Układ żywiciel-pasożyt - medyczne aspekty interakcji między dwoma organizmami o szczególnym znaczeniu w ...

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->Materiały uzupełniające do wykładów z Biologiidla studentów I roku kierunku lekarsko-dentystycznegoProf. dr E. HadaśUKŁAD ŻYWICIEL-PASOŻYT: MEDYCZNE ASPEKTY INTERAKCJIMIĘDZY DWOMA ORGANIZMAMI O SZCZEGÓLNYM ZNACZENIU WMEDYCYNIE(na podstawie:Hadaś E. Układ żywiciel-pasożyt: Interakcja między dwoma organizmami o szczególnym znaczeniu wmedycynie. red. W. Kasprzak -Materiałydo seminariów z Biologii,wyd. IV.,WydawnictwoUczelniane AM,59-66, 1992.Układ żywiciel-pasożyt oraz wynikające z tego układu zjawiska mogą byćrozpatrywane w odniesieniu do dwóch organizmów, które są ze sobą powiązane faktempasożytowania jednego na drugim lub w drugim. Układ ten może być również rozpatrywanyw zakresie uwzględniającym powiązania fizjologiczne i biochemiczne pomiędzy żywicielema pasożytem. Tak różne aspekty analizowania układu pasożyt-żywiciel pozwalają nauwzględnienie, niekiedy w bardzo wąskim zakresie, przystosowania organizmu dopasożytniczego trybu życia, które obejmują modyfikacje jego różnych narządów i układówjak również fizjologię i metabolizm pasożyta. Analizy te często dotyczą tylko jednegoz elementówukładu, częściej pasożyta niż żywiciela. Przy omawianiu oddziaływańzachodzących w układzie pasożyt-żywiciel najbardziej interesujące wydają się reakcjeprowadzące do przystosowania się pasożyta do warunków fizjologicznych i biochemicznychżywiciela oraz reakcje zachodzące w układzie immunologicznym żywiciela, jako odpowiedźna obecność pasożyta. Oddzielnym i bardzo interesującym zagadnieniem w układzieżywiciel-pasożyt są mechanizmy obronne pasożyta i żywiciela oraz mechanizmypatogenetyczne wywoływane inwazją pasożytów.I. Określenie definicji pasożytnictwaDefinicja pojęcia pasożytnictwa, od momentu zwrócenia na nią uwagi, ulega ciągłymzmianom, odpowiadającym stopniowemurozwojowi nauk przyrodniczych.Pierwsze określenie pasożytnictwa kładzie nacisk na odżywianie się organizmupasożytniczego. Pasożytem jest, więc organizm, który potrzebuje innego, odmiennegoorganizmu, w którym albo, na którym znajduje się okresowo lub stale pobierając pokarm, abymóc się rozwijać i rozmnażać. Późniejsze definicje wzbogacają się o cechy szkodliwościpasożyta. Pasożyt nie tylko znajduje w żywicielu pokarm i miejsce zamieszkania, ale teżwyrządza mu szkodę, żywiąc się kosztem jego ciała i płynów ustrojowych. Pod koniec XXwieku rozwinął się pogląd, że pasożytnictwo to nie tylko pojęcie systematyczne czyfizjologiczne, ale pojęcie czysto ekologiczne. Pasożytami określano więc organizmy, którewykorzystują inne żywe organizmy jako źródło pokarmu i środowisko życia i przenosząceczęściowo lub całkowicie na swoich żywicieli obowiązek regulacji stosunków z otaczającymśrodowiskiem zewnętrznym.Dalsze modyfikacje definicji pasożytnictwa wiążą się z rozwojem badań biochemiczno-fizjologicznych i genetycznych. Powstaje koncepcja pasożytnictwa, jako bliskiego związku1Materiały uzupełniające do wykładów z Biologiidla studentów I roku kierunku lekarsko-dentystycznegoProf. dr E. Hadaśdwóchorganizmów, w którym uzależnienie pasożyta ma charakter metaboliczny. Definicja taokreśla pasożyta, jako organizm, który jest bezpośrednio lub pośrednio metabolicznieuzależniony od żywiciela. Stopień tego uzależnienia jest różny: o ile w przypadku zwierzątwolnożyjących wynosi 0%, to w przypadku pełnego uzależnienia, jak np. u tasiemców,wynosi 100%. W zakres metabolicznej zależności wchodzą bodźce rozwojowe, substancjepokarmowe, enzymy trawienne, regulacja dojrzewania itp. Uzależnienie pasożyta odżywiciela może wynikać z szeregu czynników np. temperatury organizmu żywiciela,pokarmu pobieranego przez żywiciela, składu soków trawiennych żywiciela (w przypadkupasożytów jelitowych), aminokwasów, cukrów, kwasów tłuszczowych lub białekznajdujących się w organizmie żywiciela. Uzależnienie pasożyta od żywiciela jest bardzoskomplikowane. Każdy więc układ pasożyt-żywiciel wymaga oddzielnej analizy, zanimoceniony będzie zasięg uzależnień.ryc. 1.Diagram