Apikompleksai (Apicomplexa) — parazitiniai pirmuonys, gyvenimo ciklai ir ligos
Apikompleksai — parazitiniai pirmuonys: jų unikalūs prisitaikymai, sudėtingi gyvenimo ciklai ir sukeliamų ligų apžvalga (maliarija, kokcidijos ir kt.).
Apicomplexa - tai didelė parazituojančių protistų (pirmuonių) grupė. Jie išsivystė daugybę specializuotų prisitaikymų, tinkamų parazitiniam gyvenimui. Visi apikompleksai yra vienaląsčiai, dauguma parazituoja kitus gyvūnus ir praktiškai visi formuoja sporas arba sporomis panašias infekcines formas, kurios užtikrina perdavimą tarp šeimininkų ir išgyvenimą nepalankiomis sąlygomis.
Sandara ir prisitaikymas
Apikompleksų ląstelės turi unikalią organelę — plastidę, vadinamą apikoplastu. Apikoplastas kilo per endosimbiozę ir yra svarbus metabolizmui (pvz., lipidų ir izoprenoidų biosintezei); tai daro jį patraukliu gydymo tikslu. Apikompleksai taip pat pasižymi specialia viršūnine (apikaline) komplekso struktūra, kurioje randamos organelės, tokios kaip rhoptrijos, micronemos ir kartais conoid, padedančios prisitvirtinti ir pateksti į šeimininko ląsteles.
Šie pirmuonys neturi tokių judėjimo struktūrų kaip blykstės ar pseudopodai (išskyrus tam tikras gametų stadijas), bet juda naudodami glideosomą — aktino-miozino varomą mechanizmą, kartu su specialiu pellicle sluoksniu. Dėl šių savybių kūnas juda lankstydamasis arba slysdamas.
Kadaise ši grupė buvo vadinama Sporozoa, tačiau šis pavadinimas nebenaudojamas, nes grupė yra sistematiškai platesnė ir užima vietą alveolatų (kartu su dinoflagelatais ir ciliatais) klade.
Gyvenimo ciklai
Apikompleksų gyvenimo ciklai yra dažnai sudėtingi ir gali apimti keletą vystymosi stadijų bei skirtingus šeimininkus. Tipiškai ciklas susideda iš trijų pagrindinių fazių:
- Aseksualus dauginimasis (merogonija / šizogonija) — vienos ląstelės branduolys dalijasi daugkartine kariokineze ir suformuoja daug naujų merozoitų, kurie gali užkrėsti kaimynines ląsteles.
- Lytinis dauginimasis (gametogonija) — kai kurie parazito stadijos diferencijuojasi į lytines ląsteles (gametus); susijungus gametoms susidaro zigota.
- Sporogonija — zigota dažnai dalijasi ir formuoja sporas arba sporozoitus, kurie yra infekcinės formos, perduodamos kitam šeimininkui.
Daug apikompleksų turi kompleksiškus perėjimus tarp tarpinio ir galutinio šeimininkų; pavyzdžiui, maliarijos Plasmodium lytinis dauginimasis vyksta galutiniame šeimininke — uodegos berdančio uodo (Anopheles) žarnyne, o aseksualios formos dauginasi žmogaus kepenyse ir raudonuosiuose kraujo kūneliuose. Nors dauguma ląstelių stadijų yra haploidinės, zigoto stadijoje gali atsirasti trumpalaikis diploidinis periodas, po kurio vyksta mejozė ir grįžtama į haploidiją.
Pagrindinės lygtys ir grupės
Tarp apikompleksų yra įvairių grupių, įskaitant kokcidijas (pvz., Eimeria, Cystoisospora), gregarinas, piroplazmas (pvz., Babesia), hemogregarinas, ir žinoma — maliarijos sukeliančius Plasmodium. Kiti svarbūs atstovai yra Toxoplasma gondii, Cryptosporidium, Cyclospora ir Sarcocystis.
Ligos, kurias sukelia apikompleksai
Apikompleksanų sukeliamos ligos yra įvairios ir gali paveikti žmones, gyvulius bei ūkinės reikšmės gyvūnus. Svarbiausias sąrašas:
- Maliarija (Plasmodium spp.) — ūminė, kartais mirtina liga, perduodama Anopheles uodų; simptomai: karščiavimas, šaltkrėtis, anemija, komplikuotais atvejais smegenų maliarija.
