Veterinærmedisinsk protozoologi

Transkript

1 Kompendium i veterinærmedisinsk parasittologi Veterinærmedisinsk protozoologi av Bjørn Gjerde 19. utgåve Føreord Dette kompendiet omtalar primært dei viktigaste artene og gruppene av eincella parasittar i norsk veterinærmedisin, men det er også teke med ein del om somme protozoar som ikkje finst hos oss, men som kan finnast hos importerte dyr, og/eller som er svært sentrale hos husdyr i andre verdsdelar. Det er også teke med ein del om protozoar som primært finst hos menneske, men som kan overførast via næringsmiddel. Desse mindre sentrale avsnitta står med lita skrift. Det er elles viktig å kjenna til dei protozoane som kan overførast til menneske frå dyr (zoonosar), eller mellom menneske via drikkevatn og matvarer (næringsmiddelhygiene). Omtalen av morfologien og livssyklusane til dei ulike protozoane er relativt detaljert. Mange av detaljane er tekne med for å gje ei mest mogeleg korrekt framstilling, slik kompendiet også kan nyttast i samband med diagnostikk i veterinær praksis. Det er lagt stor vekt på å framheva likskapar i utvikling mellom protozoar innan same gruppe, og å framheva skilnader mellom ulike grupper, slik at lesaren skal sleppa å måtta oppdaga slike samanhengar sjølv. Dersom ein tidleg får tak i hovudtrekka i utviklinga til dei ulike gruppene, vil ein lettare kunna læra seg livssyklusane til dei ulike slektene/artene innanfor kvar gruppe, fordi ein veit at utviklinga skal fylgja eit visst mønster. Ein del av stoffet er oppsummert ved hjelp av tabellar, og det er også eit samandrag av kvart avsnitt til slutt i kompendiet. Kompendiet inneheld også ei rekkje figurar av morfologi og utvikling til dei viktigaste gruppene. Dei fleste av desse er omarbeidde utgåver av originalfigurar publisert av andre forfattarar i ulike lærebøker og tidsskrift. Oslo, 2011 Bjørn Gjerde Bjørn Gjerde

2 B. Gjerde: Veterinærmedisinsk protozoologi (19. utgåve; 2011) ii INNHALDSLISTE 1. GENERELL PROTOZOOLOGI... 1 Systematikk... 2 Tabell 1.1: Protozoa; systematisk oversyn... 3 Tabell 1.2: Systematikk Sarcomastigophora... 4 Tabell 1.3: Systematikk Apicomplexa... 5 Tabell 1.4: Syst. Microspora, Myxozoa, Ciliophora... 6 Morfologi og biologi... 7 Morfologi; Rørsle... 7 Næringsopptak og ekskresjon... 7 Reproduksjon... 8 Utvikling Overføring SARCOMASTIGOPHORA KINETOPLASTIDA Trypanosomatidae Trypanosoma Tabell 2.1: Oversyn over Trypanosoma-arter Leishmania Bodonidae Ichtyobodo DIPLOMONADIDA Hexamitidae Giardia Spironucleus Hexamita TRICHOMONADIDA Trichomonadidae Tritrichomonas Trichomonas Tetratrichomonas Histomonas AMOEBIDA Entamoeba Tabell 2.2: Oversyn over Sarcomastigophora APICOMPLEXA EUCOCCIDIIDA Eimeriina Eimeriidae Eimeria Eimeria hos sau Eimeria hos geit Eimeria hos storfe Eimeria hos gris Eimeria hos kanin Eimeria hos høns Tabell 3.1 Eimeria-arter hos høns Eimeria hos kalkun Eimeria hos gås Tyzzeria Cyclospora cayetanensis Isospora Isospora hos hund, katt, rev Isospora suis hos gris Cryptosporidiidae Cryptosporidium Tabell 3.2: Oversyn over Cryptosporidium Sarcocystiade - Vevscystedannande koksidiar Toxoplasmatinae Toxoplasma gondii Toxoplasmose hos ulike husdyr Neospora caninum Hammondia Besnoitia Sarcocystinae Sarcocystis Tabell 3.3: Sarcocystis-arter hos husdyr Frenkelia Koksidiar hos hund og katt Tabell 3.4: Vevscystedannande koksidiar Adeleina; Klossiella, Hepatozoon HAEMOSPORINA Plasmodium Plasmodium hos fugl Leucocytozoon Haemoproteus PIROPLASMIDA Babesia Theileria Tabell 3.5: Oversyn over livssyklusar ORDLISTE MICROSPORA Encephalitozoon Nosema Mikrosporidiar hos fisk Mikrosporidiar hos krepsdyr Mikrosporidiar hos menneske MYXOZOA Myxosporea BIVALVULIDA, Platysporina Myxobolus Henneguya Variisporina, Myxidium Sphaerospora Hoferellus Ceratomyxa Parvicapsula MULTIVALVULIDA; Kudoa Malacosporea Tetracapsuloides; Proliferativ nyresjuke CILIOPHORA TRICHOSTOMATIDA; Balantidium CYRTOPHORIDA; Chilodonella SUCTORIDA HYMENOSTOMATIDA; Ichthyophthirius Cryptocaryon PERITRICHIDA Mobilina Trichodina Sessilina SAMANDRAG Generell protozoologi SARCOMASTIGOPHORA APICOMPLEXA MICROSPORA MYXOZOA CILIOPHORA Copyright Bjørn Gjerde Den skriftlege og elektroniske (PDF) versjonen av dette kompendiet er kun til personleg bruk. Det er forbode å kopiera (digitalt eller mekanisk) heile kompendiet eller delar av kompendiet for vidareformidling til andre utan løyve frå forfattaren.

3 B. Gjerde: Veterinærmedisinsk protozoologi (19. utgåve; 2011) 1 1. GENERELL PROTOZOOLOGI Den systematiske inndelinga av lågareståande levande organismar har gjennomgått store endringar i dei seinare åra. Særleg har bruk av elektronmikroskopi og PCR-baserte molekylærbiologiske metodar med sekvensering og samanlikning av utvalde gener kasta nytt lys over slektskapen mellom ulike grupper. Dette har ført til omgrupperingar av organismar mellom tidlegare grupper (taxa) og oppsplitting av tidlegare grupper i nye grupper. Dette gjeld i stor grad også for Protozoa, som dette kompendiet handlar om. Fram til slutten av 1800-talet var det vanleg å gruppera alle levande organismar (Biota) i anten dyreriket (Animalia) eller planteriket (Plantae). Men etter kvart som ein tok i bruk mikroskop og oppdaga små eincella organismar, blei denne inndelinga problematisk, sidan mange av dei eincella organismane korkje var typiske dyr eller typiske planter. I 1866 føreslo Hackel å oppretta eit nytt rike, Protista, som skulle omfatta alle eincella organismar både med og utan cellekjerne. Etter kvart blei ein klar over den fundamentale skilnaden mellom eincella organismar utan cellekjerne, såkalla prokaryotar (bakteriar og cyanobakteriar eller blågrøne algar), og organismar med ein membranavgrensa cellekjerne, såkalla eukaryotar. I 1969 føreslo Whittaker å inndela alle levande organismar i fem rike: Monera (alle prokaryotar, som er eincella), Protista (alle eincella eukaryote organismar), Plantae (fleircella fotosyntetiserande organismar, høgareståande planter og fleircella algar), Fungi (sopp) og Animalia (dyr). På grunnlag av førekomst av cellekjerne eller ikkje blei levande organismar også oppdelte i dei to hovudgruppene (overrika eller doména): Procaryotae (prokaryotiske organismar, der kromosoma ikkje er skilde frå cytoplasmaet med ein spesialisert membran) og Eucaryotae (eukaryotiske organismar, dvs. organismar som har ein klart avgrensa cellekjerne, og der kjernematerialet er skilt frå cytoplasmaet ved hjelp av ein dobbel membran). Overriket eller doménet Procaryotae omfatta såleis riket Monera, medan overriket (doménet) Eucaryotae omfatta rika Protista, Plantae, Fungi og Animalia. Ein er no i ferd med å gå bort frå denne todelinga av levande organismar i Procaryotae og Eucariotae og den vidare oppdelinga i fem rike. Somme deler no levande organismar inn i tre doméne (Eubacteria, Archaebacteria, Eucaryota), med til saman opptil 10 rike. Oppsplittinga av levande organismar i fleire rike enn tidlegare er eit resultat av at ein har funne meir fundamentale skilnader mellom ulike grupper enn ein tidlegare var klar over. Denne store skilnaden vil ein så uttrykkja ved å gje dei ulike gruppene kategorisk rang som rike heller enn berre rekkje eller klasse. Fleire av desse nyare oppdelingane er framleis omdiskuterte og vil ikkje bli nærare omtala her. Eincella eukaryote parasittar har tradisjonelt blitt plasserte i gruppa Protozoa. Denne gruppa (taxonet) blei tidlegare rekna som eit underrike av dyreriket, Animalia, og protozoane kunne dermed kallast eincella dyr (protozoa = urdyr; etter protos = første og zoon = dyr). Då levande organismar blei grupperte i fem rike av Whittaker, blei protozoane overførte til riket Protista (også kalla Protoctista). Underriket Protozoa omfatta då dei dyre-liknande organismane innanfor riket Protista (Protoctista); eit rike som elles omfatta mange grupper av ulike algar, inkludert fleircella brunalgar som tang og tare. Underriket Protozoa blei vidare oppdelt i 7 rekkjer (phyla), der fem var av veterinærmedisinsk interesse. Men det ser ut som ein no er i ferd med å gå bort frå denne inndelinga av protozoane. Corliss (1994) har føreslått å inndela eukaryote organismar i 6 rike, (I) Archezoa, (II) Protozoa, (III) Chromista, (IV) Plantae, (V) Fungi og (VI) Animalia. Dei fleste medlemmene av det tidlegare riket Protista har etter denne oppdelinga blitt fordelte mellom dei tre fyrstnemnde rika, men enkelte har også hamna blant planter og sopp. Corliss har inntil vidare late rekkja Myxozoa bli verande i det nye riket Protozoa, trass i at nyare molekylære data tyder på at dei er primitive fleircella organismar og difor bør overførast til dyreriket. Når det gjeld dei gruppene som har interesse i parasittologien, og som tradisjonelt har tilhøyrt underriket Protozoa og har blitt kalla (parasittiske) protozoar, har Corliss si nye inndeling ført til at dei har hamna i minst to ulike rike (i tre rike dersom gruppa Myxozoa blir overført til dyreriket). Dei fleste av desse finst i det nydefinerte riket Protozoa og kan framleis kallast protozoar, men somme "flagellatar" og alle mikrosporidiane (dvs. dei mitochondrielause organismane) er overførte til det nye riket Archezoa, medan rekkja Myxozoa truleg vil bli overført til dyreriket (Animalia). Cavalier-Smith (1998) har kome med eit anna framlegg til ny klassifisering av levande organismar, med i alt 6 rike ("A revised six-kingdom system of life"). Han grupperer dei eukaryote organismane i dei fem rika Protozoa, Animalia, Fungi, Plantae og Chromista, og plasserer alle dei prokaryote organismane i riket Bacteria. Når det gjeld tradisjonelle protozoar, har Cavalier-Smith overført rekkja Myxozoa til dyreriket og rekkja Microspora til sopp (Fungi). Han har ikkje gjeve gruppa Archezoa (minus mikrosporidiane) rang som eit eige rike, men som eit underrike i riket Protozoa. Dei andre protozoane er plasserte i underriket Neozoa. Uavhengig av om det blir klassifiseringa til Corliss, Cavalier-Smith eller andre som vinn fram, synest det klart at mange av dei organismane som dei siste åra er blitt kalla protozoar, etter kvart vil mista denne statusen. Men i dette kompendiet har ein halde fast ved den gamle inndelinga til Whittaker, sidan dei siste utgåvene av ulike lærebøker i parasittologi og veterinærmedisin framleis nyttar denne. Det at ein no er i ferd med å fordela dei tidlegare "protozoane" på 2-3 rike, viser at dette er ei svært

