Основы экологической паразитологии. Паразитизм как экологический феномен

ЛЕКЦИЯ № 17.

Паразитизм – это универсальное, широко распространенное в живой природе явление, состоящее в использовании одного организма другим в качестве источника питания. При этом паразит причиняет хозяину вред вплоть до гибели.

Пути возникновения паразитизма.

1. Переход свободноживущих форм (хищников) к эктопаразитизму при увеличении времени возможного существования без пищи и времени контакта с жертвой.

2. Переход от комменсализма (сотрапезничества, нахлебничества, ситуации, когда хозяин служит лишь средой обитания) к эндопаразитизму в случае использования комменсалами не только отходов, но части пищевого рациона хозяина и даже его тканей.

3. Первичный эндопаразитизм в результате случайного, часто неоднократного заноса в пищеварительную систему хозяина яиц и цист паразитов.

Особенности среды обитания паразитов.

1. Постоянный и благоприятный уровень температуры и влажности.

2. Обилие пищи.

3. Защита от неблагоприятных факторов.

4. Агрессивный химический состав среды обитания (пищеварительные соки).

Особенности паразитов.

1. Наличие двух сред обитания: среда первого порядка – организм хозяина, среда второго порядка – внешняя среда.

2. Паразит имеет меньшие размеры тела и меньшую продолжительность жизни по сравнению с хозяином.

3. Паразиты отличаются высокой способностью к размножению, обусловленной обилием пищи.

4. Количество паразитов в организме хозяина может быть очень велико.

5. Паразитический образ жизни является их видовой особенностью.

Медицинская паразитология изучает паразитов человека, разрабатывает научные основы борьбы с ними, а также методы диагностики, лечения и предупреждения заболеваний, вызываемых или распространяемых паразитами. Медицинская паразитология подразделяется на 3 раздела: медицинскую протозоологию, изучающую паразитов человека из типа простейших; медицинскую гельминтологию, изучающую гельминтов, паразитирующих у человека, из типа плоских и круглых червей; медицинскую арахноэнтомологию, изучающую представителей типа членистоногих (клещей и насекомых), являющихся переносчиками, природными резервуарами и возбудителями заболеваний человека.

Паразитизм широко распространен в природе. Паразитические виды принадлежат к различным систематическим группам всех царств организмов. Хозяевами паразитов являются все виды организмов, исключая вирусы. Причем паразитические виды также могут быть хозяевами паразитов других систематических групп.

Подобно свободноживущим организмам, у которых одни виды способны эффективно существовать в широком диапазоне факторов среды, а другие требуют для своего оптимального развития более узкого диапазона условий, паразитические виды разнообразны. Некоторые из них могут найти благоприятные условия для своей жизни у хозяев разных биологических видов, далеких в эволюционном отношении, другие способны паразитировать только у близкородственных видов, третьи – у одного вида хозяев.

Совокупность всех паразитов, одновременно живущих в хозяине, называют паразитоценозом. Для каждого вида хозяев специфичен свой набор паразитов– возбудителей болезней.

Многие паразитические виды способны причинять вред своим хозяевам, вызывая заболевание или смерть организмов, в которых они паразитируют. Это свойство паразитов называется патогенностью, а их самих в этом случае – возбудителями болезней.

Действие паразита на хозяина (патогенное действие) заключается в следующем:

- механическое воздействие (разрушение клеток, повреждение тканей, закупорка просветов сосудов и др.)

- токсическое действие (влияние продуктов жизнедеятельности на метаболизм хозяина)

- питание паразита за счет хозяина (поглощение клеток, тканевой жидкости, крови, пищи в кишечнике хозяина и др.)

- влияние паразита на иммунную систему хозяина (выработка антител, аллергизация).

Хозяин также оказывает на паразита определенное воздействие. Например, могут возникать тканевые реакции (образование соединительнотканых капсул вокруг паразита), иммунологические реакции (выработка антител, фагоцитарный механизм разрушения тканей паразита), клеточные реакции.