- Toxoplazmozė (Toxoplasma gondii) — dažnai besimptomė arba lengva infekcija sveikiems suaugusiems, tačiau pavojinga nėštumo metu (vaisiaus pažeidimas) ir imunosupresuotiems asmenims (encefalitas, sisteminės infekcijos).
- Kryptosporidiozė (Cryptosporidium spp.) — ūminis vandens gaunamas viduriavimas; pavojus imunokompromituotiems pacientams.
- Cyclospora ir Cystoisospora infekcijos — virškinamojo trakto sutrikimai, viduriavimai, svarbu maisto ir vandens sauga.
- Kokcidiozės (Eimeria spp., Sarcocystis) — svarbios gyvulių ligos (pvz., vištų Eimeria sukelia dideles ekonomines nuostolius); gali būti ir žmogaus Kosmopolitiškos rūšys.
- Babesiozė (Babesia spp.) — per erkes perduodama liga, panaši į maliariją (hemolizinė anemija); reikšminga tiek žmonėms, tiek gyvuliams.
Patogenezė ir diagnostika
Patogenezė priklauso nuo rūšies: kai kurie apikompleksai daugiasi kepenyse ar žarnyno epitelije, kiti — užkrečia raudonuosius kraujo kūnelius ar raumenį. Dėl to simptomai gali būti labai skirtingi: nuo lengvo viduriavimo iki sunkių sisteminių ar nervinių sutrikimų.
Diagnostika dažniausiai apima:
- mikroskopinį tyrimą (kraujas, išmatos, biopsijos) — sporozoitų, merozoitų ar cistų aptikimas;
- serologinius testus ir antigenų nustatymą;
- molekulinius metodus (PCR) tiksliam rūšies nustatymui;
- kultūros ir histologinius tyrimus specialiais atvejais.
Gydymas ir prevencija
Gydymas priklauso nuo ligos sukėlėjo ir ligos sunkumo. Pavyzdžiui:
- maliarijos gydyme naudojami antimalariniai vaistai: artemisininai ir jų deriniai, chloroquine (ten, kur jautrūs), atovaquone‑proguanil, mefloquine ir kt.;
- toxoplazmozėje — dažnai taikomas pyrimethamine su sulfadiazine arba alternatyviais režimais (pvz., clindamycin); nėščioms moterims ir imunosupresuotiems pacientams reikalingas specialus valdymas;
- cryptosporidium gydomas simptominiu gydymu ir, kai įmanoma, imuninės sistemos stiprinimu; nitazoxanide gali būti veiksmingas kai kuriems pacientams;
- babesiozei — kombinacijos, pvz., azitromicinas arba atovaquone su azithromycin; sunkiais atvejais reikalinga hospitalizacija ir kartais kraujo perpylimas.
Prevencijos priemonės:
- vabzdžių kontrolė ir apsauga nuo uodų bei erkių (tinkami repelentai, tinklai, drabužiai, aplinkos tvarkymas);
- vandens ir maisto sauga — gerinant sanitariją ir tinkamai apdorojant vandenį bei maistą;
- profilaktiniai vaistai keliaujant į maliarijos endemines teritorijas;
- vakcinacija — šiuo metu egzistuoja ribotos vakcinos (pvz., RTS,S maliarijai), taip pat vakcinos nuo kai kurių gyvūnų kokcidiozių.
Tyrimai ir gydymo taikiniai
Apikoplastas, apikalinis kompleksas ir glideosoma yra aktyviai tiriami kaip potencialūs vaistų taikiniai. Kadangi apikoplastas kilęs iš bakterinio endosimbioto, tam tikri antibiotikai (pvz., doxiciklinas) gali slopinti jo funkcijas ir būti naudojami maliarijos profilaktikai ar gydymui.
Apibendrinant, apikompleksai yra biologinė ir medicininė reikšmė turinti grupė su sudėtingais gyvenimo ciklais, įvairiomis ligomis bei specifiniais molekuliniais bruožais, kuriuos galima išnaudoti diagnostikai ir terapijai.
