อะมีบาคืออะไร?

อะมีบาเป็นจุลินทรีย์เซลล์เดียว “คลาน” และสามารถกินสมองของคุณได้

อะมีบาโพรทูสกับสาหร่ายบรรจุแวคิวโอลสำหรับการผลิตอาหาร (เครดิตรูปภาพ: เก็ตตี้อิมเมจ )

คำว่า "อะมีบา" หมายถึงสิ่งมีชีวิตที่มียูคาริโอตธรรมดาที่เคลื่อนไหวในลักษณะการคลานตามลักษณะเฉพาะ อย่างไรก็ตาม การเปรียบเทียบเนื้อหาทางพันธุกรรมของอะมีบาต่างๆ แสดงให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดสามารถแบ่งออกกว้างๆ ได้เป็นสองกลุ่ม - โปรคาริโอตและยูคาริโอต - ซึ่งแยกความแตกต่างจากความซับซ้อนสัมพัทธ์ของเซลล์ของพวกมัน ตรงกันข้ามกับเซลล์โปรคาริโอต เซลล์ยูคาริโอตได้รับการจัดระเบียบอย่างดี แบคทีเรียและอาร์เคียเป็นโปรคาริโอต ในขณะที่สิ่งมีชีวิตอื่นๆ ทั้งหมดเป็นยูคาริโอต

อะมีบามีลักษณะอย่างไร?

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดสามารถแบ่งออกกว้างๆ ได้เป็นสองกลุ่ม - โปรคาริโอตและยูคาริโอต - ซึ่งแยกความแตกต่างจากความซับซ้อนสัมพัทธ์ของเซลล์ของพวกมัน ยูคาริโอตเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียวหรือหลายเซลล์ที่มีการจัดระเบียบสูง เช่น สัตว์และพืช ในทางกลับกัน โปรคาริโอตเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวพื้นฐาน เช่นแบคทีเรียและอาร์เคีย 

อะมีบาเป็นยูคาริโอต เซลล์เดี่ยวของพวกมัน เช่นเดียวกับยูคาริโอตอื่น ๆ มีลักษณะเฉพาะบางประการ: ไซโตพลาสซึมและเนื้อหาในเซลล์ของพวกมันถูกปิดล้อมอยู่ภายในเยื่อหุ้มเซลล์ และDNAของพวกมันถูกบรรจุลงในช่องเซลล์ส่วนกลางที่เรียกว่านิวเคลียส ตามบทความวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสารบีเอ็มซี ชีววิทยา . นอกจากนี้ พวกมันยังมีโครงสร้างพิเศษที่เรียกว่าออร์แกเนลล์ ซึ่งทำหน้าที่ต่างๆ ของเซลล์ รวมถึงการผลิตพลังงานและการขนส่งโปรตีน

ออร์แกเนลล์เหล่านี้ส่วนใหญ่พบได้บ่อยในเซลล์ยูคาริโอตทั้งหมด แต่มีข้อยกเว้นบางประการ ยกตัวอย่างเช่นปรสิต Amoebas Entamoeba histolytica,ที่ทำให้เกิดโรคบิด Amoebic ในมนุษย์ไม่ได้มีกอลไจอุปกรณ์ที่organelleรับผิดชอบสำหรับการปรับเปลี่ยนและการขนส่งโปรตีนตามการศึกษาที่ตีพิมพ์ในปี 2005 วารสารชีววิทยาเคมี นักวิจัยพบว่าEntamoeba histolyticaมีช่องหรือถุงน้ำคล้ายกอลจิแทนซึ่งทำหน้าที่คล้ายคลึงกัน 

นอกจากนี้ยังมีอะมีบาที่ไม่มีไมโตคอนเดรีย (ออร์แกเนลล์ที่รับผิดชอบในการสร้างพลังงานเซลล์) เนื่องจากพวกมันอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ขาดออกซิเจนหรือ "สภาวะที่ไม่เป็นพิษ" Sutherland Maciver ผู้อ่านภาควิชาชีวการแพทย์ที่มหาวิทยาลัยเอดินบะระ บอกวิทยาศาสตร์สด

ตามการทบทวนในปี 2014 ที่ตีพิมพ์ในวารสารBiochemieสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ที่ไม่มีไมโตคอนเดรียสามารถมีออร์แกเนลล์ เช่น ไฮโดรเจนโนโซมหรือไมโตโซม ซึ่งเกี่ยวข้องกับไมโตคอนเดรีย แต่คิดว่าเป็นรุ่นที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก เป็นกรณีนี้สำหรับEntamoeba histolyticaและฟรีนั่งเล่น Amoebas Mastigamoeba balamuthi

อะมีบาเคลื่อนที่อย่างไร?

