การจำแนกประเภทและโครงสร้างของโปรโตซัว

โปรโตซัวเป็นปรสิตเซลล์เดียวที่เป็นยูคาริโอตซึ่งอยู่ในสาขาที่แตกต่างกันหลายสาขาของแผนภูมิต้นไม้แห่งชีวิต แม้ว่าจะถูกสอนรวมกันเป็นกลุ่มเดียวก็ตาม ในปรสิตวิทยาทางคลินิก โปรโตซัวถูกจัดกลุ่มตามออร์แกเนลล์ที่ใช้ในการเคลื่อนที่และการสืบพันธุ์ ได้แก่ แฟลเจลเลต (flagellates), อะมีบา (amoebae), ซิลิเอต (ciliates) และอะพิคอมเพล็กซา (apicomplexans) ที่สร้างสปอร์ ในขณะที่การจัดระบบสมัยใหม่ได้กระจายรูปแบบเหล่านี้ไปทั่วกลุ่มใหญ่ของยูคาริโอต

Definition

โปรโตซัวที่เป็นปรสิตเป็นยูคาริโอตเซลล์เดียวที่อาศัยอยู่ในหรือบนโฮสต์ ในปรสิตวิทยาทางคลินิก พวกมันถูกจัดกลุ่มตามรูปแบบการเคลื่อนที่และการสืบพันธุ์ออกเป็นแฟลเจลเลต, อะมีบา, ซิลิเอต และอะพิคอมเพล็กซา ซึ่งเป็นแผนการที่ปัจจุบันถูกตีความเทียบกับการจำแนกประเภทระดับโมเลกุลของยูคาริโอต

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงวิธีการจัดกลุ่มโปรโตซัวที่เป็นปรสิต (ตามประเพณีโดยการเคลื่อนที่และการสืบพันธุ์, อย่างเป็นทางการโดยสายวิวัฒนาการระดับโมเลกุล), โครงสร้างเซลล์ที่กำหนดและแยกแยะพวกมัน, และระยะของวงจรชีวิต เช่น โทรโฟซอยต์ (trophozoites) และซีสต์ (cysts) ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญทั้งในการระบุและการศึกษาชีววิทยา นี่คือการอ้างอิงและการศึกษาเกี่ยวกับโครงสร้างและการจำแนกประเภท ไม่ใช่คู่มือการวินิจฉัยหรือการรักษา

Core questions

• โปรโตซัวที่เป็นปรสิตถูกจัดกลุ่มตามประเพณีอย่างไร และสายวิวัฒนาการระดับโมเลกุลจัดระเบียบกลุ่มเหล่านั้นใหม่ได้อย่างไร?
• โครงสร้างเซลล์ใดบ้าง – แฟลเจลลา, เท้าเทียม, ซิเลีย, โครงสร้างเชิงซ้อนที่ปลายยอด – ที่แยกแยะกลุ่มโปรโตซัวหลัก?
• ระยะของวงจรชีวิต เช่น โทรโฟซอยต์และซีสต์ เกี่ยวข้องกับการแพร่เชื้อและการระบุได้อย่างไร?
• เหตุใดปรสิตเซลล์เดียวที่ถูกสอนรวมกันจึงอยู่ในสายเลือดของยูคาริโอตที่ห่างไกลกันหลายสาย?

Key concepts

• แฟลเจลเลต, อะมีบา, ซิลิเอต และอะพิคอมเพล็กซา
• ระยะโทรโฟซอยต์และซีสต์
• ออร์แกเนลล์สำหรับการเคลื่อนที่ (แฟลเจลลา, เท้าเทียม, ซิเลีย)
• โครงสร้างเชิงซ้อนที่ปลายยอดของ Apicomplexa
• กลุ่มใหญ่ของยูคาริโอต
• การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศและอาศัยเพศในโปรโตซัว
• การจำแนกประเภทตามสัณฐานวิทยาเทียบกับการจำแนกประเภทระดับโมเลกุล

Mechanisms

การจำแนกประเภทแบบดั้งเดิมจัดเรียงโปรโตซัวที่เป็นปรสิตตามวิธีการเคลื่อนที่และการสืบพันธุ์: แฟลเจลเลตมีแฟลเจลลาคล้ายแส้, อะมีบาเคลื่อนที่ด้วยเท้าเทียม (pseudopodia), ซิลิเอตถูกปกคลุมด้วยซิเลีย (cilia), และอะพิคอมเพล็กซามีโครงสร้างเชิงซ้อนที่ปลายยอด (apical complex) ที่โดดเด่นซึ่งใช้ในการเข้าสู่เซลล์โฮสต์ โปรโตซัวหลายชนิดสลับระหว่างระยะโทรโฟซอยต์ที่กระตือรือร้น กินอาหาร และแบ่งตัว กับระยะซีสต์ที่ทนทานซึ่งอยู่รอดได้นอกโฮสต์และเป็นสื่อกลางในการแพร่เชื้อ สายวิวัฒนาการระดับโมเลกุลแสดงให้เห็นว่ากลุ่มทางสัณฐานวิทยาเหล่านี้กระจายอยู่ทั่วกลุ่มใหญ่ของยูคาริโอตหลายกลุ่มในการจำแนกประเภทที่เป็นที่ยอมรับ ดังนั้นหมวดหมู่ที่อิงตามโครงสร้างจึงเป็นเพียงป้ายกำกับที่ใช้ได้จริงมากกว่าที่จะเป็นสายเลือดธรรมชาติเดียว

