Apicomplexan Parasites

Die Apicomplexa (von lat. apex ‚Spitze‘) sind einzellige, zu den Eukaryoten gehörige Parasiten, die infektiöse Sporozysten oder Oozysten produzieren und einen charakteristischen Generationswechsel durchlaufen, bei dem sich geschlechtliche und ungeschlechtlich vermehrende Zellen abwechseln.

Bekannte Vertreter sind die Malaria-Erreger der Gattung Plasmodium sowie Toxoplasma gondii, der Erreger der Toxoplasmose.

Merkmale

Schemazeichnung einer Zelle der Apicomplexa (Querschnitt)^[1]

Charakteristische Merkmale der Apicomplexa sind:

• ein Polringkomplex am apikalen Ende,
• ein Konoid, das offenbar zum Durchdringen der Wirtszell-Membran dient,
• Rhoptrien, die lytische Enzyme und Serin/Threonin-Kinasen enthalten und z. B. an der Auflösung roter Blutkörperchen beteiligt sind,
• Mikronemen, langgestreckte, auf Membranverdickungen beruhende Gebilde,
• eine „gleitende“ Fortbewegung, die ohne Geißeln oder Flagellen, Zilien oder Veränderungen in der Zellform vonstattengeht.

Die Apicomplexa besitzen einen spezialisierten Plastid, den Apicoplasten. Im Gegensatz zu den Plastiden der höheren Pflanzen und Grünalgen besitzt das Organell zwei zusätzliche Hüllmembranen, womit sich eine Gesamtzahl von vier Hüllmembranen ergibt. Es wird angenommen, dass sich der Plastid aus einer Rotalge entwickelt hat, die im Zuge einer sekundären Endosymbiose durch eine andere Zelle aufgenommen wurde. So stammen die beiden inneren Hüllmembranen vom ursprünglichen Plastiden der Rotalge, und jeweils eine Membran ist aus den Zellmembranen der Rotalge und des Wirtes hervorgegangen.

Proteine, die im Apicoplast lokalisiert sind, besitzen eigene zweigeteilte Signalpeptide, die den Transport über die Zellmembran sichern. Der Apicoplast besitzt ein eigenes Plastiden-Genom, welches dem pflanzlicher Plastiden ähnelt. Unter anderem wurden Enzyme gefunden, die üblicherweise in Pflanzen Teil des Photosynthese-Apparates sind, in den Apicoplasten aber andere Aufgaben besitzen, denn die Apicomplexa betreiben als obligate Endoparasiten keine Photosynthese. Ein Beispiel dafür ist die Ferredoxin-NADPH-Reduktase, die in Pflanzen Teil des Photosystems I ist.

Obwohl die Apicomplexa die Fähigkeit zur Photosynthese verloren haben, ist der rudimentäre Plastid, der Apicoplast, zum Überleben notwendig.^[2]

Vermehrung

Die meisten Apicomplexa sind haploid. Oft wird als ungeschlechtliche Vermehrungsphase zunächst eine Schizogonie (Syn. Merogonie, Zerfallsteilung) durchlaufen, bei der ein mehrkerniges Stadium (der Schizont/Meront) sich in unterschiedlich viele Zellen (die Merozoiten) teilt. Aus einigen Merozoiten können Gamonten und später Gameten entstehen, die während der Gamogonie (Gametogamie) zu einer Zygote verschmelzen. Aus der Zygote entstehen, nachdem die Meiose und oftmals eine weitere ungeschlechtliche Vermehrung (Sporogonie) vollzogen wurde, infektiöse Sporozoiten, die noch in Zystenhüllen stecken können.

Wirte

Es können bei den Apicomplexa ein oder mehrere Wirte auftreten, die sich auf unterschiedliche Weise infizieren können. So werden z. B. die Oozysten oft mit dem Kot ausgeschieden und können durch eine Schmutz- und Schmierinfektion in einen neuen Wirt gelangen. Viele Sporozoen bilden in Zwischenwirten auch Dauerstadien in einer Cystenhülle aus, die von einem fleischfressenden Endwirt beim Verzehr von rohem Fleisch aufgenommen werden können. Beim Malaria-Erreger werden die Sporozoiten von Mücken beim Stechakt übertragen.

Systematik

Adl et al. (2012) unterteilen die Apicomplexa in folgende Gruppen:^[3]

• Aconoidasida Mehlhorn et al. 1980 [= Hematozoa Vivier 1982] (P)
  • Haemospororida Danilewsky 1885
  • Piroplasmorida Wenyon 1926
• Conoidasida Levine 1988 (P)
  • Coccidia Leuckart 1879 (P)
    • Adeleorina Léger 1911
    • Eimeriorina Léger 1911
  • Gregarinasina Dufour 1828 (P)
    • Archigregarinorida Grassé 1953
    • Eugregarinorida Léger 1900
    • Neogregarinorida Grassé 1953
  • Cryptosporidium
• incertae sedis innerhalb der Apicomplexa: Agamococcidiorida

Einzelnachweise

1. ↑ SIB: Apicomplexa Cell, auf: SwissBioPics (interactive Vektorgraphik)
2. ↑ Robert Edward Lee: Phycology. 5 Aufl., Cambridge 2018. S. 298f.
3. ↑ Adl, S. M., Simpson, A. G. B., Lane, C. E., Lukeš, J., Bass, D., Bowser, S. S., Brown, M. W., Burki, F., Dunthorn, M., Hampl, V., Heiss, A., Hoppenrath, M., Lara, E., le Gall, L., Lynn, D. H., McManus, H., Mitchell, E. A. D., Mozley-Stanridge, S. E., Parfrey, L. W., Pawlowski, J., Rueckert, S., Shadwick, L., Schoch, C. L., Smirnov, A. and Spiegel, F. W. (2012): The Revised Classification of Eukaryotes. Journal of Eukaryotic Microbiology, 59: 429–514, 2012, PDF Online.