Zellstruktur eines typischen, generalisierten Apicomplexa : 1-Polarring, 2-Konoid, 3-Mikronemen, 4-Rhoptrien, 5-Kern, 6-Nukleolus, 7-Mitochondrien, 8-Hinterring, 9-Alveolen, 10-Golgi-Apparat, 11-Mikropore.

Apicomplexa , eine Gruppe intrazellulärer Parasiten , durchlaufen verschiedene Lebenszyklusstadien , die ihnen das Überleben in den unterschiedlichsten Umgebungen ermöglichen, denen sie während ihres komplexen Lebenszyklus ausgesetzt sind. [ 1 ] Jedes Stadium im Lebenszyklus eines Apicomplexa- Organismus ist durch eine Zellvariante mit einer charakteristischen Morphologie und Biochemie gekennzeichnet.

Nicht alle Apicomplexa entwickeln alle der folgenden Zelltypen und Teilungsmethoden. Diese Präsentation dient als Skizze eines hypothetischen, generalisierten Apicomplexa-Organismus.

Methoden der ungeschlechtlichen Vermehrung

Apicomplexa (Sporozoen) vermehren sich durch mehrfache Teilung (auch Schizogonie genannt ). Zu diesen Vermehrungsmethoden gehören:Gametogonie ,Sporogonie undMerogonie , wobei letztere trotz ihrer allgemeinen Bedeutung manchmal auch als Schizogonie bezeichnet wird. [ 2 ]

Merogonie ist ein ungeschlechtlicher Fortpflanzungsprozess der Apicomplexa. Nach der Infektion einer Wirtszelle vergrößert sich ein Trophozoit ( siehe Glossar unten ) und teilt dabei wiederholt seinen Zellkern und andere Organellen . [ 3 ] Während dieses Prozesses wird der Organismus als … bezeichnet.Meront oderSchizont .Die Zytokineseteilt denvielkernigenSchizonten in zahlreiche identische Tochterzellen, sogenannte Merozoiten (siehe Glossar unten), die beim Platzen der Wirtszelle ins Blut freigesetzt werden. Zu den Organismen, deren Lebenszyklus auf diesem Prozess beruht, gehören Theileria , Babesia , [ 4 ] Plasmodium [ 5 ] und Toxoplasma gondii .

Sporogonie ist eine Form der sexuellen und asexuellen Fortpflanzung. Sie umfasst die Karyogamie , die Bildung einer Zygote , gefolgt von Meiose und mehrfacher Zellteilung. Dies führt zur Entstehung von Sporozoiten.

Andere Formen der Replikation umfassenEndodyogenie undEndopolygenie . Endopolygenie ist ein Prozess derungeschlechtlichen Fortpflanzung, der von Parasiten wie Toxoplasma gondii bevorzugt wird . Dabei handelt es sich um einen ungewöhnlichen Vorgang, bei dem zwei Tochterzellen innerhalb einer Mutterzelle entstehen, die dann von den Nachkommen vor deren Trennung verbraucht wird. [ 6 ]

Endopolygenie ist die gleichzeitige Teilung in mehrere Organismen durch innere Knospung . [ 6 ]

Glossar der Zelltypen

Ein Ookinet (beweglich), ein Sporozoit (beweglich) und ein Merozoit (beweglich) von Plasmodium falciparum
Zwei Tachyzoiten von Toxoplasma gondii , Transmissionselektronenmikroskopie [ 7 ]

Infektiöse Stadien

ASporozoiten (altgriechisch sporos , Samen + zōon , Tier) sind die Zellformen, die neue Wirte infizieren. Bei Plasmodium beispielsweise entwickeln sich die Sporozoiten in den Speicheldrüsen der Mücke, verlassen diese während einer Blutmahlzeit und dringen inLeberzellen(Hepatozyten) ein, wo sie sich vermehren. Die mit Sporozoiten infizierten Zellen platzen schließlich und setzen Merozoiten in den Blutkreislauf frei. [ 8 ] Sporozoiten sind beweglich und bewegen sichgleitend fort.

