background image

Malaria 

 

Life cycle  

Malarial species  

Pathogenesis 

Causes of  Anemia  

Clinical Picture 

Complications  

Lab. Diagnosis 


background image

  Malaria    “Mal-air”   

    It  is  a  world  wide  distribution  disease  acute  or  chronic 
characterized  by 

fever  ,anemia  &  spleenomegaly 

occurs  where 

anopheles mosquito are present & caused by genus plasmodium 
,which is host specific  

In IRAQ it is found significantly in the north part of IRAQ 

Animal kingdom 
              sub kingdom : protozoa 
               sub phylum   : Apicomplexa 
                       class       : sporozoea    
                       genus     : plasmodium 

 
              

41%

 of the world's population live in areas where malaria is 

transmitted . 

 
 

         
 


background image

   A French army doctor in 

Algeria

 

observed parasites inside 

red 

blood cells

 of malaria patients 

and proposed  for the first time 
that a protozoan caused 
disease 

 

It was discovered                          
more than 100 years ago  

Charles Louis Alphonse Laveran

 


background image

   French army doctor in 

Algeria

 

observed parasites inside 

red 

blood cells

 of malaria patients 

and proposed  for the first time 
that a protozoan caused 
disease 

 

Charles Louis Alphonse Laveran

 

1907 

Nobel Prize for Physiology 

 or Medicine

! 


background image

 

Around  300-500  million  clinical  cases  of  malaria  are 

reported  every  year,  of  which  more  than  a  million  die  of 

severe and complicated cases of malaria.  

 
 

Malaria ranks third among the major infectious diseases in 

causing deaths after HIV , pneumococcal acute respiratory 

infections and tuberculosis, then   malaria. 

 

Although  malaria  has  been  widely  eradicated  in  many 

parts of the world, the global number of cases continues to 

rise. The most important reason for this alarming situation 

is the rapid spread of malaria parasites that are resistant to 

anti malarial drugs

.  

 
 

  

 
 
 
 
 
 

 

Malaria

 


background image

Leading causes of death in Sub-Saharan Africa, South Asia, and Southeast Asia for persons age  

0-44 (World Health Organization) 

As you know 

in the developing world treatable 

infectious diseases remain big killers 


background image

Species that cause Malaria in man are 

Plasmodium vivax

            “bengin tertian malaria” 48hr 

P                   falciparum  

“malignant tertian malaria” 

P                   malariae      

“Qurtan malaria”        

 72hr 

P                   ovale            

“mild tertian malaria  

                                                   ovale  malaria” 

General

 characteristics

 of genus plasmodium

1-All species are parasitic of tissue & blood of their host 
2-Have very complicated life cycle :alternation of 

sexual 

(

gametogony

 

&

 

sporogony

asexual 

(

schizogony

3-No organil of locomotion but at certain stages can move 

by body flexible or flagella as microgamete  

 


background image

Genus plasmodium requires 2 host to complete their life 

cycle  

-Vertebrate host 
Bird, man 

where asexual cycle takes place 

(

intermediate 

host

Asexual =schizogony (Trophozoite   →     schizont → 

merozoite) 

-Vector host  
Female Anopheline mosquito 

where 

sexual cycle takes 

place (

final or difinitine host

Sexual= gametogony microgamete unites macrogamete →   
                        zygote  
Sporogony  = zygote →     oocyst →           sporozoites 


background image

background image

Each disease has a distinct course

 

“Tertian Malaria”  
(P.falciparum, P.ovale and P.vivax) 
fever occurs every third day.  
     

Quartan Malaria”  

(P. malariae) 
fever occurs every fourth day.  
     


background image

*Malarial parasite in man established their 1

st

 foci in non 

phagocytic cell of the liver 

(hepatocyte

)=pre erythrocytic 

cycle before the released into circulating  blood to 
parasitize RBC where erythrocytic cycle established  

Life cycle                                                      

 
 
 Man only                            
  reservoir                             
 

   

infected stage is the sporozoite

                                                             

  

Infection 

person 

Insect female  

Anopheline 

mosquito 

Un 

infected  

person 


background image

 

Malaria

 

Malaria parasites are transmitted from one person to  

       

another by the female anopheline mosquito.  

