微生物学 · 4/12
原虫の一般的性状と分類
General characterisation and taxonomy of protozoa
🧠 原虫の分類は「見た目」ではなく「運動器官locomotion運動器官(locomotion)locomotion(運動器官)」で決まる、という1点だけ覚えればよい。 偽足pseudopodia偽足(pseudopodia)pseudopodia(偽足)・鞭毛・繊毛cilia 繊毛(cilia)cilia(繊毛) という運動器官 locomotion 運動器官(locomotion) locomotion(運動器官) の違いが、そのままこのバッチ全体(4/13〜4/18)の設計図になる——アメーバ類Amoebaアメーバ類(Amoeba)Amoeba(アメーバ類)は偽足 pseudopodia 偽足(pseudopodia) pseudopodia(偽足) で這い、鞭毛虫flagellate鞭毛虫(flagellate)flagellate(鞭毛虫)は鞭毛で泳ぎ、繊毛虫ciliate繊毛虫(ciliate)ciliate(繊毛虫)は繊毛 cilia 繊毛(cilia) cilia(繊毛) で泳ぎ、胞子虫Sporozoa 胞子虫(Sporozoa)Sporozoa(胞子虫) (スポロゾア)はそもそも自力で動けず宿主細胞内でしか生きられない。この4分類さえ頭に入れば、これから読むEntamoeba・Acanthamoeba/Naegleria・Giardia/Balantidium・Cryptosporidium・Trichomonas・*マラリア原虫 Plasmodium マラリア原虫(Plasmodium) Plasmodium(マラリア原虫) *のすべてが「どの群に属するか」から生活環・病原性まで自動的に見えてくる。
形態
原虫は真核単細胞生物 eukaryotic unicellular organisms 真核単細胞生物(eukaryotic unicellular organisms) eukaryotic unicellular organisms(真核単細胞生物) であり、真菌より大型である。
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 大きさ | 2〜100 μm(真菌より大きい) |
| 核 | 二倍体diploid 二倍体(diploid)diploid(二倍体) の核を持つ |
| 細胞小器官organelles細胞小器官(organelles)organelles(細胞小器官) | ミトコンドリア、小胞体、リボソーム、液胞、細胞骨格タンパク質(アクチン・チューブリンtubulinチューブリン(tubulin)tubulin(チューブリン)) |
| 生息環境 | 土壌・環境水中に存在 |
| 環境耐性 | 乾燥・熱には弱いが、嚢子は消毒薬 disinfectant 消毒薬(disinfectant) disinfectant(消毒薬) に対して高い抵抗性を持つ |
| 疫学 | 衛生状態の悪い発展途上国・熱帯地域で感染が多い |
2つの生活形態:栄養型と嚢子
多くの原虫は生活環の中で2つの形態を行き来する。
| 形態 | 栄養型 | 嚢子 |
|---|---|---|
| 状態 | 活動型(摂食・増殖する段階) | 不活性型inactive form 不活性型(inactive form)inactive form(不活性型) (休眠・非運動性nonmotile非運動性(nonmotile)nonmotile(非運動性)) |
| 代謝 | 従属栄養性heterotrophic 従属栄養性(heterotrophic)heterotrophic(従属栄養性) ——外部の有機炭素源を利用 | 生化学的に不活性 |
| 役割 | 増殖・症状の原因 | 不良環境下での生存を可能にする(感染型となることが多い) |
flowchart TD
A["嚢子<br>糞便中に排出・感染性・抵抗性が高い"] -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='excystation'>脱嚢</span>"| B["栄養型<br>摂食・運動性・増殖"]
B -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='encystment (to encyst)'>被嚢</span>"| A
💡 典型的な糞口感染サイクル。 多くの腸管原虫(Entamoeba・Giardiaなど)はこの「嚢子として排出→経口摂取→脱嚢 excystation 脱嚢(excystation) excystation(脱嚢) して栄養型になる→被嚢 encystment (to encyst) 被嚢(encystment (to encyst)) encystment (to encyst)(被嚢) して再び嚢子になる」というサイクルで感染が維持される。個々の疾患を読むときは、このサイクルのどこで組織侵襲が起こるか(起こらないか)に注目するとよい。
