การสืบพันธุ์ของปรสิตและการสร้างเซลล์สืบพันธุ์

การสืบพันธุ์ของปรสิตและการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ครอบคลุมถึงวิธีการที่ปรสิตเพิ่มจำนวนและสร้างระยะสืบพันธุ์เพื่อดำรงวงจรชีวิตของพวกมัน กลยุทธ์การสืบพันธุ์มีตั้งแต่การผลิตไข่จำนวนมากของหนอนพยาธิ ไปจนถึงการสลับระหว่างการจำลองแบบไม่อาศัยเพศและการสร้างเซลล์สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศในโปรโตซัว เช่น พลาสโมเดียม ซึ่งการผลิตเซลล์สืบพันธุ์เป็นประตูสู่การแพร่เชื้อ

Definition

การสืบพันธุ์ของปรสิตและการสร้างเซลล์สืบพันธุ์คือการศึกษาว่าสิ่งมีชีวิตปรสิตเพิ่มจำนวนได้อย่างไร ไม่ว่าจะโดยไม่อาศัยเพศหรืออาศัยเพศ และพวกมันแยกเซลล์สืบพันธุ์ได้อย่างไร โดยให้ความสนใจเป็นพิเศษกับระยะการแพร่เชื้อที่กระบวนการเหล่านี้สร้างขึ้น

Scope

หัวข้อนี้กล่าวถึงชีววิทยาการสืบพันธุ์ของปรสิต: รูปแบบการเพิ่มจำนวนแบบไม่อาศัยเพศและอาศัยเพศ การแยกเซลล์สืบพันธุ์ (gametogenesis) และการเชื่อมโยงการสืบพันธุ์เข้ากับการดำเนินไปของวงจรชีวิตและการแพร่เชื้อ โดยจัดทำขึ้นเพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิงทางชีววิทยาในสาขาปรสิตวิทยา ไม่ใช่เนื้อหาทางคลินิกหรือการรักษา

Core questions

• ปรสิตรวมการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศและอาศัยเพศเข้าด้วยกันในวงจรชีวิตเดียวได้อย่างไร?
• อะไรเป็นตัวกระตุ้นให้โปรโตซัวเช่นพลาสโมเดียมเปลี่ยนจากการจำลองแบบไม่อาศัยเพศไปสู่การพัฒนาทางเพศ?
• การผลิตเซลล์สืบพันธุ์หรือเซลล์สืบพันธุ์เกี่ยวข้องกับการแพร่เชื้อต่อไปอย่างไร?
• เหตุใดระยะการสืบพันธุ์และการแพร่เชื้อจึงเป็นจุดเน้นของกลยุทธ์การยับยั้งการแพร่เชื้อ?

Key concepts

• การเพิ่มจำนวนแบบไม่อาศัยเพศ (schizogony, fission)
• การพัฒนาทางเพศและการสร้างเซลล์สืบพันธุ์
• การกำหนดทางเพศและตัวกระตุ้นระดับโมเลกุล
• การแยกเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้และเพศเมีย
• ระยะการแพร่เชื้อ
• ความอุดมสมบูรณ์สูงในหนอนพยาธิ (การผลิตไข่และตัวอ่อน)
• เป้าหมายการยับยั้งการแพร่เชื้อ

Mechanisms

กลยุทธ์การสืบพันธุ์มีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับวงจรชีวิตของปรสิต ในพลาสโมเดียม ปรสิตระยะในเลือดที่จำลองแบบไม่อาศัยเพศสามารถแบ่งลูกหลานส่วนหนึ่งไปสู่การพัฒนาทางเพศ โดยแยกเป็นเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้และเพศเมีย การกำหนดนี้ถูกควบคุมโดยโปรแกรมการถอดรหัสที่กำหนดไว้ ซึ่งระบุว่าเมื่อใดที่ปรสิตจะลงทุนในการแพร่เชื้อแทนที่จะเพิ่มจำนวนต่อไป (Josling & Llinás, 2015) เซลล์สืบพันธุ์ที่เจริญเต็มที่เท่านั้นที่เป็นรูปแบบที่สามารถติดเชื้อไปยังพาหะยุงได้ ดังนั้นความหนาแน่นและความมีชีวิตของพวกมันจึงควบคุมการแพร่เชื้อต่อไป ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกมันจึงมีความสำคัญต่อแนวคิดในการควบคุมและกำจัดมาลาเรีย (Bousema & Drakeley, 2011) หนอนพยาธิตามตรรกะที่แตกต่างกัน โดยมักจะรวมระยะตัวเต็มวัยที่สืบพันธุ์ได้ซึ่งมีความอุดมสมบูรณ์สูงมากเข้ากับระยะตัวอ่อนที่ปรับตัวเพื่อการกระจายและการติดเชื้อ การลงทุนทางชีวสังเคราะห์จำนวนมากนี้เป็นส่วนหนึ่งของชีวเคมีที่กว้างขึ้นของหนอนพยาธิ (Barrett, 1981) ในทุกอนุกรมวิธาน หลักการที่เกิดขึ้นซ้ำคือระยะการสืบพันธุ์และการสร้างเซลล์สืบพันธุ์เป็นคอขวดที่การแพร่เชื้อจะต้องผ่านไป