4 B. Gjerde: Veterinærmedisinsk protozoologi (19. utgåve; 2011) 2 heterogen gruppe med svært ulike eigenskapar når det gjeld utvikling og levevis. Skilnaden i morfologi er mindre, sidan den "enkle" oppbygginga av organismane av éi celle, eller nokre få celler, set visse grenser for kor mykje dei kan utfalda seg når det gjeld utforming. Ein kan såleis finna liknande bygningstrekk og organellar hos organismar som utviklingsmessig står langt frå kvarandre, t.d. mellom ulike organismar med flagellar. Systematikk Protozoane, i tradisjonell tyding av ordet, er altså inndelte i sju rekkjer innanfor underriket Protozoa. Til samanlikning omfattar den eine rekkja Arthropoda både edderkoppdyr, insekt, tusenbein og krepsdyr. Fem av desse rekkjene er av veterinærmedisinsk interesse og vil bli omhandla i dette kompendiet. Nedanfor vil dei bli kort presenterte. Den systematiske plasseringa til dei aktuelle slektene og artene av parasittiske protozoar er elles vist i Tabell 1.1 til 1.4. Det finst i alt over kjende arter av parasittiske protozoar hos dyr og menneske. I tillegg finst det over kjende arter av frittlevande protozoar. Mange av dei parasittiske protozoane spelar ei viktig veterinær- og humanmedisinsk rolle. I tropiske og subtropiske område er spesielt dei vektoroverførte blodprotozoane (trypanosomane, hemosporidiane, piroplasmane) viktige. I tempererte område av verda spelar tarm- og vevsparasittar i gruppa koksidiar ei svært viktig rolle i husdyrhaldet. Av dei fem rekkjene er det rekkja Apicomplexa som er den klart viktigaste gruppa hos tradisjonelle husdyr her i landet. I dei fire andre rekkjene er det berre nokre få arter som har noko særleg å seia hos vanlege husdyr hos oss, men her finn vi fleire arter som er vanlege og til dels viktige parasittar hos oppdrettsfisk. Rekkje: SARCOMASTIGOPHORA Denne rekkja er ei svært heterogen samling av organismar, og omfattar både flagellatar (Underrekkje: Mastigophora) og amøbar (Underrekkje: Sarcodina). Det finst både frittlevande og parasittiske former i begge desse gruppene. Flagellatane har éin eller fleire flagellar. Dei parasittiske artene lever hovudsakleg ekstracellulært, og held til i blod, lymfe og vev (mange er vektoroverførte), i magetarmkanalen og urogenitalkanalen. Blant flagellatane finn vi mange viktige parasittar hos menneske og husdyr i tropane (Trypanosoma, Leishmania). Amøbane rører seg ved hjelp av pseudopodar. Mange lever ekstracellulært i mage-tarmkanalen, ofte som kommensalar. Det er få amøbearter av veterinærmedisinsk interesse. [Det er føreslått omfattande endringar i klassifikasjonen av denne gruppa, og Corliss har omplassert aktuelle slekter til fire rekkjer i dei to rika Archezoa og Protozoa. Sjå også merknad til Tabell 1.2]. Rekkje: APICOMPLEXA Medlemmer av denne rekkja har tradisjonelt blitt kalla sporozoar. Dei har ei samling av spesielle strukturar (apikalkomplekset) i framenden av cella. Alle artene er parasittiske. Dei fleste er intracellulære parasittar, og lever i mange ulike typar av vertsceller. Koksidiane (Underorden: Eimeriina) utgjer ei stor og viktig gruppe. Somme koksidiar er reine tarmparasittar med éin vert, medan dei såkalla vevscystedannande koksidiane har to vertar, og utviklar seg i tarmen hos endeverten og utanfor tarmen hos mellomverten. Hemosporidiane (Underorden: Haemosporina) og piroplasmane (Orden: Piroplasmida) er parasittar i blodceller, og blir overførte av vektorar, som er blodsugande arthropodar). [Apicomplexa utgjer ei eiga rekkje i riket Protozoa både etter Corliss og Cavalier-Smith sin klassifikasjon. Hos sistnemnde har rekkja fått tilbake det tidlegare namnet Sporozoa]. Rekkje: MICROSPORA Alle mikrosporidiane er intracellulære parasittar. Dei dannar eincella sporar. Det er mange arter hos fisk. [Microspora utgjer ei eiga rekkje i riket Archezoa etter Corliss sin klassifikasjon, og ei eiga rekkje i riket Fungi etter Cavalier-Smith sin klassifikasjon]. Rekkje: MYXOZOA Alle artene er parasittiske, hovudsakleg med fisk som vertebratvert. Somme arter har visse delar av utviklinga hos fisk og andre delar av utviklinga hos ein invertebrat. For dei fleste artene har ein berre kjennskap til stadia hos fisk, og det er ukjent om dei også har stadium hos ein invertebrat. Artene/stadia hos fisk har tradisjonelt blitt klassifiserte i klassen Myxosporea, medan artene/stadia hos invertebratar tradisjonelt er blitt plasserte i klassen Actinosporea, av dei ein ikkje kjende til at ei og same art kunne opptre i to svært ulike utgåver (som respektive "myxosporidiar" og som "actinosporidiar"). Hos fisk kan myxozoane finnast både intra- og ekstracellulært. Dei har multicellulære utviklingsstadium og dannar sporar samansette av fleire celler. Nyare funn tyder på at dei er meir i slekt med primitive fleircella organismar enn med andre protozoar. [Myxozoa blir i framlegga til ny klassifikasjon anten oppført som ei rekkje i riket Protozoa, eller som ei rekkje i riket Animalia]. Rekkje: CILIOPHORA Denne rekkja omfattar både frittlevande og parasittiske former. Ciliatane har ciliar og to kjernar (makro- og mikronukleus). Mange arter lever som symbiontar i mage-tarmkanalen hos jortarar og hest. Somme arter er viktige ektoparasittar hos fisk. [Ciliophora utgjer framleis ei eiga rekkje i riket Protozoa etter ny klassifikasjon].

5 B. Gjerde: Veterinærmedisinsk protozoologi (19. utgåve; 2011) 3 Tabell 1.1: Underrike: PROTOZOA. Oversyn over den systematiske plasseringa til dei viktigaste slektene med eincella parasittar i veterinærmedisinen. Rekkje Klasse Orden Underorden Familie Slekt SARCO- MASTIGO- PHORA Diplomonadida Trichomonadida APICOM- PLEXA - Piroplasmia MICRO- SPORA Pansporoblastina MYXO- ZOA Kinetoplastida Trypanosomatina Zoomastigophorea Trypanosomatidae Trypanosoma Leishmania Bodonina Bodonidae Ichtyobodo Hexamitidae Trichomonadidae Monocercomonadidae Giardia, Hexamita Spironucleus Trichomonas Tritrichomonas Tetratrichomonas Histomonas Lobosea Amoebida Endamoebidae Entamoeba Sporozoea - Coccidia Eucoccidiida Adeleina Klossiellidae Klossiella Haemogregarinidae Hepatozoon Eimeriina Cryptosporidiidae Cryptosporidium Eimeriidae Eimeria, Isospora, Tyzzeria, Cyclospora Sarcocystidae - Toxoplasmatinae Toxoplasma, Neospora Besnoitia, Hammondia - Sarcocystinae Sarcocystis, Frenkelia Haemosporina Plasmodiidae Haemoproteus, Leucocytozoon, Plasmodium Piroplasmida Babesiidae Babesia Theileriidae Theileria Microsporea Microsporida Apansporoblastina Nosematidae Enterocytozoonidae Glugeidae Thelohanidae Encephalitozoon, Nosema Enterocytozoon Glugea, Loma, Pleistophora Thelohania Myxosporea Bivalvulida Variisporina Myxidiidae Myxidium Sphaerosporidae Sphaerospora, Hoferellus Ceratomyxidae Ceratomyxa Parvicapsulidae Parvicapsula Platysporina Myxobolidae Myxobolus, Henneguya Multivalvulida Kudoidae Kudoa Malacosporea Malacovalvulida Saccosporidae Tetracapsuloides CILIO- PHORA Trichostomatida Trichostomatina Balantidiidae Balantidium Cyrtophorida Chlamydodontina Chilodonellidae Chilodonella Hartmannulidae Brooklynella Suctorida Trichophryidae Capriniana (=Trichophrya) Kinetofragminophorea Oligohymenophorea Hymenostomatida Ophryoglenina Ichthyophthiriidae Ichthyophthirius Cryptocaryon Peritrichida Mobilina Trichodinidae Trichodina Sessilina Epistyliidae Epistylis, Apiosoma Scyphidiidae Riboscyphidia, Ambiphrya

6 B. Gjerde: Veterinærmedisinsk protozoologi (19. utgåve; 2011) 4 Tabell 1.2: Rekkje: Sarcomastigophora. Oversyn over viktige familiar, slekter og arter av flagellatar og amøbar. Orden Familie Slekt Art Vertebratvert / Vektor Trichomonas T. gallinae Due, høns, kalkun, m.fl. Tritrichomonas T. foetus [syn. T. suis] Storfe, gris, katt Tetratrichomonas T. gallinarum Høns, kalkun, due Kinetoplastidsomatidae Trypano- Trypanosoma T. brucei brucei Drøvt., hest, hund, m.fl. / Tsetse T. brucei equinum Hest, storfe / Klegg - Trypanosomatina T. brucei equiperdum Hest, esel (ingen vektor) T. brucei evansi Hest, drøvt., m.fl. / Klegg T. brucei gambiense Menneske / Tsetse T. brucei rhodesiense Menneske / Tsetse T. congol. congolense Drøvt., hest, hund, m.fl. / Tsetse T. congolense simiae Gris / Tsetse T. vivax vivax Drøvt., hest, m.fl. / Tsetse T. cruzi Menneske, pattedyr / Teger T. melophagium Sau / Sauekrabbe T. theileri Storfe / Klegg, flått Leishmania L. braziliensis Menneske, hund / Sandmygg L. donovani Menneske, hund / Sandmygg L. infantum Menneske, hund / Sandmygg L. tropica Menneske, hund / Sandmygg - Bodonina Bodonidae Ichtyobodo I. necator Laks, m.fl. (i ferskvatn) I. salmonis Laks, m.fl. (i ferskvatn og saltvatn) Diplomonadida Hexamitidae Giardia 1 G. duodenalis Menneske, pattedyr Hexamita H. meleagridis Kalkun H. salmonis 2 Laksefisk Spironucleus S. salmonicida 2 Laksefisk Trichomonadida Trichomonadidae Monocercomonadidae Histomonas H. meleagridis Kalkun, høns, ulike hønsefuglar Amoebida Endamoebidae Entamoeba E. histolytica Menneske, (hund, katt) 1 Artsinndelinga av slekta Giardia er omdiskutert. Morfologisk er det tre hovudtypar av Giardia-'arter': G. agilis-gruppa (hos amfibiar), G. muris-gruppa (hos gnagarar, visse fuglar og krypdyr) og G. duodenalis-gruppa (hos fugl, krypdyr og pattedyr). Den noverande arta Giardia duodenalis (= G. intestinalis = G. lamblia) hos menneske og mange pattedyr omfattar fleire genotypar med ulike vertsspekter. Somme genotypar har eit vidt vertsspekter og ser ut til å vera zoonotiske, medan andre ser ut til å vera avgrensa til nokre få dyreslag. Denne arta vil i framtida truleg bli delt opp i fleire nye arter. 2 Ein del av dei hexamitide flagellatane frå laksefisk som tidlegare blei omtala som Hexamita salmonis, er blitt overførte til slekta Spironucleus. Ei art som såg ut til å gje sjukdom hos oppdrettslaks fekk namnet Spironucleus barkhanus, men dette viste seg seinare å vera ein apatogen kommensal. Den patogene arta har fått namnet Spironucleus salmonicida. [I dei to framlegga til ny systematikk (frå respektive Corliss og Cavalier-Smith) er rekkja Sarcomastigophora borte som eiga gruppe. Det har vist seg at denne rekkja er ei kunstig samling av flagellberande og amøbeliknande organismar, som utviklingsmessig står langt frå kvarandre. Dei aktuelle parasittiske medlemmene av denne gruppa er av Corliss føreslått fordelte på fire rekkjer i to rike. Medlemmer av ordenen Kinetoplastida er overført til ordenane Trypanosomatida og Bodonida i klassen Kinetoplastidea i rekkja Euglenozoa i riket Protozoa. Medlemmer av ordenen Diplomonadida er overførte til orden Diplomonadida i klassen Trepomonadea i rekkja Metamonada i riket Archezoa. Medlemmer av ordenen Trichomonadida er overførte til orden Trichomonadida i klassen Trichomonadea i rekkja Parabasalia i riket Protozoa. Medlemmer av underrekkja Sarcodina ("amøbane") er overførte til dei to klassane Lobosea og Entamoebidea i rekkja Rhizopoda i riket Protozoa, med slekta Entamoeba i klassen Entamoebidea.]

