Introducción a la Protozoología

Unidad 2. Microorganismos eucariotas:

Generalidades de Eucarya: Incluye organismos con células eucariotas y comprende los reinos:

- Protista
- Fungi
- Animalia
- Plantae

Estructura celular:

Las células eucariotas son más grandes y tienen una estructura más compleja que las células procariotas y una diferencia fundamental es que poseen un núcleo delimitado por una membrana nuclear (núcleo verdadero). En el núcleo el ADN se organiza en cromosomas. Para el proceso de división celular se lleva a cabo la mitosis, que es un proceso complejo y muy regulado. De la división de una célula se producen dos células idénticas y cada una de ellas recibe un núcleo con igual dotación cromosómica.

Las células eucariotas además poseen organelas internas recubiertas de membrana. Las organelas son estructuras intracelulares que tienen una función específica en la célula.

La compartimentación del interior de la célula eucariota en estas organelas, hace posible que se den diversas funciones químicas y fisiológicas por separado pero simultáneamente, bajo un control independiente.

Definición de protozoario:

Un protozoario puede ser definido como un protista usualmente móvil, unicelular y eucariota, que carecen de pared celular. Se alimentan por ingestión de otros organismos y moléculas orgánicas ya sea por fagocitosis o algunos poseen una estructura que asemeja una boca.

Distribución:

Los protozoarios pueden habitar una gran variedad de hábitats húmedos. La humedad es absolutamente necesaria para su existencia debido a que son susceptibles a la desecación. La mayoría de los protozoarios son de vida libre, los cuales habitan el agua dulce o los ambientes marinos. Los protozoos terrestres pueden estar en la materia orgánica, suelo y hasta inclusive en la arena, algunos son parásitos de plantas, animales y humanos.

Importancia:

Tienen un papel muy significante:

- Conforman una gran cantidad del plankton por lo que forman parte de la cadena alimenticia de los ambientes acuáticos.
- Utiles para estudios bioquímicos y moleculares (muchas de sus vías metabólicas están presentes en todas las células eucariotas).
- Causan importantes enfermedades en el ser humano y animales (parasitemias, disentería, enfermedad de chagas, toxoplasmosis, malaria)

Morfología:

Debido a que son organismos eucariotas, se tiende a pensar que su morfología y fisiología son iguales a las células de organismos multicelulares. Sin embargo, debido a su estilo de vida, existen algunos cambios morfológicos y fisiológicos que son características únicas de este grupo.

En algunas especies, el citoplasma que se encuentra inmediatamente después de la membrana plasmática es semisólido o gelatinoso, es denominado ectoplasma y le da cierta rigidez al cuerpo celular. La base de los flagelos o cilios y sus estructuras fibrilares asociadas se encuentran embebidas en el ectoplasma.

La membrana plasmática y las estructuras que se encuentran por debajo de esta, constituyen la película.

Dentro del ectoplasma existe un área demonizada endoplasma que es más fluida y es donde se encuentran las organelas.

Algunos protozoarios tienen un solo núcleo, otros tienen dos o más núcleos idénticos. Hay también organismos que tienen dos tipos de núcleos diferentes:

- Macronúcleo: función vegetativa, cuando está presente se asocia a procesos de regeneración.

- Micronúcleo: es diploide, y tiene dos funciones: recombinación genética durante la reproducción y regeneración del macronúcleo.

Pueden existir una o más vacuolas en el citoplasma y pueden ser de tres tipos:

- Vacuolas contráctiles: actúa como una organela osmoreguladora en protozoarios que viven en medios hipotónicos (agua dulce). El balance osmótico se mantienen expulsando agua continuamente. La mayoría de protozoarios son isotónicos con el medio en donde viven por lo que carecen de estas estructuras.

- Vacuolas fagocíticas: formadas por la ingestión de nutrientes.

- Vacuolas secretoras: contienen usualmente enzimas específicas que tienen diversas funciones.

La mayoría de los protozoarios anaerobios carecen de mitocondrias, citocromos y tienen un ciclo del ácido tricarboxílico incompleto. Sin embargo, algunas poseen pequeñas organelas delimitadas por membranas llamadas hidrogenosomas. Estas estructuras contienen una única vía de transferencia de electrones en donde la hidrogenasa transfiere electrones a protones con la formación de hidrógeno.

