Апикомплекси (Apicomplexa) — паразитни протозои с апикопласт и сложни цикли
Апикомплекси — подробен преглед на паразитните протозои: апикопласт, апикални структури, сложни жизнени цикли и свързани болести (включително малария). Научете повече.
Apicomplexa е голяма група от паразитни протисти (протозои). Те са развили някои необикновени приспособления, които ги приспособяват към паразитния им живот. Всички те са едноклетъчни, всички са паразити на животни и всички образуват спори.
Те имат уникален органел - пластид, наречен апикопласт, и апикална сложна структура, която ги вкарва в клетката на гостоприемника. Те нямат структури като камшичета или псевдоподи, освен в някои стадии на гаметите. Движението на тялото се осъществява чрез огъване или плъзгане.
Някога групата е била наричана Sporozoa, но това наименование вече не се използва.
Апикомплексите имат сложни жизнени цикли, а между различните групи апикомплекси има много различия. Налице е както безполово, така и полово размножаване. Клетъчните ядра са хаплоидни.
Това е разнообразна група, включваща организми като кокцидии, грегарини, пироплазми, хемогрегарини и malarии. Заболяванията, причинени от апикомплексански организми, включват:
- Малария (род Plasmodium)
- Токсоплазмоза (Toxoplasma gondii)
- Криптоспоридиоза (Cryptosporidium)
- Кокцидиоза при птици и преживни животни (Eimeria, Isospora)
- Бабезиоза (род Babesia)
- Тилериеза (род Theileria)
Морфология и апикален комплекс
Апикомплексите притежават специализиран апикален комплекс, съставен от органели и структури, които подпомагат инвазията и установяването в клетките на гостоприемника: конойд, роптрии, микронеми и полярни пръстени. Тези структури съдействат за прикачване, секреция и проникване в хост-клетките. Апикопластът е редуциран пластид с отделен геном и изпълнява синтези на липиди, изопреноиди и други метаболитни функции; поради това е важна мишена за лекарства.
Жизнен цикъл
Типичният жизнен цикъл е комплексен и включва няколко фази:
- Схизогония (мерогония) — многократно безполово делене, при което се образуват множество мерозоити.
- Трофозоит — вегетативна форма, която трофично използва ресурсите на гостоприемника.
- Гаметогония — образуване на полови форми (гамети), които се сливат и дават начало на зигота.
- Спорогения — образуване на спори/спорозоити, които са инфекциозни за следващия гостоприемник.
Много апикомплекси имат сложни цикли с алтерниращи гостоприемници (напр. малариите — човек и комар). Някои преминават през междинни вектори (кърлежи, комари), други се предават фекално-оралено (яйца/оосисти) или чрез консумация на инфиковано месо/тъкани.
Апикопласт — произход и значение
Апикопластът произлиза вероятно от вторична ендосимбиоза (редко алгално прародителство) и е силно редуциран. Въпреки че не участва в фотосинтеза, той е важен за синтези като тези на мастни киселини, изопренове и желязо-сулфурни клъстери. Лекарства, които пречат на функциите на апикопласта (например някои антибиотични класове), имат терапевтичен ефект срещу апикомплексни паразити.
Таксономия и разнообразие
Филумът Apicomplexa включва много редове и семейства; традиционно се разделя на големи групи като Conoidasida (вкл. кокцидии и грегарини) и Aconoidasida (вкл. родовете, които причиняват малария и пироплазми). Вътрешната таксономия се променя с напредъка на молекулярната филогенетика.
Клинично значение, диагностика и лечение
Апикомплексни протозои причиняват значими заболявания при хора и животни:
- Диагностика — микроскопия (кръвни мазки, изпражнения), имунологични тестове (антигени/антитела), PCR и други молекулярни методи.
- Лечение — зависи от вида: анти-маларийни (хинин, хлорохин, артеминини и комбинации), при Toxoplasma — комбинации като пириметамин + сулфонамиди (или спирамицин при бременни), при Cryptosporidium — поддържаща терапия и при някои случаи нитазоксанид; при Babesia — комбинация от атоваquone и азитромицин или клиндамицин + хинин.
- Апикопластът е изследван като цел за нови лекарства — антибиотици като доксициклин и клиндамицин могат да нарушат функции, свързани с този органел.