7 B. Gjerde: Veterinærmedisinsk protozoologi (19. utgåve; 2011) 5 Tabell 1.3: Rekkje: Apicomplexa. Oversyn over viktige familiar, slekter og arter i rekkja Apicomplexa. Orden Familie Slekt Art Endevert / Mellomvert Eucoccidiida - Eimeriina Cryptosporidiidae Cryptosporidium C. hominis, C. parvum, C. bovis, C. Menneske, pattedyr canis, C. felis, m.fl. C. baileyi, C. meleagridis Fjørfe, (menneske) Eimeriidae Eimeria E. bovis, E. zuernii, E. alabamensis, Storfe E. ellipsoidalis, m.fl. E. crandallis, E. ovinoidalis, E. Sau bakuensis, E. intricata, m.fl. E. arloingi, E. alijevi, E. ninakohlyakimovae, Geit m.fl. E. stiedai, E. flavescens, E. Kanin duodenalis, m.fl. E. tenella, E. necatrix, E. maxima, Høns E. acervulina, m.fl. Fleire vertsspesifikke arter hos: Gris, kalkun, and, gås, m.fl. Isospora Isospora suis Gris I. canis, I. ohioensis Hund I. felis, I. rivolta Katt Cyclospora C. cayetanensis Menneske Sarcocystidae - Toxoplasmatinae - Sarcocystinae Toxoplasma T. gondii Katt / Pattedyr, fugl Neospora N. caninum Hund / Hund, storfe, sau, geit, hest, mus, rotte m.fl. Besnoitia B. besnoiti Katt? / Storfe, m.fl. drøvt. B. tarandi?? / Rein Hammondia H. hammondi Katt / Gnagarar, kanin, m.fl H. heydorni Hund / Drøvt., m.fl. H. triffittae Rev / Drøvt., m.a. rein og elg Sarcocystis S. cuzi 1 ; S. hirsuta 2 ; S. hominis 3 1 Hd, rev; 2 Katt; 3 Msk / Storfe S. tenella 1, S. arieticanis 1, 1 Hund, rev; 2 Katt / Sau S. gigantea 2 S. capracanis 1, S. hircicanis 1, 1 Hund, rev; 2 Katt / Geit S. moulei 2 S. miescheriana 1 ; S. suihominis 2 1 Hund; 2 Menneske / Gris S. bertrami, (S. equi, S. fayeri) Hund / Hest S. grueneri 1, S. rangi 1, S. tarandivulpes 1 ; S. hardangeri 2, S. rangiferi 3, S. tarandi 3 - Adeleina Klossiellidae Klossiella K. equi Hest - Haemosporina 1 Rev, hund; 2 Kråkefugl; 3 Ukjend / Rein Haemogregarinidae Hepatozoon H. canis Flått / Hund Plasmodiidae Haemoproteus Fleire arter Insekt / Fugl Leucocytozoon L. simondi Knott / Gås, and L. smithi Knott / Kalkun Plasmodium P. gallinaceum Mygg / Høns, andre fuglar P. falciparum, P. malariae, P. ovale, P. vivax Mygg (Anopheles) / Menneske Piroplasmida Babesiidae Babesia B. divergens, B. bovis, B. bigemina, Flått / Storfe B. major B. motasi, B. ovis Flått / Sau, geit B. caballi, B. equi Flått / Hest B. canis Flått / Hund Theileriidae Theileria T. parva, T. annulata, T. mutans Flått / Storfe T. hirci, T. ovis Flått / Sau, geit

8 B. Gjerde: Veterinærmedisinsk protozoologi (19. utgåve; 2011) 6 Tabell 1.4: Rekkje: Microspora, Myxozoa og Ciliophora. Oversyn over ein del aktuelle slekter og arter av mikrosporidiar, myxosporidiar og ciliatar. Dei fleste oppførte artene er parasittar hos villfisk og/eller oppdrettsfisk/- akvariefisk. Rekkje Orden Familie Slekt/art Vert MICRO- SPORA Microsporida - Apansporoblastina Nosematidae Encephalitozoon cuniculi Kanin, hund, gnagarar, blårev, mink Nosema apis Honningbia (Apis mellifera) Enterocytozoonidae Enterocytozoon salmonis Laksefisk Glugeidae Glugea anomala Stingsild Glugea hertwigi m.fl. Krøkle Loma branchialis Torskefisk Loma salmonae Regnbogeaure Pleistophora ehrenbaumi Steinbit Pleistophora hyphessobryconis Akvariefisk i ferskvatn Thelohaniidae Thelohania contejani Edelkreps - Pansporoblastina MYXO- ZOA - Myxosporea Bivalvulida - Variisporina Myxidiidae Myxidium lieberkuehni Gjedde Myxidium oviforme Torskefisk Sphaerosporidae Sphaerospora renicola Karpe, gullfisk Sphaerospora truttae Aure Hoferellus cyprini Karpe Hoferellus carassi Gullfisk Ceratomyxidae Ceratomyxa shasta Laksefisk Parvicapsulidae Parvicapsula pseudobranchiola Laksefisk Myxobolidae Myxobolus cerebralis Laksefisk / Fåbørstemakk Henneguya psorospermica Abbor, gjedde Henneguya zschokkei Sik, lagesild Multivalvulida Kudoidae Kudoa spp. Saltvassfisk - Malacosporea Malacovalvulida Saccosporidae Tetracapsuloides bryosalmonae Laksefisk i ferskvatn / Mosedyr - Platysporina CILIO- PHORA Trichostomatida Balantidiidae Balantidium coli Gris, gnagarar, menneske Cyrtophorida Chilodonellidae Chilodonella piscicola Fisk i ferskvatn, brakkvatn Chilodonella hexasticha Fisk i ferskvatn, brakkvatn Hartmannulidae Brooklynella hostilis Marin fisk (i akvarium) Suctorida Trichophryidae Capriniana piscium Abbor, gjedde, annan ferskvassfisk Hymenostomatida Ichthyophthiriidae Ichthyophthirius multifiliis Cryptocaryon irritans Ferskvassfisk (spes. i akvarium) Saltvassfisk (spes. i akvarium) Peritrichida Trichodinidae Trichodina truttae Laksefisk i ferskvatn - Mobilina T. perforata m.fl Karpefisk (ferskvatn) Trichodina spp. Mange arter hos saltvassfisk - Sessilina Epistyliidae Epistylis spp. Minst 5 arter hos ferskvassfisk Apiosoma piscicolum m.fl. Minst 66 arter hos ferskvassfisk Scyphidiidae Riboscyphidia spp. Fersk- og saltvassfisk Ambiphrya spp. Fisk i ferskvatn og brakkvatn

9 B. Gjerde: Veterinærmedisinsk protozoologi (19. utgåve; 2011) 7 MORFOLOGI OG BIOLOGI Dei aktuelle parasittiske protozoane tilhøyrer altså fem ulike rekkjer, og er ei svært heterogen gruppe når det gjeld biologi, og til dels også morfologi. Dei fleste parasittiske protozoane er endoparasittar, men somme flagellatar og ciliatar er ektoparasittar på akvatiske vertsdyr (m.a. nokre viktige parasittar på hud og gjeller hos oppdrettsfisk). Hos verten kan dei finnast ekstracellulært i lumen av mage-tarmkanalen eller genitalkanalen, i blod og vevsvæsker, eller på hud og gjeller; eller intracellulært i mange ulike typar av vertsceller i ulike vev. Protozoar som lever og formeirar seg intracellulært, må likevel ha stadium som kan overleva i ei viss tid ekstracellulært, for at dei skal kunna spreia seg frå celle til celle hos ein og same vert og vidare til nye vertar. Protozoane er strikt akvatiske organismar, og dei må ha eit akvatisk miljø for å ta til seg føde, for å røra på seg, og for å formeira seg. Ektoparasittiske protozoar finst difor berre hos akvatiske vertsdyr. Morfologi Heile kroppen til ein protozo er oppbygd av berre éi celle. Ulike livsfunksjonar blir såleis utførte av ulike organellar, og ikkje av organ som hos fleircella organismar. Oppbygginga av ein protozo minner mykje om oppbygginga av cellene hos høgareståande dyr. Den einskilde organismen (cella) er ytst omslutta av ein pellikula, som er samansett av éin eller fleire membranar. Den ytre, avgrensande membranen blir kalla plasmalemma. Dei fleste protozoane har berre éin kjerne, men flagellatar i ordenen Diplomonadida har to identiske kjernar, og ciliatane har to ulike kjernar: ein (generativ) mikronukleus og ein (somatisk) makronukleus. Det infektive sporoplasmaet til somme myxosporidiar har også to kjernar. Under formeiringa har likevel mange protozoar temporære multinukleære stadium. Cellekjernen hos protozoane er omslutta av to membranar (med porer), og protozoane tilhøyrer dei eukaryotiske organismane. Mange protozoar har eit cytoskjelett som stivar av cella, slik at organismen får ei relativ konstant og artstypisk form. Som oftast er det ulike arrangement av mikrotubuli som fungerer som cytoskjelett, t.d. i form av subpellikulære mikrotubuli (minner om spilane i ein paraply) eller mikrotubuli ordna til spesielle strukturar (axonem, axostyle, pelta, conoid). Hos somme protozoar fungerer også mikrofilament som celleskjelett i tillegg til mikrotubuli. I cytoplasmaet finn vi ulike organellar: eitt eller fleire mitochondrium (ikkje hos Diplomonadida og mikrosporidiane), endoplasmatisk reticulum, ribosomar, Golgiapparat, kontraktile vakuolar, karbohydratgranula, lipidvakuolar og næringsvakuolar. Visse grupper av protozoar har sine spesielle organellar, som t.d. ciliar, flagellar, axostyle, rhoptriar og mikronemar. Dei fleste protozoane er fargelause, men pigmenterte former finst også. Protozoane varierer i storleik frå 2 μm til om lag 2000 μm. Dei fleste er mellom 5 og 100 μm store, og er dermed mikroskopiske. Men somme protozoar kan danna makroskopisk synlege koloniar, som til dømes vevscystene til somme Sarcocystis-arter. Rørsle Protozoane kan røra seg ved hjelp av spesielle rørsleorganellar som flagellar, ciliar og pseudopodar, ved å bøya og vri på heile kroppen, eller ved å gli framover utan påviseleg endring i form. Ein flagell er ein hårliknande struktur med diameter 0,2-0,3 μm, som er oppbygd av ein sentral axonem omgjeven av ein membran. Axonemen er samansett av 9 par med mikrotubuli ordna i ein sirkel perifert, og eitt par med mikrotubuli sentralt. Flagellen har sitt utspring i kinetosomen (basallekamen) i cytoplasmaet. Basallekamen er samansett av ni triplettar med sirkulært ordna korte mikrotubuli. Rørsle av flagellen oppstår ved at mikrotubuli i axonemen glir i høve til kvarandre. Heile flagellen, eller den proksimale delen av han, kan vera i direkte kontakt med cellemembranen, slik at plasmalemma blir trekt noko ut frå cellekroppen som ein langsgåande fold som rører seg i takt med flagellen. Ein flagell som er "festa til" cellekroppen på denne måten, har ein såkalla undulerande membran. Dersom heile flagellen, eller den distale delen av han, ragar fritt ut frå cella utan å ha nokon undulerande membran, seier ein at organismen har ein fri flagell. Flagellar finn vi hos flagellatane, hos nokre få amøbar, og hos dei hannlege kjønnscellene (mikrogametane) hos somme medlemmer av phylum Apicomplexa. Ein cilie er i prinsippet ein kort flagell, og er samansett av ein sentral axonem av mikrotubuli og ein ytre membran. Ciliar finn vi hos cilatane (Ciliophora). Ciliane kan stå enkeltvis og danna langsgåande og tversgåande cilierekkjer. Men hos somme ciliatar veks fleire ciliar saman og dannar spesielle rørsleorganellar, som blir kalla membranellar og undulerande membranar. Ei membranelle blir danna ved samanvaksing av ciliane i éi eller fleire tversgåande cilierekkjer, medan undulerande membranar blir danna ved samanvaksing av ciliane i éi eller fleire langsgåande rekkjer (må ikkje forvekslast med den undulerande membranen hos flagellatane). Ein pseudopod er ein temporær rørsleorganell, som oppstår ved at cella dannar ein utvekst, som deretter blir trekt inn att. Pseudopodar finn vi hos amøbane. Næringsopptak og ekskresjon Dei parasittiske protozoane har ei heterotrof ernæring, dvs. at dei treng organiske sambindingar frå omverda for å dekkja sitt behov for karbohydrat og nitrogen. Protozoar med autotrof ernæring har klorofyll og syntetiserer sjølv karbohydrat ved fotosyntese. Næringsopptaket hos dei heterotrofe protozoane skjer ved passiv diffusjon eller aktiv transport av små molekyl over plasmalemma, ved opptak av oppløyste næringsstoff ved pinocytose, og/eller ved opptak av partikulært materiale ved fagocytose. Hos somme protozoar skjer næringsopptaket på spesielle stader på celleoverflata. Hos ciliatane er det eit permanent innsøkk i pellikula, ein såkalla cytostom (cellemunn),

