مواضيع المحاضرة:
background image

Unit 2: Protozoa

 

 

 

18 

Lecture 8+9+10+11 – Subphylum 
Mastigophora (Flagellates of blood 
and tissues "Hemoflagellates") 

  The hemoflagellates of human include the genera 

Trypanosoma and Leishmania. 

1)  All these organisms require 2 hosts in their life cycle. 

Man or other mammals on the one hand and blood 
sucking insect (intermediate host) on the other. 

2)  They live in the blood and tissue of man and other 

vertebrate hosts, and in the gut of the insect vector. 

3)  Multiplication in both vertebrate and invertebrate hosts is 

by binary fission. 

4)  They exist in two or more of the four developmental 

forms or stages. 
 

Hemoflagellates have 4 developmental forms: 

1)  Round intracellular stage called amastigote 

(Leishmania)(Fig. 1). The amastigote is spherical or 
subspherical, it lives and reproduces by longitudinal 
binary fission in macrophage of skin, mucosa, lymph 
node and RES.In preparation stained with Giemsa´s or 
Wright's stain the cytoplasm is pale blue and the large 
nucleus is red stain. In their cytoplasm in the median line 
of the cell, there is a deep red rod like structure called 
kinetoplast; a delicate filament called axoneme extends 
from near the kinetoplast to the cell membrane

 

Figure 1: Amastigote 

2)  Flagellated extracellular stage called promastigote 

(leptomonas) .It is is the basic of the hemoflagelate.It is 
pyriform without an undulating membrane with a 
kinetoplast at the anterior end. A free flagellum near the 
anterior end of the cell. There is no undulating membrane 
(Figure 2). 

 

Figure 2 Promastigote 

3)  Epimastigote (crithidia). Elongated extracellular stage 

with kinetoplast placed more posteriorly close to and in 
front of the nucleus. The flagellum runs alongside the 
body as short undulating membrane before emerging from 
the anterior end (Figure 3).  

 

Figure 3: Epimastigote 

4)  Trypomastigote (trypanosoma) .The cell is elongated; 

spindle shaped with a central nucleus and the kinetoplast 
posterior to the nucleus situated at the posterior end of the 
body .There is a long undulating membrane and a free 
flagellum (Figure 4).  

 

Figure 4: Trypomastigote 

 

 

 


background image

Unit 2: Protozoa

 

 

 

19 

Leishmania 

  The genus Leishmania has been named after Sir William 

Leishman, who discovered the species (Leishmania 
donovani
) that cause kala-azar. 

  Genus Leishmania are parasites of man, dog, gerbil, and 

other rodents which represent the definitive hosts whereas 
blood sucking sandfly of the genus Phlebotomus ( female 
only) serve as intermediate hosts or vectors which 
transmit the parasite from one mammalian host to another.  

  In man and reservoir host (dogs, rodent) , the organism  in 

the amastigote form is a parasites of macrophage cells 
which multiply by binary fission and cause death of the 
host cells. 
 

  Morphology

  The leishmania of man have been grouped into 3 species. 

1)  Leishmania tropica complex cause old world 

cutaneous leishmaniasis. 

2)  Leishmania braziliensis complex and  Leishmania 

mexicana complex cause new world cutaneous and 
mucocutaneous leishmaniasis. 

3)  Leishmania donovani complex cause visceral 

leishmaniasis. 

  These species are morphologically similar but they 

differ clinically, epidemiologically, immunologically 
and biochemistry. 
 

  Life cycle (Figure 5) 

  2 stages in the life cycle are known: 

1) Promastigote stage in sandfly and culture. 
2) Amastigote in mammals and reservoir animal. 

I.  When a sandfly bite an infected person or reservoir host, it 

sucks up parasitized macrophage or temporarily free 
amastigote in the blood,                                                 
Midgut of the fly               flagellated promastigote and after 
rapid multiplication                    infective promastigote and 
migrate forword. From the foregut they are regurgitated or 
otherwise introduced into the skin of the next individual 
when the sandfly takes another blood meal. 

II.  When a sand fly bites another healthy persons, the fly 

inject the promastigote into the skin, the promastigote 
rapidly changed to amastigote after phagocytosis by 
macrophage, amastigote multiply filling the cytoplasm of 
macrophage. The infected cells burst, the released 
parasites are again phagocytosed and the process is 
repeated. Cutaneous or visceral leishmaniasis depending 
upon the species of the parasites and the host response. 

