Crijevna ameba kod ljudi: struktura cista, životni ciklus. Obična ameba: struktura, stanište, značaj u prirodi Ameba ima u tijelu

Citoplazma je u potpunosti okružena membranom, koja je podijeljena u tri sloja: vanjski, srednji i unutrašnji. U unutrašnjem sloju, koji se naziva endoplazma, postoje neophodni elementi za samostalan organizam:

ribosomi;
elementi Golgijevog aparata;
potporna i kontraktilna vlakna;
digestivne vakuole.

Probavni sistem

Jedna ćelija može se aktivno razmnožavati samo u vlazi u suhom staništu amebe, ishrana i reprodukcija su nemogući.

Respiratorni sistem i odgovor na iritaciju

Amoeba proteus

Ameba divizija

Najpovoljnije okruženje za život nalazi se u rezervoaru i ljudskom tijelu. U tim uvjetima, ameba se brzo razmnožava, aktivno se hrani bakterijama u vodenim tijelima i postepeno uništava tkiva organa svog stalnog domaćina, a to je osoba.

Ameba se razmnožava aseksualno. Aseksualna reprodukcija uključuje podelu na ćelije i formiranje novog jednoćelijskog organizma.

Primjećuje se da jedna odrasla osoba može dijeliti nekoliko puta dnevno. To određuje najveću opasnost za osobu koja boluje od amebijaze.

Zato, kod prvih simptoma bolesti, liječnici izričito preporučuju traženje pomoći od specijaliste, a ne samoliječenje. Nepravilno odabrani lijekovi zapravo mogu nanijeti više štete pacijentu nego koristi.

Obična ameba (kraljevstvo Životinje, potkraljevstvo Protozoa) ima drugo ime - Proteus, i predstavnik je klase Sarcodidae slobodnog života. Ima primitivnu strukturu i organizaciju, kreće se uz pomoć privremenih izraslina citoplazme, koje se češće nazivaju pseudopodima. Proteus se sastoji od samo jedne ćelije, ali ova ćelija je potpuno nezavisan organizam.

Stanište

Struktura obične amebe

Obična ameba je organizam koji se sastoji od jedne ćelije koja samostalno postoji. Tijelo amebe je polutečna gruda veličine 0,2-0,7 mm. Velike jedinke mogu se vidjeti ne samo kroz mikroskop, već i uz običnu lupu. Cijela površina tijela je prekrivena citoplazmom koja prekriva nucleus pulposus. Tokom kretanja, citoplazma stalno mijenja svoj oblik. Istežući se u jednom ili drugom smjeru, stanica formira procese, zahvaljujući kojima se kreće i hrani. Može odgurnuti alge i druge predmete pomoću pseudopoda. Dakle, da bi se kretala, ameba proteže pseudopod u željenom smjeru i zatim se ulijeva u njega. Brzina kretanja je oko 10 mm na sat.

Proteus nema kostur, što mu omogućava da poprimi bilo koji oblik i da ga mijenja po potrebi. Disanje obične amebe odvija se po cijeloj površini tijela, nema posebnog organa zaduženog za opskrbu kisikom. Tokom kretanja i hranjenja, ameba zahvata mnogo vode. Višak ove tečnosti se oslobađa pomoću kontraktilne vakuole, koja puca, izbacujući vodu, a zatim se ponovo formira. Obična ameba nema posebne senzorne organe. Ali ona pokušava da se sakrije od direktnih sunčeva svetlost, osjetljiv na mehaničke iritacije i neke hemikalije.

Ishrana

Proteus se hrani jednoćelijskim algama, trulim ostacima, bakterijama i drugim malim organizmima koje hvata svojim pseudopodima i uvlači u sebe tako da hrana završava u tijelu. Ovdje se odmah formira posebna vakuola u koju se oslobađa probavni sok. Amoeba vulgaris se može hraniti bilo gdje u ćeliji. Nekoliko pseudopoda može istovremeno uhvatiti hranu, tada se probava hrane događa u nekoliko dijelova amebe odjednom. Nutrienti ulaze u citoplazmu i ulaze u konstrukciju tijela amebe. Čestice bakterija ili algi se probavljaju, a preostali otpad se odmah uklanja van. Obična ameba je sposobna izbaciti nepotrebne tvari u bilo koji dio svog tijela.

Reprodukcija

Razmnožavanje obične amebe nastaje podjelom jednog organizma na dva. Kada ćelija dovoljno naraste, formira se drugo jezgro. Ovo služi kao signal za podelu. Ameba se proteže, a jezgra se raspršuju na suprotnim stranama. Približno u sredini se pojavljuje suženje. Tada citoplazma na ovom mjestu puca, pa nastaju dva odvojena organizma. Svaki od njih sadrži jezgro. U jednoj amebi ostaje kontraktilna vakuola, a u drugoj se pojavljuje nova. Tokom dana, ameba se može podijeliti nekoliko puta. Reprodukcija se javlja u toploj sezoni.

Formiranje ciste

Sa početkom hladnog vremena, ameba prestaje da se hrani. Njegovi pseudopodi su uvučeni u tijelo, koje poprima oblik lopte. Na cijeloj površini formira se poseban zaštitni film - cista (proteinskog porijekla). Unutar ciste organizam je u hibernaciji i ne suši se i ne smrzava. Ameba ostaje u ovom stanju dok ne nastupe povoljni uslovi. Kada se rezervoar isuši, ciste se mogu prenositi na velike udaljenosti vjetrom. Na ovaj način, amebe su se proširile na druge vodene površine. Kada stignu toplina i odgovarajuća vlažnost, ameba napušta cistu, oslobađa svoje pseudopode i počinje se hraniti i razmnožavati.

Mjesto amebe u divljini

Najjednostavniji organizmi su neophodna karika u svakom ekosistemu. Važnost obične amebe leži u njenoj sposobnosti da regulira broj bakterija i patogena kojima se hrani. Najjednostavniji jednoćelijski organizmi jedu trule organske ostatke, održavajući biološku ravnotežu vodenih tijela. Osim toga, obična ameba je hrana za male ribe, rakove i insekte. A oni se, pak, više jedu velika riba i slatkovodne životinje. Ti isti jednostavni organizmi služe kao objekti naučna istraživanja. Velike nakupine jednoćelijskih organizama, uključujući i običnu amebu, učestvovale su u formiranju naslaga krečnjaka i krede.

Ameba dizenterija

Postoji nekoliko varijanti protozojskih ameba. Najopasnija za ljude je dizenterična ameba. Od običnog se razlikuje po kraćim pseudopodima. Jednom u ljudskom tijelu, dizenterična ameba se naseli u crijevima, hrani se krvlju i tkivima, stvara čireve i uzrokuje crijevnu dizenteriju.

Potkraljevstvo Jednoćelijsko uključuje životinje čije se tijelo sastoji od samo jedne ćelije. uglavnom mikroskopske veličine, ali sa svim funkcijama svojstvenim tijelu. Fiziološki, ova ćelija predstavlja čitav nezavisan organizam.

Dvije glavne komponente jednoćelijskog tijela su citoplazma i jezgro (jedna ili više). Citoplazma je okružena vanjska membrana. Ima dva sloja: spoljašnji (lakši i gušći) - ektoplazma - i unutrašnji - endoplazma. Endoplazma sadrži stanične organele: mitohondrije, endoplazmatski retikulum, ribozome, elemente Golgijevog aparata, razna potporna i kontraktilna vlakna, kontraktilne i digestivne vakuole itd.

Stanište i vanjska struktura obične amebe

Najjednostavniji živi u vodi. To može biti voda iz jezera, kap rose, vlaga u tlu ili čak voda u nama. Površina njihovog tijela je vrlo osjetljiva i odmah se suši bez vode. Izvana, ameba izgleda kao sivkasta želatinasta gruda (0,2-05 mm), koja nema trajni oblik.

Pokret

Ameba "teče" po dnu. Na tijelu se stalno formiraju izrasline koje mijenjaju svoj oblik - pseudopodije (pseudopodi). Citoplazma se postepeno ulijeva u jednu od ovih izbočina, lažna stabljika se pričvršćuje za supstrat na nekoliko tačaka i dolazi do pomicanja.