โครงสร้างอะมีบาคล้ายกับเซลล์ของสิ่งมีชีวิตชั้นสูงอย่างใกล้ชิด Maciver กล่าวว่า "พวกมันเหมือนเซลล์ของเรา และในความเป็นจริง เมื่อพวกมันเคลื่อนไหว พวกมันดูเหมือนเซลล์เม็ดเลือดขาวของเราอย่างมาก

เช่นเดียวกับเซลล์เม็ดเลือดขาวของเรา อะมีบาเคลื่อนที่โดยใช้เทียม (ซึ่งแปลว่า "เท้าปลอม" จากภาษาละติน) การคาดคะเนไซโตพลาสซึมภายนอกที่มีอายุสั้นเหล่านี้ช่วยให้อะมีบาจับพื้นผิวและขับเคลื่อนตัวเองไปข้างหน้า ตามที่ Maciver กล่าว ในขณะที่ซูโดโพเดียมเคลื่อนออกไปบนพื้นผิวในทิศทางเดียว ส่วนหลังของอะมีบาจะหดตัว “เมื่อมันทำสัญญา มันทำสองสิ่ง” เขากล่าว "การหดตัวผลักไซโตพลาสซึมไปข้างหน้าเพื่อเติมเต็ม pseudopod ที่กำลังขยายตัว แต่การหดตัวยังดึงการยึดเกาะที่ส่วนหลังของเซลล์" Maciver อธิบายการยึดเกาะเหล่านี้ระหว่างอะมีบากับพื้นผิวที่มันเคลื่อนที่เป็นการยึดเกาะของโมเลกุลทางกายภาพ ซึ่งเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องที่ส่วนหน้าและแตกที่ด้านหลังprotists (สิ่งมีชีวิตที่มียูคาริโอตง่าย ๆ เช่นอะมีบาที่ไม่ใช่พืช สัตว์ หรือเชื้อรา)

มีสี่ประเภทที่แตกต่างกันของเท้าเทียมเห็นในหมู่ Amoebas คือ: filopodia, lobopodia, rhizopodia และ axopodia ตามปรสิตวิทยามนุษย์ รูปแบบที่พบบ่อยที่สุดของ parasitic amoebas คือ lobopodia ซึ่งมีการฉายไซโตพลาสซึมแบบกว้างและทื่อ ในขณะที่ pseudopodia อื่น ๆ เช่น filopodia มีลักษณะบางคล้ายเส้นด้าย pseudopods อื่น ๆ ได้รับการสนับสนุนโดยองค์ประกอบโครงสร้างที่เรียกว่า microtubules ซึ่งมีหน้าที่ในการดำเนินการเคลื่อนที่ของเซลล์ Rhizopodia ยังเป็นที่รู้จัก reticulopodia, มีบางใยเหมือนประมาณการว่าตาข่ายร่วมกันและ axopodia) มีความแข็งและความเข้มแข็งโดยอาร์เรย์ของโครงสร้าง microbular เรียก axonemes การตามนิเวศวิทยาและการจำแนกประเภทของภาคเหนืออเมริกันน้ำจืดสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง

อะมีบายังสามารถใช้ pseudopodia ในการให้อาหารได้ บทความในปี 1995 ที่ตีพิมพ์ในวารสารApplied and Environmental Microbiology ได้ยกตัวอย่างของอะมีบาที่อาศัยอยู่ในดินAcanthamoeba castellaniiซึ่งกินเข้าไปทั้งของแข็งและของเหลวโดยใช้ยาหลอก กระบวนการกลืนกินวัสดุที่เป็นของแข็งเรียกว่า phagocytosis Maciver กล่าวว่า "อะมีบาที่รู้จักกันดีส่วนใหญ่กินแบคทีเรีย เขาอธิบายว่าอะมีบามีตัวรับที่ผิวเซลล์ซึ่งจับกับแบคทีเรีย ซึ่งรวบรวมและนำเข้าสู่อะมีบาโดยฟาโกไซโทซิส โดยปกติแล้วจะอยู่ที่ด้านหลังเซลล์ ในกรณีของอะมีบายักษ์ (เช่นAmoeba proteus) กระบวนการของ phagocytosis แตกต่างกันเล็กน้อยตาม Maciver อะมีบายักษ์กลืนเหยื่อของพวกมัน "โดยการจงใจรวบรวม pseudopods รอบแบคทีเรีย" ในทั้งสองกรณี เมื่อแบคทีเรียถูกดึงเข้าไป เยื่อหุ้มเซลล์ที่ล้อมรอบมันจะบีบออกเพื่อสร้างช่องภายในเซลล์ที่เรียกว่าแวคิวโอล กระบวนการของการท่วมลดลงของของเหลวเป็นที่รู้จักกันพิโนไซโตซิสยังเป็นที่รู้จักดื่มเซลล์ตามการพิจารณาการให้ยาการออกแบบแบบฟอร์ม

