meghatározás: mik azok a kinetoplasztidok?
az Euglenozoa törzs alá besorolt Kinetoplasztidok két monofiletikus csoportba sorolt flagellált protozoonok, nevezetesen a biflagellate bodonidák és az uniflagellate trypanosomatidák morfológiai tulajdonságaik alapján.
ennek a csoportnak a tagjait számos egyedi szerkezeti elem különbözteti meg a többi protozoontól, beleértve a kinetoplaszt valamint kdns jelenlétét a granulátumban a mitokondriumukban. A legtöbb esetben a Kinetoplasztidok kötelező paraziták, amelyek Trypanosoma és Leishmania Fajok felelősek az emberi betegségekért.
az emberi betegségekért felelős kinetoplasztidok közül néhány a következő:
- Trypanosoma cruzi-Chagas-betegséget okoz
- Trypanosoma brucei-alvási betegséget okoz
- Leishmania spp-felelős a leishmaniasisért
* ennek az osztálynak néhány tagja (Kinetoplastida) kimutatták, hogy szabadon élő flagellátumként létezik (pl. Bodo), míg mások növényi paraziták (pl. Phytomonas). Tengeri és szárazföldi környezetben a szabadon élő kinetoplasztidok baktériumokkal táplálkoznak.
Általános Besorolás
· Királyság: Protista-eukarióta szervezetek (egysejtű és néhány többsejtű organizmusok), amelyek nem minősülnek növények, állatok vagy gombák.
· törzs: Euglenozoa-protisták, amelyek egy vagy több flagellát mutatnak mozgékony (trophozoit) stádiumukban.
· osztály: Kinetoplastida-a Kinetoplastidák az Euglenozoa törzs egyik osztálya, amelyet Kinetoplastea-nak is neveznek.
· a Kinetoplastida osztály alosztálya a Prokinetoplastina és a Metakinetoplastida, míg a rend a Prokinetoplastida, a Trypanosomatida, a Neobodonida, az Eubodonida és a Parabodonida.
a kinetoplasztidákhoz hasonlóan az Euglenidek (Euglenoidok) is az Euglenozoa törzs alá tartoznak. A kinetoplasztidokkal ellentétben az Euglenoidok autotrófok vagy heterotrófok. Mint ilyen, egyes fajok képesek szintetizálni a saját élelmiszer (fotoszintetikus euglenoidok), míg mások ragadozó baktériumok és más kis szervezetek a környezetükben (tengeri és édesvízi környezetben).
a
Kinetoplastidák szaporodása és életciklusa a szabadon élő kinetoplastid protozoánokkal (valamint a növényi parazita kinetoplastidokkal) összehasonlítva az emberi kinetoplastid protozoon paraziták életciklusát gerinctelen és gerinces gazdaszervezetekben fejezik be. A szervezettől függően életciklusuk minden szakaszában különböző morfológiai formák különböztethetők meg.
ez a szakasz a Trypanosoma brucei és a Leishmania spp, mint a csoport képviselői általános életciklusára összpontosít:
a Trypanosoma cruzi szaporodása és életciklusa
a T. cruzi paraziták életciklusukat úgy fejezik be, hogy a rovarok (reduviid rovarok, amelyeket csókolózó bogaraknak vagy bérgyilkos bogaraknak neveznek) (gerinctelen gazda) és a gerinces gazda (pl. ember) között kerékpároznak. A sylvatic cycle, más néven a vad ciklus, a parazita befejezi az életciklus közötti kerékpározás vadon élő gerincesek és gerinctelenek (triatomine rovarok/csók bogarak).
a T. cruzi életciklusa alatt a gerinctelen (rovar) megszerzi a trypomastigotákat, amikor egy fertőzött gerinces vérével táplálkoznak. Lenyelésük után ezek a paraziták tovább fejlődnek (2-4 hétig tartanak), mielőtt a rovar hátsó bélébe vándorolnak.
itt a hindgutba sikeresen vándorló formák átalakulnak a fertőző metaciklusos trypomastigotákká, amelyek a széklettel együtt a környezetbe kerülnek.
abban az esetben, ha a rovar etetés közben ürül a gerinces gazdaszervezeten, a paraziták ezen formái könnyen bejuthatnak a testbe, különösen akkor, ha a gazda megkarcolja a sebesült helyet (a hiba által okozott seb). Ez a fertőzés azonban akkor is előfordulhat, ha az emberek a rovar székletével szennyezett élelmiszer-anyagot fogyasztanak. A gerinctelenekben ezek a formák (metaciklusos trypomastigote formák) megkülönböztetik a véráramba belépő trypomastigotákat.
