky s vybledlým středem (erythema migrans); někdy se může nemoc poprvé projevit až v pokročilejším stadiu, únavou, bolestmi kloubů či neurologickými problémy • v druhé fázi nemoci pacient trpí zvýšenou teplotou, bolestmi hlavy a svalů a únavou diseminace borrelií do celého těla, vznikají sekundárních ložisek erythema migrans; • častá je regionální lymfadenopatie (onemocnění mízních uzlin), meningitida, záněty nervů, bolesti a záněty svalů a kloubů; zvlášť charakteristické jsou návaly pocení, časté i vypadáváním vlasů • pozdní, třetí fáze nastává po 2-3 letech - chronická recidivující polyartritida (zánět několika kloubů), chronické postižení kůže a neuroborrelióza (borrelie mohou v těle přežívat až 10 let) • diagnóza na základce klinických příznaků (erythema migrans), sérologicky • v akutní fázi nejúčinnější penicilin, tetracyklin, doxycyklin, amoxicilin, erytromycin, deoxymykoin, v chronické fázi cefalosporiny Lymeská borrelióza Druhy způsobující horečnatá onemocnění se zimnicemi a bouřlivým průběhem: • vyskytují se na celém světě a patří mezi ně například: Borrelia duttonii přenášená klíšťaty v Africe B. hermsii a B. parkerii přenášeny klíšťaty na obou amerických kontinentech, v Asii a jižní Evropě B. reccurentis přenášená vší šatní v Africe, Asii, Jižní Americe a v některých oblastech jižní Evropy Borrelie způsobující lymeskou boreliózu: • spirochéty ze skupiny Borrelia burgdorferi s.l., které se vyskytují převážně v Evropě a Severní Americe, patří k nim známe druhy: B. afzelii B. garinii B. burgdorferi s.s. • dále méně známé druhy, například: B. japonica B. valaisiana B. andersonii B. lusitaniae Hlášené případy Lymeské borreliózy B. recurrentis (epidemická návratná horečka) B. duttoni (endemická návratná horečka) • antroponoza • borrelie invadují hemocel a řadu tkání Ornithodoros moubata • přenos přes slinné žlázy, koxální žlázy - penetruje pokožkou • typhus reccurens – návratní tyfus • antropopatogenní • přenos vší šatní Jednobuněčné eukaryota leishmania Trypanosoma brucei spavá nemoc Trypanosoma cruzi Chagasova nemoc Kinetoplastida Trypanosoma brucei • původce T. brucei; přenos bodalkou tse-tse • forma západní (T. b. gambiense) a východní (T. b. rhodesiense), přičemž druhá je mnohem agresívnější a rychleji působící; první zas vyvolává chronická onemocnění, pro která je v pozdějších fázích typická letargie • postižena rozsáhlá oblast Subsaharské Afriky; každý rok onemocní cca 500 tis. lidí a 40 tis. zemře • první příznaky připomínají chřipku (horečka, zduření mízních uzlin - Winterbottomův syndrom), pak následuje anémie, různé potíže s krevním oběhem a vylučovací soustavou • v závěrečném stádiu dochází k halucinacím, výbuchům zuřivosti a totálnímu rozhození spánkového cyklu; v závislosti na formě ústí tento stav buďto do relativně rychlé smrti, nebo v postupnou prohlubující se letargii Spavá nemoc (africká trypanosomiáza) Glossina vs. Trypanosoma Při dostatečné koncentraci se množí ve epiteliálních buňkách střeva Význam PM ? T. brucei T. vivax (nemnoží se) Trypanosoma cruzi Nejvýznamnější vektoři: Triatoma infestans Triatoma dimidiata Rhodnius prolixus Panstrongylus megistus spheromastigoti trypomastigoti epimastigoti (hlavní množící se stadium v přenašeči) v obratlovci přežijí útok komplementu jen trypomastigoti amastigoti T. cruzi v srdcovém svalu Chagasova choroba (Americká trypanosomiáza) • patogen T. cruzi přenášen pokousáním krevsajících ploštic, které přenesou infekci pouze tehdy kdy během kousnutí defekují; přenos i krví z člověka na člověka (transfuze, transplantace orgánů, těhotenství) • inkubační doba 1-4 týdny (v případě nakažení transfuzí až 6 týdnů) • průběh nemoci - akutní a chronický • v polovině případů je symptomem infekce v blízkosti očí, někdy zvětšení mízních uzlin a jejich zduření v místě infekce  po 2-4 týdnech akutní fáze - zaplavení organismu parazity  horečka, dušnost, bolesti břicha, zvětšení srdce či hromadění tekutin na tváři a na nohou • po zhruba měsíci nastupuje latentní fáze, která může trvat i několik let, po nichž se však mohou objevit vážné symptomy typické pro chronickou fázi: onemocnění srdce, malformace na střevě (odumírání gangliových buněk  poruchy peristaltiky), neléčeno chronické onemocnění je často fatální • léčba účinná jen v počáteční fázi onemocnění, vakcinace neexistuje myokarditída megacolon Serratia marcescens vs. Trypanosoma cruzi Několik sekund po inkubaci Serratia marcescens (SM365) s epimastigoty, bakterie se asociují a rychle adherují na povrch T. cruzi. (b) Adheze S. marcescens na T. cruzi po 1 minutě. (c) Epimastigoty téměř rozloženi po 30 minutách. (d) Filamenty spojující bakterie; po 120 minutách. Sporadický původce infekcí z čeledě Enterobacteriaceae, přítomna i ve zažívacím traktu ploštic – léčba Chagasovy nemoci??? . Ve vektore se amastigoti transformují na promastigoty, vyvíjejí se v střevě (v zadním střevě se vyvíjí podrod Viannia, v mesenteronu podrod Leishmania), a pak migrují do proboscisu vektoru. Leishmania promastigot L. mexicana amastigoti L. mexicana Infekce lidí jsou způsobeny 21 z 30 druhů které napadají savce: L. donovani komplex se 3 druhy: L. donovani, L. infantum, L. chagasi L. mexicana komplex se 3 hlavními druhy: L. mexicana, L. amazonensis, L. venezuelensis L. tropica L. major L. aethiopica Podrod Viannia se 4 hlavníma druhy: L. (V.) braziliensis L. (V.) guyanensis L. (V.) panamensis L. (V.) peruviana Distribuce kutánní leishmaniózy St. světa (L. tropica, L. aethipoica) Distribuce kutánní leishmaniózy St. světa (L. major) Distribuce kutánní a mukokutánní leishmaniózy N. světa (podr. Viannia) Distribuce viscerální leishmaniózy N. a St. Světa (L. donovani, L. infantum) Městský typ leishmaniózy, postihující hlavně hlavu a krk (L. tropica), převazující forma v Indii (rezervoár psy) Kutánní leishmanióza (L. major) Mukokutánní leishmanióza Espundia Viscerální leishmanióza Kala-azar (hepatosplenomegálie) Volně žijící (A) a domestikovaný (B) rezervoár L. (Leishmania) chagasi. Charakteristické klinické příznaky nemoci: ztráta váhy, drápovité zakřivení nehtu (C), kožní léze, vředy (D), hyperkeratóza (E) a alopecie (F). Leishmania a flebotomové Blokování faryngeálních receptorů LEF (Leishmania enhancing factor ) • leishmanie je obligátní intracelulární parazit makrofágů, který ji ale může zabít produkcí oxidu dusného (NO) • makrofág je k tomu stimulovaný IFN- y produkovaným aktivovanými T-buňkami • LEF slinných žláz phlebotomů však inhibuje tuto IFN-y stimulovanou produkci superoxidu • LEF taky inhibuje schopnost makrofágů prezentovat antigeny leishmanie specifickým T-buňkám Plasmodium Apicomplexa - Aconoidasida - Haemospororida 4 lidské druhy ostatní druhy u dalších obratlovců Malárie (italsky „špatný vzduch“; rovněž nazývaná zimnice) • je jedna z nejvýznamnějších infekčních nemocí • přenašečem na člověka je komár rodu Anopheles • více než milion lidí nemoci podlehne, z čehož většina jsou děti mladší 5 let • většina obětí žije v tropické a subsaharské Africe • známé druhy způsobující nákazu u lidí jsou zimničky Plasmodium falciparum (který je zodpovědný za 80 % známých případů a asi 90 % úmrtí) a P. vivax, dále pak P. ovale, P. malariae, také P. knowesli a P. semiovale jsou známé jako původci malárie • příznaky onemocnění se mohou projevit od 10 dnů do několika měsíců po kousnutí komárem • malárii můžeme rozdělit do tří skupin dle druhu parazita: tropická malárie (P. falciparum), malárie třídenní (P. vivax nebo P. ovale) a malárie čtyřdenní, dříve nazývaná čtvrtodenní zimnice (P. malariae) • nejvážnější je onemocnění tropickou malárií, která ohrožuje člověka na životě; červené krvinky mají tendenci se přilepovat (adheze) ke stěně cév a postupně poškozovat tímto mechanismem vnitřní orgány  ucpání (obstrukce) cévy s těžkými následky pro jimi zásobované orgány (hlavně mozek a ledviny) Malárie jako terapie • malárie byla počátkem 20. století používána jako lék proti bakterii Treponema pallidum, způsobující syfilis • principem léčby bylo to, že vysoké horečky, provázející malárii, zabily i bakterii. • všiml si toho Julius Wagner-Jauregg a zkusil malárii aplikovat cíleně; za objev léčivých účinků malárie dostal v roce 1927 Nobelovu cenu za lékařství • k léčení používal méně nebezpečnou opičí malárii P. knowlesi • během používání po asi 170 generacích umělého předávání choroby injekcemi mezi pacienty se tento původce malárie stal podobně smrtící, jako P. falciparum (virulence postupně stoupla asi 500x)  tato metoda se používala do poloviny 50 let a byla nahrazena léčbou antibiotiky Lidská plasmodia jsou přenášena komáry rodu Anopheles. Ze 400 popsaných druhů je přibližně 20 významných vektorů. Cyklus malárie Plasmodium falciparum A) prstencová forma (rané trofozoity) B) zralý schizont C) gametocyt Plasmodium vs. komár Sání  armatura (menší bariera)  lumen střeva  odvod vody, koagulace krvi a enzymy do střeva  špatné pro parazita, protože na obvode je často zničen (ookineta musí projít PM 1 len kým se tvoří)  produkce prechitinázy pro narušení a hostitel ji trypsínem aktivuje  ookineta se usadí pod PM (na bazální membráně)  oocysta, jestli skončí u rezistentního komáre zůstává jak tmavá hrče na střeve (obalená melaninem). Penetrace ookinety přes PM, unikající z nasáté krvi vlevo, produkuje chitinázu na porušení PM. Mikrovily epitelu mezenteronu vpravo. replikace a segregace DNA cytoskelet Lyze erytrocytů ookineta průchod PM a epitelem PM pH nebo GAF a teplota = aktivace gametocytů Celé to musí proběhnout velmi rychle, čili gametocyty musí dozrát a rychle vytvořit zygotu, velký teplotní šok (nižší teplota oproti obratlovci). Teplota + pH + GAF (gametocyte-activating factor)  aktivace  proběhne replikace a segregace DNA, cytoskelet  lýze erytrocytů aby se gametocyty dostali ven. Řez střevem komáre infikovaného oocystami Plasmodium . GW – stěna střeva, OO - oocysty, GC – obsah střeva méně než 20% sporozoitů se dostane přes hemocoel do slinných žláz Poškození tkání - v důsledku pronikání ookinet  zvýšení rizika druhotné infekce bakteriemi Fyziologické změny - aminopeptidy, trávící enzymy… Odčerpání živin - nižší koncentrace aminokyselin v hemolymfě infikovaných komárů Energetické nároky na imunitu - produkce několika obranných látek Behaviorální změny - v důsledku nižší hladiny apyrázy tráví více času při „probing“ Důsledky infekce pro komára Apicomplexa - Aconoidasida - Piroplasmorida Babezióza • prvním popsaným případem přenosu onemocnění klíštětem Boophilus annulatus byl přenos texaské horečky skotu, způsobené výtrusovcem Babesia bigemina (prokázali Smith a Kilbourne v roce 1893) • napadají erytrocyty rozličných živočichů, od hlodavců (Babesia microti), přes koně (B. equi), skot (B. divergens, B. bovis), psy (B. canis, B. gibsoni) a další savce • za přenos jsou zodpovědná primárně klíšťata rodu Ixodes, Rhipicephalus a Haemaphysalis; vektory a současně rezervoáre infekce - Rhipicephalus sanguineus, Dermacentor reticulatus • byly však popsány také infekce způsobené krevní transfuzí • jedná se o velmi vzácná lidská onemocnění; u člověka v Americe vyvolané zpravidla B. microti a v Evropě B. divergens • u zvířat hovoříme o tzv. piroplazmóze; zpravidla horečnatý průběh spojený s hemoglobinurií, žloutenkou a hemolytickou anémií; časté případy úhynu zvířat • babezióza u psů je v Evropě poměrně rozšířena (nejpostiženější oblast středomoří včetně některých kontinentálních oblastí na jižní Evropy (Maďarsko); výskyt infekce v psí populaci je významně ovlivněn relativní vlhkostí vzduchu a klimatickými podmínkami - vliv na rozšíření klíšťat v prostředí (postižení populace v tomtéž místě může kolísat rozpětí od 5 do 15%) • u člověka se onemocnění podobá malárii; inkubační doba 1-12 měsíců; kontinuálně stoupající teplota, bolesti hlavy, svalů a kloubů, únava a potivost; může dojít ke zvětšení jater a sleziny, hemoglobinurii, žloutence a hemolytické anémii až k smrti • diagnóza pomocí krevního roztěru, kde jsou babesie viditelné v napadených erytrocytech, sérologicky, alternativou je také inokulace křečků; léčba kombinací chininu a klindamycinu B. microti B. canis Babesia microti merozoitymerozoity trofozoity kinety Theilerióza • ekonomické ztráty v produkci a vysokou mortalitu vnímavých jedinců dobytka • Horečka East Coast, nemoc Corridor a Zimbabwská theilerióza způsobené druhem Theileria parva (onemocnění dobytka, afrických buvolů, a antilop); tropická theilerióza způsobená T. annulata (dobytek, divoké jaky a buvoly) • T. parva je přenášena klíšťaty Rhipicephalus appendiculatus a R. zembeziensis v jižní Africe a R. duttoni v Angole; T. annulata je přenášena zejména klíšťaty rodu Hyalomma • sporozoiti theilerií se do vnímavých jedinců dostávají ve slinách při sání klíšťat • transovariální přenos není znám; je však všeobecně známo, že Theileria je přenášena transstadiálně několika rody klíšťat jako Hyalomma, Haemaphysalis a Rhipicephalus • inkubační doba trvá od 10 do 25 dnů; theilerie se rozmnožují binárním dělením v bílých krvinkách ve vnitřních útrobách svých hostitelů; pak přecházejí do periferní krve a vnikají do červených krvinek • typickými klinickými příznaky horečky East Coast jsou otoky napadených lymfatických uzlin, generalizovaná lymfadenopatie, horečka, anorexie a ztráta fyzické kondice; dalšími možnými příznaky jsou nadměrné slzení a nosní sekrece, neprůhlednost rohovky, zrychlené dýchání a průjem • diagnostika - ELISA, PCR, mikroskopické vyšetření krve, biopsie jater Schizonti T. annulata Bíla krvinka infikovaná theilerií (zelená) se dělí na dvě dceřiné buňky Nematoda mikrofilárie Onchocerca volvulus Simuliidae Wuchereria Brugia Culicidae Loa loa Tabanidae Dracunculus medinensis Copepoda 0nchocerca vs. Simulium Mf cibariální armatura druhově variabilní účinnost Mf L2 L3 GluNAc GalNAc L3 L2 Lektin Mf různá specifita ProPO koagulace ničí 70 – 90% Mf Mf mají háčky a proteázy; komár má aglutinin lepící Mf k PM. Serinové proteázy zabíjení bez melanizace opsonin ? muchnička je thelmofág a nasaje Onchocercu z podkoží Říční slepota • původce Onchorerca volvulus (vlasovec kožní) • v Africe je vektorem několik druhu komplexu Simulium damnosum (asi 25 druhů) a některé druhy skupiny S. nearei (asi 10 druhů) • ve střední Americe jsou to pak především druhy S. metallicum a S. callidum • původce Dracunculus medinensis (vlasovec medinský) rozšířený v Africe • člověk se nakazí pozřením vody se živými buchankami - mezihostitel červa (infekční larva vlasovce L3)  larva se ve střevě uvolní a pronikne do břišní dutiny  dospívá, dochází k páření, samci po páření hynou  oplozené samičky migrují do podkoží a nejčastěji na dolních končetinách se uhnízdí v bolestivém vředu, který na vrchu praská • při styku vředu s vodou část samičky vyleze na povrch kůže a uvolní nezralou larvu L1, která je následně pozřena buchankou, uvnitř té se 2x svléká a po 14 dnech buchanka obsahuje opět infekční larvu L3 • prepatentní perioda (od pozření buchanky do objevení se vředu s dospělou samičkou) je asi 1 rok • parazita lze odstranit chirurgicky nebo tradiční (a bolestivou) metodou tak, že ho namotáváme na malé dřívko, za den lze namotat pouze 0,5 – 2 cm (samička dosahuje délky 1 m) Drakunkulóza • původce Loa loa (vlasovec oční); přenášen ovady Chrysops • parazituje ve spojivkovém vaku mezi spojivkou a bělmem • příčina svědění oka a zánětu kůže • stejně jako vlasovec mízní se přenáší zejména bodavým hmyzem v tropických oblastech Afriky Loalóza a kožní boule („kamerunské boule“) • původce Wuchereria bancrofti (vlasovec mízní), Brugia malayi (v. malajský), B. timori (v. timorský) • přenašečem komáři z rodů Aedes, Culex, Anopheles či Mansonia • při sání se do krve definitivního hostitele (např. člověka) dostanou mikrofilárie • dospělec se vyvine a usadí v mízních uzlinách  ucpává je  zbytňování okolní tkáně uzliny • zvětšení některých částí těla, u mužů například šourku do velikosti pytle brambor, u žen prsů, a obecně končetin (tzv. sloní noha, nesprávně elefantiáza) • v dospělosti velmi tencí, dlouzí desítky cm červi žijí v lymfatických cévách, které mohou ucpat a způsobit vedle zánětů tak typické otoky • dlouhá doba do propuknutí poměrně pestré klinické manifestace choroby; procento bezpříznakových nosičů trvale žijících v oblastech výskytu je ale vysoké • v subtropech a tropech rodí oplodněná samička (80–100 mm x 240–300 µm) v lymfatickém systému člověka mikrofilárie o velkosti 230–290 x 6–8 µm, které bez nasátí mezihostitelem přibližně po 10 týdnech hynou • v těle přenašeče cirkulují z žaludku do hrudních svalů, dále do spodního pysku a právě odtud pak při dalším sání aktivně pronikají na kůži hostitele a do cévního řečiště  rostou a dospívají v lymfatických cestách • maximální výskyt mikrofilárií v krvi je v nočních hodinách („microfilaria nocturna“) = maximum aktivity komárů • den tráví mikrofilárie v plicních kapilárách a vyšetření krve tedy může být falešně negativní (cirkadiální rytmus se udrží i po změně časového pásma) • léčba se ivermectinem „Elefantiáza“