AEin Merozoit (griech. meros , Teil [einer Reihe] + zōon , Tier) entsteht durchMerogonieinnerhalb einer Wirtszelle. In diesem Stadium infiziert der Parasit die Wirtszellen, repliziert seinen Zellkern und induziert Zellteilung – eine Form der ungeschlechtlichen Fortpflanzung. Beider Kokzidiosebilden Merozoiten die erste Phase des inneren Lebenszyklus des Kokzidiens. Im Falle von Plasmodium infizieren Merozoitenrote Blutkörperchenund vermehren sich dann rasch ungeschlechtlich. Die roten Blutkörperchen werden dabei zerstört, wodurch zahlreiche neue Merozoiten freigesetzt werden, die sich neue Wirte im Blut suchen. Merozoiten sind beweglich. Vorder Schizogoniewird der Merozoit auch alsSchizozoit. [ 9 ]

AGametozyt (Griechisch gametēs , Partner + kytos , Zelle) ist die Bezeichnung für dieGametenbildenden Zellen eines Parasiten. Ein männlicher Gametozyt teilt sich und bildet viele begeißelteMikrogameten, während sich der weibliche Gametozyt zu einemMakrogameten. [ 10 ]

EinOokineten (griechisch ōon , Ei + kinētos , beweglich) sind befruchteteZygoten, die sich spontan bewegen können. Sie dringen in die Epithelzellen des Mitteldarms vonStechmückenund bilden unter der äußeren Darmschleimhaut eine dickwandige Struktur, die als Oozyste bezeichnet wird. [ 11 ] Ookineten sind beweglich und bewegen sichgleitend fort.

ADer Trophozoit (griech. trophē , Nahrung + zōon , Tier) ist das aktivierte, intrazelluläre Ernährungsstadium im Lebenszyklus der Apicomplexa. Nachdem er sich an seinem Wirt vollgesogen hat, durchläuft der Trophozoit die Schizogonie und entwickelt sich zu einem Schizonten, der später Merozoiten freisetzt.

Ein Hypnozoit (griech. hypnos , Schlaf + zōon , Tier) ist ein ruhendes Parasitenstadium, das vor allem für seinen wahrscheinlichen Zusammenhang mit Latenz und Rezidiven bei durch Plasmodium ovale und P. vivax verursachten Malaria-Infektionen beim Menschen bekannt ist . [ 12 ] Hypnozoiten entstehen direkt aus Sporozoiten. [ 13 ]

ABradyzoiten (griech. bradys , langsam + zōon , Tier) sind sessile, langsam wachsende FormenzoonotischerMikroorganismenwie beispielsweise Toxoplasma gondii , die unter anderem für parasitäre Infektionen verantwortlich sind. Bei chronischer (latenter)Toxoplasmosetreten Bradyzoiten mikroskopisch als von einer unregelmäßigen, halbmondförmigen Wand umschlossene Ansammlungen (Zysten) in infiziertem Muskel- und Hirngewebe auf. Sie werden auch alsbradyzoische Merozoiten. [ 14 ]

ATachyzoiten (griech. tachys , schnell + zōon , Tier) sind, im Gegensatz zu Bradyzoiten, eine Form, die sich durch schnelles Wachstum und rasche Vermehrung auszeichnet. Sie sind die beweglichen Formen jenerKokzidienGewebepseudozystenbilden, wie beispielsweise Toxoplasma und Sarcocystis . Tachyzoiten infizieren typischerweise zelluläreVakuolenund vermehren sich durch Endodyogenie und Endopolygenie. Sie werden auch alstachyzoische Merozoiten(siehe auch „bradyzoische Merozoiten“, siehe oben).

EinEine Oozyste (griech. ōon , Ei + kystis , Blase) ist eine widerstandsfähige, dickwandige Spore, die außerhalb eines Wirts lange überleben kann. DieZygoteentwickelt sich innerhalb der Spore, die sie beim Transfer in neue Wirte schützt. Zu den Organismen, die Oozysten bilden, gehören Eimeria , Isospora , Cryptosporidium und Toxoplasma .

Genomgröße

Die Dynamik des Genverlusts wurde in 41 Apicomplexa- Genomen untersucht . [ 15 ] Der Verlust von Genen, die am Aminosäurestoffwechsel und der Steroidbiosynthese beteiligt sind, könnte durch metabolische Redundanz mit dem Wirt erklärt werden . [ 15 ] Auch DNA-Reparaturgene gehen bei Apicomplexa mit reduzierter Proteomgröße tendenziell verloren , was wahrscheinlich den geringeren Bedarf an DNA-Reparatur bei Genomen mit geringerem Informationsgehalt widerspiegelt. [ 15 ] Eine reduzierte DNA-Reparatur könnte die erhöhten Mutationsraten in Pathogenen mit reduzierter Genomgröße erklären . [ 15 ]