Unutrašnja struktura

Unutrašnja struktura amebe

Ishrana

Dok se kreće, ameba nailazi na jednoćelijske alge, bakterije i male jednoćelijske organizme, „teče“ oko njih i uključuje ih u citoplazmu, formirajući probavnu vakuolu.

Ameba prehrana

Enzimi koji razgrađuju proteine, ugljikohidrate i lipide ulaze u probavnu vakuolu i dolazi do intracelularne probave. Hrana se vari i apsorbuje u citoplazmu. Metoda hvatanja hrane pomoću lažnih nogu naziva se fagocitoza.

Breath

Kiseonik se koristi za ćelijsko disanje. Kada postane manji nego u vanjskom okruženju, novi molekuli prelaze u ćeliju.

Ameba disanje

Molekule ugljični dioksid a štetne tvari nakupljene kao rezultat vitalne aktivnosti, naprotiv, izlaze.

Odabir

Približava se digestivna vakuola ćelijska membrana i otvara se prema van kako bi izbacio nesvarene ostatke u bilo koji dio tijela. Tečnost ulazi u tijelo amebe kroz tanke cijevi nalik na kanale koji se formiraju pinocitozom. Kontraktilne vakuole izbacuju višak vode iz tijela. Postepeno se pune, a svakih 5-10 minuta naglo se skupljaju i potiskuju vodu. Vakuole se mogu pojaviti u bilo kojem dijelu ćelije.

Reprodukcija

Amebe se razmnožavaju samo aseksualno.

Reprodukcija amebe

Odrasla ameba počinje da se razmnožava. Javlja se diobom ćelija. Prije diobe ćelije, jezgro se udvostručuje tako da svaka ćelija kćerka dobija svoju kopiju. nasljedne informacije(1). Reprodukcija počinje promjenom jezgra. Isteže se (2), a zatim se postepeno izdužuje (3.4) i povlači se u sredini. Poprečni žlijeb se dijeli na dvije polovine, koje se razilaze u različitim smjerovima - formiraju se dva nova jezgra. Tijelo amebe je suženjem podijeljeno na dva dijela i formiraju se dvije nove amebe. Svaki od njih sadrži jedno jezgro (5). Tokom diobe dolazi do formiranja organela koji nedostaju.

U toku dana podjela se može ponoviti nekoliko puta.

Aseksualna reprodukcija- jednostavno i brz način povećajte broj svojih potomaka. Ova metoda reprodukcije se ne razlikuje od diobe ćelija tokom rasta tijela višećelijski organizam. Razlika je u tome što se ćelije kćeri jednoćelijskog organizma razilaze kao nezavisne ćelije.

Reakcija na iritaciju

Ameba ima razdražljivost - sposobnost da osjeti i reagira na signale spoljašnje okruženje. Puzeći po predmetima razlikuje jestive od nejestivih i grabi ih svojim pseudopodima. Ona otpuzi i sakri se od jakog svjetla (1),

mehaničke iritacije i povećane koncentracije za njega štetnih tvari (2).

Ovo ponašanje, koje se sastoji od kretanja prema ili udaljavanju od stimulusa, naziva se taksi.

Seksualni proces

Odsutan.

Doživljavanje nepovoljnih uslova

Jednoćelijska životinja je vrlo osjetljiva na promjene okoline.

U nepovoljnim uslovima (kada se rezervoar presuši, u hladnoj sezoni), amebe povlače pseudopodije. Iz citoplazme se na površinu tijela oslobađa značajna količina vode i tvari koje formiraju izdržljivu dvostruku ljusku. Dolazi do prijelaza u stanje mirovanja - cista (1). U cisti su životni procesi obustavljeni.

Ciste koje nosi vjetar doprinose širenju amebe.

Kada nastupe povoljni uslovi, ameba napušta školjku ciste. Oslobađa pseudopodiju i ulazi u aktivno stanje (2-3).

Drugi oblik zaštite je sposobnost regeneracije (oporavka). Oštećena ćelija može dovršiti svoj uništeni dio, ali samo ako je jezgro očuvano, jer se tu pohranjuju svi podaci o strukturi.

Životni ciklus amebe

Životni ciklus amebe je jednostavan. Ćelija raste, razvija se (1) i dijeli se aseksualno (2). U lošim uslovima, svaki organizam može „privremeno umrijeti“ – pretvoriti se u cistu (3). Kada se uslovi poboljšaju, "vraća se u život" i snažno se razmnožava.

