Siklus hidup Plasmodium vivax

Plasmodium vivax adalah jenis protozoa parasit patogen umumnya didistribusikan secara luas sebagian besar menyebabkan malaria. Plasmodium vivax merupakan salah satu parasit yang sering menginfeksi manusia. Plasmodium vivax termasuk ke dalam anggota filum Sporozoa yang tidak memiliki alat gerak dan bersifat parasit.

Plasmodium vivax terdapat di daerah subtropik, dapat juga ditemukan di daerah dingin (Rusia), di daerah tropik Afrika, terutama di Afrika Barat, spesies ini jarang ditemukan. Di Indonesia spesies tersebut tersebar di seluruh kepulauan dan pada umumnya di daerah endemi mempunyai frekuensi tertinggi di antara spesies yang lain.

Siklus hidup Plasmodium vivax

Siklus hidup Plasmodium Vivax di bedakan atas:

Fase aseksual (skizogoni) dalam badan manusia

Nyamuk menggigit manusia, sporozoit masuk ke dalam tubuh manusia
sporozoit berpindah ke hati melalui pembuluh darah
sporozoit mengalami skizogoni pada sel hati dan menghasilkan merozoit
sel hati rusak, merozoit masuk ke dalam pembuluh darah dan menginfeksi sel-sel pembuluh darah
merozoit berkembang menjadi tropozoit-trpozoit muda pada sel darah merah
pada sel darah merah, tropozoit memperbanyak diri dan menghasilkan merozoit-merozoit baru
sel darah merah pecah dan menghasilkan merozoit-merozoit baru; merozoit menginfeksi sel darah merah dan sebagian lagi berkembang menjadi gametosit
ketika nyamuk menggigit tubuh manusia yang terkena malaria maka gametosit akan ikut masuk ke tubuh nyamuk
siklus hidup plasmodium pun berlanjut ke fase seksual dan menghasilkan sporozoit.

Fase seksual (sporogoni) dalam badan nyamuk Anopheles betina

Pada saluran pencernaan nyamuk, gametosit berfusi (menyatu) menghasilkan zigot -> sporozoit kemudian berpindah ke saluran saliva nyamuk.

Masa tunas intrinsik 12 s.d. 17 hari (bisa 6 s.d. 9 bulan)
Sindrom prodormal (sakit kepala, nyeri punggung, mual, dan malaise umum).
Demam tidak teratur pada 2 s.d. 4 hari pertama terjadi perbedaan yang signifikan pada pagi dan sore hari.
Kurva demam tidak teratur pada permulaan penyakit.
Kurva demam teratur jelas dengan stadium menggigil, panas, dan berkeringat (40,6◦C)
Anemia belum jelas pada serangan pertama  malaria menahun lebih jelas.
Komplikasi gangguan pernapasan, gagal ginjal, ikterus, anemia berat, ruptur limpa, kejang, gangguan kesadaran.

Epidemiologi:

Malaria merupakan penyakit yang terutama ditemukan di pedesaan dan penularannya tergantung dari nyamuk Anopheles betina. Kerentanan vektor terhadap infeksi parasit sangat bervariasi dan dipengaruhi oleh perbedaan dari strain parasitnya.

Pencegahan:

Pencegahan perusakan hutan agar habitat nyamuk Anopheles sp. Tidak rusak.
Pemakaian bubuk Abate pada air untuk membunuh jentik-jentik nyamuk.
Meningkatkan level sanitasi agar jentik-jentik nyamuk dapat berkurang.
Pada daerah pedalaman biasanya akan dibiakkan jentik nyamuk pemakan Plasmodium sp. & pemindahan hewan-hewan ternak ke daerah pedalaman agar nyamuk Anopheles sp. Menggigit hewan tersebut. (Plasmodium sp. Tidak berbahaya bagi hewan).
Penyemperotan secara berkala.

