MIKROSPORIDIEN: EIGENSCHAFTEN, LEBENSZYKLUS, REPRODUKTION - BIOLOGIE - 2025

Die Mikrosporidien (Microsporida) sind ein Pilzstamm, der mehr als 1400 Arten aus 200 Gattungen zusammenbringt. Seine Lage im Pilzreich ist aufgrund des Fehlens von Chitin in den meisten Stadien des Lebenszyklus umstritten, wobei das Vorhandensein von Chitin in den Zellwänden ein weit verbreitetes Merkmal zur Definition eines Pilzes ist.

Mikrosporidien sind eukaryotische Zellen. Sie haben eine gut definierte hintere Vakuole, einen Kern und eine Plasmamembran. Sie sind von einer Schutzschicht aus Proteinen und Chitin bedeckt, die ihr eine hohe Umweltbeständigkeit verleiht. Ihnen fehlen einige typische eukaryotische Organellen wie Mitochondrien, der Golgi-Apparat und Peroxisomen.

Fibrillanosema crangonycis Spore. Von Kein maschinenlesbarer Autor angegeben. Javier Martin vermutete (basierend auf Urheberrechtsansprüchen). über Wikimedia Commons

Mikrosporidien sind obligate intrazelluläre Parasiten von Wirbeltieren und Wirbellosen. Die häufigsten Arten im Verdauungssystem des Menschen sind Enterocytozoon bieneusi und Encephalitozoon intestinalis.

Eine Infektion des Menschen mit Mikrosporidien wird als Mikrosporidiose bezeichnet. Es tritt hauptsächlich bei Menschen auf, die sich einer Organtransplantation unterzogen haben oder immunsupprimiert sind, wie z. B. solche, die mit dem Human Immunodeficiency Virus infiziert sind. Sie betreffen auch Kinder, ältere Menschen oder Menschen, die Kontaktlinsen tragen.

Die Genome der Arten dieses Stammes werden als Modelle zur Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Wirt und Parasit verwendet.

Allgemeine Charakteristiken

Die Pilze des Phylum Microsporidia bilden nicht bewegliche Sporen, deren Größe je nach Art variiert. Bei Infektionen beim Menschen wurden Sporen mit einer Größe zwischen 1 und 4 Mikrometern gefunden.

Die Sporen haben mehrere typische Microsporidia-Organellen:

• Die hintere Vakuole, die mehr als ein Drittel des Zellvolumens einnimmt.
• Der Polaroplast, eine Membranstruktur, die sich im vorderen Segment der Zelle befindet.
• Die Verankerungsscheibe, eine spiralförmige Struktur, die sich um das Sporoplasma wickelt und das Polarrohr während des Infektionsprozesses an der Wirtszelle befestigt.
• Die Anzahl der Spiralen, die die Organelle bildet, ist ein diagnostisches Merkmal der Phylum-Spezies.

Taxonomie und Systematik

Die Taxonomie und Systematik der Phylum Microsporidia hat sich im Laufe der Zeit geändert und ist weiterhin umstritten. Es wurde ursprünglich im Protista-Königreich als Protozoon eingestuft, da es in den Strukturen der meisten Phasen des Lebenszyklus kein Chitin enthält.

Die Ergebnisse von Studien mit DNA-Techniken legen jedoch nahe, dass diese Organismen zum Königreich der Pilze gehören. Genomische Daten zeigten, dass Microsporidia die Gene enthält, die zur Produktion von Chitin notwendig sind. Zusätzlich wurde Chitin in der ruhenden Sporenstruktur gefunden.

Es gibt auch strukturelle und metabolische Hinweise, die es ermöglichen, Mikrosporidien als echte Pilze zu erkennen. Sie haben offenbar einen gemeinsamen Vorfahren mit dem Stamm Zygomycetes und Mucorales.

Die Klassifizierung dieses Randes nach Klassen, Ordnungen und Familien ist ebenfalls umstritten, weshalb er weiterhin überprüft und diskutiert wird. Neuere Studien umfassen insgesamt etwa 150 Gattungen und mehr als 1200 Arten.

14 Arten wurden als Krankheitserreger beim Menschen identifiziert und in den Gattungen Anncaliia, Enterocytozoon, Encephalitozoon, Nosema, Pleistophora, Trachipleistophora und Vittaforma verbreitet.

