孢子纲

孢子纲

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基本内容

   (Sporozoa)
   原生动物门的一纲。营寄生生活,没有运动 细胞器,但在 生活史中一定阶段,具有 伪足或 鞭毛。有两个 寄主或一个寄主,都产生孢子( spore),借以传播,习称 孢子虫。具有两个寄主的种类,其整个生活史都在寄主体内进行,孢子在寄主体内发育成熟,这样的孢子无壳;只有一个寄主的种类,孢子必须在寄主体外发育,这样的孢子具有较厚的外壳,这是对外界不良环境产生的一种适应性。约有3500种,分布广,人体、家畜、家禽及其他动物等都有孢子虫寄生,危害很大。寄生在人或脊椎动物的红细胞内的孢子虫,如寄生人体的 疟原虫,寄生家畜的 焦虫等,一般称 血孢子虫,都有两个寄主,一为人或脊椎动物,一为 节肢动物,如蚊、蝉等。有的孢子虫主要寄生在鱼类的体表、鳃、皮下及内脏各组织中,影响鱼类的发育生长。它们产生的孢子结构复杂,孢子内一般具有1~4个小囊,囊内有一团细丝,称为极囊和极丝;孢子具外壳,脱离寄主后,被新寄主吞食或遇到新寄主时,极囊中的极丝即放射出,刺在寄主体上,逐渐形成 小结节,即在其内发育,形成许多 裂殖子,成熟后再产生配子,这类孢子虫称为 粘孢子虫。有的寄生在 桑蚕或蜜蜂肠壁细胞中,称蚕 微粒子和蜂微粒子,可使蚕僵化,使蜜蜂 泻痢。它们的孢子很小。一般无极囊,只有一条极丝,少数种类有一个极囊。这类孢子虫称 微孢子虫。此外还有寄生在 草食性兽类的 横纹肌内的 肉孢子虫;寄生在兔的胆管或肠上皮中的 球虫。
  一、代表动物—— 间日疟原虫
  (Plasmodium vivax Grassi&Feletti)
  疟原虫能引起疟疾,这种病发作时一般多发冷发热,而且是在一定间隔时间内发作,有些地方叫“ 打摆子”或“ 发疟子”,是我国 五大寄生虫病之一。
  已描述的疟原虫有50多种,其中寄生在人体的疟原虫主要有4种:间日疟原虫(P.vivax)、 三日疟原虫(P.malaria)、 恶性疟原虫(P.falciparum)和 卵形疟原虫(P.ovale)。疟原虫的分布极广,遍及全世界。在我国以 间日疟和恶性疟为最常见;卵形疟在我国极少发生。在东北、华北、西北等地区主要为间日疟,三日疟较少。恶性疟主要发生在我国西南,如云南、贵州、四川、海南岛一带。过去所说的 瘴气,其实就是恶性疟。
  这4种疟原虫的生活史基本相同。现以间日疟为例说明疟原虫的形态和生活史。
  间日疟原虫有2个寄主:人和 按蚊。生活史复杂,有 世代交替现象。无性世代在人体内,有性世代在某些雌按蚊体内,借某些按蚊传播。
  (一)在人体内(进行 裂体生殖)疟原虫在 肝细胞和 红血细胞内发育。有些学者把在肝细胞发育分为 红血细胞前期和 红血细胞外期。有些学者把红血细胞前期称为红血细胞外期。在红血细胞内发育包括 红血细胞内期及有性时期的开始( 配子体形成)(图2—24)。
  红血细胞前期(pre-erythrocytic stage);当被感染的雌按蚊叮人时,其唾液中疟原虫的长梭形 子孢子(sporozoite),随唾液进入人体,随着血流先到肝脏,侵入肝细胞内,以 胞口摄取肝 细胞质为营养(这时称 滋养体trophozoite),逐渐增大,成熟后通过 复分裂进行裂体生殖(schizogony)。即核首先分裂成很多个,称为裂殖体(schizont),裂殖体也以胞口摄取肝细胞质为营养,然后细胞质随着核而分裂,包在每个核的外边,形成很多小个体,称裂殖子或潜隐体(merozoite或crypto-zoite)。