нематоды в биологии что такое
Класс нематоды
Аскарида
Тело аскариды не сегментировано, заострено с обоих концов, покрыто плотной блестящей кутикулой, которая выполняет функцию наружного скелета и служит защитой от механических воздействий, ядов и пищеварительных ферментов. Характерно наличие только одного слоя продольной мускулатуры.
Во время таких массовых миграций личинок возможно воспаление легких. Достигнув глотки, личинка вторично заглатывается человеком и только после этого, попадая в кишечник, превращается в половозрелую особь. Цикл замыкается.
Острица
В кишечнике человека взрослые особи размножаются половым путем. После размножения самец погибает, а самка опускается в прямую кишку. Ночью самка выползает из анального отверстия и распространяет яйца в перианальной области. Вскоре после такой вылазки погибает и самка.
Ришта
При соприкосновении с водой в водоеме пузырь разрывается и тысячи личинок ришты выходят в воду, заражая рачков циклопов. Цикл замыкается. Глядя на картинку ниже, попробуйте своими словами пересказать цикл ришты.
Трихинелла
Проглоченные с мясом личинки трихинеллы в кишечнике человека становятся половозрелыми. В результате полового размножения самки рождают личинок, которые пробуравливают стенку кишечника и попадают в кровь, распространяясь по всему организму. В органах и тканях формируются инкапсулированные личинки.
Чаще всего человек заражается трихинеллезом, употребив в пищу мясо свиньи с инкапсулированными личинками (в т.ч. в виде сала), которое не прошло санитарный контроль. Профилактика заключается в санитарно-просветительской работе среди населения, санитарный контроль сала и мяса свиньи, недопустимости употребления мяса, не прошедшего контроль.
Отдельно отмечу, что личинки трихинеллы крайне устойчивы и могут оставаться жизнеспособными даже при длительной варке мяса.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
НЕМАТО́ДЫ
Том 22. Москва, 2013, стр. 353
Скопировать библиографическую ссылку:
НЕМАТО́ДЫ, круглые черви (Nematoda), тип первичнополостных червей. Более 20 тыс. свободноживущих и паразитич. видов. По числу особей – самые многочисленные из многоклеточных животных планеты. Тело от веретеновидной до нитевидной формы, на поперечном срезе круглое (отсюда второе назв.). Длина 0,05–10 (реже 50) мм; некоторые паразитич. формы достигают в длину 20–40 см и даже более 8 м ( Placentonema gigantissima из плаценты кашалота). Кутикула целиком покрывает тело, имеет сложное послойное строение, обладает избирательной проницаемостью для разл. веществ, осуществляет механич. защиту тела и является частью опорно-двигательной системы. Под кутикулой эпидермис образует продольные утолщения, т. н. хорды; самые широкие из них (боковые) разделяют спинную и брюшную ленты продольной косо исчерченной мускулатуры (кольцевые мышцы отсутствуют). При передвижении попеременно сокращаются спинные и брюшные мышцы, тело изгибается в спинно-брюшной плоскости (змеевидно). Рот находится на переднем конце тела. Мышечная насосная глотка имеет внутр. кутикулярный треугольный просвет. В средней кишке мышечный слой отсутствует, она отделена от соседних отделов кишечника клапанами; задняя кишка покрыта кутикулой. Продольные нервные стволы расположены в толще эпидермиса и связаны окологлоточным нервным кольцом. Органы чувств (сенсиллы с неподвижными рецепторными ресничками) преим. в виде хемо- и механорецепторов, расположенных в три круга на переднем конце тела и вдоль боков. Выделительную функцию выполняют одноклеточные эпидермальные железы и их производные, а также крупные клетки целомоциты, накапливающие и консервирующие продукты метаболизма, и клетки кишечника. Раздельнополые, оплодотворение внутреннее. Половая система самцов представлена одним или двумя семенниками, семяпроводом (открывается в клоаку), двумя копулятивными кутикулярными спикулами, придаточными железами и др. У самок различают яичник, семяприёмник и матку. Гл. обр. яйцекладущие, редко живородящие виды. Развитие прямое, жизненный цикл обычно состоит из четырёх ювенильных (личиночных) и взрослой стадий.
