ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ П АРАЗИТИЗМ КАК ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ФЕНОМЕН Лекция 3_31 для специальности – «Медицинская кибернетика» (очная форма обучения) Красноярск 2013 Красноярский государственный медицинский университет им. В.Ф. Войно-Ясенецкого Кафедра Биологии с экологией и курсом фармакогнозии д.б.н. Татьяна Яковлевна Орлянская к.б.н. Ирина Григорьевна Ермакова

П ЛАН ЛЕКЦИИ 1. Паразитизм как биологический феномен 2. Экологические группы паразитов. Происхождение паразитов 3. Принципы взаимодействия паразита и хозяина 4. Факторы действия паразита на организм хозяина 5. Пути морфофизиологической адаптации паразита 6. Специфичность в отношениях паразит-хозяин на уровне популяций 7. Трансмиссивные и природоочаговые заболевания

1. П АРАЗИТИЗМ КАК БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФЕНОМЕН

П АРАЗИТИЗМ ОДИН ИЗ ВИДОВ СОСУЩЕСТВОВАНИЯ ОРГАНИЗМОВ Термин « паразитизм» произошёл от др.-греч. Παράσιτος «нахлебник». Паразитизм это явление, при котором два и более организма, не связанные между собой филогенетически, генетически разнородные, сосуществуют в течение продолжительного периода времени, при этом они находятся в антагонистических отношениях. Паразит использует хозяина как источник питания, среду обитания.

В медицинской паразитологии термин « паразит » означает эукариотический патогенный организм. Простейшие и многоклеточные возбудители заболеваний классифицируются как паразиты. Грибы не обсуждаются в учебниках медицинской паразитологии, хотя они являются эукариотами. Среди архей (они не являются эукариотами) по состоянию на 2003 год был известен лишь один паразитический организм Nanoarchaeum equitans

РОССИЙСКИЕ УЧЕНЫЕ - ПАРАЗИТОЛОГИ Константин Иванович Скрябин ( ) биолог, основатель отечественной гельминтологии Владимир Николаевич Беклемишев ( ) зоолог. С 1932 года заведующий отделом энтомологии Института малярии и медицинской паразитологии в Москве

Валентин Александрович Догель (1882 Ленинград). Труды этого ученого посвящены проблемам протозоологии, эмбриологии и паразитологии Евгений Никанорович Павловский ( ) зоолог, энтомолог, генерал- лейтенант медицинской службы (1943). Директор Зоологического института АН СССР

КРИТЕРИИ ПАРАЗИТИЗМА ( ПО Е.Н. П АВЛОВСКОМУ ) Контакт паразита и хозяина. Питание паразита за счет хозяина. Патогенное воздействие паразита на хозяина.

ПАРАЗИТИЗМ

М ЕДИЦИНСКАЯ ПАРАЗИТОЛОГИЯ ВКЛЮЧАЕТ РАЗДЕЛЫ : Протозоология. Гельминтология. Арахноэнтомология.

2. Э КОЛОГИЧЕСКИЕ ГРУППЫ ПАРАЗИТОВ. П РОИСХОЖДЕНИЕ ПАРАЗИТОВ

Истинные - облигатные и факультативные. Л ожны е – псевдопаразиты. Сверхпаразиты – гиперпаразитизм. П О ХАРАКТЕРУ СВЯЗИ С ХОЗЯИНОМ :

Истинные Л ожны е Сверхпаразиты пиявка Наездник и личинка паразита

И СТИННЫЕ ПАРАЗИТЫ ПО ВРЕМЕНИ КОНТАКТА Постоянные: Стационарные (безусловно постоянные) Периодические Временные

Временные паразиты живут и размножаются во внешней среде, а на животных нападают только для питания (слепни, комары и др.). Стационарны е паразиты находятся внутри или снаружи организма хозяина продолжительное время (иногда всю жизнь). К ним принадлежат большинство гельминтов, вши и др. В свою очередь, их делят на две подгруппы - постоянных и периодических. Постоянные паразиты проходят все стадии жизни - от момента рождения до смерти - на хозяине (чесоточные клещи и др.). Периодические (фазовые) паразиты на одних стадиях развития ведут паразитический образ жизни, на других - свободноживущий (оводы и др.).