Cara Penularan Plasmodium vivax

Sporozoit adalah bentuk infektif. Dalam satu jam, bentuk infektif ini terbawa oleh darah menuju hati.
Infeksi dapat terjadi dengan 2 cara, yaitu:

Secara alami melalui vektor, bila sporozoit masuk ke dalam badan manusia dengan tusukan nyamuk.
Secara induksi (Induced)/ mekanik, bila stadium aseksual dalam eritrosit secara tidak sengaja masuk ke dalam badan manusia melalui darah, misalnya dengan transfusi, suntikan atau secara kongenital (bayi yang mendapat infeksi dari ibunya melalui tali pusat/plasenta).

Jenis utama Plasmodium adalah P. falciparum, spesies yang menyebabkan malaria falciparum, jenis malaria yang paling berbahaya; P. malariae, spesies yang menyebabkan malaria quartan; P. ovale, spesies yang ditemukan terutama di Afrika timur dan tengah yang menyebabkan malaria ovale; dan P. vivax, spesies yang menyebabkan malaria vivax, yang cenderung lebih ringan daripada malaria falciparum.

Plasmodium adalah genus eukariota uniseluler yang merupakan parasit obligat vertebrata dan serangga. Siklus hidup spesies Plasmodium melibatkan pengembangan inang serangga pemakan darah yang kemudian menyuntikkan parasit ke inang vertebrata selama makan darah.

Parasit tumbuh dalam jaringan tubuh vertebrata (sering hati) sebelum memasuki aliran darah untuk menginfeksi sel darah merah. Penghancuran sel darah merah inang yang terjadi setelahnya dapat menyebabkan penyakit, yang disebut malaria. Selama infeksi ini, beberapa parasit diambil oleh serangga pemakan darah, melanjutkan siklus hidup.

Pengertian Plasmodium

Plasmodium adalah anggota filum Apicomplexa, sekelompok besar eukariota parasit. Dalam Apicomplexa, Plasmodium berada di ordo Haemosporida dan keluarga Plasmodiidae. Lebih dari 200 spesies Plasmodium telah dideskripsikan, banyak di antaranya telah dibagi menjadi 14 subgenera berdasarkan morfologi parasit dan kisaran inangnya. H

ubungan evolusi antara berbagai spesies Plasmodium tidak selalu mengikuti batas taksonomi; beberapa spesies yang secara morfologis serupa atau menginfeksi inang yang sama ternyata berhubungan jauh.

Spesies Plasmodium didistribusikan secara global di mana inang yang cocok ditemukan. Host serangga paling sering adalah nyamuk dari genera Culex dan Anopheles. Inang vertebrata termasuk reptil, burung, dan mamalia. Parasit Plasmodium pertama kali diidentifikasi pada akhir abad ke-19 oleh Charles Laveran.

Selama abad ke-20, banyak spesies lain ditemukan di berbagai inang dan diklasifikasikan, termasuk lima spesies yang secara teratur menginfeksi manusia: P. vivax, P. falciparum, P. malariae, P. ovale, dan P. knowlesi. P. falciparum sejauh ini merupakan yang paling mematikan pada manusia, mengakibatkan ratusan ribu kematian per tahun.

Apa itu Plasmodium

Plasmodium, umumnya dikenal sebagai parasit malaria, dapat digambarkan sebagai genus protozoa parasit intraseluler. Mereka adalah parasit obligat serangga (seperti nyamuk) dan vertebrata dan dengan demikian disebut sebagai parasit digenetik.

Plasmodium membutuhkan dua inang yang berbeda untuk menyelesaikan siklus hidup mereka. Pada vertebrata, plasmodium berkembang biak di dalam sel hati dan sel darah merah di mana mereka tidak hanya mendapatkan makanan, tetapi juga merusak sel (sehingga menyebabkan penyakit).

Spesies Plasmodium yang dapat menyebabkan malaria termasuk:

P. falciparum
P. ovale
P. malariae
P. vivax
P. knowlesi
* Kata “malaria” berasal dari dua kata Italia; “Mal” berarti buruk, dan “aria” yang berarti udara.

* Nyamuk yang terinfeksi oleh parasit tidak terpengaruh (juga tidak mati karena malaria). Ini karena nyamuk, tidak seperti vertebrata, tidak memiliki sel darah merah tempat parasit tumbuh dan berkembang.