* az etetés során a vér felhalmozódása a rovar (gerinctelen gazdaszervezet) bélébe kényszeríti a felhalmozódott ürüléket, hogy eliminálódjon a gazdaszervezet bőrén. Abban az esetben, ha a gazda megkarcolja ezt a helyet, a székletben lévő parazita formák bejutnak a sebbe.
* a parazita is bejuthat a szervezetbe hisztolitikus enzimek segítségével, hogy megtörje a bőrt és behatoljon az aktív mozgáson keresztül.
* a paraziták egy része a rovar nyálmirigyében fejlődik ki, és soha nem vándorol a bélbe. Ennek eredményeként a gerinces gazdaszervezetbe a rovar nyálán keresztül kerülnek át, mivel vérrel táplálkozik.
itt azt is érdemes megjegyezni, hogy ha a rovar elfogyasztja őket, a trypomastigoták többségét a rovar emésztőenzimjei bontják le. A túlélők azonban differenciálódnak, hogy gömb alakúak legyenek.
annak elkerülése érdekében, hogy fejlődésük befejezése előtt kiürüljenek a rovar testéből, a bélbe vándorló epimasztigoták a perimikrovilláris membránokhoz kapcsolódnak, miközben tovább osztódnak, hogy a metaciklusos tripomastigoták néven ismert erősen fertőző formákat képezzék.
miután beléptek a bőrbe, a metaciklusos trypomastigote formák behatolnak a sejtekbe ezen a helyen, és átalakulnak amastigotákká (a parazita replikatív formái), mielőtt a véráramban trypomastigotává alakulnak.
* a gerinces gazdaszervezet véráramában a parazita trypomastigote formái aszexuálisan (bináris hasadás útján) oszlanak meg, mivel számuk növekszik.
* a legújabb tanulmányok szerint a T. cruzi bizonyos körülmények között képes szexuális szaporodásra.
Trypanosome rovar formában sejt
egy élő rovar “prociklusos” formában trypanosome. A kép egy üveglemezre való leülepedéssel és egy fáziskontraszt kép Leica mikroszkóp segítségével történő bepattintásával készült.
a flagelláris zseb (a sejt bal oldalán lévő” lyuk”) sokkal prominensebb rovar formában, mint a véráramban (lásd a képet ugyanabban az albumban).
a T. cruzi életciklusa alatt a parazita különböző morfológiai formákat mutat, különböző szerkezeti jellemzőkkel:
· Trypomastigote – hosszúkás sejt, amelyet a sejt hátsó részén elhelyezkedő kinetoplaszt jellemez. A sejt hátsó részéből származó flagellum a sejt teljes hosszában kiterjed, a szabad rész pedig a parazita elülső részén jelenik meg.
· Epimastigote-hosszúkás sejtek, amelyeket egy központi elhelyezkedésű kinetoplaszt jellemez. A parazita ezen formájában a flagellum a sejt közepétől származik, de végül a parazita elülső részéből származik.
· Promatogote-a parazita ezen formájában a kinetoplaszt a sejt elülső részén található. A flagellum szintén a sejt ezen részéből származik.
· Amastigote – a többi formához képest az amastigote gömb alakú. A kinetoplaszt sötét testként jelenik meg a sejt középső része közelében, míg a flagellum nem lép ki a sejttestből.
a Leishmania spp.szaporodása és életciklusa.
a Leishmania fajok, például a Leishmania amazonensis életciklusa hasonló a Trypanosoma fajokéhoz, mivel a parazita két gazdaszervezet (gerinces (e.g. emberi) és gerinctelen (nőstény homoklégy) gazdaszervezet). A parazita életciklusa alatt a nőstény homokfutó fertőzött, amikor egy fertőzött személy vérével táplálkozik.
itt a rovar elfogyasztja a parazita amastigote formáit, amelyek prociklikus promastigotákká alakulnak át. Ezek a formák a rovar középső bélében szaporodnak, mielőtt a bél elülső középső része felé vándorolnak, ahol tovább osztódnak.
itt a parazita ismét átalakul, hogy fertőző metaciklusos promasztigotákat képezzen, amelyek a gerinces gazda bőrébe kerülnek a rovar ormányán keresztül.
a bőrben a promasztigóták behatolnak a makrofágokba, és átalakulnak amasztigotákká. A gazdasejtekben ezek az új formák a parazitoforos vakuolához kötődnek, ahol intenzív szaporodáson mennek keresztül, végül a sejt felrobbanását okozva.
a makrofágok Amasztigotákkal történő ismételt fertőzése lehetővé teszi a parazita szaporodását. A ciklus akkor folytatódik, amikor a rovar harap és táplálja a fertőzött egyén vérét.
* míg a szaporodást régóta úgy gondolják, hogy csak bináris hasadás útján történik (az ivartalan szaporodás egyik típusa), a feltörekvő tanulmányok azonosították a nemi szaporodást (magfúzió) a gazdasejtekben található amasztigote formák között.
emiatt a leishmaniában a szaporodás mind aszexuális (bináris hasadás, ahol az egyes sejtek két leánysejtet alkotnak), mind aszexuális (magfúzió, ahol a férfi és a női sejtek genetikai anyagot cserélnek).
a Kinetoplasztidok jellemzői
mint korábban említettük, a kinetoplasztidok morfológiájuk alapján két fő monofiletikus csoportra oszthatók (biflagellát bodonidok és uniflagellát trypanosomatidák). Molekuláris vizsgálatok alapján azonban kimutatták, hogy a bodonidok természetüknél fogva változatosabbak.
morfológiailag az összes kinetoplasztit egy kinetoplaszt jelenléte jellemzi, amely kdns-t tartalmaz a mitokondriumokban. Ennek a szubcelluláris szerkezetnek az általános mérete organizmusonként / fajonként változik. Míg a kinetoplaszt átmérője körülbelül 0,6 um T. brucelben, a T. cruzi-ban körülbelül 1um.
a kinetoplaszton kívül a kinetoplasztidokat egy olyan flagellum jelenléte is jellemzi, amely egyes sejtekben a sejttesthez kapcsolódhat. Azokban az esetekben, amikor a flagellum a testhez kapcsolódik, hullámzó membrán képződik, amely fontos szerepet játszik a motilitásban.
a sejtmembrán adott összetevőinek felhasználásával az olyan kinetoplasztidok, mint az afrikai trypoanoszómák és a Leishmania paraziták, szintén kimutatták, hogy képesek elkerülni gazdaszervezetük immunválaszát. Ez különösen előnyös a parazita számára, mivel lehetővé teszi számukra a túlélést, amikor behatolnak gerinces gazdáik bőrébe.
míg a Leishmania fajok olyan felszíni molekuláktól függenek, mint a lipofoszfoglikán és a gp63 proteáz, a trypanoszómák elkerülik az immunválaszt a fő variánsuk felszíni glikoproteinjének váltásával.
Lásd még: Glikozómák
visszatérés a Kinetoplasztok megismeréséhez
visszatérés a Protozoonokhoz Főoldal
visszatérés a paraziták megértéséhez a mikroszkóp alatt
visszatérés a Parazitológiához Főoldal
visszatérés a Kinetoplasztikákról a mikroszkópba
Filardy, A. A. et al. (2018). Humán Kinetoplastid Protozoon Fertőzések: Hová Megyünk Tovább?
Ken Stuart, Reto Brun, Simon Croft, Alan Fairlamb, Ricardo E. G. D.: Jim McKerrow, Steve Reed és Rick Tarleton. (2008). Kinetoplasztidok: kapcsolódó protozoon kórokozók, különböző betegségek.
Kenechukwu C. Onyekwelu. (2019). A Trypanosoma cruzi életciklusa a gerinctelen és a gerinces Gazdaszervezetekben.
Teixeira, D. E. et al. (2013). Leishmania Sejtbiológiája: Hogyan tanítsunk animációk segítségével.
linkek