Формы паразитизма в природе чрезвычайно разнообразны.

I. По степени необходимости для вида вести паразитический образ жизни паразитизм может быть ложным (случайным), факультативным и облигатным.

Ложный паразитизм состоит в том, что отдельные особи свободноживущего вида случайно попадают в организм особи другого вида, где сохраняют некоторое время жизнеспособность и вызывают нарушения нормальной жизнедеятельности хозяина. Ложные паразиты могут жить в организме хозяина короткое время, после чего или погибают, или выбрасываются во внешнюю среду. Примером может служить попадание личинок комнатной или падальных мух в кишечник человека, что может причинить вред случайному хозяину. Копрофильные амебы питаются и размножаются во внешней среде в фекалиях. При подсыхании фекалий они инцистируются. Попав в кишечник человека, амебы обычно не выходят из цист и выделяются во внешнюю среду вместе с фекалиями. В некоторых случаях амебы в кишечнике человека выходят из цист, и на непрдолжительный период времени переходят к паразитическому образу жизни.

Некоторые виды животных способны существовать и как свободноживущие организмы, и как паразиты. Оказавшись в силу различных причин внутри или на поверхности тела животного другого вида, они временно используют его как среду обитания и источник питания. Подобные ситуации называют факультативным паразитизмом, а виды, ведущие такой двойной образ жизни, - факультативными паразитами. В природе можно обнаружить много примеров факультативного паразитизма в разных систематических группах. Свободноживущие амебы рода Naegleria обычно обитают в водоемах,в которые поступают сточные воды. Попадая в организм человека через рот или ранки на коже, они способны мигрировать в различные ткани и органы и вызывать патологический процесс, иногда с летальным исходом.

Облигатные (истинные) паразиты - это виды, в жизненом цикле которых паразитический образ жизни является обязательным хотя бы для одной из стадий развития. Паразитический образ жизни в данном случае обусловлен филогенетически и служит специфическим признаком вида.

II. По локализации паразитов в хозяевах их подразделяют на две большие группы: эктопаразитов и эндопаразитов.

Эктопаразиты обитают на поверхности тела хозяина, питаясь либо его кровью (гематофаги), либо роговым слоем и его производными (кератофаги). Эктопаразиты встречаются в большинстве типов животного царства, однако паразитами человека являются, как правило, представители типа Arthropoda: насекомые и клещи. Нанося ущерб хозяину тем, что питаются его тканями, эктопаразиты значительно больший вред приносят ему в качестве переносчиков возбудителей болезней – эндопаразитов любой природы.

Паразитов, средой обитания которых являются клетки, ткани и полости тела хозяина, называют эндопаразитами. Соответственно локализации различают внутриклеточных, тканевых и полостных паразитов. Эндопаразиты могут поражать любой орган. Известны паразиты кишечника (ленточные и круглые черви, простейшие), паразиты печени (сосальщики), паразиты легких (легочный сосальщик), мочеполовой системы (шистосомы, простейшие) и т.д. В большинстве случаев локализация тех или иных видов паразитов строго определена. В то же время многие паразиты могут паразитировать в разных органах хозяина. Например, возбудитель висцерального лейшманиоза живет в печени, селезенке, костном мозгу и лимфатических узлах. Личинки свиного цепня могут развиваться в мышцах, глазах, мозгу.

Один и тот же паразит может на разных стадиях развития поражать разные органы. Так, малярийный плазмодий сначала развивается в печени, а затем в эритроцитах человека.

Эндопаразиты животных относятся к разным систематическим группам, однако в человеке паразитируют как правило, представители типов Protozoa, Plathelminthes, Nemathelminthes и иногда Acantocephalia и Arthropoda.

