background image

Dr. Jabar Etaby     Lecture   one 
 
 

GIARDIASIS (lambliasis) 

EtiologyGiardia lamblia (flagellate) 

 

Epidemiology: It has worldwide distribution and is not uncommon in South Carolina.  

It is the most  frequent protozoan intestinal disease in the US and the most common   

identified cause of water-borne disease associated with breakdown of water  

purification systems, outdoorsmanship, travel to  endemic areas (Russia, India,  

Rocky Mountains, etc.) and day care centers. 

Morphology

Trophozoite: It is12-15 µ, half pear shaped with 8 flagella and, 2 axostyles arranged  

in a bilateral  symmetry. There are two anteriorly located large suction discs. The  

cytoplasm contains two 2  nuclei and two parabasal bodies (Figure 7). 

Cyst: Giardia cysts are 9-12 µ ellipsoidal body with smooth well-defined wall. The  

cytoplasm  contains 4 nuclei and many structures of the trophozoite. 

 

Life cycle : Infection occurs by ingestion of cysts, usually in contaminated  

water.  Decystation occurs in duodenum and trophozoites (trophs) colonize the  

upper small intestine  where they may swim freely or attach to the sub-mucosal  

epithelium via the ventral suction disc.  The free trophozoites encyst as they move  


background image

down  stream and mitosis takes place  during the  encystment. The cysts are passed  

in the stool. Man is the primary host  although beavers, pigs and  monkeys are also  

infected and serve as reservoirs. 

     

Life cycle of Giadia lamblia. Infection occurs by the  ingestion  

of cysts in contaminated water or food. In the small intestine,   

excystation releases trophozoites that multiply by longitudinal  

binary fission. The  trophozoites remain in the lumen of the  

proximal small bowel where they can be  

Free or attached to the mucosa by a ventral sucking disk.  

Encystation occurs  when the parasites transit toward the  

colon, and cysts are he stage found in  normal (non diarrheal)  

feces. The cysts are hardy, can survive several months in  cold  

water, and are responsible or transmission. Because the cysts  

are infectious when passed in the stool or shortly afterward,  

person-to-person transmission is possible. While animals are  

infected with Giardia, their importance as a reservoir is unclear 

Figure 6 

  

 


background image

 

 

Symptoms: The early symptoms include flatulence, abdominal distension, nausea   

and foul-smelling bulky, explosive, often watery, diarrhea. The stool contains  

 excessive lipids but very rarely any blood or necrotic tissue. The more chronic stage   

is associated with vitamin B

12

 malabsorption, disaccharidase deficiency and lactose  

intolerance. 

Pathogenesis 
The  mechanisms by which 

Giardia  

causes diarrhea and 

malabsorption have not been elucidated. There is no evidence that 

Giardia 

produces an enterotoxin or that it invades the intestinal 

epithelial cells. Electron microscopy shows that the ventral disk 
embeds the parasite into the epithelial microvillus layer and 
“footprints” of formerly adherent trophozoites are visible on the 
epithelial cell surface. However, even in a heavy infection, the surface 
area covered and possibly damaged by the adherent  trophozoites 
cannot account for the symptoms. In humans, biopsy of the infected 
gut shows little abnormality. In a European study in which over 500 
biopsy specimens from 

Giardia

-infected patients were observed, 

slightly over 96% had normal looking mucosa and 3.7% had mild 
villous shortening with a ismall amount of neutrophil and lymphocyte 
 infiltration. The lack of histologic abnormalities in the majority of 
symptomatic patients has also been observed in other, smaller 
studies. In one study in which patients with villous shortening and 
inflammatory infiltration were followed with serial biopsies, these  


background image

abnormalities all resolved after the infection was eradicated.  
In the murine models of giardiasis, similar findings of villous atrophy 
and  inflammatory infiltration of villous epithelium can be observed. 
However as with humans, the findings are subtle and the 
inflammatory changes mild. 
 
Giardiasis 

7

 

In conclusion, the cause of diarrhea and malabsorption in Giardia 
infection is likely to be   multifactorial,  involving the host immune 
response to the pathogen as well as, yet to be identifi ed, cytopathic 
substances that the parasite may secrete. 
Additionally, it has been suggested that 

Giardia 

may cause pathology 

by alteration of the bile content or endogenous flora of the small 
intestine which in turn could 
affect the absorptive function of gut. These hypotheses must now be 
formally tested before a more complete picture emerges. 
Diagnosis 
The traditional method of diagnosis is examination of stool for 
trophozoites  or cysts (stool O&P). Both fresh and fixed stool 
specimens are usually examined. Cysts are normally found but motile 
trophozoites can be observed in a fresh specimen of loose stool . 
Because the parasites are normally found in the small intestine and 
are shed intermittently, the sensitivity of one stool specimen is low, in 
the range of 50 - 70%. However, examination of three specimens, 
from three different days, increases the sensitivity to 85 - 90%; specifi 
city is close to 100%. 


background image

This assay remains the most widely used method to diagnose 

Giardia 

infection and is the gold standard to which other newer assays are 
usually compared. It is important to note that there can be a delay 
between the onset of symptoms and the excretion of cysts so that a 
negative stool sample in someone in whom giardiasis is suspected 
warrants reanalysis at alater time. 
Recently, new assays have been developed based on detection of 

Giardia 

antigens. The direct fluorescent antibody test (DFA), uses a 

Giardia

-specifi c antibody conjugated to a fluorophore to stain stool 

specimens. Because the parasites are labeled, much larger regions 
of the slide can be scanned more quickly and the likelihood 
of detecting the parasite is increased. On a single stool specimen the 
sensitivity is between 96 - 100%. Other antigen-detection tests detect 
soluble 

Giardia

-specifi c proteins in the stool. There are two different 

types of soluble-antigen-detection 

Covering of the epithelium by the trophozoite and flattening of the mucosal surface  

results in malabsorption of nutrients. 

