Лекция # 4Генетические 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

Аэробный гликолиз млекопитающих

Kinetoplastida

Энергетический метаболизм паразитических простейших

Trypanosoma cruzi

KinetoplastidaЯдро

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

Schistosoma mansoni

У протистов содержание жиров 10-20 % сухого весаУ 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 кислот3. Многие паразиты образуют внешние мембраны, предназначенные для защиты от иммунной системы хозяина4.Паразиты не синтезируют цепочки жирных кислот de-novo

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)

Trypanosoma bursei

Сонная болезнь

Молекула VSG на

мембране трипаносомы

Участок поверхности клетки трипаносомы с молекулами VSG

Переключение синтеза VSG генов

Антигенная вариация у Trypanosoma

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)

Жизненный цикл Plasmodium malariaМерозоиты Plasmodium malaria

в эритроцитах Флуоресцентная фотография

Иммунный ответ при малярии

Иммунный ответ при малярии

Иммунный ответ при болезни Шагаса

Tripanosoma cruzi в кардиоцитах собаки

Мультипликация Trypanosoma cruzi в тканях человекаЖизненный цикл Trypanosoma cruzi

Иммунный ответ при болезни Шагаса

Schistosoma haematobium и

ее церкарий

Иммунный ответ при инвазиях паразитическими червями

Иммунный ответ при инвазиях паразитическими червями

Яйца Schistosoma haematobium

Яйца Schistosoma haematobium

в клетках печени

Onchocerca volvulus

Иммунный ответ при инвазиях паразитическими червями

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