当裂殖子成熟后,破坏肝细胞而出,才能侵入红血细胞。因此把疟原虫侵入红血细胞以前,在肝细胞里发育的时期称为红血细胞前期(即病理上的潜伏期)。在此期中一般 抗疟药对疟原虫没有什么作用。此期在间日疟一般为8~9天,恶性疟原虫需6~7天。这是属于短潜伏期的,但也有长潜伏期的。我国学者 江静波教授等,近些年来对 河南省间日疟原虫多核亚种(P.vivax multinucleatum)长潜伏期的研究,经三位参加该项工作的同志献身作试验,用人工感染的蚊虫叮咬,结果证明该间日疟原虫在人体内分别为312、321和323天。这是我国首次以实验的方法证明长潜伏期间日疟在我国的存在,并获得了长潜伏期具体时间的精确记录。
  裂殖子成熟后,胀破肝细胞,散发在体液和血液中,一部分裂殖子可被 吞噬细胞吞噬,一部分侵入红血细胞,开始红血细胞内期的发育。一些学者认为,还有一部分又继续侵入其他肝细胞,进行红血细胞外期发育。
  红血细胞外期(exo-erythrocytic stage):由于此时在红血细胞内已有疟原虫,因此相应地称为红血细胞外期。用抗疟药物治疗,红血细胞内疟原虫虽被消灭,但外期的疟原虫并没有被消灭,当它们在肝细胞内行裂体生殖所产生的裂殖子出来以后,侵入红血细胞可使 疟疾复发,因此外期的存在是疟疾复发的根源。最近许多学者认为红血细胞外期尚未完全证实,而认为疟疾愈后的复发,是由于子孢子进入人体侵入肝细胞后,一部分立即进行发育(也称为早发型或速发型子孢子tachysporozoite),引起初期发病。其余的子孢子处于休眠状态(也称为迟发型子孢子bra-dysporozoite),经过一个 休眠期,到一定时候休眠的子孢子才开始发育,经裂体生殖形成裂殖子,侵入红血细胞后引起疟疾复发。
  红血细胞内期(erythrocytic stage):由红血细胞前期所产生的裂殖子,侵入红血细胞,体积渐渐长大,当中有一空泡,核偏在一边很像一个带印的戒指,所以称为环状体(或环状滋养体)。在几小时内环状体增大,细胞质变得活跃像 变形虫一样向各方面伸出伪足,称 阿米巴样体或大滋养体。此时疟原虫摄取红血细胞内的 血红蛋白为养料,其不能利用的分解产物(正铁 血红素)成为色素颗粒,积于细胞质内,称为疟色素(在肝细胞中的疟原虫无疟色素)。成熟的滋养体几乎占满了红血细胞,由此再进一步发育,形成裂殖体。裂殖体成熟后,形成很多个裂殖子,红血细胞破裂,裂殖子散到血浆中,又各自侵入其他的红血细胞,重复进行裂体生殖。这个周期所需要的时间在各种疟原虫不同,间日疟需48小时(三日疟需72小时,恶性疟需36~48小时)。这也是 疟疾发作所需间隔的时间,即裂殖子进入红血细胞在其中发育的时间里疟疾不发作。当新形成的裂殖子从红血细胞出来时,由于大量的红血细胞被破坏,同时裂殖子及其 代谢产物也放出来,于是引起病人生理上一系列变化,以致表现出发冷发热等症状。
  这些裂殖子经过几次裂体生殖周期以后,或机体 内环境对疟原虫不利时,有一些裂殖子进入红血细胞后,不再发育成裂殖体,而发育成大、小配子母细胞。在间日疟, 大配子母细胞(雌)较大,有时较正常红血细胞可大一倍,核偏在虫体的一边,较致密,疟色素也较粗大。小配子母细胞(雄)较小,核在虫体的中部,较疏松,疟色素较细小(恶性疟的配子母细胞形状如腊肠,雌的两端稍尖,核较致密,雄的两端钝圆,核较疏松)。这些配子母细胞在人体内如不被按蚊吸去,不能继续发育。在血液中可能生存30~60天。
  (二)在按蚊体内(进行 配子生殖和 孢子生殖)疟疾病人红血细胞内的大、小配子母细胞达到相当密度后,如被按蚊吸去,在蚊的胃腔中进行 有性生殖,大、小配子母细胞形成配子。大配子母细胞成熟后称大配子(或称雌配子)(macrogamete),形状变化不大。小配子母细胞的 核分裂成几小块移至细胞周缘,同时胞质活动,由边缘突出4~8条活动力很强的毛状细丝,每个核进入到一个细丝体内,之后鞭毛状细丝一个个脱离下来形成小配子(或称雄配子)(microgamete)(图2-28)。小配子在蚊胃腔内游动与大配子结合(受精)而成 合子(zygote)。合子逐渐变长,能蠕动,因此称 动合子(ookinate)。动合子穿入蚊的 胃壁,定居在胃壁 基膜与 上皮细胞之间,体形变圆,外层 分泌囊壁,发育成卵囊(oocyst)。在一个蚊胃上可有一至数百个卵囊。卵囊里的核及胞质进行多次分裂,形成数百至上万的子孢子, 一簇簇地集在卵囊里,成熟后,卵囊破裂,子孢子出来,到体腔里,可以穿过各种组织,但最多的是到蚊的 唾液腺中。在唾液腺子孢子可达20万之多,子孢子在蚊体生存可超过70天,但生存30~40天后其传染力大为降低。当蚊再叮人时这些子孢子就随着唾液进入人体。
  疟原虫的亚显微结构:对许多种寄生于 动物和人的疟原虫进行电镜观察,了解了其微细结构,有利于进一步探讨其功能,也改变了过去一些不确切的看法,例如过去认为疟原虫寄生于肝细胞和红血细胞内通过体表吸取营养,现已证明 它们是以胞口摄取营养,并证实疟原虫实际不是穿过寄主的红血细胞膜进入细胞内,而只是在红血细胞形成的凹陷内,然后虫体被包进细胞内,虫体外包一层红血细胞膜(图2-25,26,27)。因此,有些学者认为,疟原虫的机体,严格地说,并不是细胞内寄生,而是细胞间寄生的。还表明小配子具有鞭毛的“9+2”的 微管结构(图 2-28)等。电镜所显示的各种疟原虫的亚显微结构,基本上是相似的。
  疟原虫对人的危害很大,它能大量地破坏红血细胞,造成贫血,使 肝脾肿大,近年来发现间日疟原虫也能损害脑组织,严重地影响人们的健康甚至造成死亡。解放前,危害极为严重,如云南南部一 流行 区,据1924年统计人口为10万,到1938年人口只剩下2万,由于疟疾使人口在14年间减少80%。解放后,党和政府对此极为重视,在各流行区设立专门抗疟机构,在党的领导下,大搞群众运动,贯彻了积极防治与采取综合措施的方针,治病与灭蚊并进,疟疾发病率迅速下降,过去疟疾猖獗的一些地区,已基本上控制大量流行。各种防治药物,不断被发现。原产南美热带高海拔地区的 金鸡纳树(能提取疟疾特效药物 金鸡纳霜,即奎宁),在云南也已大量种植。近年来又开展了疟疾免疫的研究,对红血细胞内期疟原虫的体外培养、按蚊的饲养和人疟 动物模型的建立等,做了大量工作,为疟疾免疫的研究打下了良好基础。
  二、孢子纲的主要特征
  孢子纲的动物都是营寄生生活的,无运动器,或只在生活史的一定阶段以鞭毛或伪足为运动器,这可说明孢子虫与 鞭毛虫和 肉足虫的亲缘关系。孢子纲动物很多具有顶复合器(apical com-plex)结构,因此近年来有学者将具有顶复合器的孢子虫另列为 顶复体门(Apicomplexa)( 原孢子纲的微孢子虫、粘孢子虫也分别立为门)。顶复合器包括类锥体、极环、棒状体、微线体等结构。对这些 胞器的功能还不很了解,有人认为类锥体、棒状体和微线体等与寄生虫侵入 寄主细胞有关。营养方式为异养。
  生活史复杂,有无性世代与有性世代的两个世代的交替,这2个世代多数在2个寄主体内进行,无性世代在脊椎动物(或人)的体内,有性世代在 无脊椎动物体内进行。也有些种类在同一寄主体内进行。 无性生殖是裂体生殖。有性生殖是配子生殖,其后为无性的孢子生殖。也有人将配子生殖与孢子生殖合称为有性生殖。其生活史大多经过以下几个时期,图解如下:
  三、孢子纲的重要类群
