Plasmodium Ovale

Plasmodium ovale merupakan parasit penyebab penyakit malaria ovale. Parasit ini terutama terdapat di daerah tropik Afrika bagian barat di daerah  pasifik barat dan di beberapa bagian lain di dunia. Di Indonesia parasit ini terdapat di pulau Owi sebelah selatan Biak Irian Jaya dan di Pulau Timor.

Morfologi dan daur hidup

Morfologi plasmodium ovale sedikit mirip dengan plasmodium vivax namun perubahan pada eritrosit yang dihinggapi parasit mirip dengan plasmodium vivax. Trofozoit muda berukuran kira-kira 2 mikron (1/3) eritrosit). Titik-titik Schuffner (disebut juga titik James) terbentuk sangat dini dan tampak jelas. Stadium trofozoit berbentuk bulat dan kompak dengan granula pigmen yang lebih kasar tetapi tidak sekasar pigmen P. Malariae. Pada stadium ini eritrosit agak membesar dan sebagian besar berbentuk lonjong (oval) dan pinggir eritrosit  bergerigi pada salah satu ujungnya dengan titik-titik schuffner yang menjadi lebih banyak.

Stadium preeritrosit mempunyai periode prepaten 9 hari, skizon hati besarnya 70 mikron dan mengandung 15.000 merozoit. Perkembangan siklus eritrosit aseksual pada P.Ovale hampir sama dnegan P.vivax dan berlangsung 50 jam. Stadium skizon berbentuk bulat dan bila matang, mengandung 8-10 merozoit yang letaknya teratur di tepi mengelilingi granula pigmen yang berkelompok di tengah.

Mengenal Plasmodium vivax

Plasmodium vivax merupakan jenis parasit malaria yang menyebakan penyakit malaria vivaks atau dikenal pula sebagai malaria tersiana/tertiana dimana demam setelah hari pertama terjadi lagi pada hari ketiga (interval 48 jam).

Plasmodium vivax pada fase trofozit tua dalam sel darah merah (pewarnaan Giemsa). Sumber : wikipedia

Parasit malaria jenis ini banyak ditemukan di daerah  subtropik meskipun dapat pula ditemukan di daerah dingin Rusia, sementara di daerah tropis Afrika (terutama afrika barat), jarang ditemukan. Di Indonesia sendiri plasmodium vivax tersebar hampir di seluruh kepulauan dan pada umumnya di daerah yang mengalami endemi malaria, P.vivax merupakan penyebab dengan frekuensi tertinggi dibanding spesies parasit malaria lainnya.

Morfologi dan Daur Hidup 

Nyamuk anopheles betina memasukkan sporozoit melalui tusukannya  ke peredaran darah perifer manusia. Setelah kira-kira setengah jam sporozoit akan masuk ke dalam sel hati dan akan tumbuh menjadi skizon hati dan sebagian menjadi hipnozoit (skizon tidak aktif). Skizon hati  masih berada dalam daur praeritrsoit atau daur eksoeritrosit primer yang berkembangbiak secara aseksual dan disebut skizogoni hati. Ukuran skizon hati sekitar 45 mikron dan membentuk  kurang lebih 10.000 merozoit.

Hipnozoit akan berada pada fase tidak aktif dalam sel hati selama beberapa waktu (biasanya kurang lebih tiga bulan) sampai aktif kembali dan memulai daur eksoeritrosit sekunder dimana merozoit  dari skizon hati akan masuk ke peredaran darah dan menghinggapi eritrosit untuk memulai pembiakan aseksual berikutnya (skizogoni darah). Merozoit memiliki 2 jenis protein khas di kutub apeksnya (PvRBP-1 and PvRBP-2) yang membuatnya memiliki kemampuan untuk melakukan penetrasi ke dalam sel eritrosit dengan mengintervensi antigen darah jenis duffy (Fy6). Inilah sebab mengapa plasmodium vivax ini jarang/tidak ada ditemukan di afrika barat oleh karena manusia yang asli daerah tersebut tidak memiliki antigen jenis ini [Fy (a-b-)].

Malaria : Diagnosis

Diagnosis pasti infeksi malaria dilakukan dengan menemukan parasit dalam darah yang diperiksa dengan mikroskop. Peranan diagnosis laboratorium terutama untuk menunjang penanganan klinis.

Manfaat penunjang laboratorium adalah :

• Untuk diagnosis kasus pada kegagalan obat.
• Untuk penyakit berat dengan komplikasi.
• Untuk mendeteksi penyakit tanpa penyulit di daerah yang tidak stabil atau daerah dengan transmsi rendah dan penting untuk daerah yang ada infeksi P.falciparum dan P.vivax secara bersamaan, sebab pengobatan keduanya berbeda.