Otros protozoarios tienen mitocondrias que difieren según los grupos en la forma se sus crestas:

- Crestas discordes: tripanosomas
- Cretas tubulares: ciliados y esporozoarios
- Cretas lamelares: foraminíferos

Nutrición:

La mayoría son quimioheterótrofos (utilizan compuestos orgánicos como fuente de energía, hidrógeno y electrones y carbono para biosíntesis). Existen dos tipos de nutrición en los protozoarios:

- Nutrición holozoica: nutrientes sólidos como bacterias son introducidos por fagocitosis con la subsiguiente formación de vacuolas fagocíticas.

- Nutrición saprozoica: nutrientes solubles como aminoácidos y azúcares cruzan la membrana plasmática por pinocitosis, difusión o transporte mediado (difusión facilitada o transporte activo).

Enquistamiento:

Muchos protozoarios poseen la capacidad de enquistarse, se desarrollan en formas de resistencias, quiste, que es una forma dormida que tiene como características más importantes la presencia de una pared muy gruesa y una actividad metabólica muy reducida.

La formación de quistes es particularmente común entre las especies acuáticas, de vida libre y parásitas. Los quistes tienen tres funciones fundamentales:

- Los protegen contra las condiciones adversas del ambiente, como disminución de los nutrientes, desecación, pH adverso, baja presión parcial de oxígeno.
- Como quistes reproductivos, donde hay reorganización nuclear y división celular.

- Sirven como medio de transferencia entre hospedadores en especies parásitas.

Entamoeba coli (quiste y trofozoito)


Giardia intestinalis


Organelas de locomoción:

Solo unos cuantos protozoarios son no móviles, la mayoría sin embargo, poseen alguno de los tres tipos de organelas de locomoción:

- Pseudópodos: son extensiones citoplasmáticas, se encuentran principalmente en amebas en donde son responsables del movimiento y la captura de nutrientes. Existen diversos tipos de pseudópodos (lobopodos, filopodos, etc)


- Cilios: Apéndices cortos de unos 5 – 20 μm, que se encuentran por lo general cubriendo todo el protozoario.


- Flagelos: Apéndices largos de unos 100 – 200 μm, por lo general se encuentran en menor cantidad. El movimiento es por serpenteo.



Reproducción:

La mayoría de los protozoarios se reproducen asexualmente, y algunos pueden tener reproducción sexual.

La forma más común de reproducción asexual es la fisión binaria, durante este proceso el núcleo primero experimenta una etapa de mitosis, luego el citoplasma se divide por citoquinesis para formar dos células idénticas.




También se puede dar Gemación y Pluripartición.

Con respecto a la reproducción sexual, la forma más común es la conjugación. En este proceso hay un intercambio de gametos. La conjugación es más prevalente entre los protozoarios ciliados.

Al principio de la conjugación dos ciliados fusionan sus películas como punto de contacto, el macronúcleo en ambos es degradado, el micronúcleo se divide dos veces por meiosis para formar cuatros pronúcleos haploides, tres de los cuales son desintegrados.

El pronúcleo que queda se divide automáticamente por mitosis para formar dos núcleos gaméticos, uno estacionario y otro migratorio.

Los gametos migratorios se intercambian entre organismos, luego los organismos se separan y los núcleos se fusionan.

Como resultado de la fusión se obtiene un zigoto diploide, el núcleo pasa por tres etapas de mitosis, los 8 núcleos resultantes tienen diversos destinos:

- uno es retenido como micronúcleo
- tres son destruidos
- los 4 restantes se fusionan para formar el macronúcleo.

Luego ocurre una división celular dando como resultado una progenie con un macronúcleo y un micronúcleo.

Clasificación:

Reino Protista (14 phylums)

El Subreino Protozoa contiene 7 phylums de los 14 que existen en el reino Protista:

- Sarcomastigophora (flagelados y amebas con un tipo de núcleo)

- Apicomplexa

- Labyrinthomorpha

- Microspora Especies saprofitas y parasitarias

- Ascetospora

- Myxozoa

- Ciliophora (ciliados con dos tipos de núcleos)

La clasificación está basada en los tipos de núcleos, forma de reproducción y mecanismos de locomoción.

Sin embargo las clasificaciones actuales son diferentes, en 1993 T. Cavalier-Smith propuso elevar a los protozoos como un reino con 18 phylums basados en la estructura de las crestas mitocondriales y otras características, la aceptación de la misma aún no ha sido determinada.

Grupos representativos:

Phylum Sarcomastigophora:

Poseen un único tipo de núcleo y como mecanismos de locomoción pseudópodos o flagelos. Pueden tener reproducción sexual o asexual.

- Subphylum Mastigophora: fitoflagelados (cloroplastos) y zooflagelados. Los zooflagelados no poseen clorofila y pueden ser holozoicos, saprozoicos o simbiontes.
Tienen reproducción asexual por fisión binaria, la reproducción sexual se ha visto en algunos grupos y el enquistamiento es común. Se caracterizan por la presencia de uno o varios flagelos, la mayoría son uninucleados. Grupos importantes:

a. Kinetoplastideos: Poseen su ADN mitocondrial en una región especial llamada kinetoplasto. Un grupo importante son los tripanosomas, que son importantes patógenos sanguíneos humanos (hemoflagelados). Trypanosoma brucei rhodesiense, Trypanosoma brucei gambiense que causan la enfermedad del sueño en Africa y Tripanosoma cruzi que es el causante de la enfermedad de chagas.

b. Parásitos: pueden ser intestinales, causando diarreas agudas y son transmitidos principalmente en agua y alimentos contaminados con materia fecal (Giardia intestinalis). También pueden causar infecciones, por ejemplo Tricomonas vaginalis se encuentra en la vagina y uretra en mujeres y en hombres en próstata, vesícula seminal y uretra. Su transmisión es de tipo sexual.

c. Vida libre

- Subphylum Sarcodina: contiene los protozoarios ameboides, se pueden encontrar en ambientes acuáticos (marinos, agua fresca), son abundantes en el suelo y varias especies son parásitos en mamíferos. No tienen una forma definida, sus estructuras internas no ocupan una posición definida, un núcleo, vacuolas contráctiles y fagocíticas, locomoción por pseudópodos. La reproducción es por fisión binaria y algunas pueden formar quistes. Grupos más importantes:

a. Vida libre: foraminíferos y radiolarios (amebas marinas). Existen organismos de vida libre patógenos: Naegleria y Acanthamoeba, causantes de meningoencefalitis.

b. Comensales: pueden encontrarse en el tracto intestinal de humanos sin causar ninguna infección. Sin embargo indican consumo de agua contaminada con materia fecal. Entamoeba coli, Endolimax nana.

c. Parásitas: Entamoeba histolytica causante de disentería y otras patologías.

Phylum Apicomplexa:

Usualmente llamados esporozoarios, tienen una etapa de su ciclo de vida la formación de esporas y carecen de organelas especiales para la locomoción (a excepción de los gametos masculinos y el zigoto). Son parásitos intra o intercelulares y se distinguen por la disposición de fibrillas, microtúbulos, vacuolas y otra organelas en un sitio llamado complejo apical localizado al final de la célula.

Tienen un ciclo de vida muy complejo, en donde algunas etapas se llevan a cabo en el hospedador (mamífero) y otras en otro (usualmente un mosquito). El ciclo de vida tiene fases sexuales y asexuales y se caracteriza por alternar generaciones haploides y diploides:

- Esquizogonía: proceso de reproducción asexual, eventos mitóticos acelerados con la formación de organismos pequeños e infectivos.

- Reproducción sexual: formación de gametos masculinos y femeninos, fertilización y formación de un ooquiste (zigoto) que por meiosis producirán esporas haploides infectivas.

Los cuatro más importantes esporozoarios patógenos:

- Criptosporidium

- Eimeria

- Toxoplasma (toxoplasmosis)

- Plasmodum (malaria)

Phylum Cilophora:

Es el más grande phylum de protozoarios. Existen por lo menos unas 8 000 especies, y como su nombre lo indica, sus estructuras de locomoción son los cilios.

Algunos ciliados, tienen la capacidad de capturar nutrientes en un corto período de tiempo por acción de cilios alrededor de la cavidad bucal o citostoma, luego estas partículas pasan a ser vacuolas que por fusión con los lisosomas son asimiladas.

La mayoría tienen dos tipos de núcleos: micronúcleo y macronúcleo. Su reproducción puede ser sexual o asexual.

Algunos géneros representativos: Paramecium y Balantidium coli (tracto intestinal, puede causar disentería)


INTRODUCCIÓN A LA PARASITOLOGÍA

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