* Baru-baru ini, para peneliti menemukan bahwa menginfeksi Anopheles stephensi betina menyebabkan penurunan yang signifikan dalam jumlah plasmodium di midgut dan kelenjar liur nyamuk. Oleh karena itu, ini terbukti menjadi salah satu pendekatan terbaik untuk mengendalikan parasit malaria.

Klasifikasi Umum Plasmodium

Kingdom: Protista – Kingdom Protista (protoctista) terdiri dari berbagai eukariota bersel tunggal yang dapat ditemukan di lingkungan darat dan perairan.
Sub-kingdom: Protozoa – Sub-kingdomyang terdiri dari organisme bersel bebas dan parasit tunggal.
Filum: Apicomplexa – Terdiri dari alveolate parasit yang memiliki plastid yang dikenal sebagai apicoplast yang konon digunakan untuk menyerang sel inang.
Famili: Plasmodiidae – Ini adalah keluarga parasit apicomplexan
Genus – plasmodium
Spesies – vivax, malariae, falciparum, ovale

Ciri dan morfologi plasmodium

Ciri-ciri Plasmodium Falciparum

Dibandingkan dengan spesies lain, P. falciparum adalah spesies yang paling virulen pada manusia. Ini bertanggung jawab untuk malaria berat (malaria ganas) yang ditandai dengan paroxysms tidak teratur dan demam tinggi dan dapat menyebabkan kematian jika tidak diobati. Karakteristik morfologis parasit bervariasi tergantung pada bentuk / tahap diagnostik.

Bentuk cincin. Bentuk cincin P. falciparum ditemukan di dalam sel darah merah. Ia memiliki bentuk cincin, demikian namanya, dan terdiri dari nukleus, sitoplasma serta vakuola sentral. Mengukur sekitar seperlima diameter eritrosit, bentuk cincin juga telah terbukti sangat tipis dan dengan demikian halus. Bentuk cincin parasit juga mengandung sangat sedikit berwarna: 1 atau 2.
Trofozoit. Berukuran kecil dan berkisar antara 1,25 dan 1,5um. Mereka juga memiliki sitoplasma tipis dan mungkin memiliki bentuk cincin meterai (terutama untuk trofozoit awal). Selain itu, mereka vakuolisasi dan mengandung nukleus tunggal.
Schizonts. Berukuran antara 4,5 hingga 5 um dengan diameter, schizonts menempati sekitar dua pertiga sel darah merah. Mereka dicirikan oleh 2 atau 4 merozoit (dan mungkin matang mengandung sebanyak 30 merozoit) serta pigmen yang tampak gelap setelah pewarnaan. Schizonts dari P. falciparum juga kecil dan tidak bergerak yang mewakili bentuk pembelahan parasit. Merozoit mengacu pada trofozoit amuba yang dihasilkan oleh bentuk pembelahan parasit (Schizonts).
Gametosit. ini adalah bentuk seksual dari parasit dan ditandai oleh bentuk bulan sabit (bentuk pisang). Sebagai bentuk seksual, ada bentuk parasit jantan dan betina yang berukuran sekitar satu setengah ukuran sel darah merah normal. Gametosit bersifat infeksius bagi nyamuk.
Sporozoit. bersifat infektif pada manusia dan ditandai dengan pelikel tebal, mitokondria, nukleus tunggal dan juga bentuk sabit yang sering digambarkan dalam buku. Mereka mengukur antara 10 dan 15 um panjangnya dan mampu bergerak (dimungkinkan oleh serat perifer).
Pelikel sporozoit terdiri dari membran ganda dan juga lapisan tambahan yang terdiri dari mikrotubulus subpellicular.

Ciri-ciri Plasmodium Vivax

Cincin – Memiliki bentuk cincin meterai, P. vivax ditandai dengan sitoplasma besar yang mengandung kromatin besar. Ketika mereka berkembang, mereka mulai menjadi lebih berbentuk amoeboid. Bentuk cincin parasit adalah sekitar sepertiga diameter sel darah merah.
Trofozoit – Trofozoit dari P. vivax ditandai oleh beberapa titik kromatin besar, sitoplasma amoeboid serta pigmen halus (hematin) yang berwarna kekuningan-coklat.
Gametosit – Tidak seperti trofozoit, gametosit P. vivax berbentuk bulat dan lonjong sehingga memiliki bentuk yang lebih jelas. Mereka dicirikan oleh jumlah tinggi pigmen coklat yang tersebar di dalam sel darah merah yang terinfeksi.
Schizonts – Schizonts P. vivax ditandai oleh 12 hingga 24 merozoit dan cukup besar untuk mengisi seluruh sel (sel merah). Mereka juga ditandai oleh pigmen coklat kekuningan yang dapat dilihat di bawah mikroskop setelah pewarnaan.

Ciri-ciri Plasmodium Ovale

Bentuk cincin – Dari P. ovale ditandai oleh satu atau dua titik kromatin besar serta sitoplasma yang kuat / tebal. Saat mereka dewasa, titik-titik Schuffner dapat berkembang.
Trofozoit – Seperti dalam bentuk cincin, sitoplasma trofozoit kokoh dengan beberapa titik kromatin. Mereka juga tidak teratur, sementara beberapa mungkin tampak lebih kompak.
Gametosit – Gametosit memiliki bentuk yang jelas (bulat atau oval) dan cukup besar untuk mengisi sel-sel merah. Mereka dicirikan oleh pigmen coklat yang cenderung lebih kasar jika dibandingkan dengan P. vivax.
Schizonts – Dengan 6 hingga 14 merozoit, schizonts P. ovale ditandai oleh massa pigmen berwarna cokelat gelap yang dikelilingi oleh inti besar.

Inang Plasmodium

Selain manusia, spesies Plasmodium juga menginfeksi vertebrata berikut:

Monyet – mis. P. knowlesi ad P. coatneyi
Ayam – mis. P. juxtanucleare
Pigeon – mis. P. relictum
Ular – mis. P. wenyoni
Canaries – mis. P. cathemerium

Daur hidup

Seperti disebutkan sebelumnya, anggota genus plasmodium adalah digenetik. Dengan demikian, mereka menyelesaikan siklus hidup mereka di dua inang. Siklus ini terdiri dari siklus seksual dan aseksual yang terjadi pada masing-masing vektor / nyamuk dan vertebrata.

Karena semua parasit malaria adalah digenetik, siklus hidup P. falciparum akan digunakan untuk menggambarkan siklus hidup umum plasmodium pada bagian ini.

Siklus Hidup Plasmodium Falciparum

Menurut studi penelitian, kelangsungan hidup dan pengembangan plasmodium melalui semua proses siklus hidup dimungkinkan oleh lebih dari 5.000 gen dan protein terkait.

Dengan parasit yang melalui berbagai proses reproduksi dan pengembangan di inang yang berbeda, gen ini memungkinkan untuk menyelesaikan siklus ini, tetapi juga menghindari berbagai respons inang yang dapat menghancurkan mereka.

Dalam siklus hidup plasmodium falciparum, nyamuk bertindak sebagai inang definitif. Dengan demikian, ia mendukung bentuk parasit dewasa yang mampu melakukan reproduksi seksual. Sebelum parasit ditransmisikan dari serangga ke inang manusia, gametosit terbentuk di sekering nyamuk di usus organisme untuk membentuk zigot.

Melalui perubahan molekuler dan seluler, zigot berkembang menjadi ookinet yang mampu bergerak aktif. Hal ini memungkinkan parasit masuk ke dalam midgut nyamuk dari tempat ia nantinya dapat bermigrasi ke kelenjar liur nyamuk.

Di midgut, ookista melalui divisi lebih lanjut dan mengembangkan memproduksi banyak sporozoit yang mengandung satu set kromosom (haploid). Dalam periode antara 8 dan 15 hari, ookista terbuka untuk melepaskan sporozoit yang memungkinkan mereka untuk bermigrasi dan menyerang kelenjar liur serangga.

Ketika nyamuk yang terinfeksi mulai makan, menggunakan belalainya untuk menyedot darah dari seseorang, sporozoit disuntikkan ke kulit sehingga menyebabkan infeksi.

* Menurut studi penelitian, nyamuk yang terinfeksi dengan pakan parasit pada tingkat yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang tidak terinfeksi. Selain itu, mereka telah terbukti memiliki tingkat kelangsungan hidup yang lebih tinggi.

* Setelah gigitan nyamuk, antara 10 dan beberapa ratus sporozoit disuntikkan ke dalam aliran darah (melalui kulit) inang sekunder (manusia).

Dibandingkan dengan nyamuk, manusia adalah inang sekunder atau perantara. Karena itu, mereka adalah inang bagi bentuk parasit yang belum matang yang tidak bereproduksi secara seksual. Setelah mereka dimasukkan ke dalam kulit, beberapa sporozoit membuatnya masuk ke sistem limfatik sementara yang lain bermigrasi dan mencapai pembuluh darah.

Untuk sporozoit yang memasuki aliran darah, ini memungkinkan mereka untuk diangkut ke hati. Pada beberapa hewan, mereka mungkin pertama-tama menyerang limpa, makrofag, atau sel endotel. Di hati, mereka menyerang sel (hepatosit) dan berkembang biak untuk menghasilkan merozoit.

Ini digambarkan sebagai fase pra-eritrositik. Dalam hepatosit, sporozoit telah terbukti berkembang biak dan tumbuh dalam vakuola parasitophorous yang menghasilkan skizon yang mungkin mengandung lebih dari 30.000 merozoit. Untuk Plasmodium falciparum, fase ini dapat berlangsung antara 5 dan 6 hari dan ditingkatkan oleh protein parasit yang dikenal sebagai protein circumsporozoite.

* Sebelum merozoit dilepaskan ke dalam aliran darah, mereka tertutup dalam merosom (vesikel) yang melindungi mereka dari beberapa sel sistem kekebalan tubuh terutama sel Kupffer.

* Dalam aliran darah, sporozoit telah terbukti menggunakan jenis gerakan yang disebut stick-and-slip dengan menggunakan protein khusus dan motor aktin-myosin. Dengan menggunakan gerakan ini, mereka terus bergerak menuju hati dan proses yang mungkin memakan waktu beberapa jam.

Dari hepatosit, merozoit diangkut ke paru-paru (di kapiler paru-paru) dari tempat mereka dilepaskan ke dalam aliran darah. Menggunakan interaksi reseptor-ligan, merozoit dilepaskan dari hati dan menyerang sel darah merah. Invasi ini telah terbukti memakan waktu kurang dari satu menit, yang membantu mencegah parasit terkena sel-sel kekebalan.

Setelah parasit menempel pada sel darah merah, membran sel sel darah merah akan membentuk persimpangan yang memungkinkan parasit menembus ke dalam sel menggunakan sejumlah struktur protein khusus. Dalam sel, parasit, yang mulai mengambil bentuk seperti cincin, menciptakan vakuola (parasitophorous vacuole) yang memisahkannya dari lingkungan intraseluler sel darah merah.

Di dalam sel darah merah, hemoglobin menjadi sumber nutrisi utama. Setelah pemecahan molekul ini, asam amino digunakan untuk biosintesis. Ini memungkinkan parasit untuk terus berkembang biak dan dengan demikian jumlahnya bertambah. Sebagai akibatnya, beberapa sel merah telah terbukti juga bertambah besar ukurannya ketika parasit terus berkembang biak di dalam.

Parasit terus membelah diri dalam sel dan melewati beberapa tahap yang menghasilkan trofozoit dan akhirnya schizonts. Ketika mereka bertambah jumlahnya, ini menyebabkan sel meledak sehingga melepaskan merozoit baru yang menginfeksi sel darah merah lainnya.