Lebenszyklus

Mikrosporidien in Form von Sporen können in offenen Umgebungen lange Zeit und unter widrigen Bedingungen überleben. Wenn Sporen in den Magen-Darm-Trakt eines Wirts gelangen, verlassen sie ihre aktive Form. Hauptsächlich aufgrund von Schwankungen des pH-Werts der Umgebung und aufgrund von Schwankungen des Kationen / Anionen-Konzentrationsverhältnisses.

Während des Aktivierungsprozesses stößt die Zelle das polare Röhrchen aus und dringt in die Membran der Wirtszelle ein, wobei infektiöses Sporoplasma in sie injiziert wird. In der Zelle treten im Mikrosporidium zwei wichtige Fortpflanzungsphasen auf.

Einerseits erfolgt die Reproduktion durch binäre Spaltung (Merogonie) oder multiple (Schizogonie). Während dieser Phase erfolgt die Reproduktion von Zellmaterial wiederholt vor der Zellteilung, wobei abgerundete Formen von mehrkernigen Plasmodien (E. bieneusi) oder mehrkernigen Zellen (E. intestinalis) erzeugt werden.

Andererseits tritt Sporogonie auf, ein Prozess, bei dem Sporen entstehen. Beide Phasen können frei im Zytoplasma der Zellen oder im Vesikel auftreten.

Wenn die Anzahl der Sporen zunimmt und das Zytoplasma der Wirtszelle füllt, reißt die Zellmembran und gibt die Sporen an die Umgebung ab. Diese reifen Sporen können in ihrem freien Zustand neue Zellen infizieren und den Lebenszyklus von Mikrosporidien fortsetzen.

Krankheiten

Mikrosporidiale Infektionen beim Menschen sind als Mikrosporidiose bekannt. Gastrointestinaltraktinfektion ist die häufigste Form der Mikrosporidiose.

In den allermeisten Fällen tritt es durch die Aufnahme von Enterocytozoon bieneusi-Sporen auf. In anderen Fällen kann es durch intestinale Encephalitozoon-Infektionen auftreten.

Mikrosporidiensporen können jede tierische Zelle infizieren, einschließlich derjenigen von Insekten, Fischen und Säugetieren. Manchmal können sie andere Parasiten infizieren.

Einige Arten haben bestimmte Wirte. Encephalitozoon cuniculi beherbergt Nagetiere, Kaninchen, Fleischfresser und Primaten. E. hellem bei Vögeln der Gattung Psittasis.

E. intestinalis bei Eseln, Hunden, Schweinen, Rindern, Ziegen und Primaten. Enterocytozoon bieneusi bei Schweinen, Primaten, Hunden, Katzen und Vögeln. Annicaliia algerae beherbergt Mücken.

Infizierte Tiere und Menschen geben die Sporen mit Kot, Urin und Atemsekreten an die Umwelt ab. Daher können Infektionen von Person zu Person oder eine Kontamination von Wasser und Nahrungsquellen auftreten, wobei dies die häufigsten Infektionsquellen sind.

Symptome

Enterocytozoon bieneusi und Encephalitozoon intestinalis-Infektionen manifestieren sich klinisch mit wässrigem Durchfall bei immunkompetenten Erwachsenen und Kindern, insbesondere bei Menschen, die in tropischen Ländern leben oder in diese reisen.

Bei immungeschwächten Patienten mit HIV oder einer anderen Art von Immunkompromiss tritt Mikrosporidiose als chronischer Durchfall und Wasting-Syndrom, Cholangiopathie und akalkulöse Cholezystitis auf.

Andere Arten können Harnwegsinfektionen, Hepatitis, Peritonitis, Enzephalitis, Urethritis, Prostatitis, Nephritis, Sinusitis, Keratokonjunktivitis, Blasenentzündung, Cellulitis, disseminierte Infektion, systemische Infektion, Pneumonitis, Myositis und Hautinfektion verursachen.

Behandlung

Bei Patienten mit HIV-Infektion stellt die hocheffiziente antiretrovirale Therapie (HAART) die Immunantwort wieder her. Es induziert die Beseitigung des Mikroorganismus und die Normalisierung der Darmarchitektur.

Albendazol, ein Tubulininhibitor, wird bei den meisten mikrosporidialen Infektionen und insbesondere bei Arten der Gattung Encephalitozoon eingesetzt. Die Dauer der Behandlung hängt vom Immunstatus des Patienten und der Art der Infektion ab, unabhängig davon, ob sie verbreitet oder lokalisiert ist.

Topisches Fumagillin wird bei Keratokonjunktivitis angewendet.

Immunkompetente Patienten können kurze Behandlungen erhalten und manchmal wird die Infektion spontan überwunden, ohne dass eine Behandlung erforderlich ist.

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