Plasmodium

Plasmodium és un gènero de protistas apicomplejos de la classe Aconoidasida, orde Haemosporida i família Plasmodiidae del que es coneixen més de 175 espècies. El paràsit sempre té dos hospedadores en el seu cicle vital: un mosquit que actua com vector i un hospedador vertebrat. A lo manco dèu espècies infecten a l'home. Per a humans hi ha quatre espècies de Plasmodium que provoquen la malaria o paludisme: P. falciparum, P. malariae, P. ovale i P. vivax, de les quals la primera és la més virulent i la que produïx la major mortalitat. Atres espècies infecten a atres animals, incloent aus, reptils i rosegadors.

Cicle de vida del plasmodium

En el cicle del Plasmodium existix un agent vector (la femella d'un mosquit de Anopheles), a on el Plasmodium es reproduïx sexualment i un hospedador vertebrat intermediari (el ser humà o un atre animal) en el que es produïx la reproducció asexual. La següent explicació pot seguir-se en la figura d'avall:

• Etapes exo-eritrocíticas o hepàtiques (A en la figura). Despuix de la picadura del mosquit, este inocula el paràsit existent en el seu saliva en la sanc o en el sistema limfàtic del hoste (1). En eixe moment, el Plasmodium es troba en la fase del seu cicle conegut com esporozoito. Els esporozoitos passen al torrent sanguíneu fins que apleguen als hepatòcits del fege (2). Allí es multiplica per esquizogénesis (disgregació) formant l'esquizonte hepàtic (3), despuix de lo que es trenca el hepatòcit, apareixent un nou estadi del Plasmodium, el merozoito (4). Ací hi ha un primer cicle asexual, en el que els merozoitos poden o ben reinfectar hepatòcits o be tornar al torrent sanguíneu, a on penetren en els eritrocits. En el hepatòcit, d'un esporozoito sorgixen mils de merozoitos, lo que comporta una alta activitat metabòlica, sent un punt de vulnerabilitat en els paràsits ya que se sap que hi ha diferències metabòliques entre el paràsit i el hospedador.

• Etapes eritrocíticas o sanguínees (B). En els eritrocits, els merozoitos comencen a alimentar-se de la part proteíca de l'hemoglobina continguda en estos, apareixent llavors el trofozoït (5). Novament per esquizogénesis es multiplica en l'interior de dites cèlules, formant-se l'esquizonte hemático. També es trenca la cèlula, en este cas l'eritrocit, lliberant nous merozoitos (6). La majoria dels merozoitos continuen en este cicle replicativo infectant nous eritrocits, pero alguns es convertixen en gametòcits, masculins (microgametocitos) i femenins (macrogametocitos) (7).

Cicle de vida del Plasmodium.

• Etapes en el mosquit (C). Si l'individu infectat és novament picat per un mosquit, els gametòcits masculins i femenins passen al mosquit (8). En l'interior d'este es diferencien en gamets (4-8 microgametos per cada gametòcit masculí i una macrogameta per cada gametòcit femení) i en fusionar-se abdós gamets, es produïxen els zigotos (9). Els zigotos, a la seua volta, es convertixen en oocinetos mòvils i allargats (10), que invadixen la paret intestinal del mosquit, a on es desenrollen en ooquistes (11). Els ooquistes creixen, es trenquen i lliberen una nova generació d'esporozoitos (12), que fan el seu camí a les glándulas salivares del mosquit. És en esta fase en la que el Plasmodium pot tornar a ser injectat en el hoste.

En algunes espècies de Plasmodium, el esquizonte hepàtic pot permacer en estat latent, en forma de hipnozoito. La reactivació dels hipnozoitos pot ocórrer fins a un màxim de 30 anys despuix de l'infecció inicial en el ser humà. No es coneix encara quins són els factors de reactivació. Entre les espècies que formen hipnozoitos estan P. ovale i P. vivax. La reactivació no es produïx en les infeccions per P. falciparum. No se sap si la reactivació del hipnozoito es produïx en les restants espècies que infecten als sers humans, pero és possible que este siga el cas.