III. По времени контакта паразитического вида с хозяином различают временный и стационарный паразитизм. Временные паразиты обычно паразитируют на наружных покровах хозяина (эктопаразиты). Они связаны с организмом хозяина только цепями питания (например, гематофаги), и время их контакта с хозяином значительно короче, чем период свободной жизни. Как правило, временные паразиты полиспецифичны.

Стационарные паразиты проводят в (на) хозяине длительное время, иногда всю жизнь. Адаптация в системе паразит – хозяин в этом случае обусловлена не только цепями питания паразита, но и той средой, которую предоставляет хозяин для его жизни. Стационарными паразитами являются почти все эндопаразиты и многие эктопаразиты. Причем большинство видов обладает или олигоспецифичностью, или моноспецифичностью. Стационарный паразитизм включает две формы паразитизма: периодический (паразит проводит часть своей жизни во внешней среде) и постоянный (паразит не покидает своих хозяев). Периодический паразитизм встречается в природе чаще, чем постоянный.

IV. По специфичности паразитов делят на моноспецифичных и полиспецифичных.

Паразитов, приспособленных к жизни у хозяев многих видов называют полиспецифичными паразитами. Вариантом полиспецифичности является полифагия – способность кровососущих паразитов питаться кровью хозяев разных видов. Например, половозрелые стадии печеночного сосальщика (Fasciola hepatica) паразитируют у различных травоядных животных; многие виды комаров (сем. Culicidae) питаются кровью хозяев, принадлежащих к различным видам млекопитающих.

В тех случаях, когда паразит приспособлен к жизни у определенного вида хозяев, говорят о моноспецифичности паразита. Вариант моноспецифичности – монофагия – питание кровососущих паразитов за счет хозяев одного вида. Примером моноспецифичности может служить паразитирование на человеке вшей вида Pediculus humanus. Оказавшись на поверхности тела любого другого вида, эти вши гибнут. Аскариды человеческие (Ascaris lumbricoides) тоже моноспецифичные паразиты. Попав в организм других хозяев, они гибнут, не достигнув половой зрелости.

Механизмы передачи паразита: фекально-оральный, воздушно-капельный, трансмиссивный, контагиозный.

Наиболее часто встречающимися у человека паразитами являются разнообразные черви – гельминты, вызывающие заболевания группы гельминтозов. Различают био-, геогельминтозы и контактные гельминтозы.

Биогельминтозы – это заболевания, передача которых человеку происходит с участием животных, в чьем организме развивается возбудитель (эхинококкоз, альвеококкоз, тениоз, тениаринхоз, дифиллоботриоз, описторхоз, трихинеллез).

Геогельминтозы – это болезни, передача которых человеку происходит через элементы внешней среды, где развиваются личиночные стадии паразита (аскаридоз, трихоцефалез, некатороз).

Контактные гельминтозы характеризуются передачей паразита непосредственно от больного или через окружающие его предметы (энтеробиоз, гименолепидоз).

Понятие о хозяине.

Хозяином паразита называют живой организм, используемый паразитом как источник питания и место обитания. Ряд паразитических форм в разные периоды жизненного цикла переходят от хозяина одного вида к другому. Это явление получило название смены хозяина. Например, личиночные формы бычьего цепня развиваются в организме крупного рогатого скота, а половозрелые формы только у человека.

Хозяева паразитов подразделяются на промежуточных, окончательных, резервуарных.

Окончательным (основным или дефинитивным) хозяином называют организм, в котором паразит находится в половозрелой форме или размножается половым путем.

Промежуточным хозяином называют организм, в котором паразит находится в личиночной стадии или размножается бесполым путем.

Резервуарным хозяином называют организм, в котором паразит сохраняет жизнеспособность, происходит его накопление, что повышает выживаемость вида, но дальнейшее развитие его не происходит.

Для возбудителей одних заболеваний резервуаром служит человек (малярия, эпидемический сыпной и возвратный вшивый тиф), для других – животные. Диких животных называют природным резервуаром. Например, грызуны служат природным резервуаром лейшманиоза, чумы, туляремии. Некоторые виды клещей могут длительное время (до 20 лет) хранить возбудителей возвратного клещевого тифа, клещевого энцефалита, туляремии.

 

Переносчики возбудителей болезней.

Кроме резервуаров, для циркуляции многих возбудителей необходимы переносчики, роль которых выполняют кровососущие членистоногие (насекомые и клещи). В результате активных перемещений переносчиков возбудители заболеваний могут распространяться на значительные расстояния.

Специфическими переносчиками называют тех членистоногих, в организме которых происходит развитие и (или) размножение паразита. Специфический переносчик, как правило, необходимый компонент в жизненном цикле данного паразита.

Механическими переносчиками называют такого переносчика, в организме которого не происходит развитие и размножение. Попадание паразита в переносчика (или на поверхность его тела) случайно и обусловлено тем, что паразит и механический переносчик – члены одного биоценоза. С помощью механического переносчика паразит перемещается в пространстве. Примером могут служить комнатные мухи, на наружных покровах, лапках, в кишечнике которой переносятся возбудители разных заболеваний.

Один и тот же переносчик может быть специфическим для одного вида паразита и механическим для другого. Например, комары рода Anopheles являются специфическими переносчиками возбудителей малярии и механическими переносчиками возбудителей туляремии. Специфические переносчики всегда кровососущие животные, а механические могут быть как кровососущими, так и иметь другой способ питания.

Некоторые переносчики могут быть и природными резервуарами. Блоха может длительное время сохранять возбудителей чумы, аргазовые клещи – возбудителей возвратного типа.

 

Классификация заболеваний человека, этиологическим фактором которых являются паразитические виды организмов.

 

В основе классификаций заболеваний человека, вызываемых паразитическими видами организмов, лежат различные критерии: систематическая группа, к которой относится паразит, резервуары возбудителей болезней, пути передачи возбудителя к человеку и т.п.

В зависимости от систематического положения, различают две группы заразных заболеваний: инфекционные (возбудители – вирусы, бактерии, грибы, риккетсии) и инвазионные (возбудители – зоопаразиты). Инвазионные заболевания включают протозойные болезни (протозоонозы), болезни, вызываемые паразитическими червями (гельминтозы) и паразитическими членистоногими.

По критерию резервуаров различают антропонозы и антропозоонозы. В группы антропонозов относят заболевания, для возбудителей которых человек является единственным резервуаром (например, малярия, филяриатозы, трихомонадоз, амебиаз и др.). Антропозоонозы – заболевания человека, возбудители которых способны поражать как животных, так и человека. В этом случае переносчик может передавать возбудителя от животных к человеку и обратно (таежный энцефалит, лейшманиоз, чума)

В свою очередь, антропозоонозы включают синантропозы и природноочаговые заболевания. Типичным примером синантропоза (возбудители болезней человека циркулируют среди синантропных животных) является гамбийская форма африканского трипаносомоза. Возбудитель этой болезни Trypanosoma gambiense циркулирует между домашними животными (свиньи, козы и др.) и может быть передан при помощи специфического переносчика человеку. Территорию, на которой обитают дикие животные, служащие резервуаром возбудителя и существование которых не связано с деятельностью человека, а так же переносчики называют природным очагом заболевания. Природноочаговыми заболеваниями человека является большая группа заболеваний (желтая лихорадка, чума, родезийская форма африканского трипаносомоза и американский трипаносомоз, дифиллоботриоз и др.), возбудители которых циркулируют в природе среди диких животных, часто не принося им никакого вреда, и человек может стать хозяином паразита либо оказавшись на территории природного очага, либо при появлении пути передачи возбудителя из природного очага в места обитания человека.