10 B. Gjerde: Veterinærmedisinsk protozoologi (19. utgåve; 2011) 8 der næringsopptaket skjer. Hos mange sporozoar er det ei tilsvarande, men mykje mindre, innbukting av plasmalemma, som blir kalla ei mikropore. Hos trypanosomane skjer næringsopptaket frå området rundt utspringet av flagellen, i den såkalla flagell-lomma. Både ved pinocytose og fagocytose blir næring snørt av frå celleoverflata i små, membranavgrensa vakuolar (fagosom), som går inn i cytoplasmaet og smeltar saman med lysosom. Materialet i vakuolane blir deretter fordøyd ved hjelp av dei lysosomale enzyma. Ufordøyd materiale og anna avfallsstoff blir skilt ut over cellemembranen anten på ein tilfeldig stad på celleoverflata eller på ein fast ekskresjonsstad, ein cytopyge. Somme protozoar (m.a. amøbane og ciliatane) har éin eller fleire kontraktile vakuolar i cytoplasmaet, dvs. vakuolar som regelbunde tømer innhaldet sitt på celleoverflata. Desse vakuolane fungerer dels som ekskresjonsorganellar, og dels som osmoregulatoriske organellar, som fjernar vatn frå cella når det ytre miljøet er hypotonisk i høve til cytoplasmaet. Reproduksjon Protozoane har ei enorm reproduksjonsevne. Dei aller fleste parasittiske protozoane formeirar seg hos vertane sine og i liten grad i eventuelle frittlevande fasar av utviklinga (eit unnatak er ciliaten Ichthyophthirius multifiliis hos fisk). Dette medfører at sjølv moderate infeksjonsdosar (få infektive organismar) etter ei tid med oppformeiring kan resultera i massive infeksjonar av verten. Ved dei fleste helmintinfeksjonar skjer det derimot ingen auke i talet på individ (parasittar) etter at det infektive stadiet (larvene) har kome inn i endeverten. Somme protozoar kan formeira seg "i det uendelege" i verten og gje opphav til langvarige infeksjonar (til dømes trypanosomar), medan andre har eit genetisk bestemt tal med generasjonar og blir spontant borte frå verten att når dei har avslutta denne reproduksjonen (til dømes tarmkoksidiar). Elles vil reproduksjonen hos mange protozoar etter kvart bli hemma av verten sine immunreaksjonar. Alle dei parasittiske protozoane har ukjønna reproduksjon. Medlemmene av rekkja Apicomplexa (og kanskje somme andre grupper) har i tillegg kjønna reproduksjon. Det er berre den ukjønna reproduksjonen som straks fører til ein auke i talet på individ (celler). Ved kjønna reproduksjon er talet på individ uendra, eller det blir redusert. Det kan difor vera noko misvisande å nytta uttrykka "reproduksjon" eller "formeiring" om dei kjønna prosessane. I staden for å seia at desse protozoane har kjønna formeiring, kan ein seia at dei har ein kjønna utviklingsfase eller kjønna prosessar i sin utviklingssyklus. 1. Ukjønna reproduksjon (agamogoni) Dei parasittiske protozoane formeirar seg ukjønna gjennom ulike former for todeling og mangedeling, eller ved knoppskyting. Ei og same art kan ha både todeling og mangedeling i sin utviklingssyklus Todeling Todeling er den mest basale formeiringsmåten, og medfører at ei morcelle deler seg og blir til to dotterceller (Fig. 1.1). Ved todeling skjer det fyrst ei duplisering av organellane og kjernen eller kjernane. Todeling blir inndelt i fleire typar etter fordelinga av cytoplasmaet på dottercellene og retninga på delingsaksen i høve til morcella sin lengdeakse. Ved irregulær todeling (hos mikrosporidiane) og ved amøbeliknande todeling (hos amøbane) er retninga på delingsaksen tilfeldig, og cytoplasmaet fordeler seg ulikt på dottercellene (Fig. 1.1A). Ved langsgåande todeling (hos flagellatar og somme sporozoar) deler morcella seg på langs i to like dotterceller. Ei spesiell form for langsgåande todeling er endodyogeni (Fig. 1.1D). Ved denne prosessen oppstår det fyrst to kjegleforma anlegg til dotterceller i cytoplasmaet fremst i den avlange morcella samstundes som kjernen tek til å dela seg i to ved å danna to utvekstar i retning av dottercelleanlegga. Dei to dottercellene veks bakover og omsluttar gradvis meir og meir av cytoplasmaet og kvar sin kjerne i morcella, og morcella sin plasmalemma blir til slutt plasmalemma for dei to dottercellene. Endodyogeni finn vi m.a. hos dei vevscystedannande koksidiane. Hos visse arter som gjennomgår langsgåande todeling eller endodyogeni, deler dottercellene seg i to att før dei har skilt fullstendig lag. Dermed oppstår det ei rosettliknande samling av i fyrste omgang fire celler, som heng saman i bakre ende. Gjennomgår så desse fire Figur 1.1. Ulike former for todeling hos protozoar. (A) amøbeliknande; (B) langsgåande hos flagellatar i ordenen Kinetoplastida; (C) langsgåande hos flagellatar i ordenen Trichomonadida; (D) langsgåande indre deling, endodyogeni, hos koksidiar; (E) tversgåande hos ciliatar; (F) skråttgåande hos flagellatgruppa Opalinata. N=kjerne. Ciliatane har to kjernar.

11 B. Gjerde: Veterinærmedisinsk protozoologi (19. utgåve; 2011) 9 cellene ei nokolunde synkron todeling, oppstår det ein større rosett med 8 celler, og etter endå ein omgang med todeling, får vi ein rosett med 16 celler, som kan hanga saman i bakre ende. Dette blir kalla rosettliknande formeiring. Ei slik rosettliknande samling av celler oppstått ved repeterande, ufullstendig todeling, kan lett mistolkast som resultatet av ei mangedeling (opptrer m.a. hos Toxoplasma gondii). Ved tversgåande todeling deler cella seg på tvers av lengdeaksen (Fig. 1.1D). Ei slik deling finn vi hos ciliatane. Ved skråttgåande todeling deler cella seg på skrå i høve til lengdeaksen (Fig. 1.1F). Ei slik todeling finn vi hos ei gruppe flagellatar (Opalinata) Mangedeling Mangedeling finn vi hos amøbar, sporozoar og mikrosporidiar. Mangedeling blir inndelt i tre typar etter tidspunktet for danninga av dottercellene i høve til delinga av kjernen i morcella. I tillegg har ein plasmotomi og indre mangedeling. Ved den multinukleære typen av mangedeling deler kjernen i morcella seg før det blir danna dotterceller, slik at vi i fyrste omgang får ei multinukleær morcelle (dvs. eit plasmodium) (Fig. 1.2A-C). Etter avslutta kjernedeling oppstår det så ei dottercelle i tilslutning til kvar dotterkjerne. Schizontar, mikrogamontar og sporontar hos somme sporozoar deler seg på denne måten. Ved den uninukleære typen av mangedeling deler kjernen i morcella seg samstundes med at dottercellene blir danna (Fig. 1.2D-E). Morcella har heile tida berre éin kjerne (er uninukleær), men denne kjernen er større enn i celler som ikkje gjennomgår deling, og han har ei svært ujamn overflate med mange utvekstar. Dottercellene oppstår i tilslutning til desse utvekstane, og omsluttar etter kvart kvar sin utvekst på kjernen. Desse utvekstane blir så spalta av frå morkjernen og blir tekne opp i kvar si dottercelle. Denne forma for mangedeling finn vi hos sarkosporidiane (Sarcocystis), og ho blir gjerne kalla endopolygeni, av di det oppstår mange nye celler inni cytoplasmaet av morcella. Ved den intermediære typen av mangedeling gjev morcella fyrst opphav til spesielle intermediære celler, såkalla cytomerar, som kvar gjev opphav til éin, to eller mange organismar, avhengig av art (Fig. 1.2F). Også ved denne delingstypen får morcella fyrst éin stor kjerne med mange utvekstar. Det blir så danna ein uninukleær cytomer i tilslutning til kvar kjerneutvekst. Cytomeren kan deretter omdanna seg direkte til éi ny celle, eller dela seg og danna to eller mange nye celler. Denne typen mangedeling er altså ein totrinnsprosess, der det fyrst skjer ei uninukleær mangedeling, og deretter ei todeling/mangedeling, eller berre ei omdanning av dei intermediære cellene. Plasmotomi er ei spesiell form for mangedeling, der ei fleirkjerna celle (dvs. eit plasmodium) deler seg i to eller fleire nye fleirkjerna celler. Frå desse fleirkjerna cellene vil det til slutt kunna oppstå mange nye celler/- organismar. Denne totrinnsprosessen liknar noko på den intermediære typen av mangedeling. Plasmotomi opptrer hos myxosporidiane. Fig Ulike former for mangedeling hos protozoar. (A-C) Multinukleær mangedeling, med oppdeling av heile plasmodiet med mange kjernar (N) i mange like celler (A), eller avspalting av nye celler frå overflata (B, C). (D-E) Uninukleær mangedeling, med avspalting av nye kjernar frå overflata av den omdanna kjernen (PN) til morcella. (F) Intermediær mangedeling der morcella først deler seg i intermediære celler, cytomerar, som så kvar gjev opphav til ei eller fleire nye celler. Ved indre mangedeling, som vi finn hos myxosporidiane, blir det danna éi eller fleire nye indre celler i cytoplasmaet til ei ytre morcelle. Kjernen i morcella deler seg fyrst slik at det oppstår to eller fleire dotterkjernar. Deretter oppstår det nye indre celler i tilslutnad til éin eller fleire dotterkjernar. Dei indre cellene kan formeira seg vidare ved todeling, eller dei kan danna sine eigne indre celler. Etter ei tid med utvikling av indre celler, vil den ytre cella gå til grunne, slik at dei indre cellene blir frie og kan fungera som nye ytre morceller Knoppskyting Ved knoppskyting blir det avsnørt nye celler frå ei morcelle utan at morcella blir heilt oppbrukt. Ved todeling og mangedeling sluttar derimot den opphavelge morcella å eksistera når delinga er fullført, sidan denne morcella blir nesten fullstendig innlemma i dottercellene (med unnatak av eventuelt overskytande materiale). Ved knoppskyting kan såleis ei og same morcelle produsera avkom fleire gonger. Dei nye cellene kan vaksa fram på den ytre overflata av morcella, nede i ei innbukting av pellikulaen, eller inne i ein vakuole som oppstår i cytoplasmaet til morcella. Ein talar difor om ytre og indre knoppskyting. Ved

