церкарии что это такое простыми словами фото
«Зуд купальщиков» или «утиные блохи»: как лечить и предотвратить церкариоз
Зудящая сыпь, покраснение, отек, иногда повышение температуры — все эти неприятные симптомы могут появиться после попыток спастись от жары в прудах и озерах, где живут утки. Этим летом российские медики наблюдают настоящий всплеск церкариоза, особенно среди детей, которые чаще купаются в мелководье. Разбираемся, как предотвратить это заболевание и что делать, если «утиные блохи» вас настигли.
Что такое церкариоз и откуда он берется?
Это острое паразитарное заболевание, возникающее при поражении кожи церкариями — плавающими личинками плоских червей, которые «живут» на водоплавающих птицах, чаще всего на утках. Поскольку кожа человека имеет химические соединения (холестерол, церамиды) сходные с теми, что находятся в лапках уток, церкарии могут закрепляться на поверхности наших мягких тканей и внедряться внутрь. Иными словами, эти паразиты «путают» нас с утками. К счастью, в нашем организме церкарии не могут жить и очень скоро погибают.
Где можно заразиться «зудом купальщика»?
К зонам повышенного риска в первую очередь относятся загрязненные или обильно заросшие водной растительностью участки стоячих водоемов или с медленным течением. Именно в таких местах обитают утки и пресноводные моллюски (например, улитки), которые являются промежуточными «хозяевами» паразитов. То есть заразиться можно практически в любом пруду или озере, где толпами купаются ошалевшие от жары горожане.
Примечательно, что в одном водоеме могут быть зоны высокого и низкого риска заражения и даже безопасные места — купаться можно там, где нет водной растительности, а дно песчаное и чистое. Но стоит отойти буквально на 50-100 метров, где густая растительность — заражение будет неизбежным, особенно на мелководье. Именно поэтому часто церкариозом заражаются дети, которые купаются рядом с берегом.
Как проявляется церкариоз?
Сыпь по типу крапивницы и сильный зуд появляются уже в первые 30-40 минут после заражения. Это результат воздействия ядовитого секрета желез паразитов на нервные окончания. В пораженные участки могут также проникать различные бактерии, поэтому есть риск присоединения вторичной инфекции.
Через несколько часов образуются красные пятна с красными точками в центре, которые потом могут превратиться в болезненные волдыри. Границы пораженных участков будут точно соответствовать уровню погружения в воду: например, если человек просто ходил по воде, сыпь будет на ногах, если купался, поражены будут и другие участки тела. Как правило, наибольшее число церкарий внедряются в кожу голеней и бедер. Ладони и подошвы ног не поражаются.
Температура повышается вплоть до 38-40°. Через два-четыре дня, если заражение было массированным, может появиться головокружение, сухой кашель и бессонница.
Как правило, зуд проходит через 7-10 дней, однако пигментация остается еще на 2-3 недели.
Как лечить?
Важно помнить, что «зуд купальщика» — это в первую очередь экологическая проблема, а потом уже медицинская, хоть и очень неприятная. Как уже было сказано, паразиты не приживаются в человеческом организме и очень быстро погибают.
Для облегчения симптомов церкариоза рекомендуется:
И старайтесь на расчесывать пораженные места, даже если очень хочется — это может усугубить зуд.
Если на воспаленных участках появились нагноения или симптомы ухудшаются — это повод для немедленного обращения к врачу-дерматологу, поскольку эти признаки могут указывать на присоединение вторичной инфекции.
Как предотвратить это заболевание?
Тщательно выбирайте места для купания. Избегайте стоячих заросших водоемов, и уж точно не заходите в воду, где живут утки.
Не купайтесь на мелководье. Если вы хороший пловец, постарайтесь отплыть как можно дальше.
После купания тщательно промойте открытые участки кожи чистой водой. И почаще стирайте купальники и плавки.
Используйте водостойкие солнцезащитные средства. Это может защитить вашу кожу от воздействия паразитов.
Не кормите уток. Именно большое скопление водоплавающих рядом с берегом значительно повышает риск заражения.
