Fisiología y Metabolismo de Parásitos
La fisiología y el metabolismo de los parásitos es el estudio de cómo los organismos parasitarios generan energía, adquieren y procesan nutrientes, se reproducen y mantienen su ambiente interno mientras viven en o sobre un huésped. Debido a que los parásitos ocupan nichos que a menudo son ricos en nutrientes pero bajos en oxígeno, su bioquímica con frecuencia diverge de la de sus huéspedes, y estas divergencias tanto explican la supervivencia del parásito como definen posibles blancos farmacológicos.
Definition
La fisiología y el metabolismo de los parásitos es la rama de la parasitología que se ocupa de los procesos bioquímicos y fisiológicos mediante los cuales los organismos parasitarios obtienen energía y nutrientes, se reproducen y regulan su medio interno dentro de un ambiente huésped.
Scope
Esta área orienta al lector hacia la biología funcional de los parásitos en lugar de su taxonomía o las enfermedades que causan. Agrupa los sistemas fisiológicos centrales que se repiten en los parásitos protozoarios y helmintos: el metabolismo energético, la reproducción y gametogénesis, y la regulación osmótica e iónica. Los enmarca como temas de referencia dentro de la parasitología y no como contenido de manejo clínico.
Sub-topics
Core questions
- ¿Cómo generan ATP los parásitos en los ambientes con bajo oxígeno que muchos de ellos habitan?
- ¿En qué se diferencian las vías metabólicas de los parásitos de las de sus huéspedes, y qué diferencias son explotables como blancos farmacológicos?
- ¿Cómo coordinan los parásitos la reproducción y la producción de etapas de transmisión con su ciclo de vida?
- ¿Cómo regulan los parásitos el equilibrio hídrico e iónico en ambientes huéspedes de diferente osmolaridad?
Key concepts
- Nutrición dependiente del huésped
- Metabolismo energético aeróbico y anaeróbico
- Mitocondrias anaeróbicas (dismutación de malato)
- Metabolismo específico de la etapa del ciclo de vida
- Reproducción sexual y asexual
- Producción de etapas de transmisión
- Osmorregulación y sistema excretor
- Divergencia bioquímica huésped-parásito como principio de blanco farmacológico
Mechanisms
Muchos parásitos viven donde el oxígeno es escaso y los carbohidratos son abundantes, y su metabolismo se adapta en consecuencia. Los helmintos adultos en el intestino o los tejidos a menudo dependen de vías anaeróbicas como la dismutación de malato en mitocondrias especializadas, fermentando carbohidratos a ácidos orgánicos en lugar de oxidarlos completamente, mientras que las etapas de vida libre o migratorias pueden volver al metabolismo aeróbico (Tielens & van Hellemond, 2007; Bryant, 1978). La reproducción está ajustada al ciclo de vida: protozoos como Plasmodium alternan entre la replicación asexual y la producción de etapas sexuales necesarias para la transmisión (Josling & Llinás, 2015), y los helmintos invierten fuertemente en la producción de huevos o larvas. El equilibrio osmótico e iónico se mantiene mediante estructuras excretoras dedicadas, como el sistema protonefridial de los platelmintos, que también manejan la excreción de desechos y fármacos (Kusel et al., 2009). En todos estos sistemas, el tema recurrente es que la bioquímica del parásito a menudo diverge lo suficiente de la del huésped como para sugerir puntos de intervención selectiva (Barrett, 1981).
Clinical relevance
Las peculiaridades metabólicas y fisiológicas de los parásitos sustentan gran parte de la farmacología antiparasitaria, porque las vías que difieren de las del huésped son los lugares clásicos para buscar blancos farmacológicos selectivos. Esta área describe esa biología a nivel conceptual para apoyar la comprensión de cómo se conciben los agentes antiparasitarios; no proporciona criterios de diagnóstico, dosificación de medicamentos o consejos de tratamiento individualizados.
History
La bioquímica comparada de los parásitos creció a lo largo del siglo XX a medida que los investigadores reconocieron que los helmintos y protozoos parasitarios a menudo realizan el metabolismo energético de manera muy diferente a sus huéspedes. Las revisiones de Bryant sobre la regulación respiratoria en helmintos y la síntesis de libros de texto de Barrett consolidaron el campo, y trabajos posteriores sobre mitocondrias anaeróbicas situaron el metabolismo energético de los parásitos en un marco evolutivo (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
- ¿Por qué se estudia el metabolismo de los parásitos por separado del metabolismo del huésped?
- Los parásitos a menudo habitan nichos con bajo oxígeno y ricos en nutrientes y han desarrollado vías distintivas, especialmente para la generación de energía; estas diferencias son biológicamente importantes y son la base conceptual para blancos farmacológicos antiparasitarios selectivos.
- ¿Qué sistemas fisiológicos cubre esta área?
- Agrupa los sistemas funcionales recurrentes de los parásitos: metabolismo energético, reproducción y gametogénesis, y regulación osmótica e iónica, como temas de referencia dentro de la parasitología.