Precistična forma Smatra se prelaznim, razvija se nakon luminalnog. Amebe su različite minimalne veličine, ne više od 10-18 mikrona. Teško ih je otkriti zbog malog sadržaja u izmetu.

Postojeće vrste protozoa

ameba proteus;
dizenterija;
crijevni

Amoeba proteus

Dizenterična ameba

Prevladava isključivo u ljudskom debelom crijevu i vodnim tijelima. Jednom u tijelu, izaziva ozbiljnu bolest zvanu amebijaza. U njegovom životnom ciklusu evidentiraju se tri glavna stadijuma: cista, mali vegetativni i veliki vegetativni oblik, tkivo.

Do prodiranja u organizam dolazi konzumiranjem kontaminirane hrane u obliku cista. Po svojim dimenzijama karakterišu ga minimalne dimenzije. Mali vegetativni oblik ne izaziva negativne simptome u tijelu;

Intestinalna ameba

Nepatogene amebe

Postoje određene vrste ameba koje pripadaju nepatogenoj klasi. Ova kategorija uključuje:

Hartmannova ameba

Uz detaljnu studiju, stručnjaci mogu postaviti pogrešnu dijagnozu. To je zbog nedostatka specifičnih eksternih podataka.

Obična ameba

Patuljasta ameba

Dijagnoza se postavlja korištenjem Lugolove otopine. Prepoznatljiva karakteristika Ameba je njena mala veličina i prisustvo jasno definisane ljuske.

Iodameba Bütschli

Dienthamoeba

Prilikom udaranja okruženje, bakterije umiru ili su uništene, nisu prilagođene nepovoljnim uslovima.

Oralna ameba

Javlja se kod gotovo svih ljudi koji pate od bolesti usne duplje. U nekim slučajevima, bakterija se nalazi u lezijama respiratorni sistem. Njegova veličina ne prelazi 30 mikrona, jezgra su gotovo nevidljiva, a kretanje je sporo.

Prodirući u ljudsko tijelo, bakterije dovode do ozbiljnih poremećaja u radu probavnog sustava. Najčešća vrsta bolesti je. Dolazi u nekoliko varijanti:

Akutni oblik

Akutni oblik bolesti počinje spontano. Prvo, osobu konstantno muče nepravilna stolica s dominantnom dijarejom. Postepeno do generala kliničku sliku dodaje se sindrom bola. U stolici je mala količina krvi i sluzi. Ako se bolest razvije kod djece, uočava se groznica i povraćanje.

Munjevita forma

Fulminantni oblik karakterizira težak tok. Karakterizira ga prisustvo akutnog toksičnog sindroma, sa ozbiljnim oštećenjem crijevnih zidova. Žene su predisponirane na razvoj patologije u postporođajnom periodu.

U nedostatku terapijskih efekata ostaje visok rizik od smrti.

Produžena amebijaza

Dugotrajna amebijaza je praćena teškim poremećajima crijevne pokretljivosti. Osoba često ima zatvor i dijareju. U tom slučaju se bilježi sindrom akutne boli, mučnina i slabost. Pacijent odbija da jede.

Ekstraintestinalnu amebijazu karakterizira oštećenje mnogih organa, posebno jetre.

Ekstraintestinalna amebijaza

Manje uobičajena vrsta bolesti je ekstraintestinalna amebijaza. Karakterizira ga oštećenje mnogih organa, posebno jetre. Teški poremećaji se bilježe isključivo kod odraslih i zahtijevaju hitnu hiruršku intervenciju.

Suočavanje sa amebama nije tako lako, zbog njihove visoke otpornosti na nepovoljne uslove.

Socijalne amebe Dictyostelium discoideum podijeljeni su na tri "pola", od kojih se svaki može pariti s bilo kojim od druga dva. Pokazalo se da je spol ameba određen jednim genetskim lokusom koji sadrži 1, 2 ili 3 gena. Dvije vrste gena, za razliku od prethodno poznatih gena, igraju ključnu ulogu. Za seksualnu kompatibilnost potrebno je da jedan od partnera ima gen prvog tipa, drugi - drugi.

