Генетические и биохимические особенности паразитизма

Лекция # 4
Генетические и биохимические
особенности паразитизма.
Противопаразитарный
иммунитет
Биохимия паразитов
Энергетический метаболизм
Обитание в агрессивных условиях, высокая скорость роста, высокая
плодовитость требуют от паразитов бóльших энергетических затрат,
чем это известно для свободноживущих животных
Схема энергетического обмена
млекопитающих
Гликолиз – цикл Кребса – Дыхательная цепь
38 АТФ
Энергетические депо
(запасные вещества)
Гликоген - основное запасное вещество паразитов
Гликоген + Трегалоза – некоторые нематоды
Глюкоза – транспортируется через покровы из окружающей
среды и используется в энергетическом процессе паразитами,
обитающими в средах, богатых глюкозой
Липиды – никогда не используются паразитами в качестве
запасного вещества
Энергетический метаболизм
паразитических простейших
Host-switching / metabolism switching – быстрое «переключение»
метаболизма паразита в соответствии со сменой хозяев
Аэробный гликолиз Trypanosoma
Kinetoplastida
Аэробный гликолиз
млекопитающих
Энергетический метаболизм
паразитических простейших
Ядро
Kinetoplastida
Trypanosoma cruzi
мтДНК
Митохондрия (кинетопласт)
Жизненный цикл
Энергетический метаболизм
паразитических простейших
Trichomonas
Trichomonas vaginalis
Гидрогеносома
Энергетический метаболизм
паразитических простейших
Trichomonas
Энергетический метаболизм
паразитических простейших
Entamoeba, Giаrdia
Giardia lamblia
Энергетический метаболизм
паразитических червей
Липиды
У протистов содержание жиров 10-20 % сухого веса
У червей содержание жиров 1-34 %
Длина цепочек жирных кислот паразитов С16-18
Функция жирных кислот: участие в образовании клеточных и
внутриклеточных мембран
Отличия:
1. Жиры у паразитов не используются в
качестве запасного вещества
2. Состав мембран паразитов отличается от
мембран их хозяев: в них меньше
холестерола и фосфатедилсерана, но
больше
неэтерифицированных
жирных
кислот
3. Многие
паразиты
образуют
внешние
мембраны, предназначенные для защиты от
иммунной системы хозяина
4. Паразиты не синтезируют цепочки жирных
кислот de-novo
Schistosoma mansoni
Паразиты и их геномы
Размер и организация геномов паразитов
Ядро со спирализованными
хромосомами Plasmodium malaria
Кариотип Anopheles darlingi
Экспрессия и регуляция генов
Glossina morsitans
(Муха цеце)
Сонная болезнь
Trypanosoma bursei
Антигенная вариация у Trypanosoma
Участок поверхности клетки
трипаносомы с молекулами VSG
Переключение синтеза VSG генов
Молекула
VSG на
мембране
трипаносомы
Противопаразитарный иммунитет
Чувствительность – физиологический статус
хозяина,
при
котором
он
не
способен
элиминировать паразита до того, как он
локализуется и приступит к размножению
Устойчивость – физиологический статус хозяина,
который препятствует внедрению, локализации и
жизни паразита
Инфекционность
–
способность
паразита
внедряться, локализовать и размножаться в хозяине
Противопаразитарный иммунитет
Врожденный иммунитет - способность организма обезвреживать
чужеродный и потенциально опасный биоматериал, существующая
изначально, до первого попадания этого биоматериала в организм (к
свиной аскариде у человека)
Адаптивный/приобретенный иммунитет - способность организма
обезвреживать чужеродные и потенциально опасные организмы,
которые уже попадали в организм ранее. Представляет собой
результат работы системы высокоспециализированных клеток (к
малярийному плазмодию)
Нестерильный иммунитет – иммунитет, обусловленный наличием в
организме живого инфекционного агента и утрачиваемый при
удалении последнего (к некоторым гельминтам)
Сопутствующий иммунитет – иммунитет, препятствующий
дополнительному заражению новыми паразитами при сохранении
существующего заражения (к шистосомам)
Иммунный ответ при малярии
Жизненный цикл Plasmodium malaria
Мерозоиты Plasmodium malaria
в эритроцитах
Флуоресцентная фотография
Иммунный ответ при малярии
Иммунный ответ при болезни Шагаса
Жизненный цикл Trypanosoma cruzi
Мультипликация Trypanosoma cruzi
в тканях человека
Tripanosoma cruzi в кардиоцитах собаки
Иммунный ответ при болезни Шагаса
Иммунный ответ при инвазиях
паразитическими червями
Schistosoma
haematobium и
ее церкарий
Иммунный ответ при инвазиях
паразитическими червями
Яйца Schistosoma haematobium
Яйца
Schistosoma haematobium
в клетках печени
Иммунный ответ при инвазиях
паразитическими червями
Onchocerca volvulus
Иммунная толерантность при
паразитарных инфекциях
Особенности иммунного ответа, развивающего при
паразитарных инфекциях:
1. Паразиты крупные и несут большое число различных
антигенов
2. Большой срок жизни, иммунный ответ несет хронический
характер
3. Смена жизненных стадий, различающихся антигенно,
усложняет картину развивающегося иммунного ответа
Воздействие паразита на иммунитет
хозяина. Гельминты
Воздействие паразита на иммунитет
хозяина. Протисты