Пресс-центр
«Зуд купальщиков» или «утиные блохи»: как лечить и предотвратить церкариоз
Зудящая сыпь, покраснение, отек, иногда повышение температуры — все эти неприятные симптомы могут появиться после попыток спастись от жары в прудах и озерах, где живут утки. Этим летом российские медики наблюдают настоящий всплеск церкариоза, особенно среди детей, которые чаще купаются в мелководье. Разбираемся, как предотвратить это заболевание и что делать, если «утиные блохи» вас настигли.
ЧТО ТАКОЕ ЦЕРКАРИОЗ И ОТКУДА ОН БЕРЕТСЯ?
Это острое паразитарное заболевание, возникающее при поражении кожи церкариями — плавающими личинками плоских червей, которые «живут» на водоплавающих птицах, чаще всего на утках. Поскольку кожа человека имеет химические соединения (холестерол, церамиды) сходные с теми, что находятся в лапках уток, церкарии могут закрепляться на поверхности наших мягких тканей и внедряться внутрь. Иными словами, эти паразиты «путают» нас с утками. К счастью, в нашем организме церкарии не могут жить и очень скоро погибают.
ГДЕ МОЖНО ЗАРАЗИТЬСЯ «ЗУДОМ КУПАЛЬЩИКА»?
К зонам повышенного риска в первую очередь относятся загрязненные или обильно заросшие водной растительностью участки стоячих водоемов или с медленным течением. Именно в таких местах обитают утки и пресноводные моллюски (например, улитки), которые являются промежуточными «хозяевами» паразитов. То есть заразиться можно практически в любом пруду или озере, где толпами купаются ошалевшие от жары горожане.
Примечательно, что в одном водоеме могут быть зоны высокого и низкого риска заражения и даже безопасные места — купаться можно там, где нет водной растительности, а дно песчаное и чистое. Но стоит отойти буквально на 50-100 метров, где густая растительность — заражение будет неизбежным, особенно на мелководье. Именно поэтому часто церкариозом заражаются дети, которые купаются рядом с берегом.
КАК ПРОЯВЛЯЕТСЯ ЦЕРКАРИОЗ?
Сыпь по типу крапивницы и сильный зуд появляются уже в первые 30-40 минут после заражения. Это результат воздействия ядовитого секрета желез паразитов на нервные окончания. В пораженные участки могут также проникать различные бактерии, поэтому есть риск присоединения вторичной инфекции.
Через несколько часов образуются красные пятна с красными точками в центре, которые потом могут превратиться в болезненные волдыри. Границы пораженных участков будут точно соответствовать уровню погружения в воду: например, если человек просто ходил по воде, сыпь будет на ногах, если купался, поражены будут и другие участки тела. Как правило, наибольшее число церкарий внедряются в кожу голеней и бедер. Ладони и подошвы ног не поражаются.
Температура повышается вплоть до 38-40°. Через два-четыре дня, если заражение было массированным, может появиться головокружение, сухой кашель и бессонница.
Как правило, зуд проходит через 7-10 дней, однако пигментация остается еще на 2-3 недели.
КАК ЛЕЧИТЬ?
Важно помнить, что «зуд купальщика» — это в первую очередь экологическая проблема, а потом уже медицинская, хоть и очень неприятная. Как уже было сказано, паразиты не приживаются в человеческом организме и очень быстро погибают.
Для облегчения симптомов церкариоза рекомендуется:
И старайтесь на расчесывать пораженные места, даже если очень хочется — это может усугубить зуд.
Если на воспаленных участках появились нагноения или симптомы ухудшаются — это повод для немедленного обращения к врачу-дерматологу, поскольку эти признаки могут указывать на присоединение вторичной инфекции.
КАК ПРЕДОТВРАТИТЬ ЭТО ЗАБОЛЕВАНИЕ?
Тщательно выбирайте места для купания. Избегайте стоячих заросших водоемов, и уж точно не заходите в воду, где живут утки.
Не купайтесь на мелководье. Если вы хороший пловец, постарайтесь отплыть как можно дальше.
После купания тщательно промойте открытые участки кожи чистой водой. И почаще стирайте купальники и плавки.
Используйте водостойкие солнцезащитные средства. Это может защитить вашу кожу от воздействия паразитов.