 

 

Figure 5: life cycle of leishmania (Cutaneous and 
Visceral) 

  Blepharoplast: A basal body in certain flagellated 

protozoans that consists of a minute mass of chromatin 
embedded in the cytoplasm at the base of the flagellum. 

  parabasal body, a cytoplasmic body of varying 

appearance, structure, and function closely associated 
with the nucleus, kinetoplast, and basal body in certain 
parasitic flagellate protozoa- it is usually connected to the 
basal body by a fibril or thread, which together are known 
as the parabasal apparatus. More than one such structure 
may be present in each organism. Some authorities 
consider the parabasal body to be the Golgi complex of 
these cells.  
 


background image

Unit 2: Protozoa

 

 

 

20 

Leishmaniasis 

  A group of diseases caused by protozoa of the genus 

Leishmania. 

  Leiahmaniasis classified into: 

1) Cutaneous leishmaniasis. 
2) Mucocutaneous leishmaniasis. 
3) Visceral leishmaniasis. 

1) Cutaneous leishmaniasis 

  Is classified into: 

a) Old world cutaneous leishmaniasis (oriental sore, Delhi 
boil) 
b) New world cutaneous leishmaniasis. 

  The insect (vector) is a sandfly called phlebotomus 

sandfly in old world cutaneous leishmaniasis and 
lutzomyia for new world cutaneous leishmaniasis. 
 

a)  Old world cutaneous leishmaniasis

1)  Leishmania tropica minor (dry or urban cutaneous 

leishmaniasis, oriental sore, Aleppo button, Jericho boil, 
Delhi boil, Baghdad boil).It is anthroponotic disease 
transmitted from human to human. L.tropica may 
become viscerotropic. 

2)  Leishmania tropica major (rural or wet cutaneous 

leishmaniasis).It is zoonotic disease. 

3)  Leishmania aethiopica (cutaneous and diffuse or 

disseminated cutaneous leishmaniasis of Ethiopia, anergic 
cutaneous leishmaniasis). 
 
Incubation periods 2 weeks – 3 years  

  In Leishmania tropica and Leishmania aethiopica as log 

as 3 years. 

  In Leishmania major 2 weeks. 

 

Life cycle: As in figure 5.   
 
Clinical features and pathogenesis(Leishmania tropica
 
and Leishmania major
): 

  The lesion occur at the dermis at the site of the 

inoculation of the promastigote.Mucous membrane are 
rarely involved. 

  The lesion appears first as macule, then papule with 

slightly raised center covered by a thin blister like layer of 
epidermis. 

  The lesion then breaks down with discharge of a small 

amount of clear or purulent exudate. At the ulcer crater 

like base in the dermis, a granulation layer is formed and 
the margin becomes indurated by infiltration of fibroblast. 

  In the dry type , the disease  is chronic ,occurs in the 

urban area , single lesion ,face is affected ,the ulceration is 
slow and may not occur with little surrounding tissue 
reaction ,the healing may take > 1 year, human is the only 
reservoir. 

  In the wet type, the disease is acute, occurs in the rural 

area, lower limb is affected, the ulceration is multiple and 
prone to early ulceration with high degree of surrounding 
tissue reaction and liable for secondary bacterial infection, 
the healing may take 3-6 months, gerbils and other rodent 
are the main reservoir. 
 
Leishmania aethiopica  

  Cause cutaneous and diffuse or disseminated cutanous 

leishmaniasis of aethiopia or called anergic cutaneous 
leishmaniasis. 

  It occurs in the highlands of Ethiopia, in Kenya, and 

possibly Yemen.  

  Morphologically it is indistinguishable from Leishmania 

tropica

  The animal reservoirs are species of hyrax. 

  It cause disseminated leishmaniasis because of deficient 

cell mediated immunity due to some characteristic of the 
parasites itself. 

  The patient is not anergic to other infective agent, react 

normally to, tuberculin skin test and have normal IgG 
level but negative leishmanin skin test. 

  Clinically, three types have been described (lepromatoid, 

intermediate and tuberculoid). 
 

b)  New world cutaneous leishmaniasis 

(American cutaneous leishmaniasis).  

They are caused by Leishmania mexicana complex and 
Leishmania braziliensis complex. The American strains of 
leishmania causing cutaneous leishmaniasis differ in their 
tendency to involve the mucous membrane of the mouth 
and nasopharynx by extension or metastasis. 