Tekhnik diagnosis :
Mikroskop cahaya. Sediaan darah dengan pulasan Giemsa adalah merupakan dasar dari pemeriksaan dengan mikroskop cahaya. Pemeriksaan sediaan darah tebal dilakukan dengan memeriksa 100 lapangan mikroskopis dengan pembesaran 500-600 kali yang setara dengan 0,20 µL darah. Jumlah parasit dapat dihitung per lapangan mikroskopis.

Metode semi kuantitaf untuk hitung parasit (parasite count) pada sediaan darah tebal adalah sebagai berikut :

+ = 1 – 10 parasit per 100 lapangan
++ = 11 – 100 parasit per 100 lapangan
+++ = 1-10 parasit per 1 lapangan
++++ = >10 parasit per 1 lapangan
+++++ = >100 parasit per 1 lapangan, setara dengan 40.000 parasit / µL

Hitung parasit dapat juga dilakukan dengan menghitung jumlah parasit per 200 leukosit dalam sediaan darah tebal dan jumlah leukosit rata-rata 8000 / µL darah, sehingga densitas parasit dapat dihitung sebagai berikut :
Parasit / µL darah = (Jumlah parasit yang dihitung × 8000)/(jumlah leukosit yang dihitung (200))

Sayang sekali bahwa diagnosis mikroskopis secara rutin kadang-kadang kurang bermutu atau tidak dapat dilakukan pada sistem pelayanan kesehatan di daerah perifer. Walaupun teknolginya sederhana dan biayanya relatif murah, diagnosis mikroskopis ini tetap memerlukan infrastruktur yang memadai untuk pengadaan dan pemeliharaannya, serta untuk melatih tenaga mikroskopik dan mempertahankan mutu.

Tekhnik mikroskopis lain.
Berbagai jenis upaya telah dilakukan untuk meningkatkan sensitivitas teknik mikroskopis yang konvensional, diantaranya :

Teknik QBC (Quantitavie Buffy Coat) dengan pulasan jingga akridin (acridine orange) yang berfluoresensi dengan pemeriksaan mikroskop fluoresen merupakan salah satu hasil usaha ini, tetapi masih belum dapat digunakan secara luas seperti pemeriksaan sediaan darah tebal dengan pulasan Giemsa menggunakan mikroskop cahaya biasa.

Teknik Kawamoto merupakan modifikasi teknik pulasan jingga akridin yang memulas sediaan darah bukan dengan giemsa tetapi dengan akridin dan diperiksa dengan mikroskop cahaya yang diberi lampu halogen.

Metode lain tanpa mikroskop.
Beberapa metode untukmendeteksi parasit malaria tanpa mengguankan mikroskop telah dikembangkan denan maksud untuk mndeteksi parasit lebih baik daripada dengan mikroskop cahaya. Metode ini mendeteksi protein atau asam nukleat yang berasal dari parasit.

Teknik dip-stick mendeteksi secara imuno-enzimatik suatu protein kaya histidine II yang spesifik parasit (immuno enzymatic detection of the parasite spesific histidine rich protein II). Tes spesifik untuk plasmodium falciparum telah dicoba pada beberapa negara, antara lain di Indonesia. Tes ini sederhana dan cepat karena dapat dilakukand alam waktu 10 menit dan dapat dilakukan secara massal. Selain itu, tes ini dapat dilakukan oleh petugas yang tidak terampil dan memerlukan sedikti latihan. Alatnya sederhana, kecil dan tidak memerlukanaliran listrik.

Kelemahan tes dip-stick ini adalah :

• Hanya spesifik untuk plasmodium falciparum (untuk plasmodium vivax masih dalam tahap pengembangan)
• Tidak dapat mengukur densitas parasit (secara kuantitatif)
• Antigen yang masih beredar beberapa hari setelah parasit hilang masih memberikan reaksi positif.
• Gametosit muda (immature) bukan yang matang (mature), mungkin masih dapat dideteksi.
• Biaya tes ini cukup mahal.

Walaupun demikian tes yang sederhana dan stabil dapat digunakan untuk pemeriksaan epidemiologi dan operasional. Hasil positif palsu (false positive) yang disebabkan oleh antigen residual yang beredar dan oleh gametosit muda dalam darah biasanya ditemukan pada penderita tanpa gejala (asimptomatik). Jadi seharusnya tidak mengakibatkan over treatment sebab tes ini digunakan untuk menunjang diagnosis klinis pada penderita dengan gejala.

