KÝ SINH TRÙNG SỐT RÉT – PHẦN 2 2 – Sinh lý của ký sinh trùng sốt rét: 2.1. Dinh dưỡng và chuyển hóa: Trong hồng cầu KSTSR chiếm chất dinh dưỡng bằng cách thẩm thấu, ẩm bào hoặc thực bào bởi chân giả. Các chất cần thiết cho KSTSR được lấy từ hemoglobin hồng cầu và từ huyết tương. Quá trình chuyển hóa các chất gồm: + Chuyển hoá cacbonhydrat: Glucose rất cần cho sự sống và phát triển của KSTSR, KSTSR không có hoặc có ít khả năng dự trữ carbonhydrat. Các năng lượng cần cho sự phát triển của KSTSR lấy từ chuyển hoá glucose của vật chủ. Những nghiên cứu in vitro cho thấy: kí sinh trùng sốt rét sống lâu trong ống nghiệm nếu có nồng độ glucose 0,5%. Môi trường có 1 ml máu và 5 mg glucose, ở nhiệt độ 38 – 400C, KSTSR sống được từ 1 – 3 ngày và phát triển đầy đủ các thể trong hồng cầu, (Rieckman, 1968). KSTSR chuyển hóa Glucose chủ yếu thành acid lactic, trong quá trình chuyển hóa KSTSR sử dụng men: Hexokinaza, lactatdehydrogennaza, glycosephosphatisomeraza. Do phosphoryl hóa Enzym Glucose Lactat Pyruvat và acid lactic Oxy hemoglobin ATP + Chuyển hóa lipit: KSTSR không có khả năng tổng hợp acid béo nhưng có thể tạo ra Glyceryds và phosphoglycerides từ acid béo, nitrogenous base và alcol của vật chủ. Nhiều loại lipid, đặc biệt là cholesterol, sphingomyelin, lysolecithin, acid béo của huyết tương và hồng cầu trao đổi với nhau. KSTSR chiếm những lipid đó ngay ở màng hồng cầu trong quá trình trao đổi. KSTSR hợp nhất hai acid béo oleic và cisvaccenic một các tối ưu (tỉ lệ 18:1), nồng độ hai acid béo này tăng lên ở màng hồng cầu nhiễm KSTSR và ở huyết tương. Chính hai acid béo này làm thay đỏoi tính thấm củam màng hồng cầu, nên màng hồng cầu dễ bị vỡ. + Chuyển hóa protid: KSTSR cần nhiều loại acid amin. Khả năng tự tổng hợp acid amin của KSTSR rất hạn chế (chỉ tạo được các acid aspartic, glutamic, analin). Nguồn acid amin tự do trong huyết tương không đủ cung cấp cho KSTSR vì vậy KSTSR phân hủy hemoglobin (Hb) dưới tác dụng của men protelytic của KSTSR, để lấy các acid amin và quá trình này giải phóng ra máu các acid amin và các hạt sắc tố haemozoin (có màu sẫm) tới đọng ở các mô và phủ tạng, dưới lớp da và niêm mạc nên làm cho niêm mạc bệnh nhân sốt rét thường bị sạm đen. Men protelytic Hemoglobin acid amin + hạt sắc tố haemozoin Hemoglobin Feriprotoporphyrin IX (Hematin) (do giáng hóa hemoglobin bởi KSTSR) Protein gắn với hematin Phức hợp FP – protein Ngưng đọng haemozoin (sắc tố sốt rét) Hemoglobin KSTSR cần acid amin: Leusin, isoleusin, methionin, cystin, tyrosin, arginin, glutamic, histidin, lysin, valin… + Chuyển hóa acid nhân: KSTSR tổng hợp AND chủ yếu ở giai đoạn từ thể tư dưỡng non đến tư dưỡng già, thứ yếu trong giai đoạn phân chia. DNA của KSTSR có sợi kép và cấu tạo có tính đặc hiệu với từng chủng, á chủng. KSTSR tổng hợp purin nucleotit theo con đường chuyển tiếp chủ yếu từ hypoxathin, adenin hoặc adenosin ở hồng cầu. KSTSR chiếm acid para- aminobenzoic (PABA) để tạo ra purin và pyrinmidin rồi acid nhân, rất cần cho sự phát triển của KSTSR được lấy từ vật chủ. Quá trình chuyển hóa này rất phức tạp, có thể tóm tắt như sau: PABA Dihydropteroat synthetase (DHPS) DHFA Dihydrofolat reductase (DHFR) THFA (tetrahydrofolic acid) Tổng hợp các base puric và pyrimdic + Chuyển hóa vitamin, chất khoáng và các chất khác: KSTSR phát triển cần đến một số loại vitamin như vitamin C, B2. làm tăng sự khử glutathion trong hồng cầu. Pantothenat (là một loại vitamin) làm tăng thời gian sống và phát triển của trophozoite và gametocyte. Ậ những hồng cầu có KSTSR ký sinh, nồng độ Kali, canxi, phospho và natri cao hơn so với hồng cầu bình thường. 2.2. Hô hấp của KSTSR. Ký sinh trùng ký sinh ở hồng cầu cần sử dụng một lượng lớn oxy. KSTSR hô hấp chủ yếu bằng sử dụng glucose và oxy-Hb. Khả năng sử dụng oxy của KSTSR bị ức chế bởi cacbonmonoxit, xyanit và một số thuốc chống sốt rét. 2.3. Hạn định đời sống của KSTSR: Đời sống của KSTSR trong cơ thể vật chủ có hạn định, dù không điều trị những thể vô tính của KSTSR trong hồng cầu sau một thời gian sẽ chết: với P.falciparum tồn tại từ 1 – 2năm, P.vivax : từ 1,5 – 5 năm. P.ovale: 1 – 5 năm, P.malariae tồn tại từ 4 – 5 năm hoặc lâu hơn 3 – 50 năm. 2.4. Quan hệ giữa KSTSR với hồng cầu ký sinh ở hồng cầu. KSTSR làm thay đổi bề mặt hồng cầu, biến dạng hồng cầu; quan trọng nhất là sự trương to, nhạt màu và xuất hiện các hạt sắc tố. KSTSR làm thay đổi tính thấm của màng hồng cầu do nhiều nguyên nhân: làm biến dạng, thay đổi bề mặt hồng cầu. Chức năng chuyển hóa của hồng cầu rối loạn do hemoglobin bị phá hủy, do các độc tố của KSTSR tạo rá và đáp ứng miễn dịch của vật chủ tác động lên hồng cầu. Hồng cầu khi bị KSTSR cũng đòi hỏi cso những chuyển hóa mới: kết quả chuyển hóa glucose của KST đã làm cho nồng đọo acid lactic trong hồng cầu tăng lên, hồng cầu phải tăng cường chuyển hóa để điều chỉnh pH. Những hồng cầu nhiễm P.vivax và P.ovale bị biến dạng, kích thước to lên có thể gấp 1,5 – 4 lần hồng cầu bình thường. Đối với P.vivax, trên tiêu bản nhuộm Giemsa, hồng cầu nhạt màu, xuất hiện nhiều hạt màu đỏ tím (hạt schuffner). Những hồng cầu nhiễm P.falciparum và P.malariae, quan sát trên kính hiển vi thường, hình dạng không thay đổi. Hồng cầu nhiễm P.falciparum thẫm màu, có thể thấy những hạt lốm đốm màu tím (hạt Maurer). Hồng cầu nhiễm P.malariae có những hạt nhỏ, mịn (hạt Zieman) Bằng kính hiển vi điện tử, thấy trên màng hồng cầu nhiễm P.falciparum xuất hiện những nụ lồi hay bướu (knobs). Knobs được tạo thành từ một chất albumin chứa dày đặc electron do chính KSTSR tạo ra. Những knobs này cùng với ái lực kháng nguyên (affinity antigennique) làm cho hồng cầu dính chặt vào nội mạc mao mạch, bám vào thực bào và bản thân các hồng cầu dính chặt vào nhau tạo thành những thể kết tụ. Đây là một trong những nguyên nhân làm tắc nghẽn các mao mạch nội tạng dẫn đến rối loạn vi tuần hoàn cục bộ các cơ quan, tổ chức. 2.5. Thích nghi và biến dị của KSTSR: Trong những điều kiện bất lợi, để tồn tại KSTSR có thể biến dị thay đổi cấu trúc gen, hoặc các đặc tính lý, hóa học… tạo nên các chủng KST kháng thuốc. III – HÌNH THỂ KÝ SINH TRÙNG SỐT RÉT: A – Giai đoạn phát triển trong cơ thể người: Giai đoạn ký sinh ở người, trong chu kỳ hồng cầu, KSTSR phát triển qua các thể tư dưỡng, thể phân chia và thể giao bào. Đặc điểm hình thể của KSTSR qua các giai đoạn phát triển trên tiêu bản nhuộm Giemsa – Romanovski: 1 – Trophozoite ( Còn gọi là thể: sinh dưỡng, tư dưỡng) + Trophozoite non (thể nhẫn – ring form) Một Merozoite ngay sau khi xâm nhập vào hồng cầu, phát triển và hình thành không bào. Nhân của KSTSR màu đỏ, trông như mặt đá của nhẫn, thường ở chỗ vòng mảnh nhất. Bào tương của KSTSR màu xanh, như vòng nhẫn. Khoảng trống ở giữa là khồng bào, không bào lớn lên chứa nguyên sinh chất bào tương dày lên nhân to ra. Đặc điểm của thể nhẫn: bào tương mảnh, không có hạt sắc tố, giai đoạn này rất ngắn. Dựa vào sự phát triển của nguyên sinh chất, người ta còn có thể chia thể nhẫn ra làm 3 giai đoạn: - Nhẫn nhỏ xíu (tiny ring) hay còn gọi là R1: thể này độ dày nhất của nguyên sinh chất nhỏ hơn 1/2 đường kinh nhân. - Nhẫn nhỏ (small ring) hay còn gọi là R2: thể này độ dày nhất của nguyên sinh chất lớn hơn 1/2 đường kinh nhân. - Nhẫn lớn (large ring) hay còn gọi là R3: thể này độ dày nhất của nguyên sinh chất lớn hơn đường kinh nhân. + Trophozoite phát triển (thể amip): Nguyên sinh chất bắt màu đậm hơn, có hạt sắc tố, có chân giả, khối nguyên sinh chất to dần lên, càng to càng có nhiều hạt sắc tố. KSTSR ở giai đoạn này có nhiều hình thù kỳ dị, không nhất định tùy thuộc vào sự cử động phóng chân giả của KST. Nhân to dần lên, không bào lúc đầu to, nhưng sau khi nguyên sinh chất dày lên, thì không bào dần thu hẹp lại, hoặc chia ra thành nhiều không bào. Giai đoạn này tương đối dài hơn cả. + Trophozoite già ( dinh dưỡng già): Đến giai đoạn này không bàokhông còn nữa. Nguyên sinh chất là một khối dày đặc. Nhân to ra để chuẩn bị phân chia. Hạt sắc tố thường tụ lại thành từng đám. 2 – Schizonte (thể phân chia, thể hoa thị): + Schizonte non ( Phân chia non). Nhân đã phân chia thành nhiều mảnh, nhưng nguyên sinh chất chưa phân chia. + Schizonte già ( Phân chia già ). Đến giai đoạn này nguyên sinh chất đã phân chia và đề cho các nhân hình thành các merozoite. 3 – Gametocyste ( thể giao bào). Giao bào được hình thành từ các merozoite. Có giao bào đực ( microgametocyte) và giao bào cái ( macrogametocyte ). Giao bào đực nhân to, xốp, màu đỏ nhạt, nguyên sinh chất màu xanh nhạt, hạt sắc tố màu nâu. Giao bào cái nhân đặc, nhỏ, gọn hơn, màu đỏ đậm hơn, hạt sắc tố nâu sẫm hoặc đen. Ghi nhớ: Để phân biệt các loài KSTSR phải dựa vào đặc điểm hình thể của KSTSR và hồng cầu vật chủ mà ký sinh trùng ký sinh. B – Giai đoạn phát triển trong cơ thể muỗi: Giai đoạn KSTSR phát triển ở dạ dày, xoang cơ thể và tuyến nước bọt của muỗi (trên tiêu bản mổ muỗi): 1 – Gamete (thể giao tử): Giao tử hình thành từ giao bào được muỗi hút vào dạ dày. Giao tử đực (microgamet) và giao tử cái (macrogamet) hình cầu. 2 – Zygote ( thể hợp tử): Zygote là sản phẩm của sự dung hợp giao tử đực và giao tử cái. Hợp tử hình cầu, không di động trong vòng 18 – 24h đầu. 3 – Ookinete (thể noãn): Thể zygote chuyển dạng kéo dài hình sâu có chiều dài 18 – 24 ỡm và di động được gọi là thể ookinete. Thể này di chuyển đến thành dạ dày muỗi và chui lọt qua lớp tế bào liên ra bên ngoài bề mặt dạ dày rồi định cư ở đó. 4 – Oocyste (thể noãn bào): [...]... (oocyste – tế bào trứng) Noãn bào tăng dần kích thước và xuất hiện trên dạ dày như những thể hình cầu trong – trong, có kích thước 40 – 80 ỡm Trong noãn bào có nhiều hạt sắc tố Sự phân bố, kích thước các hạt sắc tố và màu sắc của chúng là đặc điểm phân biệt từng chủng loại KSTSR 5 - Sporozoite (thao trùng) : Nhân và nguyên sinh chất của noãn bào phân chia thành các thể dạng hình kim gọi là thao trùng. .. trùng) : Nhân và nguyên sinh chất của noãn bào phân chia thành các thể dạng hình kim gọi là thao trùng (sporozoite) Thao trùng hình thoi có kích thước chiều dài khoảng 10 – 15 ỡm, có nhân ở trung tâm Người ta ước tính mỗi noãn bào sinh sản và giải phóng ra khoảng 1000 thao trùng Thao trùng có thể bắt gặp ở trong xoang cơ thể muỗi và đặc biệt có nhiều ở tuyến nước bọt của muỗi trưởng thành . KÝ SINH TRÙNG SỐT RÉT – PHẦN 2 2 – Sinh lý của ký sinh trùng sốt rét: 2. 1. Dinh dưỡng và chuyển hóa: Trong hồng cầu KSTSR chiếm. P.falciparum tồn tại từ 1 – 2năm, P.vivax : từ 1,5 – 5 năm. P.ovale: 1 – 5 năm, P.malariae tồn tại từ 4 – 5 năm hoặc lâu hơn 3 – 50 năm. 2. 4. Quan hệ giữa KSTSR với hồng cầu ký sinh ở hồng cầu. KSTSR. hóa học… tạo nên các chủng KST kháng thuốc. III – HÌNH THỂ KÝ SINH TRÙNG SỐT RÉT: A – Giai đoạn phát triển trong cơ thể người: Giai đoạn ký sinh ở người, trong chu kỳ hồng cầu, KSTSR phát triển