Apicomplexa — parazītiskie protisti, uzbūve, dzīves cikli un slimības
Apicomplexa — parazītiskie protisti: to uzbūve, sarežģītie dzīves cikli un izraisītās slimības (tai skaitā malārija). Uzzini diagnostiku, izplatību un ārstēšanas iespējas.
Apicomplexa ir liela parazītisko protu (protozoa) grupa. Tām ir izveidojušās vairākas īpašas adaptācijas, kas pielāgotas obligātai parazītiskai dzīvei. Visas apikompleksas sugas ir vienšūnas, parazitē uz dzīvniekiem un spēj veidot sporas, kas nodrošina izplatīšanos un izturību ārpus saimnieka.
Apikompleksiem raksturīga unikāla organelle - plastīda, ko sauc par apikoplastu. Apikoplasts ir relictā plastīda, kas radušās no endosimbiozes (saistīta ar iepriekšēju sarkano aļģu plastīda iegūšanu) un tajā notiek svarīgas biosintēzes ceļi, piemēram, isoprenoidu un daļēji taukskābju sintēze. Šīs atšķirības padara apikoplastu par potenciālu zāļu mērķi, jo cilvēka šūnās šādas struktūras nav.
Vēl viena apikompleksu raksturīga iezīme ir apikālā kompleksa struktūra — specializētu sekretorālo organelu kopums (piem., rhoptrijas, micronemes, dense granules) un bieži konoīds, kas ļauj parazitam piesaistīties un invadēt saimnieka šūnu. Šīs organeles izdala adhēzijas molekulas un enzimus, kas palīdz šūnu iekļūšanai. Apikompleksiem nav tādu kustību struktūru kā bārkstiņi vai pseidopodi, izņemot atsevišķas gametas stadijas; tie pārvietojas, izmantojot speciālu slīdēšanas mehānismu (glideosomu), un var locīties vai slīdēt virs virsmas.
Savulaik šo grupu sauca par Sporozoa, bet šis nosaukums mūsdienās vairs netiek lietots, jo taksonomija precizēta, balstoties uz molekulāriem datiem.
Dzīves cikli un vairošanās
Apikompleksiem ir sarežģīti dzīves cikli, bieži ar vairākiem posmiem un vairāk nekā vienu saimnieku. Parastākās fāzes ir:
- Sporogonija — sporu vai sporocistu veidošanās, kas parasti notiek ārpus vai iekšumā noteikta saimnieka.
- Merogonija / šizogonija — aseksuāla vairošanās, kur vienas šūnas saturs dalās, radot daudz bērnorganismu (merozoītu).
- Gametogonija — seksuālā fāze, kur veidojas gametas; pēc gametu saplūšanas var veidoties diploīds zigots, kas pēc tam atgriežas haploidā stadijā, veicot mejozi.
Notiek gan aseksuāla, gan seksuāla vairošanās. Lielākā daļa veido haploīdus stadijas, bet pēc apaugļošanās var rasties īslaicīga diploidā fāze, kur tiek īstenota mejoze. Dažādas apikompleksu grupas nozīmīgi atšķiras pēc dzīves cikla īpatnībām, piemēram, vai tās izmanto posmus asinīs, epitelijā vai skeleta muskulatūrā, un vai nepieciešams starpsaimnieks vai vektors (piem., ķermenis ar kodēju sugām).
Uzbūve un invāzijas mehānisms
Apikālā kompleksa komponenti (rhoptrijas, micronemes, dense granules) un glideosoma darbojas kopā, lai parazīts pieķertos un iekļūtu šūnā. Micronemes izdala adhesīvus, kas piestiprina parazītu pie saimnieka virsmas; rhoptrijas izdala proteīnus, kas palīdz veidot invāzijas vakuolu; dense granules modulē vakuolas vidi pēc invāzijas. Dažiem apikompleksiem ir konoīds, spirālas proteīnu struktūra, kas palīdz iekļūt šūnā.