Gyvenimo ciklas
Daugumos narių gyvenimo ciklas yra sudėtingas, jie dauginasi ir aseksualiai, ir lytiškai. Šeimininkas užsikrečia parazitams aktyviai įsiskverbus į organizmą. Parazitai dalijasi ir gamina sporozoitus, kurie patenka į šeimininko ląsteles. Galiausiai ląstelės plyšta, išleisdamos merozoitus, kurie užkrečia naujas ląsteles. Galiausiai susidaro gametos, kurios susilieja ir sukuria naujas cistas. Tačiau yra daugybė šio pagrindinio modelio variantų ir daugelis Apicomplexa turi daugiau nei vieną šeimininką.
Viršūninį kompleksą sudaro pūslelės, kurios atsiveria ląstelės priekyje. Jos išskiria fermentus, kurie leidžia parazitui patekti į kitas ląsteles. Viršūnę supa mikrotubulių juosta, vadinama poliariniu žiedu, o tarp Conoidasida yra ir tubulino baltymų piltuvėlis, vadinamas konoidu.
Dėl alveolių buvimo ir kitų požymių Apicomplexa priklauso alveolėmis vadinamai grupei. Keletas giminingų bičių, tokių kaip Perkinsus ir Colpodella, turi struktūras, panašias į poliarinį žiedą, ir anksčiau buvo priskirti šiai grupei, tačiau dauguma jų yra artimesni dinoflagelatų giminaičiai. Jie tikriausiai yra panašūs į bendrą abiejų grupių protėvį.
Dar vienas panašumas yra tas, kad daugelyje apikompleksų ląstelių yra viena plastidė, vadinama apikoplastu, apsupta 3 arba 4 membranų. Manoma, kad jo funkcijos apima tokias užduotis kaip lipidų ir hemo biosintezė. Atrodo, kad jis būtinas išgyvenimui. Manoma, kad plastidės yra bendros kilmės su dinoflagelatų chloroplastais, o įrodymai rodo, kad jos kilusios iš raudonųjų, o ne žaliųjų dumblių.
Bendras apikompleksos gyvybinis ciklas: 1 - zigota (cista), 2 - sporozoitai, 3 - merozoitai, 4 - gametocitai.
Apikompleksų struktūra: 1-polinis žiedas, 2-konoidai, 3-mikronemos, 4-rofterijos, 5-tinklas, 6-tinklas, 7-mitochondrijos, 8-pagalinis žiedas, 9-alveolės, 10-Golgi aparatas, 11-mikroporos.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra Apikompleksa?
Atsakymas: Apicomplexa - tai didelė grupė protistų (pirmuonių), kurie yra parazitai.
K: Kokių prisitaikymų jie turi?
Atsakymas: Jie yra išvystę keletą nepaprastų prisitaikymų, kurie jiems tinka parazitiniam gyvenimui, pavyzdžiui, unikali organelė, vadinama apikoplastu, ir apikalinė sudėtinga struktūra.
K.: Ar jie turi tokias struktūras kaip blakstienėlės ar pseudopodai?
Atsakymas: Ne, jie neturi tokių struktūrų, kaip vėliavėlės ar pseudopodai, išskyrus tam tikras gametų stadijas. Kūnas juda lankstydamasis arba slysdamas.
K: Ar ši grupė anksčiau buvo žinoma kitu pavadinimu?
A: Taip, kadaise ši grupė buvo vadinama Sporozoa, tačiau dabar šis pavadinimas nebenaudojamas.
K: Kaip jie dauginasi?
A: Apikompleksų gyvenimo ciklai yra sudėtingi, vyksta ir aseksualus, ir lytinis dauginimasis. Ląstelių branduoliai yra haploidiniai.
K: Kokie organizmai priklauso šiai grupei?
A: Šiai įvairiai grupei priklauso tokie organizmai kaip kokcidijos, gregarinės, piroplazmos, hemogregarinės ir malarinės.
K: Kokias ligas gali sukelti apikompleksiniai organizmai?
A: Apikompleksinių organizmų sukeliamos ligos - tai maliarija ir kitos ligos, susijusios su parazitų patekimu į organizmo ląsteles.
Ieškoti