Морфология простейших, основы физиологии, образ жизни, классификация, роль в биосфере и в жизни человека

Простейшие представлены одноклеточными организмами, тело которых состоит из цитоплазмы и одного или нескольких ядер. Клетка простейшего — это самостоятельная особь, проявляющая все основные свойства живой материи. Она выполняет функции всего организма, тогда как клетки многоклеточных составляют лишь часть организма, каждая клетка зависит от многих других.

Принято считать, что одноклеточные существа более примитивны, нежели многоклеточные. Однако, поскольку все тело одноклеточных по определению состоит из одной клетки, эта клетка должна уметь делать все: и питаться, и двигаться, и нападать, и спасаться от врагов, и переживать неблагоприятные условия среды, и размножаться, и избавляться от продуктов обмена, и защищаться от высыхания и от чрезмерного проникновения воды внутрь клетки.

Многоклеточный организм тоже все это умеет, но каждая его клетка, взятая в отдельности, хорошо умеет делать только что-нибудь одно. В этом смысле клетка простейшего — отнюдь не примитивнее клетки многоклеточного организма.

Большинство представителей класса имеет микроскопические размеры — 3—150 мкм. Только наиболее крупные представители вида (раковинные корненожки) достигают 2—3 см в диаметре.

Известно около 100 000. видов простейших. Среда их обитания — вода, почва, организм хозяина (для паразитических форм).

Строение тела простейшего типично для эукариотической клетки. Имеются органеллы общего (митохондрии, рибосомы, клеточный центр, ЭПС и др.) и специального назначения. К последним относятся органы движения: ложноножки, или псевдоподии (временные выросты цитоплазмы), жгутики, реснички, пищеварительные и сократительные вакуоли. Органоиды общего значения присущи всем эукариотическим клеткам.

Органоиды пищеварения — пищеварительные вакуоли с пищеварительными ферментами (сходны по происхождению с лизосомами). Питание происходит путем пино- или фагоцитоза. Непереваренные остатки выбрасываются наружу. Некоторые простейшие имеют хлоропласты и питаются за счет фотосинтеза.

Пресноводные простейшие имеют органы осморегуляции — сократительные вакуоли, которые периодически выделяют во внешнюю среду излишки жидкости и продукты диссимиляции.

Большинство простейших имеет одно ядро, но есть представители с несколькими ядрами. Ядра некоторых простейших характеризуются полиплоидностью.

Цитоплазма неоднородна. Она подразделяется на более светлый и гомогенный наружный слой, или эктоплазму, и зернистый внутренний слой, или эндоплазму. Наружные покровы представлены либо цитоплазматической мембраной (у амебы), либо пелликулой (у эвглены). Фораминиферы и солнечники, обитатели моря, имеют минеральную, или органическую, раковину.

Особенности жизнедеятельности простейших

Подавляющее большинство простейших — гетеротрофы. Их пищей могут служить бактерии, детрит, соки и кровь организма хозяина (для паразитов). Непереваренные остатки удаляются через порошицу (специальное, постоянно существующее отверстие (у инфузорий)) или через любое место клетки (у амебы). Через сократительные вакуоли осуществляется осмотическая регуляция, удаляются продукты обмена.

Дыхание, т. е. газообмен, происходит через всю поверхность клетки.

Раздражимость представлена таксисами (двигательными реакциями). Встречаются фототаксис, хемотаксис и др.

Размножение простейших

- Бесполое — митозом ядра и делением клетки надвое (у амебы, эвглены, инфузории), а также путем шизогонии — многократного деления (у споровиков).

- Половое — копуляция. Клетка простейшего становится функциональной гаметой; в результате слияния гамет образуется зигота.

- Для инфузорий характерен половой процесс — конъюгация. Он заключается в том, что клетки обмениваются генетической информацией, но увеличения числа особей не происходит.

Многие простейшие способны существовать в двух формах — трофозоита (вегетативной формы, способной к активному питанию и передвижению) и цисты, которая образуется при неблагоприятных условиях. Клетка обездвиживается, обезвоживается, покрывается плотной оболочкой, обмен веществ резко замедляется. В такой форме простейшие легко переносятся на большие расстояния животными, ветром и расселяются. При попадании в благоприятные условия обитания происходит эксцистирование, клетка начинает функционировать в состоянии трофозоита. Таким образом, инцистирование не является способом размножения, но помогает клетке переживать неблагоприятные условия среды.

Для многих представителей типа Protozoa характерно наличие жизненного цикла, состоящего в закономерном чередовании жизненных форм. Как правило, происходит смена поколений с бесполым и половым размножением. Образование цисты не является частью закономерного жизненного цикла.

