Sinh sản và tạo giao tử ở ký sinh trùng

Sinh sản và tạo giao tử ở ký sinh trùng đề cập đến cách ký sinh trùng nhân lên và hình thành các giai đoạn sinh sản hữu tính để duy trì vòng đời của chúng. Các chiến lược sinh sản bao gồm từ việc sản xuất trứng với số lượng lớn ở giun sán đến sự chuyển đổi có điều hòa giữa nhân lên vô tính và hình thành giao tử hữu tính ở động vật nguyên sinh như Plasmodium, nơi việc sản xuất giao tử là cửa ngõ để lây truyền.

Definition

Sinh sản và tạo giao tử ở ký sinh trùng là nghiên cứu về cách các sinh vật ký sinh nhân lên, dù là vô tính hay hữu tính, và cách chúng biệt hóa giao tử, đặc biệt chú ý đến các giai đoạn lây truyền mà các quá trình này tạo ra.

Scope

Chủ đề này đề cập đến sinh học sinh sản của ký sinh trùng: các phương thức nhân lên vô tính và hữu tính, sự biệt hóa của giao tử (tạo giao tử), và sự gắn kết của sinh sản với sự tiến triển và lây truyền trong vòng đời. Nó được trình bày như một tài liệu tham khảo sinh học trong ký sinh trùng học chứ không phải là nội dung lâm sàng hoặc điều trị.

Core questions

• Ký sinh trùng kết hợp sinh sản vô tính và hữu tính trong một vòng đời duy nhất như thế nào?
• Điều gì kích hoạt một động vật nguyên sinh như Plasmodium chuyển từ nhân lên vô tính sang phát triển hữu tính?
• Sự sản xuất giao tử liên quan đến sự lây truyền tiếp theo như thế nào?
• Tại sao các giai đoạn sinh sản và lây truyền lại là trọng tâm của các chiến lược ngăn chặn lây truyền?

Key concepts

• Nhân lên vô tính (phân liệt, phân đôi)
• Phát triển hữu tính và tạo giao tử
• Cam kết hữu tính và các yếu tố kích hoạt phân tử của nó
• Biệt hóa giao tử đực và cái
• Các giai đoạn lây truyền
• Khả năng sinh sản cao ở giun sán (sản lượng trứng và ấu trùng)
• Các mục tiêu ngăn chặn lây truyền

Mechanisms

Chiến lược sinh sản gắn liền với vòng đời của ký sinh trùng. Ở Plasmodium, các ký sinh trùng giai đoạn máu nhân lên vô tính có thể dành một phần nhỏ con cái của chúng cho sự phát triển hữu tính, biệt hóa thành giao tử đực và cái; sự cam kết này được điều hòa bởi các chương trình phiên mã xác định thời điểm ký sinh trùng đầu tư vào lây truyền thay vì tiếp tục nhân lên (Josling & Llinás, 2015). Các giao tử trưởng thành là những dạng duy nhất có khả năng lây nhiễm cho muỗi truyền bệnh, vì vậy mật độ và khả năng sống sót của chúng chi phối sự lây truyền tiếp theo, đó là lý do tại sao chúng là trung tâm trong tư duy kiểm soát và loại trừ sốt rét (Bousema & Drakeley, 2011). Giun sán tuân theo một logic khác, thường kết hợp một giai đoạn trưởng thành sinh sản có khả năng sinh sản rất cao với các giai đoạn ấu trùng thích nghi để phân tán và lây nhiễm; sự đầu tư sinh tổng hợp lớn này là một phần của sinh hóa rộng hơn của giun ký sinh (Barrett, 1981). Trên khắp các loài, nguyên tắc lặp lại là các giai đoạn sinh sản và tạo giao tử là nút thắt mà sự lây truyền phải vượt qua.

Clinical relevance

Bởi vì các giai đoạn hữu tính và tạo giao tử là những phần của vòng đời thúc đẩy sự lây truyền, chúng là trọng tâm khái niệm của các phương pháp ngăn chặn lây truyền trong ký sinh trùng học. Mục này mô tả sinh học sinh sản ở cấp độ tham khảo; nó không cung cấp ngưỡng chẩn đoán, khuyến nghị thuốc hoặc hướng dẫn điều trị.

Epidemiology

Khả năng lây nhiễm của một quần thể ký sinh trùng sang vật chủ tiếp theo phụ thuộc rất nhiều vào sự phong phú và khả năng sống sót của các giai đoạn lây truyền của nó; đối với bệnh sốt rét, việc mang giao tử trong quần thể người là yếu tố quyết định chính mức độ lây lan của nhiễm trùng, và do đó được theo dõi trong các chương trình kiểm soát và loại trừ (Bousema & Drakeley, 2011).

History

Việc nhận ra rằng ký sinh trùng sốt rét xen kẽ giữa nhân lên vô tính và các giai đoạn hữu tính có từ công trình nền tảng của bệnh sốt rét học thế kỷ XIX và đầu thế kỷ XX, nhưng sự hiểu biết phân tử về cách thức và thời điểm ký sinh trùng cam kết phát triển hữu tính là gần đây, được củng cố trong các đánh giá về sinh học hữu tính của Plasmodium và dịch tễ học giao tử (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

Tất cả các ký sinh trùng đều sinh sản hữu tính phải không?

Nhiều ký sinh trùng kết hợp nhân lên vô tính với một pha hữu tính trong vòng đời của chúng; ví dụ, Plasmodium nhân lên vô tính trong máu nhưng phải hình thành giao tử hữu tính để lây truyền sang muỗi truyền bệnh.

Tại sao giao tử lại quan trọng trong bệnh sốt rét?

Giao tử là dạng Plasmodium duy nhất có khả năng lây nhiễm cho muỗi, vì vậy sự hiện diện và mật độ của chúng ở người quyết định sự lây truyền tiếp theo, khiến chúng trở thành trọng tâm của các chiến lược ngăn chặn lây truyền. Đây là sinh học tham khảo, không phải lời khuyên điều trị.