przedstawiającykoncepcję pasożytnictwa opartą na metabolicznymuzależnieniu pasożyta od żywiciela.Uzależnienie pasożyta od żywiciela przejawia się już w momencie inwazji np. wniknięcie wskórę furkocerkariiSchisosoma sp.uwarunkowane jest od obecności odpowiednichkwasówtłuszczowych w skórze żywiciela; encystacja niektórych pierwotniaków uzależniona jest od składunp. żółci. Są to tzw. "trigery"-czynniki spustowe warunkujące zaistnienie pasożytnictwa.Ponieważ środowisko stwarzane przez żywiciela jest uwarunkowane genetycznie, ogólnie możnawięc stwierdzić, żepasożytnictwo jest to interakcja powodująca uzależnienie się od conajmniej jednego genu żywiciela.Im bardziej swoisty pasożyt dla danego żywiciela, tym bardziej jest od niegouzależniony.Na podstawie posiadanych wiadomości wyjaśnij, na czym polega interakcja pomiędzyżywicielem a pasożytem, oraz na czym polega uzależnienie pasożyta od żywiciela w zakresiemetabolicznym, fizjologicznym i ekologicznym.2Materiały uzupełniające do wykładów z Biologiidla studentów I roku kierunku lekarsko-dentystycznegoProf. dr E. HadaśII. Przystosowania fizjologiczne i biochemicznepasożyta do żywicielaPrzystosowania te koncentrują się głównie na trzech zagadnieniach:1) przenikaniu pasożyta do żywiciela;2) pobieraniu pokarmu jako podstawowego źródła energii oraz3) przystosowaniu metabolicznego do zajmowanego siedliskaw organizmie żywiciela.1) Drogi przenikania pasożytów do żywiciela:Każdy gatunek pasożyta zajmuje określone miejsce w swoim żywicielu pośrednim lubostatecznym, co wynika z szeregu przystosowań, zarówno do przetrwania w żywicielu jak isamego procesuwnikania i zajmowania charakterystycznego dla siebie miejsca. Większośćpierwotniaków i robaków wnika do swoich żywicieli jedną z czterech dróg: pokarmową,przez skórę, przez łożysko i przez układ moczowo-płciowy.2) Pobieranie pokarmu przez pasożyty jako źródła energii:Strefa, w której odbywa się zjawisko pobierania pokarmu oraz wydalania metabolitów,stanowi najistotniejszy obszar wzajemnego oddziaływania pasożyta i żywiciela. Strefę tęwyznacza odległość między błonami komórek powierzchniowych pasożyta a narządużywiciela, warunki fizyko-chemiczne w danym środowisku jak np. pH, stężenie tlenu idwutlenku węgla oraz inne czynniki.Organizmy pasożytnicze, niezależnie od tego czy są one jedno czy wielokomórkowepobierają pokarm jednym z dwu podstawowych sposobów: endocytozą i transportem przezbłony.Endocytozato:fagocytoza-pobieranie składników korpuskularnych, orazpinocytoza- pobieranie roztworów.Transport przez błonyw zależności od mechanizmu możnarównież podzielić nadyfuzję prostą,któraodbywa się w kierunku zgodnym z gradientemstężeń oraztransport czynny(aktywny), przebiegający w kierunku przeciwnym do gradientustężeń, który odbywa się przy pomocy enzymów.3) Przystosowania metaboliczne pasożytów do zajmowanego siedliska w organizmieżywiciela:Podstawowy metabolizm pasożytów niewiele odbiega od metabolizmu żywiciela z tym,że u pasożytów szereg substancji pobranych od żywiciela może być bezpośredniowbudowana w organizm pasożyta a niektóre produkty przemian mogą nie być do końcawykorzystaneprzez pasożyty.Pasożyty zasiedlają niemal wszystkie narządy wewnętrzne żywiciela, a każde z tychsiedlisk charakteryzuje się swoistymi cechami, co stwarza dla pasożytów inne środowiskopod względem warunków fizjologicznych i biochemicznych. Najczęściej zajmowanesiedliska pasożytów w organizmie żywiciela to:układ oddechowy: np.Ascaris lumbricoides (larwy),Paragonimus westermani,Pneumocystis carini,układ krwionośny i limfatyczny: np.Wuchereria bancrofti,Toxoplasma gondiiSchistosomatidae,Trypanosomatidae,3Materiały uzupełniające do wykładów z Biologiidla studentów I roku kierunku lekarsko-dentystycznegoProf. dr E. Hadaśmięśnie: np.narządy wewnętrzne: np.Trichinella spiralis (larwy),Entamoeba histolytica,Taenia solium,Toxoplasma gondiiNaegleria fowleri,przewód pokarmowy: np.Ascaris lumbricoides,Giardia intestinalis,Taenia sp.,Trichinella sp;iralis,Enterobius vermicularis,Entamoeba histolytica,Siedliska zajmowane przez pasożyty charakteryzują się nie tylko różnymi