Immunology:  

Some role for IgA and IgM. Increased incidence in immunodeficiency (e.g. AIDS). 

 

 

 

 

 


background image

 

 

 

Diagnosis:  

Symptoms, history, epidemiology. Distinct from other dysentery due to lack of  

mucus, and blood in the stool, lack of increased PMN leukocytes in the stool and  

lack of high fever. Cysts in the stool and trophs   in duodenal content  

obtained using a string device (Enterotest

R

). Trophs must be distinguished from the  

nonpathogenic flagellate Trichomona hominis, an asymmetrical flagellate with an  

undulating membrane. 

 

Cysts of Giardia lamblia,stained 

with iron- hematoxylin (A, B) and 

in a wet mount (C; from a 

patient seen in Haiti). Size: 8-12 

µm in length. These cysts have 

two nuclei each (more mature 

ones will have four). CDC 

  

Giardia lamblia 

cyst. Chlorazol black. CDC/Dr. 

George R. Healy  


background image

  Giardia lamblia 

cyst. Iodine stain. CDC 

  Giardia lamblia. 

Indirect fluorescent antibody 

stain. Positive test.  

CDC/Dr. Govinda S. Visvesvara 

gsv1@cdc.gov  

Giardia  

trophozoites in section of 
intestine (H&E)  © 

Dr Peter 

Darben

Queensland University 

of Technology clinical 
parasitology collection. Used 
with permission 

 

  Giardia lamblia. 

Indirect fluorescent antibody 

stain. Negative test.  

CDC/Dr. Govinda S. Visvesvara  

gsv1@cdc.gov  

Protozoa Infection in Human Intestine sp.  (Giardia) 

sp. © 

Dr Dennis Kunke

l, University of Hawaii. Used with permission 

 

Figure 7 

Treatment: Metronidazole is the drug of choice. 

 

 

  

 

 


background image

 

 

 

 

 

 

 


background image

 


background image

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

 

Lecture Two               DR.  Jabar Etaby 

OTHER INTESTINAL PROTOZOA 

 

Blanatidium coli and Cryptosporidium (parvum) are both zoonotic protozoan   

intestinal infections with some health significance. Isospora belli is an opportunistic  

human parasite. 

B. coli: This is a parasite primarily of cows, pigs and horses. The organism is a large  

(100x60 µ) ciliate with a macro and a micronucleus (Figure 8). The infection occurs  

primarily in farm workers and other rural dwellers by ingestion of cysts in fecal  

material of farm animals. Man to man transmission is rare but possible. Symptoms  

and pathogenesis of balantidiasis are similar to those seen in entamebiasis,  

including intestinal epithelial erosion. However, liver, lung and brain abscesses are  

not seen. Metronidazole and iodoquinol are effective. 

   

Balantidium coli 
trophozoites. These  

are characterized by: their 

Bala

ntidium coli trophozoites in section of 
intestine (H&E) 

 © 

Dr Peter Darben

Queensland 

University of Technology clinical 

 


background image

large size  40 µm to more 
than 70 µm)  the  

presence of cilia on the cell 
surface –  particularly visible 
in (B) a cytostome  

(arrows)  a bean shaped  

macronucleus which is often 
visible - see (A), and a 
smaller, less conspicuous 
micronucleus CDC

1

 

 
 
 
 
 
Balantidium coli   
 
Balantidium coli 
is a parasite of many species of animals, including pigs,  
 
 
rats, guinea pigs, humans, and many other 
 
animals. It appears that the parasite can be transmitted readily among these  
 
species, providing the appropriate conditions 
 
are met (i.e., fecal contamination). Humans are infected when they ingest  
 
cysts via food or water contaminated with fecal 
 
material. In many respects this parasite resembles 

Entamoeba histolytica 

---  

 
an important difference that can have a 

                                                           

1

  


background image

 
significant impact of epidemiology is that trophozoites of B. coli will encyst  
 
after being passed in stools, trophs of E. 
 
histolytica 
will not. In humans this parasitic species resides most often in the  
 
large intestine, and it can invade the mucosa 
 
 
 
(or invade lesions caused by other organisms) causing serious pathology.  
 
 
Ectopic (extra-intestinal) infections can also 
 
occur. You can view a diagram of the life cycle 

here

 
A trophozoite 

 

 
 
 
 
 
 
 
 


background image

 
 
 
 
 
 
 
 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


background image

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


background image

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 5 أعضاء و 80 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