Metode yang berdasarkan deteksi asam nukleat dapat dibagi dalam dua golongan, yaitu hibridisasi DNA atau RNA berlabel yang sensitivitasnya dapat ditingkatkan dengan PCR (polymerase chain reaction). Akhir-akhir ini beberapa pelacak (probe) DNA dan RNA yang spesifik telah dikembangkan untuk mengidentifikasi keempat spesies Plasmodium, tetapi terutama untuk plasmodium falciparum, tes ini sangat spesifik dan sensitif, dapat mendeteksi hingga minimal 2 parasit, bahkan 1 parasit / µL darah. Penggunaan pelacak tanpa label radioaktif (non radioactivelabelled probe) meskipun kurang sensitif dibandingkan dengan yang menggunakan bahan label radioaktif, mempunyai shelf-life lebih panjang dan lebih mudah disimpan dan diolah.

Kelemahan tes ini adalah :

• Penyediaan DNA dan RNA sangat rumit
• Alat yang diperlukan untuk hibridisasi rumit
• Alat untuk amplifikasi PCR dan deteksi hasil amplifikasi sangat canggih dan mahal
• Metode ini membutuhkan waktu lebih lama (>24 jam)
• Tidak dapat membedakan stadium aseksual dan seksual
• Tidak dapat dilakukan pemeriksaan secara kuantitatif

Sementara keuntungan utama pada teknik PCR adalah dapat mendeteksi dan mengidentifikasi infeksi ringan dengan sangat tepat dan dapat dipercaya. Hal ini penting untuk studi epidemiolgi dan eksperimental, tetapi tidak penting untuk meningkatkan penanganan malaria tanpa komplikasi.

Malaria : Patofisiologi

Patofisiologi pada malaria belum diketahui dengan pasti. Berbagai macam teori dan hipotesis telah dikemukakan. Perubahan patofisiologi pada malaria terutama berhubungan dengan gangguan aliran darah setempat sebagai akibat melekatnya eritrosit yang mengandung parasit pada endotelium kapiler. Perubahan ini cepat reversibel pada mereka yang dapat tetap hidup (survive). Peran beberapa mediator humoral masih belum pasti, tetapi mungkin terlibat dalam patogenesis terjadinya demam dan peradangan. Skizogoni eksoeritrositik mungkin dapat menyebabkan reaski leukosit dan fagosit, sedangkan sporozoit dan gametosit tidak menimbulkan perubahan patofisiologik.

Patofisiologi malaria adalah multifaktorial dan mungkin berhubungan dengan hal-hal sebagai berikut :

a. Penghancuran eritrosit. Penghancuran eritrosit ini tidak saja dengan pecahnya eritrosit yang mengandung parasit, tetapi juga oleh fagositosis eritrosit yang mengandung parasit dan yang tidak mengandung parasit, sehingga menyebabkan anemia dan anoksia jaringan. Dengan hemolisis intra vaskular yang berat, dapat terjadi hemoglobinuria (blackwater fever) dan dapat mengakibatkan gagal ginjal.

b. Mediator endotoksin-makrofag. Pada saat skizogoni, eirtosit yang mengandung parasit memicu makrofag yang sensitif endotoksin untuk melepaskan berbagai mediator yang berperan dalam perubahan patofisiologi malaria. Endotoksin tidak terdapat pada parasit malaria, mungkin berasal dari rongga saluran cerna. Parasit malaria itu sendiri dapat melepaskan faktor neksoris tumor (TNF). TNF adalah suatu monokin , ditemukan dalam darah hewan dan manusia yang terjangkit parasit malaria. TNF dan sitokin lain yang berhubungan, menimbulkan demam, hipoglimeia dan sindrom penyakit pernafasan pada orang dewasa (ARDS = adult respiratory distress syndrome) dengan sekuestrasi sel neutrofil dalam pembuluh darah paru. TNF dapat juga menghancurkan plasmodium falciparum in vitro dan dapat meningkatkan perlekatan eritrosit yang dihinggapi parasit pada endotelium kapiler. Konsentrasi TNF dalam serum pada anak dengan malaria falciparum akut berhubungan langsung dengan mortalitas, hipoglikemia, hiperparasitemia dan beratnya penyakit.

c. Sekuestrasi eritrosit yang terinfeksi. Eritrosit yang terinfeksi plasmodium falciparum stadium lanjut dapat membentuk tonjolan-tonjolan (knobs) pada permukaannya. Tonjolan tersebut mengandung antigen malaria dan bereaksi dengan antibodi malaria dan berhubungan dengan afinitas eritrosit yang mengandung plasmodium falciparum terhadap endotelium kapiler darah dalam alat dalam, sehingga skizogoni berlangsung di sirkulasi alat dalam, bukan di sirkulasi perifer. Eritrosit yang terinfeksi, menempel pada endotelium kapiler darah dan membentuk gumpalan (sludge) yang membendung kapiler dalam alam-alat dalam.