 
 

 
 

 
 
 

The males do not transmit the disease as they feed only on plant 

juices. 

 

There are about 380 species of anopheline mosquito, but only 60 

or so are able to transmit the parasite

.

 

 


background image

                                                

Life cycle 

Vertebrate 

man 

Invertebretes 

Female mosquito 

Tissue phase 

“liver” 

Blood  
phase 

sporogony 

gametogony 

Erythrocytic 

cycle (E.C.) 

Secondary E.E.C  

Para-erythocytic cycle 

Primary  

Exo-erythrocytic 

cycle  

Primary E.E.C. 

Pre-erythocytic cycle 


background image

background image

Man becomes infected with malaria when female 

anopheline mosquito introduce the infective stage the  

sporozoite

 with its saliva during sucking of the blood  

These sporozoites are tiny elongated spindle shape about 10-

15µ in length with pointed ends 

So they enter the man through the skin then they reach the 

blood & within less than an hour they enter the 
parenchyma cells  of the liver 

The sporozoite surface is covered by a protein called 

circum 

sporozoite protein

 which is specifically enters the liver 

cells not other cells  

In the liver the sporozoite starts primary E.E.C.  
Primary Exo-erythrocytic (schizogony) 
               pre-Erythrocytic schizogony    


background image

Fig 92 : Anopheles Female (Mosquito)

 

The vector of malaria 

 

109

 


background image

 

 

110

 


background image

background image

Anopheles

 

Transmission 

• sporozoites injected 

with saliva  

• enter circulation 
• trapped by liver 

(receptor-ligand) 


background image

  Pre.E.E.C.   8 days in P. Vivax      ,6 days in P. falciparum 
Sporozoite inside liver cell                   trophozoites                 

immature schizont                 mathure schizont                 
contain 1000 s of merozoites (cryptozoites) 

In the liver no clinical manifestation produced by the 

parasite 

 
 
Merozoites  

Phagocytized by kupffer cell 

Secondary  exo-erythro. cycle  
“para-erythro. cycle 
Dormant for indifinite time “hypnozoite” 
in P. vivax & ovale only                

relapse 

Blood  erythocytic cycle 


background image

Hyponozoite Forms 

• some Merozoites  exhibit delayed 

replication (ie, dormant) 

• merozoites produced months after 

initial infection

 

• only P. vivax and P. ovale 

relapse = hypnozoite 

 

recrudescence = P.malariae

 


background image

Exoerythrocytic Schizogony 

• hepatocyte invasion 
• asexual replication 
• 6-15 days 
• 1000-10,000 merozoites 
• no overt pathology 


background image

background image

Erythrocytic Cycle (vivax 48 hour)  

Inside RBC 

Merozoite enter RBC ,cytoplasm of RBC ingested by the parasite 
               large food vacuole giving the appearance of a ring 
(nucleus at one end) 

Ring stage 

,As the trophozoite grows 

,vacuole becomes less ,but pigmented granules of hemozoin in 
the vacuole become apparent 

 Hemozoin  
It is the end product of parasite´s digestion of the host’s Hb ,the 
trophozoite incompletely utilize Hb  leaving residues  of globin & 
an iron. 

Prophyrin-hematin

 which is an insoluble polymer also 

called malaria pigment (compound of protein +hematin), it has a 
toxic effect on the body & macrophage ,depressing their 
phagocytes activity   

   


background image

        HEMOGLOBIN                             HEME +GLOBIN(PROTEIN PART)    
                                                                                                     
                                                            
 
 
 

 
 

 HEMOZOIN                                                                          

  

   

HEME 

HEMOZOIN 


background image

background image

background image

As the trophozoite grows  the ring enlarges  with pseudopodia in 
all direction this stage called 

Amoeboid stage  

Here in vivax the infected RBC enlarged ,lose it’s  pink color 
(pale) & develops a peculiar 

 

stippling “invaginations in the 

surface of the infected RBC “ called  

Schuffner's dots  

After 24 hour  vacuole disappears & nuclear division started (12-
24nuclei) this is called 

Immature schizont  

Then cytoplasmic division 

mature schizont 

with specific 

number of merozoint in each type “12-24” usually 16 


background image

background image

background image

Then RBC rupture & releazing  
merozoites(parasites)+metabolic wastes 
inclucing  hemozoin which responsible  for  
symptoms of malaria  

Merozoites  enter new RBC  & repeat  eryth. 
cycle  (every 48hr) 
After an indeterminate number of asexual cycle 
(eryth. cycle ) some merozoites when enter  
RBC become  m

i

crogametocyte( male) or 

m

a

crogametocyte (female)   

 


background image

These gametocytes  develope  in RBC in the 
capillary  of internal organ  (spleen + Bone 
Marrow) & go to peripheral  blood  only  when 
become mature (96hr)  twice the time of E. 
schizogony  

The mature gametocyte unless ingested  by 
female anopheline mosq. It will be die & 
phagocytized  

Individual  who harbor  

gametocytes  in his peripheral  

blood is called  carrier

  

When female  anopheline  mosq.  takes  
erythrocytes  containing  gametocytes  the sexual  
cycle  begin : 


background image

Sexual cycle :  (gametogony )  + sporogony  

In the female anoph. mosq.  gametocytes  develops in to gametes   
Macro gametocyte                one macrogamete    
Microgametocyte                   6-8 microgamete    ,by process  called  
exflagellation   

Exflagellation 

 

:the nucleus  of microgamete  is divided  into 6-8 

daughter  nuclei then  axoneme is developed  ,then  the flagella  buds 
with their associated  nuclei  to outwards              6-8  microgametes   

One micro gametes  fertilize  macrogamete              zygote            
mobile  ookinete 

(in the gut of  mosq.) 

Ookinete  penetrates  the gut mucosa  of female anoph. mosq.   To the 

hemocoel  side  (outer side ) of the gut    

→ 

     oocyte which contains  

the sporoblast  that divided  rapidly   to form thousands  of 

sporozoites 

 

break out of oocyte                         hemocoel                    salivary gland         
                 next patient 


background image

background image

Sporogony 

• occurs in mosquito (9-21 d) 
• fusion of micro- and 

macrogametes  

• zygote 

 ookinete (~24 hr) 

• ookinete transverses gut 

epithelium ('trans-invasion') 


background image

Liver stage 

Sporozoites 

Mosquito Salivary  

         Gland 

Malaria Life 

Cycle 

Gametocyte

Oocyst 

Red Blood Cell 

Cycle 

Zygote 


background image

background image

Method of transmission   

*sporozoite induced  
The infective  stage is sporozoite  by biting  of female 
anoph. mosq. porter of entry =skin  
*trophozoite  induced  
Blood transfusion especially 

P. malaria

 syringe ,lab. 

accident  &   rarely  congenital  infection   


background image

P. Vivax  : 

43% of malaria in the world some merozoites  remain in the 
liver hypenozoite so             relapse  
Merozoite invades   

only young  RBC  (reticulocyte)

 unable to 

invade fully mature RBC  ,black people have got natural 
resistance  to p. vivax  infection ,because merozoite  enter RBC 
through receptor  which is the duffy blood group  protein            
Ag  fy a   ,fy b        
Black people  usually with no such Ag  fy0      

 

infected RBC in P. vivax enlarge  ,pale ,with 

schuffner’s dots  ,(fine dots) 

Schizont in E. cycle with 12-24 hr usually 16 merozoits  
E. cycle  with 48 hr periodicity  = tertian malaria  


background image

P. Falciparum  = malignant  ter. m.  

50% of  human  malaria  most  virulent  ,90% of mortality  of 
malaria  greater killer  of humanity  in tropical zone   
No relapse  (no hypnozoites)  

Invade RBC  at any age even reticulocyte  so much  higher  
parasitemia   than  other types  (25%  of RBC infected ) 