Leishmania mexicana complex 

1)  Leishmania mexicana mexicana, found in Mexico, 

Guatemala and Belize. It cause chiclero ulcer or bay sore 
(name is derived from high occurance of the infection in 
chicle collectrors) which affect the face, ears and does not 
spread to the nasopharynx. The disease is mild and self-
limiting consisting of single papule, nodule or ulcer. 


background image

Unit 2: Protozoa

 

 

 

21 

2)  Leishmania mexicana amazonensis cause cutaneous 

lesion with no nasopharyngeal involvement. It occurs in 
Amazon basin. 

3)  Leishmania mexicana pifanoi cause disseminated 

cutaneous disease in Venezuela. 

Leishmania braziliensis complex:

 

1)  Leishmania braziliensis guyanensis in Guiana, 

Venezuela and Brazil. 

2)  Leishmania braziliensis panamensis in panama and 

Colombia. 

3)  Leishmania braziliensis peruviana which cause uta 

(resemble oriental sore) without nasopharyngeal 
involvement. 
 

2) Mucocutaneous leishmaniasis 

It is caused primarily by Leishmania braziliensis which 
cause Espundia start as papule at the site of bite and then 
metastatic lesion forms, usually at the mucocutaneous 
junction of the nose and mouth leading to disfiguring 
granulomatous ulcerating lesion destroying the nasal 
cartilage but not adjacent bone. Death occurs from 
secondary bacterial infection. 

  Immunity to cutaneous leishmaniasis: 

Host recovery in cutanous leishmaniasis depends on the 
development of cell mediated immunity.  
The usual cutaneous lesion heals spontaneously. 
In certain instances, healing does not occur; these cases 
may represent the 2 poles of the spectrum of response. 
The first spectrum is the anergy as in leishmania 
aethiopica. 
The second spectrum represent the hypersensitivity 
reaction in which the patient is capable for excellent Ab 
and cellular responses but cannot completely eliminate the 
parasites , so as the central lesion heals, active peripheral 
ones continue to form . This stage is called leishmaniasis 
recidiva or lupoid leishmaniasis (in Leishmamnia 
tropica
). 

  Diagnosis: 

1)  Specimens: Lymph node aspirate, scrapings and biopsies 

from the margin of the lesion. The center of purulent 
discharge is of no value. 

2)  Microscopic examination: The specimen smeared onto a 

clean glass slide, the slide stained with Giemsa´s stain for 
demonstration of amastigote within the macrophage or 
spread out from ruptured cells. 

3)  Culture in NNN (Novy-MacNeal-Nicolle) medium or 

inoculation in hamster. 

4)  Leishmanin skin test (The test done by i.d injection of a 

suspension of killed promastigote) is positive in high % of 
L.tropica and >95% of L.braziliensis.It is positive in 
patient with active, healed or cured lesions and negative 
in anergic persons (in diffuse leishmaniasis).False positive 
seen in patient with tuberculosis, leprosy and mycosis. 
 

  Treatment: 

1)  Small lesion:  

1.  Freezing with liquid CO2 (cryotherapy). 
2.  Curettage 
3.  Infiltration with 1-2 ml of Na stibogluconate (pentostam) ®. 

2)  Drug therapy: 

1.  Na stibogluconate (pentostam) ®. 

For multiple lesions or in disfiguring site.  
The dose given i.m or i.v 20 mg /kg body weight for 20 
days, repeated 10 days interval in resistant cases for 
maximum 3 courses. 
It acts by inhibition of the glycolytic enzyme and fatty 
acid oxidation in leishmanial amastigote.  
Na stibogluconate (pentostam) ® used for the treatment of 
all form of cutaneous leishmaniasis except leishmania 
aethiopica which respond to pentamidine. 

2.  Oral ketocanazole used daily for 4-8 weeks in treatment 

of long standing cutaneous leishmaniasis.  

3.  Amphotericin B in cases not responding to pentostam. 
4.  Iraconazole in India to treat cutaneous leishmaniasis. 
5.  Clotrimazole 1% cream in Saudi Arabia. 
6.  Oral dapsone. 
7.  Intradermal injection of gamma interferon
 around the 

lesion caused by L.tropica and L.guyanensis.This will 
promote healing of ulcer. 

8.  Combined vaccine (heat killed L.amazonensis+viable 

BCG) in treatment of American cutaneous leishmaniasis. 

