Малярийный плазмодий - одноклеточный паразит, являющийся возбудителем малярии.
Малярийный плазмодий состоит в подцарстве простейших и относится к типу споровики.
Этот организм не является бактерией, малярийный плазмодий это полноценный представитель царства простейших, обладающий ядром и остальными признаками эукариотической клетки.
Строение малярийного плазмодия
Строение малярийного плазмодия очень разнообразно, так как паразит проходит множество стадий развития. Каждая следующая стадия развития малярийного плазмодия отличается от предыдущей.
Известно, что спорозоит, попадающий в кровь человека после укуса малярийного комара, является очень маленьким организмом. Размеры спорозоита схожи с размерами некоторых типов человеческих клеток, а это примерно от 10 до 15 микрометров.
Однако, уже после попадания в печень, когда плазмодий находится на стадии шизонта, он увеличивается. Размер шизонта составляет от 30 до 70 микрометров.
В результате жизнедеятельности шизонта в клетках печени образуются мерозоиты. Размер мерозоитов крайне мал. Длина мерозоита равна примерно 1,5 микрометрам в длину и 1 микрометру в диаметре.
После попадания мерозоита в эритроцит образуется кольцевидная структура - трофозоит.
Иногда на поверхности эритроцитов можно обнаружить красные точки в форме запятой. Эти точки называются расщелиной Маурера. Расщелина Маурера представляет из себя секреторную органеллу, одной из важнейших функций которой является продукция белков и ферментов. Также клетки Маурера участвуют в процессе “уклонения” от уничтожения малярийного плазмодия иммунной системой человека.
Затем в процессе жизненного цикла образуются гаметоциты. Размеры зрелых гаметоцитов колеблются от 8-12 микрометров в длину и 3-6 микрометров в ширину.
В теле комара в процессе жизненного цикла образуется оокинета. Форма оокинеты удлиненная, а ее размеры составляют от 18 до 24 микрометров.
Яйцеклетка, образующаяся в теле комара, довольно крупная. Яйцеклетка малярийного плазмодия может вырасти до 80 микрометров в диаметре.
Строение зоитов
У плазмодиев на стадии зоитов существует апикальный комплекс - набор органелл, являющихся жизненно важными для подвижности и клеточной инвазии. Апикальный комплекс представлен такими органеллами, как роптрии (облегчают проникновение в клетку благодаря растворяющему покровы клетки содержимому), коноиды (участвуют в процессе проникновения в клетку) и микронемы (предположительно синтезируют вещества для роптрий). У плазмодиев существует структура, имеющая сходства с пластидами растений - апикопласт. Функцией апикопласта является участие в синтезе липидов и других соединений. Во время бесполой стадии развития, которая проходит в теле человека, апикопласт необходим для синтеза изопентенилпирофосфата (IPP), диметилаллилпирофосфата (DMAPP) по пути MEP (non-mevalonate pathway).
Жизненный цикл малярийного плазмодия
Малярийный плазмодий размножается как бесполым, так и половым путем.
- Половое размножение происходит в теле комара
- Бесполое размножение происходит в теле человека
- Промежуточный хозяин малярийного плазмодия - человек.
- Окончательный хозяин малярийного плазмодия - комар.
Жизненный цикл плазмодия для ЕГЭ
- Комар кусает больного малярией человека, и в насекомое попадают незрелые половые клетки плазмодия - гаметоциты (гамонты)
- В желудке комара эти гаметоциты превращаются в полноценные гаметы
- Теперь, когда в комаре есть гаметы малярийного плазмодия, происходит оплодотворение, и образуются спорозоиты
- Спорозоиты распространяются по телу комара, но главным образом они накапливаются в слюнных железах насекомого
- Малярийный комар кусает человека, заражая его кровь слюной со спорозоитами
- Далее, спорозоиты оказываются в печени человека. Спорозоиты активно делятся в гепатоцитах печени, разрушая их
- В клетках печени из спорозоитов получились мерозоиты. Эти мерозоиты затем проникают в кровь человека, чтобы внедриться в эритроциты - красные кровяные клетки. Там плазмодий питается гемоглобином. В эритроцитах происходит следующий этап размножения
- Эритроциты разрушаются, у человека начинают проявляться симптомы малярии, потому что вместе с разрушенными красными кровяными клетками в кровь попадут и токсичные продукты жизнедеятельности паразитов
- Из части мерозоитов, вышедших из разрушенного эритроцита, образуются гаметоциты, которые затем попадут в нового комара, если тот укусит больного. Другая часть мерозоитов найдет себе новый эритроцит для повторения эритроцитарного цикла.
Полный жизненный цикл малярийного плазмодия
Подойдет для сдающих олимпиады по биологии:
- Комар кусает зараженного малярией человека. Человек, от которого комар получит гаметоциты (гамонты), вероятнее всего, уже имеет симптомы малярии, ведь они развиваются именно на стадии разрушения эритроцитов мерозоитами, часть которых затем превращается в эти самые гаметоциты
- В желудке комара гаметоциты (гамонты) превращаются в гаметы, происходит оплодотворение
- В результате оплодотворения получается подвижная зигота (оокинета)
- Оокинета проходит через стенку пищеварительного тракта комара, и оказывается на внешней его стороне
- Теперь, когда оокинета оказалась снаружи пищеварительного тракта комара, она делится мейозом. В результате этого образуется ооциста
- Ядро ооцисты многократно делится митозом, в итоге ооциста наполняется огромным количеством спорозоитов (до 10 тысяч). Процесс образования спорозоитов называется спорогонией
- Когда ооциста переполняется спорозоитами, ее стенки разрушаются, и спорозоиты свободно перемещаются по телу комара. Большая часть спорозоитов попадает в слюнные железы комара.
- Малярийный комар кусает человека, заражая его кровь слюной со спорозоитами. Наступает инкубационный период малярии, длящийся от одной до нескольких недель
- Кровь разносит многочисленные спорозоиты по всему организму. Теперь спорозоиты попадают в печень человека.
- В гепатоцитах печени происходит агамный (бесполый) цикл размножения. Начинается шизогония - множественное бесполое размножение. Ядра шизонтов (материнских клеток) многократно делятся. В результате этого в гепатоцитах образуется огромное количество подвижных мерозоитов, которые разрушают клетки печени и выходят в кровь человека.
- Мерозоиты внедряются в эритроциты, и там плазмодий проходит еще несколько стадий жизненного цикла.
- В эритроцитах мерозоиты превращаются в трофозоиты, которые питаются гемоглобином и развиваются, а затем в шизонтов для еще одной шизогонии.
- В результате шизогонии внутри эритроцита возникают мерозоиты. Эритроцит разрушается, и мерозоиты выходят в кровь, где ищут себе новый эритроцит.
- Такие цикличные массовые разрушения эритроцитов происходят раз в несколько дней, в зависимости от типа малярии. Во время этого массового разрушения в кровь попадает огромное количество продуктов жизнедеятельности плазмодия, у человека начинается истощающая лихорадка, характеризующаяся скачкообразным подъемом температуры.
- После нескольких циклов такого эритроцитарного размножения, образуются гаметоциты (гамонты).
- Пока что еще не зараженный комар рода Anopheles кусает больного малярией человека. В комара попадают гамонты, и цикл начинается снова.
Малярия
Несколько фактов о малярии:
- Малярия - опасное инфекционное заболевание, распространенное практически во всех климатических зонах, кроме пустынь, арктического и субарктических поясов.
- Малярийный плазмодий переносится комарами рода Anopheles. От обыкновенных комаров рода Culex их можно отличить по позе, в которой они сидят на своей жертве: во время питания Anopheles всегда поднимают свое брюшко кверху.
- Малярия распространена в болотистых местностях, именно поэтому ранее ее называли “болотной лихорадкой”. Распространение малярии в таких условиях связано с тем, что комарам, которые переносят возбудителя малярии, для размножения необходима вода. Именно в стоячей воде развиваются самые первые стадии развития комаров рода Anopheles.
Симптомы малярии
- Лихорадка
- Озноб
- Тошнота
- Рвота
- Боль в суставах
- Головная боль
- Анемия
- Судороги
Диагностика малярии
Классически малярию можно выявить с помощью микроскопии крови. С развитием новых технологий развиваются методы диагностики малярии при помощи иммунохимических наборов, а также диагностика с помощью ПЦР.
Лечение малярии
Существует множество различных современных препаратов для лечения малярии, но самым популярным и по сей день остается хинин, названный в честь хинного дерева.