Не кормите уток. Именно большое скопление водоплавающих рядом с берегом значительно повышает риск заражения.
ВГКБ № 2
БУЗ ВО «Воронежская городская клиническая больница №2 им. К.В. Федяевского»
Церкарии: размеры и строение, пути заражения, укусы и последствия, лечение
От инвазии гельминтами никто не застрахован. Даже соблюдение всех гигиенических норм не гарантирует полной защиты от заражения, а лишь снижает риск ее возникновения.
Церкарии – это личинки, которые проникают под кожные покровы, провоцируя заболевание церкариоз. Для оказания своевременного лечения необходимо знать особенности этих гельминтов.
Что такое церкария
Церкарии – личинки шистосом (разновидность трематод), которые паразитируют в организме водоплавающих птиц, некоторых полуводных млекопитающих. Когда яйцо паразита попадает в организм промежуточных хозяев, оно развиваются до церкарии. Попадая под кожу человека, провоцируют зуд купальщика.
Внешний вид и строение личинки
Личинка достигает размеров 0,3-1 мм в длину. Внешне строение тела и его форма похожи на взрослую двуустку, однако у церкарий присутствует мускулистый плавательный хвост со слаборазвитыми половыми органами.
У паразита есть брюшная и ротовая присоски, развитая кишечная, нервная системы, протонефридии. У некоторых особей уже имеются глазки, головные железы.
Развитие церкарии
Церкарии обитают как в пресноводных, так и соленых водоемах. Яйца гельминта попадают в воду вместе с калом своих носителей. Перед проникновением в организм конечного хозяина, личинкам нужно развиться в организме промежуточного носителя (улитки). Заражение человека происходит в основном на береговой линии, мелководье (обычная среда обитания улиток).
Проникая в кожу человека, церкарии провоцируют дерматологические заболевания, которые сопровождаются сильным зудом. Важно учитывать, что личинка не может вырасти до половозрелой особи в организме человека.
Жизненный цикл паразита
У таких шистосом природным конечным носителем являются водоплавающие птицы, например, утки, а улитки играют роль промежуточного хозяина. Обычно церкарии встречаются в странах с умеренными климатическими условиями.
Схема развития паразита довольно проста:
У некоторых разновидностей шистосом человек является естественным конечным хозяином, поэтому они развиваются в его кишечнике, мочеполовой и кровеносной системе. В таких случаях аллергическая сыпь имеет выраженный и длительный характер, поскольку червь не погибает под кожей своего носителя.
Паразит не передается от человека к человеку. Особых методов терапии не требуется, возможно лишь симптоматическое лечение – признаки заражения исчезают самостоятельно через несколько дней.
Симптомы у зараженного человека
Личинка способна проникать в кожу только на открытых участках тела, которые не были закрыты купальным костюмом.
Паразит провоцирует такую симптоматику:
Дискомфорт на коже проявляется в первые полчаса или через пару дней после заражения. Зуд сразу становится интенсивным, однако стихает в течение нескольких недель. Прыщики с волдырями образуются в течение 12 часов после купания в загрязненной воде.
Расчесывания пораженных участков усиливают выраженность симптомов, способствуют развитию вторичных инфекций, воспалений.
Также нужно учитывать – заболевание быстрее развивается, когда зараженный человек повторно контактирует с зараженной водой – симптоматика усиливается, поскольку на кожу снова попадает возбудитель.
Церкарий печеночного сосальщика
Церкарии – это личинка печеночного сосальщика, которая вышла из тела промежуточного носителя и находится в поисках нового, конечного либо дополнительного хозяина – все зависит от разновидности паразита.
В качестве промежуточных, дополнительных носителей выступают рыбы, насекомые, моллюски.
Могут крепиться к растительности, которую поедают основные носители (люди, животные).
Методы лечения
Обычно для лечения церкариоза не требуются средства медицинской помощи. Симптоматика проходит самостоятельно через несколько дней или недель – индивидуально у каждого человека.
Антигельминтная терапия может потребоваться, если заражение произошло церкариями, конечным носителем которых является человек – такие особи будут развиваться в организме человека.