* Ketika parasit terus membelah (reproduksi aseksual) dan bertambah jumlahnya, beberapa parasit berkembang menjadi bentuk gametosit. Berbeda dengan bentuk aseksual, gametosit jantan dan betina tidak menyerang sel (sel darah merah).

Mereka juga non-patogen dan menginfeksi nyamuk ketika serangga memakan individu yang terinfeksi. Pada nyamuk, inang primer / pasti, gametosit berfusi dan melanjutkan fase seksual reproduksi yang memungkinkan siklus terus berlanjut.

Adaptasi Plasmodium

Jumlah sporozoit yang relatif tinggi – Penelitian telah menunjukkan bahwa puluhan hingga beberapa ratus sporozoit dimasukkan ke dalam kulit selama pemberian makan nyamuk. Ini memungkinkan beberapa parasit untuk bertahan hidup bahkan ketika beberapa dicerna oleh fagosit.

Plasmodium memiliki siklus hidup yang kompleks – Melalui berbagai proses, sejumlah ancaman dapat memengaruhi siklus ini. Namun, sejumlah adaptasi telah terbukti berkontribusi pada proses sehingga memungkinkan parasit untuk berkembang.

Ini termasuk:

Mengaktifkan dan menonaktifkan ekspresi beberapa protein – Pada 2007, para peneliti menemukan bahwa dengan mengalihkan dan mematikan ekspresi beberapa protein, P. falciparum berhasil memasuki sel-sel merah inang perantara. Menurut para peneliti, tindakan ini memungkinkan parasit untuk beradaptasi dengan lingkungan baru (di dalam sel darah merah) tanpa mempengaruhi parasit secara negatif.
Perubahan protein permukaan dan jalur metabolisme – Perubahan protein permukaan parasit, serta jalur metabolisme mereka, telah terbukti melindungi parasit dari sel-sel kekebalan di inang. Dalam beberapa kasus, ini juga terbukti berkontribusi terhadap resistensi obat.
Fase seksual dan aseksual – Spesies Plasmodium bergantung pada dua inang untuk menyelesaikan siklus hidupnya. Ini adalah adaptasi penting dan bermanfaat yang memungkinkan parasit untuk bertahan di dalam inang.

Sementara serangga seperti nyamuk menyediakan lingkungan yang tepat untuk reproduksi seksual, sel-sel merah vertebrata menyediakan lingkungan yang kondusif untuk tahapan reproduksi aseksual. Ini memungkinkan siklus hidup parasit yang berhasil.

Motilitas – Menggunakan protein yang dikenal sebagai TRAP (protein anonim terkait trombospondin) dan motor aktin-myosin, sporozoit dalam aliran darah dalam inang perantara mampu bermigrasi dan mencapai hepatosit tempat mereka menjalani pengembangan lebih lanjut.
Masukkan sel darah merah dalam waktu singkat – Merozoit dari hepatosit mengandung protein permukaan yang memungkinkan mereka menempel dan akhirnya memasuki sel darah merah. Namun, protein ini juga memungkinkan fagosit untuk mengidentifikasi dan menelannya.

Untuk menghindari hal ini, parasit menggunakan struktur khusus yang diproduksi oleh organel sekretoris apikal untuk menembus sel dalam beberapa detik dan menghindari tertelan. Begitu berada di dalam sel, mereka juga membentuk vakuola pelindung yang memisahkan mereka dari sitoplasma sel.

Mencegah pengangkatan / ledakan sel darah merah yang tidak matang – Ketika parasit berkembang biak dan bertambah jumlahnya di dalam sel darah merah, ukuran sel membesar, yang dapat menyebabkan mereka meledak. Ini secara negatif dapat mempengaruhi perkembangan lebih lanjut dari parasit.

Untuk mencegah hal ini, penelitian telah menunjukkan ada peningkatan tingkat pencernaan, pencernaan dan detoksifikasi hemoglobin untuk menjaga stabilitas osmotik. Ini mencegah sel dari meledak bahkan ketika jumlah parasit meningkat memungkinkan mereka untuk terus berkembang secara memadai.