Toksoplasmosis - Penyebab dan patogenesis

Penyebab toksoplasmosis

Penyebab toksoplasmosis adalah Toxoplasma gondii (subkingdom Protozoa, tipe Apicomplexa, ordo Coccidia, subordo Eimeriina, famili Eimeriidae).

Dalam tubuh manusia dan hewan, T. gondii mengalami beberapa tahap perkembangan: trofozoit (endozoit, takizoit), kista (sistozoit, bradizoit), dan oosit. Trofozoit berukuran 4-7x2-4 µm dan bentuknya menyerupai bulan sabit. Kista ditutupi oleh membran padat, berukuran hingga 100 µm. Oosit berbentuk oval, berdiameter 10-12 µm.

Berdasarkan data genotipe, terdapat tiga kelompok strain toksoplasma. Perwakilan dari kelompok pertama menyebabkan toksoplasmosis kongenital pada hewan. Strain dari kelompok kedua dan ketiga toksoplasma terdeteksi pada manusia, dan perwakilan dari kelompok terakhir lebih sering ditemukan pada pasien dengan infeksi HIV. Struktur antigen dari berbagai tahap perkembangan toksoplasma telah ditentukan dan telah ditetapkan bahwa trofozoit dan kista memiliki antigen umum dan spesifik untuk masing-masingnya.

T. gondii adalah parasit intraseluler obligat yang menembus sel epitel usus dan bereproduksi di dalamnya melalui endodiogeni. Kemudian, trofozoit (takizoit) memasuki organ dan jaringan lain (kelenjar getah bening, hati, paru-paru, dll.) bersama darah dan aliran getah bening, tempat mereka secara aktif menembus sel. Pada sel yang terkena, muncul kelompok endozoit dari satu generasi, dikelilingi oleh membran vakuola parasitofor (yang disebut pseudokista). Sebagai hasil dari respons imun inang, parasit menghilang dari darah dan kista yang ditutupi membran padat terbentuk di sel target yang terinfeksi. Dalam kasus penyakit kronis, T. gondii dalam bentuk kista intraseluler tetap hidup tanpa batas waktu. Kista terlokalisasi terutama di otak, otot jantung dan rangka, rahim, dan mata.

Inang utama T. gondii adalah perwakilan dari famili Felidae (kucing) dan dapat sekaligus menjadi inang perantara, karena di dalam tubuh mereka toksoplasma dapat berpindah dari usus ke sel-sel berbagai organ. Melalui merogoni, parasit bereproduksi di sel epitel usus; sebagai hasilnya, merozoit terbentuk. Beberapa di antaranya menghasilkan sel reproduksi jantan dan betina - gamont. Setelah meninggalkan enterosit, gamont jantan membelah berulang kali, membentuk mikrogamet ("spermatozoa"); makrogamet ("telur") terbentuk dari gamont betina. Setelah pembuahan, oosit yang belum matang terbentuk, yang dikeluarkan ke lingkungan bersama tinja. Dalam kondisi yang menguntungkan, pematangan oosit (sporogoni) berlangsung dari 2 hari hingga 3 minggu. Kista yang matang tahan terhadap faktor lingkungan yang merugikan dan dapat tetap hidup hingga satu tahun atau lebih.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Patogenesis toksoplasmosis

Dari tempat masuknya (paling sering - organ pencernaan berongga) toksoplasma dengan aliran getah bening memasuki kelenjar getah bening regional, tempat mereka berkembang biak dan menyebabkan perkembangan limfadenitis. Kemudian parasit dalam jumlah besar memasuki darah dan dibawa ke seluruh tubuh}, akibatnya lesi terjadi pada sistem saraf, hati, limpa, kelenjar getah bening, otot rangka, miokardium, mata. Karena reproduksi trofozoit, sel yang terinfeksi dihancurkan. Granuloma spesifik terbentuk di sekitar fokus nekrosis dan akumulasi toksoplasma. Dengan respons imun tubuh yang normal, trofozoit menghilang dari jaringan dan proses pembentukan kista dimulai (reaksi inflamasi di sekitarnya lemah). Toksoplasmosis berpindah dari fase akut ke kronis, dan bahkan lebih sering - ke pembawa kronis dengan pelestarian kista di jaringan organ. Dalam kondisi yang tidak menguntungkan bagi tubuh (penyakit akut dan situasi stres yang memiliki efek imunosupresif), membran kista dihancurkan; Parasit yang dilepaskan, berkembang biak, menyerang sel-sel utuh dan memasuki aliran darah, yang secara klinis dimanifestasikan oleh eksaserbasi toksoplasmosis kronis. Infiltrat inflamasi dan nekrosis ditemukan di otot rangka, miokardium, paru-paru, dan organ lainnya. Fokus inflamasi dengan nekrosis berikutnya muncul di otak, yang terkadang menyebabkan pembentukan petrifikasi. Peradangan nekrotik produktif terjadi di retina dan koroid. Toksoplasmosis memperoleh perjalanan ganas dengan latar belakang gambaran rinci AIDS, sementara bentuk umum penyakit berkembang, dalam beberapa kasus menyebabkan kematian pasien.