อะมีบาจำแนกได้อย่างไร?

เป็นเวลาหลายศตวรรษมาแล้วที่ระบบต่างๆ ของการจำแนกสิ่งมีชีวิต รวมทั้งอะมีบา ขึ้นอยู่กับความคล้ายคลึงกันในลักษณะที่สังเกตได้และสัณฐานวิทยา Maciver กล่าวว่า "จริงๆ แล้วไม่มีกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่เรียกว่าอะมีบา" "แต่อะมีบาเป็นเซลล์โปรโตซัวที่เคลื่อนที่โดยการคลาน"

ในอดีต อะมีบาถูกจัดอยู่ในกลุ่มอนุกรมวิธานเดียวที่เรียกว่า Sarcodina ซึ่งโดดเด่นด้วยการใช้ pseudopodia Amoebas Sarcodina แบ่งตามประเภทของเท้าเทียมที่ตาม 2008 บทความตีพิมพ์ในวารสารProtistology อย่างไรก็ตาม ระบบการจัดหมวดหมู่นี้ไม่ได้แสดงให้เห็นความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการระหว่างอะมีบาต่างๆ มันไม่ใช่ต้นไม้ครอบครัวที่จะพูด

สายวิวัฒนาการระดับโมเลกุลเปลี่ยนแนวทางการจัดหมวดหมู่อนุก

รมวิธานสำหรับยูคาริโอตโดยเฉพาะ โดยการเปรียบเทียบความเหมือนและความแตกต่างในลำดับดีเอ็นเอโดยเฉพาะอย่างยิ่งภายในชีวิตนักวิทยาศาสตร์ก็มองเห็นสามารถวิธีการอย่างใกล้ชิดพวกเขามีความสัมพันธ์ตามความคิดเห็นที่ 2020 ในวารสารแนวโน้มในนิเวศวิทยาและวิวัฒนาการ การวิเคราะห์ในช่วงต้นเปรียบเทียบลำดับดีเอ็นเอที่เข้ารหัสหน่วยย่อย 18S ของไรโบโซมหรือ "SSU rDNA" (ไรโบโซมทำหน้าที่เป็นไซต์สำหรับการสังเคราะห์โปรตีน) จากการวิเคราะห์ SSU rDNA และลำดับดีเอ็นเออื่น ๆ ขณะนี้สิ่งมีชีวิตที่มียูคาริโอตได้รับการจัดระเบียบในลักษณะที่แสดงถึงความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการได้ดีขึ้น - ต้นไม้สายวิวัฒนาการตามบทความ Protistology ปี 2008

แต่ละเชื้อสายในต้นไม้สายวิวัฒนาการมีโครงสร้างที่แตกแขนง ในระบบนี้ ระดับแรกเรียกว่า "ซุปเปอร์กรุ๊ป" Fabien Burki ผู้เขียนบทความวิจารณ์ปี 2014 ที่ตีพิมพ์ในวารสารCold Spring Harbor Perspectives in Biologyอธิบายว่า supergroup เหล่านี้เป็น "สิ่งก่อสร้าง" ของต้นไม้ 