3) 

Steroid

 for treatment of leishmaniasis recidiva. 

 

  Epidemiology: 

Cutaneous leishmaniasis is found around the 
Mediterranean littoral, throughout Middle East and central 
Asia as far as Pakistan and in Sub-Saharan West Africa 
and Sudan. 
Vaccination is practiced in certain areas by inoculating 
serum from naturally acquired lesion into an 
inconspicuous location on the body of a non-immune 
person. 
 

 

 


background image

Unit 2: Protozoa

 

 

 

22 

3)  Visceral leishmaniasis  

  It is caused by at least three species belonging to the 

Leishmania donovani complex with different geographical 
distribution. The three species are (Leishmania donovani, 
Leishmania infantum, Leishmania chagasi
). 

  The causative agent is a parasites of the RES not confined 

to the mucous membrane and subcutaneous tissue but 
throughout the body. 
 

a)  Leishmania donovani. 

  occur in India, east Pakistan, Sumatra, Thailand, and the 

central Africa, Chad, Ethiopia, Somali republic, Djibouti, 
Kenya, Sudan , Gabon, Gambia and Niger . 

  It affects all age group. 

  Human is the only reservoir in India.  

Various rodents in Sudan. 
Dogs in china. 

  The vector is phlebotomus. 

 

b) Leishmania infantum. 

  It is found along the whole Mediterranean littoral, near 

east and Africa. 

  It occurs in children. 

  Human is an accidental host. 

  Dogs are the Reservoir. 

  The vector is phlebotomus. 

 

c)  Leishmania chagasi. 

  In central and South America. 

  Infect children. 

Foxes, domestic dogs and cats are naturally infected. 

  The vector is lutzomyia. 

 

  Life cycle and pathogenesis: 

  Leishmania donovani has a predilection for the 

reticulendothelial cells of the spleen, liver, bone marrow, 
and visceral lymph node and as the promastigote stage of 
the parasite introduced into the outer dermis by an 
infected sandfly, the promastigote rapidly changed to 
amastigote after phagocytosis by macrophage, amastigote 
multiply filling the cytoplasm of macrophage. The 
infected cells burst, after colonization in the dermis which 
is in apparent, some of the organisms gain access to the 
blood stream or lymphatics and are transported to the 
viscera where lodge in fixed tissue macrophage and 
rapidly multiply. 
As the number of amastigote increase, those lead to 
intense phagocytic activity and a remarkable increase in 

the number of macrophage, increasing neutropenia, and 
anemia. 

  The decrease in the bone marrow activity + cellular 

destruction in the spleen , this lead to anemia, leukopenia 
and thrombocytopenia leading to secondary bacterial 
infection and bleeding tendency. 
Spleen is enlarged due to a combination of proliferating 
macrophage and sequestered blood cells. 
Liver is enlarged. 
Tonsils and lymph nodes are involved. 
In fatal cases, the dermis contains large amounts of 
amastigote inside the macrophage.  

  Note: In dogs, conspicuous lesions are on the skin, 

cutaneous leishmaniasis due to infection with L.tpropica 
and kala-azar caused by L.donovani are difficult to 
distinguish. 
 

  Clinical features: 

  Incubation period = 10 days – many months. 

  The onset may be insidious (which is the usual) or acute. 

In the insidious onset , the symptom begin with 
intermittent fever (36.7-42C°) with 2 peaks daily , 
weakness , weight loss, massive enlargement of the spleen 
, hyperpigmentation of the skins is seen in light skinned 
patient ( kala-azar means black sickness) ,abdomen is 
protuberant. 

  The course of the disease runs for months - years, initially 

the patients feel well despite the fever. As the anemia, 
leucopenia and thrombocytopenia increase, this lead to 
weakness, infection, bleeding from the gums, lips, nares, 
and the GIT. Untreated cases are fatal due to secondary 
infection. 
 

  Complications: 

1) Diarrhea or dysentery. 
2) Bronchopneumonia. 
3) Cancrum oris (gangrene of the oral cavity) less 
frequently. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


background image

Unit 2: Protozoa

 

 

 

23 

Dermal leishmaniasis: 

Post kala-azar dermal leishmaniasis, present first as 
hypopigmented or erythematous macules on any part of 
the body or as nodular eruption especially on the face. 
The organism may be present in the lesion. It is a delayed 
hypersensitivity to parasite antigen and is interpreted as 
an indication of inadequate treatment with residuance of 
parasites that continue to propagate. 

