Простейшие. Морфология простейших, особенности классификации Морфология и структура простейших

Подписаться
Вступай в сообщество «koon.ru»!
ВКонтакте:

Простейшие – эукариотические одноклеточные микроорганизмы, составляющие подцарство Protozoa царства животных (Animalia). Простейшие включают 7 типов, из которых три типа (Sarcomastigophora, Apicomplexa, Ciliophora) имеют представителей, вызывающих заболевания у человека. Размеры простейших колеблются в среднем от 5 до 30 мкм. Снаружи простейшие окружены мембраной (пелликулой) – аналогом цитоплазматической мембраны клеток животных. Некоторые простейшие имеют опорные фибриллы. Цитоплазма и ядро соответствуют по строению эукариотическим клеткам: цитоплазма состоит из эндоплазматического ретикулума, митохондрий, лизосом, многочисленных рибосом и др.; ядро имеет ядрышко и ядерную оболочку. Передвигаются простейшие посредством жгутиков, ресничек и путем образования псевдоподий. Простейшие могут питаться в результате фагоцитоза или образования особых структур. Многие простейшие при неблагоприятных условиях образуют цисты – покоящиеся стадии, устойчивые к изменению температуры, влажности и др. Простейшие окрашиваются- по Романовскому-Гимзе (ядро – красного, цитоплазма – синего цвета).

Тип Sarcomastigophora. Подтип Mastigophora (жгутиконосцы) включает следующих патогенных представителей:

§ трипаносому – возбудителя африканского трипаносомоза (сонная болезнь);

§ лейшмании – возбудителей кожной и висцеральной форм лейшманиозов;

§ лямблию – возбудителя лямблиоза.

Эти простейшие характеризуются наличием жгутиков: один – у лейшмании, четыре свободных жгутика и короткая ундулирующая мембрана – у трихомонад.

К подтипу Sarcodina (саркодовые) относится дизентерийная амеба – возбудитель амебной дизентерии человека. Морфологически сходна с ней непатогенная кишечная амеба. Эти простейшие передвигаются путем образования псевдоподий. Питательные вещества захватываются и погружаются в цитоплазму клеток. Половой путь размножения у амеб отсутствует. При неблагоприятных условиях они образуют цисту.

Тип Apicomplexa. В классе Sporozoa (споровики) патогенными представителями являются возбудители токсоплазмоза, кокцидиоза, саркоцистоза и малярии. Жизненный цикл возбудителей малярии характеризуется лередо-ванием полового размножения (в организме комаров Anopheles) и бесполого (в клетках тканей и эритроцитах человека они размножаются путем множественного деления). Токсоплазмы имеют форму полулуний. Токсоплазмозом человек заражается от животных. Токсоплазмы могут передаваться через плаценту и поражать центральную нервную систему и глаза плода.

Тип 3. Патогенный представитель – возбудитель балантидиаза – поражает толстый кишечник человека. Балантидии имеют многочисленные реснички и поэтому подвижны.

Простейшие – эукариотические одноклеточные микроорганизмы, составляющие подцарство Protozoa царства животных (Animalia). Простейшие включают 7 типов, из которых три типа (Sarcomastigophora, Apicomplexa, Ciliophora) имеют представителей, вызывающих заболевания у человека. Размеры простейших колеблются в среднем от 5 до 30 мкм. Снаружи простейшие окружены мембраной (пелликулой) – аналогом цитоплазматической мембраны клеток животных. Некоторые простейшие имеют опорные фибриллы. Цитоплазма и ядро соответствуют по строению эукариотическим клеткам: цитоплазма состоит из эндоплазматического ретикулума, митохондрий, лизосом, многочисленных рибосом и др.; ядро имеет ядрышко и ядерную оболочку. Передвигаются простейшие посредством жгутиков, ресничек и путем образования псевдоподий. Простейшие могут питаться в результате фагоцитоза или образования особых структур. Многие простейшие при неблагоприятных условиях образуют цисты – покоящиеся стадии, устойчивые к изменению температуры, влажности и др. Простейшие окрашиваются- по Романовскому-Гимзе (ядро – красного, цитоплазма – синего цвета).