Taksonomija un grupas piemēri
Apicomplexa ir daudzveidīga grupa, kurā ietilpst tādi organismi kā kokcidijas (Eimeria, Isospora/Cystoisospora), gregarīni (parasti bez lielas medicīniskas nozīmes, dzīvo bezmugurkaulniekos), piroplazmas (Babesia, Theileria), hemogregāriji un malārijas izraisītāji (Plasmodium). Medicīniski un veterināri nozīmīgākie ģināti pieredzē ir:
- Plasmodium — malārijas izraisītājs
- Toxoplasma gondii — toksoplazmoze (cilvēkiem un dzīvniekiem)
- Cryptosporidium — gastroenterīts, īpaši imūndepresētiem pacientiem
- Eimeria — spēcīgs coccidiozes izraisītājs mājputniem un lauksaimniecības dzīvniekiem
- Isospora/Cystoisospora — caurejas iemesls zīdītājiem
- Babesia — hemolītiska slimība (piesardzība pret ērču pārnēsātu infekciju)
- Neospora, Sarcocystis — veterināras nozīmes parazīti
Klīniskā nozīme: slimības, diagnostika, ārstēšana un profilakse
Apikompleksa organismu izraisītās slimības ir plašas un svarīgas gan cilvēku, gan dzīvnieku veselībā. Galvenās slimības piemēri:
- Malārija (Plasmodium spp.) — drudža paroksismi, anēmija, orgānu bojājumi; diagnostika ar asins mikroskopiju, ātrajiem antigēnu testiem un molekulāriem testiem; ārstēšana ar antimalārijas līdzekļiem (artemisīna kombinācijas terapija, chloroquine kur jūtīgi utt.).
- Toksoplazmoze (Toxoplasma gondii) — bieži asimptomātiska, riskanta grūtniecēm un imūnsupresētiem; diagnostika ar seroloģiju (IgM/IgG), PCR; ārstēšana ar sulfadiazīnu + pirimetamīnu vai alternatīvām kombinācijām.
- Kriptosporidioze (Cryptosporidium spp.) — ūdensizcelsmes caureja; diagnostika ar izkārnījumu mikroskopiju, imunoloģiskām un molekulārajām metodēm; ārstēšana simptomātiska, dažreiz nitazoksanidze imūnkompententiem, atbalstoša terapija.
- Kokcidozes (Eimeria spp.) — galvenokārt lauksaimniecībā; profilakse — higiēna, barošanas prakse, vakcinācija mājputniem, pretkokcidiālas zāles (piem., toltrazurils).
- Babesioze (Babesia spp.) — drudzis, hemolīze; diagnostika ar asins homologiem un PCR; ārstēšana ar atovaquone + azitromicīns vai imidokarb klorīdu atkarībā no sugām.
Diagnostikā tiek lietotas mikroskopija (krāsotas preparātas, izkārnījumu pārbaude), antigēnu testi, seroloģija un molekulārās metodes (PCR). Ārstēšana un profilakse ir ļoti atkarīga no sugas: medikamenti, vektoru kontrole (piem., odi malārijas gadījumā, ērces babesiozei), higiēnas uzlabošana, droša pārtikas gatavošana (samazina toksoplazmas risku) un vakcinācija vai pretkokcidiālas stratēģijas lauksaimniecībā.
Īpašas iezīmes un pētniecība
Apikompleksu bioķīmija un organellārā struktūra (īpaši apikoplasts) ir intensīvi pētīta, jo tās piedāvā mērķus jauniem medikamentiem. Tāpat tiek pētīta invazijas molekulārā mehānika, imūnatbildes modifikācija un veidi, kā ierobežot transmisiju (vakcinācija, vektoru kontrole, ūdens un pārtikas drošība).
Kopumā Apicomplexa ir evolūcijas ceļā ļoti specializēta un veikla parazītu grupa ar lielu medicīnisku un veterināru nozīmību, kuru izpratne ir būtiska slimību profilaksei, diagnostikai un ārstēšanai.
