Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Стадия кисты Entamoeba histolytica
Киста Artemia salina

Циста является отдыхом или бездействующей стадией микроорганизма, как правило, бактерии или протисты или редко с беспозвоночным животным , которое помогает организму выживать в неблагоприятных условиях окружающей среды. Это можно рассматривать как состояние анабиоза, при котором метаболические процессы клетки замедляются, и клетка прекращает все действия, такие как питание и передвижение. Энцистмент, образование кисты, также помогает микробу легко рассеиваться от одного хозяина.в другую или в более благоприятную среду. Когда инцистированный микроб достигает среды, благоприятной для его роста и выживания, стенка кисты разрушается в результате процесса, известного как эксцистация . В крайнем случае, точный стимул для большинства протистов неизвестен. [1]

Неблагоприятные условия окружающей среды, такие как недостаток питательных веществ или кислорода, экстремальные температуры, недостаток влаги и присутствие токсичных химикатов, которые не способствуют росту микроба [2], вызывают образование кисты.

Основные функции цист - защита от неблагоприятных изменений в окружающей среде, таких как дефицит питательных веществ, высыхание, неблагоприятный pH и низкий уровень O 2 , они являются участками ядерной реорганизации и деления клеток, а у паразитических видов они являются инфекционной стадией. между хостами. [3]

Формирование кист у разных видов [ править ]

У бактерий [ править ]

У бактерий (например, Azotobacter sp. ) Инцистирование происходит за счет изменений клеточной стенки ; в цитоплазме контракты и клеточная стенка густеет. Бактериальные кисты отличаются от эндоспор способом их образования, а также степенью устойчивости к неблагоприятным условиям. Эндоспоры намного более устойчивы, чем кисты.

Бактерии не всегда образуют единую кисту. Известны разновидности событий образования кист. Например, Rhodospirillium centenum может изменять количество клеток на кисту, обычно в пределах от 4 до 10 клеток на кисту в зависимости от окружающей среды.

У протистов [ править ]

Жизненный цикл лямблий

Простейшие , особенно простейшие паразиты, часто находятся в очень суровых условиях на разных этапах своего жизненного цикла. Например, Entamoeba histolytica , распространенный кишечный паразит, вызывающий дизентерию , должен выдержать высококислотную среду желудка, прежде чем он достигнет кишечника, а также различные непредсказуемые условия, такие как высыхание и недостаток питательных веществ, пока он находится вне хозяина. [4] Инцистированная форма хорошо подходит для выживания в таких экстремальных условиях, хотя цисты простейших менее устойчивы к неблагоприятным условиям по сравнению с бактериальными цистами. [2]Помимо выживаемости, химический состав стенок цист некоторых простейших может играть роль в их распространении. В сиалил групп , присутствующие в стенке кисты Entamoeba гистолитики Конфер суммарного отрицательного заряда к кисте , которая предотвращает его прикрепление к стенке кишечника [5] , таким образом , вызывая его выведение в кале. Другие простейшие кишечные паразиты, такие как Giardia lamblia и Cryptosporidium, также производят цисты в рамках своего жизненного цикла (см. Ооцисты ). Из-за твердой внешней оболочки кисты Cryptosporidium и Giardia устойчивы к обычным дезинфицирующим средствам, используемым в водоочистных сооружениях, таким как хлор.[6] У некоторых простейших одноклеточный организм размножается во время или после инцистации и выделяет несколько трофозоитов при эксцистации. [4]

Жизненный цикл криптоспоридиума
Криптоспоридиум под микроскопом.

У нематод [ править ]

Некоторые паразитические нематоды , обитающие в почвенных растениях , такие как нематода-циста сои или нематода- цист картофеля, образуют цисты как нормальную часть своего жизненного цикла.

У Heterodera rostochiensis (золотая нематода) выживаемость цист оценивалась в исследовании, проведенном отделением патологии растений Сельскохозяйственного колледжа штата Нью-Йорк. Это исследование показало, что жизнеспособность инцистированных личинок быстро снижалась при относительной скромности 88% и менее 2%. Свободные личинки не пережили длительного воздействия относительного смирения более 80 ° F, 20% и 3% при температуре 75 ° F или 40 ° F. Выживание инцистированных личинок в сухих, влажных и затопленных почвах быстро регрессировало с увеличением влажности почвы. Хотя некоторые цисты оставались жизнеспособными после затопления в течение восьми месяцев, количество выживших было наибольшим в воздушно-сухой почве. [7]

У ракообразных [ править ]

