Ký sinh trùng sốt rét là một loại ký sinh trùng đường máu, khi xâm nhập vào người chúng ký sinh ở hồng cầu để gây bệnh. Hồng cầu máu sẽ thay đổi do nhiễm ký sinh trùng, vì vậy các chức năng của chúng cũng thay đổi, gây nên những rối loạn bệnh lý cho người.
Ký sinh trùng sốt rét sau khi xâm nhập vào người và ký sinh ở hồng cầu, chúng sẽ sử dụng một lượng lớn chất khí oxygen. Các nhà khoa học đã nghiên cứu thực nghiệm trên loại ký sinh trùng sốt rét Plasmodium knowlesi của loài khỉ ghi nhận hồng cầu nhiễm ký sinh trùng sốt rét có khả năng tiêu thụ chất khí oxygen nhiều gấp 70 lần so hồng cầu bình thường. Ký sinh trùng sốt rét hô hấp chủ yếu bằng cách sử dụng, tiêu thụ chất đường glucose, chất khí oxygen và huyết cầu tố hemoglobin. Vì vậy sự tiêu thụ chất khí oxygen của ký sinh trùng sốt rét xảy ra ở những vị trí có nhiều chất đường glucose, lactat, glycerol và acide amine. Khả năng sử dụng chất khí oxygen của ký sinh trùng sốt rét bị ức chế bởi chất carbonmonocid, cyanid và một số thuốc chống sốt rét.
Ký sinh trùng sốt rét khi ký sinh ở hồng cầu sẽ làm thay đổi tính thấm của màng hồng cầu. Sự thay đổi này do nhiều nguyên nhân khác nhau như làm biến dạng, thay đổi bề mặt hồng cầu. Chức năng chuyển hóa của hồng cầu rối loạn do huyết cầu tố hemoglobin bị phá hủy, do các độc tố của ký sinh trùng sốt rét tạo ra và sự đáp ứng miễn dịch của vật chủ tác động lên hồng cầu.
Hồng cầu khi bị ký sinh trùng sốt rét ký sinh cũng đòi hỏi phải có những chuyển hóa mới như kết quả chuyển hóa chất đường glucose của ký sinh trùng đã làm cho nồng độ acid lactic trong hồng cầu tăng lên, hồng cầu phải tăng cường chuyển hóa để điều chỉnh độ pH.
Qua khảo sát, nghiên cứu ghi nhận:
Những hồng cầu bị nhiễm ký sinh trùng Plasmodium vivax, Plasmodium ovale thường bị biến dạng, kích thước hồng cầu to lên, có thể gấp từ 1,5 đến 4 lần so với hồng cầu bình thường. Đối với Plasmodium vivax, trên tiêu bản máu nhuộm giemsa thấy hồng cầu nhạt màu, xuất hiện nhiều hạt bệnh lý màu đỏ tím gọi là hạt Schuffner.
Đối với những hồng cầu bị nhiễm ký sinh trùng Plasmodium falciparum, Plasmodium malariae; nếu quan sát trên lam máu xét nghiệm bằng kính hiển vi quang học thông thường thấy hình dạng hồng cầu không thay đổi. Hồng cầu bị nhiễm Plasmodium falciparum có màu sẫm, có thể thấy những hạt bệnh lý lốm đốm màu tím gọi là hạt Maurer. Hồng cầu bị nhiễm Plasmodium malariae có những hạt bệnh lý nhỏ, mịn gọi là hạt Zieman.
Nếu có điều kiện dùng kính hiển vi điện tử để quan sát, có thể thấy trên màng hồng cầu bị nhiễm ký sinh trùng sốt rét Plasmodium falciparum xuất hiện những nụ lồi hay u bướu (knobs). Ký sinh trùng sốt rét phát triển chỉ sau 24 giờ có thể thấy những nụ lồi này đã phủ đầy bề mặt hồng cầu. Các nụ lồi được tạo thành từ một chất albumin chứa dày đặc hạt điện tử electron do chính ký sinh trùng sốt rét tạo ra. Những nụ lồi này cùng với ái lực kháng nguyên làm cho hồng cầu bị dính chặt vào nội mạc các mao mạch, bám vào thực bào và đồng thời các hồng cầu dính chặt vào nhau tạo thành những thể kết tụ. Đây là một trong những nguyên nhân làm tắc nghẽn các mao mạch nội tạng, dẫn đến rối loạn vi tuần hoàn cục bộ các cơ quan, tổ chức trong cơ thể.
Ký sinh trùng sốt rét khi xâm nhập, ký sinh trong hồng cầu sẽ làm thay đổi tính chất của hồng cầu. Ngược lại, ký sinh trùng sốt rét trong những điều kiện không thuận lợi nhưng muốn tồn tại chúng cũng có khả năng biến dị, thay đổi cấu trúc gen; các đặc tính lý học, hóa học, sự chuyển hóa… Một biểu hiện của đặc tính này là sự kháng thuốc của ký sinh trùng sốt rét. Thực tế cho thấy ký sinh trùng Plasmodium falciparum đã kháng với thuốc chloroquine và nhiều loại thuốc sốt rét khác đã gây nên những khó khăn về kỹ thuật chuyên môn trong công tác điều trị và trong công tác phòng chống bệnh sốt rét.
