Informacije

5.2: Klasifikacija eukariotskih mikroba i primjeri - Biologija

5.2: Klasifikacija eukariotskih mikroba i primjeri - Biologija


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ciljevi učenja

  • Identifikujte izazove povezane sa klasifikacijom mikrobnih eukariota
  • Objasnite taksonomsku shemu koja se koristi za mikrobne eukariote
  • Navedite primjere infekcija uzrokovanih mikrobnim eukariotima

Eukariotski mikrobi su izuzetno raznolika grupa, uključujući vrste sa širokim spektrom životnih ciklusa, morfološkim specijalizacijama i nutritivnim potrebama. Iako je više bolesti uzrokovano virusima i bakterijama nego mikroskopskim eukariotima, ti eukarioti su odgovorni za neke bolesti od velike važnosti za javno zdravlje. Iako može izgledati iznenađujuće, parazitski crvi su uključeni u proučavanje mikrobiologije jer identifikacija ovisi o promatranju mikroskopskih odraslih crva ili jaja. Čak iu razvijenim zemljama, ovi crvi su važni paraziti ljudi i domaćih životinja. Gljivičnih patogena je manje, ali su i oni važni uzroci bolesti. S druge strane, gljive su bile važne u proizvodnji antimikrobnih supstanci kao što je penicilin. U ovom poglavlju ćemo ispitati karakteristike protista, crva i gljivica dok razmatramo njihovu ulogu u izazivanju bolesti.

Karakteristike Protista

Riječ protist je istorijski termin koji se danas neformalno koristi za označavanje raznolike grupe mikroskopskih eukariotskih organizama. Ne smatra se formalnim taksonomskim terminom jer organizmi koje opisuje nemaju zajedničko evolucijsko porijeklo, nazvano polifiletskim. Pošto je trenutna taksonomija zasnovana na evolucionoj istoriji (kako je određena biohemijom, morfologijom i genetikom), protisti su raštrkani po mnogo različitih taksonomskih grupa unutar domena. Istorijski gledano, protisti su neformalno grupisani u protozoe „nalik životinjama“, alge „nalik biljci“ i protiste „slične gljivama“, kao što su plijesni u vodi. Ove tri grupe protista se uvelike razlikuju u pogledu svojih osnovnih karakteristika. Na primjer, alge su fotosintetski organizmi koji mogu biti jednoćelijski ili višećelijski. Protozoe, s druge strane, su nefotosintetski, pokretni organizmi koji su uvijek jednoćelijski. Drugi neformalni termini se takođe mogu koristiti za opisivanje različitih grupa protista. Na primjer, mikroorganizmi koji lebde ili plutaju u vodi, pokreću se strujama, nazivaju se planktonom. Tipovi planktona uključuju zooplankton, koji je pokretljiv i nefotosintetski, i fitoplankton, koji je fotosintetski.

Protozoans

Protozoe naseljavaju širok izbor staništa, kako vodenih tako i kopnenih. Protozoji su heterotrofni. Mnogi žive slobodno, dok su drugi paraziti, provode životni ciklus unutar domaćina ili domaćina i potencijalno uzrokuju bolest. Postoje i korisni simbionti koji svojim domaćinima pružaju metaboličke usluge. Za vrijeme hranjenja i rasta svog životnog ciklusa nazivaju se trofozoitima; oni se hrane malim česticama hrane kao što su bakterije. Na primjer, protozojska bolest malarija bila je odgovorna za 584.000 smrtnih slučajeva širom svijeta (prvenstveno djece u Africi) u 2013, prema Svjetskoj zdravstvenoj organizaciji (WHO). Protistički parazit Giardia uzrokuje dijareju (giardijazu) koja se lako prenosi kontaminiranom vodom. U Sjedinjenim Američkim Državama, Giardia je najčešći ljudski crijevni parazit (slika (PageIndex{2})).

Rod Entamoeba uključuje komenzalne ili parazitske vrste, uključujući medicinski važne E. histolytica, koji se prenosi cistama u fecesu i primarni je uzrok amebne dizenterije. Zloglasna "ameba koja jede mozak", Naegleria fowleri, je smrtonosni parazit koji se nalazi u toploj, slatkoj vodi i uzrokuje primarni amebni meningoencefalitis (PAM). Još jedan član ove grupe je Acanthamoeba, koja može uzrokovati keratitis (upalu rožnjače) i sljepoću.

Dok neke vrste protozoa postoje isključivo u obliku trofozoita, druge se mogu razviti iz trofozoita u stadijum inkapsulirane ciste kada su uslovi okoline preteški za trofozoit. Cista je ćelija sa zaštitnim zidom, a proces kojim trofozoit postaje cista naziva se encistiranje. Kada uslovi postanu povoljniji, ove ciste pokreću signali okoline da ponovo postanu aktivne kroz ekscistaciju. Jedan rod protozoa sposoban za encistiranje je Eimeria, što uključuje neke ljudske i životinjske patogene. Slika (PageIndex{3}) ilustruje životni ciklus Eimeria.