эктопаразиты наружные паразиты эндопаразиты внутренние паразиты П О ЛОКАЛИЗАЦИИ В ОРГАНИЗМЕ ХОЗЯИНА ИСТИННЫХ ПАРАЗИТОВ :

ЭКТОПАРАЗИТЫ временные Москит Муха це-це Триатомовый клоп Комар Anopheles

ЭКТОПАРАЗИТЫ постоянные

Э НДОПАРАЗИТЫ Паразиты органов, сообщающихся с внешней средой - полостные паразиты. Паразиты внутренней среды: целомических полостей; крови; прочих тканей; внутрикожные.

Э НДОПАРАЗИТЫ

Toxoplasma gondii Токсоплазмы - реакция иммунофлуоресценции Plasmodium vivax Plasmodium falciparum

Моноксенные - использует одного хозяина. Стеноксенные - нет четкого выделения конкретных хозяев. Эвриксенные - несколько хозяев. П О КОЛИЧЕСТВУ ХОЗЯЕВ :

Моноксенные Стеноксенные Эвриксенные ПАРАЗИТЫ СВИНОЙ ЦЕПЕНЬ ЧЕСОТОЧНЫЙ КЛЕЩ ЛОШАДЕЙ БЛОХА

П РОИСХОЖДЕНИЕ ПАРАЗИТИЗМА Два подхода : Частный паразитизм исследуются взаимные адаптации паразита и хозяина в разных классах и типах. Общие закономерности исследуются вне зависимости от систематического положения.

П УТИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЭКТОПАРАЗИТИЗМА 1. Увеличение количества источников питания и их смена. 2. Переход от хищничества к паразитизму При этом удлиняется время контакта паразита при питании на хозяине и промежуток пребывания паразита на хозяине. 3. Усиление контакта так называемых гнездовых паразитов с поверхностью тела хозяина

Активные хищники, осваивающие для питания все более крупные жертвы, становятся вначале временными, а затем и постоянными эктопаразитами за счет удлинения контактов с организмом хозяина. Например, многие пиявки, ведущие себя как хищники по отношению к мелким организмам, становятся паразитами более крупных животных, питаясь их кровью. Увеличение продолжительности питания основное направление перехода от временного к постоянному эктопаразитизму. Из большого количества кровососущих форм членистоногих наиболее длительное питание на хозяине характерно именно для постоянных паразитов, степень контакта которых с хозяевами наиболее высока.

Животные, обитающие в убежище другого вида, могут питаться его перьями, волосами и отпадающими чешуйками кожного эпидермиса. Переход к постоянному обитанию на поверхности тела хозяина дает паразиту большие преимущества. Возможно, так возник паразитизм пухоедов, власоедов птиц и млекопитающих и группы клещей обитателей эпидермиса животных и человека. Гнездовые паразиты (пухоеды)

П РОИСХОЖДЕНИЕ ЭНДОПАРАЗИТИЗМА 1. Полостные паразиты – продукт случайного попадания в организм хозяина стадий свободноживущих видов, адаптированных к избытку в среде (почве или воде) органических веществ. 2. Паразиты тканей внутренней среды : изменение инстинкта откладки яиц, с предварительным приспособлением к экто паразитизму переход к обитанию в тканях через освоение полостей, связанных с внешней средой 3. Адаптации к кишечнику членистоногих - переход к паразитированию в кровь, через укус (фактор случайности)

Таким образом, путей перехода к паразитизму у разных видов животных много, но можно сделать вывод: паразитизм явление вторичное. Доказательства - наличие в жизненных циклах многих паразитов свободноживущих стадий, рекапитулирующих свободный образ жизни. Рекапитуляция - повторение признаков далёких предков в онтогенезе современных организмов их структуре, химизме, функциях

3. П РИНЦИПЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПАРАЗИТА И ХОЗЯИНА

КЛАССИФИКАЦИЯ ХОЗЯЕВ В зависимости от стадии развития паразита ОСНОВНЫЕ (окончательные или дефинитивные) – обитает половозрелая форма паразита ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ – паразит обитает в стадии личинки или проходит бесполое размножение ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ или вторые промежуточные РЕЗЕРВУАРНЫЕ – накопление личиночных стадий паразита без их развития

Окончательный хозяин - кошка Промежуточные хозяева – дикие и домашние животные, птица, человек TOXOPLASMA GONDII

КЛАССИФИКАЦИЯ ХОЗЯЕВ В зависимости от условий для развития паразита Облигатные (естественные) хозяева обеспечивают оптимальные условия для развития (наилучшую выживаемость, быстрый рост, максимальную плодовитость) Факультативные - характеризуются наличием биоценотических связей, но отсутствуют оптимальные биохимические условия, срок жизни паразита уменьшается Потенциальные – обеспечивают биохимические условия, но отсутствуют биоценотические связи