Для ослабления симптоматики подходят:
В этот период важно избегать расчесываний пораженной кожи – на дерме появятся ранки, которые являются идеальной средой для развития патогенных микроорганизмов.
Обычно церкарии не являются опасными для человека, однако заражение сопровождается негативной симптоматикой, которая сказывается на качестве жизни. Во избежание инвазии лучше придерживаться профилактических правил, избегать купаний в загрязненных водоемах.
Самолечение может усугубить симптоматику – лучше обратиться к врачу. Только после постановки точного диагноза появляется возможность подбирать адекватные методы терапии.
Церкарии: размеры и строение, пути заражения, укусы и последствия, лечение
От инвазии гельминтами никто не застрахован. Даже соблюдение всех гигиенических норм не гарантирует полной защиты от заражения, а лишь снижает риск ее возникновения.
Церкарии – это личинки, которые проникают под кожные покровы, провоцируя заболевание церкариоз. Для оказания своевременного лечения необходимо знать особенности этих гельминтов.
Что такое церкария
Церкарии – личинки шистосом (разновидность трематод), которые паразитируют в организме водоплавающих птиц, некоторых полуводных млекопитающих. Когда яйцо паразита попадает в организм промежуточных хозяев, оно развиваются до церкарии. Попадая под кожу человека, провоцируют зуд купальщика.
Внешний вид и строение личинки
Личинка достигает размеров 0,3-1 мм в длину. Внешне строение тела и его форма похожи на взрослую двуустку, однако у церкарий присутствует мускулистый плавательный хвост со слаборазвитыми половыми органами.
У паразита есть брюшная и ротовая присоски, развитая кишечная, нервная системы, протонефридии. У некоторых особей уже имеются глазки, головные железы.
Развитие церкарии
Церкарии обитают как в пресноводных, так и соленых водоемах. Яйца гельминта попадают в воду вместе с калом своих носителей. Перед проникновением в организм конечного хозяина, личинкам нужно развиться в организме промежуточного носителя (улитки). Заражение человека происходит в основном на береговой линии, мелководье (обычная среда обитания улиток).
Проникая в кожу человека, церкарии провоцируют дерматологические заболевания, которые сопровождаются сильным зудом. Важно учитывать, что личинка не может вырасти до половозрелой особи в организме человека.
Жизненный цикл паразита
У таких шистосом природным конечным носителем являются водоплавающие птицы, например, утки, а улитки играют роль промежуточного хозяина. Обычно церкарии встречаются в странах с умеренными климатическими условиями.
Схема развития паразита довольно проста:
У некоторых разновидностей шистосом человек является естественным конечным хозяином, поэтому они развиваются в его кишечнике, мочеполовой и кровеносной системе. В таких случаях аллергическая сыпь имеет выраженный и длительный характер, поскольку червь не погибает под кожей своего носителя.
Паразит не передается от человека к человеку. Особых методов терапии не требуется, возможно лишь симптоматическое лечение – признаки заражения исчезают самостоятельно через несколько дней.
Симптомы у зараженного человека
Личинка способна проникать в кожу только на открытых участках тела, которые не были закрыты купальным костюмом.
Паразит провоцирует такую симптоматику:
Дискомфорт на коже проявляется в первые полчаса или через пару дней после заражения. Зуд сразу становится интенсивным, однако стихает в течение нескольких недель. Прыщики с волдырями образуются в течение 12 часов после купания в загрязненной воде.
Расчесывания пораженных участков усиливают выраженность симптомов, способствуют развитию вторичных инфекций, воспалений.
Также нужно учитывать – заболевание быстрее развивается, когда зараженный человек повторно контактирует с зараженной водой – симптоматика усиливается, поскольку на кожу снова попадает возбудитель.
Церкарий печеночного сосальщика
Церкарии – это личинка печеночного сосальщика, которая вышла из тела промежуточного носителя и находится в поисках нового, конечного либо дополнительного хозяина – все зависит от разновидности паразита.
В качестве промежуточных, дополнительных носителей выступают рыбы, насекомые, моллюски.
Могут крепиться к растительности, которую поедают основные носители (люди, животные).
