Microsporidia (mikrosporidiemi) je kmen hub, které sdružuje více než 1400 druhů, které patří do 200 rodů. Jeho umístění ve Fungi Kingdom je kontroverzní kvůli absenci chitinu ve většině stádií životního cyklu, přičemž přítomnost chitinu v buněčných stěnách je široce používanou charakteristikou pro definování houby.
Microsporidia jsou eukaryotické buňky. Mají dobře definovanou zadní vakuolu, jádro a plazmatickou membránu. Jsou pokryty ochrannou vrstvou složenou z bílkovin a chitinu, která mu dává vysokou odolnost vůči životnímu prostředí. Chybí jim typické eukaryotické organely, jako jsou mitochondrie, Golgiho aparát a peroxisomy.
Spór Fibrillanosema crangonycis. Autorem nebyl poskytnut žádný strojově čitelný autor. Předpokládán Javier martin (na základě nároků na autorská práva)., prostřednictvím Wikimedia Commons
Mikrosporidie jsou povinnými intracelulárními parazity obratlovců a bezobratlých. Nejběžnějším druhem v trávicím systému člověka jsou Enterocytozoon bieneusi a Encephalitozoon intestinalis.
Infekce člověka mikrosporidií se nazývá mikrosporidióza. Vyskytuje se hlavně u lidí, kteří podstoupili transplantaci orgánů nebo jsou imunosupresivní, jako jsou lidé infikovaní virem lidské imunodeficience. Ovlivňují také děti, starší osoby nebo osoby, které nosí kontaktní čočky.
Genomy druhu tohoto kmene se používají jako modely ke studiu interakcí hostitel-parazit.
Obecné vlastnosti
Houby kmene Microsporidia tvoří nemotilní spory, které se liší velikostí v závislosti na druhu. Při infekcích u lidí byly nalezeny spory o velikosti 1 až 4 mikrony.
Spóry mají několik typických organel Microsporidia:
- Zadní vakuola, která zabírá více než třetinu objemu buňky.
- Polaroplast, membránová struktura umístěná v předním segmentu buňky.
- Kotevní disk, struktura ve tvaru spirály, která se ovine kolem sporoplasmy a připojuje polární trubici k hostitelské buňce během procesu infekce.
- Počet spirál, které organely tvoří, je diagnostickou charakteristikou druhu kmene.
Taxonomie a systematika
Taxonomie a systematika kmene Microsporidia se postupem času měnila a je nadále kontroverzní. To bylo zpočátku klasifikováno v Protista Kingdom, jako protozoan, kvůli skutečnosti, že nepředstavují chitin ve strukturách většiny fází životního cyklu.
Výsledky studií využívajících DNA techniky však naznačují, že tyto organismy patří do království hub. Genomická data odhalila, že Microsporidia obsahuje geny nezbytné k produkci chitinu. Kromě toho byl ve struktuře klidových spór nalezen chitin.
Existují také strukturální a metabolické důkazy, které umožňují Microsporidii rozpoznat skutečné houby. Zjevně sdílejí společného předka s kmenem Zygomycetes a Mucorales.
Klasifikace této hranice z hlediska tříd, řádů a rodin je také kontroverzní, takže je nadále přezkoumávána a debatována. Nedávné studie celkem asi 150 rodů a více než 1200 druhů.
14 druhů bylo identifikováno jako původce onemocnění u lidí, distribuovaných v rodech Anncaliia, Enterocytozoon, Encephalitozoon, Nosema, Pleistophora, Trachipleistophora a Vittaforma.
Životní cyklus
Microsporidia, ve formě spór, může přežít v otevřeném prostředí po dlouhou dobu a za nepříznivých podmínek. Když spory vstoupí do gastrointestinálního traktu hostitele, opustí svou aktivní formu. Hlavně kvůli změnám pH prostředí a kvůli změně poměru koncentrace kationtů / aniontů.
Během aktivačního procesu buňka vytlačuje polární zkumavku a proniká membránou hostitelské buňky, do které vstřikuje infekční sporoplasmu. Jakmile je uvnitř buňky, vyskytují se v mikrosporidiu dvě klíčové reprodukční fáze.