Protein dan cairan merembes melalui membran kapiler yang bocor (menjadi permeabel) dan menimbulkan anoksia dan edema jaringan. Anoksia jaringan yang cukup meluas dapat menyebabkan kematian. Protein kaya histidin P. falciparum ditemukan pada tonjolan-tonjolan tersebut, sekurang-kurangnya ada empat macam protein untuk sitoaherens eritrosit yang terinfeksi plasmodium P. falciparum.

Patologi dan Gejala Klinis

Perjalanan penyakit malaria terdiri atas serangan demam yang disertai oleh gejala lain dan diselingi oleh periode bebas penyakit. Ciri khas demam malaria adalah periodisitasnya.

Masa tunas intrinsik pada malaria adalah waktu antara sporozoit masuk dalam badan hospes sampai timbulnya gejala demam, biasanya berlangsung antara 8-37 hari, tergantung pada spesies parasit (terpendek untuk p. falciparum dan terpanjang untuk p.malariae), pada beratnya infeksi dan pada pengobatan sebelumnya atau pada derajat resistensi hospes.

Masa Pre-paten, berlangsung sejak saat infeksi sampai ditemukan parasit malaria dalam darah untuk pertama kali, karena jumlah parasit telah melewati ambang mikroskopik (microscopic treshold).

Masa tunas ekstrinsik parasit malaria yang ditularkan melalui nyamuk kepada manusia adalah 12 hari untuk plasmodium falciparum, 13-17 hari untuk plasmodium ovale dan vivax, dan 28-30 hari untuk plasmodium malariae (malaria kuartana).

Demam. Pada infeksi malaria, demam secara periodik berhubungan dengan waktu pecahnya sejumlah skizon matang dan keluarnhya merozoit yang masuk dalam aliran darah (sporulasi). Pada malaria vivaks dan ovale (tersiana) skizon setiap brood (kelompok) menjadi matang setiap 48 jam sehingga periode demamnya bersifat tersian, pada malaria kuartana yang disebabkan oleh plasmodium malariae, hal ini terjadi dalam 72 jam sehingga demamnya bersifat kuartan. Masa tunas intrinsik berakhir dengan timbulnya serangan pertama (first attack). Tiap serangan terdiri atas beberapa serangan demam yang timbulnya secara periodik, bersamaan dengan sporulasi (sinkron). Timbulnya demam juga bergantung pada jumlah parasit (cryogenic level, fever treshold). Berat infeksi pada seseorang ditentukan dengan hitung parasit (parasite count) pada sediaan darah. Demam biasanya bersifat intermitten (febris intermitten), dapat juga remitten (febris remitens) atau terus menerus (febris continua).

Serangan demam malaria biasanya dumulai dengan gejala prodromal yaitu lesu, sakit kepala, tidak nafsu makan, kadang-kadang disertai dengan mual dan muntah.

Serangan demam yang khas terdiri atas beberapa stadium :
a. Stadium menggigil dimulai dengan perasaan dingin sekali, sehingga menggigil. Penderita menutupi badannya dengan baju tebal dan dengan selimut. Nadinay cepat, tetapi lemah, bibir dan jari-jari tangannya menjadi biru, kulitnya kering dan pucat. Kadang-kadang disertai dengan muntah. Pada anak sering disertai kejang-kejang. Stadium ini berlangsung antara 15 menit sampai 1 jam.
b. Stadium puncak demam dimulai pada saat perasaan dingin sekali perlahan berganti menjadi panas sekali. Muka menjadi merahm kulit kering dan terasa panas seperti terbakar, skit kepala makin hebat, biasanya ada mual dan muntah, nadi penuh dan berdenyut makin keras. Perasaan haus sekali pada saat suhu naik sampai 41°C (106°F) atau lebih. Stadium ini berlangsung selama 2-6 jam.
c. Stadium berkeringat dimulai dengan penderita berkeringat banyak sehingga tempat tidurnya basah. Suhu turun dengan cepat, kadang-kadang sampai di bawah ambang normal. Penderita biasanya dapat tidur nyenyak dan waktu bangun, merasa lemah tetapi sehat. Stadium ini berlangsung 2 sampai 4 jam.

Serangan demam yang khas ini sering dimulai pada siang hari dan berlangsung 8-12 jam. Setelah itu terjadi stadium apireksia. Lamanya serangan demam ini untuk setiap spesies malaria tidak sama.

Gejala infeksi yang ditimbulkan kembali setelah serangan pertama disebtu relaps. Relaps dapat bersifat :
a. Rekrudesensi (atau relaps jangka pendek), yang timbul karena parasit dalam darah (daur eritrosit) menjadi banyak. Demam timbul lagi dalam waktu 8 minggu setelah serangan pertama hilang.
b. Rekurens (atau relaps jangka panjang) yang timbul karena parasit daur eksoeitrosit (yang dormant, hipnozoit) dari hati masuk dalam darah dan menjadi banyak, sehingga demam timbul lagi dalam waktu 24 minggu atau lebih setelah seranagn pertama hilang.