Soon after  invasion  of RBC the trophozoite  produce protein  
that are deposite  in the eryth.  surface membrane  in the 

deformation called  

knobs,

 these protein  bind to certain  

glyco-protein  on the post capillary  venular  endothelium  this 
binding cause  sequestration  of the infected RBCs  so stick  to  
venular  endothelium  ,    also those RBCs stick to normal   
RBC             thrombosis 
Gametocyte  don’t produce these knobs  so gametocyte infected  
RBCs  don’t stick   


background image

background image

background image

So in the peripheral  blood only  the early  ring stages  & 
gametocyte are seen in P. falciparum   
Ring stage in P. falciparum are smallest  than other species  
,multiple  infection of the same  RBC  is common  ,rings  with bi 
nucleated  (2 chromatin  dots) also present 
 may be division  of the ring  
RBC with  Maurer's  dots  larger  than the  fine schiiffner’s dots of 
P. vivax 
These dots  for transport of nutrient   
 Amoeboid  & schizont (8-32merozoites) ,not seen in the  
peripheral blood  but in the  capillaries of the internal  organ  
(spleen , B.M.) 
Gametocytes  are  crescent in shape    


background image

background image

A, B, C: Multiply infected red blood cells with appliqué forms in thin blood 
smears 
D: Signet ring form. 
E: Double chromatin dot 
F: A thick blood smear showing many ring forms of P. falciparum  (X 1000) 

A

 

B

 

C

 

D

 

E

 

F

 

138

 


background image

A, B, C, D: Gametocytes of P. falciparum in thin blood smears.  

 

( X 1000 )

 

141

 


background image

P.

 

Malariae  7% 

Quatrain malaria  (paroxysm  every 72hr), amoeboid band form  
schizont 6-12 (9) merozoites  in a rosette shape  ,infect only  old 
(aging)  RBC so low parasitemia  
Can live in blood  up to 50 years  so important in blood 
transfusion  ,transmission & cause recrudescence but no relapse  

P.

 

Ovale  

Mild tertian malaria ,oval malaria  
Rarest type ,RBC oval in shape schuffner’s dots appear  
earlyer ,larger more numerous  than  vivax  , schizont  
6-12 (9)  


background image

background image

background image

background image

Pathogenesis of  malaria  

Major clinical manifestation is due to  
1- Host  inflammatory  response  which  produce  chills  & fever   
2-Anemia due  to enormous  destruction  of RBC  

 

*Severity  depends  on species  of malaria ,most serious 
one is  P.  falciparum   

*

the fever in malaria is stimulated by the waste 

products of parasites  which are released after lyses of 
RBSs ,which includs  mainly  malarial toxins

 

“hemozoin 

or malarial pigments” 

into circulation trigger

 =TNF 

(tumor necrosis factor)                

fever 


background image

 
       

Fever in malaria is 

intermittent 

                   P. vivax : benign tertian malaria  
     48hr     P. faiciparum : malignant tertian malaria 
                  P. oval  : oval malaria  
    72hr      P. malaria : Quarter  malaria  


background image

Anemia :- 

-Malaria causes destruction both infected & non infected   RBCs   
-In ability to recycle iron bounded in hemozoin  
-Defective bone marrow response  
-Spleen removes infected & non infected  RBCs from blood ,due 
to TNF toxicity 

Anemia may cause Juandice 


background image

Age 

No age limit 

Pregnant women and children are most likely to get 
it. 

People from non-malaria zones are at much higher 
risk than natives when they are in malaria zones. 
 


background image

Clinical feature of malaria :- 

Incubation  period  in P.  Vivax  = 9-12 days (no symptoms) 
Then  the main clinical manifestation  in a typical case of malaria 
started which include febrile paroxysms followed by anemia & 
splenomeglay 

  

Febrile  paroxysms :- 

each paroxysms shows 3 stages   

1-Cold stages (last 20-60 min. usually 1/2hr)  

Chill , felling of intense cold ,although temp. 40˚C ,shivering 

2-Hot stages (last 2-4hr) 

Fever , 40 -41˚C ,headache ,mild delirium   

3-sweating  stages (last 2- 3 hr) 