Dzīves cikls
Lielākajai daļai sugas locekļu ir sarežģīts dzīves cikls, kurā notiek gan aseksuāla, gan seksuāla vairošanās. Saimnieks inficējas, parazītiem aktīvi iebrūkot. Parazīti dalās, lai radītu sporozoītus, kas iekļūst saimnieka šūnās. Galu galā šūnas saplaisā, izdalot merozoītus, kas inficē jaunas šūnas. Galu galā rodas gametas, kas saplūst, veidojot jaunas cistas. Tomēr šim pamatveidam ir daudz variāciju, un daudziem Apicomplexa ir vairāk nekā viens saimnieks.
Apikālajā kompleksā ietilpst vezikulas, kas atveras šūnas priekšpusē. Tās izdala fermentus, kas ļauj parazītam iekļūt citās šūnās. Galu ieskauj mikrotubulu josla, ko sauc par polāro gredzenu, un starp Conoidasida ir arī tubulīna proteīnu piltuve, ko sauc par konoīdu.
Alveolu klātbūtne un citas pazīmes ierindo Apicomplexa grupā, ko sauc par alveolām. Vairākiem radniecīgiem flagelātiem, piemēram, Perkinsus un Colpodella, ir struktūras, kas līdzīgas polārajam gredzenam, un agrāk tie tika pieskaitīti šai grupai, taču lielākā daļa no tiem ir tuvāki dinoflagelātu radinieki. Tie, iespējams, ir līdzīgi abu grupu kopīgajam priekštecim.
Vēl viena līdzība ir tā, ka daudzās apikompleksu šūnās ir viena plastīda, ko sauc par apikoplastu, ko ieskauj 3 vai 4 membrānas. Tiek uzskatīts, ka tā funkcijas ietver tādus uzdevumus kā lipīdu un hema biosintēze. Šķiet, ka tas ir nepieciešams izdzīvošanai. Domājams, ka plastīdu izcelsme ir kopīga ar dinoflagelātu hloroplastiem, un pierādījumi norāda uz to, ka plastīdu izcelsme ir sarkanās, nevis zaļās aļģes.
Apikompleksas vispārējs dzīves cikls: 1 - zigota (cista), 2 - sporozoīti, 3 - merozoīti, 4 - gametocīti.
Apikompleksu struktūra: 1-polārais gredzens, 2-konoīds, 3-mikronēmas, 4-roptērija, 5-kodols, 6-nukleols, 7-mitohondrijs, 8-pasaules gredzens, 9-alveolas, 10-golgi aparāts, 11-mikropora.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir Apikompleksa?
A: Apikompleksa ir liela parazītisku prostatu (protozoju) grupa.
J: Kādi ir to pielāgojumi?
A: Tām ir izveidojušās dažas neparastas adaptācijas, kas piemērotas to parazītiskajai dzīvei, piemēram, unikāla organelle, ko sauc par apikoplastu, un apikālā kompleksa struktūra.
J: Vai tām ir tādas struktūras kā bārkstiņi vai pseidopodi?
A: Nē, tām nav tādu struktūru kā bārkstiņi vai pseidopodi, izņemot atsevišķas gametas stadijas. Ķermenis pārvietojas, izliekoties vai slīdot.
J: Vai kādreiz šī grupa bija pazīstama ar citu nosaukumu?
A: Jā, kādreiz šo grupu sauca par Sporozoa, bet tagad šis nosaukums vairs netiek lietots.
J: Kā tās vairojas?
A: Apikompleksiem ir sarežģīti dzīves cikli, un notiek gan aseksuāla, gan seksuāla vairošanās. Šūnu kodoli ir haploīdi.
J: Kādi organismi pieder pie šīs grupas?
A: Šajā daudzveidīgajā grupā ietilpst tādi organismi kā kokcidijas, gregarīni, piroplazmas, hemogregāriji un malārijas.
J: Kādas slimības var izraisīt apikompleksa organismi?
A: Apikompleksa organismu izraisītās slimības ir malārija un citas slimības, kas saistītas ar parazītu iekļūšanu organisma šūnās.
Meklēt