warunkami fizyko-chemicznymi czy biochemicznymi ale również możliwościami oddziaływania pasożyta nażywiciela i odwrotnie.Na podstawie posiadanych wiadomości podaj inne przykładyprzystosowania organizmów pasożytniczych do zajmowanego środowiskaIII. Mechanizmy obronne zachodzące w układzie żywiciel-pasożytW układzie żywiciel-pasożyt można wyróżnić reakcje obronne zachodzące ze stronyżywiciela w odpowiedzi na zarażenie (A), oraz reakcje obronne ze strony pasożyta przedżywicielem (B).A.Mechanizmy obronne żywiciela przed inwazją pasożytnicząSzczególną rolę obronną u żywiciela odgrywają mechanizmy, które pozwalają naodróżnienie substancji i komórek własnych od obcych. Mechanizmy te są podstawą wszelkichprocesów immunologicznych i prawdopodobnie głównie odgrywają rolę w kształtowaniu sięspecyficzności pasożyta w stosunku do żywiciela.Mechanizmy immunologiczne zachodzące w organizmie żywiciela można podzielić nawrodzone lub nabyte. Odporność wrodzona decyduje o odrzuceniu lub akceptacji określonegogatunku pasożyta, a odporność nabyta rozwija się jako odpowiedź nakontakt z antygenempasożyta przez żywiciela.Antygenami są substancje obce dla danego organizmu i przeciw nim powstajeodpowiedź immunologiczna. Pasożyty, niezależnie od wielkości zawierają prawie zawszewiele różnych antygenów, z których najważniejsze dla żywiciela są antygeny znajdujące sięna powierzchni i antygeny będące wydzielinami lub wydalinami pasożyta.Podstawowym przejawem odporności żywiciela jest usuwanie pasożytów po dłuższymlub krótszym pobycie w jego organizmie. Początkowo sądzono, że pasożyty opuszczajążywiciela na skutek starzenia się. Jednakże doświadczenia transplantacyjne, przenoszeniapasożytów z jednego do drugiego żywiciela podważyły ten pogląd, ponieważ pasożytytransplantowane były zdolne do kontynuacji swojego rozwoju i reprodukcji.Procesy prowadzące do zahamowania rozwoju pasożytów lub eliminacji z organizmużywiciela są jednymi z ważniejszych i ciekawszych zjawisk interakcji zachodzących wukładzie pasożyt-żywiciel.4Materiały uzupełniające do wykładów z Biologiidla studentów I roku kierunku lekarsko-dentystycznegoProf. dr E. HadaśB.Mechanizmy obronne pasożyta przed żywicielem:Przeważająca większość inwazji pasożytniczych jest związana z pozostawaniempasożytów u żywiciela przez pewien czas, co często powoduje stany patologiczne u żywiciela,stąd istotne jest wyjaśnienie mechanizmu warunkującego przeżywanie pasożytów w żywicielu.Kontynuacjarozwoju pasożytów jest związana nie tylko z zachowaniem życia żywiciela,lecz także i samych pasożytów atakowanych przez mechanizmy obronne żywiciela, działające wich środowisku. Jak wynika z dotychczasowych obserwacji i badań doświadczalnych pasożytyposługują się co najmniej kilkoma systemami ochronnymi. Organizm żywiciela nie stwarza dlapasożyta tylko warunków korzystnych. Pasożyt, od pierwszego momentu kontaktu z żywicielem,narażony jest na mechanizmy powodujące jego eliminację. Kontynuacja rozwoju pasożyta jestzwiązana nie tylko z zachowaniem jego życia poprzez unikania mechanizmów obronnychżywiciela ale również zachowaniem życia żywiciela, ponieważ pasożyt nie może żyć bezżywiciela.Jak wynika z dotychczasowych obserwacji i badań doświadczalnych, pasożytyposługują się co najmniej kilkoma sposobami obrony świadczą o tym takie zjawiska jak brakwidocznego wpływu odporności na proces usuwania pasożytów (np. w trypanosomozie,leiszmaniozie, amebozie itd.) czy też pozostawanie pasożytów zaadoptowanychdoistniejących warunków w żywicielu.Obrona pasożytów ze względu na mechanizmy ich działania polega na obronie przedrozpoznaniem przez system immunologiczny żywiciela tzw. obrona profilaktyczna (A)orazobronie przed bezpośrednimi reakcjami żywiciela- obrona czynna (B).(A)Obrona przed rozpoznaniem przez system immunologiczny żywiciela polega na:- mimikrze antygenowej-zmianie immunogenności własnych antygenów-wywołaniu stanu tolerancji antygenowej lub immunosupresji żywiciela-bytowaniu wewnątrz komórek żywiciela5 [ Pobierz całość w formacie PDF ]

  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • emaginacja.xlx.pl

    •