Apikompleksani su intra- ili ekstracelularni paraziti koji imaju apikalni kompleks na jednom kraju ćelije. Apikalni kompleks je koncentracija organela, vakuola i mikrotubula koja omogućava parazitu da uđe u ćelije domaćina (slika (PageIndex{4})). Apikompleksani imaju složene životne cikluse koji uključuju infektivni sporozoit koji prolazi kroz šizogonije da bi napravio mnoge merozoite. Mnogi su sposobni zaraziti različite životinjske stanice, od insekata preko stoke do ljudi, a njihov životni ciklus često ovisi o prijenosu između više domaćina. Rod Plasmodium je primjer ove grupe.

Drugi primjer je Toxoplasma gondii uzrokuje toksoplazmozu i može se prenijeti mačjim izmetom, neopranim voćem i povrćem ili nedovoljno kuhanim mesom. Budući da toksoplazmoza može biti povezana s ozbiljnim urođenim manama, trudnice moraju biti svjesne ovog rizika i biti oprezne ako su izložene izmetu potencijalno zaraženih mačaka. Nacionalna anketa je pokazala da je učestalost osoba s antitijelima na toksoplazmozu (i prema tome za koje se pretpostavlja da imaju trenutnu latentnu infekciju) u Sjedinjenim Državama 11%. Stope su mnogo veće u drugim zemljama, uključujući neke razvijene zemlje.1 Postoje i dokazi i dosta teoretisanja da bi parazit mogao biti odgovoran za promjenu ponašanja i osobina ličnosti zaraženih ljudi.2

Protisti slični gljivama

Eumycetozoa su neobična grupa organizama zvanih sluzave plijesni, koje su ranije klasificirane kao životinje, gljive i biljke (slika (PageIndex{5})). Sluzaste kalupe mogu se podijeliti u dvije vrste: ćelijske sluzaste kalupe i plazmodijalne sluzaste kalupe. Ćelijske plijesni sluzi postoje kao pojedinačne ameboidne ćelije koje se periodično agregiraju u pokretne puževe. Agregat tada formira plodno tijelo koje proizvodi haploidne spore. Plazmodijalne sluzne plijesni postoje kao velike, višejezgrene ameboidne stanice koje formiraju reproduktivne stabljike za proizvodnju spora koje se dijele u gamete. Jedna ćelijska sluzava plijesan, Dictyostelium discoideum, bio je važan istraživački organizam za razumijevanje diferencijacije ćelija, jer ima i jednoćelijske i višećelijske životne faze, pri čemu ćelije pokazuju određeni stepen diferencijacije u višećelijskom obliku.

Oomiceti imaju sličnosti sa gljivama i nekada su klasifikovani s njima. Nazivaju se i vodenim kalupima. Međutim, razlikuju se od gljiva na nekoliko važnih načina. Oomiceti imaju ćelijske zidove od celuloze (za razliku od hitinskih ćelijskih zidova gljiva) i općenito su diploidne, dok su dominantni životni oblici gljiva tipično haploidni. Phytophthora, biljni patogen pronađen u tlu koji je izazvao glad od krompira u Irskoj, svrstan je u ovu grupu (slika (PageIndex{6})).

Euglenozoa je uobičajena u okolišu i uključuje fotosintetske i nefotosintetske vrste. Iako su neke fotosintetske, one se ne smatraju algama jer se hrane i pokretne su. Članovi roda Euglena obično nisu patogeni. Njihove ćelije imaju dvije bičice, pelikulu, stigmu (očnu tačku) za osjet svjetlosti i hloroplaste za fotosintezu (slika (PageIndex{7})). Pelikula od Euglena napravljen je od niza proteinskih traka koje okružuju ćeliju; podržava ćelijsku membranu i daje ćeliji oblik.

Euglenozoa također uključuje tripanozome, koji su parazitski patogeni. Rod Trypanosoma uključuje T. brucei, koja uzrokuje afričku tripanosomijazu (afrička bolest spavanja i T. cruzi, koja uzrokuje američku tripanosomijazu (Chagasovu bolest). Ove tropske bolesti prenose se ubodom insekata. Kod afričke bolesti spavanja, T. brucei kolonizira krv i mozak nakon što se prenese ugrizom muhe cece (Glossina spp.) (Slika (PageIndex{8})). Rani simptomi uključuju zbunjenost, poteškoće sa spavanjem i nedostatak koordinacije. Ako se ne liječi, smrtonosan je. Chagasova bolest je nastala i najčešća je u Latinskoj Americi. Bolest se prenosi putem Triatoma spp., insekti koji se često nazivaju "bube koje se ljube" i utiču na srčano tkivo ili tkiva probavnog sistema. Neliječeni slučajevi mogu na kraju dovesti do zatajenja srca ili značajnih probavnih ili neuroloških poremećaja.

Zanemareni paraziti

Centri za kontrolu i prevenciju bolesti (CDC) odgovorni su za identifikaciju prioriteta javnog zdravlja u Sjedinjenim Državama i razvoj strategija za rješavanje problematičnih područja. U sklopu ovog mandata, CDC je službeno identificirao pet parazitskih bolesti za koje smatra da su zanemarene (tj. nisu adekvatno proučene). Ove zanemarene parazitske infekcije (NPI) uključuju toksoplazmozu, Chagasovu bolest, toksokarijazu (infekciju nematodom koju prenose prvenstveno zaraženi psi), cisticerkozu (bolest uzrokovanu infekcijom tkiva trakavice Taenia solium), i trihomonijaza (spolno prenosiva bolest uzrokovana parabazalidom Trichomonas vaginalis).