  Diagnosis: 

1)  Nonspecific tests. Pancytopenia, reversed 

Albumin/Globulin ratio

2)  Specimens. Bone marrow, spleen and lymph node 

biopsies for detection of intracellular amasatigote (L-D 
bodies).Splenic aspirates are the most sensitive method 
for the diagnosis. 

3)  Culture in NNN (Novy-MacNeal-Nicolle) medium. 

Note: The diagnosis is established by visualization of 
amastigotes in smear, biopsies, or by growth of 
promastigote in culture. 

4)  Serological tests: for detection of antigen or antibody.e.g.  

I) indirect fluorescent Antibody test (IFAT).  
II) Enzyme Linked Immunosorbant Assay (ELISA).  
III) Direct agglutination test (DAT). 
IV) Immunochromatographic K39 strip test 
{Recombinant leishmanial antigens or synthetic 
peptides (rK39)} (dipstick test). 
The recombinant antigen is a 39 amino acid (rK39) cloned 
from the C-terminus of the kinesin protein of Leishmania 
species that cause visceral infecction. This test is used to 
detect antibodies against K39 antigen in patient with 
visceral leishmaniasis. 
The sensitivity of the test is 100% and the specificity is 
97%. 
The test is simple, rapid (10 minutes), inexpensive, 
requires no other reagents or instruments that can be 
performed in the field by the paramedics. 
These tests (serological) remain positive for several 
months after cure has been achieved, so don’t predict 
response to treatment or relapse.  

5)  Napier's Aldehyde test. One ml of the patient´s serum 

mixed well with a drop of 40% formalin, shaken and kept 
at room temperature. 
A positive reaction is gellification and opacification of the 
serum appearing in 2-20 minutes. This test is based on the 
principle that a patient with visceral leishmaniasis has a 
high concentration of IgG (hypergammaglobulinemia) 
.This test is not diagnostic as other diseases cause also 

hypergammaglobulinemia e.g. Multiple myloma, cirrhosis 
of the liver and Schistosomiasis. 

6)  Leishmanin skin test is negative in the acute disease but 

positive 2 months after recovery. 

7)  Polymerase chain reaction (PCR)

 

  Treatment: 

A.  Pentavalent antimonial or pentavalent antimony 

compounds (abbreviation: pentavalent Sb or Sbˇ), they 
include: 

1)  Na stibogluconate (pentostam)® given by slow I.V infusion 
2)  Meglumine antimonite (Gliucantim) ® by I.M injection. 

Na stibogluconate for 28 days is the drug of choice. 

B.  B)Diamidines:Sudanese infections are generally 

resistant to antimonials, and treatment, should be initiated 
with pentamidine® at the rate of 2 to 4 mg /kg body 
weight i.m for 10 – 15 days. 

C.  Amphotericin B can be used. 
D.  Allopurinol can be used in the treatment of visceral 

leishmaniasis in patient with AIDS. 

E.  Antimony and Gamma interferon can be used 
F.  Miltefosine .It is antineoplastic and used as 

antiprotozoal.It is used in  the treatment of cutaneous and 
visceral leishmaniasis in India, Colombia. 
 

  Immunity: 

Lifelong immunity.  
Massive polyclonal hypergammaglobulinemia with little 
evidence of cell mediated immunity is the role in visceral 
leishmaniasis. The elevated immunoglobulin level 
diminishes rapidly when treatment begins. 

  Epidemiology: 

Kala-azar is endemic in northern china, eastern india, 
Afghanistan and Turkestan, Sudan, many foci around the 
Mediterranean sea, Ethiopia, the east and west coasts of 
Africa, Paraguay, Bolivia, northern Argentina, eastern 
Brazil, and minor foci elsewhere in South and Central 
America. 
In most of these areas, the infection is endemic or 
hyperendimic but on occasion it may become epidemic. 

  Control and prevention. 

1) Destroying the stray dogs. 
2) Using an insecticide. 
3) Mosquitoes net. 
4) Insect repellent cream. 
5) Treatment of infective patient. 


background image

Unit 2: Protozoa

 

 

 

24 

Trypanosoma 

  The hemoflagellates of the genus trypanosoma occur in 

the blood of mammals as mature elongated 

trypomastigote. 
The trypomastigote is an Elongated bodies supporting a 
longitudinal lateral undulating membrane and a flagellum 
that borders the free edge of the membrane and emerge at 
the anterior end as a whip like extension. The kinetoplast 
is a darkly staining body lying in the posterior end of the 
body immediately adjacent to tiny node (blepharoplast) 
from which the flagellum arise, this form called 
trypomastigote (Figure 1). 