Нематоды
Кру́глые че́рви, или немато́ды (лат. Nematoda, Nematodes ) — тип первичнополостных червей. В настоящее время описано около 80 тысяч видов нематод, однако оценки реального разнообразия, основывающиеся на темпах описания новых видов (в особенности, специализированных паразитов насекомых), предполагают существование около миллиона видов. [1]
Содержание
Особенности строения
Круглые черви обладают развитым кожно-мускульным мешком. Тело покрыто плотной эластичной кутикулой, выделяемой наружным эпителием (гиподермой). По окружности тела гиподерма образует 4 валика, вдающиеся в полость тела, в которых находятся ядра клеток гиподермы. У паразитических форм гиподерма может приобретать синцитиальное строение, то есть клеточных границ в ней нет и она состоит из плазматической массы с включенными в неё ядрами. Под гиподермой находится слой продольных мышц, делящийся валиками гиподермы на 4 тяжа.
Между кожно-мускульным мешком и внутренними органами тела у более или менее крупных форм расположена первичная полость тела — псевдоцель. У мелких морских нематод полость тела фактически отсутствует, а щелевидное пространство между стенкой тела и органами заполнено внеклеточным матриксом.
За исключением некоторых органов чувств нематоды лишены жгутиковых клеток.
Пищеварительная система
Пищеварительная система круглых червей похожа на трубку, сквозная. У нескольких паразитических отрядов кишка преобразована в не имеющую просвета трофосому. Ротовое отверстие терминальное или редко сдвинуто на вентральную или дорсальную сторону. Рот окружен губами и ведет в мускулистую глотку. Глотка имеет трехгранный просвет, расширяющийся при сокращении радиальных мышечных волокон, и используется для засасывания пищи. Она имеет сложное строение и во многих группах хищных и паразитических нематод несет разнообразное вооружение. Глотка открывается в энтодермальную по происхождению среднюю кишку. Пищеварительная система заканчивается задней кишкой, открывающейся у самок анальным отверстием, а у самцов — отверстием клоаки.
Дыхание
Специализированных органов дыхания нет: Дыхание всей поверхностью тела, диффузией.
Выделительная система
Предполагается, что основными органами выделительной системы нематод является одноклеточная (или реже двух- или многоклеточная) шейная железа, или ренетта, и крупные клетки-псевдоцеломоциты. Ренетта обладает объемным телом и имеет выводной проток, открываясь наружу регулируемой порой. Псевдоцеломоциты не имеют протоков — они изолируют и утилизируют продукты обмена. Кроме того, аммиак может высвобождаться из тела нематод путем диффузии через стенку тела.
Нервная система
Половой диморфизм
В подавляющем большинстве нематоды раздельнополы, есть отчетливый внешний половой диморфизм. У самцов задний конец тела загнут на брюшную сторону и имеется сложный копулятивный аппарат. Роль удержания самки во время копуляции играют разнообразные супплементарные органы и (у рабдитидных нематод) бурсы. Спермии вводятся с помощью спикул, выдвигающихся из клоакального отверстия. Внутренние половые органы в исходном варианте парные и имеют трубчатое строение. У самок имеется единичный или двойной набор из яичника, яйцевода и матки; влагалище всегда единственное. У самцов имеются один или два семенника с семяпроводами и непарный семяизвергательный канал. Спермии нематод имеют крайне разнообразное строение, лишены жгутиков и обладают амебоидной (но не актиновой) подвижностью.
Цикл развития
Развитие происходит без метаморфоза. В наиболее общем случае в жизненном цикле присутствуют 4 ювенильные стадии и одна взрослая. Переход между стадиями осуществляется в процессе линек. Поскольку часть линек может происходить в яйцевых оболочках, число свободных стадий может быть уменьшено. У рабдитидных нематод распространена т. н. Дауэр-стадия — видоизмененная третья ювенильная стадия, играющая расселительную роль и переживающая неблагоприятные условия среды.
Таксономия и систематика
Тип включает два класса и 17 отрядов:
Модельные организмы: нематода
Герой мая: Caenorhabditis elegans
Автор
Редакторы
Наконец-то мы добрались в нашем бестиарии до модельного организма, который движется и заметен невооруженным взглядом! Миллиметровая нематода Caenorhabditis elegans — настоящий подарок ученым от природы: неприхотлива, прозрачна и движет прогресс как в фундаментальных, так и в новейших и моднейших областях биологии. Она влюбила в себя многих известных исследователей, и мы надеемся, что она приглянется и нашему читателю!
Двенадцать модельных организмов
Привет! Меня зовут Сергей Мошковский. Дорогая редакция «Биомолекулы», выпустив настенный календарь о модельных организмах на 2020 год, заказала было мне лонгрид, который должен был, как суровый конвой, сопровождать календарь на сайте. Минутная слабость — сколько их было в жизни! — и я уже соглашаюсь. Но как писать? Ведь о каждой модельной скотинке, нарисованной на календаре, — как и о нескольких десятках не поместившихся туда, — написаны тома научной и даже популярной литературы. Придется писать не по-журналистски, из головы — как бы не вышло чего-то вроде поэмы «Москва — Петушки», где вместо станций — модельные организмы. Я и еще несколько авторов представляем вам на суд собранье пестрых глав — они будут выходить в течение всего 2020 года. Читатель, прости! Ты знаешь, кого за это винить!
Элегантный стержень — Прозрачное окно в биологию — Гены-регуляторы — 959 клеток и ни одной больше — Коннектом — Good night sweet prince — Биологический дозиметр
Нематода Caenorhabditis elegans — это миниатюрный и совершенно прозрачный червь (рис. 1), но она совсем не похожа, скажем, на дождевых червей, выбирающихся на поверхность земли во время дождя. В отличие от дождевого червя, нематода относится к типу круглых червей и устроена гораздо проще, а ее размер составляет всего миллиметр. C. elegans совершенно безобидна: она не патогенна и не заразна, не паразитирует на людях. Живет себе тихонечко на разлагающейся органике и питается микроорганизмами. Нематоды C. elegans представлены в двух комплектациях: гермафродиты и самцы. Они имеют уникальный дизайн: если сильно упрощать, то нематода состоит лишь из кишечника и репродуктивных органов — ничего лишнего!
Рисунок 1. Нематода C. elegans совершенно прозрачна: ее внутренности можно рассматривать под микроскопом без специальных манипуляций
Исследователю Эмилю Маупасу, который впервые обнаружил нематоду в 1897 году [1], она напомнила элегантный прут или стержень, вот он и назвал ее Rhabditides elegans (от греческого rhabditis (стержнеподобный) и латинского elegans (элегантный)). Уже позже ее переименовали в Caenorhabditis elegans.
Модельным организмом C. elegans стала сравнительно недавно: ею заинтересовался молекулярный биолог Сидней Бреннер. В 1960-х годах Бреннер сделал большой вклад в изучение молекулярной биологии генетического кода, а потом переключился на биологию развития, в том числе развития нервной системы. Нематода приглянулась ему, потому что ее просто выращивать в больших количествах (на чашке Петри, заселенной бактериями; см. видео 1) и легко производить с ней генетические манипуляции. C. elegans живет 2–3 недели, а воспроизводится всего за 3–4 дня! Позже, в 2002 году, Бреннер разделил Нобелевскую премию с Робертом Хорвицем и Джоном Салстоном за исследования генетической регуляции развития органов и апоптоза, проведенные на нематоде, и назвал свою Нобелевскую лекцию «Подарок науке от природы» (Nature’s gift to science).
Видео 1. Эмбриональное развитие C. elegans на протяжении 12 часов, полученное с помощью интерференционно-контрастной микроскопии
Рисунок 2. Кстати, взрослых особей C. elegans можно заморозить и хранить при температуре −80 °C годами! После размораживания они в полном порядке.
Кроме того, самооплодотворяющиеся гермафродиты C. elegans — настоящий подарок для генетиков [8]. Во-первых, это облегчает содержание и разведение нематод, так как одна особь может дать начало целой популяции. Во-вторых — вытесняет гетерозиготность и делает популяцию изогенной, то есть очень схожей по генетическим признакам, что облегчает генетический анализ. В-третьих, самооплодотворение у нематод подчиняется менделевскому закону расщепления признаков, а это гарантирует, что у предка, гетерозиготного по определенному рецессивному признаку, четверть потомства будет гомозиготным по мутантному аллелю, что позволяет изучать гены, связанные с аутосомно-рецессивными заболеваниями. При этом на ранних стадиях работы с нематодами особей с желаемыми мутациями обнаруживали в основном по фенотипу, то есть по тому, как менялся вид или поведение червяка после внесения интересующей исследователя мутации. Сейчас для этого используются различные маркеры (в основном флуоресцентные [9]), позволяющие пометить особей, несущих интересующие признаки. Флуоресценцию легко обнаружить, так как тело C. elegans совсем прозрачное, и для этого ученые уже вовсю используют специальные «сортеры нематод» (надо полагать, превзошедшие собой сортеры клеток [10]): приборы, которые автоматически детектируют флуоресценцию и сортируют нематод по разным пробиркам (рис. 3).
Рисунок 3. Широкомасштабный скрининг нематод с использованием автоматизированного сортинга. Целую популяцию, происходящую от одного родителя (нематоды-гермафродита), подвергают тепловому шоку, а спустя 18 часов автоматически сортируют в проточном флуориметре по уровню флуоресценции выбранного белка.
С начала спецпроекта «Биомолекулы» о модельных организмах мы уже познакомили читателей с фагом лямбда [11], кишечной палочкой [12], грибами [13] и растением Arabidopsis thaliana [14] — ни у одного из них не было обнаружено (и можно сказать, что уже и не будет) нервной системы. Нематода C. elegans — самый «простой» модельный организм, обладающий нервной системой. Гидры, например, тоже ею обладают, но им не повезло стать настолько классическим модельным организмом, хотя ученые изучают и их [15]. Более того, нервная система гидры диффузная — то есть нейроны равномерно раскиданы по телу, а у C. elegans уже имеется центральное скопление нейронов — окологлоточное нервное кольцо, которое можно считать очень примитивным зачатком мозга. Согласно подсчетам клеток нематоды, у взрослой особи C. elegans 302 нейрона. Такое небольшое их количество прельщало исследователей с самого начала. Первая попытка реконструировать коннектóм — карту всех соединений нейронов организма — с использованием снимков с электронного микроскопа была предпринята под руководством Сиднея Бреннера еще в 1975 году [16], но тогда он сосредоточился только на 58 нейронах в голове нематоды. В 1986 году его группа опубликовала почти полную карту связей 302 нейронов C. elegans, которая включала в себя более 7000 синапсов (рис. 4а и видео 2) [17]. В 2011 году уже другая группа ученых опубликовала еще более детальную версию коннектома нематоды (рис. 4б) [18] и предложила более удобные способы анализа и визуализации таких данных [19]. До недавнего времени C. elegans оставалась единственным организмом, способным похвастаться своим коннектомом, но в 2018 году был реконструирован полный коннектом плодовой мушки дрозофилы [20], состоящий из более чем 100 000 нейронов. О дрозофиле как модельном организме мы расскажем в июле.
Рисунок 4а. Коннектом нематоды тогда и сейчас. Мотонейроны, находящиеся в окологлоточном нервном кольце, и соединения между ними. Из-за ограниченных способностей визуализации 1986 года коннектом приходилось изображать по кусочкам.
Рисунок 4б. Коннектом нематоды тогда и сейчас. Версия коннектома 2011 года: граф, состоящий из 302 нейронов и отображающий все связи между ними. Красные точки — сенсорные нейроны, синие — интернейроны, зеленые — моторные нейроны.
Видео 2. Трехмерная реконструкция нервной системы C. elegans, полученная в Virtual Worm Project
Другим ключевым открытием, которым мы обязаны C. elegans, является механизм РНК-интерференции [3], которая позволяет «заглушить» экспрессию определенного гена с помощью двухцепочечного фрагмента РНК, одна из цепей которого комплементарна гену. Здесь снова на руку ученым сыграла простота обращения с нематодой — достаточно скормить ей бактерий, синтезирующих необходимую РНК-заглушку, и фрагмент двухцепочечной РНК распространяется по всему организму C. elegans, заглушая ген во всех клетках! За это открытие Эндрю Файер и Крэйг Мэлло удостоились Нобелевской премии в 2006 году. А сам механизм в наши дни, более чем десятилетие спустя, наконец-то ложится в основу новейших лекарственных препаратов [21], [22].
Количество областей, в которых C. elegans играет роль модельного организма сегодня, трудно обозреть. Нематоду назвали простейшим организмом, у которого был обнаружен сон, и даже нашли единственный нейрон, индуцирующий состояние, подобное сну [23]: если этот нейрон активировать при помощи оптогенетики [24], нематода засыпает. После обнаружения гена, мутация которого продлевает срок жизни C. elegans вдвое [25], на них вовсю начали исследовать процессы, связанные со старением и длительностью жизни. Еще одна группа обнаружила, что нематоды тоже могут становиться зависимыми от никотина [26]: они демонстрируют такие же поведенческие реакции, как и курильщики, а значит, на них можно исследовать генетические механизмы никотиновой зависимости [27]. А NASA использовало C. elegans для изучения мышечной адаптации и влияния радиации на клетки в космосе, а также предложило использовать специальный штамм нематоды в качестве «биологического дозиметра», способного отслеживать уровень влияния радиации и скорость накопления вызванных ею мутаций.
Читатель, не презирай нематоду! Она по-своему красива и изящна (рис. 5). Теперь ты знаком с ее достоинствами и наверняка ожидаешь встречи со следующими модельными организмами — моллюсками — через месяц.
Рисунок 5. Нематода C. elegans — герой календаря «Биомолекулы». Этот календарь мы сделали в 2019 году и даже провели на него весьма успешный краудфандинг. У тех, кто успел приобрести календарь, арабидопсис уже зеленеет на стенке, ну а с прочими мы делимся хайрезом этого листа — скачивайте, печатайте и вешайте над столом! Ну а кто всё же хочет приобрести бумажный экземпляр — приглашаем в интернет-магазин «Планеты.ру»!
Нематоды у человека — что это?
Нематоды относятся к тем паразитам, которые очень часто вызывают заболевания. Группа наибольшего риска — это, прежде всего, дети. Трудно убедиться, что они не кладут грязные руки себе в рот, не едят ничего поднятого с пола или травы, и не облизывают предметы. Паразитарные заболевания, однако, относятся не только к детям — взрослые также заболевают очень часто. Как возникает инфекция, каковы ее симптомы и как следует защищаться?
Нематоды у человека — что это?
Нематоды относятся к круглым червям, обитающим преимущественно в водной среде. Подавляющее большинство из них паразиты, которые нападают на животных и растения. Заражение ими, к сожалению, очень легко и может происходить почти везде. Идеальными условиями для получения паразита в вашем теле является неадекватный уровень гигиены. В группу нематод входят паразиты, такие как острицы. Они являются одним из наиболее распространенных паразитов, чаще всего встречающихся у детей. Хотя острицы относительно легко поддаются лечению.
Как выглядят нематоды?
Нематоды включают в себя несколько видов паразитов, и их общей особенностью является их структура. Нематоды состоят из удлиненного тела, которое состоит из кутикулы и представляет собой слой эпителия, а также мышечный слой. Нематоды имеют корпус, построенный по принципу гидравлического скелета, и поэтому состоят из жидкости, которой заполнена полость тела и оказывает поддержку мышцам и желудочно-кишечному тракту. Интересно, что нематоды не имеют дыхательной системы, а вся поверхность тела участвует в газообмене. Паразиты острицы относительно крупные — они достигают длины от 3 мм до даже одного сантиметра. Самки крупнее самцов. Человеческий круглый червь достигает в длину до 40 см — самцы на несколько дюймов короче самок.
Самые распространенные виды нематодов (глистов)
Заражение паразитическими нематодами обычно происходит из-за отсутствия надлежащей гигиены. Если вы, перед употреблением тщательно не мойте фрукты или овощи, или съели много мяса, риск заражения любым из паразитов является значительным.
Наиболее распространенными являются острицы — это гнезда паразитов в толстой кишке, часто также в слепой кишке. Самцы умирают после оплодотворения самок, и они убегают вне человеческого тела, чтобы отложить яйца. Это движение вызывает симптомы в виде зуда вокруг заднего прохода. Одного зараженного человека достаточно, чтобы быстро заболеть всей семьей. Но наличие остриц не представляет прямой угрозы для здоровья. Но если пренебречь лечением, последствия могут привести к расстройствам.
Круглый червь — этот паразит обитает в тонкой кишке человека. Он кусает свои стенки и выходит из кишечника, продвигаясь в кровоток, а оттуда в альвеолы, где он линяет. Затем он попадает в гортань через бронхи и трахею, вызывая кашель. Личинки круглого червя человека выходят из организма через фекалии и способны заражать до нескольких лет.
Трихинелла является наиболее опасным сортом среди паразитов нематод человека. Трихинеллеза может быть даже смертельным для человека. Спиральные волосы мелкие — от 1,4 мм (у самца) до 4 мм (у самок). Можно заразиться при употреблении мяса, на котором живут личинки трихинеллы. Попав в желудок, они выходят из ареолы и мигрируют в тонкую кишку, где могут размножаться через 2 дня. Оттуда они попадают в кровоток, а затем в поперечно-полосатые мышцы, где они могут жить в течение нескольких десятилетий.
Нематоды — симптомы у человека
Симптомы, которые дают нематоды, зависят от того, какой именно паразит находится в организме. Острицы являются наиболее распространенными, вызывая сильный зуд в анальной области, увеличивая их интенсивность по вечерам и ночью. Это сопровождается проблемами с концентрацией и раздражительностью, слабостью и потерей веса. Чистотел, вызванный человеческими круглыми червями, может быть абсолютно бессимптомным. Тем не менее, он часто проявляется через общую слабость, гиперактивность, отек лица, головокружение и аллергические реакции. В свою очередь, наиболее опасный трихинеллез предупреждает о высокой температуре, проблемах с пищеварением: боли в животе и диарея, а также мышечные боли и отеки лица.
Лечение
Лечение паразитов осуществляется двумя способами — путем включения соответствующих фармакологических средств и соблюдения гигиены всеми в зараженной среде. Постельное белье, полотенца и нижнее белье следует кипятить, а также посуду — однако лучше всего избегать использования обычной посуды и столовых приборов на время лечения.
Эти монстры живут в нас! Внимание! Чрезвычайно отвратительно!