Различные типы жабероногих моллюсков могут вызывать диапаузовые кисты. [8] Это приспособление к жизни в эфемерных водоемах в пресной или морской среде обитания. Он также способствует распространению через ветер или в пищеварительном тракте птиц. [9] Кисты дафний даже возродились после того, как они были похоронены на 600 лет. [10] Примеры среди жаберопод включают: Artemia [11] [12] [13] и Streptocephalus в Anostraca ; Triops в Нотостраке ; Кизика в Diplostraca ; и Алона , Латонопсис, Macrothrix , Moina и Сида в ветвистоусых . [9]

Среди других ракообразных, некоторые остракод - такие , как Cypridopsis , Cyprinotus , Physocypria и Potamocypris - развивать диапаузы кист. [9] Среди веслоногих рачков и циклопы тоже. [14]

Другие животные [ править ]

Коловратки также вызывают кисты диапаузы. [14] [15]

Состав стенки кисты [ править ]

Состав стенки кисты различен у разных организмов. Киста стенка бактерий образуются утолщением нормальной клеточной стенки с добавлением пептидогликаны слоями , тогда как стенки протозойных цист сделаны из хитина , [5] типа glycopolymer. Стенки кисты нематод состоят из хитина, усиленного коллагеном. Стенка кисты состоит из четырех слоев: эктоцисты, мезоцисты, эндоцисты и гранулярного слоя. Эктоциста тонкий плотный слой. Мезоциста - самый толстый слой, состоящий из плотного материала. Эндоциста - тонкий слой, но не такой плотный, как эктоциста. Зернистый слой разной толщины состоит из зернистого материала. Сахара в стенке кисты - это N-ацетилглюкозамин (90%) и глюкоза (10%). [16]

См. Также [ править ]

  • Споры (в бактериях, грибах и водорослях)
    • Эндоспора (у фирмикутных бактерий)
    • Покоящаяся спора (у грибов)

Трофозоит [ править ]

  • Криптобиоз

Патология [ править ]

Хотя компонент кисты сам по себе не является патогенным, образование кисты является тем, что дает лямблиям главный инструмент выживания и способность распространяться от хозяина к хозяину. Проглатывание зараженной воды, продуктов питания или фекалий вызывает наиболее часто диагностируемое кишечное заболевание - лямблиоз .