 

Figure 1: Trypomastigote 

  The forms that are seen in the vectors are called 

epimastigote (crithidia) 
Elongated extracellular stage with short undulating 
membrane and a kinetoplast placed posteriorly in the 
anterior end near the nucleus, this form called 
epimastigote (Figure 2) 

 

(Figure 2:  Epimastigote) 
 
Some species of trypanosomes apparently lives in their 
natural vertebrate hosts without causing evident disease, 
other cause variable degree of tissue pathology. 
Three species of trypanosomes that commonly parasitize 
man are all pathogenic and not infrequently cause death. 

 

The three species are: 
1) Trypanosoma brucei rhodesiense. 
2) Trypanosoma brucei gambiense. 
3) Trypanosoma cruzi. 

Trypanosoma brucei brucie, Trypanosoma brucei 
rhodesiense, Trypanosoma brucei gambiense and 
Trypanosoma rangeli are called salivarian trypanosomes 
because the forms of parasite that are infective for the 
mammalian host develop in the saliva. 

Trypanosoma cruzi differ in two aspects: 

1)  It is leishmania like in having dividing amastigote tissue 

forms. 

2)  The infective stage develops in the hindgut of the vector 

and emerges from the intestine (posterior station) in the 
feces and this is called stercorian trypanosome. 
 

Trypanosoma cruzi (Schizotrypanum) 

Disease: chagas´ disease or American trypanosomiasis. 

  Life cycle (Figure 3): 

  Reservoirs are domestic cats, dogs and wild species such 

as armadillo, raccoon, and rats. 

  Two main stages of Trypanosoma cruzi are found in 

mammalian host, amastigote and trypomastigote, while 
epimastigote (crithidial) and trypomastigote are found in 
triatomine bug. 

  The reduviid bugs ingest trypomastigotes in the blood of 

the reservoir hosts. In the insect gut, they multiply and 
differentiate first into epimastigotes and then into 
trypomastigote.  

  When the bug bites again, the site is contaminated with 

feces containing metacyclic trypomastigotes, which enter 
the blood of the host (or reservoir) through the bite wound 
or intact mucous membrane (conjunctiva, mouth). The 
parasites are engulfed by macrophages and become 
amastigotes. After 4 or 5 days of multiplication by binary 
fission, amastigotes again become trypomastigotes, 
disrupt the cell, and enter the blood stream and other 
tissues where the cycle continues as long as the host lives. 

  Many cells are affected, but myocardial, glial, and 

reticuloendothelial cells are the most frequent sites.      

  To complete the cycles, amastigotes differentiate into 

trypomastigotes, which enter the blood and are taken up 
again by the reduviid bug. 

  In tissues the accumulation of multiplying parasites 

produces pseudocysts; the amastigote are 


background image

Unit 2: Protozoa

 

 

 

25 

indistinguishable from those of L.donovani but in 
L.donovani
, it invades only macrophages whereas in 
T.cruzi, amastigote invades the cells of any tissue. 

  Other less frequent modes of human infection are by 

blood transfusion and by congenital or transmammary 
transmission, organ transplantation, rarely by eating food 
contaminated with infective bug feces or by ingestion of 
infected meat. Accidental laboratory infections have been 
reported. 

  Infective stage = Metacyclic trypomastigote

 

  Pathogenesis: 

The amastigote can kill cells and cause inflammation, 
consisting mainly of mononuclear cells. Cardiac muscle is 
the most frequently and severely affected tissue. Neuronal 
damage leads to cardiac arrhythmias and loss of tone in 
the colon (megacolon) and esophagus (megaesophagous).  
During the acute phase, there are both trypomastigote in 
the blood and amastigote intracellularly in the tissue .In 
the chronic phase, the organism persist in the amastigote 
form. 
 

  Clinical features: 

  Incubation period = 5-12 days 

  The disease is seen most commonly, and in its severe 

form, in children younger than 5 years, in whom CNS 
symptoms predominate, while in older children and 
adults, the disease may be mild, subacute or chronic. 