- Превенция — контрол на векторите (комари, кърлежи), подобрена хигиена и санитарни практики, правилна обработка на храните (избягване на сурово/недопечено месо), мерки при отглеждането на птици и животни, и в някои случаи ваксинация (напр. частична ваксина срещу малария — RTS,S, приложима само при специфични групи).
Екологичен и икономически ефект
Апикомплексите оказват голямо влияние: маларията е основен проблем за общественото здраве в тропиците, кокцидиозите причиняват загуби в птицевъдството и животновъдството, а зарази като Toxoplasma имат влияние върху човешката бременност и имунокомпрометирани пациенти.
Съвременни изследвания
Текущите научни изследвания се фокусират върху молекулярната биология на апикалния комплекс и апикопласта, развиване на нови антимикробни средства, резистентност към съществуващи лекарства, ваксини и подобряване на диагностичните методи. Геномните анализи разкриват разнообразие и дават възможности за специфични терапевтични мишени.
Кратко обобщение: Апикомплексите са едноклетъчни паразити със специализиран апикален комплекс и апикопласт. Те имат сложни жизнени цикли, причиняват значими заболявания при хора и животни и представляват важна цел за контрол и разработване на лекарства.
Жизнен цикъл
Повечето от тях имат сложен жизнен цикъл с асексуално и сексуално размножаване. Гостоприемникът се заразява чрез активна инвазия на паразитите. Паразитите се делят и произвеждат спорозоити, които навлизат в клетките му. В крайна сметка клетките се разкъсват, освобождавайки мерозоити, които заразяват нови клетки. Накрая се образуват гамети, които се сливат, за да създадат нови кисти. Съществуват обаче много вариации на този основен модел и много Apicomplexa имат повече от един гостоприемник.
Апикалният комплекс включва везикули, които се отварят в предната част на клетката. Те отделят ензими, които позволяват на паразита да навлезе в други клетки. Върхът е заобиколен от лента от микротубули, наречена полярен пръстен, а сред Conoidasida има и фуния от тубулинови протеини, наречена коноид.
Наличието на алвеоли и други белези причисляват Apicomplexa към група, наречена алвеоли. Няколко сродни флагелати, като Perkinsus и Colpodella, имат структури, подобни на полярния пръстен, и преди са били включвани тук, но повечето изглежда са по-близки родственици на динофлагелатите. Те вероятно са подобни на общия предшественик на двете групи.
Друга прилика е, че много от клетките на апикомплексите съдържат един пластид, наречен апикопласт, заобиколен от 3 или 4 мембрани. Смята се, че функциите му включват задачи като биосинтеза на липиди и хем. Изглежда, че той е необходим за оцеляването. Смята се, че пластидите имат общ произход с хлоропластите на динофлагелатите, а доказателствата сочат, че произхождат от червени, а не от зелени водорасли.
Общ жизнен цикъл на апикомплекса: 1-зигота (циста), 2-спорозоити, 3-мерозоити, 4-гаметоцити.
Структура на апикомплекса: 1 - полярен пръстен, 2 - коноид, 3 - микронеми, 4 - хоптери, 5 - ядро, 6 - нуклеол, 7 - митохондрии, 8 - заден пръстен, 9 - алвеоли, 10 - апарат на Голджи, 11 - микропори.
Въпроси и отговори
В: Какво представлява апикомплекса?
О: Apicomplexa е голяма група протисти (протозои), които са паразити.
В: Какви приспособления имат те?
О: Те са развили някои необикновени приспособления, които ги приспособяват към паразитния им живот, като например уникален органел, наречен апикопласт, и апикална сложна структура.
В: Имат ли структури като камшичета или псевдоподи?
О: Не, те нямат структури като камшичета или псевдоподи, освен в някои стадии на гаметите. Движението на тялото се извършва чрез огъване или плъзгане.
В: Известна ли е групата под друго име?
О: Да, някога групата се е наричала Sporozoa, но сега това наименование не се използва.
В: Как се размножават?
О: Апикомплексите имат сложен жизнен цикъл и се размножават както по полов, така и по безполов път. Клетъчните ядра са хаплоидни.
В: Кои организми принадлежат към тази група?
О: Тази разнообразна група включва организми като кокцидии, грегарини, пироплазми, хемогрегарини и маларии.
В: Какви болести могат да бъдат причинени от апикомплексни организми?
О: Заболяванията, причинени от апикомплексни организми, включват малария и други заболявания, свързани с проникването на паразити в клетките на организма.
обискирам