Clinical relevance

เนื่องจากระยะสืบพันธุ์และการสร้างเซลล์สืบพันธุ์เป็นส่วนหนึ่งของวงจรชีวิตที่ขับเคลื่อนการแพร่เชื้อ จึงเป็นจุดเน้นเชิงแนวคิดของแนวทางการยับยั้งการแพร่เชื้อในปรสิตวิทยา ข้อมูลนี้อธิบายชีววิทยาการสืบพันธุ์ในระดับอ้างอิง ไม่ได้ให้เกณฑ์การวินิจฉัย คำแนะนำยา หรือแนวทางการรักษา

Epidemiology

ความสามารถในการติดเชื้อของประชากรปรสิตไปยังโฮสต์ถัดไปขึ้นอยู่กับความอุดมสมบูรณ์และความมีชีวิตของระยะการแพร่เชื้ออย่างมาก สำหรับมาลาเรีย การมีเซลล์สืบพันธุ์ในประชากรมนุษย์เป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดว่าการติดเชื้อแพร่กระจายได้ง่ายเพียงใด และดังนั้นจึงมีการติดตามในโครงการควบคุมและกำจัด (Bousema & Drakeley, 2011)

History

การรับรู้ว่าปรสิตมาลาเรียสลับระหว่างการจำลองแบบไม่อาศัยเพศและระยะสืบพันธุ์มีมาตั้งแต่ผลงานพื้นฐานของมาลาเรียวิทยาในศตวรรษที่สิบเก้าและต้นศตวรรษที่ยี่สิบ แต่ความเข้าใจระดับโมเลกุลว่าปรสิตกำหนดการพัฒนาทางเพศอย่างไรและเมื่อใดนั้นเป็นเรื่องใหม่ ซึ่งได้รับการรวบรวมในบทวิจารณ์ชีววิทยาทางเพศของพลาสโมเดียมและระบาดวิทยาของเซลล์สืบพันธุ์ (Josling & Llinás, 2015; Bousema & Drakeley, 2011)

Key figures

• Gabrielle Josling
• Manuel Llinás
• Teun Bousema
• Chris Drakeley

Seminal works

• josling-llinas-2015
• bousema-2011

Frequently asked questions

ปรสิตทุกชนิดสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศหรือไม่?

ปรสิตหลายชนิดรวมการเพิ่มจำนวนแบบไม่อาศัยเพศเข้ากับระยะทางเพศภายในวงจรชีวิตของพวกมัน ตัวอย่างเช่น พลาสโมเดียมจำลองแบบไม่อาศัยเพศในเลือด แต่ต้องสร้างเซลล์สืบพันธุ์ทางเพศเพื่อส่งต่อไปยังพาหะยุง

เหตุใดเซลล์สืบพันธุ์จึงมีความสำคัญในมาลาเรีย?

เซลล์สืบพันธุ์เป็นรูปแบบเดียวของพลาสโมเดียมที่สามารถติดเชื้อไปยังยุงได้ ดังนั้นการมีอยู่และความหนาแน่นของพวกมันในคนจึงกำหนดการแพร่เชื้อต่อไป ทำให้พวกมันเป็นจุดเน้นของกลยุทธ์การยับยั้งการแพร่เชื้อ นี่คือชีววิทยาอ้างอิง ไม่ใช่คำแนะนำในการรักษา