Toxoplasma gondi

RNDr. Jaroslav Flégr, - Vliv parazitického prvoka T.g. na lidské chování

Manipuluje prvok člověkem?

Někteří parazitičtí helmici, červi, prvoci, a snad i některé bakterie a viry ovlivňují chování svého hostitele cílenými chemickými nebo mechanickými zásahy do jeho nervového systému. Vyvolanými změnami chování zvyšují pravděpodobnost svého přenosu z jednoho hostitele na druhého. Cílená, účelná aktivita samozřejmě neznamená aktivitu vědomou, nýbrž pouze to, že paraziti, kteří v důsledku náhodné mutace začali hostitelem manipulovat, se v přírodě množili rychleji, a tak nakonec v populaci daného druhu převládli. Učebnicovým příkladem manipulujícího parazita je motolice Dicrocelium dendriticum, která se v rámci svého hostitelského cyklu potřebuje dostat z nějakého mravence do žaludku některého přežvýkavce, například ovce. Protože ovce obvykle mravence neloví, vyvinula motolice rafinovaný trik.

V nakaženém mravenci se nepohlavně namnoží na klon asi o 50 jedincích, z nichž jeden nebo dva vycestují do nervových uzlin hostitele. Co zde dělají nevíme, ale výsledkem je, že nakažený mravenec vyšplhá ráno na vrchol trávy.

Zakousne se do ní kusadly, a v této nepřirozené poloze setrvá, dokud ho nespolkne pasoucí se ovce, nebo pokud nestoupne teplota do té míry, že by mravenec mohl vyschnout.

Ostatně i ovce se za vedra uchýlí do stínu. V pozdních odpoledních hodinách, kdy se zas ovce začnou pást, vyleze mravenec znova na vrchol trávy, a když se ani tentokrát nedočká, vrátí se na noc do hnízda, kde nabírá síly k dalšímu náročnému dni.

Z prvoků je patrně nejznámějším manipulátorem kokcidie Toxoplasma gondii. Tento prvok se potřebuje dostat ze svého mezihostitele, zpravidla hlodavce, do svého definitivního hostitele, jímž je kočkovitá šelma. V mezihostiteli prvok vytváří klidová stadia- tkáňové cysty (především v mozku a ve svalech). Svému hlodavci zdánlivě neškodí, pouze čeká, zda tohoto mezihostitele nesežere definitivní hostitel, kočkovitá šelma. Pouze ve střevech kočkovité šelmy se totiž tento prvok dočká pohlavního množení. Vytvoří odolné oocysty, a ty odcházejí s trusem do prostředí, kde se jimi nakazí nový mezihostitel (hlodavec nebo jiný teplokrevný obratlovec). Tím se dokončí prvokův vývojový cyklus. Výzkumy však prokázaly, že paraziti v tkáňových cystách nelenoší, nýbrž ovlivňují mezihostitelovo chování, a tím zvyšují svou šanci dostat se do střeva kočky. Nakažené myši jsou méně bázlivé, mají horší nervosvalovou koordinaci a pomalejší únikové reflexy. Mechanizmus, jímž prvok chování svého hostitele ovlivňuje, není znám, existují však doklady proto, že se tak děje prostřednictvím některého neuromodulátor (látky ovlivňující přenos nervového vzruchu, patrně dopaminu), v mozkové tkáni. Mezihostitelem toxoplazmy muže být kterýkoli teplokrevný obratlovec, a vysokou promořenost vykazuje i lidská populace. V České republice nese tkáňové cysty tohoto prvoka přibližně každý třetí člověě, v Nimecku a ve Francii dokonce 70 % lidí, a v mnoha afrických zemích až 90 %. U nás se člověk nejčastěji nakazí syrovým nebo nedostatečně teplotně upraveným masem, někdy také potravou znečištěnou oocystami, které s trusem vylučuje kočka. Lidská toxoplazmóza probíhá většinou jako velmi lehké onemocnění, takže bývá mylně považována za běžnou virózu. Imunitní systém zdravého člověka se s akutní nákazou velmi rychle vyrovná, lidé se uzdraví, ovšem zůstanou do smrti nositeli tkáoňoých cyst. Za normálních okolností se o svém doživotním společ- níkovi vůbec nedozví. Po závažném selhání imunity, například po aidsu) nebo uměle navozené imunosupresi (například po transplantacích orgánu) se paraziti v jejich těle začnou rychle množit a mohou svého hostitele i zabít. Za hlavní zdravotní riziko toxoplazmózy se však považuje možnost přenosu parazita z matky na plod v průběhu těhotenství.

Vrozená kongenitální toxoplazmóza

Může k ní dojít pouze tehdy, když se žena nakazí v průběhu těhotenství. Ženy, které se nakazily dříve, jsou proti další nákaze imunní a kongenitální toxoplazmóza jejich dětem nehrozí. Jestli se nakazí během prvních měsíců těhotenství, je pravděpodobnost přenosu parazita na dítě poměrně nízká. Ke konci těhotenství je pravděpodobnost přenosu na dítě sice vysoká, avšak vývojové poruchy, ke kterým v takovém případě dochází, bývají většinou spíše mírné. Lékař, který by v době dnešních dokonalých metod prenatální diagnostiky budoucí mamince doporučil potrat jen z toho důvodu, že se během těhotenství nakazila toxoplazmózou(a nemá potvrzen přenos nákazy na plod, ani existenci vývojových poruch u dítěte), by měl být podle mého názoru pohnán před lékařskou komoru.

Zpomalené reakce nakažených osob

Pokusné osoby sledovaly bílý čtverec na obrazovce počítače. Jejich úkolem bylo stisknout tlačítko v okamžiku, kdy se čtverec objeví. Reakční dobu počítač měřil s přesností na tisícinu sekundy. Výsledek ukázal, že po celou dobu pokusu, trvajícího tři minuty, reagovaly nakažené osoby statisticky významně pomaleji než nenakažené. Zhoršení výkonu bylo výrazné zejména ve druhé a třetí minutě, což by ukazovalo, že nakažené osoby mají zhoršenou schopnost dlouhodobého soustředění.

Změny v psychice

Toxoplasma gondii zřejmě manipuluje svým hostitelem také prostřednictvím některých neuromodulátorů. Hladiny mnohých neuromodulátorů ovlivňují lidskou psychiku, a proto lze očekávat, že se zásahy do neuromodulátorových hladin, způsobené prvokem, projeví u infikovaných osob. Tuto hypotézu jsme postupně ověřovali na pěti nezávislých souborech pokusných osob. U nakažených mužů byl zjištěn pokles síly superega, tj. ochoty respektovat společenské normy, vzestup podezřívavosti a žárlivosti, vnitřní nejistota. U nakažených žen byl naopak zjištěn vzestup inteligence, společenskosti a srdečnosti.

Mění ostražitost vůči predátorovi

Sledovali jsme frekvenci nakažených osob mezi řidiči a chodci, kteří se stali účastníky dopravní nehody. Z pokusu jsme vyloučili cizince, řidiče, kteří nehodu evidentně nezavinili, spolujezdce i všechny osoby, u nichž byl v krvi nalezen alkohol, nebo které byly starší než 70 let. Mezi 106 osobami v našem souboru bylo 66 jedinců nenakažených a u 40 jedinců jsme nalezli hladiny protilátek charakteristické pro latentní toxoplazmózu. V Praze se v 90. letech prováděly podrobné sérologické průzkumy, při nichž se mimo jiné sledovala i frekvence latentní toxoplazmózy. Tato data jsme použili jako kontrolní soubor, s nímž jsme porovnávali frekvenci latentní toxoplazmózy u obětí dopravních nehod. Výsledek ukázal, že riziko dopravní nehody je u nakažené osoby zhruba 2,5krát vyšší než. u osoby nenakažené. V nejmladší sledované věkové kategorii od 15 do 29 let je riziko dokonce 3,7krát vyšší. Latentní toxoplazmóza v Praze tedy statisticky významně zvyšuje pravděpodobnost dopravní nehody. Na podkladě našich dat a údajů o nehodovosti ve světě, lze odhadnout množství smrtelných dopravních úrazu, které má na svědomí toxoplazma. Ze statistik by vyplývalo, že celosvětově zahyne ročně při automobilových nehodách v důsledku latentní toxoplazmózy asi 150 000 lidí, v České republice zhruba 275 osob.

Cílená manipulace, nebo vedlejší projev nemoci?

Na podkladě dosavadních výsledku se zdá, že latentně toxoplazmóza se projevuje změnami v chování a v psychice infikovaných osob. Nemužeme zatím rozhodnout, zda jsou tyto změny důsledkem prvokovy cílené manipulační aktivity, nebo zda jde pouze o vedlejší průvodní projev parazitárního onemocnění. Druhá možnost je pravděpodobnější. Závěry výzkumu by mohly být významné ze zdravotního i ekonomického hlediska. Projekt byl částečně financován z grantu J13/981131-B4 Ministerstva školství. Autoři děkují všem osobám, které se dobrovolně (a bezplatně) zúčastnily pokusu.

Toxoplazmóza může způsobit schizofrenii

Onemocnění toxoplazmózou má dvě fáze. Akutní, při které rychle rostoucí tachyzoity infikují široké spektrum tkání. Poté nastává latentní stádium, během něhož pomalu se replikující bradyzoity tvoří cysty ve svalech a mozku. Není proto překvapením, že onemocnění je spojeno se změnou chování. Myš má například zpožděné reakce a navíc se svého predátora (kočky) přestává bát, snadno se nechá chytit. Takto změněné chování oběti hraje toxoplazmě do karet. Umožní jí to dokončit komplikovaný pohlavní cyklus a rozmnožit se. Změněné chování lze pozorovat i u člověka. Parazit moc nerozlišuje, zda k obrazu svému mění mozek myši, nebo náš. Vlastní mechanismus, jakým to dělá, zatím moc znám není. Ví se jen, že během invaze parazit modifikuje hostitelův cytoskelet (kostru buněk), přestavuje vlákna uvnitř buňky a napojuje se na mitochondrie. Také pozměňuje transkripci (přepis genetického kódu) a brání napadené buňce, aby spustila mechanismus, který má buňka pro případy infekce připraven. Nedovolí ji spáchat sebevraždu, neboť umí bránit v činnosti enzymu kaspáza, který apoptózu spouští. Parazit má kromě toho, že nám leze do mozku, ještě jednu nemilou schopnost, umí produkovat enzym tyrozin hydroxylázu. Tento enzym se účastní tvorby dopaminu. Dopamin je látka s dlouhými „prsty“. Ovlivňuje naší náladu, pozornost, družnost, hraje roli v našich motivacích, i v tom, jak spíme. Problémy s dopaminem v mozku jsou známy už delší dobu. Dopamin je zmiňován například v souvislosti se schizofrenií. Na vině by měla být jeho nerovnoměrná tvorba v jednotlivých částech mozku. V tomto směru statistika odhalila možnou souvislost s toxoplazmózou. Glenn McConkey, vedoucí projektu, snahy svého týmu komentoval slovy: „ Toxoplazmóza mění některé chemické vzkazy v mozku a tyto změny mohou vyvolat velké změny v našm chování. My se tomu snažíme přijít na kloub.“ V genomu protozoálního parazita Toxoplasma gondii Angličané našli dva geny pro tyrosin hydroxylázu. Jde o enzym produkující L-DOPA (aminokyselina, prekurzor dopaminu). Enzym funguje tak, že přebudovává fenylalanin na tyrozin a tyrozin na L-DOPA. Právě to někteří z odborníků pokládají téměř za důkaz souvislostí mezi působením parazita a neurologickými poruchami.

Nakazit toxoplazmózou se můžeme například ze špatně umyté zeleniny a ovoce, které předtím pokálely kočky. Chytnout ji můžeme ale i při konzumaci syrového, případně málo tepelně upraveného masa přineseného z obchodu.

Na souvislost mezi parazitem a děním v našem mozku vědci přišli při prohledávání jeho genomu. Podrobným studiem DNA sekvencí odhalili, pro co všechno má parazit geny a jaké enzymy syntetizuje. Nečekaně přišli na gen, který má pod palcem tvorbu signální molekuly L-DOPA. Pokus, jestli se tomu tak dá říkat, probíhal virtuálně v počítači. Na dávno přečtený genom parazita vědci “pustili” počítačový program (SHARKhunt), ten prohledá předložené sekvence, vyhledává v nich příslušné geny a určí jaké metabolické cesty je schopen parazit využívat. Touto, prakticky jen statistickou metodou, se jim podařilo potvrdit již dříve známé věci. Šlo o existenci metabolických cest, které byly odhaleny klasickou analýzou metabolitů parazita