Opisthokonta Animalia

Prezentace na téma: "Opisthokonta Animalia"— Transkript prezentace:

1 Opisthokonta Animalia
Neodermata Acanthocephala Nematomorpha Pentastomida Arthropoda Scalidophora Lophotrochozoa Ecdysozoa Protostomia Deuterostomia Bilateria

2 Opisthokonta Animalia
Bilateria MESOZOA Rhombozoa (Dicyemida) Orthonectida Rhopalura male male female

3 Opisthokonta Animalia
Bilateria

4 Opisthokonta Animalia Bilateria Orthonectida Rhopalura male Endoparaziti mořských bezobratlých - Echinodermata, Polychaeta, Nemertea…. 1/2

5 Myzostomida

6 Plantae Excavata Opisthokonta Rhizaria Amoebozoa Chromalveolata
Microsporidia Mesomycetozoa Myxozoa Neodermata Acanthocephala Pentastomida Branchiurida Nematoda Nematomorpha Kinetoplastida Parabasala Diplomonadida Heterolobosea Fungi Animalia Alveolata Chromista Haplosporidia Apicomplexa Ciliata Rhizaria Opalina Amoebozoa Chromalveolata

7 Biologie parazitismu IV
virulence parazitů

8 nutný vedlejší produkt koexistence
Patologické projevy (přítomnosti) parazita mechanické poškození tkání intoxikace metabolity kompetice o výživu nutný vedlejší produkt koexistence ? adaptivní projev hostitele adaptivní projev parazita

9 patogenita patogeneze mortalita virulence

10 nutný vedlejší produkt koexistence
Patologické projevy (přítomnosti) parazita mechanické poškození tkání intoxikace metabolity kompetice o výživu nutný vedlejší produkt koexistence míra tohoto poškození se liší u jednotlivých parazitů (popř. i jejich kmenů) ? adaptivní projev hostitele adaptivní projev parazita

11 Proč se liší virulence různých druhů parazitů ?
Proč kolísá virulence v čase a mezi různými kmeny? (vznik epidemií) Proč se liší epidemická a endemická situace?

12 Jak vzniká u organizmu schopnost „být virulentní“?
Horizontálním přenosem již hotových „programů“ - týká se především bakterií, virů, fágů.... Vertikálně, postupnou evolucí vlastností prostřednictvím selekce

13 SPI 2 SPI 1 Salmonella enterica I S. enterica VI S. enterica II
Colonization of deeper tissues (survival and growth within macrophages) SPI 1 Intestinal colonization Salmonella enterica I S. enterica VI S. enterica II S. enterica IIIb S. enterica IV S. enterica VII S. enterica Iia Salmonella bongonri Escherichia coli Shigella spp.

14 Jak vzniká u organizmu schopnost „být virulentní“?
Horizontálním přenosem již hotových „programů“ - týká se především bakterií, virů, fágů.... Vertikálně, postupnou evolucí vlastností prostřednictvím selekce Existují zákonitosti evolučního vývoje virulence?

15 Výchozí představa: (protože) parazit je závislý na životnosti hostitele …. adaptace parazita na hostitele vede ke snižování virulence a může skončit až vznikem mutualistického vztahu čím evolučně pokročilejší parazit, tím nižší virulence

16 Naegleria fowleri

17 vyžaduje, aby vlastnost byla obligátní součástí vývojového cyklu
vs life history life cycle (trade-off) vyžaduje, aby vlastnost byla obligátní součástí vývojového cyklu hostitel Mezihostitel (přenašeč) Vyhledání hostitele, průnik do hostitele reprodukce Lokalizace cílové tkáně, orgánu…. Únik imunitě Množení a „únik“ vývojových stádií z hostitele virulence Vznik rezistentních stádií a jejich aktivace Změna metabolismu, povrchových struktur, …. při přechodu na jiný typ hostitele ovlivnění mezihostitele s cílem rychlejšího/efektivnějšího přenosu manipulace reprodukce

18 vyžaduje, aby vlastnost byla obligátní součástí vývojového cyklu
vs life history life cycle (trade-off) vyžaduje, aby vlastnost byla obligátní součástí vývojového cyklu hostitel Mezihostitel (přenašeč) Vyhledání hostitele, průnik do hostitele reprodukce Lokalizace cílové tkáně, orgánu…. Únik imunitě Množení a „únik“ vývojových stádií z hostitele virulence virulence Vznik rezistentních stádií a jejich aktivace Změna metabolismu, povrchových struktur, …. při přechodu na jiný typ hostitele ovlivnění mezihostitele s cílem rychlejšího/efektivnějšího přenosu manipulace reprodukce

19 P. malariae P. vivax P. ovale P. falciparum cerebrální formy

20 virulence Plasmodium falciparum
P. vivax P. vivax % % P. falciparum P. falciparum

21

22 Změna virulence u myxomatozy
II I III IV V Stupeň virulence (I –největší, V –nejmenší)

23 ? P. knowlesi P. falciparum P. knowlesi

24 Problém se skupinovou selekcí (group selection):
instrukce A instrukce D instrukce C instrukce B

25 w z z w = z . (1- az) a w = z . f(z) f(z) = 1 f(z) = 1-az fitness
reprodukční rychlost f(z) = 1 f(z) = 1-az w = z . (1- az) w z a Negativní projev virulence reprodukční rychlost Optimalizace virulence a maximalizace fitness prostřednictvím kompetice mezi hostiteli

26 Kompetice mezi hostiteli
délka života ovlivněna virulencí parazita fitness životnost hostitele rychlost množení (virulence)

27 Mikroparaziti (bakterie, viry, prvoci):
Krátká generační doba Intenzivní přímé množení v hostiteli Krátkodobá infekce zanechávající trvalou imunitu Makroparaziti (prvoci, červi) Dlouhá generační doba Imunita závislá na počtu parazitů opakované infekce

28 d+v+c(v) b(v)N R0= Mikroparaziti
Maximalizace fitness = maximální počet úspěšných potomků (tj. nových infekcí) Mikroparaziti Učinnost transmise Množství infikovatelných hostitelů R0= b(v)N d+v+c(v) Rychlost množení Odstranění parazita (clearence) Na parazitovi nezávislá mortalita hostitele Virulence = mortalita způsobená parazitem (v) = proměnná je závislá na virulenci

29 b(v)N d+v+c(v) R0= Učinnost transmise
přímý kontakt (včetně pohlavních nemocí) aerosolem rezistentní infekční stádia v prostředí aktivní vyhledávání hostitele (např. larvální stádia) infekční stádia roznášená vektory (voda, krevsající členovci, ...) b(v)N R0= d+v+c(v)

30 Množství dostupných hostitelů
b(v)N R0= d+v+c(v)

31 d+v+c(v) b(v)N R0= Mikroparaziti
Maximalizace fitness = maximální počet úspěšných potomků (tj. nových infekcí) Mikroparaziti Učinnost transmise Množství infikovatelných hostitelů R0= b(v)N d+v+c(v) Rychlost množení Odstranění parazita (clearence) Na parazitovi nezávislá mortalita hostitele Virulence = mortalita způsobená parazitem (v) = proměnná je závislá na virulenci

32 w z z w = z . (1- az) a w = z . f(z) f(z) = 1 f(z) = 1-az fitness
reprodukční rychlost f(z) = 1 f(z) = 1-az w = z . (1- az) w z a Negativní projev virulence reprodukční rychlost Optimalizace virulence a maximalizace fitness prostřednictvím kompetice v hostiteli ALE:

33 Změna virulence u myxomatozy
II I III IV V Stupeň virulence (I –největší, V –nejmenší)

34 Změna virulence u myxomatozy
II I III IV V Stupeň virulence (I –největší, V –nejmenší)

35 Plasmodium chabaudi

36 “kompetice v hostiteli”
P. knowlesi P. falciparum

37 Kompetice v hostiteli f1 Z1 f2 Z2

38 f1 Kompetice v hostiteli
Genetická variabilita parazita v hostiteli vede ke zvyšování virulence f1

39

40 Vývoj a změny virulence podle podmínek
Kompetice uvnitř hostitele Kompetice v hostiteli f1 w reprodukční rychlost z Vývoj a změny virulence podle podmínek

41

42 Genetická variabilita parazita je určována třemi faktory:
Mutace zvyšují variabilitu Segregace během přenosu snižuje variabilitu Několikanásobné infekce zvyšují variabilitu