Методы лечения
Обычно для лечения церкариоза не требуются средства медицинской помощи. Симптоматика проходит самостоятельно через несколько дней или недель – индивидуально у каждого человека.
Антигельминтная терапия может потребоваться, если заражение произошло церкариями, конечным носителем которых является человек – такие особи будут развиваться в организме человека.
Для ослабления симптоматики подходят:
В этот период важно избегать расчесываний пораженной кожи – на дерме появятся ранки, которые являются идеальной средой для развития патогенных микроорганизмов.
Обычно церкарии не являются опасными для человека, однако заражение сопровождается негативной симптоматикой, которая сказывается на качестве жизни. Во избежание инвазии лучше придерживаться профилактических правил, избегать купаний в загрязненных водоемах.
Самолечение может усугубить симптоматику – лучше обратиться к врачу. Только после постановки точного диагноза появляется возможность подбирать адекватные методы терапии.
Победить паразитов можно!
Сейчас действует льготная программа на бесплатную упаковку. Читать мнение экспертов.
Цикл развития печеночного сосальщика, промежуточный хозяин
Fasciola Hepatica (печеночная двуустка): строение паразита, жизненный цикл развития и лечение
Кто промежуточный и основной хозяин бычьего цепня
Промежуточный хозяин аскариды и ее жизненный цикл развития в организме
Phthirus pubis: медицинское значение, строение и размер, диагностика и лечение
Печеночные глисты у людей и животных: разновидности, признаки заражения и методы лечения
Список литературы
Лучшие истории наших читателей
Тема: Во всех бедах виноваты паразиты!
От кого: Людмила С. ([email protected])
Кому: Администрации Noparasites.ru
Не так давно мое состояние здоровья ухудшилось. Начала чувствовать постоянную усталость, появились головные боли, лень и какая-то бесконечная апатия. С ЖКТ тоже появились проблемы: вздутие, понос, боли и неприятный запах изо рта.
Думала, что это из-за тяжелой работы и надеялась, что само все пройдет. Но с каждым днем мне становилось все хуже. Врачи тоже ничего толком сказать не могли. Вроде как все в норме, но я-то чувствую, что мой организм не здоров.
Решила обратиться в частную клинику. Тут мне посоветовали на ряду с общими анализами, сдать анализ на паразитов. Так вот в одном из анализов у меня обнаружили паразитов. По словам врачей – это были глисты, которые есть у 90% людей и заражен практически каждый, в большей или меньшей степени.
Мне назначили курс противопаразитных лекарств. Но результатов мне это не дало. Через неделю мне подруга прислала ссылку на одну статью, где какой-то врач паразитолог делился реальными советами по борьбе с паразитами. Эта статья буквально спасла мою жизнь. Я выполнила все советы, что там были и через пару дней мне стало гораздо лучше!
Улучшилось пищеварение, прошли головные боли и появилась та жизненная энергия, которой мне так не хватало. Для надежности, я еще раз сдала анализы и никаких паразитов не обнаружили!
Церкария под микроскопом (паразиты, вызывающие зуд купальщика)
Мой паблик с роликами о микроскопической жизни: https://vk.com/microbia
Лига биологов
4.5K пост 11.8K подписчика
Правила сообщества
‣ Будьте вежливы и сдержаны.
‣ Не разводите политоту, не тащите спам.
‣ Удаляются посты содержащие антинаучные и другие сомнительные идеи. Их авторы караются на месте.
‣ Так как в сообществе отключена премодерация, могут проходить посты по тем или иным причинам не подходящие под формат сообщества. Такие посты переносятся в общую ленту, имейте в виду.
‣ При желании ТС, можно перенести в сообщество недавно созданные посты подходящей тематики.
‣ Если в пост закралась ошибка, не удивляйтесь, если администратор попросит её исправить.
‣ Вбросы антинаучных идей и попросту различная глупость в комментариях расцениваются как развлечение для публики. Такие сообщения отдаются на растерзание толпе, как и их авторы, будь то тролли, адепты всех мастей или просто недальновидные личности.
‣ Политика сообщества не предусматривает раздачу банов направо и налево, однако, если вы нарушаете покой пользователей – не обижайтесь.