Na jedné straně k reprodukci dochází binárním štěpením (merogony) nebo vícenásobnými (schizogony). Během této fáze dochází k opakovanému rozmnožování buněčného materiálu před tím, než dojde k buněčnému dělení, čímž se vytvoří zaoblené formy vícejaderného plazmodu (E. bieneusi) nebo vícejaderného buňky (E. intestinalis).
Na druhé straně dochází ke sporogonii, což je proces, který vede ke sporům. Obě fáze se mohou volně vyskytovat v cytoplazmě buněk nebo uvnitř váčku.
Když počet spór vzroste a naplní cytoplazmu hostitelské buňky, buněčná membrána praskne a uvolní spory do okolí. Tyto zralé spory mohou ve svém volném stavu infikovat nové buňky a pokračovat v životním cyklu mikrosporidií.
Nemoci
Mikrosporidiální infekce u lidí jsou známé jako mikrosporidióza. Infekce gastrointestinálního traktu je nejčastější formou mikrosporidiózy.
Ve velké většině případů se jedná o požití spór Enterocytozoon bieneusi. Jindy může nastat při střevních encefalitozoonových infekcích.
Výtrusy mikrosporidií jsou schopné infikovat jakoukoli živočišnou buňku, včetně hmyzu, ryb a savců. Někdy mohou infikovat jiné parazity.
Některé druhy mají specifické hostitele. Encephalitozoon cuniculi je hostitelem hlodavců, králíků, masožravců a primátů. E. hellem u ptáků rodu psittasis.
E. intestinalis u oslů, psů, prasat, skotu, koz a primátů. Enterocytozoon bieneusi u prasat, primátů, psů, koček a ptáků. Annicaliia algerae je hostitelem komárů.
Infikovaná zvířata a lidé uvolňují spory do životního prostředí pomocí stolice, moči a dýchacích cest. Mohou tedy nastat osobní infekce nebo kontaminace vody a potravinových zdrojů, což jsou nejčastější zdroje infekce.
Příznaky
Infekce Enterocytozoon bieneusi a Encephalitozoon intestinalis se klinicky projevují vodnatým průjmem u imunokompetentních dospělých a dětí, zejména u lidí, kteří pobývají nebo cestují do tropických zemí.
U imunokompromitovaných pacientů, u pacientů s HIV nebo jiným typem kompromitovaného imunitního systému, se mikrosporidióza projevuje jako chronický průjem a plýtvání syndromem, cholangiopatií a akutní cholecystitidou.
Jiné druhy mohou způsobit infekci močových cest, hepatitidu, peritonitidu, encefalitidu, uretritidu, prostatitidu, nefritidu, sinusitidu, keratokonjunktivitidu, cystitidu, celulitidu, diseminovanou infekci, systémovou infekci, pneumonitidu, myositidu a kožní infekci.
Léčba
U pacientů s infekcí HIV obnovuje imunitní odpověď vysoce účinná antiretrovirová terapie (HAART). Vyvolává vylučování mikroorganismů a normalizaci střevní architektury.
Albendazol, tubulinový inhibitor, se používá u většiny mikrosporidiálních infekcí a zejména u druhů rodu Encephalitozoon. Délka léčby závisí na imunitním stavu pacienta a typu infekce, ať už je šířena nebo lokalizována.
Lokální fumagillin se používá při keratokonjunktivitidě.
Imunokompetentní pacienti mohou být léčeni krátce a někdy je infekce spontánně překonána bez nutnosti léčby.
Reference
- Cali, A., Becnel, JJ a Takvorian, PM (2017). Microsporidia. V Handbook of Protists, str. 1559-1618.
- Cavalier-Smith, T. (1993). Protozoa království a jeho 18 Phyla. Microbiological Reviews, 57 (4): 953-994
- Choappa, RC The Microsporidia. Chilean Journal of Infectology, 35 (1): 73-74.
- Tedersoo, L., Sánchez-Ramírez, S., Koljalg, U., Bahram, M., Doring, M., Schigel, D., May. T., Ryberg, M. a Abarenkov, K. (2018). Klasifikace hub na vysoké úrovni a nástroj pro evoluční ekologické analýzy. Fungální diverzita 90: 135–159.
- Přispěvatelé Wikipedie. (2018, 14. září). Microsporidia. V Wikipedii, Encyklopedie zdarma. Získáno 07:22, 18. října 2018, z en.wikipedia.org