  The first signs of acute Chagas´ disease develop at least 1 

week after invasion by the parasites. When the organisms 
enter through a break in the skin, an indurated area of 
erythema and swelling (the chagoma), accompanied by 
local lymphadenopathy, may appear.  

 

Romana’s sign—the classic finding in acute Chagas´ 
disease, which consists of unilateral painless edema of the 
palpebrae and periocular tissues—can result when the 
conjunctiva is the portal of entry.  

  These initial local signs may be followed by malaise, 

fever, anorexia, and edema of the face and lower 
extremities. A morbilliform rash may also appear. 
Generalized lymphadenopathy and hepatosplenomegaly 
may develop. Severe myocarditis develops rarely; most 
deaths in acute Chagas disease are due to heart failure.  

  Neurologic signs are not common, but 

meningoencephalitis occurs occasionally. The acute 
symptoms resolve spontaneously in virtually all patients, 
who then enter the asymptomatic or indeterminate phase 
of chronic T.cruzi infection 

  Symptomatic chronic Chagas´ disease becomes 

apparent years or even decades after the initial infection. 
The most commonly involved is the heart, also dilatation 
of hollow viscera (megaesophagus, megacolon and 
megaureter). 
Death from chronic chagas´ disease is usually due to 
cardiac arrhythmias and failure. 
 

  Laboratory diagnosis

1)  Acute disease  

a.  Wet blood preparation for motile organisms  
b.  Thick and thin blood film for demonstration of C-

shaped trypomastigote. 

c.  Culture in NNN medium 
d.  Muscle biopsy for amastigote 
e.  Polymerase chain reaction (PCR) when repeated 

attempts to visualize the organisms are unsuccessful 

2)  Chronic Chagas´ disease 

It is difficult because few trypomastigote in the blood 
It is diagnosed by the detection of specific antibodies that 
bind to T. cruzi antigens (serology) and by xenodiagnosis. 

a)  Serological test. 

     a) ELISA  
     b) Indirect fluorescent – antibody test  
     c) Indirect haemagglutination and  
     d) Complement fixation test. 

b)  Xenodiagnosis for chronics disease which consists of 

allowing an uninfected, laboratory – raised reduviid bug 
to feed on the patient and, after several weeks, examining 
the intestinal contents of the bug for the organism. 
 

  Treatment: 

The drug of choice for the acute form is nifurtimox, kills 
the trypomastigote. 
Benznidazole is an alternative drug. 
No drug for chronic disease. 

 

 

 

 

 

 

 


background image

Unit 2: Protozoa

 

 

 

26 

Trypanosoma gambiense and 
Trypanosoma rhodesiense. 

Disease: 

They cause sleeping sickness (African trypanosomiasis). 

  Trypanosoma gambiense (Gambian or West African 

sleeping sickness). 

  Trypanosoma rhodesiense (Rhodesian or East African 

sleeping sickness). 

 

Trypanosoma rhodesiense 
(Rhodesian or East African sleeping sickness) 

 

  Life cycle (Figure 1) 

  The vector for both is the tsetse fly, but different species 

of fly are involved. 

  Humans are the reservoir for Trypanosoma gambiense, 

whereas Trypanosoma rhodesiense has reservoirs in 
both domestic animals (especially cattle) and wild animals 
(e.g., antelopes). 
Tsetse fly ingests trypomastigote in blood meal from a 
reservoir host. 
They multiply in the insect gut and then migrate to the 
salivary glands, where they transform into epimastigotes, 
multiply further, and then form metacyclic 
trypomastigotes, which are transmitted by the tsetse fly. 
The development within the fly requires 3 weeks.  

  In man: 

Metacyclic trypanosomes injected in the skin by tsetse fly, 
multiply at the site of injection. Inside human, 
multiplication in blood, lymph nodes, and spleen is by 
binary fission as trypanosomal form. 

 

  Pathogenesis: 

  In the acute form, a cyclical fever spike occurs that is 

related to antigenic variation of the surface 
glycoprotein
. The antigenic variation of surface 
glycoprotein is explained by the fact that trypanosomes 
may have 1000 or more variant surface glycoprotein 
(VSG) genes and trypanosomes change their surface 
antigen glycoprotein by turning off one gene coding for a 
(VSG) and turning on another. As a result, one antigenic 
type will coat the surface of the parasites for 
approximately 10 days, followed by other types. These 
antigenic variations allow the organism to evade the host 
immune response (Figure 2). 

