Malaria
Malaria ist eine Tropenkrankheit, die durch einzellige Parasiten, genannt Plasmodien, verursacht wird. Die humanpathogenen Erreger sind Plasmodium falciparum, Plasmodium vivax, Plasmodium ovale und Plasmodium malariae. Diese Erreger werden durch den Stich der Anopheles-Mücke auf den Menschen übertragen.
Weltweit sind derzeit etwa 500 Millionen Menschen an Malaria erkrankt, wodurch es nach Tuberkulose zur zweithäufigsten Infektionskrankheit wird.
In tropischen Regionen Afrikas tritt Malaria am häufigsten auf, wo etwa 80% aller Fälle vorkommen. Kleinkinder sind besonders betroffen.
Das typische Symptom einer Malariainfektion sind Fieberschübe. Wenn diese rhythmisch auftreten, handelt es sich um weniger gefährliche Malariatypen. Unregelmäßige Fieberschübe deuten hingegen auf die eher tödlichen Malariatypen hin.
Malaria: Synonyme
Sumpffieber, Febris intermittens, Wechselfieber, Paludismus, Marschenfieber, Kaltes Fieber oder veraltet: Akklimatisationsfieber, Klimafieber, Küstenfieber, Tropenfieber
wissenschaftlich: Malaria
Englisch: Malaria
Spanisch: Malaria
Klassifikation nach ICD-10
B50 Malaria tropica durch Plasmodium falciparum
B51 Malaria tertiana durch Plasmodium vivax
B52 Malaria quartana durch Plasmodium malariae
B53 Sonstige parasitologisch bestätigte Malaria
B54 Malaria, nicht näher bezeichnet
Taxonomie
Clade: TSAR
Clade: SAR
Subdomäne: Alveolata
Stamm: Apicomplexa
Klasse: Aconoidasida
Ordnung: Haemospororida
Familie: Plasmodiidae
Art: Plasmodium
Unterarten
malariae
vivax
ovale
falciparum
Morphologie
Plasmodien haben komplexe Mechanismen entwickelt, um das Immunsystem ihres Wirts zu umgehen. Insbesondere repetitive Proteinsequenzen und Mechanismen der Antigenvariabilität ermöglichen es den Parasiten, Antigene auf ihrer Zelloberfläche ständig auszutauschen. Dadurch wird nicht nur eine vollständige Immunität nach Erkrankung verhindert, sondern auch die Entwicklung von Impfstoffen erschwert.
Trotzdem besitzt der Stoffwechsel der Plasmodien einige Besonderheiten, die als Angriffspunkte für Arzneistoffe dienen können.
So hemmt
- Chloroquin die Bildung des Hämozoins
- Atovaquon die mitochondriale Atmung
- Proguanil die Folat-Biosynthese im Zytoplasma
- Tetracycline Stoffwechselvorgänge im Apicoplasten
Zellstrukturen der Plasmodien
Das Plasmodium-Genom ist in 14 Chromosomen unterteilt, die sich im Zellkern befinden. Während eines Großteils ihres Lebenszyklus behalten die Parasiten eine einzige Kopie ihres Genoms bei und verdoppeln es nur für einen kurzen sexuellen Austausch im Mitteldarm des Insektenvektors. Das endoplasmatische Retikulum (ER) ist direkt mit dem Zellkern verbunden. Proteine werden vom ER zum Golgi-Apparat transportiert, der aus einem einzigen membrangebundenen Kompartiment besteht und für den Proteintransport verantwortlich ist.
Alle Plasmodium-Arten haben spezialisierte Organellen am apikalen Ende des Parasiten, die für die Sekretion von Effektoren im Wirt verantwortlich sind. Die wichtigsten sind die knollartigen Rhoptries, die Parasitenproteine enthalten und für das Eindringen in die Wirtszelle sowie für die Modifikation der Wirtszelle benötigt werden. Neben den Rhoptries befinden sich kleinere Strukturen, die Mikroneme, die Proteine enthalten, die für die Motilität sowie die Erkennung und Ankopplung an die Wirtszellen erforderlich sind.
Im gesamten Parasiten sind sekretorische Vesikel verteilt, die als dichte Granula bezeichnet werden und Proteine enthalten, die an der Modifizierung der Membran beteiligt sind, die den Parasiten vom Wirt trennt. Dies wird als parasitophorische Vakuole bezeichnet.
Plasmodium-Arten enthalten auch zwei große membrangebundene Organellen, das Mitochondrium und den Apikoplasten, die beide eine Schlüsselrolle im Stoffwechsel des Parasiten spielen. Plasmodium-Zellen enthalten nur ein einziges großes Mitochondrium, das seine Teilung mit der Plasmodiumzelle koordiniert.
Das Mitochondrium ist für das Überleben des Parasiten im Insektenwirt entscheidend, da es über den Zitronensäurezyklus Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP) erzeugen kann. Der Apikoplast ist an der Synthese verschiedener Stoffwechselvorläufer beteiligt.