Odluka da se ove specifične bolesti nazovu kao NPI znači da će CDC posvetiti resurse poboljšanju svijesti i razvoju boljeg dijagnostičkog testiranja i liječenja kroz studije dostupnih podataka. CDC također može savjetovati o liječenju ovih bolesti i pomoći u distribuciji lijekova koje bi inače bilo teško nabaviti.3

Naravno, CDC nema neograničene resurse, tako da daje prioritet ovih pet bolesti, efektivno depriorizira druge. S obzirom da mnogi Amerikanci nikada nisu čuli za mnoge od ovih NPI-a, pošteno je zapitati se koje je kriterije CDC koristio u određivanju prioriteta bolesti. Prema CDC-u, faktori koji se razmatraju bili su broj zaraženih ljudi, težina bolesti i da li se bolest može liječiti ili spriječiti. Iako se čini da su neki od ovih NPI-a češći izvan Sjedinjenih Država, CDC tvrdi da mnogi slučajevi u Sjedinjenim Državama vjerojatno ostaju nedijagnosticirani i neliječeni jer se tako malo zna o ovim bolestima.4

Koje kriterijume treba uzeti u obzir prilikom davanja prioriteta bolestima u svrhu finansiranja ili istraživanja? Da li su one koje je CDC identifikovao razumne? Koji drugi faktori bi se mogli uzeti u obzir? Trebaju li vladine agencije poput CDC-a imati iste kriterije kao i privatne farmaceutske istraživačke laboratorije? Koje su etičke implikacije odbacivanja prioriteta drugim potencijalno zanemarenim parazitskim bolestima kao što je lajšmanijaza?

Alge

Alge su autotrofni protisti koji mogu biti jednoćelijski ili višećelijski. Oni su ekološki i ekološki važni jer su odgovorni za proizvodnju približno 70% kisika i organske tvari u vodenom okruženju. Neke vrste algi, čak i one koje su mikroskopske, redovno jedu ljudi i druge životinje. Osim toga, alge su izvor agara, agaroze i karagenana, učvršćivača koji se koriste u laboratorijama i u proizvodnji hrane. Iako alge obično nisu patogene, neke proizvode toksine. Štetno cvjetanje algi, koje nastaje kada alge brzo rastu i stvaraju guste populacije, može proizvesti visoke koncentracije toksina koji oštećuju funkciju jetre i nervnog sistema kod vodenih životinja i ljudi.

Poput protozoa, alge često imaju složenu ćelijsku strukturu. Na primjer, stanice algi mogu imati jedan ili više hloroplasta koji sadrže strukture zvane pirenoidi za sintetizaciju i skladištenje škroba. Sami hloroplasti se razlikuju po broju membrana, što ukazuje na sekundarne ili rijetke tercijarne endosimbiotske događaje. Primarni hloroplasti imaju dvije membrane – jednu od originalne cijanobakterije koju je progutala eukariotska stanica predaka, a drugu od plazma membrane ćelije koja je progutala. Čini se da su kloroplasti u nekim lozama rezultat sekundarne endosimbioze, u kojoj je druga stanica progutala zelenu ili crvenu ćeliju algi koja je već imala primarni hloroplast u sebi. Ćelija koja je progutala uništila je sve osim hloroplasta i možda ćelijske membrane svoje originalne ćelije, ostavljajući tri ili četiri membrane oko hloroplasta. Različite grupe algi imaju različite pigmente, što se odražava u zajedničkim nazivima kao što su crvene alge, smeđe alge i zelene alge. Alge takođe mogu imati različite životne cikluse. Reprodukcija može biti aseksualna mitozom ili seksualna pomoću gameta.

Neke alge, morske alge, su makroskopske i mogu se zamijeniti s biljkama. Morske alge mogu biti crvene, smeđe ili zelene, ovisno o njihovim fotosintetičkim pigmentima. Zelene alge, posebno, dijele neke važne sličnosti sa kopnenim biljkama; međutim, postoje i važne razlike. Na primjer, morske alge nemaju prava tkiva ili organe kao biljke. Osim toga, morske alge nemaju voštanu kutikulu koja bi spriječila isušivanje. Alge se također mogu zamijeniti s cijanobakterijama, fotosintetskim bakterijama koje su slične algama; međutim, cijanobakterije su prokarioti.

