فیزیولوژی و متابولیسم انگل
فیزیولوژی و متابولیسم انگل به مطالعه چگونگی تولید انرژی، کسب و پردازش مواد مغذی، تولید مثل، و حفظ محیط داخلی توسط ارگانیسمهای انگلی در حین زندگی در داخل یا روی میزبان میپردازد. از آنجایی که انگلها اغلب در محیطهایی غنی از مواد مغذی اما کماکسیژن زندگی میکنند، بیوشیمی آنها غالباً با میزبانشان متفاوت است و این تفاوتها هم بقای انگل را توضیح میدهند و هم اهداف دارویی بالقوه را مشخص میکنند.
Definition
فیزیولوژی و متابولیسم انگل شاخهای از انگلشناسی است که به فرآیندهای بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی میپردازد که از طریق آنها ارگانیسمهای انگلی انرژی و مواد مغذی را به دست میآورند، تولید مثل میکنند و محیط داخلی خود را در محیط میزبان تنظیم میکنند.
Scope
این حوزه خواننده را با زیستشناسی عملکردی انگلها آشنا میکند، نه با طبقهبندی آنها یا بیماریهایی که ایجاد میکنند. این بخش سیستمهای فیزیولوژیکی اصلی را که در انگلهای تکیاختهای و کرمها تکرار میشوند، گروهبندی میکند: متابولیسم انرژی، تولید مثل و گامتزایی، و تنظیم اسمزی و یونی. این موارد به عنوان موضوعات مرجع در انگلشناسی و نه به عنوان محتوای مدیریت بالینی مطرح میشوند.
Sub-topics
Core questions
- انگلها چگونه ATP را در محیطهای کماکسیژن که بسیاری از آنها در آن زندگی میکنند، تولید میکنند؟
- مسیرهای متابولیکی انگلها چگونه با میزبانهایشان تفاوت دارند و کدام تفاوتها به عنوان اهداف دارویی قابل بهرهبرداری هستند؟
- انگلها چگونه تولید مثل و تولید مراحل انتقالی را با چرخه زندگی خود هماهنگ میکنند؟
- انگلها چگونه تعادل آب و یون را در محیطهای میزبان با اسمولاریتههای متفاوت تنظیم میکنند؟
Key concepts
- تغذیه وابسته به میزبان
- متابولیسم انرژی هوازی و بیهوازی
- میتوکندریهای بیهوازی (دیسموتیشن مالات)
- متابولیسم خاص مرحله چرخه زندگی
- تولید مثل جنسی و غیرجنسی
- تولید مرحله انتقالی
- تنظیم اسمزی و سیستم دفعی
- واگرایی بیوشیمیایی میزبان-انگل به عنوان یک اصل هدف دارویی
Mechanisms
بسیاری از انگلها در محیطهایی زندگی میکنند که اکسیژن کمیاب و کربوهیدرات فراوان است و متابولیسم آنها بر این اساس سازگار شده است. کرمهای بالغ در روده یا بافتها اغلب به مسیرهای بیهوازی مانند دیسموتیشن مالات در میتوکندریهای تخصصی متکی هستند و کربوهیدرات را به جای اکسیداسیون کامل، به اسیدهای آلی تخمیر میکنند، در حالی که مراحل آزادزی یا مهاجر ممکن است به متابولیسم هوازی بازگردند (Tielens & van Hellemond, 2007; Bryant, 1978). تولید مثل با چرخه زندگی تنظیم میشود: تکیاختههایی مانند پلاسمودیوم بین تکثیر غیرجنسی و تولید مراحل جنسی مورد نیاز برای انتقال تغییر میکنند (Josling & Llinás, 2015)، و کرمها سرمایهگذاری زیادی در تولید تخم یا لارو میکنند. تعادل اسمزی و یونی توسط ساختارهای دفعی اختصاصی، مانند سیستم پروتونفریدی کرمهای پهن، که دفع مواد زائد و داروها را نیز بر عهده دارند، حفظ میشود (Kusel et al., 2009). در تمام این سیستمها، موضوع تکرارشونده این است که بیوشیمی انگل اغلب به اندازهای با میزبان متفاوت است که نقاط مداخله انتخابی را پیشنهاد میکند (Barrett, 1981).
Clinical relevance
ویژگیهای متابولیکی و فیزیولوژیکی انگلها اساس بسیاری از فارماکولوژی ضد انگل را تشکیل میدهند، زیرا مسیرهایی که با میزبان متفاوت هستند، مکانهای کلاسیک برای یافتن اهداف دارویی انتخابی هستند. این حوزه زیستشناسی را در سطح مفهومی توصیف میکند تا درک چگونگی طراحی عوامل ضد انگل را پشتیبانی کند؛ این بخش معیارهای تشخیصی، دوز دارو یا توصیههای درمانی فردی را ارائه نمیدهد.
History
بیوشیمی مقایسهای انگلها در طول قرن بیستم رشد کرد، زیرا محققان دریافتند که کرمها و تکیاختههای انگلی اغلب متابولیسم انرژی را بسیار متفاوت از میزبانهای خود انجام میدهند. بررسیهای برایانت در مورد تنظیم تنفسی در کرمها و سنتز کتاب درسی بارت این حوزه را تثبیت کرد، و کارهای بعدی در مورد میتوکندریهای بیهوازی، متابولیسم انرژی انگل را در یک چارچوب تکاملی قرار داد (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
- چرا متابولیسم انگل به طور جداگانه از متابولیسم میزبان مطالعه میشود؟
- انگلها اغلب در محیطهای کماکسیژن و غنی از مواد مغذی زندگی میکنند و مسیرهای متمایزی، به ویژه برای تولید انرژی، تکامل دادهاند؛ این تفاوتها از نظر بیولوژیکی مهم هستند و اساس مفهومی برای اهداف دارویی انتخابی ضد انگل را تشکیل میدهند.
- این حوزه چه سیستمهای فیزیولوژیکی را پوشش میدهد؟
- این حوزه سیستمهای عملکردی تکرارشونده انگلها را گروهبندی میکند: متابولیسم انرژی، تولید مثل و گامتزایی، و تنظیم اسمزی و یونی، به عنوان موضوعات مرجع در انگلشناسی.