Время генерации для простейших составляет 6—24 ч. Это означает, что, попав в организм хозяина, клетки начинают размножаться по экспоненте и теоретически могут привести его к гибели. Однако этого не происходит, так как вступают в силу защитные механизмы организма хозяина.

Заболевания, вызываемые простейшими, называются прото-зойными. Раздел медицинской паразитологии, изучающий эти заболевания и их возбудителей, носит название протозоологии.

Медицинское значение имеют представители простейших, относящиеся к классам саркодовые, жгутиковые, инфузории и споровики.

Простейшие - паразиты человека и животных, особенности строения и биологии в связи с паразитизмом, жизненные циклы, основные представители (дизентерийная амеба, лямблия, трипаносомы, лейшмании, кокцидии, токсоплазма, малярийный плазмодий)

Классификация простейших. По классификации М.В.Крылова (1996 г.) простейшие выделены в отдельное царство Protista, включающее 7 типов. Простейшие, обитающие в организме человека, относятся к следующим классам: Entamoebidea (дизентерийная амеба), Kinetoplastidea (лейшмании, трипаносомы), Diplomonadea (лямблии), Parabasalea (трихомонады), Coccidea (плазмодии малярии, токсоплазмы, кокцидии), Rimostomatea (балантидии).

Протозойные болезни человека являются глобальной проблемой, так как встречаются практически повсеместно. Значительное распространение в странах с жарким климатом имеют амебиаз, трипаносомоз, лямблиоз. Наибольший ущерб наносит малярия.

Биология некоторых простейших

Дизентерийная амеба. Многие виды амеб обитают в организме животных и человека (род Entamoeba), однако имеется только один вид - дизентерийная амеба - Entamoeba histolytica, который может быть возбудителем тяжелой формы кишечного колита – амебиаза.

Амеба эта имеет 20-30 мкм в диаметре, передвигается, изменяя форму тела и образуя кратковременные выросты - псевдоподии, или ложноножки. Размножение бесполое, путем деления. Живет в толстых кишках человека и обычно питается бактериями, не нанося никакого вреда (носительство). Но в ряде случаев дизентерийная амеба начинает вести себя иначе: проникает под слизистую оболочку кишки, начинает там питаться эритроцитами и другими клеточными элементами хозяина и усиленно размножаться. Слизистая кишечника изъязвляется, результатом чего бывает тяжелый кровавый понос (колит).

Распространение кишечных амеб осуществляется при помощи цист, выходящих вместе с фекальными массами наружу. Цисты очень стойки и длительное время сохраняют жизнеспособность и инвазионность (способность к заражению при попадании в кишечник человека). По строению цист можно установить диагноз вида амебы. Кишечная амеба имеет восьмиядерные цисты, тогда как дизентерийная - четырехядерные.

Лямблии. Лямблии (Lamblia intestinalis) существуют в виде вегетативной формы (трофозоит) и способны образовывать цисты. Вегетативная форма активная, подвижная, грушевидной формы. Передний конец тела закруглен, задний - заострен. Длина 9-18 мкм. Имеется два ядра, 4 пары жгутиков. Пищу всасывают всей поверхностью тела. Размножаются путем продольного деления.

Лямблии обитают в верхнем отделе тонкого кишечника, попадая в нижние отделы кишечника, где условия для них неблагоприятные, превращаются в цисты, которые и выделяются обычно с испражнениями.

Цисты хорошо сохраняются в окружающей среде, в зависимости от температуры воздуха - до месяца. Заражение может произойти через загрязненные руки, игрушки, пищу и воду. Цисты, попадая в кишечник, превращаются там в вегетативные формы.

Заболевание вызываемое лямблиями называется лямблиоз.

Трихомонада мочеполовая (влагалищная). В организме человека обитает в мочеполовых путях Trichomonas vaginalis мочеполовая (влагалищная) трихомонада.

Размеры 20-36 мкм. На переднем конце расположены 4 жгутика, отходящих от базальных зерен и ундулирующая мембрана. Через всю цитоплазму, от области базальных зерен до конца клетки, проходит опорная эластичная нить (аксостиль). У основания имеется щелевидное углубление, через которое происходит захват пищи (бактерий) посредством фагоцитоза, возможно осмотическое питание. Трихомонады - подвижные организмы. Стадия цисты отсутствует.

T. vaginalis играет важную роль в патологии мочеполовой системы женщин и мужчин, передается преимущественно половым путем. Во внешней среде паразиты быстро погибают, а в моче больного сохраняются до 24 ч.