Genom
Genome Plasmodium falciparum
| Parameter | Number |
|---|---|
|
Size* (bp) |
22.853.764 |
|
(G þ C) content (%) |
19,4 |
|
No. of genes |
5.268 |
|
Mean gene length (bp) |
2.283 |
|
Gene density (bp per gene) |
4.338 |
|
Percent coding |
52,6 |
|
Genes with introns (%) |
53,9 |
Exons
| Parameter | Number |
|---|---|
|
Number |
12.674 |
|
No. per gene |
2,39 |
|
(G þ C) content (%) |
23,7 |
|
Mean length (bp) |
949 |
|
Total length (bp) |
12.028.350 |
Introns
| Parameter | Number |
|---|---|
|
Number |
7.406 |
|
(G þ C) content (%) |
13,5 |
|
Mean length (bp) |
178,7 |
|
Total length (bp) |
1.323.509 |
Intergenic regions
| Parameter | Number |
|---|---|
|
(G þ C) content (%) |
13,6 |
|
Mean length (bp) |
1.694 |
RNAs
| Parameter | Number |
|---|---|
|
No. of tRNA genes |
43 |
|
No. of 5S rRNA genes |
3 |
|
No. of 5.8S, 18S and 28S rRNA units |
7 |
Malaria: Epidemiologie
Malaria ist eine weit verbreitete Tropenkrankheit, von der jährlich etwa 245 Millionen Menschen betroffen sind und die jedes Jahr mehr als 450.000 Todesopfer fordert. Die Krankheit ist besonders in Gebieten Afrikas südlich der Sahara, im nördlichen Südafrika, in großen Teilen Indiens, den Grenzgebieten zwischen Thailand und Myanmar, Laos und Kambodscha, sowie in Papua-Neuguinea und den Nachbarinseln Timor und den Salomonen verbreitet. Auch Teile Brasiliens in Südamerika sind betroffen.
Malaria kann grundsätzlich überall endemisch auftreten, wo die Meereshöhe, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Brutmöglichkeiten in den Subtropen und Tropen ideale Bedingungen für die Anopheles-Mücke bieten.
Malaria: Pathogenese
Die Anopheles Mücke ist der einzige Überträger des Erregers der Malaria, welcher ausschließlich durch die weiblichen Mücken übertragen wird. Die Parasiten, in Form von Sporozoiten, gelangen durch den Stich der Mücke in den Körper des Menschen und dringen in das Lebergewebe ein. Dort entwickeln sie sich von Hepatozyten zu Schizonten und zerfallen später in Merozoiten. Diese treten dann in den Blutkreislauf über und befallen die roten Blutkörperchen, aus denen sich neue Merozoiten bilden. Die darauffolgende Hämolyse äußert sich in Fieberschüben, da die Parasiten toxische Stoffe freisetzen.
Ein Teil der Merozoiten entwickelt sich jedoch nicht zu Schizonten weiter, sondern zu Geschlechtszellen, die bei einem erneuten Stich der Mücke in den Darm gelangen und dort befruchtet werden. Die befruchtete Eizelle vermehrt sich und es entstehen bis zu 10.000 Sporozoiten durch mehrfache Zellteilung. Diese gelangen in die Speicheldrüse der Mücke und werden erneut durch einen Stich auf Menschen übertragen.
Neben der vertikalen Infektion durch Mückenstiche kann es auch zu horizontalen Infektionen von Mensch zu Mensch kommen, beispielsweise durch Laborunfälle oder direkten Kontakt von Blut auf Hautläsionen.
Malaria: Symptome
Die Inkubationszeit, also die Zeit von der Infektion bis zum Auftreten der ersten Symptome, variiert von einer Woche bis zu mehreren Monaten.
Typische Symptome des Beginns einer Malaria-Erkrankung sind plötzlich auftretendes hohes Fieber, begleitet von Schüttelfrost, Schweißausbrüchen, starken Kopf- und Gliederschmerzen sowie gelegentlich Durchfall. Allerdings können diese Symptome auch bei anderen Infektionskrankheiten auftreten, daher sind periodisch auftretende Fieberschübe ein wichtiger Hinweis auf Malaria. Allerdings sind sie nur bei Malaria tertiana und Malaria quartana hilfreich zur Diagnosestellung. Bei Malaria tropica hingegen sind die Fieberschübe unregelmäßig.
Malariatypen
Man unterscheidet drei Typen der Malaria:
Malaria quartana: Die mildeste Form der Malaria. Fieberschüben komme rhythmisch in drei Tages Abstand. Plasmodium malariae ist der auslösende Parasit.
Malaria tertiana: Die Fieberschübe periodisch alle 2 Tage auf. Sie enden nur in selten tödlich. Verursacht durch Plasmodium vivax und Plasmodium ovale.
Malaria tropica: Die Malaria tropica ist die gefährlichste der Malaria. Typisch ist das unregelmäßige Auftreten von Fieberschüben, sodass sie meist zu spät erkannt wird. Unbehandelt endet sie in 30 % der Fälle tödlich. Plasmodium falciparum ist hier verantwortlich.