  球虫:这类孢子虫多寄生于脊椎动物消化器官的细胞内。生活史与疟原虫的基本相同,不同的是,它只寄生在一个寄主体内,卵囊必须在寄主体外进行发育。孢子有厚壁。主要寄生于羊、兔、鸡、鱼等动物体内。如 兔球虫,寄生在肝胆管上皮细胞的为兔肝 艾美球虫(Eimeria stiedae)(图2-29),寄生在兔肠上皮细胞的有穿孔艾美球虫(E.perforans)等。据调查我国至少有9 种兔球虫,这几种球虫一般多混合感染,对家兔危害很大,尤其对断奶前后的幼兔更为严重,有时可引起家兔大量死亡,对养兔业是很大威胁。其生活史与疟原虫基本相同。即兔误食了卵囊( 感染阶段)后,子孢子在小肠内从囊内出来,侵入肝胆管的上皮细胞或肠上皮细胞内发育成滋养体,进行裂体生殖。过一段时期后产生大小配子母细胞,进行配子生殖,形成合子,在其外分泌厚壳,称为卵囊,卵囊随粪便排出体外。在合适的外界条件下卵囊发育,核分裂形成4个孢子母细胞,每个孢子母细胞外分泌外壳,成为4个孢子,每个孢子内又分裂成为2个子孢子,即每个卵囊内有8个子孢子。在此阶段的卵囊,如被另一兔吃下就可被感染,或者 重复感染。卵囊对外界条件的抵抗力很强,根据实验,用浓度低于1%的石炭酸、 高锰酸钾、 来苏儿以及饱和盐水和碱水等不能杀死卵囊,但用80℃以上 水处理可使卵囊迅速死亡,因此用开水洗刷兔笼及用具或用80℃~100℃高温处理是预防此病的有效措施。
  血孢子虫:在其生活史中经过两个寄主。裂体生殖时期寄生在脊椎动物或人体内(血液中或细胞中),配子生殖和孢子生殖是在吸血的节肢动物(蚊或蜱)体内。由于其整个生活史在寄主体内进行,所以孢子无壳,如疟原虫。又如在我国巴贝斯焦虫(Babesia)和泰勒焦虫(Theileria)①70000034_0059_0对家畜均有危害,可引起家畜患焦虫病。焦虫有许多种,通常寄生在家畜的红血细胞内,虫体呈圆形、环形、梨形(单个或成对)等不同形态(图2—30)。不同的家畜各有其一定的焦虫致病,彼此互不感染,其中以牛焦虫种类最多,其它家畜的较少。病原体通过 硬蜱传播。当被感染的硬蜱吸取家畜血液时,焦虫即可进入家畜的红血细胞(泰勒焦虫先进入淋巴细胞和组织细胞中繁殖,再进入红血细胞内寄生),然后以 二分裂或成对 出芽法进行繁殖(图2—30)。当红血细胞破裂后,虫体再侵入其它的红血细胞。如此反复进行,破坏大量红血细胞。严重时一部分血红蛋白由肾排出,成为血尿。焦虫在蜱体内发育繁殖较复杂,有些具体过程尚不完全清楚或无一致结论。有些种类在蜱内发育一段时间后,一部分虫体侵入蜱的卵巢,随着蜱卵的形成,被包在卵内,并借此传递给下一代,当蜱的幼虫到家畜体上吸血时又传给家畜。或者不经过卵传递,蜱在幼虫或 若虫阶段吸血感染焦虫,焦虫即在蜱体内发育繁殖,等蜱长成若虫或成虫吸血时再传给家畜。焦虫对家畜危害较大,有的死亡率可高达90%。
  粘孢子虫(图2—31):大部分寄生在鱼类,极少数寄生于两栖、爬虫。种类很多,如 碘泡虫(Myxobolus)。寄生的部位也较广,几乎每个器官都能寄生。粘孢子虫在发育初期,一般为变形虫状,然后行裂体生殖,在寄主的肌肉、皮下、鳃等部位 生长发育,刺激寄生组织逐渐形成一小肿瘤,表面看有时如一些大、小白点,在其内发育的很多粘孢子虫,形成很多孢子。孢子结构复杂,具1~4个极囊和极丝,多半具2个极囊和极丝。当小肿瘤破裂时,其中的孢子逸出,遇到其他寄主,翻出极丝,刺到另一寄主体上,再进行发育,如此传染给另一个体。一般寄生在鱼体表与鳃等处,对鱼危害不大,寄生在内脏的危害较大。

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