Burki ระบุห้า supergroups สำหรับสิ่งมีชีวิตที่มียูคาริโอต: Ophiskontha, Amoebozoa, Excavata, Archaeplastida และ SAR (ซึ่งประกอบด้วยสามกลุ่ม: Stramenopiles, Alveolata และ Rhizaria) สัตว์และเชื้อราอยู่ในกลุ่ม Ophiskontha อะมีโบอยด์โปรติสต์และปรสิตบางชนิดที่ไม่มีไมโตคอนเดรียเป็นส่วนหนึ่งของอะมีโบซัว Ophiskontha และ Amoebozoa ร่วมกันสร้าง supergroup ขนาดใหญ่ที่เรียกว่า Amorphea ตามการทบทวนในวารสาร Trends in Ecology & Evolution protists เฮเทอโร - สิ่งมีชีวิตที่ใช้เวลาในการสารอาหารจากสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ - เป็นส่วนหนึ่งของ Excavata ในขณะที่พืชและส่วนใหญ่มีชีวิตสังเคราะห์อื่น ๆ ที่เป็นส่วนหนึ่งของ Archaeplastida, ตามสารานุกรมชีววิทยาวิวัฒนาการ

“ถ้าคุณดูความหลากหลายของกลุ่มผู้ประท้วง คุณจะเห็นว่ามีอะมีบาในแทบทุกกลุ่ม” Maciver กล่าว "มีแม้กระทั่งสิ่งมีชีวิตที่มีอะมีบาภายในสาหร่ายสีน้ำตาล [ เขาวงกต ]" จากข้อมูลของ Maciver อะมีบาส่วนใหญ่มีอยู่ในกลุ่มอะมีโบซัว นอกจากนี้ เขาตั้งข้อสังเกตว่าอะมีบายังปรากฏอยู่ใน Rhizaria, Excavata, Opisthokonta (เช่น Nucleariids ซึ่งมี filopodia) และภายใน Stramenopiles (เช่น Labyrinthulids)

 

อะมีบามีความสำคัญอย่างไร?

อะมีบาเป็นสาเหตุของโรคต่างๆ ของมนุษย์ ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรค (CDC)ระบุว่าโรคอะมีบาหรือโรคบิดจากอะมีบาเป็นโรคที่เกิดจากเชื้อ Entamoeba histolytica ซึ่งเป็นปรสิตในลำไส้ของมนุษย์ ตามที่สถาบันสุขภาพแห่งชาติ (NIH) ระบุว่าEntamoeba histolyticaสามารถบุกรุกผนังลำไส้ใหญ่และทำให้เกิดอาการลำไส้ใหญ่บวมหรืออาจทำให้เกิดอาการท้องร่วงและโรคบิดได้ แม้ว่าโรคนี้สามารถเกิดขึ้นได้ทุกที่ในโลก แต่มักพบในเขตร้อนชื้นที่มีสุขอนามัยต่ำกว่ามาตรฐานและสภาพแออัด 

ผู้ใส่คอนแทคเลนส์อาจเสี่ยงต่อการติดเชื้อที่กระจกตาที่เรียกว่าAcanthamoeba keratitis ตามCDCสปีชีส์ในสกุลAcanthamoebaมีชีวิตอิสระและมักพบในดิน อากาศ และน้ำ การปฏิบัติตามหลักสุขอนามัยของคอนแทคเลนส์ที่ไม่ดี เช่น การจัดเก็บที่ไม่เหมาะสม การจัดการและการฆ่าเชื้อ หรือการว่ายน้ำกับเลนส์ เป็นปัจจัยเสี่ยงบางประการสำหรับโรคนี้ แม้ว่าอาการในระยะแรกจะรวมถึงอาการแดง อาการคัน และการมองเห็นไม่ชัด หากปล่อยทิ้งไว้โดยไม่รักษา การติดเชื้อในที่สุดจะนำไปสู่ความเจ็บปวดอย่างรุนแรงและอาจนำไปสู่การสูญเสียการมองเห็น ตามรายงานของ CDC 

อะมีบายังทำให้เกิดการติดเชื้อในสมองที่แตกต่างกัน Naegleria fowleri ,ซึ่งได้รับการขนานนามว่า "สมองกินอะมีบา" ทำให้เกิดสมองอักเสบ Amoebic หลัก (PAM) แม้ว่าโรคนี้จะหายาก แต่ก็เกือบจะถึงแก่ชีวิตได้เสมอตามข้อมูลของ CDC อาการในระยะแรกๆ ได้แก่ มีไข้และอาเจียน ในที่สุดจะมีอาการรุนแรงขึ้น เช่น ภาพหลอนและโคม่า Naegleria fowleriมีอยู่ในแหล่งน้ำจืดที่อบอุ่น เช่น น้ำพุร้อน ทะเลสาบและแม่น้ำ หรือในสระว่ายน้ำที่มีคลอรีนต่ำและน้ำร้อนที่ปนเปื้อน อะมีบาเหล่านี้เข้าทางจมูกและเดินทางไปยังสมอง อย่างไรก็ตาม CDC ไม่สามารถติดเชื้อได้โดยการกลืนน้ำ 