До этого я просто не купался, а теперь точно не купаюсь. О_О
А че она дергается как в приступе эпилепсии?
Есть виды опасные и для человека. С вики. Шистосоматиды рода Schistosoma, паразитирующие в людях, в результате активного движения и лизиса тканей проникают в сосудистое русло и мигрируют в венозные сплетения ЖКТ или мочевого пузыря, где самки начинают откладывать яйца.
А кто питается этими тварями, кому выразить благодарность?)
Любителям покормить уточек в задницу этих тварей напихивать нужно(церкарий,не уток).Чем больше уточек «пасётся» у берега,тем больше церкарий с ними тусит.А так,если далеко не плавать и не дольше 5 мин.то они вроде не успевают вбуриться,но это не точно.Тоже раз подцепил такую фигню,люблю далеко плавать блин.
— Да брось ты! Для кого то, ты целый мир и нужен им. Например для глистов.
Так вот чесалось что пинцет!
Вот оказывается что это было.
Утки кстати там живут в не малых количествах.
так вот ты какой «конский волос» (хз почему конский волос, в детстве когда начинала цвести вода мы переставали купаться боясь конского волоса, оказывается это вот он какой)
Так сколько она живёт в человеке?
Вертолетит ее знатно
А что они делают с уточками?
На 11-й секунде я вспомнил про гарлем шейк
Можешь сам попробовать, просто пей воду из пруда
Предки митохондрий были паразитами?
Конечно кто-то может возразить, что это всего лишь гипотеза, однако эта гипотеза уже давно переросла в эндосимбиотическую теорию и является общепринятой в кругах учёных. Так уже давно считается, что митохондрии произошли когда-то от альфа-протеобактерий, вероятно, два миллиарда лет назад. Но, остается неясным, что составляло начальный эндосимбиоз между альфа-протеобактерией и ее хозяином. В частности, какую роль сыграл митохондриальный предок, инициировавший эндосимбиоз? В связи с этим вопросом возникают и другие. Например:
Для объяснения всех обстоятельств и ответов на все вопросы, связанные с основными эндосимбиотическими событиями, выдвигались разные гипотезы зачастую противоречащие друг другу. Так, например, «Водородная гипотеза» предполагала метаболическую синтрофию между водорода-продуцирующими альфа-протеобактериями и водорода-зависимыми археонами, как движущую силу эндосимбиоза.
В связи с этим в последнее время стала набирать ещё одна гипотеза возникновения митохондрий, которая рассказывает нам о паразитических предках митохондриях. Эта гипотеза на данный момент кажется является более достоверной, так как подкрепляется большим количеством данных. Так в 2020 году вышло огромное филогенетическое исследование показывающее близкое родство митохондрий с паразитическими бактериями. [1]
Но не менее интересное исследование, с которого всё и началось, произошло в 2014 году [2].
Хотя мне следует чуть-чуть поправить себя, так как предположения о митохондриях-паразитах высказывались не однократно и ранее, но именно это исследование можно назвать самым крутым и начальной «точкой отсчёта» к последующим событиям в научной среде. Поэтому сегодня именно его я и буду рассматривать.
А всё началось как раз с реконструкции митохондриального предка, который имеет большое влияние на наше понимание происхождения митохондрий. Так все выше описанные мной гипотезы объяснялись исследованиями, которые в основном были сосредоточены на реконструкции последнего общего предка всех современных митохондрий, так называемых прото-митохондрий, но не основывались на более информативных премитохондриях, которые по сути были ещё древнее прото-митохондрии, так как они включали последнего общего предка как митохондрий, так и их сестринской клады альфа-протеобактерий.
Самые известные из них это вольбахии и риккетсиалы (отряд в который входят риккетсии). Последние нас интересуют больше всего, так как именно они успели поучаствовать в реконструкции предка митохондрий, а точнее их метаболизма в 2014-м году.
