فسيولوجيا الأيض والطفيليات
تُعنى فسيولوجيا الأيض والطفيليات بدراسة كيفية توليد الكائنات الطفيلية للطاقة، واكتساب ومعالجة المغذيات، والتكاثر، والحفاظ على بيئتها الداخلية أثناء العيش داخل أو على المضيف. نظرًا لأن الطفيليات تشغل بيئات غالبًا ما تكون غنية بالمغذيات ولكنها منخفضة الأكسجين، فإن كيمياءها الحيوية غالبًا ما تختلف عن تلك الخاصة بمضيفيها، وهذه الاختلافات تفسر بقاء الطفيليات وتحدد الأهداف الدوائية المحتملة.
Definition
فسيولوجيا الأيض والطفيليات هي فرع من علم الطفيليات يهتم بالعمليات الكيميائية الحيوية والفسيولوجية التي تحصل بها الكائنات الطفيلية على الطاقة والمغذيات، وتتكاثر، وتنظم بيئتها الداخلية ضمن بيئة المضيف.
Scope
يوجه هذا المجال القارئ إلى البيولوجيا الوظيفية للطفيليات بدلاً من تصنيفها أو الأمراض التي تسببها. وهو يجمع الأنظمة الفسيولوجية الأساسية التي تتكرر عبر الطفيليات الأولية والديدان الطفيلية: أيض الطاقة، والتكاثر وتكوين الأمشاج، والتنظيم الأسموزي والأيوني. ويؤطر هذه المواضيع كمواضيع مرجعية ضمن علم الطفيليات وليس كمحتوى للإدارة السريرية.
Sub-topics
Core questions
- كيف تولد الطفيليات ATP في البيئات منخفضة الأكسجين التي يعيش فيها العديد منها؟
- كيف تختلف مسارات الأيض الطفيلية عن تلك الخاصة بمضيفيها، وما هي الاختلافات التي يمكن استغلالها كأهداف دوائية؟
- كيف تنسق الطفيليات التكاثر وإنتاج أطوار الانتقال مع دورة حياتها؟
- كيف تنظم الطفيليات توازن الماء والأيونات عبر بيئات المضيف ذات الأسمولية المختلفة؟
Key concepts
- التغذية المعتمدة على المضيف
- أيض الطاقة الهوائي واللاهوائي
- الميتوكوندريا اللاهوائية (تفكك الماليت)
- الأيض الخاص بمرحلة دورة الحياة
- التكاثر الجنسي واللاجنسي
- إنتاج أطوار الانتقال
- التنظيم الأسموزي والجهاز الإفرازي
- الاختلاف الكيميائي الحيوي بين المضيف والطفيلي كمبدأ لاستهداف الأدوية
Mechanisms
تعيش العديد من الطفيليات في بيئات يندر فيها الأكسجين وتتوفر فيها الكربوهيدرات بكثرة، ويتكيف أيضها وفقًا لذلك. غالبًا ما تعتمد الديدان الطفيلية البالغة في الأمعاء أو الأنسجة على مسارات لاهوائية مثل تفكك الماليت (malate dismutation) في الميتوكوندريا المتخصصة، حيث تخمر الكربوهيدرات إلى أحماض عضوية بدلاً من أكسدتها بالكامل، بينما قد تعود الأطوار الحرة أو المهاجرة إلى الأيض الهوائي (Tielens & van Hellemond, 2007; Bryant, 1978). يتكيف التكاثر مع دورة الحياة: فالأوليات مثل المتصورة (Plasmodium) تتحول بين التكاثر اللاجنسي وإنتاج الأطوار الجنسية اللازمة للانتقال (Josling & Llinás, 2015)، وتستثمر الديدان الطفيلية بكثافة في إنتاج البيض أو اليرقات. يتم الحفاظ على التوازن الأسموزي والأيوني بواسطة تراكيب إفرازية متخصصة، مثل الجهاز البدائي الكلوي (protonephridial system) للديدان المسطحة، والذي يتعامل أيضًا مع إفراز الفضلات والأدوية (Kusel et al., 2009). عبر هذه الأنظمة، يتكرر موضوع أن الكيمياء الحيوية للطفيليات غالبًا ما تختلف بما يكفي عن كيمياء المضيف لاقتراح نقاط تدخل انتقائية (Barrett, 1981).
Clinical relevance
تُعد الخصائص الأيضية والفسيولوجية الفريدة للطفيليات أساسًا للكثير من علم الأدوية المضادة للطفيليات، لأن المسارات التي تختلف عن مسارات المضيف هي الأماكن الكلاسيكية للبحث عن أهداف دوائية انتقائية. يصف هذا المجال تلك البيولوجيا على مستوى مفاهيمي لدعم فهم كيفية تصور العوامل المضادة للطفيليات؛ ولا يقدم معايير تشخيصية، أو جرعات دوائية، أو نصائح علاجية فردية.
History
نما علم الكيمياء الحيوية المقارنة للطفيليات خلال القرن العشرين حيث أدرك الباحثون أن الديدان الطفيلية والأوليات غالبًا ما تدير أيض الطاقة بشكل مختلف تمامًا عن مضيفيها. وقد عززت مراجعات براينت (Bryant) لتنظيم التنفس في الديدان الطفيلية وتوليف باريت (Barrett) للكتاب هذا المجال، ووضعت الأعمال اللاحقة حول الميتوكوندريا اللاهوائية أيض طاقة الطفيليات في إطار تطوري (Bryant, 1978; Barrett, 1981; Tielens & van Hellemond, 2007).
Key figures
- Clive Bryant
- John Barrett
- Aloysius Tielens
- Jaap van Hellemond
Related topics
Seminal works
- bryant-1978
- barrett-1981
- tielens-2007
Frequently asked questions
- لماذا تُدرس فسيولوجيا الأيض والطفيليات بشكل منفصل عن فسيولوجيا أيض المضيف؟
- غالبًا ما تعيش الطفيليات في بيئات منخفضة الأكسجين وغنية بالمغذيات وقد طورت مسارات مميزة، خاصة لتوليد الطاقة؛ هذه الاختلافات مهمة بيولوجيًا وتشكل الأساس المفاهيمي لأهداف الأدوية الانتقائية المضادة للطفيليات.
- ما هي الأنظمة الفسيولوجية التي يغطيها هذا المجال؟
- يجمع هذا المجال الأنظمة الوظيفية المتكررة للطفيليات: أيض الطاقة، والتكاثر وتكوين الأمشاج، والتنظيم الأسموزي والأيوني، كمواضيع مرجعية ضمن علم الطفيليات.