Заболевания, возбудители которых передаются при участии кровососущих механических и специфических переносчиков – насекомых и некоторых клещей, называются трансмиссивными. Выделяют облигатно-трансмиссивные (трансмиссивный путь передачи возбудителя – единственный путь передачи) и факультативно-трансмиссивные заболевания (трансмиссивный путь – один из возможных путей передачи возбудителя). Облигатно-трансмиссивными заболеваниями являются например, малярия, филяриатозы и др. заболевания человека. В группу факультативно-трансмиссивных относят чуму, туляремию, болезнь Чагаса и ряд других.

 

Циркуляция паразитов в природе.

Наряду с преимуществами, которые предоставляет организмам паразитический образ жизни (постоянные условия среды, наличие пищи в достаточном количестве, возможность использования некоторых биохимических систем хозяев для обеспечения своих потребностей), паразитические виды испытывают в своем развитии и определенные трудности, отсутствующие у свободноживущих организмов. Прежде всего, паразитам значительно сложней расселяться в их специфической среде обитания, т.е. обрести восприимчивых хозяев. Для этого им приходится менять среду обитания (мигрировать в разные части тела в пределах одного хозяина, выходить во внешнюю среду и жить в организмах других биологических видов). Благодаря этому, в процессе эволюции у паразитических видов возникли различные морфологические формы (стадии онтогенеза), признаки которых обеспечивают защиту от факторов, действующих на них как в организмах хозяев, так и при расселении. Кроме того, высокая смертность паразитов на всех этапах онтогенеза способствовала развитию у них эффективных механизмов полового и бесполого размножения (в некоторых случаях и на личиночных стадиях), что также обусловило увеличение числа морфологических форм.

Вследствие этого, индивидуальное развитие паразитических видов, как правило, более сложное, чем у свободноживущих организмов той же систематической группы.

Совокупность всех морфологических стадий развития паразита (стадий онтогенеза) с указанием среды обитания каждой стадии и путей передачи от одного хозяина к другому называют циклом развития или жизненным циклом паразита.

Вне зависимости от эволюционного уровня паразитических видов можно выделить несколько вариантов циркуляции паразита в природе:

1. Циркуляция паразитического вида происходит без смены хозяев, и человек – единственный резервуар паразита (возбудители вирусного гепатита, амебной дизентирии, аскаридоза и др.)

2. Циркуляция паразитического вида связана со сменой хозяев, причем человек является необходимым компонентом для развития определенных стадий паразита:

а) оба хозяина в цикле развития паразита являются резервуаром (в цикле развития Taeniarhynchus saginatus дефинитивный хозяин – человек и промежуточный хозяин – крупный рогатый скот служат паразиту резервуаром);

б) резервуаром паразита является только человек (в циркуляциях возбудителей малярии, филяриатозов и др. паразитов кроме человека участвуют также специфические переносчики).

Территорию, где среди людей циркулиркет паразит – возбудитель болезни человека называют антропонозным очагом возбудителя болезни.

3. Человек – один из возможных резервуаров для паразитического вида. Циркуляция паразита в природе возможна без участия человека:

а) резервуаром паразита являются синантропные животные (резервуаром Balantidium coli служат свиньи).

Синантропных животных, которые способны служить резервуаром возбудителю болезни человека, называют синантропным резервуаром, а территорию, на которой происходит циркуляция паразита среди восприимчивых синантропных животных и людей, - синантропным очагом возбудителя болезни человека.

б) резервуаром паразита являются дикие животные (в циклах развития Leishmania donovani, Schistosoma japonicum и многих других паразитов – возбудителей болезней человека).

Диких животных, способных быть резервуаром паразитов, называют природным резервуаром.

Возникновение и эволюция паразитизма.

Появление паразитизма – один из путей реализации общей тенденции эволюции видов: наиболее рационального использования пространственных и пищевых ресурсов природы.

Наиболее изучен переход свободноживущих форм к эктопаразитизму. Большинство эктопаразитов перешло к паразитизму от хищничества путем постепенного удлинения сроков питания и контакта с хозяином. Второй путь перехода к паразитизму возникает на основе комменсализма. Например, птичьи клещи- пухоеды были комменсалами птиц, обитавшими в гнезде, где они питались органическими остатками, скапливающимися на дне гнезда. Постепенно клещи стали переходить с подстилки на хозяев гнезда и питаться ороговевшими остатками кожи и в конечном счете превратились в эктопаразитов.

Объяснить превращение свободноживущих форм в эндопаразитов значительно труднее.

В ряде случаев, возможно происхождение эндопаразитизма, например кишечного паразитизма, из комменсализма. Кишечная среда выгодна для многих форм, поскольку она богата пищевыми веществами. Иногда комменсалы используют на отходы пищи, а часть рациона хозяина и таким образом причиняя ему ущерб. С увеличением количества потребляемой пищи, например, за счет увеличения поверхности тела ленточных, комменсальная форма начинает приносить вред и переходит в паразитическую.

Однако считается, что основная масса случаев внутреннего паразитизма, особенно кишечного, представляет собой первичное явление, возникшее благодаря случайному в пищеварительную систему яиц или покоящихся стадий различных свободноживущих организмов.

 

Морфофизиологические адаптации к паразитическому образу жизни.

Переход к паразитическому образу жизни сопровождается появлением ряда приспособлений паразита к новым условиям существования.

Как правило, у паразитов развиваются органы прикрепления или фиксации, так как большинство паразитов,выйдя из организма хозяина, не может попасть к другому хозяину и погибает. Примером органов фиксации могут служить коготки вшей, присоски гельминтов, ротовой аппарат клещей и т.д.

У кровососущих характерно увеличение вместимости пищеварительной системы за счет появления слепых выростов кишечной трубки (пиявка, клещи). Кишечные паразиты обладают антиферментными свойствами, защищающими их от переваривания в кишечнике. Для паразитов характерна высокая плодовитость, поскольку в процессе цикла развития огромное количество личиночных форм погибает, не достигая половой зрелости. Для компенсации гибели личиночных форм у паразитов наблюдается мощное развитие половой системы и образование огромного числа половых продуктов. У сосальщиков, кроме того, гибель зародышей компенсируется размножением личиночных форм путем партеногенеза. В результате из одного яйца может образоваться множество инвазионных стадий.

Развитие одних органов сочетается у паразитов с исчезновением других, не играющих существенной роли в новых условиях существования. Так, постоянство внутренней среды обитания приводит к редукции органов чувств (глаза и др.), исчезновению органов передвижения, у ленточных червей отсутствует пищеварительная система (всасывание всей поверхностью тела).

 

Знание медицинской паразитологии необходимо врачу любой специальности, так как паразиты могут поражать любой орган человека. К врачам – терапевтам обращаются больные с поражением кишечника и желчных путей (аскариды, лямблии), печени (трематоды, эхинококк и альвеококк), легких (легочный сосальщик), а также страдающие висцеральным лейшманиозом, малярией, кишечными гельминтозами и их последствиями в виде интоксикации, злокачественным малокровием (анкилостомоз, дифиллоботриоз и др.).

Врачи – хирурги осуществляют оперативное лечение целого ряда паразитарных заболеваний: эхинококкоза и альвеококкоза печени и легких, кишечной непроходимости, вызванной аскаридами, закупорки желчного протока аскаридами или сосальщиками, дракункулеза и т.д.

Наиболее часто с паразитарными заболеваниями приходиться иметь дело педиатрам, поскольку дети в связи с недостаточно сформированной иммунологической системой чаще страдают этими заболеваниями. Наиболее частым паразитарным заболеванием у детей является энтеробиоз.

Нейрохирурги оперативным путем удаляют финны свиного цепня или эхинококка, поражающие мозг.

Таким образом, врачу любой специальности следует помнить о возможности паразитарных заболеваний, уметь осуществлять диагностику, профилактику и лечение этих заболеваний.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: