Protozoany i choroby

Pierwotniaki pasożytnicze zaatakowały i z powodzeniem zadomowiły się u żywicieli praktycznie wszystkich gatunków zwierząt. Najlepiej zbadanymi gatunkami pasożytów są te, które mają znaczenie medyczne i rolnicze. Na przykład trypanosomy wywołują wiele ważnych chorób u ludzi. Afrykańska śpiączka jest wywoływana przez dwa podgatunki Trypanosoma brucei, mianowicie T. brucei gambiense i T. brucei rhodesiense. Cykl życiowy T. brucei ma dwóch żywicieli: człowieka (lub innego ssaka) oraz krwiopijną muchę tse, która przenosi pasożyta między ludźmi.

Trypanosomy żyją w osoczu krwi i centralnym układzie nerwowym człowieka i wyewoluowały pomysłowy sposób oszukiwania układu odpornościowego żywiciela. Po zetknięciu się z pasożytem, układ odpornościowy wytwarza przeciwciała, które rozpoznają specyficzną chemiczną i fizyczną naturę pasożyta i aktywnie go neutralizują. W momencie, gdy układ odpornościowy żywiciela zaczyna wygrywać walkę z pasożytem, a większość populacji jest rozpoznawana i niszczona przez przeciwciała żywiciela, pasożyt jest w stanie zrzucić swój płaszcz glikoproteinowy, który jest przytwierdzony do powierzchni komórki i zastąpić go płaszczem zawierającym inne sekwencje aminokwasów. W ten sposób pasożyt zasadniczo zmienia swój wygląd. Te alternatywne formy znane są jako warianty antygenowe, i szacuje się, że każdy gatunek może mieć od 100 do 1000 takich wariantów. Żywiciel musi wytworzyć nowy zestaw przeciwciał przeciwko każdemu nowemu wariantowi, a w międzyczasie pasożyt ma czas na uzupełnienie swojej liczebności. Ostatecznie, o ile choroba nie zostanie wyleczona, pasożyt wygrywa bitwę, a żywiciel umiera. Taka zmienność antygenowa sprawia, że opracowanie skutecznej szczepionki przeciwko niektórym pasożytniczym chorobom pierwotniakowym jest praktycznie niemożliwe.

Bliski krewny T. brucei, Trypanosoma cruzi, wywołuje chorobę Chagasa, czyli trypanosomatozę amerykańską. Żywiciele wektorowi to pluskwiaki z rodzaju Rhodnius i inne stawonogi, takie jak wszy i pluskwy. U ludzi nieopatrzona flagą (amastigota) forma pasożyta żyje wewnątrz komórek makrofagów, komórek centralnego układu nerwowego i tkanki mięśniowej, w tym serca, gdzie rośnie i dzieli się. Krótkie formy trypomastygoty (amastigota) pojawiają się okresowo we krwi, gdzie są łatwo pobierane przez żywicieli-wektory. Te formy banderolowane nie dzielą się we krwi; rozmnażanie zachodzi tylko w wewnątrzkomórkowych formach amastigot.

Pokrewne trypanosomy, gatunki z rodzaju Leishmania, wywołują na całym świecie szereg chorób, znanych jako leiszmanioza. Podobnie jak T. cruzi, są to wewnątrzkomórkowe pasożyty komórek makrofagów. Żywicielami pośrednimi, lub wektorami, są różne gatunki much piaskowych (podrodzina Phlebotominae). W leiszmaniozie skórnej zainfekowane makrofagi pozostają zlokalizowane w miejscu zakażenia, powodując nieestetyczną zmianę, natomiast w leiszmaniozie trzewnej zainfekowane makrofagi są przenoszone przez krew do narządów trzewnych. Ta ostatnia choroba charakteryzuje się powiększeniem śledziony i wątroby, co prowadzi do rozdęcia brzucha, które jest typowe dla kala-azar. W leiszmaniozie śluzówkowo-skórnej początkowe zakażenie skóry rozprzestrzenia się na błony śluzowe twarzy (nos, usta i gardło), powodując zmiany, które mogą doprowadzić do zniszczenia części twarzy.

Malaria, wywoływana przez pierwotniaka apikompleksowego Plasmodium, pozostaje poważną chorobą pomimo środków, które można podjąć w celu kontroli i eliminacji komara-żywiciela-wektora i pomimo dostępności wielu leków przeciwmalarycznych. Cykl życiowy jest zasadniczo identyczny wśród pięciu gatunków Plasmodium, ale patologia choroby różni się pod względem częstotliwości i ciężkości ataków oraz występowania nawrotów. Problemy w zwalczaniu choroby obejmują rozwój oporności komara na środki owadobójcze oraz ewolucję oporności pasożyta na leki. Leki profilaktyczne przyjmowane przed i w trakcie pobytu na terenach endemicznego występowania malarii mogą zapobiec rozwojowi choroby u osób, które nie mają naturalnej odporności. Zmienność antygenowa nie występuje u Plasmodium, co jest obiecujące dla rozwoju szczepionek.

Apicompleksan Cryptosporidium jest pierwotniakiem pasożytującym na ludziach i innych ssakach, który został odkryty w latach 70-tych. Ma cykl życiowy jednego żywiciela i żyje wewnątrz komórek wyściełających jelita, a czasami płuca. Cryptosporidium przeprowadza wszystkie bezpłciowe stadia reprodukcyjne typowe dla apikompleksów wewnątrz jednego żywiciela i jest przenoszony z żywiciela na żywiciela w postaci odpornej cysty zwanej oocystą. Choroba wywoływana przez pasożyta charakteryzuje się ciężką biegunką i wymiotami. Chociaż nie istnieje leczenie farmakologiczne, większość zdrowych ludzi szybko wraca do zdrowia. Jednak u osób z osłabionym układem odpornościowym, takich jak pacjenci z AIDS, Cryptosporidium może powodować poważne infekcje.