第五章醫(yī)學原蟲概論.

1、第二篇 醫(yī) 學 原 蟲 學第五章 醫(yī)學原蟲概論原 蟲 是單 細胞 真核 生物 ，屬 于原生 動物 亞界 ( Subkingdom Protozoa)。原蟲的整個機體雖僅由一個細胞構成，但卻能夠完成生命活動的全部功能，如攝食、代謝、呼吸、排泄、運動及生殖等。在自然界，原蟲的種類繁多，約近 65000 余種，多數(shù)營自生或腐 生生活，廣泛分布于地球表面的各類生態(tài)環(huán)境中，如海洋、土壤、水 體或腐敗物內。寄生性原蟲約近萬種，生活于動物體內或體表。其中 醫(yī)學原蟲約近 40 余種，為寄生于人體管腔、體液、組織或細胞內的 致病性或非致病性原蟲。 致病性原蟲對人類健康和畜牧業(yè)生產(chǎn)造成嚴 重危害?！拘螒B(tài)】 原蟲外

2、形多樣，呈球形、卵圓形或不規(guī)則。原蟲的結構由胞膜、 胞質和胞核三部分構成。1. 胞膜 亦稱表膜(pellicle)或質膜(plasmalemm ,在電鏡觀 察下，胞膜由一層或一層以上單位膜構成。 其分子結構可用液態(tài)鑲嵌 模型(fluid mosaic model)解釋。即原蟲的胞膜與其它生物膜一樣， 是一種具有可朔性、 流動性和不對稱性的、 嵌有蛋白質的脂質雙分子 層結構。蛋白質和脂質雙分子層與多糖分子結合形成細胞被( cell coat)或糖萼(glycocalyx)。由于表膜上的蛋白質分子中具有配體(ligand)、受體(receptor)、酶類和其它抗原等成分，故是寄生性原 蟲與宿主細胞

3、和其寄生環(huán)境直接接觸的部位。表膜參與原蟲的營養(yǎng)、 排泄、運動、感覺、侵襲，以及逃避宿主免疫效應的多種生物學功能， 對研究寄生蟲與宿主相互關系具有重要意義。2胞質 原蟲的胞質由基質、細胞器和內含物組成。原蟲的代 謝和營養(yǎng)儲存均在胞質內進行。( 1)基質 基質的主要成分是蛋白質。 肌動蛋白和微管蛋白分別組 成微絲和微管， 以此支持細胞的形狀并在原蟲的運動中起作用。 有些 原蟲的胞質有內、外質之分。外質透明，呈凝膠狀(gel-like),具有 運動、攝食、排泄、呼吸、感覺及保護等生理功能；內質為溶膠狀(sol-like)，細胞器、內含物和細胞核含于其內。有些原蟲的胞質并 無內、外質之分，而是均勻一致

4、的。( 2)細胞器 大多數(shù)原蟲具有線粒體、內質網(wǎng)、高爾基體、溶酶 體、動基體等膜質細胞器。 它們主要參與細胞的能量合成代謝。有的 蟲種，因其代謝特性或在進化中處于原始地位，而缺少某種細胞器。 前者如行厭氧代謝的腸道阿米巴等蟲種多無線粒體； 后者如賈第蟲并 不具備高爾基體和線粒體。溶酶體(lysosome)含有多種水解酶，對 食 物 、 有 害 物 質 、 衰 老 或 損 壞 的 細 胞 器 起 分 解 作 用 。 動 基 體(kinetoplast)的結構與線粒體的相似，且含與之相似的酶類，故一 般認為它是一種特殊類型的線粒體。 如，寄生于人體的錐蟲和利什曼 原蟲具有動基體，它們合成的 DNA

5、 與細胞核合成的不同。此外，原蟲還具有偽足(pseudopodium)、鞭毛(flagellum)和纖毛（ciliate）等三種運動細胞器。具有相應細胞器的原蟲，分別稱為 阿米巴、鞭毛蟲或纖毛蟲。鞭毛蟲還同時具有波動膜（ undulating membran®。偽足是外質暫時性突出部分，可呈舌狀或葉狀。偽足形 成時，局部外質液化， 凝膠發(fā)生斷裂， 內質涌出擴散至鄰近的外質上。 鞭毛為較長的運動細胞器， 數(shù)目較少，位于蟲體的前端、 側面或后端。 與鞭毛相比較，纖毛則較短，數(shù)目多，常均勻密布于蟲體表面。每根 鞭毛或纖毛均從基體，即毛基體（ blephearoplas）t 發(fā)出。胞質內的微

6、 管和微絲除起支持作用外，還參與鞭毛和纖毛的形成。原蟲的營養(yǎng)細胞器包括胞口、胞咽、胞肛等，其主要功能是攝食 和排出廢物。 寄生性纖毛蟲體內含伸縮泡， 為一種呈周期性收縮和舒 張的泡狀結構，具有調節(jié)細胞內外水分的功能。除上述三種主要的細胞器外，胞質中還有食物泡，糖原泡、擬染 體等營養(yǎng)儲存小體，以及原蟲的代謝產(chǎn)物（如瘧原蟲的瘧色素）和共 生物（如病毒）等。3胞核 原蟲屬真核生物，細胞核是維持原蟲生命和繁殖的重要 結構。細胞核由核膜、核質、核仁和染色質構成。核膜由雙層單位膜 組成，其上面的微孔是核內外物質交換的通道。核仁內富含 RNA， 染色質含 DNA 、蛋白質和少量 RNA 。由于這兩種核糖核酸

7、均屬酸性， 故可被堿性物質深染。 只有經(jīng)過染色，核仁的結構特征才能得以辨認。 寄生性原蟲的核型分為兩種：泡狀核（vesicular nucleus），核內 染色質稀少、呈顆粒狀，分布于核質或核膜內緣， 具有 1 個粒狀核仁。 多數(shù)寄生性原蟲具有泡狀核；實質核（compact nucleus），大而不 規(guī)則，染色質豐富，具有1個以上的核仁，如纖毛蟲的核即是如此【生活史類型】醫(yī)學原蟲的生活史包括了原蟲生長、發(fā)育和繁殖等各個發(fā)育階段，亦即蟲體從一個宿主傳播到另一個宿主的全過程。 這一過程也就 是原蟲所導致的疾病的傳播過程，在流行病學上具有重要意義。根據(jù) 醫(yī)學原蟲傳播方式的不同，可將其生活史分為如下三

8、種類型。1 .通過直接或間接方式由感染者傳播至易感者的原蟲此類原蟲生活史簡單，完成生活史只需一個宿主。但有二種情況：整個生活史只有一個發(fā)育階段，即滋養(yǎng)體(trophozoite )。此階段對外界的 抵抗力較強，一般以直接接觸的方式傳播，如陰道毛滴蟲(Trichomonas vaginalis );生活史有滋養(yǎng)體和包囊(cyst) 兩個階 段，滋養(yǎng)體具有運動和攝食功能，為原蟲的生長、發(fā)育和繁殖階段； 包囊則處于靜止狀態(tài)，是原蟲的感染階段。一般通過飲水或食物進行 傳播。如溶組織內阿米巴(En tamoeba histolytica )和藍氏賈第鞭 毛蟲(Giardia lamblia )即屬于此種

9、類型。2 .通過循環(huán)方式傳播的原蟲此類原蟲在完成生活史和傳播過程中，需要一種以上的脊椎動物宿主作為終末宿主和中間宿主，其感染階段可在二者之間進行傳播。不需要無脊椎動物宿主。如剛地弓形 蟲(Toxoplasmagondii ),可在終末宿主(貓或貓科動物)和中間宿 主(人和多種動物)之間傳播。3.通過媒介昆蟲傳播的原蟲此類原蟲只有在媒介昆蟲體內才能發(fā)育至感染階段。如不同種的瘧原蟲(Plasmodium,只有在相應媒 介蚊種吸血時將其吸入體內，最終發(fā)育成感染階段一一子孢子才能感 染人體?！旧怼酷t(yī)學原蟲的生理過程包括運動、攝食、代謝和繁殖等方面。1. 運動 原蟲的運動主要由運動細胞器完成。運動方式

10、主要取決于其所具有的運動細胞器類型。偽足運動：如溶組織內阿米巴原蟲滋養(yǎng)體借助偽足進行運動；鞭毛運動：如藍氏賈第鞭毛蟲以其 4對鞭毛的擺動作翻滾運動。陰道毛滴蟲借助鞭毛的擺動前進，以其波 動膜波動作螺旋式運動；纖毛運動：如纖毛蟲，由于其體表有大量的纖毛，因此纖毛運動中最主要的因素是纖毛的協(xié)調作用；其它運動方式：有的寄生性原蟲體表并不具備可辨認的運動細胞器，但卻可以特殊的運動方式找到適合的寄生部位，如瘧原蟲蚊期在蚊體內形成 的合子，可以其螺旋式的運動，穿入到蚊的腸上皮內。還有的原蟲并 不具備運動細胞器，只好以扭動或滑行的方式進行運動。2. 攝食 原蟲攝取營養(yǎng)的方式有如下幾種。(1) 滲透 當胞體內

11、外濃度差別很大的時，有些可溶性營養(yǎng)物 質可穿透細胞膜，以被動擴散的形式進入細胞。但更多的有機分子可 能是通過位于胞膜上的滲透酶的作用主動運轉至細胞內。(2) 胞飲(pinocytosis ) 系指通過表膜攝入液體養(yǎng)料。如某 些阿米巴原蟲行胞飲時，先在偽足樣突起物上形成管狀凹陷， 然后斷 裂成許多小泡，將養(yǎng)料帶入細胞內。(3) 吞噬(phagocytosis )原蟲對固體食物的攝入稱吞噬。有些原蟲具有胞口，可通過胞口將食物攝入。不具有胞口的原蟲，則 通過表膜內陷將食物攝入胞內。前者如瘧原蟲的滋養(yǎng)體經(jīng)胞口攝食紅 細胞內的血紅蛋白；后者如阿米巴原蟲吞噬細菌，則以表膜內陷形式 完成。無論采取何種方式，

12、但在攝入食物后均先形成食物泡。食物泡 進入胞質后與溶酶體結合，然后再經(jīng)各種水解酶的作用將養(yǎng)料消化、 分解、吸收。水解酶包括：核酸酶、蛋白酶、酯酶、脂肪酶和碳水化 合物分解酶等等。各種酶由粗糙內質網(wǎng)高爾基體產(chǎn)生并被包入溶酶體 而參與消化過程。3. 代謝 絕大多數(shù)寄生性原蟲為兼性厭氧生物，尤其是在腸腔 內寄生的原蟲，如溶組織內阿米巴原蟲，幾乎在無氧的環(huán)境下才能良 好生長。然而，在血液內寄生的原蟲，如瘧原蟲和錐蟲則行有氧代謝。 原蟲一般利用葡萄糖或其他單糖取得能量。糖的無氧酵解是原蟲的主 要代謝途徑，有些種類還具有三羧循環(huán)的酶系。此外，原蟲在生長、 發(fā)育和繁殖過程中需要較多的蛋白質和氨基酸。 例如瘧

13、原蟲在紅細胞 內寄生時，將大部分血紅蛋白分解成氨基酸，以合成本身的蛋白質。 在分解代謝過程中，原蟲利用本身具有的各種酶類，將蟲體內的糖類 和脂肪分解為水和二氧化碳，及其他小分子物質。同時釋放供蟲體本 身各種活動所需的能量；在通常情況下，蛋白質的分解代謝不占優(yōu)勢， 它不是能量主要來源。4. 生殖 原蟲的生殖方式包括無性生殖和有性生殖兩種主要方 式。(1)無性生殖二分裂：細胞核先分裂為二，然后胞質分裂,最后形成兩個蟲體，如阿米巴原蟲滋養(yǎng)體的繁殖；多分裂：胞核先分裂為多個，胞質再分裂并包繞每個已分裂的細胞核。如此，一個個 體便增殖為多個子代個體。例如，瘧原蟲在紅細胞內期寄生時的裂體 增殖(schiz

14、ogony )即屬此種方式；出芽生殖：母體細胞先經(jīng)過不均等細胞分裂產(chǎn)生一個或多個芽體， 再分化發(fā)育成新個體，即為出芽 生殖?？煞譃椤巴?出芽”(exogenous budding )和“內出芽” (en doge nous buddi ng )二種方式。如瘧原蟲在蚊體內的成孢子細胞 以外出芽法繁殖，發(fā)育成子孢子。而弓形蟲的滋養(yǎng)體則是以“內出芽” 法“內二殖”或“內二芽殖”法(endodygony)進行增殖的。(2)有性生殖是原蟲的一種重要生殖方式。許多原蟲的有性生殖過程是個體正常生活史中的一個階段，往往與無性生殖階段交替進行。有性生殖分為較低級的結合生殖和較高級的配子生殖兩種方 式。結合生殖(

15、conjugation ):僅見于纖毛蟲綱。兩個蟲體在胞口 處相互連接。分裂前，大核DNA混合并復制，而后DNA近似均等地隨機分配到兩個子核中，再分裂成兩個新的細胞。如結腸小袋纖 毛蟲。配子生殖(gametogony)：是由原蟲的營養(yǎng)細胞分化產(chǎn)生的雌 雄配子(gamete)融合在一起(受精)形成合子的過程。如，瘧原蟲在 蚊體內的發(fā)育。有些原蟲的正常生活史具有無性生殖和有性生殖兩種方式交替進 行的世代交替生殖方式。如瘧原蟲在人體內行無性生殖，而在蚊媒體 內則行有性生殖?！境Ｒ姺N類的分類】在生物學分類上，原蟲屬于原生生物界(Kindom Protista ),原 生動物亞界(Subkingdom

16、Protozoa )下屬的三個門，即肉足鞭毛門(Phylum Sarcomastigophora )，頂復門(Phylum Apicomplexa) 和纖 毛門(Phylum Ciliophora )。此外，根據(jù)運動細胞器的有無和類型， 可將原蟲分為鞭毛蟲、阿米巴、纖毛蟲和孢子蟲四大類。常見的醫(yī)學 原蟲及其生物學分類歸屬見表5-1表5-1常見原蟲及其分類【致病特點】寄生性原蟲對人體的致病作用與蟲種、株系、寄生部位及宿主免 疫狀態(tài)有密切關系。原蟲對宿主的損害主要由如下因素造成的。1.增殖作用 侵入人體的原蟲經(jīng)過增殖，數(shù)目增加到一定程度后， 可導致兩種后果：破壞細胞：原蟲體積微小，單個或數(shù)量很少的

17、蟲體不足以引起宿主局部組織、器官的損傷乃至全身的病理變化。只有在 其生活史的某一發(fā)育階段增殖到相當數(shù)量時，才能使宿主出現(xiàn)明顯的損害和相應的臨床癥狀。如瘧原蟲在紅細胞內進行裂體增殖，當蟲體增殖達一定數(shù)量時造成紅細胞周期性破裂，并導致臨床癥狀。有學 者統(tǒng)計，寄生于小腸內的賈第蟲，當每平方厘米粘膜面積增殖的蟲體 數(shù)目達100萬個蟲時，即可對粘膜起到遮蓋作用，從而明顯影響小腸 的吸收功能并導致腹瀉；播散作用：當蟲體增殖至相當數(shù)量時，即具備了向臨近或遠方組織、器官播散的潛能，從而侵犯更多的組織和器官。如寄生于結腸的溶組織內阿米巴滋養(yǎng)體，可從結腸壁的潰瘍病灶侵入血管，隨血流到達肝、肺等器官而引起病變。再如

18、被巨噬細胞吞噬的利什曼原蟲和弓形蟲，因有抗溶酶體作用，使得它們不僅能 在細胞內生存，而且能被帶到全身各個組織器官，弓I起全身感染。2. 機會性致病 有些原蟲在感染免疫功能正常的個體，宿主并不 表現(xiàn)臨床癥狀，暫時處于隱性感染狀態(tài)。但當機體抵抗力下降或免疫 功能不全時，例如艾滋病患者、長期接受免疫抑制劑治療或晚期腫瘤 病人，這些原蟲的繁殖能力和致病力增強起來， 患者出現(xiàn)明顯的臨床 癥狀，甚至危及生命。此類原蟲即被稱為機會性致病原蟲(opportunistic protozoa )。常見的機會性致病原蟲有卡氏肺孢 子蟲、弓形蟲和隱孢子蟲。另有學者認為賈第蟲也屬此類原蟲。如卡 氏肺孢子蟲是艾滋病人最常

19、見的合并感染的原蟲，是導致晚期艾滋病 人死亡的直接原因。此外，艾滋病人在感染隱孢子蟲后，常可發(fā)生難以治愈的嚴重腹瀉而導致死亡，合并弓形蟲感染也可發(fā)展成致命的弓形蟲腦炎。表5-1常見醫(yī)學原蟲及其分類主要寄 生部位蟲名科( Family )目(Order)綱(Class)單核吞噬系 統(tǒng)杜氏利什曼原蟲Leshima nia donovani 熱帶利什曼原蟲Leshima nia donovani 巴西利什曼原蟲Leshima ni abrazilie nsis錐蟲科Trypa no somatidae動基體目Ki netopas-tida動鞭綱Zoomastigo-phor血液錐蟲Trypa no

20、soma sp泌尿生殖道陰道毛滴蟲Tricho monas vagi nalis口腔口腔毛滴蟲Tricho monas tenax毛滴蟲科Trichomona-didae毛滴蟲目Trichomona-didaa腸人毛滴蟲Tricho monas hominis脆雙核阿米巴Dien tamoeba fragilis藍氏賈第鞭毛蟲Giardia lambli六鞭毛科Hexamitidae雙滴蟲目Diplomonadida溶組織內阿米巴En tamoeba histolytica 哈門氏阿米巴En tamoeba hartma ni 結腸內阿米巴En tamoebacoli 布氏噬碘阿米巴Iodamoeb