増殖様式
原虫は無性生殖asexual無性生殖(asexual)asexual(無性生殖)と有性生殖sexual有性生殖(sexual)sexual(有性生殖)を交互 alternating 交互(alternating) alternating(交互) に行う二相性生殖bi-phasic reproduction二相性生殖(bi-phasic reproduction)bi-phasic reproduction(二相性生殖)を示すことがある。
- 無性生殖asexual 無性生殖(asexual)asexual(無性生殖) : DNADNA(deoxyribonucleic acid)複製後に細胞質とともに親細胞が分裂する(分裂生殖, schizogonia)ことで、多くは有糸分裂性の二分裂 binary fission 二分裂(binary fission) binary fission(二分裂) により2つの娘細胞を生じる。
- 有性生殖sexual 有性生殖(sexual)sexual(有性生殖) :
- 性の異なる2つの配偶子が融合してDNAを交換し、2つの新しい細胞に分裂する。
- 配偶子の大きさが等しい場合(同形配偶子, isogametes)、両者は受精時に単純に融合する。
- 配偶子の大きさが異なる場合(異形配偶子, anisogametes)、大型のものを雌性大配偶子macrogamete雌性大配偶子(macrogamete)macrogamete(雌性大配偶子)、小型のものを雄性小配偶子microgamete雄性小配偶子(microgamete)microgamete(雄性小配偶子)と呼ぶ。
- 配偶子の融合により接合子zygote接合子(zygote)zygote(接合子)が形成され、これがオーシストoocystオーシスト(oocyst)oocyst(オーシスト)に包まれる。オーシストoocyst オーシスト(oocyst)oocyst(オーシスト) は増殖(胞子生殖, sporogonia)によりスポロゾイトsporozoitesスポロゾイト(sporozoites)sporozoites(スポロゾイト)を形成する。
⭐ マラリア原虫Plasmodium マラリア原虫(Plasmodium)Plasmodium(マラリア原虫) は無性生殖 asexual 無性生殖(asexual) asexual(無性生殖) と有性生殖 sexual 有性生殖(sexual) sexual(有性生殖) を宿主間で使い分ける代表例。 一時宿主(ヒト)の中では無性生殖 asexual 無性生殖(asexual) asexual(無性生殖) のみを行い、終宿主(蚊)の中で初めて有性生殖 sexual 有性生殖(sexual) sexual(有性生殖) を行う——この「宿主ごとに生殖様式が変わる」パターンは4/18で詳しく扱う。
分類:運動方法による4群
原虫は運動器官 locomotion 運動器官(locomotion) locomotion(運動器官) の違いによって4群に分類される。
| 群 | 運動器官locomotion運動器官(locomotion)locomotion(運動器官) | 特徴 | 代表属 | 本バッチでの該当ノート |
|---|---|---|---|---|
| アメーバ類Amoebaアメーバ類(Amoeba)Amoeba(アメーバ類) | 偽足pseudopodia 偽足(pseudopodia)pseudopodia(偽足) ——細胞質を突出させて伸ばす | 偽足pseudopodia 偽足(pseudopodia)pseudopodia(偽足) で食物粒子を包み込んで摂食する | Entamoeba, Naegleria, Acanthamoeba | 4/13、4/14 |
| 鞭毛虫類flagellates鞭毛虫類(flagellates)flagellates(鞭毛虫類) | 鞭毛——回転して細胞を液体環境中で推進 propulsion 推進(propulsion) propulsion(推進) するむち状の突起 | 液体環境(腸管・腟など)で活動的に運動する | Giardia, Trichomonas, トリパノソーマ属 Trypanosoma トリパノソーマ属(Trypanosoma) Trypanosoma(トリパノソーマ属) , Leishmania | 4/15、4/17 |
| 繊毛虫類Ciliates繊毛虫類(Ciliates)Ciliates(繊毛虫類) | 繊毛cilia 繊毛(cilia)cilia(繊毛) ——細胞表面を覆う毛状突起が列をなす | Balantidium coliが繊毛虫類Ciliates 繊毛虫類(Ciliates)Ciliates(繊毛虫類) で唯一のヒト病原体 | Balantidium coli | 4/15 |
| 胞子虫類sporozoa胞子虫類(sporozoa)sporozoa(胞子虫類) | 運動器官locomotion 運動器官(locomotion)locomotion(運動器官) なし(自力移動不能) | 偏性細胞内寄生obligate intracellular偏性細胞内寄生(obligate intracellular)obligate intracellular(偏性細胞内寄生)。複数宿主にまたがる複雑な生活環を持ち、無性生殖asexual 無性生殖(asexual)asexual(無性生殖) は中間宿主で、有性生殖sexual 有性生殖(sexual)sexual(有性生殖) は終宿主で起こる | マラリア原虫 Plasmodium マラリア原虫(Plasmodium) Plasmodium(マラリア原虫) , Cryptosporidium, トキソプラズマToxoplasmaトキソプラズマ(Toxoplasma)Toxoplasma(トキソプラズマ) | 4/16、4/18 |
⭐ 胞子虫類sporozoa 胞子虫類(sporozoa)sporozoa(胞子虫類) だけが「動けない・細胞内・複数宿主」という別次元の性質を持つ。 アメーバ類Amoebaアメーバ類(Amoeba)Amoeba(アメーバ類)・鞭毛虫類flagellates鞭毛虫類(flagellates)flagellates(鞭毛虫類)・繊毛虫類Ciliates 繊毛虫類(Ciliates)Ciliates(繊毛虫類) は自力で運動し、多くは管腔(腸管・腟など)に留まって生活するのに対し、胞子虫類sporozoa 胞子虫類(sporozoa)sporozoa(胞子虫類) は運動器官 locomotion 運動器官(locomotion) locomotion(運動器官) を持たず細胞内に偏性寄生し、生活環を完結させるために中間宿主と終宿主の両方を必要とする。この違いが、胞子虫類sporozoa 胞子虫類(sporozoa)sporozoa(胞子虫類) だけがベクター媒介性(蚊など)の重篤な全身感染症 systemic infections 全身感染症(systemic infections) systemic infections(全身感染症) を起こす理由である。
💡 この「運動器官locomotion 運動器官(locomotion)locomotion(運動器官) による4分類」は医学教育で便利な整理だが、現在の分子系統分類とは一致しない。 国際原生生物 Protista 原生生物(Protista) Protista(原生生物) 学会が定める現行の真核生物分類は、原虫を含む真核生物全体を「スーパーグループ」という分子系統に基づく単系統群 monophyletic group 単系統群(monophyletic group) monophyletic group(単系統群) でまとめ直しており、たとえばアメーバ類 Amoeba アメーバ類(Amoeba) Amoeba(アメーバ類) の多くはAmoebozoa(Amorpheaに含まれる)に、胞子虫類sporozoa 胞子虫類(sporozoa)sporozoa(胞子虫類) (Apicomplexa門)・繊毛虫類Ciliates 繊毛虫類(Ciliates)Ciliates(繊毛虫類) (Ciliophora)・渦鞭毛藻はAlveolataとしてひとつの単系統群 SAR/Diaphoretickes 単系統群(SAR/Diaphoretickes) SAR/Diaphoretickes(単系統群) にまとめられる——旧来の「運動器官locomotion 運動器官(locomotion)locomotion(運動器官) による4分類」はこの意味では単系統群 monophyletic group 単系統群(monophyletic group) monophyletic group(単系統群) ではない便宜的な分類にすぎない12。臨床・試験の文脈では運動器官 locomotion 運動器官(locomotion) locomotion(運動器官) による4分類がなお実用的に使われ続けており本ノートもこれに従うが、系統学的な単系統群 monophyletic group 単系統群(monophyletic group) monophyletic group(単系統群) ではない点に注意する。また「胞子虫Sporozoa胞子虫(Sporozoa)Sporozoa(胞子虫)」という呼称は今も便宜的に使われるが、現行の正式な分類階級 rank 階級(rank) rank(階級) 名はApicomplexa(胞子虫Sporozoa 胞子虫(Sporozoa)Sporozoa(胞子虫) 門)である。
まとめ