Тип Sarcomastigophora. Подтип Mastigophora (жгутиконосцы) включает следующих патогенных представителей:

§ трипаносому – возбудителя африканского трипаносомоза (сонная болезнь);

§ лейшмании – возбудителей кожной и висцеральной форм лейшманиозов;

§ лямблию – возбудителя лямблиоза.

Эти простейшие характеризуются наличием жгутиков: один – у лейшмании, четыре свободных жгутика и короткая ундулирующая мембрана – у трихомонад.

К подтипу Sarcodina (саркодовые) относится дизентерийная амеба – возбудитель амебной дизентерии человека. Морфологически сходна с ней непатогенная кишечная амеба. Эти простейшие передвигаются путем образования псевдоподий. Питательные вещества захватываются и погружаются в цитоплазму клеток. Половой путь размножения у амеб отсутствует. При неблагоприятных условиях они образуют цисту.

Тип Apicomplexa. В классе Sporozoa (споровики) патогенными представителями являются возбудители токсоплазмоза, кокцидиоза, саркоцистоза и малярии. Жизненный цикл возбудителей малярии характеризуется лередо-ванием полового размножения (в организме комаров Anopheles) и бесполого (в клетках тканей и эритроцитах человека они размножаются путем множественного деления). Токсоплазмы имеют форму полулуний. Токсоплазмозом человек заражается от животных. Токсоплазмы могут передаваться через плаценту и поражать центральную нервную систему и глаза плода.

Тип 3. Патогенный представитель – возбудитель балантидиаза – поражает толстый кишечник человека. Балантидии имеют многочисленные реснички и поэтому подвижны.

ЭУКАРИОТЫ Характерной особенностью эукариот является наличие ядра, которое способно делиться, и полового процесса. Организмы с эукариотическим типом организации условно можно разделить на два подтипа: первый характерен для простейших организмов, второй – для многоклеточных. ПРОСТЕЙШИЕ Особенностью организации простейших является то, что они (за исключением колониальных форм) соответствуют в структурном отношении уровню одной клетки, а в физиологическом – полноценной особи. Размеры простейших колеблются от 2 до 50 мк и больше. На Земле живёт свыше 25 000 видов простейших, разнообразных по своей морфологии (рис. 4) и образу жизни. Большинство из них ведёт свободный образ жизни, обитая в морях и океанах (в толще воды и на дне), а также в пресных водоемах и в почве. Более 6700 видов простейших являются паразитами. Тело простейших состоит из протоплазмы, ядра и различных включений. Протоплазма имеет ячеистое строение и в ней, даже у самых низкоорганизованных простейших, различают два слоя: внутренний – эндоплазма, в котором находится ядро и другие включения, и наружный, наружный, более плотный и прозрачный слой, – эктоплазма, который служит для передвижения, захвата пищи и защиты простейшего. Передвигаются простейшие разными способами: ползают по субстрату при помощи ложноножек, при помощи жгутиков и ресничек. Ядро простейших сходно с ядрами клеток других животных. В большинстве случаев у простейших одно ядро, но у инфузорий их два - макро- и микронуклеус. У некоторых простейших несколько ядер. Ядро может быть пузырьковидным (у амеб и многих других простейших) и массивным (макронуклеус инфузорий). Размножаются простейшие бесполым и половым путем. При бесполом размножении сначала их ядро делится на две или несколько частей, а затем цитоплазма разделяется на две (равные или неравные) или много (соответственно числу вновь образовавшихся ядер) частей. В результате из одного организма возникают два (равновеликих или неравных по величине) или несколько новых существ. При половом размножении две одинаковые или различные по величине и строению (мужская и женская) особи сливаются друг с другом в одну особь - зиготу, которая затем начинает размножаться бесполым путем. Иногда две особи данного вида простейших лишь соприкасаются друг с другом, обмениваясь частью своих ядер. Рис 5. Структурная организация инфузории туфельки: 1 – реснички, 2 – пищеварительные вакуоли, 3 – большое ядро (макронуклеус), 4 – малое ядро (микронуклеус), 5 – ротовое отверстие и глотка, 6 – непереваренные остатки пищи, выбрасываемые наружу, 7 – трихоцисты, 8 – сократительная вакуоль Простейшие гетеротрофы или автотрофы. Питаются простейшие мельчайшими животными, растительными организмами и гниющими органическими веществами; паразитические формы питаются соками своих хозяев. Пищу они переваривают в пищеварительных вакуолях - пузырьках, заполненных пищеварительным соком. Некоторые из них способны синтезировать вещества своего тела из неорганических веществ среды при помощи фотосинтеза.Дыхание простейших, т. е. поглощение кислорода из окружающей среды и выделение углекислоты, обычно осуществляется всей поверхностью тела. Многие простейшие, оказавшись в неблагоприятных условиях жизни, превращаются в цисты, при этом тело их округляется, и они покрываются толстой оболочкой. В таком состоянии простейшие могут находиться долгое время, пока не окажутся в более благоприятных для своего существования условиях. Тогда животное выходит из оболочки цисты и начинает вести подвижный образ жизни. Некоторые паразитические простейшие вызывают у человека тяжелые заболевания, характеристика некоторых из них приводится ниже. Для человека опасен малярийный плазмодий, обитающий в клетках крови человека. Он распространяется малярийными комарами и вызывает опасное заболевание – малярию. Возбудителя малярии в 1880 г. описал французский врач А. Лаверан. Малярийных паразитов комар всасывает с кровью больного человека; в организме комара плазмодии размножаются и скапливаются в слюнных железах. При укусе вместе со слюной комара в кровь человека проникают и малярийные плазмодии. Здесь они питаются, растут, размножаются, разрушают кровяные клетки человека и выделяют ядовитые вещества. При массовом выходе простейших из клеток в кровь у больного малярией начинается приступ лихорадки – повышение температуры, сильнейший озноб и слабость. Приступы повторяются через каждые два-три дня. Это ведет к малокровию, истощению организма. Другой представитель простейших – паразитическая корненожка амеба (рис. 4). Ее в 1875 г. открыл русский ученый Ф. А. Леш. Термин амёбиаз чаще всего применяется к амёбной дизентерии, однако амёбы вызывают также амёбный энцефалит, кератит и др. По данным ВОЗ около 10% людей на Земле больны амёбиазом. В основном болезнь распространена в странах с жарким климатом, однако иногда заболевание встречается в средней полосе, преимущественно в летнее время. Источником заражения является только человек, больной амёбиазом или носитель амёб. Заражение происходит фекально-оральным путем при употреблении инфицированных цистами воды и свежих овощей и зелени. Чаще всего амебиаз называю «болезнью грязных рук». Цисты могут дополнительно распространяться тараканами и мухами. В теплой влажной среде цисты паразитов способны выживать до 2-4 недель. При кишечной форме амёбиаза в верхнем отделе толстого кишечника возникает очаг воспаления, формируются язвы, иногда возникает даже некроз тканей. По кровеносным сосудам амёбы могут проникнуть в печень, формируя там вторичные очаги – абсцессы; в плевральную полость и лёгкие, перикард, брюшную полость; могут метастазировать в мозг, кожу и другие органы. Кишечник, печень, половые органы человека поражают лямблии. Они были подробно описаны отечественным ученым Д. Ф. Лямблем. У человека чаще всего паразитирует многожгутиковая лямблия (рис. 4), вызывая заболевание лямблиоз. Клетка лямблии похожа на разрезанную пополам грушу (рис. 4). Плоской стороной паразит плотно присасывается к клеткам кишечника. Лямблии существуют в подвижной и неподвижной (цисты) форме. Заражение происходит при употреблении загрязнённых цистами продуктов питания (особенно не подвергающихся термической обработке - фрукты, овощи, ягоды) и воды, а также через загрязнённые цистами руки и предметы обихода. Попав в желудочно-кишечный тракт здорового человека, лямблии размножаются в тонкой кишке, иногда в больших количествах, и вызывают раздражение слизистой оболочки. Проникая из тонкой кишки в толстую (где условия для них неблагоприятны), лямблии теряют свою подвижность и превращаются в цисты. Цисты выделяются из организма больного лямблиозом с испражнениями. Цисты хорошо сохраняются в окружающей среде: в почве способны выживать до 3 недель, а в воде - до 5 недель. Чаще болеют лямблиозом дети (особенно часто от 1 года до 4 лет). Симптоматика: боли в верхней части живота или в области пупка, вздутие живота, урчание, тошнота, запоты, сменяющиеся поносами (испражнения жёлтые с незначительным количеством слизи), дискинещии жёлчных путей, атопический дерматит, общая слабость, утомляемость, раздражительность, снижение аппетита, головные боли, плохой сон. Иногда болезнь протекает без выраженных проявлений и обнаруживается, как правило, после какого-либо другого перенесённого заболевания. Отмечается замедление нарастания веса ребенка. Токсоплазмоз - заболевание, вызываемое токсоплазмозами, источниками которых являются различные виды (свыше 180) домашних и диких млекопитающих (кошки, собаки, кролики и т.д.). Заражение человека происходит при употреблении мясных продуктов и яиц, не прошедших достаточную термическую обработку. Не исключена возможность заражения при попадании возбудителя на слизистые оболочки и повреждённые кожные покровы, трансмиссивным путём; возможно внутриутробное заражение. К факторам, которые могут способствовать появлению в организме паразита и повышают риск возникновения токсоплазмоза следует отнести: контакт с заражёнными животными; контакт в экскрементами животных; употребление в пищу или контакт с сырым или не до конца приготовленным мясом, особенно свинины, мяса ягнёнка или оленины; пересадка органов или переливание крови (очень редко); наличие токсоплазмоза у родителей. При врождённом токсоплазмозе наблюдаются гибель плода в утробе матери, смерть новорождённого в результате общей инфекции или (у оставшихся в живых) поражение нервной системы, глаз и других органов. Острая приобретённая форма протекает как тифоподобное заболевание (с высокой температурой, увеличением печени, селезёнки) либо с преимущественным поражением нервной системы (головная боль, судороги, рвота, параличи и др.). Чаще токсоплазмоз протекает хронически, с субфебрильной температурой, головной болью, увеличением лимфоузлов и печени, понижением работоспособности; может сопровождаться поражением глаз, сердца, нервной и др. систем и органов. Токсоплазмоз может протекать и в латентной (скрытой) форме. Исследования показали, что при поражении иммунной системы и мозга человека паразит может вызвать влечение к запаху кошки и шизофрению. Трихомониаз - инфекционное заболевание, передаваемое половым путем, вызывается одноклеточным микроорганизмом – трихомонадой. Трихомониаз занимает первое место по распространенности среди заболеваний мочеполового тракта и заболеваний, передающихся половым путём.Опасность данного заболевания заключается в том, что в 70 - 80% заболеваний среди мужчин являются бессимптомными формами и проявляются лишь на стадии появления осложнений. У женщин заболевание, как правило, проявляет себя в первые 1 – 4 недели. Трихомониаз опасен в первую очередь тяжелыми последствиями в виде осложнений, которые могут быть причиной бесплодия. Недуг может быть выявлен у женщины и при беременности - он сказывается не только на росте, но и на развитии плода. Также урогенитальный трихомониаз может вызвать выкидыш, преждевременные роды либо осложнения самой беременности.

Простейшие - наиболее многочисленная и повсеместно распространенная в почвах группа одноклеточных микроскопических организмов. Размеры их 5-20 мкм, клетки могут быть шаровидной, овальной, сплюснутой или разветвленной формы. Простейшие обычно подвижны и пластичны, то есть легко изменяют форму. Для простейших, обитающих в почве, характерна способность образовывать цисты, устойчивые к неблагоприятным условиям. Цисты отличаются высокой сопротивляемостью и жизнестойкостью, они выживают даже после длительного высушивания, обработки кислотами и т. п.

Число простейших в почве зависит от ее типа, содержания в ней органического вещества, влажности, сезона года, растительности и других факторов, колеблется в значительных пределах и может достигать нескольких миллионов в 1 г абсолютно сухой почвы. Общая масса живых клеток на 1 га колеблется от нескольких килограммов в лесных подзолистых почвах до нескольких тонн на орошаемых сероземах под люцерной и хлопчатником. Биомасса простейших уступает биомассе микрофлоры.

Сложные отношения складываются у простейших с другими почвенными микроорганизмами. Большинство видов почвенных простейших - бактериядные формы. Они обладают определенной избирательностью в питании бактериями. Так, почвенные амебы, кроме других бактерий, активно поглощают клетки азотобактера. Выедая часть клеток, простейшие поддерживают численность азотобактера на определенном уровне; кроме того, биологически активные вещества простейших положительно влияют на фиксацию азота атмосферы почвенными микроорганизмами. Некоторые виды почвенных грибов и актиномицетов подавляют развитие простейших. В свою очередь, определенные формы простейших пробуравливают стенки конидий грибов, используя их содержимое в качестве пищевого материала.

Простейшие стимулируют рост и развитие высших растений. Они оказывают положительное действие на растения непосредственно, например, выделяя продукты обмена веществ, которые обогащают ризосферу азотсодержащими соединениями; способствуют разложению сложных органических соединений, переводя их в более простые, доступные для растения. Простейшие могут воздействовать на растения и косвенно, влияя на численность, видовой состав и жизнедеятельность микробного населения почвы.

В настоящее время в почвах Советского Союза обнаружено 560 видов простейших, относящихся к 166 родам классов жгутиконосцев, саркодовых и инфузорий.

Жгутиконосцы (Mastigophora , Flagellata ) - жгутиковые простейшие, имеющие один или несколько жгутиков. При размножении клетки жгутиковых простейших делятся в продольном направлении. Некоторые виды жгутиконосцев содержат в своих клетках пигменты, в том числе хлорофилл, и способны к фотосинтезу. Типичный представитель этих растительных жгутиконосцев, или фитомастигинов,- эвглена зеленая (Euglena viridis). Данные организмы занимают промежуточное положение между растениями и животными.

В некоторых случаях зеленые жгутиконосцы, например эвгленовые, могут менять свой тип питания на осмотрофный в результате потери в темноте хлорофилла. Поэтому их можно отнести к миксотрофам - организмам со смешанным типом питания. В почвах живут также зеленые Chlamydomonas, бурые Cryptomonas, желтоватые Ochromonas жгутиконосцы. Бесцветные жгутиконосцы, или зоомастигины, представлены как сапротрофами, так и формами с голозойным типом питания. Сюда относятся виды родов Bodo, Сегcomonas, Oicomonas, Monas и др.

Саркодовые (Sarcodina). Среди представителей саркодовых, обитающих в почвах, следует отметить корненожек - голых и раковинных амеб. Это простейшие, у которых превалирует амебоидный способ передвижения, хотя некоторые из этих организмов способны также образовывать жгутики. Характерная особенность амеб - непостоянство формы их тела. Они не обладают жесткой клеточной стенкой и могут образовывать временные протоплазматические отростки - псевдоподии, которые служат им для передвижения и для «заглатывания» пищи. Обычно одна или две псевдоподии выдвигаются, окружая и поглощая бактериальную или дрожжевую клетку, другое простейшее или очень мелкое многоклеточное животное.

Раковинные амебы относятся главным образом к сапрофагам. Часть тела этих амеб заключена в панцирь, или раковину. У этих организмов псевдоподии вытягиваются наружу через отверстие (устье), а раковина играет защитную роль. Строение панциря, имеющего весьма характерную форму, положено в основу классификации раковинных амеб. Эти амебы обитают (преимущественно виды рода Plagiopyxis) в различных почвах, особенно много их в болотных почвах.

Инфузории, или ресничные (Ciliata), очень большая и разнообразная группа простейших, широко распространенных в пресных водоемах. В почве этих организмов значительно меньше, чем жгутиковых и амеб. Инфузории, в отличие от амеб, имеют определенную и постоянную форму, округлую спереди и заостренную сзади, благодаря плотной, хотя и гибкой, наружной оболочке. Поверхность клетки покрывают многочисленные реснички (около 2500), сгруппированные в продольные косые или спиральные ряды. С помощью ресничек происходит движение клеток и подведение пищи к ротовому отверстию - цитостому. Клетки инфузорий достаточно сложны: в цитоплазме различают экто - и эндоплазму, имеется два типа ядер - макро - и микронуклеус, пищеварительные и сократительные вакуоли и различные включения. Клетка делится в поперечном направлении, а не в продольном, как у жгутиковых.

Представителей почвенных инфузорий относят к подклассам:

Holotricha (Colpoda, Paramaecium) с равномерным расположением ресничек по всей поверхности клетки;

Spirotricha, имеющих спиральные ряды ресничек от заднего конца клеток к ротовому отверстию (Stylonichia);

Peritricha, клетки которых поперечно как бы «срезаны» в месте, где имеется ротовое отверстие, причем ротовая ямка окружена двумя рядами укороченных ресничек. Среди этих инфузорий имеются прикрепленные формы со стебельком (Vorticella).

  • Атеросклеротическое поражение артерий Определение понятия. Этиология и патогенез. Патоморфология.
  • Болезнь Вильсона-Коновалова. Тип наследования, патоморфология, диагностические критерии. Лабораторные и инструментальные методы исследования. Лечение.
  • Бронхолегочная дисплазия у детей. Этиология, патогенез и патоморфология
  • Вирусы и вирусные инфекции. Морфология и физиология вирусов. Методы лабораторной диагностики
  • 20. Ферменты бактерий. Использование ферментативной активности бак­терий при их идентификации

    Микроорганизмы синтезируют различные ферменты - специфические белковые катализаторы. У бактерий обнаружены ферменты 6 основных классов .

    1.Оксидоредуктазы- катализируют окислительно- восстановительные реакции.

    2.Трансферазы- осуществляют реакции переноса групп атомов.

    3.Гидролазы- осущесвляют гидролитическое расщепление различных соединений.

    4.Лиазы- катализируют реакции отщепления от субстрата химической группы негидролитическим путем с образованием двойной связи или присоединения химической группы к двойным связям.

    5.Лигазы или синтетазы-обеспечивают соединение двух молекул, сопряженное с расщеплением пирофосфатной связи в молекуле АТФ или аналогичного трифосфата.

    6.Изомеразы - определяют пространственное расположение групп элементов.

    В соответствии с механизмами генетического контроля у бактерий выделяют три группы ферментов:

    - конститутивные , синтез которых происходит постоянно;

    - индуцибельные , синтез которых индуцируется наличием субстрата;

    - репрессибельные , синтез которых подавляется избытком продукта реакции.

    Ферменты бактерий делят на экзо- и эндоферменты . Экзоферменты выделяются во внешнюю среду, осуществляют процессы расщепления высокомолекулярных органических соединений. Способность к образованию экзоферментов во многом определяет инвазивность бактерий- способность проникать через слизистые, соединительнотканные и другие тканевые барьеры.

    В бактериологии для дифференциации микроорганизмов по биохимическим свойствам основное значение часто имеют конечные продукты и результаты действия ферментов. В соответствии с этим существует микробиологическая (рабочая) классификация ферментов.

    1.Сахаролитические.

    2.Протеолитические.

    3.Аутолитические.

    4.Окислительно- восстановительные.

    5.Ферменты патогенности (вирулентности).

    Ферментный состав клетки определяется геномом и является достаточно постоянным признаком. Знание биохимических свойств микроорганизмов позволяет идентифицировать их по набору ферментов. Основные продукты ферментирования углеводов и белков- кислота, газ, индол, сероводород, хотя реальный спектр для различных микроорганизмов намного более обширный.Основные ферменты вирулентности- гиалуронидаза, плазмокоагулаза, лецитиназа, нейраминидаза, ДНК-аза. Определение ферментов патогенности имеет значение при идентификации ряда микроорганизмов и выявления их роли в патологии. Ряд ферментов микроорганизмов широко используется в медицине и биологии для получения различных веществ (аутолитические, протеолитические), в генной инженерии (рестриктазы, лигазы).

    ← Вернуться

    ×
    Вступай в сообщество «koon.ru»!
    ВКонтакте:
    Я уже подписан на сообщество «koon.ru»