Siehe auch

Referenzen

  1. ^ Jadwiga Grabda (1991). Parasitologie von Meeresfischen: ein Überblick . VCH. P. 8. ISBN 0-89573-823-6Die
  2. ^ Yoshinori Tanada; Harry K. Kaya (1993). Insektenpathologie . Gulf Professional Publishing. ISBN 978-0-12-683255-6Die
  3. ^ Definition von Schizogonie . MSN Encarta. Archiviert vom Original am 22.11.2009 . Abgerufen am 11.12.2009 .
  4. ^ Herwaldt; Persing, DH; Précigout, EA; Goff, WL; Mathiesen, DA; Taylor, PW; Eberhard, ML; Gorenflot, AF; et al. (1. April 1996). „Ein tödlicher Fall von Babesiose in Missouri: Identifizierung eines weiteren Piroplasmas, das Menschen infiziert“. Annals of Internal Medicine . 124 (7): 643–650 . doi : 10.7326/0003-4819-124-7-199604010-00004 . PMID 8607592. S2CID 46733758 .  
  5. Zhou , M.; Liu, Q.; Wongsrichanalai, C.; Suwonkerd, W.; Panart, K.; Prajakwong, S.; Pensiri, A.; Kimura, M.; Matsuoka, H.; Ferreira, MU; Isomura, S.; Kawamoto, F. (April 1998). „Hohe Prävalenz von Plasmodium malariae und Plasmodium ovale bei Malariapatienten entlang der thailändisch-myanmarischen Grenze, nachgewiesen durch Acridinorange-Färbung und PCR-basierte Diagnostik“ . Tropical Medicine and International Health . 3 (4): 304–312 . doi : 10.1046 / j.1365-3156.1998.00223.x . PMID 9623932. S2CID 23658812 .  
  6. ^ a b Smyth, James Desmond; Wakelin, Derek (1994). " Toxoplasma gondii " . Einführung in die Tierparasitologie (3. Aufl.). Cambridge University Press. S.  99–103 . ISBN 0-521-42811-4Die
  7. ^ Rigoulet, Jacques; Hennache, Alain; Lagourette, Pierre; Georg, Katharina; Longeart, Loïc; Le Net, Jean-Loïc; Dubey, Jitender P. (20. November 2014). „Toxoplasmose bei einer Streifentaube ( Geopelia humeralis ) aus dem Zoo von Clères, Frankreich“ . Parasit . 21 : 62. doi : 10.1051/parasite/2014062 . PMC 4236686 . PMID 25407506 .  
  8. ^ "Malaria - Lebenszyklus von Plasmodium.swf" . esnips. Archiviert vom Original am 21. November 2009. Abgerufen am 11. Dezember 2009 .
  9. ^ "Schizozoit" , Farlex Partner Medical Dictionary , 2012, Ein Merozoit vor der Schizogonie, wie in der exoerythrozytären Phase der Entwicklung des Plasmodium- Erregers nach dem Eindringen des Sporozoiten in den Hepatozyten und vor der mehrfachen Teilung.
  10. Sinden , RE; Talman, A; Marques, SR; Wass, MN; Sternberg, MJE (August 2010). „Das Flagellum bei Malariaparasiten“. Current Opinion in Microbiology . 13 (4): 491–500 . doi : 10.1016/j.mib.2010.05.016 . PMID 20566299 . 
  11. ^ „Ookinete (Medizinisches Wörterbuch)“ . Dictionary.com . Abgerufen am 11.12.2009 .
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  13. Markus , Miles B. (22. März 2018). „Biologische Konzepte bei rezidivierender Plasmodium-vivax - Malaria“. Parasitology . 145 (13): 1765–1771 . doi : 10.1017/S003118201800032X . PMID 29564998. S2CID 206250162 .  
  14. ^ Markus, MB (15. November 2016). „Begriffe für Kokzidien-Merozoiten“. Annals of Tropical Medicine & Parasitology . 81 (4): 463. doi : 10.1080/00034983.1987.11812147 . PMID 3446034 . 
  15. Derilus , D .; Rahman, MZ; Serrano, AE; Massey, SE (Januar 2021). „ Reduzierung der Proteomgröße bei Apicomplexa ist mit dem Verlust von DNA-Reparaturmechanismen und redundanten Wirtswegen verbunden“ . Infection , Genetics and Evolution . 87 104642. doi : 10.1016/j.meegid.2020.104642 . PMC 7936648. PMID 33296723 .