Algal Diversity

Dinoflagelati su uglavnom morski organizmi i važna su komponenta planktona. Imaju različite vrste ishrane i mogu biti fototrofni, heterotrofni ili miksotrofni. Oni koji su fotosintetski koriste hlorofil a, hlorofil c2, i drugi fotosintetski pigmenti (slika (PageIndex{9})). Uglavnom imaju dvije flagele, što ih uzrokuje da se vrte (zapravo, naziv dinoflagelat dolazi od grčke riječi za "vrtlog": dini). Neki imaju celulozne ploče koje formiraju tvrdu vanjsku oblogu, ili teku, kao oklop. Osim toga, neki dinoflagelati proizvode neurotoksine koji mogu uzrokovati paralizu kod ljudi ili riba. Do izloženosti može doći kontaktom s vodom koja sadrži toksine dinoflagelata ili hranjenjem organizmima koji su jeli dinoflagelate. Kada populacija dinoflagelata postane posebno gusta, može doći do crvene plime (vrsta štetnog cvjetanja algi). Crvene plime i oseke nanose štetu morskom životu i ljudima koji konzumiraju kontaminirani morski život. Glavni proizvođači toksina uključuju rodove Gonyaulax i Aleksandrijum, oba uzrokuju paralitičko trovanje školjkama. Druga vrsta, Pfiesteria piscicida, poznat je kao ubica ribe jer, u određenim dijelovima svog životnog ciklusa, može proizvesti toksine štetne za ribe i čini se da je odgovoran za niz simptoma, uključujući gubitak pamćenja i konfuziju, kod ljudi izloženih vodi koja sadrži tu vrstu. .

Helminti

Parazitski helminti su životinje koje se često uključuju u proučavanje mikrobiologije jer se mnoge vrste ovih crva identificiraju po mikroskopskim jajima i ličinkama. Postoje dvije velike grupe parazitskih helminta: okrugli crvi (Nematoda) i pljosnati crvi (Platyhelminthes). Od mnogih vrsta koje postoje u ovim grupama, oko polovina je parazitska, a neke su važni ljudski patogeni. Kao životinje, one su višećelijske i imaju organske sisteme. Međutim, parazitske vrste često imaju ograničen probavni trakt, nervni sistem i lokomotorne sposobnosti. Parazitski oblici mogu imati složene reproduktivne cikluse sa nekoliko različitih životnih faza i više od jednog tipa domaćina. Neke su jednodomne, imaju i muške i ženske reproduktivne organe u jednoj jedinki, dok su druge dvodomne, a svaka ima ili muške ili ženske reproduktivne organe.

Nematoda (okrugli crvi)

Tip Nematoda (okrugli crvi) je raznolika grupa koja sadrži više od 15.000 vrsta, od kojih su nekoliko važnih ljudskih parazita (slika (PageIndex{11})). Ovi nesegmentirani crvi imaju pun probavni sistem čak i kada su paraziti. Neki su uobičajeni crijevni paraziti, a njihova jaja se ponekad mogu identificirati u izmetu ili oko anusa zaraženih osoba. Ascaris lumbricoides je najveći crijevni parazit nematode pronađen kod ljudi; ženke mogu doseći dužinu veću od 1 metra. A. lumbricoides je također vrlo raširen, čak iu razvijenim zemljama, iako je sada relativno rijedak problem u Sjedinjenim Državama. Može uzrokovati simptome u rasponu od relativno blagih (kao što je kašalj i blagi bol u trbuhu) do teških (kao što su crijevna blokada i poremećaj rasta).

Trihineloza, koja se naziva i trihineloza, uzrokovana Trichinella spiralis, se zarazi konzumiranjem nedovoljno pečenog mesa, što oslobađa ličinke i omogućava im da se uvuku u mišiće. Infekcija može uzrokovati groznicu, bolove u mišićima i probleme s probavnim sistemom; teške infekcije mogu dovesti do nedostatka koordinacije, problema s disanjem i srcem, pa čak i smrti. Konačno, srčani crv kod pasa i drugih životinja uzrokuje nematoda Dirofilaria immitis, koju prenose komarci. Simptomi uključuju umor i kašalj; ako se ne liječi, može doći do smrti.

Od svih infekcija nematodama u Sjedinjenim Državama, pinworm (uzrokovane Enterobius vermicularis) je najčešći. Pinworm uzrokuje nesanicu i svrab oko anusa, gdje ženke crva polažu jaja tokom noći. Toxocara canis i T. cati su nematode koje se nalaze kod pasa i mačaka, koje se mogu prenijeti na ljude, uzrokujući toksokarozu. Antitijela na ove parazite pronađena su u otprilike 13,9% američke populacije, što sugerira da je izloženost uobičajena.5 Infekcija može uzrokovati larval migrans, što može rezultirati gubitkom vida i upalom oka, ili groznicom, umorom, kašljanjem i bolovima u trbuhu, ovisno o tome da li organizam inficira oko ili iznutrice. Još jedna uobičajena infekcija nematodama je ankilostomada, koju uzrokuje Necator americanus (ankilostoma iz Novog svijeta ili Sjeverne Amerike) i Ancylostoma duodenale (starog svijeta ankilostoma). Simptomi infekcije ankilostomidom mogu uključivati ​​bol u trbuhu, dijareju, gubitak apetita, gubitak težine, umor i anemiju.

Klinički fokus: 2. dio

Ljekar objašnjava Sarinoj majci da se lišaj može prenijeti između ljudi dodirom. "To je uobičajeno kod školske djece, jer često dolaze u bliski kontakt jedni s drugima, ali svako se može zaraziti", dodaje on. “Budući da ga možete prenijeti preko predmeta, svlačionice i javni bazeni također su potencijalni izvor zaraze. Vrlo je uobičajena među hrvačima i sportistima u drugim kontaktnim sportovima.”

