Fisiologia e Metabolismo de Parasitas
A fisiologia e o metabolismo de parasitas é o estudo de como organismos parasitas geram energia, adquirem e processam nutrientes, se reproduzem e mantêm seu ambiente interno enquanto vivem em ou sobre um hospedeiro. Como os parasitas ocupam nichos que são frequentemente ricos em nutrientes, mas pobres em oxigênio, sua bioquímica frequentemente diverge da de seus hospedeiros, e essas divergências tanto explicam a sobrevivência do parasita quanto definem potenciais alvos para fármacos.
Definition
Fisiologia e metabolismo de parasitas é o ramo da parasitologia que se ocupa dos processos bioquímicos e fisiológicos pelos quais organismos parasitas obtêm energia e nutrientes, se reproduzem e regulam seu meio interno dentro de um ambiente hospedeiro.
Scope
Esta área orienta o leitor para a biologia funcional dos parasitas, em vez de sua taxonomia ou das doenças que causam. Ela agrupa os sistemas fisiológicos centrais que se repetem em parasitas protozoários e helmintos: metabolismo energético, reprodução e gametogênese, e regulação osmótica e iônica. Ela os enquadra como tópicos de referência dentro da parasitologia e não como conteúdo de manejo clínico.
Sub-topics
Core questions
- Como os parasitas geram ATP nos ambientes de baixo oxigênio que muitos deles habitam?
- Como as vias metabólicas dos parasitas diferem das de seus hospedeiros, e quais diferenças são exploráveis como alvos de fármacos?
- Como os parasitas coordenam a reprodução e a produção de estágios de transmissão com seu ciclo de vida?
- Como os parasitas regulam o equilíbrio hídrico e iônico em ambientes hospedeiros de osmolaridade diferente?
Key concepts
- Nutrição dependente do hospedeiro
- Metabolismo energético aeróbio e anaeróbio
- Mitocôndrias anaeróbias (dismutação de malato)
- Metabolismo específico do estágio do ciclo de vida
- Reprodução sexual e assexuada
- Produção de estágios de transmissão
- Osmorregulação e o sistema excretor
- Divergência bioquímica hospedeiro-parasita como princípio para alvos de fármacos
Mechanisms
Muitos parasitas vivem onde o oxigênio é escasso e os carboidratos são abundantes, e seu metabolismo é adaptado de acordo. Helmintos adultos no intestino ou tecidos frequentemente dependem de vias anaeróbias, como a dismutação de malato em mitocôndrias especializadas, fermentando carboidratos em ácidos orgânicos em vez de oxidá-los completamente, enquanto estágios de vida livre ou migratórios podem retornar ao metabolismo aeróbio (Tielens & van Hellemond, 2007; Bryant, 1978). A reprodução é ajustada ao ciclo de vida: protozoários como o Plasmodium alternam entre a replicação assexuada e a produção de estágios sexuais necessários para a transmissão (Josling & Llinás, 2015), e helmintos investem pesadamente na produção de ovos ou larvas. O equilíbrio osmótico e iônico é mantido por estruturas excretoras dedicadas, como o sistema protonefridial de platelmintos, que também lidam com a excreção de resíduos e fármacos (Kusel et al., 2009). Em todos esses sistemas, o tema recorrente é que a bioquímica do parasita frequentemente diverge o suficiente da do hospedeiro para sugerir pontos de intervenção seletiva (Barrett, 1981).
Clinical relevance
As peculiaridades metabólicas e fisiológicas dos parasitas sustentam grande parte da farmacologia antiparasitária, porque as vias que diferem das do hospedeiro são os locais clássicos para procurar alvos de fármacos seletivos. Esta área descreve essa biologia em um nível conceitual para apoiar a compreensão de como os agentes antiparasitários são concebidos; ela não fornece critérios diagnósticos, dosagem de fármacos ou aconselhamento de tratamento individualizado.
History
A bioquímica comparada de parasitas cresceu ao longo do século XX à medida que os investigadores reconheceram que helmintos e protozoários parasitas frequentemente realizam o metabolismo energético de forma muito diferente de seus hospedeiros. As revisões de Bryant sobre a regulação respiratória em helmintos e a síntese de Barrett em livro-texto consolidaram o campo, e trabalhos posteriores sobre mitocôndrias anaeróbias colocaram o metabolismo energético de parasitas em um quadro 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 que o metabolismo do parasita é estudado separadamente do metabolismo do hospedeiro?
- Os parasitas frequentemente habitam nichos com baixo oxigênio e ricos em nutrientes e desenvolveram vias distintas, especialmente para a geração de energia; essas diferenças são biologicamente importantes e são a base conceitual para alvos seletivos de fármacos antiparasitários.
- Quais sistemas fisiológicos esta área abrange?
- Ela agrupa os sistemas funcionais recorrentes dos parasitas: metabolismo energético, reprodução e gametogênese, e regulação osmótica e iônica, como tópicos de referência dentro da parasitologia.