อะมีบาอีกชนิดหนึ่งคือ Balamuthia mandrillaris สามารถทำให้เกิดการติดเชื้อในสมองที่เรียกว่า granulomatous amoebic encephalitis (GAE) การติดเชื้อ Balamuthia นั้นหายาก แต่มักจะถึงแก่ชีวิต CDC ระบุอัตราการเสียชีวิตจากการติดเชื้อเป็น 90% อาการในระยะแรก ได้แก่ ปวดศีรษะ คลื่นไส้และมีไข้ต่ำ อัมพาตบางส่วน อาการชัก และการพูดลำบาก CDC ระบุว่า Balamuthia mandrillaris พบได้ในดินและสามารถเข้าสู่ร่างกายได้ทางบาดแผลเปิดหรือโดยการหายใจเอาฝุ่นที่ปนเปื้อนเข้าไป

อะมีบายังสามารถเป็นโฮสต์ของแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคในมนุษย์ และสามารถช่วยในการแพร่กระจายแบคทีเรียดังกล่าวได้ บทความในวารสารFront Cell Infection Microbiologyระบุว่าแบคทีเรียก่อโรค เช่น Legionella สามารถต้านทานการย่อยอาหารได้เมื่อกินโดยอะมีบา ในทางกลับกัน พวกมันจะถูกปล่อยออกมาจากแวคิวโอลไปยังไซโตพลาสซึมของอะมีบา ในกรณีเช่นนี้ แบคทีเรียจะดื้อต่อการบำบัดที่ออกแบบมาเพื่อควบคุมจำนวน (เช่น การบำบัดด้วยคลอรีนในน้ำ)

Maciver ยกตัวอย่างคูลลิ่งทาวเวอร์ที่ทั้งอะมีบาและแบคทีเรียสามารถเติบโตได้ หอหล่อเย็นมักจะขับหยดน้ำ ซึ่งผู้คนสามารถหายใจเข้าไปได้ “สิ่งที่ทราบกันดีอยู่แล้วหลายครั้งก็คือการที่เราสูดละอองน้ำที่มีอะมีบาซึ่งเต็มไปด้วยเชื้อโรคเหล่านี้ [Legionella]” เขากล่าว หากแบคทีเรียเข้าสู่ร่างกายของผู้ที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่องในลักษณะดังกล่าว ก็สามารถแพร่เชื้อมาโครฟาจได้ ซึ่งเป็นหนึ่งในเซลล์ป้องกันจำนวนมากของระบบภูมิคุ้มกัน Maciver กล่าวว่า "มาโครฟาจไม่เพียงแต่ดูเหมือนอะมีบา แต่วิถีทางชีวเคมีและชีววิทยาของเซลล์ของมันค่อนข้างคล้ายคลึงกัน "ดังนั้น โปรแกรมเหตุการณ์เดียวกันที่ทำให้แบคทีเรียสามารถหนีจากอะมีบาได้ในขณะนี้จึงทำงานเพื่อให้ Legionella หนีจากมาโครฟาจได้"

สุดท้ายนี้ อะมีบาเป็นส่วนสำคัญของระบบนิเวศของดิน ก่อนวันจริง Amoebas ในแบคทีเรียที่เป็นอันตรายและควบคุมประชากรของพวกเขาในดินตามการศึกษาในวารสารการประยุกต์และจุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม อะมีบายังมีความสำคัญต่อการรีไซเคิลสารอาหารในดินอีกด้วย จากข้อมูลของ Maciver เมื่อสารอาหารพร้อมใช้งาน แบคทีเรียก็ดูดกินเข้าไป ซึ่ง "กักเก็บสารอาหารทั้งหมดในมวลแบคทีเรียได้อย่างมีประสิทธิภาพ" เมื่อมีการบริโภคแบคทีเรีย สารอาหารจะถูกปล่อยกลับคืนสู่ดิน "ถ้าคุณมีวัฏจักรที่อะมีบากินแบคทีเรีย ผลโดยรวมก็คือการเพิ่มสารอาหารให้กับพืช" Maciver กล่าว