Так, чтобы получить представление об обстоятельствах, которые окружали начальное событие эндосимбиоза, учёные старательно реконструировали метаболизм прото-митохондрий и премитохондрий. Для этого они сначала восстанавливали прото-митохондриальные гены, которые в процессе эволюции были потеряны для ядра. Учёные назвали эти гены ядерными генами митохондрий. Восстановление этих генов являлось предпосылкой для реконструкции митохондриальных предков. Предыдущие попытки найти прото-митохондриальные гены были безуспешны так как основывались на довольно ограниченной доступности бактериальных и эукариотических геномов на момент их изучения [3;4].
Используя значительно увеличившееся представление геномов эукариот и альфа-протеобактерий, исследователи провели филогеномный анализ для систематической идентификации ядерных генов, происходящих из митохондрий. Гены эукариот с наибольшим попаданием в BLAST митохондрий / альфа-протеобактерий сначала были объединены в группы генов. Филогенетическое дерево было реконструировано для каждого семейства, и ядерные гены, которые сгруппировались с альфа-протеобактериями на деревьях, были идентифицированы как происходящие из митохондрий.
Начав с 427186 генов из 30 эукариотических геномов, представляющих широкий диапазон филогенетического разнообразия, они идентифицировали 4459 генов, принадлежащих к 394 семействам, как ядерные гены митохондрий. Чтобы исключить недавний перенос генов, специфичных для клонов, между альфа-протеобактериями и эукариотами, генные семейства должны были присутствовать по крайней мере в двух альфа-протеобактериальных и двух эукариотических линиях. Собственно, так и произошло. Таким образом учёные смогли идентифицировать, что ядерные гены из 394 семейств присутствуют в прото-митохондриях.
Всё это есть и в современных митохондриях. Однако учёные обнаружили и то, чего в прото-митохондриях не было. Так в них отсутствовали функциональные категории, такие как репликация ДНК и транскрипция, также в значительной степени отсутствовали в реконструированном метаболизме и гетеротрофные углеводные обмены, такие как гликолиз и пентозофосфатный путь. Таким образом реконструкция прото-митохондрии показала упрощённого предка митохондрии более похожего на современную митохондрию, что опровергло предыдущие гипотезы о ближайших предках митохондрий, которые имели огромное множество разнообразных функций.
При дальнейшем изучении уже самих митохондрий учёные по-новому взглянули на метаболизм эукариот, происходящий главным образом благодаря этим органеллам. Особый интерес представлял ряд генов, участвующих в метаболизме липидов эукариот. Были идентифицированы несколько генов, участвующих в биосинтезе нуклеотидов de novo, как происходящих из митохондрий. Обнаружены были и ферменты, участвующие в биосинтезе стероидов предполагающие, что митохондриальный предок внес свой вклад в биосинтез оных. Вишенкой на торте можно назвать идентификацию церамидгликозилтрансферазы (COG1215).
А интересно то, что этот фермент расположенный на «ассоциированной с митохондриями мембране», специфическом субдомене ER, который связывает этот самый ER и митохондрии, обнаружился и в риккетсиях. Для понимания замечу, что все эти самые гликосфинголипидные, и церамидные структуры, повсеместно присутствуют в качестве важных мембранных компонентов почти во всех эукариотических клетках и митохондриях, а это в свою очередь говорит нам о том, что присутствие этих структур в бактериях являются крайне редкими. При этом, что интересно, ген отвечающий за все эти субстраты и гликолипидные продукты, присутствующий в бактериальных клетках всё же различается от эукариотических гликозилтрансфераз. Следовательно, данный факт указывает на бактериальное происхождение этого гена, который был приобретён эукариотами для новой функции по синтезу собственных эндомембран, а также по перекрестному взаимодействию и перемещению липидов между митохондриями и субодменом ER. Интересные результаты не так ли?
В результате получилось, что митохондрии поместились в отряд к риккетсиалам в качестве сестринской клады по отношению к семействам Rickettsiaceae, Anaplasmataceae и Candidatus Midichloriaceae, которую в свою очередь были подчинены семейству Holosporaceae.
Стоит отметить, что представители этих семейств являются паразитами. Так, учёные в этой работе показали, что все пять линий секвенированных риккетсиалов тесно связаны с митохондриями. Далее основываясь на приблизительной линейной зависимости между числом семейств генов, средним числом генов и размером генома учёные заметили, что геном премитохондрий сокращался. Это типично для облигатной внутриклеточной бактерии и предполагает, что сокращение генома шло полным ходом до того, как митохондрии отделились от альфа-протеобактерий, т. е. стали настоящими митохондриями.