12 B. Gjerde: Veterinærmedisinsk protozoologi (19. utgåve; 2011) 10 knoppskyting deler fyrst kjernen til morcella seg, og dotterkjernane vandrar så inn i cytoplasmatiske utvekstar, som blir avsnørte frå morcella. Knoppskyting finn vi m.a. hos ein del fastsitjande, ektoparasittiske ciliatar. Dei organismane som oppstår ved knoppskyting er mobile (har ciliar for rørsle) og har til oppgåve å spreia parasitten til nye habitatar. 2. Kjønna reproduksjon (gamogoni) Det er to hovudtypar av kjønna prosessar hos dei parasittiske protozoane: gametogami (samansmelting av gametar) og gamontogami (samansmelting av gamontar) Gametogami Ved gametogami blir det danna ulikt determinerte kjønnsceller, gametar, som så smeltar saman og dannar ein zygote. Dei cellene som gametane blir danna frå, blir kalla gamontar. Utviklinga av gametar frå gamontar blir kalla gametogoni, medan samansmeltinga av gametane blir kalla gametogami. Ei samansmelting av både cytoplasma og kjerne hos to gametar blir også kalla syngami. Dersom dei to gametane som smeltar saman er morfologisk like, blir dei kalla isogametar, og samansmeltinga av dei blir kalla isogami. Er dei to gametane morfologisk ulike, blir dei kalla anisogametar, og samansmeltinga av dei blir kalla anisogami. Anisogami finn vi hos koksidiar og hemosporidiar, der det blir danna makro- og mikrogametar. Dei små mikrogametane blir rekna som hannlege gametar (liknar spermiar), medan dei større makrogametane blir rekna som holege gametar (liknar eggceller). Mikrogametane oppsøkjer makrogametane, og ein mikrogamet og ein makrogamet smeltar saman og dannar ein zygote. Som vi ser, fører gametogami til ein reduksjon i talet på celler (individ) ved at to celler smeltar saman til éi. Men denne kjønna prosessen fører til at arvemateriale frå ulike populasjonar av vedkomande art blir blanda saman. Gametogami finn vi hos medlemmene av rekkja Apicomplexa Gamontogami Ved gamontogami smeltar to celler (individ) saman utan å danna gametar fyrst. Dei to cellene som smeltar saman, blir kalla gamontar. Samansmeltinga mellom gamontane kan vera permanent eller mellombels. Hos somme sporozoar (underklasse Gregarinia) er det ei permanent samansmelting av gamontane, og desse dannar gametar etter samansmeltinga. Ei mellombels, ufullstendig samansmelting av to individ blir kalla konjugasjon, og opptrer hos ciliatane. Ved konjugasjon legg to morfologisk like celler seg inntil kvarandre og veks saman i munnregionen. Mikronukleus i kvar celle gjennomgår så ei reduksjonsdeling (meiose), medan makronukleus går til grunne. Tre av dei fire haploide mikronuklei frå reduksjonsdelinga går også til grunne, medan den attverande mikronukleus deler seg mitotisk. Det oppstår dermed to mikronuklei, ein stasjonærkjerne og ein vandrekjerne. Dei to konjugasjonspartnarane utvekslar deretter vandrekjerne, og den "framande" vandrekjernen smeltar saman med stasjonærkjernen til ein diploid mikronukleus. Denne deler seg mitotisk, og den eine av dei to mikronuklei utviklar seg til ein makronukleus etter at cellene har skilt lag att. Det er altså inga endring i talet på individ ved konjugasjon, men genetisk materiale frå mikronuklei blir utveksla mellom cellene Autogami Autogami er ein primitiv kjønna prosess, der dei to "gametane" som smeltar saman, har oppstått frå den same morcella. Det er to former for autogami. Ved den eine forma deler berre kjernen i morcella seg, slik at det oppstår éi binukleær celle; desse to kjernane smeltar så saman att. Ved den andre forma for autogami deler morcella seg fyrst i to uninukleære celler, og desse to cellene (og kjernane) smeltar seinare saman att. Autogami opptrer hos det infektive sporoplasmaet hos myxosporidiane. Formeiring hos ulike rekkjer Fylgjande typar formeiring finst hos dei aktuelle rekkjene av parasittiske protozoar: Sarcomastigophora: Hos Zoomastigophorea (flagellatar): Langsgåande todeling (kanskje kjønna formeiring hos somme trypanosomar). Hos Lobosea (amøbar): Irregulær todeling, multinukleær mangedeling. Apicomplexa: Gametogami (anisogami hos dei fleste). Langsgåande todeling (Piroplasmidae), todeling ved endodyogeni. Multinukleær, uninukleær og intermediær mangedeling. Microspora: Irregulær todeling; multinukleær mangedeling; plasmotomi. Myxozoa: Indre mangedeling (fleire indre celler blir danna inni ei ytre celle); plasmotomi (hos coelozoiske arter). Autogami. Ciliophora: Tversgåande (hos dei fleste) og langsgåande todeling; knoppskyting; gamontogami i form av konjugasjon. Utvikling Det er stor variasjon i utviklinga til dei ulike gruppene av eincella parasittar. Somme har ein direkte livssyklus og gjennnomfører heile utviklinga si hos eitt vertsdyr; andre har ein indirekte livssyklus og har utviklingsstadia sine fordelte på to eller fleire vertsdyr. Nokre parasittiske protozoar har ein svært enkel utviklingssyklus med berre eitt utviklingsstadium (t.d. den seksuelt overførte flagellaten Tritrichomonas foetus hos storfe), eller 2-3 utviklingsstadium. Mange parasittiske protozoar har derimot ei svært komplisert utvikling med ein heil serie med ulike utviklingsstadium i livssyklusen (somme arter kan ha ulike stadium). Dette gjeld spesielt medlemmer av rekkja Apicomplexa, der vi finn både ukjønna og kjønna fasar i utviklingssyklusen. Dei ulike stadia er meir eller mindre ulike når det gjeld morfologi og verts- og

13 B. Gjerde: Veterinærmedisinsk protozoologi (19. utgåve; 2011) 11 vevsspesifisitet, og dei har som oftast ulike namn. Overgangen frå eitt stadium til neste skjer anten gjennom ei rein omdanning (differensiering) av ein organisme (gjennom vekst og/eller omstrukturering), eller gjennom ei omdanning kombinert med ei mangedeling (organismar på eit visst stadium deler seg og gjev opphav til neste stadium). Ved todeling blir det som regel produsert nye individ på same utviklingsstadium som morcella (mor- og dotterceller er tilnærma identiske), medan det ved mangedeling anten blir produsert nye individ på same utviklingsstadium som morcella, eller individ på eit nytt utviklingsstadium. Ved knoppskyting blir det danna avkom som er ulike morcella. Hos protozoane er det ikkje eitt og same individ, dvs. éi og same celle, som gjennomgår heile serien med stadium i livssyklusen. På alle trinn der det føregår ukjønna reproduksjon i form av todeling eller mangedeling vil den opphavelege cella bli "fortynna" ved at to eller fleire nye celler oppstår frå den gamle. Livssyklusen representerer såleis dei ulike stadia ein protozo som art gjennomgår, og ikkje dei ulike stadia eitt individ (éi celle) gjennomgår. Overføring For å overleva som art må dei eincella parasittane produsera stadium som er i stand til å koma over i og etablera seg i nye vertsdyr (infektive stadium). Hos dei endoparasittiske protozoane er dei stadia som lever og reproduserer inni vertsdyra (ofte kalla vegetative stadium eller trofozoitar), lite levedyktige i det ytre miljøet utanfor vertsdyret. Desse protozoane blir difor i liten grad overførte ved at slike stadium forlet verten. Overføring med slike stadium skjer helst når det er direkte kommunikasjon mellom dei to vertane ved nær kroppskontakt, og er aktuelt berre for eit fåtal arter. Mange protozoar unngår det ytre miljøet ved å nytta vektorar, som både gjev dei vern og transport til ein ny vertebrat, og kanskje også høve til å reprodusera undervegs. Mange protozoar er i stand til å overleva ei stund ute i det fri i påvente av å bli tekne opp av ein ny vert fordi dei har utvikla spesielle resistente stadium eller strukturar (cyster, oocyster, sporar). Felles for desse strukturane er at dei har ein ytre lite gjennomtrengeleg vegg, som omsluttar éin eller fleire infektive organismar. Dei ektoparasittiske protozoane hos akvatiske vertsdyr er betre tilpassa det ytre (akvatiske) miljøet rundt vertsdyret, og er ofte i stand til ta seg frå vert til vert ved hjelp av rørlege, frittlevande stadium. Dei aktuelle protozoane kan bli overførte på fylgjande måtar mellom ulike vertebratvertar: (1) Overføring ved hjelp av eit lite resistent vegetativt stadium (a) Overføring ved direkte (intim) kontakt mellom vertane Ein del flagellatar (Trypanosoma equiperdum, Tritrichomonas foetus, Trichomonas vaginalis) som lever i urogenitalkanalen, blir overførte gjennom seksuell kontakt. Ein flagellat som lever i kroa hos m.a. due (Trichomonas gallinae) blir overført frå foreldra til ungane når foreldra matar ungane med oppgulpa kromjølk. Toxoplasma gondii (tachyzoitar) skal kunna overførast frå mor til avkom med råmjølk og morsmjølk. (b) Overføring frå mor til foster (transplacental overføring) Ein del protozoar er i stand til å smitta fosteret via blodbanane dersom mora blir infisert under drektigheit/graviditet. Dette gjeld mellom anna Toxoplasma gondii, Neospora caninum, Trypanosoma cruzi og Encephalitozoon cuniculi. (c) Overføring ved hjelp av eit vegetativt stadium som kan overleva ei kort stund utanfor verten Hos ein del flagellatar som lever i mage-tarmkanalen, vil dei rørlege stadia som kjem ut med feces, vera i stand til å overleva ei kort stund utanfor verten, og dei kan då smitta nye individ via fekalt ureina fôr og drikkevatn (t.d. Tetratrichomonas gallinarum, Histomonas meleagridis). Flagellaten Ichthyobodo necator, som lever på hud og gjeller hos fisk, har ei frittsømjande form som kan koma seg frå ein vert til ein annan. Fleire ektoparasittiske ciliatar hos fisk kan også koma seg frå fisk til fisk ved hjelp av spesielle, rørlege stadium. Det er altså helst ektoparasittiske flagellatar og ciliatar (med gode rørsleorganellar) hos vertsdyr i vatn (godt transportmedium) som ved eigen innsats kan koma seg frå eitt vertsdyr til eit anna. (2) Overføring ved hjelp av eit frisett resistent (innkapsla) stadium Mange protozoar som lever i mage-tarmkanalen, eller i lever/gallegang, og nokre som lever i luftvegane eller i nyrer/urinvegar, dannar spesielle innkapsla stadium som kan overleva i relativt lang tid utanfor verten etter å ha kome ut med feces (ekspektorat, urin). Hos mange grupper oppstår desse stadia ved at cella/organismen "skil ut" materiale på overflata som "flyt saman" til ein relativt tjukk og lite gjennomtrengeleg vegg. Denne veggen vernar protozoen mot temperaturvariasjonar, dehydrering og dei fleste kjemikaliar ute i det fri, og mot det sure miljøet i magesekken under infeksjon av eit nytt vertsdyr. Den cella som kapslar seg inn, kan gjennomgå eller påbyrja ei todeling eller mangedeling, slik at den resistente strukturen til slutt kan innehalda eller gje opphav til fleire infektive organismar. Denne formeiringa kan skje inne i eller utanfor verten. Dei innkapsla stadia tek ikkje opp næring utanfrå. Dei innkapsla organismane har svært låg metabolisme og overlever på opplagsnæring. Desse stadia representerer kvile- eller ventestadium, som passivt ventar på at ein ny vert skal ta dei opp. Dei fleste ventar forgjeves, og difor må dei produserast i store mengder for at enkelte skal lukkast. Dei som hamnar i ein høveleg vert, blir aktiverte av spesielle stimuli i magesekk eller tunntarm,