Bila serangan malaria tidak menunjukkan gejala di antara serangan pertama dan relaps, maka keadaan ini disebut periode laten klinis, walaupun mungkin ada parasitemia dan gejala lain seperti splenomegali. Periode laten parasit terjadi bila parasit tidak dapat ditemukan dalam darah tepi, tetapi stadium eksoeritrosit masih bertahan dalam jaringan hati.

Serangan demam makin lama akan berkurang beratnya karena tubuh telah menyesuaikan diri dengan adanya parasit dalam badan dan karena respon imun hospes.

Splenomegali. Pembesaran limpa merupakan gejala khas terutama pada malaria yang menahun. Perubahan limpa biasanya disebabkan oleh kongesti, tetapi kemudian limpa berubah warna menjadi hitam, karena pigmen yang ditimbun dalam eritsosit yang mengandung kapiler dan sinusoid. Eritsoit yang tampaknya normal dan yang mengandung parasit dan butir-butir hemozoin tampak dalam histiosit di pulpa dan sel epitel sinusoid. Pigmen tampak bebas atau dalam sel fagosit raksasa. Hiperplasia, sinu smelebar dan kadang-kadang trombus dalam kapiler dan fokus nekrosis tampak dalam pulpa limpa. Pada malaria menahun jaringan ikat bertambah tebal, sehingga limpa menjadi keras.

Anemia. Pada malaria dapat terjadi anemia. Derajat anemia tergantung pada spesies parasit yang menyebabkannya. Anemia terutama tampak jelas pada malaria falsiparum dengan penghancuran eritrosit yang cepat dan hebat dan pada malaria menahun. Jenis anemia pada malaria adalah hemolitik, normokrom dan normositik. Pada serangan akut kadar hemoglobin turun secara mendadak.

Anemia disebabkan beberapa faktor :
a. Penghancuran eritrosit yang mengandung parasit dan yang tidak mengandung parasit terjadi di dalam limpa, dalam hal ini faktor auto imun memegang peran.
b. Reduced survival time, maksudnya eritrosit normal yang tidak mengandung parasit tidak dapat hidup lama.
c. Diseritropoesis yakni gangguan dalam pembentukan eritrosit karena depresi eritropoesis dalam sumsum tulang, retikulosit tidak dapat dilepaskan dalam peredaran darah perifer.

Mengenal malaria

PARASIT MALARIA

Sejarah

Penyakit malaria telah diketahui sejak zaman yunani kuno. Oleh karena secara klinik malaria memiliki gejala yang khas dan mudah dikenali yakni demam yang naik turun secara siklik dan teratur, maka pada waktu itu sudah dikenal febris tertiana dan febris kuartana. Disamping itu terdapat gejala kelainan pada limpa yakni limpa membesar, splenomegali, dan menjadi keras, sehingga dulu penyakit ini disebut demam kura.

Meskipun penyakit ini telah diketahui sejak lama, penyebabnya waktu itu belum diketahui. Dahulu diduga disebabkan oleh hukuman dari dewa-dewa karena waktu itu wabah ada di sekita kota roma. Karena penyakit ini banyak dijumpai di daerah rawa-rawa yang mengeluarkan bau busuk di sekitarnya, maka ia disebut “malaria” (mal area = udara busuk =bad air).

Baru pada abad ke-19, Laveran melihat bentuk “pisang” dalam darah penderita malaria yang kemudian diketahui bahwa malaria ditularkan oleh nyamuk (Ross, 1897) yang banyak terdapat di rawa-rawa.

Hospes

Parasit malaria termasuk pada genus Plasmodium. Pada manusia terdapat empat spesies : Plasmodium falciparum, Plasmodium ovale, Plasmodium vivax, Plasmodium malarie. Pada kera ditemukan spesies-spesies malaria yang hampir sama dengan jenis yang terdapat pada manusia antara lain : Plasmodium cynomolgi, menyerupai Plasmodium vivax, Plasmodium knowlesi menyerupai Plasmodium falciparum, dan plasmodium malarie. Plasmodium Rodhaini pada simpanse di Afrika dan Plasmodium brazilianumdi Amerika sleatan sama dengan Plasmodium malarie pada manusia. Manusia dapat diinfeksi oleh parasit malaria kera secara alami dan eksperimental, begitupun sebaliknya dapat terjadi.

Distribusi geografik

Malaria ditemukan 64° lintang utara (archangel di Rusia) sampai 32° Lintang selatan (Cordoba di Argentina), dari daerah rendah 400 m di bawah permukaan laut (laut mati), sampai 2600 m di atas permukaan laut (Londiani di Kenya) atau 2800 m (Cochabamba di Bolivia). Antara batas-batas garis bujur dan gari lintang terdapat daerah yang bebas malaria. Di Indonesia, malaria tersebar hampir di seluruh kepulauan terutama di wilayah timur Indonesia.