Izgledajući veoma neprijatno, Sara kaže svojoj majci: „Želim ovog crva da izbaci iz sebe.“

Doktor se nasmije i kaže: „Sarah, imaš sreće jer lišaj je samo ime; to nije pravi crv. Nemaš ništa što se vijuga pod kožom.”

“Šta je onda?” pita Sarah.

Vježba (PageIndex{2})

  1. Koja vrsta patogena uzrokuje lišaj?
  2. Koja je najčešća infekcija nematodama u Sjedinjenim Državama?

Platyhelminths (plosnati crvi)

Tip Platyhelminthes (platihelminti) su ravni crvi. U ovu grupu spadaju metilji, trakavice i turbelarije, u koje spadaju i planarije. Metali i trakavice su medicinski važni paraziti (slika (PageIndex{12})).

Metali (trematode) su nesegmentirani pljosnati crvi koji imaju oralnu sisaljku (Slika (PageIndex{13})) (a ponekad i drugu trbušnu sisalicu) i vežu se za unutrašnje zidove crijeva, pluća, velike krvne žile ili jetra. Trematode imaju složen životni ciklus, često sa više domaćina. Nekoliko važnih primjera su jetreni metilji (Clonorchis i Opisthorchis), crijevni metilj (Fasciolopsis buski), i orijentalni plućni metilj (Paragonimus westermani). Šistosomijaza je ozbiljna parazitska bolest, koja se smatra drugom po skali svog uticaja na ljudsku populaciju samo posle malarije. Paraziti Schistosoma mansoni, S. haematobium, i S. japonicum, koji se nalaze u slatkovodnim puževima, odgovorni su za šistosomijazu. Nezreli oblici prodiru kroz kožu u krv. Migriraju u pluća, zatim u jetru i kasnije u druge organe. Simptomi uključuju anemiju, pothranjenost, groznicu, bol u trbuhu, nakupljanje tekućine, a ponekad i smrt.

Druga medicinski važna grupa platihelminta su obično poznate kao trakavice (cestode) i segmentirane su pljosnate gliste koje mogu imati sise ili kuke na skoleksu (region glave) (slika (PageIndex{13})). Trakavice koriste ove sisaljke ili kuke za pričvršćivanje na zid tankog crijeva. Tijelo crva se sastoji od segmenata koji se nazivaju proglotidi koji sadrže reproduktivne strukture; oni se odvajaju kada se polne ćelije oplode, oslobađajući gravidne proglotide sa jajima. Trakavice često imaju srednjeg domaćina koji konzumira jajašca, koja se zatim izlegu u ličinku koja se zove onkosfera. Onkosfera migrira u određeno tkivo ili organ u srednjem domaćinu, gdje formira cisticerce. Nakon što ih pojede konačni domaćin, cisticerci se razvijaju u odrasle trakavice u probavnom sistemu domaćina. Taenia saginata (goveđa trakavica) i T. solium (svinjska trakavica) ulazi u ljude kroz unos nedovoljno kuvanog, kontaminiranog mesa. Odrasli crvi se razvijaju i borave u crijevima, ali stadij larve može migrirati i naći se na drugim mjestima u tijelu kao što su skeletni i glatki mišići. Goveđa trakavica je relativno benigna, iako može uzrokovati probavne probleme, a povremeno i alergijske reakcije. Svinjska trakavica može uzrokovati ozbiljnije probleme kada larve napuste crijeva i koloniziraju druga tkiva, uključujući ona centralnog nervnog sistema. Diphylobothrium latum je najveća ljudska trakavica i može se unijeti u nedovoljno kuhanu ribu. Može narasti do 15 metara u dužinu. Echinococcus granulosus, pseća trakavica, može parazitirati na ljudima i koristi pse kao važnog domaćina.

Hrana za crve?

Za stanovnike umjerenih, razvijenih zemalja, može biti teško zamisliti koliko su česte infekcije helmintima u ljudskoj populaciji. U stvari, oni su prilično česti i čak se često javljaju u Sjedinjenim Državama. Širom svijeta, otprilike 807–1,221 miliona ljudi je zaraženo Ascaris lumbricoides (možda jedna šestina ljudske populacije), a mnogo više ih je zaraženo ako se uzmu u obzir sve vrste nematoda.6 Stope infekcije su relativno visoke čak iu industrijaliziranim zemljama. Otprilike 604–795 miliona ljudi je zaraženo bičevom (Trichuris) širom svijeta (Trichuris može zaraziti i pse), a 576–740 miliona ljudi je zaraženo ankilostozom (Necator americanus i Ancylostoma duodenale). , takođe može zaraziti ljude. Rasprostranjena je u Sjedinjenim Državama, sa oko 10.000 simptomatskih slučajeva godišnje. Međutim, jedna studija je pokazala da je 14% populacije (više od 40 miliona Amerikanaca) seropozitivno, što znači da su u jednom trenutku bili izloženi parazitu. Više od 200 miliona ljudi širom svijeta ima šistosomijazu. Većina tropskih bolesti koje Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) zanemaruje su helminti. U nekim slučajevima, helminti mogu uzrokovati subkliničke bolesti, što znači da su simptomi toliko blagi da ostaju neprimijećeni. U drugim slučajevima, efekti mogu biti ozbiljniji ili hronični, što dovodi do nakupljanja tečnosti i oštećenja organa. Sa toliko pogođenih ljudi, ovi paraziti predstavljaju veliki globalni problem javnog zdravlja.

Iskorenjivanje gvinejskog crva

Dracunculiasis, ili bolest gvinejskih crva, uzrokovana je nematodom koja se zove Dracunculus medinensis. Kada ljudi konzumiraju kontaminiranu vodu, vodene buhe (mali rakovi) koje sadrže larve nematoda mogu se progutati. Ove ličinke migriraju iz crijeva, pare se i kreću se kroz tijelo sve dok ženke na kraju ne izađu (obično kroz stopala ili donje udove). Iako je gvinejska glista rijetko smrtonosna, izuzetno je bolna i može biti praćena sekundarnim infekcijama i edemom (Slika (PageIndex{14})).

Kampanja iskorjenjivanja koju su vodili WHO, CDC, Dječji fond Ujedinjenih naroda (UNICEF) i Carter centar (koji je osnovao bivši američki predsjednik Jimmy Carter) bila je izuzetno uspješna u smanjenju slučajeva drakunculoze. To je bilo moguće jer je dijagnoza jednostavna, postoji jeftina metoda kontrole, ne postoji rezervoar za životinje, vodene buhe se ne prenose zrakom (ograničene su na stajaću vodu), bolest je geografski ograničena i postoji obaveza od uključenih vlada. Osim toga, za liječenje i prevenciju nisu potrebne vakcine ili lijekovi. Procjenjuje se da je 1986. godine pogođeno 3,5 miliona ljudi. Nakon kampanje iskorjenjivanja, koja je uključivala pomoć ljudima u pogođenim područjima da nauče filtrirati vodu krpom, samo četiri zemlje i dalje prijavljuju bolest (Čad, Mali, Južni Sudan i Etiopija) s ukupno 126 slučajeva prijavljenih SZO-u 2014.

Gljive

Gljive čine raznoliku grupu organizama koji su heterotrofni i tipično saprozoični. Pored dobro poznatih makroskopskih gljiva (kao što su gljive i plijesni), mikroskopski su i mnogi jednoćelijski kvasci i spore makroskopskih gljiva. Iz tog razloga, gljive su uključene u područje mikrobiologije.

Gljive su ljudima važne na različite načine. I mikroskopske i makroskopske gljive imaju medicinski značaj, s nekim patogenim vrstama koje mogu uzrokovati mikoze (bolesti uzrokovane gljivama). Neke patogene gljive su oportunističke, što znači da uglavnom uzrokuju infekcije kada je imunološka odbrana domaćina ugrožena i obično ne uzrokuju bolest kod zdravih osoba. Gljive su važne i na druge načine. Djeluju kao razlagači u okolišu i kritični su za proizvodnju određenih namirnica kao što su sirevi. Gljive su također glavni izvori antibiotika, kao što je penicilin iz gljivica Penicillium.

Postoje značajne jedinstvene karakteristike u ćelijskim zidovima i membranama gljivica. Ćelijski zidovi gljivica sadrže hitin, za razliku od celuloze koja se nalazi u ćelijskim zidovima biljaka i mnogih protista. Osim toga, dok životinje imaju kolesterol u svojim ćelijskim membranama, ćelijske membrane gljivica imaju različite sterole zvane ergosteroli. Ergosteroli se često koriste kao mete za antifungalne lijekove.

Životni ciklusi gljiva su jedinstveni i složeni. Gljive se razmnožavaju spolno bilo unakrsnom ili samooplodnjom. Haploidne gljive mogu formirati hife koje imaju gamete na vrhovima. Uključene su dvije različite vrste parenja (predstavljene kao "+ tip" i "- tip"). Citoplazme gameta + i – tipa se spajaju (u događaju koji se zove plazmogamija), stvarajući ćeliju sa dva različita jezgra (dikariotska ćelija). Kasnije se jezgra spajaju (u događaju koji se zove kariogamija) kako bi se stvorila diploidna zigota. Zigota prolazi kroz mejozu da formira spore koje klijaju kako bi započele haploidnu fazu, koja na kraju stvara više haploidnog micelija. Ovisno o taksonomskoj grupi, ove spolno proizvedene spore poznate su kao zigospore (kod Zygomycota), askospore (u Ascomycota) ili bazidiospore (u Basidiomycota).

Gljive također mogu pokazati aseksualnu reprodukciju mitozom, mitozom s pupanjem, fragmentacijom hifa i stvaranjem aseksualnih spora mitozom. Ove spore su specijalizovane ćelije koje, u zavisnosti od organizma, mogu imati jedinstvene karakteristike za preživljavanje, reprodukciju i širenje. Gljive pokazuju nekoliko tipova aseksualnih spora i one mogu biti važne u klasifikaciji.