Продолжив генетические исследования, учёные стали сравнивать реконструированные прото-митохондрии и премитохондрии. Оказалось, что в отличии узкоспециализированных прото-митохондрий, премитохондрии были способны к гораздо более разнообразному метаболизму. Помимо основных путей, премитохондрии участвовали в трансляции, в клеточной стенке, LPS и биогенезе мембран, в производстве энергии, репликации, рекомбинации и репарации ДНК, они обладали множеством ключевых метаболических путей, включая гликолиз, цикл TCA, пентозофосфатный путь и путь биосинтеза жирных кислот. Кроме того, премитохондрии обладали большим количеством генов, участвующих в синтезе различных кофакторов, таких как рибофлавин, фолат, биотин и убихинон.
Дальнейшие исследования премитохондрий показали, что они кодируют пластидно-паразитарный тип транслоказы АТФ / АДФ, которая импортирует АТФ от хозяина, что делает премитохондрию энергетическим паразитом. Последующие сравнения генов риккетсиалов с премитохондриями, а также построения филогенетических деревьев показало, что премитохондрии вероятно обладали способностью дышать в условиях низкого содержания кислорода и имели жгутики, которые наследовались вертикально, а не через горизонтальный перенос. Электронная микроскопия части эндосимбиотических бактерий также показала наличие рудиментарных жгутиков. Т.е. данное исследование показывает нам предка митохондрии, который мог жить в условиях с низким содержанием кислорода, обладающим жгутиком и являющимся паразитом, что, казалось бы, прямо контрастирует с нынешней ролью митохондрий как производителя энергии клетки.
Однако, систематический обзор от 2011 года бактериального симбиоза показал, что мутуализмы вполне себе могут происходить либо непосредственно от свободноживущих бактерий в окружающей среде, либо от внутриклеточных паразитов [5]. Ключевое различие между этими двумя эволюционными путями состоит в том, что для инициации симбиоза свободноживущие бактерии должны приносить немедленную пользу хозяину, в то время как внутриклеточные паразитические бактерии этого не делают.
Вместо опровержения прошлых предположений данная гипотеза предлагает применять их для объяснения перехода митохондрий от паразита к мутуалистической органелле на более поздней стадии. Это всё очень интересно, а потому есть большая вероятность, что гипотеза о предках митохондриях как паразитах возможно скоро станет научной теорией. Поэтому если, кто-то назовёт Вас паразитом, не обижайтесь, ведь можно парировать, что паразитизм у нас в крови, а точнее в клетках. Такие дела!
Автор: биолог, вдохновитель научного сообщества Фанерозой, Ефимов Самир
Оригиналы: Публикация фанерозойских материалов на платформе «Вконтакте», «Хабр» и «Пикабу».
1. «Phylogenetic analyses with systematic taxon sampling show that mitochondria branch within Alphaproteobacteria» Lu Fan, Dingfeng Wu, Vadim Goremykin, Jing Xiao, Yanbing Xu, Sriram Garg, Chuanlun Zhang, William F. Martin and Ruixin Zhu; Nature Ecology & Evolution, 2020
2. Phylogenomic Reconstruction Indicates Mitochondrial Ancestor Was an Energy Parasite Zhang Wang, Martin Wu Published: October 15, 2014Gabaldon T, Huynen MA (2003) Reconstruction of the proto-mitochondrial metabolism. Science 301: 609.
3. Gabaldon T, Huynen MA (2007) From endosymbiont to host-controlled organelle: the hijacking of mitochondrial protein synthesis and metabolism. PLoS Comput Biol 3: e219.
4. Gabaldon T, Huynen MA (2007) From endosymbiont to host-controlled organelle: the hijacking of mitochondrial protein synthesis and metabolism. PLoS Comput Biol 3: e219.
5. Sachs JL, Skophammer RG, Regus JU (2011) Evolutionary transitions in bacterial symbiosis. Proc Natl Acad Sci U S A 108 Suppl 210800–10807.