Perspiration 

The total duration of  febrile cycle ≈ 6-8 hr ,these paroxysms  
synchronies with the eryth. shizogony  


background image

In tertian fever the paroxysms recurs every 48 hr ,while in quarter  
malaria (P. malaria )recurs every  72hr  ,after  rupture  of RBCs 

When

 

paroxysm is over after  8hr  ,patient  feels tired  & goes to 

sleep for a while ,& then feels fairly  well until next paroxysm  

Anemia : 

after few paroxysms anemia occurs microcytic  ,hypo 

chronic type  

splenomegaly : 

.one of important  physical  sign “spleenic 

index”  

In P. falciparum  there is serious complications  due to clotting  
of capillary of affected organ             circulatory stasis & hypoxia 

-Cerebral malaria :(convolution ,coma ,death) 
-Pulmonary edema 
-Algid malaria: rapid development of shock (adrenal 
involvement)  
-Septicemia & toxemia 

   


background image

Black water fever :- 

Only in P. falciparum 

,acute Massive lyses of RBCs  ,high level of 

Hb & its products                    renal insufficiently  & renal failure 

Hb & it’s products in urine                   dark  (black) urine 

Usually occur in patient who is  taking inadequate or irregular 
treatment with quinine drug            may produce anti quinine   
Ab              auto immune hemolytic anemia   auto Ab to drug or  
 to P. Falciparum 

Administration of  steroids  is often helpful in treatment of  this 
 hemolytic  crises     


background image

Relapse  

Back into  disease months or years after  apparent  curve occurs only in  
P.Vivax & oval  

(activation of hypnozoites in the liver) 

may be due to:- 

-Lowered Ab titer 
-Genetic variation of the parasite 
Symptoms of relapse 

usually less severe

  than the primary attack 

Recrudescence:- 

In P. malariae ,renewal of clinical manifestation after month& year , 
without re-exposure ,because of 

persistence of the parasite 

in blood at 

too low level to be detected & produce symptoms ,such parasitemia  
persist for  years until sudden increase                malarial symptoms 

 
In P. falciparum ,if the patient survive remission naturally or with 
treatment the parasite completely disappear from the blood               cure 


background image

Each disease has a distinct course

 

P.ovale and P.vivax  
can cause chronic malaria

reappearing after months or years 
due to latent parasites in liver 


background image

Diagnosis of malaria :- 

-Depend to some extent on clinical manifestation of the disease 
-Demonstration of the parasite on stained smears of the 
peripheral blood 

Microscopically examination of blood film is the most 
important diagnostic procedures  

                                   thin for species identification          
                                   thick for quick diagnosis  
Blood film done : 

Just before or at beginning of paroxysms 

 

-Visualizing the parasite after staining by fluorescent dye 
-PCR 
-Dip-stick method for detection of material Ag  
-Serological tests C.F.T. precipitation test 

 


background image

background image

Immunity to malaria is specific ,strain & variant specific   

Genetic resistance to malaria  

1-Black people (Duffy blood group) natural  resistance to P. vivax  
2-Sickle cell anemia  
     fauvism                            Abnormal Hb 
     Thalassemia    

Treatment of malaria :- 
Anti malarial drugs 
Alkaloid :quinine ,chloroquine ,primequine 
Chloroquine prevent digestion of Hb so no hemozoin ,it is not 
effective in exo-eryth. schizgony 
primequine kill hypnozoint so prevent  relapse   
In resistant malaria :mefloquine , fansidar   


background image

Genetic 

Resistance 

Sickle celled anemia 

Codominant trait (Allele “A” and “B”) 

AA have sickle celled anemia 

AB have both types of cells 

Sickle cells don’t support species of Plasmodium well. 

Resistance to infection 


background image

Prophylaxis :- 

Vaccine :difficult (different stages ,changing their Ag ) 
Travelers to endemic take chloroquine 2 weeks  before &  
contain to 6 weeks after leaving ,followed 2 weeks primequine  

Control :- 

Mosquito control (netting ,window screen ,destruction area of 
mosquito life cycle using predators (fishes) insecticides DDT 

 

Drug resistance malaria & mosquito resistance so malaria will be 
with us as long in there is people 
 
 


background image



رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 4 أعضاء و 76 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