Amebe Dictyostelium V u poslednje vreme postali popularni laboratorijski objekti. Njihova sposobnost da formiraju višećelijska plodna tijela od mnogih pojedinačnih organizama, od kojih mnogi žrtvuju svoje živote zarad “općeg dobra”, opisana je u članku Mutantne amebe ne dopuštaju da budu prevarene (“Elementi”, 10/06. /2009).

Neverovatne karakteristike dictyosteliuma se tu ne završavaju teško ponašanje u obrazovanju plodišta. Seksualno razmnožavanje kod ovih ameba također se događa u najviši stepen neobično. Dictyostelium nema dva, već tri "spola", ili tipa parenja. Samo po sebi, ovo nije mnogo iznenađujuće: takva "multiseksualnost" je poznata kod nekih nižih eukariota, uključujući gljive i cilijate. Ako se polne ćelije ne razlikuju po veličini i strukturi (vidi Izogamija), odnosno ne dijele se na velika jajašca i male spermatozoide, onda broj “spolova” ne mora biti jednak dva. Međutim, u Dictyostelijumu seksualna reprodukcija opremljen dodatnim bizarnim "ritualima" uključujući složeno društveno ponašanje i kanibalizam.

U povoljnim uslovima, haploidne pojedinačne amebe se razmnožavaju deobom. Kada se suoče s nedostatkom hrane, mogu pribjeći seksualnoj reprodukciji. Da bi se to postiglo, moraju se sresti dvije amebe koje pripadaju različitim "polovima". Svaki od tri spola (I, II i III) može se križati sa bilo kojim od druga dva. Dvije haploidne amebe se spajaju i formiraju veliku diploidnu amebu - zigotu. Nakon ovoga počinje zabava. Zigota luči signalnu supstancu - ciklički adenozin monofosfat (cAMP), koja privlači haploidne amebe. Istu supstancu koriste amebe kao signal „puzeći svuda ovamo” prilikom formiranja grozdova, od kojih se potom formira plodište.

Kada se formira plodište, 80% ameba se pretvara u spore, dobijajući priliku da prenesu svoje gene na sljedeće generacije, a 20% se žrtvuje: njihova tijela se koriste za izgradnju stabljike plodišta. Potpuno drugačija situacija se događa kada amebe povjerljivo puze prema zigoti. Privlačeći, poput sirene, mnoge haploidne amebe, zigota ih fagocitozom guta i probavlja. Istovremeno, njegova veličina se prirodno povećava. Rezultat je džinovska ćelija - makrocista, koja može biti 500-1000 puta veća od jedne amebe. Pre nego što se pojedu, pojedinačne amebe koje okružuju zigotu grade jak troslojni celulozni zid oko buduće makrociste. Dakle, zigota koristi male haploidne amebe ne samo kao hranu, već i kao rad.

Kada nastupe povoljni uslovi, makrocista "raste" i iz nje izlaze stotine malih haploidnih ameba. Svi su oni, naravno, potomci zigota, a ne oni nesretnici koje je to pojelo. Očigledno, prije oslobađanja potomstva, zigota prvo prolazi kroz mejozu, a zatim mnoge uzastopne mitoze (iako to nije konačno dokazano).

Pretpostavlja se da je mehanizam formiranja makrocista evolucijski stariji od mehanizma formiranja plodišta, a drugi je možda evoluirao iz prvog.

Unatoč činjenici da mnogi laboratoriji već aktivno koriste Dictyostelium kao modelni objekt za proučavanje društveno ponašanje i hemijske komunikacije, mnogi aspekti života ovog organizma ostaju misteriozni. Na primjer, do sada se nije znalo o čemu ovisi spol ameba, koji geni određuju da li ameba pripada jednom od tri tipa parenja. Britanski i japanski naučnici objavili su rješenje ove misterije u najnovije izdanje magazin Nauka.