Clinical relevance

การจดจำโครงสร้างและระยะของโปรโตซัวเป็นพื้นฐานของการระบุด้วยกล้องจุลทรรศน์และการจัดระเบียบปรสิตวิทยาของโปรโตซัว และโปรโตซัวหลายชนิดเป็นสาเหตุของโรคสำคัญในมนุษย์ หัวข้อนี้อธิบายชีววิทยาของเซลล์และการจัดกลุ่มของโปรโตซัว; ไม่ได้ให้ขั้นตอนวิธีในการวินิจฉัยหรือการรักษา ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของหัวข้อเกี่ยวกับโรคทางคลินิกในส่วนอื่น ๆ ของแอตลาส

Evidence & guidelines

การจัดกลุ่มโครงสร้างของโปรโตซัวได้ถูกกำหนดไว้ในเอกสารอ้างอิงปรสิตวิทยาเพื่อการวินิจฉัย ในขณะที่การจัดวางตำแหน่งของพวกมันในแผนภูมิต้นไม้ของยูคาริโอตเป็นไปตามการจำแนกประเภทที่เป็นที่ยอมรับของ Adl และคณะ (2012, 2019) ซึ่งได้รับการปรับปรุงเป็นระยะโดยชุมชนนักโปรติสต์วิทยา

History

โปรโตซัวถูกนิยามมานานว่าเป็นสัตว์เซลล์เดียวและถูกจัดกลุ่มตามการเคลื่อนที่ ซึ่งเป็นแผนการที่ใช้ในการวินิจฉัยด้วยกล้องจุลทรรศน์มานานกว่าศตวรรษ เมื่อข้อมูลโครงสร้างระดับละเอียดและข้อมูลโมเลกุลสะสมมากขึ้น อาณาจักรโปรโตซัวเดิมก็ถูกรื้อถอนและสมาชิกของมันถูกจัดสรรใหม่ในกลุ่มใหญ่ของยูคาริโอต การจำแนกประเภทของยูคาริโอตที่แก้ไขในปี 2012 และ 2019 ได้ทำให้การจัดระเบียบนี้เป็นทางการ โดยยังคงการจัดกลุ่มทางคลินิกไว้สำหรับการสอนในขณะที่ชี้แจงว่าพวกมันไม่ใช่หน่วยวิวัฒนาการตามธรรมชาติ

Debates

กลุ่มโปรโตซัวทางสัณฐานวิทยาเป็นกลุ่มตามธรรมชาติหรือไม่?

แฟลเจลเลต, อะมีบา, ซิลิเอต และอะพิคอมเพล็กซาเป็นหมวดหมู่ที่สะดวกสำหรับการสอน แต่ข้อมูลระดับโมเลกุลจัดวางพวกมันไว้ในสายเลือดของยูคาริโอตที่ห่างไกลกัน ดังนั้นกลุ่มโครงสร้างแบบดั้งเดิมจึงไม่ใช่กลุ่มโมโนฟิเลติก (monophyletic) และถูกเก็บรักษาไว้ส่วนใหญ่เพื่อการระบุในทางปฏิบัติ

Key figures

• Sina Adl
• Alastair Simpson
• Lynne Garcia

Seminal works

• adl-2019
• adl-2012

Frequently asked questions

โปรโตซัวที่เป็นปรสิตถูกจำแนกอย่างไร?

ในปรสิตวิทยาทางคลินิก พวกมันถูกจัดกลุ่มตามวิธีการเคลื่อนที่และการสืบพันธุ์ – ออกเป็นแฟลเจลเลต, อะมีบา, ซิลิเอต และอะพิคอมเพล็กซาที่สร้างสปอร์ อย่างไรก็ตาม สายวิวัฒนาการระดับโมเลกุลจัดวางรูปแบบเหล่านี้ไว้ในสาขาที่แตกต่างกันหลายสาขาของแผนภูมิต้นไม้ของยูคาริโอต

ความแตกต่างระหว่างโทรโฟซอยต์กับซีสต์คืออะไร?

โทรโฟซอยต์เป็นระยะที่กระตือรือร้น กินอาหาร และแบ่งตัว ในขณะที่ซีสต์เป็นระยะที่ทนทานและพักตัว ซึ่งสามารถอยู่รอดได้นอกโฮสต์และมักจะเป็นสื่อกลางในการแพร่เชื้อ