La transició des de l'etapa hepàtica a l'eritrocítica ha segut confusa fins fa poc temps. En l'any 2006 es va demostrar que el paràsit ix dels hepatòcits en merosomas que contenen centenars o mils de merozoitos. S'ha demostrat posteriorment que estos merosomas es dirigixen als capilars pulmonars i llentament es desintegren en unes 48-72 hores lliberant els merozoitos. L'invasió dels eritrocits és major quan el fluix sanguíneu és llent i les cèlules estan perfectament empaquetades: estes dos condicions es donen juntes en els capilars alveolars.

Evolució

Esporozoito de Plasmodium.

Erro al crear miniatura:

Mosquit fòssil en Plasmodium malariae, 15-20 millons d'anys.

Es creu que els apicomplejos varen començar infectant la paret intestinal del hoste en una ruta de propagació fecal-oral. En algun punt de l'evolució, el paràsit va evolucionar a la capacitat d'infectar el fege de hoste. Este patró s'observa en l'espècie Cryptosporidium. En algun atre punt de l'evolució, un apicomplejo va desenrollar la capacitat d'infectar les cèlules de la sanc i de sobreviure i infectar als mosquits. Una volta que la transmissió del mosquit va quedar fermament establida, es va perdre l'anterior via de transmissió fecal-oral. La teoria actual (2007) sugerix que els gèneros Plasmodium, Haemoproteus i Hepatocystis varen evolucionar a partir d'espècies de Leucocytozoon. Els paràsits del gènero Leukocytozoon infecten als leucocits (glòbuls blancs) i a les cèlules del fege i del bazo i es transmeten per mig de mosques negres (Simuliidae), un extens gènero de mosques relacionades en els mosquits.

Els leucocits, la majoria dels hepatòcits i les cèlules del bazo realisen activament la fagocitosis de partícules, fent l'entrada en la cèlula més fàcil per al paràsit. El mecanisme d'entrada en els eritrocits de les espècies del gènero Plasmodium està encara poc clara, tenint en conte que l'entrada es realisa en menys de 30 segons. Encara no se sap si este mecanisme va evolucionar abans que els mosquits es convertiren en els principals vectores de transmissió Plasmodium.

Estudis realisats en microscopía electrònica en els 70, i estudis epigenéticos recents indiquen que el paràsit s'unix a la membrana de l'eritrocit i promou la formació d'una invaginació, a través de la qual el merozoito (que és l'estadi que invadix als eritrocits) conseguix penetrar els hematíes. Les primeres unions són dèbils i reversibles i es donen entre proteïnes del paràsit i de membrana de l'eritrocit, estes unions li ajuden al merozoito a orientar-se i, d'esta forma, facilitar la formació d'unions fortes merozoito-eritrocit, gràcies a les quals l'invaginació de la cèlula sanguínea es porta a terme.

L'evolució de Plasmodium va començar fa prop de 130 millons d'anys. Este periodo és coincidente en la ràpida propagació de les angiosperma (plantes en flors). Es creu que esta expansió de les angiosperma és deguda a per lo manco un event de duplicació genómica. Sembla provable que l'aument en el número de flors haja dut a un aument en el número de mosquits i al seu contacte en els vertebrats. Els mosquits es varen desenrollar en lo que hui és Sudamérica fa uns 230 millons d'anys. Es coneixen més de 3500 espècies de mosquits, pero fins a la data la seua evolució no es coneix en detalle, per lo que existixen estanys en el nostre coneiximent de l'evolució de Plasmodium.

Poden actuar com vectores de la malaria els mosquits dels gèneros Culex, Anopheles, Culiceta, Mansonia i Aedes. Els mosquits que es coneix que actuen com vectores de la malaria humana (més de 100 espècies), pertanyen tots al gènero Anopheles. La malaria en les aus és comunament propagada per espècies pertanyents al gènero Culex. Només les femelles dels mosquits piquen. Els mosquits d'abdós sexes s'alimenten de néctar, pero les femelles precisen d'una o més ingestions de sanc per a realisar la posada d'ous, puix el contingut en proteïnes del néctar és molt baix.

Actualment sembla provable que les aus foren el primer grup infectat per Plasmodium seguides pels reptils, provablement els fardachos. En algun punt de l'evolució varen ser infectats primats i rosegadors. El restant de les espècies fòra d'estos grups sembla provable que anaren infectades en temps relativament recents.