В то время как ранее считалось, что инцистирование служит цели только для самого организма, было обнаружено, что цисты простейших обладают скрывающим действием. Обычные патогенные бактерии также могут быть найдены в цистах свободноживущих простейших. Время выживания бактерий в этих кистах составляет от нескольких дней до нескольких месяцев в суровых условиях. [17] Не все бактерии гарантированно выживают при образовании цист простейших; многие виды бактерий перевариваются простейшими, когда они подвергаются кистозному росту. [18]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Уилли, Джоанна; Sandman, Кэтлин М .; Вуд, Дороти Х. (2019). Энцистмент и эксцистмент. Одиннадцатое издание «Микробиологии Прескотта» . Нью-Йорк: McGraw-Hill Education. п. 560.
  2. ^ а б Юджин В. Нестер, Дениз Г. Андерсон, К. Эванс Робертс-младший, Нэнси Н. Пирсолл, Марта Т. Нестер; Микробиология: взгляд человека , 2004 г., четвертое издание, ISBN 0-07-291924-8 
  3. ^ Доббинс, Джоанн Дж (2010-05-20). «Микробиология Прескотта, восьмое издание» . Журнал микробиологии и биологического образования . 11 (1). DOI : 10,1128 / jmbe.v11.i1.154 . ISSN 1935-7885 . 
  4. ^ a b Сэмюэл Барон, доктор медицины, Ронда С. Пик, Дебора А. Джеймс, Марделл Сусман, Кэрол Энн Кеннеди, Мэри Джо Дурсон Синглтон, Стив Шуэнке; Медицинская микробиология ; Четвертое издание, ISBN 0-9631172-1-1 (твердый переплет) 1996 
  5. ^ а б Анурадха Гуха-Нийоги, Дебора Р. Салливан и Сальваторе Дж. Турко; Гликоконъюгированные структуры паразитических простейших ; Гликобиология , 2001, т. 11, №4 45Р-59Р
  6. ^ "Отдел гигиены окружающей среды" . www.idph.state.il.us . Проверено 12 ноября 2019 .
  7. ^ Льюис, Ф. Дж. Фон М. «Выживание инцистированных и свободных личинок золотой нематоды в зависимости от температуры и относительной влажности». Труды Геминтологического общества Вашингтона . 27 : 80–85.
  8. ^ Dumont, HJ; Негреа, Стефан В. (2002). Branchiopoda . Руководства по идентификации микробеспозвоночных континентальных вод мира. 19 . ISBN 9789057821127. OCLC  807623114 .
  9. ^ a b c Проктор, Вернон В. (июль 1964 г.). «Жизнеспособность яиц ракообразных, извлеченных из уток». Экология . 45 (3): 656–658. DOI : 10.2307 / 1936124 . JSTOR 1936124 . 
  10. ^ Фриш, Дагмар; Мортон, Филип; Чоудхури, Приянка Рой; Калвер, Билли; Колборн, Джон; Вейдер, Лоуренс; Jeyasingh, Пунидан (2014). «Хроника в масштабе тысячелетия эволюционных реакций на культурную эвтрофикацию дафний». Письма об экологии . 17 (3): 360–368. DOI : 10.1111 / ele.12237 . PMID 24400978 . 
  11. ^ Филипс, Джеймс. «БЕСПОЗВОНОЧНЫЕ» . Проверено 25 мая 2020 . Изучите несколько кист диапаузы сухой рассольной креветки (Artemia franciscana).
  12. ^ Лю, Ю-Лэй; Чжао, Ян; Дай, Чжун-Минь; Чен, Хан-Мин; Ян, Вэй-Цзюнь (19.06.2009). «Формирование оболочки кисты диапаузы у соленых креветок, Artemia Parthenogenetica, и ее роль устойчивости в стрессах окружающей среды» . Журнал биологической химии . 284 (25): 16931–16938. DOI : 10.1074 / jbc.M109.004051 . PMC 2719330 . PMID 19395704 .  
  13. ^ Беловский, Гэри Э .; Першон, глина; Ларсон, Чад; Меллисон, Чад; Слэйд, Дженнифер; Махон, Хайди; Аппиа-Мадсон, Ханна; Люфт, Джон; Мосли, Райан; Нил, Джон; Стоун, Кайл; Кийовски, Эшли; Ван Леувен, Джеймс (2009). «Выживание диапаузирующих цист ракообразных в течение зимы: рассольная креветка (Artemia franciscana) в Грейт-Солт-Лейк, штат Юта». Лимнология и океанография . 64 (6): 2538–2549. DOI : 10.1002 / lno.11203 .
  14. ^ а б Алексеев В.Р .; Де Стазио, Барт Т .; Гилберт, Джон Дж. (2007). Диапауза у водных беспозвоночных: теория и использование для человека . ISBN 9781402056796. OCLC  76936157 .
  15. ^ Розема, Эвелин; Кержневская, Сильвия; Алмог-Габай, Ошри; Уилсон, Эрика Дж .; Чой, Ён Хэ; Верпоорте, Роберт; Хамо, Рейни; Чалифа-Каспи, Веред; Assaraf, Yehuda G .; Любценс, Эстер (2009). «Метаболомика открывает новое понимание покоя инцистированных эмбрионов водных беспозвоночных» . Научные отчеты . 9 (1): 8878. DOI : 10.1038 / s41598-019-45061-х . PMC 6586685 . PMID 31222034 .  
  16. ^ Кальво, Purificación; Фернандес-Алиседа, М. Кармен; Гарридо, Хосе; Торрес, Антонио (январь 2003 г.). «Ультраструктура, энцистмент и состав стенок кисты покоящейся кисты перитриха инфузории Opisthonecta henneguyi». Журнал эукариотической микробиологии . 50 (1): 49–56. DOI : 10.1111 / j.1550-7408.2003.tb00105.x . ISSN 1066-5234 . PMID 12674479 . S2CID 9866267 .   
  17. ^ Ламбрехт, Эллен; Баре, Жюли; Чават, Наташа; Берт, Вим; Саббе, Коэн; Хоуф, Курт (август 2015). «Кисты простейших действуют как ниша для выживания и защитное убежище для пищевых патогенных бактерий» . Прикладная и экологическая микробиология . 81 (16): 5604–5612. DOI : 10,1128 / AEM.01031-15 . ISSN 0099-2240 . PMC 4510183 . PMID 26070667 .   
  18. ^ Баркер, Дж .; Браун, MRW (1994). «Троянские кони микробного мира: простейшие и выживание бактериальных патогенов в окружающей среде» . Микробиология . 140 (6): 1253–1259. DOI : 10.1099 / 00221287-140-6-1253 . ISSN 1350-0872 . PMID 8081490 .