Sebagai respons terhadap antigen toksoplasma, antibodi spesifik diproduksi dan reaksi imun yang mirip dengan DTH berkembang.

Pada toksoplasmosis kongenital, sebagai akibat dari parasitemia, patogen masuk ke dalam plasenta, membentuk fokus primer, dan dari sana ia memasuki janin melalui aliran darah. Janin terinfeksi terlepas dari adanya manifestasi klinis pada wanita hamil, tetapi hasilnya tergantung pada tahap kehamilan saat infeksi terjadi. Infeksi pada tahap awal embriogenesis berakhir dengan keguguran spontan, lahir mati, menyebabkan gangguan perkembangan yang parah, seringkali tidak sesuai dengan kehidupan (anensefali, anoftalmia, dll.) atau mengarah pada perkembangan toksoplasmosis umum. Ketika terinfeksi pada trimester ketiga kehamilan, bentuk perjalanan penyakit asimtomatik mendominasi, tanda-tanda klinis akhir yang muncul beberapa bulan dan tahun kemudian.

Siklus hidup toksoplasma

Agen penyebab toksoplasmosis adalah parasit intraseluler obligat; kemungkinan parasitisme intranuklear toksoplasma telah terbukti. Agen penyebab ditemukan pada tahun 1908 secara terpisah oleh Nicoll dan Manso dari Prancis di Tunisia pada tikus gondi dan oleh Splendore dari Italia di Brasil pada kelinci. Penamaan generik toksoplasma mencerminkan bentuk bulan sabit dari tahap aseksual parasit ("takson" - busur, "plasma" - bentuk), penamaan spesies - nama tikus (gondi).

Dari sudut pandang biologi umum, T. gondii memiliki ciri-ciri yang memungkinkannya dianggap sebagai parasit dengan adaptasi yang sangat mendalam. Ia ditemukan di semua benua dan di semua garis lintang geografis, dapat menjadi parasit dan bereproduksi pada ratusan spesies mamalia dan burung, dan mampu memengaruhi berbagai macam jaringan dan sel inangnya.

Pada tahun 1965, Hutchison secara eksperimental menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa kucing berpartisipasi dalam penularan T. gondii. Pada tahun 1970, para ilmuwan dari Inggris, Denmark, dan AS hampir secara bersamaan dan independen menemukan oosit dalam tinja kucing yang terinfeksi toksoplasmosis, sangat mirip dengan oosit pada koksidia. Ini membuktikan bahwa toksoplasma termasuk dalam koksidia, dan segera siklus hidup parasit tersebut diuraikan sepenuhnya, yang terdiri dari dua fase: usus dan ekstraintestinal, atau non-jaringan.

Fase usus dari siklus hidup Toksoplasma melibatkan perkembangan dalam sel-sel mukosa usus dari inang definitif, yaitu kucing domestik dan kucing lainnya (kucing hutan, lynx, harimau Bengal, ocelot, macan tutul salju, jaguarundi, eir).

Siklus perkembangan lengkap (dari oosit ke oosit) T. gondii hanya dapat dilakukan di dalam tubuh perwakilan keluarga kucing. Siklus hidup toksoplasma mencakup 4 tahap utama perkembangan: skizogoni, endodiogeni (pertunasan internal), gametogoni, sporogoni. Tahap-tahap ini terjadi di lingkungan ekologi yang berbeda: skizogoni, gametogoni, dan awal sporogoni hanya terjadi di usus perwakilan keluarga kucing (inang terakhir toksoplasma), sporogoni selesai di lingkungan eksternal, dan endodiogeni terjadi di sel-sel jaringan inang perantara (termasuk manusia) dan di sel-sel inang utama - kucing.

Sebelum kita lanjut ke pembahasan terperinci tentang siklus hidup toksoplasma, perlu untuk menyinggung masalah terminologi tahapan parasit. Mengingat bahwa siklus perkembangan toksoplasma baru diuraikan pada tahun 1970, dan banyak rinciannya masih belum jelas, masalah terminologi toksoplasma masih dalam proses klarifikasi, dan berbagai penulis menawarkan istilah mereka sendiri untuk tahapan parasit yang sama.

Dengan demikian, untuk menunjuk jaringan (fase ekstraintestinal perkembangan toksoplasmosis, tahap aseksual - endodiogeni) dalam kasus invasi akut, istilah-istilah berikut digunakan: "bentuk proliferatif", "endodizoit", "endozoit", "trofozoit", "takiozoit", dan tahap karakteristik perjalanan kronis invasi ditunjuk dengan istilah - "bentuk kistik", "zoit", "sistozoit" dan "bradizoit". Pada tingkat pengetahuan saat ini tentang siklus hidup toksoplasma, menurut sebagian besar penelitian dalam negeri, istilah yang paling dapat diterima adalah: endozoit - tahap jaringan aseksual toksoplasma, biasanya berkembang biak dengan cepat, terlokalisasi dalam toksoplasma atau dalam vakuola sel, karakteristik infeksi akut; timbulnya sistozoit - bentuk jaringan yang terlokalisasi di dalam kista dan karakteristik perjalanan kronis infeksi.

Semua istilah lain yang digunakan untuk menunjuk tahap jaringan dari siklus hidup Toksoplasma harus dianggap sinonim dengan "endozoit" dan "sistozoit".

Terminologi tahapan perkembangan Toksoplasma dalam epitel usus inang utama serupa dengan koksidia pada umumnya.

Fase usus perkembangan toksoplasma

Tahap intestinal perkembangan toksoplasma di dalam tubuh inang akhir. Tahap intestinal perkembangan dimulai dengan infeksi (secara oral) pada kucing - inang utama parasit dengan oosit yang mengandung sporozoit dan bentuk vegetatif - endozoit dan sistozoit, yang ditelan bersama jaringan inang perantara. Sistozoit memasuki usus dalam kista jaringan, yang membrannya cepat dihancurkan oleh enzim proteolitik. Endozoit dan sistozoit yang terbebas dari membran menembus sel-sel mukosa usus dan berkembang biak secara intensif melalui reproduksi aseksual (endodiogeni dan skizogoni).

Setelah sekitar 2 hari, sebagai hasil dari siklus berulang reproduksi aseksual (skizogoni), jenis skizon khusus terbentuk - merozoit, yang memunculkan tahap berikutnya dalam perkembangan parasit - gametogoni.

Ketika oosit toksoplasma dewasa yang terbebas dari membrannya memasuki usus kucing, sporozoit menembus sel-sel epitel bersilia usus dan juga mulai bereproduksi melalui skizogoni. Sebagai hasil reproduksi aseksual, 4 hingga 30 merozoit terbentuk dari satu skizon. Studi submikroskopis telah menunjukkan bahwa skizon dikelilingi oleh pelikel, yang terdiri dari membran dalam dan luar. Ditemukan satu atau lebih mitokondria, ribosom, nukleus, retikulum endoplasma yang berkembang dengan baik, dan konoid di ujung anterior. Tubulus subpelikular tidak ada.

Tidak seperti coccidia, selama skizogoni Toxoplasma, merozoit terbentuk di dekat nukleus, bukan di pinggiran skizon. Di usus kucing, Toxoplasma mengalami beberapa skizogoni berturut-turut, setelah itu merozoit memunculkan tahap seksual perkembangan parasit (gametogoni). Gametosit (sel kelamin yang belum matang) ditemukan sekitar 3-15 hari setelah infeksi di seluruh usus halus, tetapi paling sering di ileum kucing. Gametogoni dimulai dengan pembentukan mikrogametosit, yang terjadi di bagian bawah usus halus dan di usus besar inang utama. Perkembangan mikrogametosit disertai dengan serangkaian pembelahan sel telur berturut-turut. Di sepanjang pinggiran makrogametosit, 12-32 mikrogamet terbentuk melalui eksvaginasi membrannya. Mereka berbentuk seperti bulan sabit yang sangat memanjang dengan ujung yang tajam dan, bersama dengan flagela, panjangnya mencapai 3 µm, dan juga memiliki 2 flagela (yang ketiga masih dalam tahap rudimenter), yang dengannya mereka bergerak dalam lumen usus dan berpindah ke makrogamet.

Perkembangan makrogametosit terjadi tanpa pembelahan nukleus. Dalam hal ini, gametosit bertambah besar (dari 5-7 menjadi 10-12 µm panjangnya), nukleus besar dengan nukleolus menjadi padat, sejumlah besar glikogen terakumulasi dalam sitoplasma, banyak ribosom, mitokondria, dan retikulum endoplasma ditemukan.

Fertilisasi, yaitu peleburan makro dan mikrogamet, terjadi di dalam sel epitel, yang menghasilkan pembentukan zigot, yang membentuk membran padat dan berubah menjadi ookinet, dan kemudian menjadi oosit. Bentuk oosit bulat-oval dengan diameter 9-11 hingga 10-14 μm. Untuk beberapa waktu, oosit tetap berada di dalam sel epitel, tetapi kemudian jatuh ke dalam lumen usus, dan toksoplasma memasuki tahap perkembangan berikutnya - sporogoni, yang berlanjut dalam tinja dan di lingkungan eksternal. Oosit dewasa memiliki membran dua lapis yang padat dan tidak berwarna, yang membuatnya tahan terhadap pengaruh berbagai faktor lingkungan, termasuk sejumlah agen kimia. Dengan kelembaban, suhu, dan akses oksigen yang cukup, setelah beberapa hari, dua sporokista dengan empat sporozoit berbentuk pisang di masing-masing terbentuk di dalam oosit. Sporokista, pada gilirannya, memiliki membran dua lapis yang padat. Ukurannya rata-rata 6-7 x 4-5 hingga 8 x 6 µm. Sporozoit memiliki struktur yang mirip dengan endozoit dan sistozoit - tahap jaringan toksoplasma. Oosit dewasa dengan sporozoit merupakan tahap invasif parasit baik untuk inang akhir (kucing) maupun inang perantara, termasuk manusia. Dalam kondisi lembap, sporozoit dalam oosit tetap invasif hingga 2 tahun.

Fase ekstraintestinal (jaringan) perkembangan toksoplasma di dalam tubuh inang perantara

Pada sel-sel berbagai jaringan inang perantara, termasuk manusia, reproduksi aseksual terjadi melalui endodiogeni, yaitu pembentukan dua sel anak di dalam sel induk. Pada tahun 1969-1970, ditemukan metode pertunasan internal ganda, yang kemudian memunculkan istilah endopoligeni. Kedua metode reproduksi aseksual ini, bersama dengan skizogoni, juga ditemukan di usus inang utama parasit, yaitu kucing.

Fase jaringan perkembangan toksoplasma dimulai ketika tahap seksual parasit - oosit dengan sporozoon, atau tahap aseksual (endozoit dan sistozoit) dengan jaringan hewan yang diinvasi memasuki usus hewan dan manusia (inang perantara). Di usus halus, di bawah pengaruh enzim proteolitik, sporozoit yang dilepaskan dari oosit, atau sistozoit atau endozoit dari kista menembus sel epitel mukosa usus, tempat reproduksi aseksual - endodiogeni dan endopoligeni - dimulai.

Endozoit muncul sebagai hasil reproduksi. Dalam waktu 2-10 jam sejak sporozoit (endozoit) masuk ke dalam sel, 12-24-32 endozoit anakan muncul dari sel inang yang hancur. Endozoit yang baru terbentuk secara aktif menembus ke dalam sel-sel tetangga. Fokus nekrotik lokal terbentuk di usus halus inang, dari mana endozoit dapat memasuki darah dan pembuluh limfatik dan kemudian ke berbagai jaringan. Penyebaran endozoit ke seluruh tubuh inang perantara juga difasilitasi oleh fagositosis parasit oleh sel-sel sistem retikuloendotelial. Pada tahap ini, reproduksi aseksual yang cepat dengan endodyogeni diulang secara siklis. Endozoit berada di luar sel selama periode setelah meninggalkan sel yang hancur dan sebelum menembus ke dalam sel baru. Mereka bereproduksi hanya dalam sel hidup, di mana akumulasi mereka menyerupai kista. Tetapi kelompok endozoit ini terlokalisasi langsung di sitoplasma atau di vakuola sitoplasma. Selaput halus di sekitar kelompok parasit tersebut dibentuk oleh sel inang pada tahap akut toksoplasma. Kelompok ini tidak memiliki membran sendiri, jadi sebenarnya mereka adalah kista semu. Jika endozoit terlokalisasi dalam vakuola sitoplasma, maka vakuola tersebut disebut parasitofor.

Secara bertahap, membran parasit terbentuk di sekitar kelompok endozoit, dan toksoplasma masuk ke tahap baru - kista jaringan sejati. Parasit itu sendiri berpartisipasi dalam pembentukan membran kista kompleks, dan ini terjadi pada toksoplasmosis kronis. Membran tersebut kedap terhadap antibodi dan memastikan kelangsungan hidup parasit selama bertahun-tahun, dan terkadang seumur hidup. Sebagai aturan, kista terletak di dalam sel, meskipun lokalisasi ekstraseluler juga telah terbukti. Diameter kista berkisar antara 50-70 hingga 100-200 µm. Dengan terbentuknya kista, endozoit di dalamnya berubah menjadi tahap baru - sistozoit. Kista yang matang dapat mengandung beberapa ribu sistozoit.

Tujuan biologis kista jaringan sangat besar. Pertama-tama, kista memastikan kelangsungan hidup parasit dalam organisme imun dan dengan demikian meningkatkan kemungkinan infeksi toksoplasmosis pada individu akhir dan baru dari inang perantara. Pembentukan tahap kista merupakan tahap penting dalam siklus hidup toksoplasma, karena tahap kista - sistozoit - jauh lebih tahan terhadap faktor eksternal. Jadi, jika endozoit yang tertelan mati di bawah aksi jus lambung setelah satu atau dua menit, maka sistozoit tetap hidup di lingkungan ini selama 2-3 jam, meskipun membran kista hancur hampir seketika di bawah aksi pepsin. Telah dibuktikan secara eksperimental bahwa dari sistozoit di usus kucing dengan keteguhan yang lebih besar dan lebih cepat, yaitu lebih cepat, fase usus perkembangan toksoplasma dalam tubuh inang akhir selesai.

Dengan demikian, dari uraian siklus hidup toksoplasma dapat disimpulkan bahwa inang perantara (hewan liar dan ternak, serta manusia) merupakan pembawa stadium vegetatif (jaringan) parasit, yaitu endozoit dalam kista. Dokter, dokter hewan, dan ahli parasitologi harus berhadapan dengan endozoit saat mendiagnosis toksoplasmosis.

Ultrastruktur endozoit dan sistozoit identik dengan merozoit koksidia. Dari sudut pandang ahli parasitologi-epidemiologi dan dokter, sangat penting untuk mengetahui sejumlah fitur biologi Toksoplasma. Toksoplasma terutama merupakan parasit kucing, yang dalam organismenya ia mampu menyelesaikan fase perkembangan intestinal dan ekstraintestinal (jaringan) tanpa partisipasi inang lain. Dengan demikian, kucing dapat secara bersamaan menjalankan fungsi inang perantara dan definitif dan memastikan fase perkembangan Toksoplasma dari oosit menjadi oosit. Tetapi Toksoplasma bukanlah parasit monoksen: inang perantara mengambil bagian dalam siklus hidupnya, meskipun partisipasi mereka bersifat opsional; oleh karena itu, Toksoplasma dicirikan oleh heterogenitas fakultatif. Selain itu, endozoit dan sistozoit - tahapan dari inang perantara - dapat menginfeksi tidak hanya inang definitif, tetapi juga inang perantara baru (karnivora dan manusia). Di sini, semacam transit atau transfer terjadi tanpa partisipasi inang terakhir dan tanpa pelepasan toksoplasma ke lingkungan eksternal.

Pada banyak hewan (tikus, mencit, marmut, hamster, kelinci, anjing, domba, babi) dan pada manusia, penularan toksoplasma transplasenta pada tahap endozoit telah dicatat, sehingga menyebabkan toksoplasmosis kongenital.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]