Morfologi dan daur hidup

Daur hidup keempat spesies malaria pada manusia umumnya sama. Proses ini terdiri dari fase seksual eksogen (sporogoni) dalam badan nyamuk Anopheles dan fase aseksual (skizogoni) dalam badan hospes vertebrata.

Fase aseksual mempunyai 2 daur, yaitu :

1. Daur eritrosit dalam darah (skizogoni eritrosit)
2. Daur dalam parenkim hati (skizogoni eksoeritrosit) atau stadium jaringan. Terbagi lagi

• Skizogoni praeritrosit (skizogoni eksoeritrosit primer) yakni setelah sporozoit masuk ke dalam sel hati.
• Skizogoni eksoeritrosit sekunder, yakni ketika berlangsung siklus praeritrosit ulangan dalam sel hati.

Pada penelitian malaria primata, menunjukkkan bahwa ada dua populasi sporozoit yang berbeda, yakni sporozoit yang secara langsung mengalami pertumbuhan dan sporozoit yang tetap “tidur” (dorman) selama periode tertentu yang disebut “hipnozoit”, sampai menjadi aktif kembali dan mengalami skizogoni. Pada infeksi P. falciparum dan P. malarie hanya terdapat satu generasi aseksual dalam hati sebelum daur dalam darah dimulai (tidak ada hipnozoit); sesudah itu daur dalam hati tidak dilanjutkan lagi. Pada infeksi P.vivax dan P.ovale daur eksoeritrosit berlangsung terus menerus sampai bertahun-tahun melengkapi perjalanan penyakit yang dapat berlangsung lama (bila tidak diobati) disertai banyak relaps.

Malaria : Pathogenesis

Malaria in humans develops via two phases: an exoerythrocytic and an erythrocytic phase. The exoerythrocytic phase involves infection of the hepatic system, or liver, while the erythrocytic phase involves infection of the erythrocytes, or red blood cells. When an infected mosquito pierces a person's skin to take a blood meal,sporozoites in the mosquito's saliva enter the bloodstream and migrate to the liver. Within 30 minutes of being introduced into the human host, they infect hepatocytes, multiplying asexually and asymptomatically for a period of 6–15 days. Once in the liver these organisms differentiate to yield thousands of merozoites which, following rupture of their host cells, escape into the blood and infect red blood cells, thus beginning the erythrocytic stage of the life cycle. The parasite escapes from the liver undetected by wrapping itself in the cell membrane of the infected host liver cell.

Within the red blood cells the parasites multiply further, again asexually, periodically breaking out of their hosts to invade fresh red blood cells. Several such amplification cycles occur. Thus, classical descriptions of waves of fever arise from simultaneous waves of merozoites escaping and infecting red blood cells.

Some P. vivax and P. ovale sporozoites do not immediately develop into exoerythrocytic-phase merozoites, but instead produce hypnozoites that remain dormant for periods ranging from several months (6–12 months is typical) to as long as three years. After a period of dormancy, they reactivate and produce merozoites. Hypnozoites are responsible for long incubation and late relapses in these two species of malaria.

The parasite is relatively protected from attack by the body's immune system because for most of its human life cycle it resides within the liver and blood cells and is relatively invisible to immune surveillance. However, circulating infected blood cells are destroyed in the spleen. To avoid this fate, the P. falciparum parasite displays adhesive proteins on the surface of the infected blood cells, causing the blood cells to stick to the walls of small blood vessels, thereby sequestering the parasite from passage through the general circulation and the spleen. This "stickiness" is the main factor giving rise to hemorrhagic complications of malaria. High endothelial venules(the smallest branches of the circulatory system) can be blocked by the attachment of masses of these infected red blood cells. The blockage of these vessels causes symptoms such as in placental and cerebral malaria. In cerebral malaria the sequestrated red blood cells can breach the blood brain barrier possibly leading to coma.

Although the red blood cell surface adhesive proteins (called PfEMP1, for Plasmodium falciparum erythrocyte membrane protein 1) are exposed to the immune system they do not serve as good immune targets because of their extreme diversity; there are at least 60 variations of the protein within a single parasite and perhaps limitless versions within parasite populations. Like a thief changing disguises or a spy with multiple passports, the parasite switches between a broad repertoire of PfEMP1 surface proteins, thus staying one step ahead of the pursuing immune system.