14 B. Gjerde: Veterinærmedisinsk protozoologi (19. utgåve; 2011) 12 slik at dei innkapsla organismane blir sette fri. Det resistente stadiet hos dei ulike gruppene har ulike namn. Det resistente stadiet som blir danna hos visse flagellatar og amøbar (Sarcomastigophora) og hos visse ciliatar (Ciliophora), blir kalla ei cyste. Cystene oppstår ved at dei aktive rørlege organismane dannar ein vegg rundt seg sjølve og blir inaktive. Av protozoar som dannar slike cyster, kan nemnast flagellatar i ordenen Diplomonadida (m.a. Giardia), dei fleste amøbane i slekta Entamoeba og ciliaten Balantidium coli. Desse lever alle ekstracellulært i lumen av tarmkanalen. Somme arter tek til å kapsla seg inn når dei passerer gjennom bakre del av tjukktarmen og det meste av vatnet i tarminnhaldet rundt dei blir oppsoge. Ved diaré er det mangelfull væskeoppsuging og rask passasje av tarminnhaldet, slik at trofozoitane ikkje får signal om, og/eller tid til å kapsla seg inn før dei er ute av verten. Når det er diaré, finn vi difor trofozoitar i tillegg til, eller i staden for, cyster i feces. Visse medlemmer av rekkja Apicomplexa dannar eit resistent stadium som blir kalla ei oocyste, sidan det oppstår ved at ein befrukta holeg gamet, dvs. ein zygote (som tilsvarar ei befrukta eggcelle eller oocytt), omgjev seg med ein resistent yttervegg. Danninga av oocystene skjer hos dei fleste gruppene intracellulært og representerer avslutninga på ein kjønna reproduksjonsfase. Oocystene blir difor alltid danna i ein endevert, aldri i ein (eventuell) mellomvert. Oocyster finn vi hos medlemmer av underordenen Eimeriina (familiane Cryptosporidiidae, Eimeriidae, Sarcocystidae), som blir kalla ekte koksidiar. Vi finn også oocyster hos m.a. slekta Hepatozoon i familien Haemogregarinidae i underordenen Adeleina, og hos medlemmer av familien Plasmodidae (Underorden: Haemosporina), t.d. hos Plasmodium, men desse oocystene blir ikkje skilde ut frå verten, som er ein arthropode-vektor. Oocystene blir her danna frå ein rørleg zygote, ein såkalla ookinet. Desse oocystene har kanskje til oppåve å verna organismane som dei inneheld, mot immunologiske reaksjonar frå vektoren. Oocyster som blir sette fri, overfører protozoen frå (ende)vert til (ende)vert hos dei slektene som har ein direkte livssyklus (Cryptosporidium, Eimeria, Isospora), og frå endevert til mellomvert hos dei slektene som har ein indirekte (toverts) livssyklus (Sarcocystis, Toxoplasma, Hammondia, Besnoitia). Oocyster kan også overføra infeksjon til ein paratenisk vert (hos visse Isospora-arter). Hos rekkjene Microspora og Myxozoa er det resistente stadiet obligatorisk hos alle arter, og blir kalla ein spore. Men det er stor skilnad mellom sporane til dei to rekkjene. Hos Microspora blir sporane danna på liknande måte som cyster og oocyster ved at einskildceller dannar ein resistent yttervegg rundt seg sjølve. Hos Myxozoa er derimot sporane som blir danna i vertebratverten, oppbygde av fleire spesialiserte celler, der 2-6 celler dannar den ytre avgrensinga av sporen (sporeveggen). Hos begge rekkjene er sporedanninga (i vertebratverten*) avslutninga på ei ukjønna formeiring, og det blir ofte produsert store mengder med sporar i ei og same vertscelle, eller i ein ekstracellulær sporedannande struktur. *(Visse arter i Myxozoa dannar sporar av myxosporidie-type etter ukjønna formeiring i ein vertebratvert og sporar av actinosporidie-type i ein invertebratvert, truleg etter kjønna formeiring). Somme mikrosporidiar og myxosporidiar er lokaliserte slik i verten at sporane ikkje kan setjast fri så lenge verten er i live, men fyrst etter at verten har døydd og gått i oppløysing. Men sporar frisette på denne måten, har same funksjon som sporar som blir sette fri frå naturlege opningar eller frå hud og gjeller til eit levande vertsdyr. Hos dei protozoane som blir overførte ved hjelp av cyster, oocyster eller sporar, kan det vera stor avstand i tid og rom mellom den verten som skil ut desse stadia, og den verten som blir smitta av dei. Smitte med desse stadia skjer som regel peroralt via fôr og drikkevatn forureina med feces (eller urin), eventuelt ved slikking på forureina objekt. Hos visse mikrosporidiar kan overføring skje både ved inntak av vev/organ som inneheld sporar, og ved inntak av frisette sporar frå vedkomande vev/organ (etter oppløysing av dette). (3) Overføring ved hjelp av eit spesielt vevsstadium Dei vevscystedannande koksidiane (familiane Toxoplasmatidae og Sarcocystidae) dannar spesielle stadium, kalla vevscyster, intracellulært i ulike organ og vev hos mellomvertane sine, etter fyrst å ha gjennomgått ukjønna oppformeiring i verten. Det er såleis overføringa av protozoen frå mellomvert til endevert (eventuelt også frå mellomvert til mellomvert) som skjer med vevscyster. Bæraren av vevscystene (mellomverten) er som regel ein planteetar eller altetar, medan endeverten er eit rovdyr (ein predator). Vevscystene er ytst avgrensa av ein enkel membran, og kan innehalda hundrevis eller tusenvis av organismar når dei er fullvaksne. Vevscystene til somme arter kan bli fleire millimeter lange og vera makroskopisk synlege. Vevscystene er ikkje særleg resistente mot ytre miljøfaktorar, men medverkar til at dei infektive organismane inni dei kan overleva ei viss tid (temperaturavhengig) etter at vertsdyret og vertscella er døde. Smitteoverføring skjer difor ikkje berre ved fortæring av nyfelte byttedyr, men til ei viss grad også ved fortæring av inntil nokre dagar gamle kadaver (eller kjøt lagra i kjøleskap i eit par veker). Vevscystene har truleg også til oppgåve å verna dei organismane dei inneheld, mot verten sine forsvarsreaksjonar. Einskildorganismar (såkalla hypnozoitar) av visse Isospora-arter er i stand til å slå seg ned og overleva uendra (utan å formeira seg) i ulike vev hos ein paratenisk vert. Desse organismane vil kunna utvikla seg vidare dersom den rette endeverten et i seg vev og organ med slike organismar. Det er usemje om dette stadiet skal kallast vevscyster eller ikkje, men dei er i alle høve eit vevsstadium, som medverkar til overføringa av parasitten i tillegg til oocyste-stadiet.

15 B. Gjerde: Veterinærmedisinsk protozoologi (19. utgåve; 2011) 13 (4) Overføring ved hjelp av vektor Ein vektor er definert som ein invertebrat (t.d. arthropode, blautdyr) som overfører ein parasitt til ein vertebrat. Dersom det skjer ei utvikling av parasitten under transporten til den nye verten, fungerer vektoren som ein biologisk vektor; dersom det ikkje skjer noka utvikling av parasitten, er vektoren ein mekanisk vektor. Mange protozoar som lever i blodbanane hos vertebratverten, anten frie i blodet eller intracellulært i blodceller, blir overførte av blodsugande arthropodar. Trypanosoma blir overført av fluger, klegg eller teger; Leishmania (lever i makrofagar) av sandmygg, Plasmodium av mygg, Leucocytozoon av knott eller mygg; Haemoproteus av lusfluger eller mygg; Hepatozoon av insekt og flått (middedyr); og Babesia og Theileria av flått. Arthropoden får i seg protozoen under blodsuging, og kan inokulera protozoen att under ei seinare blodsuging (utskiljing via spyttet), eller deponera protozoen på huda ved å avsetja feces med protozoar i. I andre tilfelle (t.d. hos Hepatozoon) skjer overføringa til ny vert ved at vektoren blir eten av denne. Vektorane til sporozoar i slektene Plasmodium, Leucocytozoon, Haemoproteus, Hepatozoon, Babesia og Theileria fungerer som endevertar, sidan desse protozoane gjennomgår kjønna reproduksjon (danning og samansmelting av gametar) hos vektorane. Vektorane til flagellatane Trypanosoma og Leishmania kan derimot ikkje kallast endevertar eller mellomvertar, av di desse protozoane ikkje har kjønna reproduksjon i sin livssyklus. Flagellaten Histomonas meleagridis i tjukktarmen hos fjørfe blir overført av larver (inni egg) av nematoden Heterakis gallinarum. Heterakis fungerer her som ein vektor for Histomonas. Den geografiske utbreiinga av dei vektoroverførte blodprotozoane vil vera nært knytt til utbreiinga av den eller dei vektorane dei kan nytta. Utviklinga av parasittane i vektoren er også ofte sterkt temperaturavhengig, med rask utvikling ved høge temperaturar. Desse protozoane har difor mest å seia i tropiske og subtropiske område på jorda, der det er gode utviklingsvilkår både for potensielle vektorar (insekt og flått) og for protozoane i vektorane. I vårt land er dei veterinærmedisinsk viktigaste vektoroverførte blodprotozoane Babesia divergens hos storfe og Leucocytozoon simondi hos and og gås. (5) Kunstig overføring med menneskeleg hjelp Protozoar som lever i organ og vev (t.d. i hjerte, nyre) kan bli overførte ved organ- eller vevstransplantasjon. Hos menneske kan Toxoplasma gondii overførast ved organtransplantasjon. Protozoar som lever i blodet, kan bli overførte ved blodoverføringar, eller ved hjelp av blodtilsølte kanylar som blir nytta på fleire individ. Protozoar som lever i genitalkanalen (Trypanosoma equiperdum, Tritrichomonas foetus), kan bli overførte ved uhygienisk utført gynekologisk undersøking av fleire dyr.

16 B. Gjerde: Veterinærmedisinsk protozoologi (19. utgåve; 2011) SARCOMASTIGOPHORA Medlemmer av rekkja Sarcomastigophora har flagellar og/eller pseudopodar som rørsleorganellar. Dei fleste formeirar seg berre ukjønna ved langsgåande todeling. Somme arter dannar resistente cystestadium. Sarcomastigophora blir inndelt i dei to underrekkjene Mastigophora (flagellatar) og Sarcodina (amøbar). Som nemnt i innleiinga er det føreslått omfattande endringar i klassifikasjonen av denne rekkja av di slektskapet mellom dei ulike undergruppene synest å vera langt mindre enn fellestrekka i morfologi skulle tyda på. Underrekkje: MASTIGOPHORA (flagellatar) Mastigophora tyder "piskeberande", etter "mastix" ("mastigo-") = pisk, og "phoros" = berande. Flagellatane har éin eller fleire flagellar, og somme dannar også pseudopodar. Dei fleste flagellatane formeirar seg ukjønna ved langsgåande todeling. Dei fleste er frittlevande, men det finst også mange parasittiske arter. Underrekkja Mastigophora er inndelt i dei to klassane Phytomastigophorea og Zoomastigophorea. Klassen Phytomastigophorea utgjer dei "plante-liknande" flagellatane, med éin eller to flagellar. Dei har kromatoforar, som er strukturar som inneheld klorofyll. Dei har dermed evne til fotosyntese, altså syntese av karbohydrat frå CO 2 og vatn ved hjelp av lysenergi. Dei er utan interesse i veterinærmedisinen. Klasse: ZOOMASTIGOPHOREA Medlemmer av denne klassen manglar kromatoforar og er dei "dyre-liknande" flagellatane. Dei har frå éin til mange flagellar, og somme dannar også pseudopodar. Det er tre ordenar av interesse: Kinetoplastida, Diplomonadida og Trichomonadida. Medlemmene av ordenen Kinetoplastida er hovudsakleg parasittar i blod, lymfe eller ulike vev, medan medlemmene av dei to andre ordenane er parasittar i lumen av fordøyingskanalen eller genitalkanalen. Orden: KINETOPLASTIDA Medlemmer av ordenen Kinetoplastida har éin eller to flagellar og eit avlangt mitochondrium, som strekkjer seg gjennom heile cella. Mitochondriet inneheld ein stavliknande eller sfærisk struktur som inneheld DNA, og som blir kalla kinetoplasten (jfr. namnet på ordenen). Kinetoplasten ligg like bak kinetosomen (basallekamen), altså ved utspringet for flagellen eller flagellane (Fig. 2.1). Familie: Trypanosomatidae Medlemmer av denne familien har berre éin flagell, som er framoverretta, og som anten er fri eller "festa" til cellekroppen med ein undulerande membran. Alle medlemmer av denne familien er parasittiske. Dei var opphaveleg einvertsparasittar i fordøyingskanalen hos insekt, og mange av dei lever framleis berre som parasittar hos arthropodar eller andre invertebratar (slektene Herpetomonas, Crithidia, Leptomonas, Phytomonas). Men medlemmer av slektene Trypanosoma og Leishmania finst også som parasittar i blod, lymfe eller ulike vev hos pattedyr, fugl og fisk. Mange Trypanosoma-arter og alle Leishmania-artene hos pattedyr og fugl har likevel halde fast ved ein utviklingsfase i eit blodsugande insekt, slik at dei vekslar mellom å vera parasittar hos ein vertebratvert og ein arthropodevert. Sidan dei (fleste) berre formeirar seg ukjønna, bør ein ikkje bruka uttrykka endevert og mellomvert om dei to vertstypane i syklusen. Arthropodane fungerer som biologiske vektorar for desse parasittane. Nokre trypanosomar blir overførte mellom vertebratar ved hjelp av blodsugande insekt utan å gjennomgå noka utvikling i insektet. Desse insekta fungerer då som mekaniske vektorar. Det finst også talrike Trypanosoma-arter i blodet til ulike fiskeslag. Desse artene brukar blodsugande igler (Rekkje: Annelida) som vektor. Utviklingsstadium: Med nokre få unnatak har medlemmer av familien Trypanosomatidae meir enn eitt utviklingsstadium. Dei ulike utviklingsstadia er morfologisk ulike, spesielt når det gjeld utvikling og posisjon av flagellen og tilhøyrande strukturar. Viktig i denne samanhengen er lokalisasjonen av kinetoplasten og kinetosomen i høve til kjernen, det vil seia kvar på kroppen flagellen har sitt utspring, og om flagellen har ein undulerande membran eller er fri. Dei ulike utviklingsstadia har eigne namn, som også blir nytta om dei einskilde organismane som er på dette stadiet. Ein trypomastigot er til dømes ein organisme på trypomastigot-stadiet (ein mastigot er ein flagellat). Dei fire viktigaste utviklingsstadia er (Fig. 2.1): (1) Trypomastigot-stadiet: Organismane (trypomastigotane) er avlange og bladforma. Kinetoplasten ligg bak kjernen nær bakre ende av cella. Den undulerande membranen er velutvikla, og organismane har ofte ein fri flagell ved at den distale delen av flagellen ragar fritt ut frå framenden av cella. Trypomastigot-stadiet finst ekstracellulært i blod og vevsvæsker hos vertebratverten, men det blir også danna som det siste stadiet i insektet (biologisk vektor), og er såleis det infektive stadiet for vertebraten, dvs. det stadiet som blir overført fra arthropoden til vertebraten. Desse infektive trypomastigotane blir også kalla for metasykliske trypomastigotar eller metasykliske former. (2) Epimastigot-stadiet: Organismane (epimastigotane) er avlange og bladforma, og kinetoplasten ligg like framfor kjernen (epi=på). Den undulerande membranen er kort. Flagellen har altså sitt utspring i

17 B. Gjerde: Veterinærmedisinsk protozoologi (19. utgåve; 2011) 15 Fig Ulike utviklingsstadium (mastigotar) i familien Trypanosomatidae. Den vanlegaste forma i blodet hos vertebratar er trypomastigotar. midtre del av kroppen, og ein fri flagell ragar ut frå fremre ende av kroppen. Epimastigot-stadiet finst hovudsakleg i arthropodar (insekt), men nokre arter har dette stadiet også hos vertebratar. (3) Promastigot-stadiet: Organismane (promastigotane) er avlange og bladforma, og kinetoplasten ligg nær fremre ende av cella. Dei har ingen undulerande membran, slik at heile flagellen er fri og ragar ut frå fremre ende av cella. Promastigot-stadiet finst hos insekt. (4) Amastigot-stadiet: Organismane (amastigotane) har ein avrunda kropp, og flagellen er redusert til ein liten fibril som ligg inni cytoplasmaet, eller han er heilt borte. Men dei har framleis ein kinetoplast. Amastigotstadiet finst både hos vertebratar (intracellulært) og hos insekt. Dei ulike slektene i familien Trypanosomatidae kan ha ulike kombinasjonar av desse utviklingsstadia. Til dømes kan alle fire stadia finnast hos somme Trypanosoma-arter, medan berre amastigot- og promastigot-stadiet finst hos Leishmania. I familien Trypanosomatidae er det dei to slektene Trypanosoma og Leishmania som er viktigast innan veterinær- og humanmedisinen. Dei er parasittar i blod, lymfe og ulike vev hos fisk, fugl, pattedyr og menneske. På grunn av at dei i stor grad lever i blodet hos verten, blir dei kalla hemoflagellatar. Slekt: Trypanosoma Medlemmer av slekta Trypanosoma finst hos alle klassar av vertebratar. Trypanosomane er parasittar i blod, lymfe og vevsvæsker. Dei fleste av dei lever ekstracellulært i desse kroppsvæskene, men nokre få, m.a. T. cruzi, kan trengja inn i vertsceller og leva intracellulært. Nesten alle trypanosomane blir overførte mellom vertebratvertane med blodsugande invertebratar, som hovudsakleg er insekt for arter hos terrestriske vertebratar og igler for arter hos fisk. Tsetse-fluger (23 arter i slekta Glossina i familien Glossinidae i ordenen Diptera) spelar ei sentral rolle som vektorar, og overfører dei fleste patogene Trypanosoma-artene hos pattedyr. Artsinndelinga av trypanosomane er vanskeleg og omdiskutert, og er dels basert på morfologien til organismane og dels på kva vertebratvert dei finst hos. Fleire av dei kjende artene er truleg identiske. Mange arter er lite vertsspesifikke og kan finnast hos fleire vertebratar, som regel med varierande patogenitet for dei ulike vertane. Fleire av dei artene som er patogene for husdyr, finst også som apatogene "parasittar" hos ville dyr, og desse ville dyra fungerer som eit viktig smittereservoir for husdyra. Slekta Trypanosoma blir inndelt i fleire underslekter (subgenus), og mange arter blir vidare inndelt i underarter (subspecies), og desse igjen i stammer. Det er omdiskutert om ein skal kalla dei ulike trypanosomane hos husdyr og menneske arter eller underarter, og dette vil variera i ulik litteratur. Morfologi: I si typiske form hos vertebraten er trypanosomane (trypomastigotane) avlange og bladforma organismar. Dei fleste er mellom 15 μm og 40 μm lange og opptil 5 μm breie (midt på kroppen). Hos somme arter opptrer trypomastigotane i to morfologiske hovudformer hos vertebraten; anten som lange og slanke eller som korte og tjukke former. Slike arter blir kalla pleomorfe (polymorfe), medan arter som berre har éi morfologisk form hos vertebraten, blir kalla monomorfe. Utbreiing: I den tropiske og subtropiske delen av Afrika er trypanosomane ei svært viktig sjukdomsårsak hos menneske og dyr. Dei Trypanosoma-artene som blir overførte med tsetse-fluger, finst i utbreiingsområdet til desse flugene, dvs. hovudsakleg mellom 14. nordlege og 29. sørlege breiddegrad i Afrika. Dette utgjer eit 11 mill. km 2 stort område mellom Sahara og Sør-Afrika-republikken. Dei artene som ikkje treng tsetse-fluger for overføring, finst også utanfor dette området, men hovudsakleg i tropiske og subtropiske strok i Afrika, Sør- og Mellom-Amerika og i sørlege del av Asia frå Mellomhavet til Filippinane. Mange apatogene Trypanosoma-arter har derimot ei stor utbreiing, og kan også finnast i tempererte delar av verda. Det er ingen patogene arter i Noreg, men apatogene arter kan finnast hos gnagarar som lemen og mus og

18 B. Gjerde: Veterinærmedisinsk protozoologi (19. utgåve; 2011) 16 hos fugl. Trypanosoma har blitt påvist hos 25 fuglearter her i landet, vesentleg hos småfuglarter (trekkfuglar kan ha blitt smitta utanlands). Trypanosoma-arter finst også hos ulike ferskvassfiskar her i landet. Overføring og utvikling: Trypanosomane blir overførte mellom vertebratvertane på ulike måtar, avhengig av art. Dei aller fleste nyttar ein blodsugande insektvektor. (1) Overføring utan vektor (1.1) Seksuell overføring finn vi hos Trypanosoma equiperdum hos hest. (1.2) Kunstig overføring: Dei artene som ute i naturen blir overførte med ein vektor, kan på kunstig vis overførast mekanisk under blodoverføringar, og elles ved hjelp av kanylar eller andre instrument som er tilsølte med blod. (2) Overføring med vektor Dette er den vanlegaste overføringsmåten for trypanosomane. I dei fleste tilfella er vektoren eit blodsugande insekt. Dei aller fleste patogene artene blir overførte på denne måten. Somme trypanosomar gjennomgår aldri noka utvikling i vektoren, men blir overførte uendra (som trypomastigotar) mellom to vertebratar. Desse trypanosomane har ei asyklisk utvikling, og dei insekta som overfører dei, ofte klegg, fungerer som mekaniske vektorar. Andre trypanosomar gjennomgår ei utvikling og formeiring i arthropoden før det blir danna stadium som er infektive for ein ny vertebratvert (Fig. 2.2). Desse trypanosomane har ei såkalla syklisk utvikling, og dei insekta som overfører dei, fungerer som biologiske vektorar. Tse-tse-fluger spelar ei sentral rolle som biologiske vektorar for mange patogene arter. (2.1) Overføring med mekanisk vektor (asyklisk utvikling) Ved asyklisk utvikling blir trypanosomane overførte frå ein infisert vertebrat til ein ny vertebrat via blod som sit i/på munndelane (snabelen = proboscis) til eit blodsugande insekt. Føresetnaden for at ei smitteoverføring skal skje, er gjerne at insekta blir uroa i blodsuginga på den infiserte verten og innan få minuttar oppsøkjer ein ny vert for å suga meir blod. Trypanosomane kan då bli inokulerte i den nye verten, og kan formeira seg vidare i denne. Det er særleg klegg som fungerer som mekanisk vektor. Alle trypanosomar som lever i blodet, kan overførast mekanisk på denne måten. Det gjeld også dei trypanosomane som normalt har ein utviklingsfase i eit blodsugande insekt (syklisk utvikling). Men for dei fleste av desse artene spelar den mekaniske overføringa lita rolle. Når ein talar om Trypanosoma-arter med asyklisk utvikling, meiner ein dei artene som heilt har tapt evna til å utvikla seg eller formeira seg i det blodsugande insektet, og som difor berre blir overførte reint mekanisk mellom vertebratar. Det er få arter som blir overførte på denne måten. Dei viktigaste er Trypanosoma brucei evansi og T. brucei equinum, som begge finst hos hest og blir overførte av klegg. Arta T. vivax vivax står i ei mellomstilling, sidan ei stamme av ho på dei Vest-Indiske øyane blir overført mekanisk med klegg, medan ei anna stamme i Afrika normalt berre blir overført biologisk med tsetse-fluger. (2.2) Overføring med biologisk vektor (syklisk utvikling) Ved syklisk utvikling gjennomgår trypanosomane ein utviklingsfase i arthropoden før dei blir infektive og kan overførast til ein ny vertebrat. Trypanosomane kjem inn i insektet under blodsuginga, og utviklar seg deretter i snabel, tarm, eller spyttkjertlar ved å omdanna seg til eitt eller fleire nye utviklingsstadium og ved å formeira seg. Til slutt blir det danna organismar som er infektive for vertebratar. For trypanosomar med syklisk utvikling vil det difor ta ei viss tid (frå 5 til 35 dagar, avhengig av art og temperatur) frå insektet blir smitta til det er i stand til å smitta ein ny vertebrat med trypanosomar. Ein skil mellom utvikling i fremre og bakre posisjon hos insektet, avhengig av kvar den sykliske utviklinga føregår eller blir avslutta. (2.2.1) Utvikling i bakre posisjon Trypanosomane utviklar seg fyrst i midttarmen og deretter i baktarmen hos insektet, før infektive organismar blir skilde ut med feces. Ein ny vertebrat blir smitta ved at feces frå insektet kontaminerer stikksår oppstått ved blodsuginga, eller andre sår, eventuelt også vertebratens slimhinner. Mange av dei blodsugande insekta defekerer i samband med blodsuginga på grunn av at dei blir fylte med blod. Desse Trypanosoma-artene har ein såkalla kontaminativ smittemåte, og denne gruppa blir med eit fellesnamn kalla for Stercoraria. Vektorar for trypanosomar i denne gruppa omfattar klegg (familie: Tabanidae), teger (underorden: Hemiptera; familie: Reduviidae), lusfluger (familie: Hippoboscidae) og lopper. Den viktigaste og einaste patogene arta i denne gruppa er Trypanosoma cruzi, som er årsak til Chagas sjukdom hos menneske. Andre arter er Trypanosoma theileri hos storfe (vektor: klegg), og T. melophagium hos sau (vektor: sauekrabbe, Melophagus ovinus). (2.2.2) Utvikling i fremre posisjon Trypanosomar med denne type syklisk utvikling har tsetsefluger (23 Glossina-arter) som vektorar. Tsetse-flugene får i seg trypomastigotar under blodsuging på ein infisert vertebrat. Trypanosomane utviklar seg deretter på ein av fylgjande måtar: (a) utvikling i midttarmen etterfylgd av utvikling i spyttkjertlane (T. brucei brucei, T. brucei gambiense, T. brucei rhodesiense); (b) utvikling i midttarmen etterfylgd av utvikling i snabelen (T. congolense); (c) heile utviklinga i stikkesnabelen (T. vivax vivax). Under utviklinga i tsetse-flugene gjennomgår trypanosomane morfologiske endringar ved skifte av utviklingsstadium, og dei formeirar seg ved todeling på eitt eller fleire av dei stadia dei gjennomgår. Infektive (metasykliske) trypomastigotar blir danna 1 til 5 veker etter at flugene blei smitta. Tusenvis av slike infektive organismar kan bli inokulerte i huda til vertebraten med spyttet til tsetse-flugene når dei syg blod. Desse trypanosomane har difor ei såkalla inokulativ smitteoverføring til vertebratane. Denne gruppa av arter med utvikling i fremre posisjon i tsetse-fluger, blir kalla Salivaria (saliva = spytt), og medlemmer av denne gruppa blir kalla salivariske trypanosomar. Dei to underartene T. brucei equiperdum (ingen vektor) og T. brucei evansi (mekanisk vektor) blir også rekna som salivariske trypanosomar sjølv om dei ikkje blir overførte av tsetse-fluger, fordi dei er nært i slekt med T. brucei brucei.