- 原虫は真核単細胞生物 eukaryotic unicellular organisms 真核単細胞生物(eukaryotic unicellular organisms) eukaryotic unicellular organisms(真核単細胞生物) で、栄養型(活動・摂食・増殖)と嚢子(休眠・耐性)の2形態を行き来する。
- 増殖は無性生殖 asexual 無性生殖(asexual) asexual(無性生殖) (分裂生殖)と有性生殖 sexual 有性生殖(sexual) sexual(有性生殖) (配偶子融合→接合子 zygote 接合子(zygote) zygote(接合子) →オーシスト oocyst オーシスト(oocyst) oocyst(オーシスト) →胞子生殖)の二相性 bi-phasic 二相性(bi-phasic) bi-phasic(二相性) を示すことがあり、*マラリア原虫 Plasmodium マラリア原虫(Plasmodium) Plasmodium(マラリア原虫) *は宿主ごとに生殖様式を使い分ける代表例。
- 分類は運動器官 locomotion 運動器官(locomotion) locomotion(運動器官) によりアメーバ類Amoeba アメーバ類(Amoeba)Amoeba(アメーバ類) (偽足pseudopodia偽足(pseudopodia)pseudopodia(偽足))・鞭毛虫類flagellates 鞭毛虫類(flagellates)flagellates(鞭毛虫類) (鞭毛)・繊毛虫類Ciliates 繊毛虫類(Ciliates)Ciliates(繊毛虫類) (繊毛cilia繊毛(cilia)cilia(繊毛))・胞子虫類sporozoa 胞子虫類(sporozoa)sporozoa(胞子虫類) (運動器官locomotion 運動器官(locomotion)locomotion(運動器官) なし)の4群に分かれる。
- 繊毛虫類Ciliates 繊毛虫類(Ciliates)Ciliates(繊毛虫類) でヒトに病原性を持つのはBalantidium coliのみ。
- 胞子虫類sporozoa 胞子虫類(sporozoa)sporozoa(胞子虫類) は運動器官 locomotion 運動器官(locomotion) locomotion(運動器官) を持たず偏性細胞内寄生 obligate intracellular 偏性細胞内寄生(obligate intracellular) obligate intracellular(偏性細胞内寄生) し、中間宿主(無性生殖asexual無性生殖(asexual)asexual(無性生殖))と終宿主(有性生殖sexual有性生殖(sexual)sexual(有性生殖))を必要とする複雑な生活環を持つ——マラリア原虫 Plasmodium マラリア原虫(Plasmodium) Plasmodium(マラリア原虫) ・Cryptosporidium・*トキソプラズマ Toxoplasma トキソプラズマ(Toxoplasma) Toxoplasma(トキソプラズマ) *がこれに該当する。
- この「運動器官locomotion 運動器官(locomotion)locomotion(運動器官) による4分類」と「栄養型/嚢子」の語彙 lexicon (vocabulary) 語彙(lexicon (vocabulary)) lexicon (vocabulary)(語彙) が、以降のEntamoeba・Acanthamoeba/Naegleria・Giardia/Balantidium・Cryptosporidium/Blastocystis・Trichomonas・Plasmodiaすべてのノートで共通言語として使われる。
出典
- 1.Revisions to the Classification, Nomenclature, and Diversity of Eukaryotes(Journal of Eukaryotic Microbiology・2019)現行の国際原生生物学会(ISOP)による真核生物分類では、原虫を含む真核生物全体を分子系統に基づく「スーパーグループ」でまとめ直しており、アメーバ類の多く(Amoebozoa)はAmorpheaに、胞子虫類(Apicomplexa門)・繊毛虫類(Ciliophora/Ciliata)・渦鞭毛藻はAlveolataとしてSAR/Diaphoretickesにまとめられていることを本文で確認した。閲覧 2026-08-26
- 2.The revised classification of eukaryotes(Journal of Eukaryotic Microbiology・2012)2005年の分類改訂で導入されたスーパーグループ体系がその後も系統仮説検証を経て維持・改訂され続けており、原虫を含む真核生物の分類が運動器官のような表現型形質ではなく分子系統に基づくスーパーグループへ移行してきたことをアブストラクトで確認した。閲覧 2026-08-26