Kalupi

Gljive imaju dobro definisane karakteristike koje ih izdvajaju od drugih organizama. Većina višećelijskih tijela gljivica, koja se obično nazivaju plijesni, sastoje se od filamenata zvanih hife. Hife mogu formirati zamršenu mrežu zvanu micelij i formirati talus (tijelo) mesnatih gljiva. Hife koje imaju zidove između ćelija nazivaju se septirane hife; hife koje nemaju zidove i stanične membrane između ćelija nazivaju se neseptane ili koenocitne hife). (Slika (PageIndex{15})). Makroskopski, oni stvaraju baršunasti izgled kako kolonija raste.

Slika (PageIndex{16}): Ove slike prikazuju spore aseksualno proizvedene. (a) Ova mikrografija svijetlog polja pokazuje oslobađanje spora iz sporangija na kraju hife koja se naziva sporangiofor. Organizam je a Mucor sp. gljivica, plijesan koja se često nalazi u zatvorenom prostoru. (b) Sporangije rastu na krajevima stabljika, koji izgledaju kao bijela dlaka koja se vidi na ovoj kalupi za kruh, Rhizopus stolonifer. Vrhovi plijesni za kruh su tamne sporangije koje sadrže spore. (kredit a: izmjena rada Centra za kontrolu i prevenciju bolesti; kredit b pravo: izmjena rada “Andrew”/Flickr)

Kvasci

Za razliku od plijesni, kvasci su jednostanične gljive. Kvasci koji pupe se razmnožavaju aseksualno pupajući iz manje ćelije kćeri; rezultirajuće ćelije se ponekad mogu držati zajedno kao kratak lanac ili pseudohifa (Slika (PageIndex{15})). Candida albicans je obični kvasac koji formira pseudohife; povezuje se s raznim infekcijama kod ljudi, uključujući gljivične infekcije vagine, oralni drozd i kandidijazu kože.

Saccharomyces kvasac, uključujući pekarski kvasac S. cerevisiae, su jednoćelijski askomiceti sa haploidnim i diploidnim stadijumima (slika (PageIndex{17})). Ovo i ostalo Saccharomyces vrste se koriste za pripremu piva. Cryptococcus neoformans, gljivica koja se obično nalazi kao kvasac u okolini, može izazvati ozbiljne infekcije pluća kada je udahnu osobe sa oslabljenim imunološkim sistemom.

Dimorfna

Neke su gljive dimorfne, imaju više od jedne pojave tokom svog životnog ciklusa. Ove dimorfne gljive mogu se pojaviti kao kvasci ili plijesni, što može biti važno za infektivnost, ali i bol kada se pokušava utvrditi organizam odgovoran za bolest. Sposobni su promijeniti svoj izgled kao odgovor na promjene okoline kao što su dostupnost hranjivih tvari ili fluktuacije temperature, rastu kao plijesan, na primjer, na 25 °C (77 °F), i kao ćelije kvasca na 37 °C (98,6 ° F). Ova sposobnost pomaže dimorfnim gljivama da prežive u različitim okruženjima. Histoplasma capsulatum, patogen koji uzrokuje histoplazmozu, infekciju pluća, primjer je dimorfne gljive (slika (PageIndex{18})).

Eukariotski patogeni u eukariotskim domaćinima

Kada razmišljamo o antimikrobnim lijekovima, često nam padnu na pamet antibiotici poput penicilina. Penicilin i srodni antibiotici ometaju sintezu ćelijskih zidova peptidoglikana, koji efikasno ciljaju bakterijske ćelije. Ovi antibiotici su korisni jer ljudi (kao i svi eukarioti) nemaju peptidoglikanske ćelijske zidove.

Teže je razviti lijekove koji su efikasni protiv eukariotskih ćelija, ali ne i štetni za ljudske ćelije. Uprkos ogromnim morfološkim razlikama, ćelije ljudi, gljiva, helminta i protista slične su po ribozomima, citoskeletima i ćelijskim membranama. Kao rezultat toga, izazovnije je razviti lijekove koji ciljaju protozoe i gljivice na isti način na koji antibiotici ciljaju na prokariote.

Fungicidi imaju relativno ograničen način djelovanja. Budući da gljive imaju ergosterole (umjesto kolesterola) u svojim ćelijskim membranama, različiti enzimi uključeni u proizvodnju sterola mogu biti meta nekih lijekova. Fungicidi azola i morfolina ometaju sintezu membranskih sterola. Oni se široko koriste u poljoprivredi (fenpropimorf) i klinički (npr. mikonazol). Neki antifungalni lijekovi ciljaju na kitinske ćelijske zidove gljivica. Uprkos uspjehu ovih spojeva u ciljanju gljivica, antifungalni lijekovi za sistemske infekcije i dalje imaju tendenciju da imaju više toksičnih nuspojava nego antibiotici za bakterije.

Klinički fokus: Rezolucija

Sarah je laknulo što lišaj nije stvarni crv, ali želi da zna šta je to zaista. Ljekar objašnjava da je lišaj gljivica. Kaže joj da neće vidjeti kako joj pečurke iskaču iz kože, jer ova gljiva više liči na nevidljivi dio gljive koji se krije u tlu. On je uvjerava da će ukloniti gljivicu iz nje.

Doktor čisti, a zatim pažljivo struže leziju kako bi stavio uzorak na stakalce. Gledajući ga pod mikroskopom, liječnik može potvrditi da je gljivična infekcija odgovorna za Sarinu leziju. Čak i da je patogen pod mikroskopom podsjećao na helminta, prisustvo staničnih zidova bi isključilo tu mogućnost jer životinjske stanice nemaju stanične stijenke. Doktor je prepisao antifungalnu kremu za Sarinu majku da nanese lišaj. Sarina majka pita: "Šta da radimo ako ne nestane?"

Doktor objašnjava da je lišaj opći naziv za stanje uzrokovano više vrsta. Prvi korak je uzimanje struganja radi pregleda pod mikroskopom, što je doktor već uradio. Objašnjava da je infekciju identificirao kao gljivicu, te da antifungalna krema djeluje protiv najčešćih gljivica povezanih s lišajima. Međutim, krema možda neće djelovati protiv nekih vrsta gljivica.

Ako krema ne djeluje nakon nekoliko sedmica, Sarah bi trebala ponovo doći u posjetu, a tada će doktor preduzeti korake da identifikuje vrstu gljivice.
Pozitivna identifikacija dermatofita zahtijeva kultivaciju. U tu svrhu može se koristiti Sabouraud-ov agar. U slučaju Sarine infekcije, koja je nestala u roku od 2 sedmice od tretmana, kultura bi imala granularnu teksturu i izgledala bi blijedo ružičasta na vrhu i crvena ispod. Ove karakteristike sugeriraju da je gljivica Trichophyton rubrum, čest uzrok lišaja.

Ključni koncepti i sažetak

  • Protisti su raznoliki, polifiletski grupa eukariotskih organizama.
  • Protisti mogu biti jednoćelijski ili višećelijski. Razlikuju se po načinu ishrane, morfologiji, načinu kretanja i načinu razmnožavanja.
  • Grupa protozoa uključuje važne patogene i parazite.
  • Alge su raznolika grupa fotosintetskih eukariotskih protista
  • Alge mogu biti jednoćelijske ili višećelijske. Velike, višećelijske alge zovu se morske alge, ali nisu biljke i nemaju tkiva i organe nalik biljkama.
  • Paraziti helminti uključeni su u proučavanje mikrobiologije jer se često identificiraju traženjem mikroskopskih jaja i ličinki.
  • Dvije glavne grupe parazita helminta su okrugli crvi (Nematoda) i pljosnati crvi (Platyhelminthes).
  • Gljive uključuju različite saprotrofne eukariotske organizme sa hitinskim ćelijskim zidovima
  • Gljive mogu biti jednoćelijske ili višećelijske; neke (poput kvasca) i spore gljivica su mikroskopske, dok su neke velike i uočljive.
  • Važne razlike u gljivičnim stanicama, kao što su ergosteroli u gljivičnim membranama, mogu biti mete za antifungalne lijekove, ali sličnosti između ljudskih i gljivičnih stanica otežavaju pronalaženje meta za lijekove i ovi lijekovi često imaju toksične štetne učinke

Fusnote

  1. J. Flegr i dr. „Toksoplazmoza — globalna prijetnja. Korelacija latentne toksoplazmoze sa specifičnim opterećenjem bolesti u skupu od 88 zemalja.” PloS ONE 9 br. 3 (2014):e90203.
  2. J. Flegr. “Efekti toksoplazme na ljudsko ponašanje.” Shizofrenia Bull 33, br. 3 (2007):757–760.
  3. Centri za kontrolu i prevenciju bolesti. “Zanemarene parazitske infekcije (NPI) u Sjedinjenim Državama.” http://www.cdc.gov/parasites/npi/. Posljednji put ažurirano 10. jula 2014.
  4. Centri za kontrolu i prevenciju bolesti. “Informacija: Zapostavljene parazitske infekcije u Sjedinjenim Državama.” www.cdc.gov/parasites/resourc..._factsheet.pdf
  5. Won K, Kruszon-Moran D, Schantz P, Jones J. “Nacionalna seroprevalencija i faktori rizika za zoonotske Toxocara spp. infekcija.” U: Abstracts of the 56th American Society of Tropical Medicine and Hygiene; Philadelphia, Pennsylvania; 2007 Nov 4-8.
  6. Fenwick, A. “Globalni teret zanemarenih tropskih bolesti.” Zdravstvo 126 br.3 (mar 2012): 233–6.
  7. de Silva, N., et. al. (2003). “Zaraze helmintima koje se prenose iz tla: ažuriranje globalne slike”. Trendovi u parazitologiji 19 (decembar 2003): 547–51.
  8. Svjetska zdravstvena organizacija. “Južni Sudan sedmi mjesec zaredom prijavljuje nula slučajeva zaraze gvinejskim crvima.” 2016. http://www.who.int/dracunculiasis/no...ive_months/en/. Pristupljeno 2. maja 2016.


Pogledajte video: GENETIKA MIKROORGANISME (Februar 2023).