Autori su namjerno pretraživali genom Dictyostelium za gene koji su prisutni kod nekih spolova, a odsutni kod drugih. Očitan je genom spola I, što je omogućilo proizvodnju DNK mikroniza sa sekvencama uzoraka od 8.500 gena od približno 10.500 pronađenih u genomu spola I. Koristeći ovaj mikroniz, genomi 10 divljih sojeva Dictyosteliuma koji pripadaju spolovima I i II su bili. ispitan. Kao rezultat, identificiran je jedan gen na petom hromozomu, koji je prisutan u svim amebama spola I i odsutan u svim amebama spola II. Autori su ovaj gen nazvali matA. Kodira kratki (107 aminokiselina dug) protein za razliku od bilo kojeg poznatog proteina.

Kako bi bili sigurni da otkriveni protein zaista određuje spol ameba prvog spola, autori su uklonili ovaj gen iz svog genoma. Kao rezultat toga, amebe su potpuno izgubile sposobnost parenja i formiranja makrocista s bilo kojom amebom, bez obzira na njihov spol. Kada je gen vraćen na svoje mjesto, vraćena je sposobnost parenja sa amebama drugog i trećeg pola.

U genomu seksa I na obje strane matA Postoje geni koji su prisutni u sva tri pola i zauzimaju iste pozicije na hromozomu. Ova okolnost omogućila je proučavanje odgovarajućeg dijela petog hromozoma kod sva tri spola pomoću PCR metoda(Pogledajte lančanu reakciju polimeraze). Pokazalo se da u polu II, između ovih gena zajedničkih za sve spolove, ne postoji jedan (kao kod I), već tri gena, koji se nazivaju matB, matC I matD. Prvi od njih je homologan genu matA, međutim, aminokiselinske sekvence proteina kodirane genima matA I matB, poklapaju se samo za 60%. Gene matC nije sličan drugim poznatim genima, gen matD nejasno podsjeća na jednu od poznatih porodica gena uključenih u fuziju gameta.

Koristeći eksperiment genetskog inženjeringa, bilo je moguće pokazati da geni matB, matC I matD zaista određuju spol ameba drugog spola. Autori su uklonili gen iz ameba prvog pola matA, a zatim ubacili ova tri gena u njihov genom. Nastali mutanti ponašali su se kao amebe drugog pola: parili su se sa spolovima I i III i nisu mogli formirati makrociste sa spolom II.

Slično, identifikovani su geni koji određuju pol ameba trećeg pola. Postojala su dva takva gena: matS I matT, a prvi od njih je sličan matC, a drugi - sa matD. Ništa slično matA I matB treći spol nije pronađen u genomu.

Dakle, lokus tipa parenja u prvom i trećem spolu ne sadrži slične elemente, ali je u drugom spolu sličan kombinaciji druga dva.

Daljnji eksperimenti su pokazali da tri gena smještena u lokusu tipa parenja u amebama drugog spola obavljaju različite funkcije. Jedan od njih matB, omogućava vam da se parite sa trećim polom; drugi, matC, - sa prvim. Gene matD ne utiče na pol, ali njegovo prisustvo u nekim ukrštanjima povećava broj formiranih makrocista. možda, matD povećava vjerovatnoću fuzije haploidnih ameba i formiranja zigota.

Od dva gena koja se nalaze u lokusu tipa parenja u amebama trećeg pola, ključni gen se ispostavilo da je matS. Od toga zavisi sposobnost parenja sa druga dva pola. Prilikom parenja sa amebama drugog pola odlučujuću ulogu igra interakciju između gena matS I matB. Gene matT ne učestvuje u određivanju pola; njegove funkcije su ostale nepoznate.

Dakle, određena logika se može pratiti u sistemu određivanja pola Dictyosteliuma. Kod spolova I i III, seksualni identitet je određen jednim genom - respektivno, matA I matS. Za kompatibilnost, jedan od partnera mora imati gen matA ili njegov homolog, a drugi je gen matS ili njegov homolog. Amebe drugog pola imaju dva "spolna gena" odjednom matB I matC, koji su homolozi matA I matS. Prisustvo homologa matA dozvoljava drugom polu da se ukršta sa trećim, homologom matS- sa drugim polom. Zašto se amebe drugog spola ne mogu križati jedna s drugom još nije jasno.

Dešifrovanje mehanizma određivanja pola u Dictyostelijumu trebalo bi značajno olakšati različite genetske eksperimente sa ovim zanimljivim laboratorijskim objektom.