Malaria: Diagnostik
Bei allen Rückkehrern aus den Tropen ist bei fieberhaften Erkrankungen Malaria die erste Verdachtsdiagnose. Zielführend ist die Reiseanamnese und die Frage nach Einhaltung der Malariaprophylaxe.
Mikroskopischer Nachweis
Eine sichere Diagnose bietet allein der mikroskopische Nachweis von Parasiten im Blut. Dabei dient der Dicke Tropfen zur allgemeinen Verifikation einer Malaria und danach lässt sich mit dem dünnen Blutausstrich die Diagnose der speziellen Form der Malaria durch die Identifikation des Erregers.
Plasmodium falciparum: Häufig findet sich bei Plasmodium falciparum ein Mehrfachbefall der Erythrozyten mit jungen Trophozoiten. Normalerweise befinden sich keine älteren Throphozoiten im peripheren Blut, es sei denn der Patient hat eine schwere Infektion. Ein weiteres deutliches Merkmal für Plasmodium falciparum sind die leicht gebogenen Mikro- und Makrogametozyten.
Plasmodium vivax: Die Erythrozyten sind vergrößert und hypochrom.
Plasmodium ovale: Wenn Erythrozyten hiervon befallen sind, sind sie vergrößert und zusätzlich mehr oder weniger stark deformiert. Durch die Deformation bekommen die Erythrozyten eine gebogene und nach einer Seite ein sich verjüngendes Ende.
Plasmodium malariae: Beim Befall mit Mit dieser Parasitenunterart blieben die Erythrozyten normozytär. Es zeigen sich Schizonten, die bis zu 12 Merozoiten in sich haben. Diese Merozoiten formieren sich manchmal kreisförmig nebeneinander.
Schnelltests
Wegen ihrer schnellen Verfügbarkeit sind auch Antigen-sensible, immunchromatografische Schnelltests weit verbreitet. Es gibt seit einigen Jahren auch einen Urintest. Zusätzlich wird jedoch immer eine mikroskopische Untersuchung eines Blutausstrichs vorgenommen, da die Schnelltests nicht zuverlässig genug sind,
Malaria: Therapie
Nach der Diagnose Malaria sollte sofort eine medikamentöse Behandlung eingeleitet werden, die normalerweise stationär erfolgt. Bei der Malariatherapie unterscheidet man dabei zwei Behandlungsansätze:
Klinische Heilung → clinical cure: Symptombeseitigung, ohne vollständige Eliminierung der Erreger
Radikale Heilung → radical cure: Vollständige Eliminierung der Erreger
Eingesetzte Medikamenten (unvollständigte Liste): Arteether, Artemether, Artesunat, Arylaminoalkohole, Amodiaquin, Atovaquon, Biguanide, Chinin, Chinidin, Chloroquin, Doxycyclin, Diaminopyrimidine, Halofantrin, Lumefantrin, Mefloquin, Primaquin, Pyrimethamin, Proguanil und Tafenoquin.
In vielen Malariagebieten haben sich Resistenzen gegen häufig eingesetzte Medikamente gebildet. Deshalb werden zunehmend zwei unterschiedliche Wirkstoffe miteinander kombiniert.
Malaria Impfung
Allgemeiner Hinweis zu Impfungen
Eine Impfung kann keinen 100%igen Schutz garantieren und es ist möglich, trotz Impfung infiziert zu werden. Die Sicherheit des Impfstoffs kann nicht vollständig gewährleistet werden und der Beipackzettel kann ungenaue Angaben über die Inhaltsstoffe und Nebenwirkungen enthalten. Aus klinischen Studien mit einer begrenzten Anzahl von Freiwilligen können nicht alle möglichen Risiken und Nebenwirkungen erkannt werden. Somit ist es die Pflicht des verabreichenden Arztes, den Patienten über die Impfung und alle damit verbundenen Risiken und Nebenwirkungen aufzuklären.
Die individuelle Entscheidung zur Impfung muss immer beim Patienten liegen!
Es gibt keinen Impfstoff gegen die Malaria
Malaria: Prophylaxe
Eine vollständige Immunität gegen Malaria gibt es bis heute nicht. Zur Vorbeugung einer Erkrankung können lediglich eine Chemoprophylaxe sowie Schutzmaßnahmen gegen Insektenstiche ergriffen werden. Welches Medikament hierbei das geeignete ist, hängt von der vorherrschenden Art und Resistenzlage ab. Bei längeren Reisen in ein Malariagebiet kann eine medikamentöse Chemoprophylaxe über die gesamte Reisedauer erwogen werden. Außerdem empfiehlt es sich, Insektenschutzmittel zu verwenden und unter einem Moskitonetz zu schlafen. Die Verwendung von langärmliger Kleidung kann zusätzlichen Schutz bieten.
Die Vektorkontrolle durch das Versprühen von Insektiziden wird bereits seit Jahrzehnten angewendet, hat jedoch nur mäßigen Erfolg gezeigt. Eine weitere Möglichkeit zur Bekämpfung von Malaria ist der Einsatz von Pilzen wie Beauveria bassiana und Metarhizium anisopliae, die die Mücken infizieren können.
Weiterführende Quellen für Malaria
5. Juni 2023 @ 8:12