19 B. Gjerde: Veterinærmedisinsk protozoologi (19. utgåve; 2011) 17 Fig Livssyklus hos Trypanosoma brucei brucei. Vertebratverten blir smitta av metacykliske trypomastigotar (a) i spyttet til vektoren, som er tsetse-fluger (Glossina spp.). Desse oganismane omdannar seg til lange og slanke trypomastigotar, som formeirar seg i blodet ved langsgåande todeling (b, c). Dei gjev etter kvart opphav til korte og tjukke former (d, e), som ikkje deler seg. Men dersom desse stadia blir tekne opp av blodsugande tsetse-fluger, vil dei formeira seg vidare som trypomastigotar i tarmen hos vektoren (f). Deretter vandrar dei til spyttkjertelen og formeirer seg vidare som epimastigotar (g). Epimastigotane omdannar seg til slutt til metacykliske trypomastigotar (a), som er infektive for vertebratverten. Patogenitet: Dei fleste Trypanosoma-artene er apatogene, men det finst eit fåtal arter som er svært patogene og som er svært vanskelege å kontrollera. Trypanosomose (sjukdom framkalla av trypanosomar) er difor blant dei viktigaste sjukdommane hos husdyr og menneske i Afrika og Sør-Amerika. Hos menneske er trypanosomane årsak til afrikansk sovesjuke (T. brucei rhodesiense og T. brucei gambiense), og Chagas sjukdom (T. cruzi). Dei fleste husdyr kan bli smitta av éi eller fleire Trypanosoma-arter. I Afrika er det store landområde der det tidlegare har vore uråd å halda storfe, småfe og hest pga. trypanosomar. Gjennom intensiv bruk av moderne kjemoterapeutika og andre kontrolltiltak mot trypanosomane eller vektorane kan slike område no til dels nyttast av desse husdyra. Kliniske symptom: Mange Trypanosoma-arter gjev eit uspesifikt sjukdomsbilete. Forløpet er som oftast kronisk, men det kan også vera akutt eller subakutt. I kroniske tilfelle er det ein sterk anemi, nedsett matlyst, utmatting og tiltakande avmagring. Tilstanden er vanskeleg å skilja frå underernæring. Feber er vanleg i fyrste fase av infeksjonen, og det kan vera ødem og forstørra milt og lymfeknutar. Det kan også vera nervøse symptom. Trypanosomane lever hovudsakleg ekstracellulært i blod og lymfe hos vertebratverten, men somme arter kan også trengja inn i ulike vev og finnast intercellulært i kapillærveggar, beinmarg, hjertemuskulatur, sentralnervesystemet og andre vev. Der kan dei føra til celledegenerasjon og infiltrasjon med betennelsesceller. Det er berre Trypanosoma cruzi som lever intracellulært i veva, m.a. i muskelceller. Alle dei andre artene finst ekstracellulært i vevsvæskene. Antigen variasjon: Dei salivariske trypanosomane som finst i Afrika, fører som regel til kroniske infeksjonar. Dette er eit resultat av stadig variasjon i overflateantigena hos dei organismane som finst i blodet. Overflateantigena er glykoprotein-molekyl på overflata av plasmalemma. Det skal vera om lag ein milliard identiske molekyl på overflata av kvar trypanosom. Desse glykoproteinmolekyla dannar ei ytre kappe, som kamuflerer alle andre molekyl på trypanosomen, slik at verten sitt immunapparat ikkje blir stimulert av og reagerer mot dei andre molekyla (antigena). Verten sitt immunapparat blir derimot stimulert av overflateantigena, og vil etter ei stund bli i stand til å utrydda alle organismar med det overflateantigenet som utløyste reaksjonen. Men innan

20 B. Gjerde: Veterinærmedisinsk protozoologi (19. utgåve; 2011) 18 alle trypanosomane er utrydda, vil det ha oppstått ein ny populasjon (eventuelt fleire) med ein ny type overflateantigen, og denne populasjonen kan formeira seg uhindra inntil verten får mobilisert ein forsvarsreaksjon mot denne antigene varianten. Dette tek seg oppatt gong på gong, og verten sitt immunapparat får aldri, eller fyrst etter lang tid, full kontroll med infeksjonen. Talet på trypanosomar i blodet vil dermed stiga og falla i takt med oppvekst og destruksjon av dei ulike antigene variantane, med maksimal førekomst av trypanosomar med 7-14 dagars mellomrom. Ein seier difor at trypanosomane opptrer i bylgjer i blodet. Bakgrunnen for den antigene variasjonen er at kvar einskild trypanosom har gener som kodar for fleire hundre ulike typar glykoprotein, eller overflateantigen, og desse genene blir aktiverte i tur og orden med visse mellomrom. Dette fører til at overflateantigen av ein viss type etter ei stund blir skifta ut med ein ny type, slik at overflatekappa endrar antigen karakter. Ein meiner at denne utskiftinga skjer gradvis i samband med formeiringa (todelinga) av organismane. Trypanosomane i blodet deler seg ofte (kvar 8. time for T. brucei), og ved kvar todeling blir talet på overflateantigen av den "gamle" typen tilnærma halvert (så framt det totale talet på overflatemolekyl er konstant, og desse molekyla er jamnt fordelte på overflata). Den gamle typen overflatemolekyl blir meir og meir fortynna, og vil ha blitt fullstendig utskifta etter 9-10 dagar. Teoretisk er det tilstrekkeleg at ei einskild celle går over til å danna ein ny type overflateantigen, og blir opphav til ein ny populasjon (klon) av organismar med nye overflateantigen. Nokre viktige Trypanosoma-arter Ulike Trypanosoma-(under)arter er åleine, eller saman med andre (under)arter, årsak til spesielle sjukdomstilstandar (trypanosomosar) hos visse vertsdyr i visse geografiske område. Desse trypanosomosane har sine spesielle namn. I den tropiske delen av Afrika er dei tre underartene Trypanosoma brucei brucei, T. congolense congolense og T. vivax vivax årsak til sjukdommen nagana hos husdyr, spesielt hos storfe, småfe og hest. Den fyrstnemnde (under)arta er viktigast for hest, og dei to sistnemnde for storfe og småfe. Desse artene har tsetse-fluger som vektorar og syklisk utvikling i fremre posisjon hos flugene. Tre andre underarter av T. brucei, nemleg T. brucei evansi, T. brucei equinum og T. brucei equiperdum er fyrst og fremst patogene for hest. Trypanosoma brucei brucei Denne underarta finst hos hest, muldyr, esel, storfe, zebu, sau, geit, kamel, gris, hund og mange ville dyr. Hos desse vertane er det trypomastigotar i blod, lymfe og intercellulære vevsvæsker. Dette er ei pleomorf art, som opptrer både som lange og slanke trypomastigotar med fri flagell, og som korte og tjukke former utan fri flagell, men med tydeleg undulerande membran (15-29 μm lange). Ulike tsetse-fluger, som Glossina morsitans, G. swynnertoni og G. pallidipes fungerer som biologiske vektorar, og utbreiinga tilsvarar utbreiinga til desse vektorane (mellom 15 o N og 25 o S). Dette er ein av dei vanlegaste og viktigaste parasittane hos husdyr i Afrika. Utvikling: Det er to utviklingsstadium: trypomastigotar og epimastigotar (Fig. 2.2). Hos pattedyra er det berre trypomastigotar, medan både trypo- og epimastigotar finst i vektoren. Etter opptak med infisert blod, formeirar T. brucei brucei seg fyrst i bakre del av midttarmen til tsetse-fluga som trypomastigot-former (langsgåande todeling). Desse vandrar sidan til spyttkjertlane og omdannar seg til epimastigotar, som formeirar seg vidare. Til slutt omdannar epimastigotane seg til infektive, metasykliske trypomastigotar. Desse blir injiserte med spyttet i stikksåret når fluga stikk eit pattedyr for å suga blod. Utviklinga i tsetse-fluga tek rundt 3 veker. Hos pattedyret formeirar dei korte og tjukke metasykliske trypomastigotane seg fyrst i huda rundt stikkstaden. Deretter blir dei omdanna til lange og slanke organismar, som trengjer inn i små lymfekar lokalt og kjem over i blodet, der dei held fram med å dela seg. Frå blodkarsystemet kan dei så trengja inn i bindevev ulike stader i kroppen, og i cerebrospinalvæska og hjernevevet (intercellulært). I blodet opptrer trypanosomane i "bylgjer", dvs. vekselvis i låge og høge konsentrasjonar. Det er dei lange og slanke formene som er delingsaktive. Desse gjev opphav til korte og plumpe former, som ikkje deler seg hos pattedyret, men som vil utvikla seg vidare dersom dei kjem over i ei tsetse-fluge. Patogen effekt: Symptoma på infeksjon er stort sett like hos ulike husdyr. Sjukdommen blir kalla "nagana", men nagana kan også skuldast infeksjon med T. congolense congolense og T. vivax vivax, anten åleine eller i kombinasjon. Hest er svært mottakeleg for infeksjon med T. brucei brucei. Smitta hestar får anemi, tilbakevendande feber og ødematøse hevelsar under buken, i kjønnsorgana og på beina. Dyra magrar av og blir utmatta. Sjukdommen varer frå ½ til 4 månader, og få hestar kjem seg att utan handsaming. T. brucei brucei og fleire av dei andre patogene trypanosomane er årsak til ei omfattande øydelegging av erythrocyttane, noko som fører til sterk anemi. Dette er grunnen til at dei infiserte dyra blir slappe, og dei døyr til slutt av sirkulasjonskollaps. Hos sau, geit, kamel og hund er det ein liknande sjukdom. Hos storfe har sjukdommen eit meir kronisk forløp, med tilbakevendande feber, sterk anemi og gradvis avmagring. Sjukdommen kan vara i fleire månader, og nokre dyr kjem seg att. Denne underarta har hatt stor innverknad på Afrika si historie, av di ho i tidlegare tider gjorde det nesten umogeleg å halda hest sør for Sahara. Trypanosoma congolense congolense Denne (under)arta finst hos storfe, sau, geit, kamel, hest, hund og fleire andre pattedyr. Hos pattedyra lever trypomastigotane hovudsakleg i blodet, og i mindre grad intercellulært i vevsvæsker. Arta er monomorf; trypomastigotane er 9-18 μm lange, med utydeleg undulerande membran og utan fri flagell. Ulike tsetse-fluger (m.a. Glossina morsitans, G. palpalis) fungerer som biologiske vektorar. Utbreiinga er som for T. brucei brucei. Denne underarta er saman med T. vivax vivax svært viktig hos storfe i tropisk Afrika, der ho er årsak til sjukdomen "nagana". Utvikling: I tsetse-flugene formeirar T. congolense congolense seg fyrst som trypomastigotar og deretter som epimastigotar, som til slutt omdannar seg til infektive, metasykliske trypomastigotar. Utviklinga føregår i ulike delar av fordøyingskanalen og tek dagar. Hos pattedyra finn vi berre trypomastigotar, og desse formeirar seg ved todeling. Patogen effekt: Hos storfe kan T. congolense congolense anten gje ein akutt sjukdom med dødeleg utgang i løpet av ca. 10 veker, ein kronisk sjukdom, der dyra kjem seg att etter ca. eitt år, eller ein nesten symptomfri infeksjon. Eit liknande sjukdomsbilete ser ein hos sau, geit og hest. Symptoma er stort sett som nemnt for T. brucei brucei, altså anemi, gradvis svekking, nedgang i mjølkeproduksjonen og tilveksten og etter kvart avmagring. Trypanosoma vivax vivax Denne underarta finst hos m.a. storfe, sau, geit, kamel og