Плазмодии малярии. Плазмодии, вызывающие у человека малярию, относятся к четырем видам:

- Plasmodium vivax - возбудитель трехдневной малярии;

- Plasmodium malariae - возбудитель четырехдневной малярии;

- Plasmodium falciparum - возбудитель тропической малярии и

- Plasmodium ovale - возбудитель малярии, типа трехдневной (овале).

Строение плазмодиев сильно упростилось. Они не имеют органоидов движения, пищеварительных и сократительных вакуолей. Малярийные плазмодии являются внутриклеточными паразитами, проходят две стадии развития - бесполую (шизогонию) в организме человека и половую (спорогонию) в организме переносчика - самок малярийных комаров рода Anopheles. В процессе полового цикла размножения при слиянии мужской и женской половых клеток образуется спора (циста), в которой формируются спорозоиты. Затем различными путями спорозоиты передаются от одного хозяина к другому.

При кровососании зараженный малярийный комар вместе со слюной вводит в ранку спорозоиты - веретенообразные, чуть изогнутые образования длиной 11 - 15 мкм. С кровью они попадают в клетки печени, где развиваются и делятся (тканевая, или экзоэритроцитарная, шизогония).

Образовавшиеся в результате деления в клетках печени молодые паразиты (мерозоиты) поступают в кровь и проникают в эритроциты - наступает эритроцитарная шизогония. Цикл развития в эритроцитах составляет 72 ч для P. malariae или 48 ч для остальных видов.

После нескольких циклов бесполого размножения (шизогонии) начинается подготовка к половому процессу, образование гамонтов.

Дальнейшего развития гамонтов в крови человека не происходит. Оно осуществляется лишь в том случае, если кровь с ними попадает в кишечник малярийного комара при сосании.

Малярийные плазмодии вызывают у человека тяжелое заболевание - малярию.

Токсоплазма. Токсоплазма (Toxoplasma gondii) по форме напоминает полумесяц или дольку апельсина. Один конец заострен, другой - закруглен. Длина 4-7 мкм. Токсоплазма - внутриклеточный паразит. Рспространена повсеместно.

Токсоплазмы поражают многих диких и домашних животных и птиц, а также человека, в организме которых проходят бесполый цикл развития и размножения (промежуточные хозяева).

В клетках печени, легких, лимфоидной ткани и других органах образуются скопления токсоплазм (псевдоцисты). При их разрушении освобожденные паразиты проникают в другие клетки и цикл деления повторяется. Псевдоцисты характерны для острой стадии инфекции. При хроническом течении процесса во внутренних органах (головной мозг, глаза, мышцы и др.) токсоплазмы образуют округлые истинные цисты с плотной оболочкой. Половой путь размножения происходит в клетках слизистой оболочки кишечника кошек (основной хозяин).С испражнениями кошек выделяются ооцисты, округлые, с плотной бесцветной двухслойной оболочкой, диаметром 9-14 мкм. Ооцисты созревают и хорошо сохраняются в почве, при их заглатывании заражаются животные, в том числе грызуны.

Токсоплазмы - возбудители токсоплазмоза. Человек заражается токсоплазмами: 1) через рот (алиментарным, или пищевым путем) при употреблении сырого или полусырого мяса, фарша, а чаще - через загрязненные ооцистами (от кошек) овощи, ягоды, предметы, руки; 2) иногда через кожу рук и слизистые оболочки, например при разделке мясных туш, лабораторных работах с заразным материалом; 3) внутриутробно (трансплацентарный путь).

Балантидий. Балантидий (Balantidium coli) - самый крупный представитель паразитических простейших человека. Вегетативная форма вытянутая, чаще яйцеобразная. Длина 30-150 мкм, ширина 30-100 мкм. С помощью многочисленных ресничек балантидии активно двигаются. Питаются различными пищевыми частицами, включая бактерий, грибы, форменные элементы крови, для заглатывания которых служит цитостом (клеточный рот). Цисты округлой формы с толстой оболочкой. Размер 50-60 мкм.

Балантидии обитают в кишечнике свиней, для которых малопатогенны. С испражнениями свиней цисты паразита выделяются в окружающую среду, где могут сохраняться несколько недель. Попадая с загрязненной водой или пищей в рот цисты в толстом кишечнике человека дают начало вегетативной стадии с последующим их размножением.

Балантидии могут внедряться в слизистую оболочку толстого кишечника и вызывать воспалительно-язвенный процесс. В результате развивается балантидиаз.

ГРИБЫ.

Поиск по сайту: