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Malaria - ein Beispiel für Parasitismus

Malaria wird durch den EndoParasiten Plasmodium ausgelöst. Dieser dem menschlichen Körper sehr gut angepasste Parasit nutzt ebenso die Anopheles-Stechmücke (Moskito) als Wirt. Malaria kennt man aus warmen Regionen, in denen (warme) stehende Gewässer zu finden sind, die den Malaria-übertragenden Mücken einen geschützten Lebensraum bieten.

In seinem komplexen Lebenszyklus nutzt Plasmodium menschliche Leberzellen und die roten Blutkörperchen genauso wie den Körper der Anopheles-Mücke als Lebensraum. Die gezeigte Abbildung stellt den Vermehrungszyklus von Plasmodium in seinen jeweiligen Wirten dar.

Plasmodium Entwicklungszyklus, Quelle: Wikipedia, public domain: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Plasmodium_zyklus.png
Plasmodium Entwicklungszyklus, Quelle: Wikipedia, public domain: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Plasmodium_zyklus.png
Die Übertragung der Malaria erfolgt über die Blutmahlzeit der Mücke

Mücken spritzen Drüsensekret in ihre Opfer hinein, um die Blutgerinnung zu unterbinden. Mit diesem Anopheles-Drüsensekret wird z.B. Malaria bei einer Blutmahlzeit der Mücke übertragen.

Der Name Malaria ist vom Lateinischen abgeleitet und steht für „schlechte Luft“. Die feuchte „schlechte“ Luft in Sümpfen bzw. stehenden warmen Gewässern begünstigt die Lebensbedingungen der Anopheles-Mücke und damit die Verbreitung des Parasiten Plasmodium.

Vier der Erreger sind für den Menschen gefährlich:

  • Plasmodium falciparum
  • Plasmodium vivax
  • Plasmodium ovale
  • Plasmodium malariae
Der Infektionszyklus

Plasmodium ist ein einzelliger Parasit. Er besitzt einen Zellkern und durchläuft einen komplexen Vermehrungszyklus.

Sticht eine infizierte weibliche Anopheles-Mücke einen Menschen, kommt es zur Übertragung der Sporozoiten des Malaria-Erregers Plasmodium. Sporozoiten infizieren Leberzellen und entwickeln sich zu Schizonten weiter. Diese wachsen so lange heran, bis die Leberzelle aufreißt und Merozoiten freisetzt. Nach dieser initialen Vermehrung in der Leber durchläuft der Parasit eine asexuelle Vermehrung. Die dabei entstehenden Merozoiten werden nun in den Blutkreislauf freigesetzt. Im Blutstrom hat das Immunsystem Gelegenheit, auf die Eindringlinge zu reagieren. Gleichzeitig treten nun aber auch die Manifestationen der Malaria in Form von Fieberschüben etc. statt.

Vor einer Reaktion des Immunsystems bleibt Plasmodium wieder verschont, sobald die Merozoiten in ein rotes Blutkörperchen eingedrungen sind. (Hinweis: Erythrozyten besitzen keine Oberflächenproteine, die vom Immunsystem erkannt werden!) Im anschließenden Zyklus in den Erythrozyten erfolgt die Weiterentwicklung vom Schizonten zum Gametozyten. Männliche und weibliche Gametozyten werden über die Blutmahlzeit von Anopheles nun wieder in die Wirtsmücke übertragen.

Im sporogenen Zyklus in der Anopheles-Mücke bilden sich Zygoten, die sich zu Sporozoiten weiterentwickeln. Diese können dann von Anopheles wieder auf den Menschen übertragen werden.

Abhilfe schaffen – Malaria bekämpfen

Ein wichtiger Punkt in der Malariabekämpfung ist die Bekämpfung der Anopheles-Mücke! Ist kein Überträger für Plasmodium vorhanden, so kommt es nicht zur Ausbreitung von Malaria!

So beschreiben Untersuchungen aus Indonesien, dass Gewässer mit starkem Algenbewuchs ideale Brutstätten für Anaopheles-Mücken darstellen. Die Nutzung eines Gewässers für Fischzucht und die dadurch erzielte Reduzierung des Algenbewuchses führte gleichzeitig zu einer Verringerung der Malariafälle in dem untersuchten Gebiet. Von zuvor 33 Malariapatienten blieben nach der Umwandlung des Gewässers zur Fischzucht nur noch zwei.

Krankheitsbild der Malaria

Malaria plagt den Patienten mit Fieberschüben und einer deutlichen Herabsetzung des Blutzuckerspiegels. Dies ist durch die Stoffwechselaktivität des Parasiten bedingt. Je höher die Anzahl der Parasiten im Körper des Patienten, umso stärker zeigen sich die Symptome. Rote Blutkörperchen lösen sich auf. Die Milz, welche den Abbau der Erythrozyten übernimmt, wird geschädigt (Überlastung) und es kommt zu einer Anämie durch zu geringe Neuproduktion der roten Blutkörperchen bzw. zu Immunreaktionen auf durch den Parasitenbefall freigesetzte Zytokine.

Je nach Malariatyp kommt es zu Störungen im Blutkreislauf (Verkleben der Blutkörperchen) bzw. der Sauerstoffversorgung. Die Neuproduktion der Erythrozyten ist heruntergefahren (Anämie). Ihre Zerstörung führt zu hohen Ausscheidungsraten von Hämoglobin über die Nieren und den Urin (dunkler Harn). Das kann ein gefährliches Nierenversagen verursachen. Das Nervensystem zeigt ebenfalls Veränderungen durch die Malaria: Krämpfe, Koma, Bewusstseinsstörungen u.a.

Malaria - Idee für eine Abituraufgabe

Das Krankheitsbild der Malaria ist gut untersucht. Es ist themenübergreifend. So können Aufgaben aus den Bereichen Molekularbiologie, Zytologie, Immunologie, Stoffwechsel, Ökologie und Evolution gestellt werden.

Hier einige Gedanken und Anregungen, was in Zusammenhang mit Malaria gefragt werden könnte. Diese Liste ist nicht als „Auswendiglern-Material“ gedacht, sie ist auch in keinster Weise vollständig. Sie soll Ihnen als Motivation dienen, selbst themenübergreifend an diesem Krankheitsbild zu arbeiten und aus den Blickwinkeln der verschiedenen Forschungsgebiete einen Blick auf Malaria zu werfen.

Zytologie:

  • Zelltypen: Bakterien vs. Zellkern-tragende Einzeller; menschliche Zellen; verschiedene menschliche Zelltypen
  • Leber/Niere/Milz/rote Blutkörperchen

Ökologie:

  • biotische/abiotische Umweltfaktoren, die Einfluss auf die Malaria haben (Temperatur, Bevölkerungsdichte, Luftfeuchtigkeit, allgemeiner Immunzustand)
  • Umweltbedingungen die gute oder weniger gute Voraussetzungen für Anopheles schaffen
  • Ökologische Nische eines Parasiten...

Evolution:

  • Entwicklung der Malaria/Sichelzellanämie
  • Entstehung der verschiedenen Malariatypen/Wirtsstämme
  • Verwandtschaft von Parasiten - Parasit-Wirtsbeziehung

Immunologie:

  • Wie reagiert das Immunsystem auf Eindringlinge?
  • Gibt es Besonderheiten bei den roten Blutzellen?

Stoffwechsel:

  • Stoffwechselvorgänge in den roten Blutkörperchen verglichen mit dem „normalen“ Zellstoffwechsel!
  • Blutzuckerspiegel -> Regulation und Einfluss von Außen

Immunologie ist kein Teil Ihrer Abiturprüfung -> Diese Fragestellungen können in dieser Art nicht auftauchen.

Stoffwechsel ist kein Teil Ihrer Abiturprüfung -> Diese Fragestellungen können in dieser Art nicht auftauchen.

Evolution ist kein Teil ihrer schriftlichen Abiturprüfung -> Diese Fragestellungen können in dieser Art nicht auftauchen.

Im Jahr 2015 wurde der Nobelpreis für Medizin an die Forscher William C. Campbell, Satoshi Ōmura und Tu Youyou verliehen, die sich mit der gefährlichen Krankheit der Malaria beschäftigt haben. Oftmals werden Nobelpreis-Themen als Aufhänger für Abituraufgaben verwendet.

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Autor: Dr. Martina Henn-Sax

Dieses Dokument Malaria - ein Beispiel für Parasitismus ist Teil eines interaktiven Online-Kurses zum Thema Ökologie.

Dr. Martina Henn-Sax verfügt über langjährige Erfahrung auf diesem Themengebiet.
Vorstellung des Online-Kurses ÖkologieÖkologie
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