Some merozoites turn into male and female gametocytes. If a mosquito pierces the skin of an infected person, it potentially picks up gametocytes within the blood. Fertilization and sexual recombination of the parasite occurs in the mosquito's gut, thereby defining the mosquito as the definitive host of the disease. New sporozoites develop and travel to the mosquito's salivary gland, completing the cycle. Pregnant women are especially attractive to the mosquitoes, and malaria in pregnant women is an important cause of stillbirths, infant mortality and low birth weight, particularly in P. falciparum infection, but also in other species infection, such as P. vivax.

Malaria : Causes

Malaria parasites

Malaria is caused by protozoan parasites of the genus Plasmodium (phylum Apicomplexa). In humans malaria is caused by P. falciparum,P. malariae, P. ovale, P. vivax and P. knowlesi. P. falciparum is the most common cause of infection and is responsible for about 80% of all malaria cases, and is also responsible for about 90% of the deaths from malaria. Parasitic Plasmodium species also infect birds, reptiles, monkeys, chimpanzees and rodents. There have been documented human infections with several simian species of malaria, namely P. knowlesi, P. inui, P. cynomolgi, P. simiovale, P. brazilianum, P. schwetzi and P. simium; however, with the exception of P. knowlesi, these are mostly of limited public health importance. Although avian malaria can kill chickens and turkeys, this disease does not cause serious economic losses to poultry farmers. However, since being accidentally introduced by humans it has decimated theendemic birds of Hawaii, which evolved in its absence and lack any resistance to it.

Mosquito vectors and the Plasmodium life cycle

The parasite's primary (definitive) hosts and transmission vectors are female mosquitoes of the Anopheles genus. Young mosquitoes first ingest the malaria parasite by feeding on an infected human carrier and the infected Anopheles mosquitoes carry Plasmodium sporozoitesin their salivary glands. A mosquito becomes infected when it takes a blood meal from an infected human. Once ingested, the parasitegametocytes taken up in the blood will further differentiate into male or female gametes and then fuse in the mosquito gut. This produces anookinete that penetrates the gut lining and produces an oocyst in the gut wall. When the oocyst ruptures, it releases sporozoites that migrate through the mosquito's body to the salivary glands, where they are then ready to infect a new human host. This type of transmission is occasionally referred to as anterior station transfer. The sporozoites are injected into the skin, alongside saliva, when the mosquito takes a subsequent blood meal.

Only female mosquitoes feed on blood, thus males do not transmit the disease. The females of the Anopheles genus of mosquito prefer to feed at night. They usually start searching for a meal at dusk, and will continue throughout the night until taking a meal. Malaria parasites can also be transmitted by blood transfusions, although this is rare.

Malaria : Symptoms

Symptoms of malaria include fever, shivering, arthralgia (joint pain), vomiting, anemia (caused by hemolysis), hemoglobinuria, and convulsions. There may be a feeling of tingling in the skin, particularly with malaria caused by P. falciparum. The classic symptom of malaria is cyclical occurrence of sudden coldness followed by rigor and then fever and sweating lasting four to six hours, occurring every two days in P. vivax and P. ovale infections, while every three for P. malariae. P. falciparum can have recurrent fever every 36-48 hours or a less pronounced and almost continuous fever. For reasons that are poorly understood, but which may be related to high intracranial pressure, children with malaria frequently exhibit abnormal posturing, a sign indicating severe brain damage. Malaria has been found to cause cognitive impairments, especially in children. It causes widespread anemia during a period of rapid brain development and also direct brain damage. This neurologic damage results from cerebral malaria to which children are more vulnerable.

Severe malaria is almost exclusively caused by P. falciparum infection and usually arises 6-14 days after infection. Consequences of severe malaria include coma and death if untreated—young children and pregnant women are especially vulnerable. Splenomegaly (enlarged spleen), severe headache, cerebral ischemia, hepatomegaly (enlarged liver), hypoglycemia, and hemoglobinuria with renal failure may occur. Renal failure may cause blackwater fever, where hemoglobin from lysed red blood cells leaks into the urine. Severe malaria can progress extremely rapidly and cause death within hours or days. In the most severe cases of the disease fatality rates can exceed 20%, even with intensive care and treatment. In endemic areas, treatment is often less satisfactory and the overall fatality rate for all cases of malaria can be as high as one in ten. Over the longer term, developmental impairments have been documented in children who have suffered episodes of severe malaria.

Chronic malaria is seen in both P. vivax and P. ovale, but not in P. falciparum. Here, the disease can relapse months or years after exposure, due to the presence of latent parasites in the liver. Describing a case of malaria as cured by observing the disappearance of parasites from the bloodstream can therefore be deceptive. The longest incubation period reported for a P. vivax infection is 30 years. Approximately one in five of P. vivax malaria cases in temperate areas involve overwintering by hypnozoites (i.e., relapses begin the year after the mosquito bite).

Malaria : Distribution and Impact

Malaria causes about 250 million cases of fever and approximately one million deaths annually. The vast majority of cases occur in children under the age of 5 years; pregnant women are also especially vulnerable. Despite efforts to reduce transmission and increase treatment, there has been little change in which areas are at risk of this disease since 1992. Indeed, if the prevalence of malaria stays on its present upwards course, the death rate could double in the next twenty years. Precise statistics are unknown because many cases occur in rural areas where people do not have access to hospitals or the means to afford health care. Consequently, the majority of cases are undocumented.

Although co-infection with HIV and malaria does cause increased mortality, this is less of a problem than with HIV/tuberculosis co-infection, due to the two diseases usually attacking different age-ranges, with malaria being most common in the young and active tuberculosis most common in the old. Although HIV/malaria co-infection produces less severe symptoms than the interaction between HIV and TB, HIV and malaria do contribute to each other's spread. This effect comes from malaria increasing viral load and HIV infection increasing a person's susceptibility to malaria infection.

Malaria is presently endemic in a broad band around the equator, in areas of the Americas, many parts of Asia, and much of Africa; however, it is in sub-Saharan Africa where 85– 90% of malaria fatalities occur. The geographic distribution of malaria within large regions is complex, and malaria-afflicted and malaria-free areas are often found close to each other. In drier areas, outbreaks of malaria can be predicted with reasonable accuracy by mapping rainfall. Malaria is more common in rural areas than in cities; this is in contrast to dengue fever where urban areas present the greater risk. For example, the cities of Vietnam, Laos and Cambodia are essentially malaria-free, but the disease is present in many rural regions. By contrast, in Africa malaria is present in both rural and urban areas, though the risk is lower in the larger cities. The global endemic levels of malaria have not been mapped since the 1960s. However, the Wellcome Trust, UK, has funded the Malaria Atlas Project to rectify this, providing a more contemporary and robust means with which to assess current and future malaria disease burden.

Socio-economic effects

Malaria is not just a disease commonly associated with poverty, but is also a cause of poverty and a major hindrance to economic development. The disease has been associated with major negative economic effects on regions where it is widespread. A comparison of average per capita GDP in 1995, adjusted to give parity of purchasing power, between malarious and non-malarious countries demonstrates a fivefold difference ($1,526 USD versus $8,268 USD). Moreover, in countries where malaria is common, average per capita GDP has risen (between 1965 and 1990) only 0.4% per year, compared to 2.4% per year in other countries. However, correlation does not demonstrate causation, and the prevalence is at least partly because these regions do not have the financial capacities to prevent malaria. In its entirety, the economic impact of malaria has been estimated to cost Africa $12 billion USD every year. The economic impact includes costs of health care, working days lost due to sickness, days lost in education, decreased productivity due to brain damage from cerebral malaria, and loss of investment and tourism. In some countries with a heavy malaria burden, the disease may account for as much as 40% of public health expenditure, 30-50% of inpatient admissions, and up to 50% of outpatient visits.

Malaria : Intro

Malaria is a vector-borne infectious disease caused by protozoan parasites and is one of the most common infectious diseases and an enormous public health problem. It is widespread in tropical and subtropical regions, including parts of the Americas, Asia, and Africa. Each year, there are approximately 515 million cases of malaria, killing between one and three million people, the majority of whom are young children in Sub-Saharan Africa. Malaria is commonly associated with poverty, but is also a cause of poverty and a major hindrance to economic development.

The disease is caused by protozoan parasites of the genus Plasmodium. Only four types of the plasmodium parasite can infect humans; the most serious forms of the disease are caused by Plasmodium falciparum and Plasmodium vivax, but other related species (Plasmodium ovale, Plasmodium malariae) can also affect humans. This group of human-pathogenic Plasmodium species is usually referred to as malaria parasites.

Malaria parasites are transmitted by female Anopheles mosquitoes. The parasites multiply within red blood cells, causing symptoms that include symptoms of anemia (light headedness, shortness of breath, tachycardia, etc), as well as other general symptoms such as fever, chills, nausea, flu-like illness, and in severe cases, coma and death. Malaria transmission can be reduced by preventing mosquito bites with mosquito nets and insect repellents, or by mosquito control measures such as spraying insecticides inside houses and draining standing water where mosquitoes lay their eggs.

Although some are under development, no vaccine is currently available for malaria; preventative drugs must be taken continuously to reduce the risk of infection. These prophylactic drug treatments are often too expensive for most people living in endemic areas. Most adults from endemic areas have a degree of long-term recurrent infection and also of partial resistance; the resistance reduces with time and such adults may become susceptible to severe malaria if they have spent a significant amount of time in non-endemic areas. They are strongly recommended to take full precautions if they return to an endemic area. Malaria infections are treated through the use of antimalarial drugs, such as quinine or artemisinin derivatives, although drug resistance is increasingly common.