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第十二章 孢子虫- -第一节 疟原虫(2)

时间:2006-06-25 13:55来源:大众医药网 作者:admin 点击: 733次
体小结实,不活动;疟色素集中一团。黑褐色,原虫此时开始集中在内脏毛细血管 体小圆形或呈带状,空泡小或无;亦可呈大环状,中有一个大空泡,不活动;疟色素棕黑色,颗粒状,常分布于虫体的边缘 虫体圆形,似三日疟,但较大;疟色素似间日疟但较细小 未成熟裂殖体 核开始分裂成2~4个时虫体仍活动,核愈多则虫体渐呈圆形,空泡消失;疟色素开始集中 虫体仍似大滋养体,但核分裂成多个 虫体圆形或宽带状,核分裂成多个;疟色素集中较迟 虫体圆或卵圆形,不活动,核分裂成多个;疟色素数量较少 成熟裂殖体 裂殖12~24个,通常16个,排列不规则;疟色素集中成堆,虫体占满胀大了的红细胞 裂殖子8~36个,通常18~24个,排列不规则;疟色素集中成一团,虫体占红细胞体积的2/3至3/4 裂殖子6~12个,通常8个,排成一环;疟色素多集中在中央,虫体占满整个不胀大的红细胞 裂殖子6~12个,通常8个,排成一环;疟色素集中在中央或一侧 配子体

雄 圆形,略大于正常红细胞,胞质色蓝而略带红,核疏松,淡红色,常位于中央;疟色素分散 腊肠形,两端钝圆,胞质色蓝而略带红,核疏松,淡红色,位于中央;疟色素黄棕色,小杆状,在核周围较多 圆形,略小于正常红细胞,包质淡蓝色,核疏松,淡红色,位于中央;疟色素分散 似三日疟,但稍大;疟色素似间日疟

雌 圆形占满胀大的红细胞,胞质蓝色,核结实,较小,深红色,偏于一侧;疟色素分散 大小正常或略缩小,紫蓝色,边缘常皱缩;常见有几颗粗大紫褐色的茂氏点(Maurer's dots ) 圆形,如正常红细胞大,胞质深蓝色,核结实,偏于一侧;疟色素多而分散 似三日疟,但稍大;疟色素似间日疟 被寄生红细胞的变化 胀大。色淡,常呈长圆形或多边形;滋养体期开始出现鲜红色的薛氏点(Schüffner's  dots) 大小正常或略缩小,蓝色,边缘常皱缩;常有几颗粗大紫褐色的茂氏点(Maurer's dots) 大小正常,有时缩小,颜色无改变;偶可见西门氏点(Zieman's dots ) 略胀大,色淡,部分红细胞变长形,边缘呈锯齿状;薛氏点较间日疟的粗大,环状体期即出现

  超微结构

  迄今疟原虫与其各发育阶段及疟原虫入侵宿主红细胞的全过程,均已作较详细地研究。各种疟原虫的超微结构基本相似,现仅简要介绍疟原虫红细胞内期的裂殖子及其入侵红细胞的过程。

  1.裂殖子(图12-3)疟原虫裂殖子通常呈圆形或梨形。虫体前端突出,形似截圆锥体称为顶突(apical  prominence),虫体外被表膜复合膜,体内具一个胞核及一些细胞器。

  ⑴表膜复合膜(pellicular complex):由外膜、内膜和微管(microtube)组成。外膜薄,即质膜。内膜较厚呈网状结构,虫体除顶突和细胞口外,均为内膜所覆盖。内膜的内面紧贴着一层微管,系发自顶突基部的极环,放射状向虫体后方延伸,有些微管止于虫体中部,有些则达虫体后端。内膜和微管的功能,可能是支持虫体,并使虫体有一定形状;微管可能与虫体运动有关。裂殖子的体表尚有一层细胞被或称表被(surface  coat),是由“T”形或“丫”形微毛按一定的间隔垂直地排列在虫体外膜上面而成,是外膜的一部分,具有抗原性。

  ⑵细胞器:包括有顶突及极环(polar rings)、顶凹(apical  pit)、棒状体(rhoptry)、微线体(microneme)、线粒体(mitochondrion)、微球体(microspheres)、球形体(spherical  body)、核蛋白体(ribosome)、内质网(endoreticulum)、高尔基体(Godgi  body)和多膜体(multilamellate body)及细胞口(cytostome)等。极环为外膜皱折增厚而成,有2~3环,可能有助于保持顶突的形状。顶凹由顶突的顶端中央内褶形成,可能在裂殖子入侵时起吸附红细胞的作用。棒状体一对,其前端尖细,似有小孔与顶凹相通,微线体有小管通向前端,当裂殖子侵入红细胞后两者消失,因此认为它们在裂殖子入侵红细胞中起重要作用。在有些疟原虫,如恶性疟原虫的棒状体和微线体中发现大量富含组氨酸的蛋白质,这种物质能使红细胞凝集并增加红细胞渗透性,使红细胞膜内陷,有利于裂殖子进入红细胞。微球体在裂殖子入侵的后期,对含虫空泡(parasitophorous  vacuole)起扩展作用。球形体与线粒体的关系密切,可能是能量储藏器。细胞口在裂殖子并无作用,但在滋养体期则为虫体的摄食器官。

  ⑶胞核:裂殖子的核位于虫体后半部,呈圆形,核膜由双层膜组成,其上有核孔。未见到核仁。

图12-3 鸡疟原虫的裂殖子
(采Aikawa)

  2.裂殖子入侵红细胞的过程(图12-4) 裂殖子入侵红细胞的过程按以下顺序进行。

  ⑴裂殖子粘附红细胞表面:这种粘附是红细胞表面受体与裂殖子表面配体的特异性结合,如间日疟原虫的受体为红细胞膜上的Duffy抗原(糖蛋白)。但裂殖子粘附红细胞表面后,须重新定位,即使其顶突前端与红细胞表面接触,才能入侵红细胞。

  ⑵红细胞变形:裂殖子顶端与红细胞膜接触,红细胞的形状迅速发生变化,10秒钟后其形状复原,推测可能是由于棒状体和微线体释放富含组氨酸蛋白质,作用于胞膜使之发生凹陷。

  ⑶侵入红细胞:裂殖子侵入红细胞是在受体介导下完成。随着裂殖子的推进,红细胞凹陷加深并扩大,虫体逐渐为含虫空泡包裹。最后裂殖子完全进入含虫空泡内且不与红细胞的胞质直接接触。裂殖子整个入侵过程约需20秒钟。

  ⑷封口:当裂殖子进入含虫空泡后,红细胞又发生变形,约10~15分钟后,裂殖子静止,红细胞逐渐将入口封闭,恢复正常状态。在入侵过程中,裂殖子体表的细胞表被脱落于红细胞外。

  营养代谢

  疟原虫可通过表膜的胞饮或吞噬方式摄取营养;营养物质也可经胞口进入原虫体内。红细胞内寄生的疟原虫,其营养代谢主要是从宿主红细胞血红蛋白和血浆中利用的营养物质获得。

图12-4 诺氏疟原虫裂殖子侵入红细胞的过程
(采Bennister)

  1.葡萄糖代谢 葡萄糖是疟原虫红内期主要的能量来源。疟原虫的寄生使红细胞膜发生变化,增强葡萄糖通过膜的主动转运,或者除去某些抑制转运的因子,从而使疟原虫可源源不断地从宿主的血浆获得葡萄糖以供代谢之用。葡萄糖通过酵解产生ATP供给疟原虫的能量。葡萄糖酵解途径主要见于疟原虫的环状体到晚期滋养体;其他代谢途径还有磷酸戊糖途径,6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PD)是磷酸戊糖途径所需要的酶,所以受染疟原虫的红细胞内G6PD缺乏时,可影响疟原虫分解葡萄糖,导致其发育障碍。

  2.蛋白质代谢 疟原虫获得游离氨基酸的来源主要是来自水解红细胞内的血红蛋白;此外,还来自宿主的血浆和红细胞内的氨基酸库。血红蛋白从疟朱虫胞口被吞入,由胞口基部长出食物泡,胞口孔被膜封闭。血红蛋白被食物泡内的酸性肽链内切酶(组织蛋白酶D)和氨基肽酶的协同作用,消化分解为珠蛋白和血红素。珠蛋白在酶的作用下再分解为几种氨基酸以供合成虫体本身的蛋白质。血红素最后形成一种复合物即疟色素。疟色素不被溶解和吸收而留在食物泡的壁上,在红细胞内裂体增殖过程中,疟色素逐渐融合成团,随着裂体增殖完成后被排入血流。肝细胞内寄生的疟原虫,由于肝细胞内不含血红蛋白,故不产生疟色素。

  3.核酸代谢 疟原虫没有从头合成嘌呤的途径,但依靠一个补救合成途径以利用现成的嘌呤碱基和核苷。参与嘌呤补救途径的酶有腺苷酸脱氢酶、嘌呤-核苷磷酸化酶等。

  疟原虫利用对氨基苯甲酸(PABA)和三磷酸鸟苷(GTP)经某些酶的作用可合成二氢叶酸(DHF),DHF再被二氢叶酸还原酶还原成具有活性的辅酶 ──四氢叶酸(THF)。THF在疟原虫的多种生物合成途径中都是很重要的辅助因子。如果宿主的食物中缺乏PABA,则影响THF的生成,其体内寄生的疟原虫的生长繁殖发生障碍,感染因而被抑制。

  4.脂类代谢 疟原虫无脂类储存,也不能合成脂肪酸与胆固醇,完全依赖于宿主提供,如从宿主血浆中获得游离脂肪酸,血浆中的胆固

  醇对维持疟原虫及受染细胞的膜的完整性都具有重要作用。红细胞内疟原虫所需的脂类可由摄入的葡萄糖代谢的产物组成,其中主要为磷脂。被寄生的红细胞,磷脂含量大大增高,晚期疟原虫比早期疟原虫含磷脂多,磷脂增多与疟原虫膜的合成有关。

  研究疟原虫的营养代谢,对抗疟药的筛选与使用有重要意义。如乙胺嘧啶是二氢叶酸还原酶抑制剂,可抑制四氢叶酸的合成,而影响疟原虫嘧啶的合成,可影响疟原虫红细胞内裂体增殖。

  致病

  疟原虫生活史中致病阶段是红细胞内期裂体增殖期。红细胞外期的疟原虫对肝细胞虽有损害,但常无明显临床症状。红细胞内的裂体增殖可引起周期性寒热发作,称疟疾发作。若干次发作后,可出现贫血及脾肿大;有时严重者还可引起凶险型疟疾,主要表现脑型疟疾、超高热型等严重合并症,常见于恶性疟。从疟疾全过程来看,子孢子侵入人体后到临床发作前,都经经过一段潜伏期(incubation  period),继之为疟疾发作期。若未彻底治疗又可出现再燃。间日疟原虫可出现疟疾复发。

  1.潜伏期 由疟原虫侵入人体到出现疟疾发作期间为潜伏期。它包括子孢子侵入肝细胞,经疟原虫红细胞外期发育成熟所需时间,加上疟原虫经数代红细胞内期裂体增殖达一定数量所需时间的总和;如为输血感染疾病则只需后一段时间。潜伏期的长短主要取决于疟原虫的种、株的生物学特性,但与感染疟原虫的数量与方式、机体免疫力以及服用抗疟药等有关系。一般间日疟短者11~25天,长者6~12个月,个别可长达625天。近年我国河南、云南、广西、湖南等省区进行了多次志愿者接受间日疟原虫子孢子接种实验,证明各地均兼有间日疟长、短潜伏期的两种类型,但两者出现比例有由北向南,短潜伏期比例逐渐增多,长潜伏期则逐渐减少的趋势。恶性疟潜伏期为7~27天,三日疟为18~35天。但侵入人体疟原虫数量多,或经输血输入大量无性体,或机体免疫力降低时,潜伏期常较短;服抗疟药者潜伏期可能延长。

  2.发作 疟疾发作首先是血中疟原虫需达一定数量。引起发作的血中疟原虫数量的最低值称为发热阈值(threshold)。此数值因疟原虫种株的不同、宿主免疫力和耐受力的差别有高低差异。如间日疟原虫为每mm3血液中10~500个,恶性疟原虫为500~1300个。发作的原因主要是红细胞内期疟原虫裂殖子胀破红细胞,裂殖子和疟原虫的代谢产物、残余和变性的血红蛋白以及红细胞碎片等一并进入血流;其中相当一部分可被多形核白细胞及单核吞噬细胞系统的细胞吞食,刺激这些细胞产生内源性热原质,与疟原虫代谢产物共同作用于下丘脑的体温调节中枢引起发热。

  典型的疟疾发作表现为周期性的寒战、发热和出汗退热三个连续阶段。这种周期性特点与疟原虫红细胞内期裂体增殖周期一致,即和裂殖子从所寄生的红细胞释出的时间一致。间日疟疾和卵形疟疾为隔日发作一次;三日疟疾为隔两天发作一次;恶性疟疾起初为隔日发作一次,以后则出现每天发作或间歇期不规则。但初发的间日疟疾在早期往往每日发作一次,三日疟疾隔日或每天发作。这种现象可能是因为疟原虫在肝细胞内发育不同步,在不同时间不同数量裂殖子侵入红细胞所致。但经过几次发作之后,机体免疫力增强,原虫数量较少的一批被淘汰,数量多的一批占优势,因而出现典型的有规律的周期发作。如混合感染二种或三种疟原虫,则发作的时间间隔则无规则。此外,儿童和进入疟区的初患病例,发作多不典型。

(责任编辑:泉水)
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