ПАТОГЕННОСТЬ – конкретная вредность ПАРАЗТИТА Патогенная стадия ПАРАЗИТА – это стадия, способная вызывать заболевание ВИРУЛЕНТНОСТЬ паразита – это степень проявления патогенности СПЕЦИФИЧНОСТЬ – это проявление исторически сложившейся степени адаптации ПАРАЗИТА к ХОЗЯИНУ

Степень специфичности паразитов может быть различна: от строгой к определенному подвиду до форм, встречающихся в десятках различных видов хозяев. Примерами специфических паразитов человека являются малярийные плазмодии, острица детская и некоторые другие. Источником инвазии этими паразитами всегда является человек. Такие специфические паразиты человека вызывают заболевания, называемые антропонозными.

Многие паразиты обладают меньшей специфичностью, чаще встречаясь у домашних и диких животных, но могут поражать также и человека. К таким паразитам относятся печеночный сосальщик, широкий лентец, вольфартова муха и многие другие. Источником заражения человека в этом случае являются обычно животные. Заболевания, вызываемые этими паразитами, называют зоонозными.

У одного и того же вида паразитов специфичность может быть выражена в разной степени на разных стадиях жизненного цикла. У некоторых видов специфичность более выражена на личиночных стадиях, а половозрелые организмы обитают в большом количестве окончательных хозяев. Таковы, например, сосальщики, личинки которых адаптированы к определенным видам моллюсков, а взрослые формы могут паразитировать у разных видов млекопитающих. Многие ленточные черви, наоборот, строго специфичны по отношению к окончательным хозяевам и проявляют меньшую разборчивость к промежуточным хозяевам.

И НВАЗИОННАЯ СТАДИЯ - СТАДИЯ ПАРАЗИТА, ВЫЗЫВАЮЩАЯ ЗАРАЖЕНИЕ Финна бычьего цепня Яйцо острицы

ИНВАЗИЯ АКТИВНАЯ Шистосомы (половозрелые особи и личинка) ПАССИВНАЯ Сибирский сосальщик, широкий лентец АУТОИНВАЗИЯ ВНУТРЕННЯЯ – Карликовый цепень НАРУЖНАЯ – Острица РЕИНВАЗИЯ - повторное самозаражение, возможно при любой инвазии, ведет к увеличению дозы инвазии. Исключение составляют лейшманиозы, трихинеллез, шистосомозы.

СПОСОБЫ ПРОНИКНОВЕНИЯ ИНВАЗИОННОЙ СТАДИИ ПАРАЗИТА В ОРГАНИЗМ ХОЗЯИНА Алиментарный (через рот с пищей): несоблюдение правил личной гигиены; гигиены продуктов питания; недостаточная термическая обработка продуктов – мяса, рыбы. Контактно – бытовой (яйца контактных гельминтов – острица, карликовый цепень), членистоногие (клещи, вши), простейшие (токсоплазма). Воздушно-капельный Трансплацентарный

СПОСОБЫ ПРОНИКНОВЕНИЯ ИНВАЗИОННОЙ СТАДИИ ПАРАЗИТА В ОРГАНИЗМ ХОЗЯИНА Перкутанный (путем активной инвазии - шистозома) Использование нестерильных инструментов Половой Трансфузионный Трансмиссивный

Трансмиссивный ( облигатный или факультативный ) инокуляция - через хоботок при кровососании контаминация - при расчесах и втирании в кожу гемолимфы или экскрементов переносчика Rickettsia

инокуляция - через хоботок при кровососании контаминаци я - при расчесах и втирании в кожу гемолимфы или экскрементов переносчика 9.Трансмиссивный а - облигатно-трансмиссивный б - факультативно- трансмиссивный

Влияние паразита на организм хозяина многозвеньевое и зависит от: Локализации паразитов Количества паразитов Степени их патогенности Интенсивности инвазии Реактивности хозяина 4. Ф АКТОРЫ ДЕЙСТВИЯ ПАРАЗИТА НА ОРГАНИЗМ ХОЗЯИНА

П АТОГЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ ПАРАЗИТА НА ХОЗЯИНА Токсическое Токсико-аллергическое Механическое воздействие Отнятие пищи Поглощение крови хозяина Внесение микробной флоры

О ТВЕТНАЯ РЕАКЦИЯ ОРГАНИЗМА ХОЗЯИНА НА ПАРАЗИТА Клеточная реакция – увеличиваются размеры клеток. Гуморальная реакция – выработка антител. Тканевая реакция – формирование капсул из соединительной ткани, осумковывание.

5. П УТИ МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ АДАПТАЦИИ ПАРАЗИТА

ПРОГРЕССИВНЫЕ o Развитие половой системы у червей o Изменение пищеварительной системы у клещей, пиявок, клопов; o Высокая плодовитость; o Устойчивость цист и яиц к неблагоприятным условиям; o Особенности формы тела; o Разнообразные органы фиксации ; o Покровы тела – тегумент и кутикула; o Интрамолекулярное дыхание.

РЕГРЕССИВНЫЕ Редукция дыхательной и кровеносной систем у трематод, нематод, редукция пищеварительной системы у ленточных червей; Редукция у паразитических ракообразных всех систем, кроме половой (саккулина); Видоизменения конечностей у зудней.

6. С ПЕЦИФИЧНОСТЬ В ОТНОШЕНИЯХ ПАРАЗИТ - ХОЗЯИН НА УРОВНЕ ПОПУЛЯЦИЙ

П АРАЗИТАРНАЯ СИСТЕМА ВКЛЮЧАЕТ : 1 – популяцию паразита определенного вида; 2 - одну или несколько популяций хозяина или хозяев; 3 – ту часть среды, которая необходима для существования популяций паразита и хозяина. В «Паразитарной системе» всегда паразит представлен особями одного вида! В.Н.Беклемишев( 1956г)

На уровне популяций в системе «Паразит- Хозяин» используется термин «заболеваемость» Массовые заболевания в популяциях животных называют эпизоотии, в популяциях человека – эпидемии

ПАРАЗИТЫ – это естественные компоненты биогеоценоза, а вызываемые ими эпизоотии – это нормальные функции биоценоза Паразиты – это совершенные регуляторы численности популяций хозяев, совершеннее, чем хищники, потому что они регулируют численность и самих хищников

«Роль паразитов в природе – это стабилизация экосистем» В.Н. Беклемишев

Регуляция численности популяции хозяина в «Паразитарной Системе» идет по принципу обратной связи: o Повышение плотности популяции хозяина; o недостаток пищи; o ослабление организмов заселение хозяев паразитами эпизоотии o Здоровые особи дают много потомков o Происходит увеличение количества пищи на прежней территории; o Уменьшение плотности хозяев.

Регуляция численности паразита в популяциях хозяина осуществляется: o климатическим условиям передачи инфекции и инвазии; o врожденным иммунитетом и иммунным реакциям хозяина; o гибелью части популяции хозяина; o саморегуляцией (перенаселение хозяина паразитами – ведет к снижению размножения паразита)

А ДАПТАЦИИ ПАРАЗИТА И ХОЗЯИНА НА ПОПУЛЯЦИОННОМ УРОВНЕ Наличие свободноживущих стадий, или подвижных личинок у паразита для активного поиска хозяина; Включение в цикл развития промежуточных и резервуарных хозяев; Наличие покоящихся стадий (цисты, яйца) для переживания неблагоприятных условий; Синхронизация циклов развития паразита и поведения хозяина.

Синхронизация циклов развития паразита и поведения хозяина ПОЛДЕНЬ МАССОВЫЙ ВЫХОД ЛИЧИНОК ШИСТОСОМ ИЗ ТЕЛА МОЛЛЮСКА В ВОДУ КУПАНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ХОЗЯЕВ

6. Трансмиссивные и природноочаговые заболевания

Т РАНСМИССИВНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ ПО ИСТОЧНИКУ ВОЗБУДИТЕЛЯ Антропонозы: малярия, сыпной тиф, возвратный тиф, волынская (окопная) лихорадка. Зоонозы: чума, туляремия, клещевой энцефалит, желтая лихорадка

Жёлтая лихорадка, острое инфекционное заболевание, вызываемое вирусом и сопровождающееся лихорадкой, интоксикацией, желтухой и кровоизлияниями. Распространена в Центральной и Южной Америке, Западной и Центральной Африке; в России не встречается. Резервуары вируса в природе обезьяны, грызуны, сумчатые и др. В природных очагах переносчиками вируса являются комары рода Haemogagus, в населённых пунктах комары рода Аёdes. Различают две формы Ж. л.: городского типа, при котором комары заражаются от больного человека и передают инфекцию здоровым людям, и Ж. л. джунглей, когда комары заражаются от больных обезьян и передают инфекцию здоровым людям или обезьянам.

ТРАНСМИССИВНЫЕ БОЛЕЗНИ ПО УЧАСТИЮ ЧЛЕНИСТОНОГИХ ПЕРЕНОСЧИКОВ Облигатно-трансмиссивные Например, малярия, сыпной тиф. Факультативно-трансмиссивные. Например, туляремия распространяется контактным путем (сдирание шкурки больного грызуна), через потребление зараженной пищи или воды или через посредство различных переносчиков (вши грызунов, комары, слепни, клещи и др.).

o Характер взаимодействия возбудителя и переносчика обусловлен природными условиями. o Большинство трансмиссивных заболеваний человека является болезнями местных животных с которыми сталкивается человек. o Важной особенностью трансмиссивных заболеваний является сезонность.

В передаче возбудителей трансмиссивных болезней участвуют специфические и механические переносчики. В специфических переносчиках возбудитель либо размножается и накапливается (например, вирусы в теле клещей), либо созревает до инвазионной стадии (например, личинки филярий в комарах, мошках, слепнях, малярийные плазмодии в теле комаров). В организме механических переносчиков возбудители не развиваются и не размножаются. Самыми распространенными механическими переносчиками являются мухи семейства Muscidae, которые известны как переносчики вирусов, бактерий, простейших, гельминтов.

ПРИРОДНО-ОЧАГОВЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ Болезни, существующие в природных очагах в связи со стойкими очагами инфекции и инвазии, поддерживаемыми дикими животными. К ним относятся: клещевой и комариный (японский) энцефалиты, клещевые риккетсиозы (сыпнотифозные лихорадки), различные формы клещевого возвратного тифа, туляремия, чума, геморрагическая лихорадка, трипаносомоз африканский, дифиллоботриоз, описторхоз и другие. Учение о природно-очаговов заболевании разработано Е. Н. Павловским (1938) и его школой.

Евгений Никанорович Павловский

У ЧЕНИЕ О ПРИРОДНОЙ ОЧАГОВОСТИ Основные положения: Паразиты циркулируют в природе независимо от человека; Резервуаром являются дикие животные; Распространены на территории с определенным климатом, биоценозом, ландшафтом.

К ОМПОНЕНТЫ ПРИРОДНОГО ОЧАГА ( ПАТОЦЕНОЗА ) ВКЛЮЧАЕТ 5 ЭЛЕМЕНТОВ 1. Возбудители 2. Переносчики 3. Доноры возбудителя 4. Реципиенты возбудителя 5. Комплекс природных условий внешней среды - БИОТОП

Возбудители: вирусы, бактерии, простейшие, гельминты, клещи. Переносчики: кровососущие членистоногие. Доноры возбудителя: дикие животные – природные резервуары. Различные виды грызунов – суслики, сурки, песчанки при чуме; различные виды полевок и мышей при туляремии; дикие копытные (антилопы) при африканском трипаносомозе; птицы при комарином энцефалите Сент-Луис; обезьяны при желтой лихорадки.

Реципиенты возбудителя: в природе дикие животные. Заражение человека может происходить через снятие шкур грызунов больных чумой, туляремией; через воду. Восприимчивы люди прибывающие в очаг извне (геологи, военные, строители), у людей, постоянно живущих в очаге, в крови могут присутствовать антитела

Комплекс природных условий внешней среды благоприятствует непрерывной циркуляции возбудителя в биотопе. Климат, почва, сообщества растений и животных определяют численность возбудителя, переносчика, донора

М ЕТОДЫ БОРЬБЫ С ПЕРЕНОСЧИКАМИ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ БОЛЕЗНЕЙ Борьба с насекомыми и клещами – дезинсекция. Ее цель – предупредить передачу переносчиками возбудителей болезней. Проведение профилактических мероприятий среди населения в опасных зонах Обезвреживание и искоренение самих природно-очаговых трансмиссивных болезней

planet.su/ekstrim/ekstrimsovet/76509-o- kleschah-i-profilaktike-kleschevogo- encefalita.html Заболеваемость клещевым энцефалитом на 100 тыс. нас – 1996 г.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ Leishmania infantum с хозяевами

И СТОЧНИКИ : kleschah-i-profilaktike-kleschevogo-encefalita.html kleschah-i-profilaktike-kleschevogo-encefalita.html