 

Figure 2: antigenic variations in African trypanosome 
    VSG=Variant surface glycoprotein 
 

  A self-limited inflammatory lesion (trypanosomal 

chancre) may appear a week or so after the bite of an 
infected tsetse fly. The chancre subsides in a week or two 
as the trypanosomes gain entry to the circulating blood. 
Then they enter the lymph nodes, where a second focus of 
inflammation occurs, with hyperplasia of the endothelial 
lining of the blood sinuses and perivascular infiltration of 
leukocytes. Thos process is rapid, fulminating, and often 
causes death in a few months. Rarely the patient lives 
long enough for the trypanosomes to invade the central 
nervous system and produce the signs of the third stage of 
the infection (Sleeping Sickness).   
 

  Clinical features: 

  Incubation periods= 1-2 weeks. 

  After the incubation period, the patient suffers from 

headache, febrile paroxysms that recur frequently, 
weakness, loss of weight. Lymph node enlargement is not 
pronounced. Skin rash, odema and myocarditis may be 
present. CNS signs are not common. 

  Death occurs within 1 year due to intercurrent infections. 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


background image

Unit 2: Protozoa

 

 

 

27 

Trypanosoma gambiense 
(Gambian or West African sleeping sickness

)

 

 
Life cycle: As for Trypanosoma rhodesiense
 (Figure 1) 

  Pathogenesis: 

As for Trypanosoma rhodesiense, but the difference is 
that T. gambiense enter the arachinoid spaces of the CNS 
and the in brain substance. Thus following the initial 
lesion in the skin, three progressive stages occur: 
Parasitemia, Lymphadenitis, and CNS involvement. 

  Clinical features: 

Incubation period = 6-14 days. 
The initial lesion is an indurated painful skin ulcer 
(trypanosomal chancre) at the site of bite. A Blood film 
reveals trypanosomes. This period of symptom free last 
for weeks or months, then the infection may be abortive 
or the parasites invade lymphatic tissues leading to 
intermittent weekly fever( febrile attack of about a week's 
duration and then afebrile period) and lymphadenopathy 
develop. Enlargement of the posterior cervical lymph 
node (Winterbottom´s sign)
 is commonly seen. Axillary 
and groin lymph nodes are also involved with 
splenomegaly 
After some months in the absence of treatment, the central 
nervous system is invaded and is characterized initially by 
headache, insomnia by night and sleepiness by day, mood 
changes followed by muscle tremor, slurred speech and 
apathy progress to somnolence, coma and death. 
  

  Diagnosis: 

1)  Thick or thin blood film, an aspirate of the chancre or 

enlarged lymph node, bone marrow biopsy to reveals 
the trypomastigote. 
The likelihood of finding parasites in blood is higher in 
stage I,II than in stage III disease and in patients infected 
with T. b. rhodesiense rather than T. b. gambiense

2)  CSF in case of encephalitis reveals trypanosomes with 

elevated protein level, pleocytosis, high IgM and CSF 
pressure. 

3)  Culture in NNN medium.  
4)  Serological tests: card indirect agglutination test for 

trypanosomiasis, and ELISA for IgM Ab. 
 

  Treatment: 

Suramin is the most effective drugs but does not cross the 
blood brain barrier. 
Pentamidine is an alternative drug. 
Melarsoprol in case of CNS involvement 

Comparison of West African and East African 
Trypanosomiases
 

Point of 
Comparison 

West African 

East African 

 

(Gambiense) 

(Rhodesiense) 

Organism 

T. b. 
gambiense 

T. b. rhodesiense 

Vectors 

Tsetse flies 
(palpalisgroup) 

Tsetseflies 
(morsitansgroup) 

Primary reservoir 

Humans 

Antelope and 
cattle 

Human illness 

Antelope and 
cattle 

Acute(early CNS 
disease) 

Duration of illness 

Months to 
years 

<9 months 

Lymphadenopathy  Prominent 

Minimal 

Parasitemia 

Low 

High 

Diagnosis by 
rodent inoculation
 

No 

Yes 

Epidemiology 

Rural 
populations 

Workers in wild 
areas, rural 
populations, 
tourists in game 
parks 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

Unit 2: Protozoa

 

 

 

28 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

Unit 2: Protozoa

 

 

 

29 

 

 

 

 

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Mostafa Altae
المشاهدات: لقد قام 6 أعضاء و 299 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل