Принципы взаимодействия паразитов и хозяев на уровне особей

План.

1. Основные формы биотических связей (в антропобиогеоценозах - АБГЦ).

2. Паразитизм как биологический феномен.

3. Специфика среды обитания паразитов.

4. Экологические основы классификации.

Биотические связи – связи между организмами. Суть АБГЦ – на все природные сообщества оказывается прямое или косвенное воздействие человека.

Связи: межвидовые (пищевые цепи), внутривидовые, конкурентные отношения между организмами. Спектр: от нейтрализма (безразличия организмов – понятие чисто теоретическое) до антибиоза (уничтожение одних организмов выделениями других). Промежуточное положение занимает сожительство - симбиоз:

- мутуализм – обоюдополезное сожительство (напр., лишайники);

- синойкия ("общий дом") – проживание одного организма в другом без вреда для последнего;

- комменсализм – нахлебничество (напр., акула и рыба-прилипала, кишечная амеба в человеке);

- паразитизм – один организм использует другой, нанося ему вред;

- хищничество – один организм питается другим (напр., волк и заяц).

Впервые с паразитами столкнулись зоологи и отнесли к ним: простейших, плоских и круглых червей (гельминтов), членистоногих. Кроме этих паразитами являются: вирусы, бактерии, грибы – ими занимается микробиология.

Ученые, внесшие большой вклад в развитие паразитологии: Догель В.А. – советская экологическая школа паразитологии; Павловский Е.Н. – автор учения о природной очаговости трансмиссивных заболеваний, учения о двойственности среды обитания паразитов; Скрябин К.И. – школа гельминтологии, учение о девостации гельминтов; Беклемишев – экологический подход к паразитизму, вместе с Догелем – популяционная паразитология.

Паразитизм – это форма симбиоза, когда один организм (паразит) использует другого (хозяина) как место обитания и источник питания, принося ему вред и не принося пользы.

Паразиты – организмы, использующие другие организмы в качестве источника пищи и среды обитания. При этом регуляция их отношения со внешней средой полностью или частично лежит на хозяине.

Учение об организме как среде обитания создал Павловский. Среда 1-го порядка для внутренних паразитов – органы и ткани хозяина, среда 2-го порядка для них внешняя, на паразита действует косвенно (через хозяина). Т.о., человек является симбиоценозом. В среде 1-го порядка обитают также и симбионты.

Экологическая паразитология изучает динамику взаимоотношений "паразит-хозяин" во времени и пространстве у особей и популяций.

Человек является хозяином для 500 видов паразитов, они классифицируются:

1. - истинные (живущие только паразитизмом);

- ложные (необязательно являющиеся паразитами);

2. - постоянные (относительно и безусловно);

- временные;

3. - внутренние;

- наружные;

4. - моноксенные (с одним хозяином);

- эвриксенные (имеющие несколько хозяев).

Патогенность паразита – не всякое попадание паразита в организм хозяина вызывает болезнь.

Паразит и хозяин на уровне особей образуют единую систему с антагонистическими отношениями: паразит-агрессор питается пищей или тканями хозяина и наносит ему вред, хозяин борется с ним. Эти отношения могут приводить к заболеваниям, и такое свойство называется патогенностью. Т.о., "паразит-хозяин" – это особая биопротиворечивая система, в пределах которой взаимодействие зависит от видовых и индивидуальных свойств и состояний:

1) Паразит и хозяин не влияют друг на друга. Если хозяин не заболевает, но является источником заболевания – паразитоносительство.

2) Паразит патогенен и у Хозяина вызывает заболевание (паразитозы); названия болезней образуют из корня родового названия паразита+суффиксы -оз, -аз, -ез.

3) Защитные механизмы Хозяина создают для паразита неблагоприятные условия и он гибнет.

В процессе эволюции Хозяин и Паразит приспосабливаются друг к другу, чем раньше они встретились, тем меньше противоречий у них. Пример: жители Обь-Иртышского бассейна на 100% заражены опистрохозом, но заболевание у них не наступает (это относится к коренным жителям; у приезжих заражение этим паразитом приводит к заболеваниям в острой форме). Причина - сближение антигенных систем Паразита и Хозяина, первичных структур белка. Патогенность Паразита зависит от вида Хозяина. Вирулентность - конкретная степень патогенности.

Стадии развития Паразита:

- Инвазионная - способна вызывать заражение (финны, цисты, яйца…), может совпадать с патогенной. У человека—окончательного хозяина Паразит находится в организме в половозрелой форме, если же человек является временным хозяином, то Паразит контактирует с ним в личиночной форме.

- Патогенная.

Инфекция - заражение паразитами не-животного происхождения: грибами, бактериями, вирусами.

Инвазия - заражение паразитами-животными.

Заражение может происходить как в любой период онтогенеза, так и в определенный, может зависеть от времени года, суток.

Активная инвазия: паразит активно проникает в хозяина или оставляет потомство на хозяине. Встречается редко.

Пассивная инвазия: паразит проникает в хозяина без усилий со своей стороны, с пищей, например. Это наиболее распространенный способ.

Аутоинвазия - заражение повторно уже пораженного хозяина от самого себя. Необходимо, чтобы инвазионная стадия получалась в организме и могла развиться в этой среде. Примеры: энтеробиоз, тениоз, гименолепидоз. Аутоинвазию разделяют на наружную (с выходом в окр. среду) и внутреннюю (без выхода)

Реинвазия - повторение предыдущих выходов инвазии, приводящих к увеличению паразитов в хозяине.

Как биоявление, паразитизм появился задолго до позвоночных, с появлением разнообразия; первыми паразитами были простейшие. Паразиты-черви появились еще у беспозвоночных, а у позвоночных они развились еще лучше. Эволюционно раньше появились окончательные хозяева, а затем промежуточные. Иллюстрации: в юрском периоде уже существовали черви-паразиты насекомых, в 1200г. до н.э. у египетского фараона были паразиты - кровяные двуустки, коренные перуанцы рисовали больных паразитозами.

Эктопаразиты произошли от хищных предков путем удлинения времени контакта с жертвой-хозяином. Также путем перехода от комменсализма к паразитизму или со специализацией питания - от полифагии к монофагии (чаще кровью).

Эндопаразиты произошли от эктопаразитов: кишечные при случайном заносе эктопаразитов, хищников, нашедших приемлемые условия обитания; кровяные - от кишечных.

В связи с новым образом жизни у паразитов появляются новые приспособления и изменения; упрощение некоторых систем органов (органы чувств, пищеварения…), совершенствование других (органы прикрепления, размножения…). Эволюция их связана с эволюцией хозяина. Паразитолог Рубцов создал учение о филогенетическом параллелизме.

Разнообразие адаптаций:

1. Прогрессивные - появление новых органов: фиксации, питания, размножения.

2. Регрессивные - исчезновение, упрощение органов.

Форма тела соответствует органам, тканям обитания и питания.

Для паразитов характерно сильное развитие половой системы, гермафродитизм, они испытывают трудности с расселением и в ответ на это у них выработался сложный жизненный цикл, устойчивость инвазионных форм.

Паразиты оказывают различные патогенные действия на хозяина:

- Токсическое. Паразит выделяет вредные отходы, секреты желез, это приводит к снижению аппетита, похудению, снижению активности. Сенсибилизация – развитие аллергий на токсины.

- Механическое. Повреждение тканей органами прикрепления, закупорка просвета сосудов, воздушных путей, механическое давление, непроводимость кишечника.

- Внедрение микробов (вторичная инфекция). Происходит при активном внедрении в ткани.

- Синдром отнятия пищи. Паразиты, крупные или много мелких, отнимают у хозяина столько питательных веществ, что он начинает испытывать голод.

- Поглощение крови. Истинные гематофаги (некатор, кривоголовка) могут поглощать много крови и у хозяина развивается малокровие. Есть паразиты, питающиеся не только кровью (власоглав – и кровь, и содержимое кишечника).

Патогенное влияние паразита зависит от состояния хозяина в момент встречи с ним.

В ответ на патогенное влияние паразита у хозяина возникает защитная реакция, обычно неспецифичная; очень редко производятся специфические ответные действия. Стойкий иммунитет возникает при лейшманиозе, трипанасомозе, трихинеллезе и шистосомозе. При других паразитозах иммунитет только в момент попадания паразита (нестерильный иммунитет) – пока человек болеет каким-либо паразитом, вторично он им заразиться не может, выделяются антитела, которые защищают хозяина от суперинвазии (сверхзаражения) путем подавления новых паразитов. По антителам проводят диагностику паразитов.

При гельминтозах возникает относительный иммунитет:

- Клеточная реакция (при токсоплазмозе, плазмодиях)

- Тканевая реакция (капсулы из соединительной ткани)

- Гуморальная реакция (антитела поступают в кровь)

Стойкий иммунитет при этом не возникает, т.к.: нет тесного контакта органов человека и паразита (наибольший контакт с личинками паразитов), в хозяине происходит смена стадий паразита.

Конечный результат зависит от состояния хозяина, видовых особенностей паразита и хозяина, их индивидуальных особенностей, конкретных условий обитания на фоне филогенеза.

Взаимодействие популяций паразита и хозяина имеют другое биологическое значение, чем на уровне особей. Если конкретному хозяину паразит наносит вред, то для популяции хозяев паразиты приносят некоторую пользу.

Особенности сосуществования паразита и хозяина.

1. Паразит и хозяин - далекие эволюционно группы.

2. Паразит биологически зависит от хозяина.

3. Репродуктивный потенциал паразита выше, чем у хозяина.

4. При интенсивном размножении паразита он может убить хозяина.

5. Ареал паразита характеризуется перерассеянным распределением - неравномерное распространение паразита в популяции хозяина, а именно большая часть паразитов в небольшом количестве хозяев. Из-за различной вероятности инвазии, возможности размножения после первичной инвазии, ослабления защитных сил.

Среднее число паразитов на особь хозяина обычно меньше, чем стандартное отклонение и его можно математически моделировать.

Популяция паразитов - совокупность особей данного вида на определенной территории, не зависимо от того, паразитируют они или находятся в свободном состоянии. При резком росте числа паразитов под угрозой и популяция хозяев, и популяция самих паразитов. Равновесие поддерживается путем изменения способности паразитов к приспособленности их в организме хозяев. Регуляция числа паразитов - отрицательная обратная связь. Действует при резком росте популяции. Результат- снижение роста, размножения, жизнеспособности.

Новый взгляд на взаимоотношение паразитов и хозяев заключается в понимании их популяционных отношений. Иллюстрация: больше волков - меньше зайцев - мрут волки. Часть волков сдохло от паразитов - соотношение волки:зайцы оптимально.

Паразитизм - мощный фактор для регуляции численности хозяев, повышения устойчивости биоценозов. Поэтому и иммунитет к паразитам плохой (естественный отбор сохранил преимущественно мало защищенные от паразитов формы). Паразитизм, как форма симбиоза - механизм эволюции.

К человеку вышесказанное не относится, паразитизм не играет положительной роли для популяции человека, но на ранних этапах такое воздействие было, поэтому у людей тоже нет естественной защиты и они создали искусственную - гигиену. В настоящее время от гельминтозов в мире страдает 400 млн. человек.

По отношению к хозяину паразиты могут быть в разной степени специфичности:

- Строгая специфичность: паразит имеет 1-2 вида хозяев(плазмодий, аскарида)

- Нестрогая специфичность: паразит имеет широкий круг хозяев(иксодовый клещ)

- Переходные случаи: строгоспецефичный паразит может обитать в постороннем хозяине если подойдут условия, так называемые «гостепаразиты». Собачий цепень идеально приспособлен к паразитированию на собаке, но если блоху с его личинкой проглотит паразит - он тоже заразится.

Классификация хозяев:

1. Окончательный. Тот в котором живут половозрелые особи паразитов.

2. Промежуточный. Тот, в котором обитают личиночный стадии паразита и их размножение неполовое. Исключение: печеночный сосальщик в промежуточном хозяине- улитке размножается по бесполому типу (партеногенезом). Промежуточных хозяев может быть несколько.

3. Резервуарный. Тот, в котором личинки живут долго без развития в половозрелую особь, это естественные накопители инвазии.

4. Прокормитель. Тот, на котором паразит кормиться, например накопители иксодового клеща.

Одна особь может быть одновременно и промежуточным, и окончательным хозяином. Почти все гельминты человека находятся в нем в половозрелой форме.

По характеру развития выделяют две группы:

- Биогельминты (и биопратисты - простейшие)

- Геогельминты (игеопраститы)

В жизненном цикле биог. присутствуют промежуточные хозяева и в окружающую среду они не выходят, только их яйца в стадии инвазии.

Геог. развиваются без промежуточных хозяев, их развитие проходит в почве (потому и геог.)

Классификация паразитов:

Из 1,5 млн. Животных - 65 тыс. паразитов.

По причинам (этиологии):

1. Инфекционные заболевания - грибковые, вирусные, бактериальные.

2. Инвазионные - протозоозы, гельминтозы, энтомозы.

По распространению (эпидемиологии):

1. Капельные.

2. Пылевые.

3. Пищевые.

4. Контактные.

5. Внутриутробные.

6. Трансмиссивные.

Переносчики:

Беспозвоночные - кровососущие членистоногие (насекомые и клещи). Переносят паразитов от больных или носителей к здоровым. Через переносчиков передаются трансмиссивные заболевания: облигатные только переносчиками, факультативные также и другими путями.

Специфические переносчики - в них паразит проходит часть цикла развития, один вид, или род образует биосвязь с возбудителем, для достижения переносчиком способности заражать с момента попадания в него возбудителя должно пройти время (на развитие стадии паразита).

Механические переносчики - только перемещают возбудителя в пространстве, биосвязей с ним не образуют.

Способы передачи возбудителя от переносчика к хозяину:

- Инокулятивный. Вывод паразита во время питания переносчика (кровососания), переносчики и специфические, и механические. Мухи, комары, слепни.

- Контаминативный. Возбудитель выводится из переносчика с фекалиями и при расчесывании втирается в поврежденную кожу хозяина, тоже и специфические, и механические.

Большой вклад в развитие трансмиссивных заболеваний сделал Павловский Е.Н., он выделил группу болезней с природной очаговостью, создал учение о трансмиссивных болезнях с природными очагами в 1939г.

«Природно-очаговые болезни - явление, когда возбудитель, его специфический переносчик и животные- резервуары в течение смены своих поколений существуют неограниченно долго в природе независимо от человека, как по ходу эволюции, так и в настоящее время.»

Природные очаги существуют в определенных условиях, оптимальных для переносчиков и резервуаров, занимают конкретный географический ландшафт. Природный очаг связан с конкретным биогеоценозом, возбудители болезней на определенных участках территории существуют независимо от человека и домашних животных. Складываются, формируются такие очаги долго.

Структура природного очага:

1. Животные- возбудители (или грибы, бактерии, вирусы).

2. Животные- доноры возбудителей (дикие).

3. Животные- переносчики (беспозвоночные-кровососы).

4. Дикие животные- реципиенты возбудителя (воспринимающие)

5. Факторы среды, которые сохраняют циркуляцию возбудителя.

Природный очаг образует систему - патоценоз. Павловский обнаружил весенне-летний энцефалит.

Не все трансмиссивные болезни - природно-очаговые (малярия), не все природно-очаговые - трансмиссивные (опистрохоз, трихинеллез).

Борьба с паразитами.

Очень трудно бороться с природными очагами, они очень устойчивы, т.к. обладают:

- Фактором трансовариальной передачи, т.е. передачи возбудителя через яйца переносчика от поколения к поколению.

- Фактором трансфазовой передачи, т.е. передачи возбудителя через отдельные фазы переносчиков. У клещей, например, 3 фазы - личинка, нимфа, имаго, нимф может быть несколько стадий и во всех сохраняется возбудитель.

Борьба с очагами заключается в избирательной ликвидации резервуаров, переносчиков, профилактических мерах.

По отношению к человеку выделяют:

- Зоонозы- болезни только животных.

- Антропозоонозы - болезни, поражающие животных и человека.

- Антропонозы- болезни, свойственные только человеку.

Борьба на примере гельминтозов:

1. Глистогонная терапия - удаление гельминта из хозяина.

2. Дегельминтизация (предложено Скрябиным) - комплекс мер на удаление гельминтов из хозяев и его инвазионных стадий среды.

3. Девастация - меры на уничтожение паразита как зоологического вида, его полное истребление на всем земном шаре или отдельной территории.

Одновременно проводят меры, делающие окружающую среду непригодной для существования паразита. Но такую штуку можно проделать только с очень хорошо изученными паразитами. В СССР девастация была проведена с малярией, в палнах-бычий цепень, аскаридоз.

В целом борьба с паразитами заключается в следующем:

1. Выявление больных, постановка их на учет.

2. Очищение и охрана внешней среды от инвазионных стадий.

3. Ветеринарно-санитарные меры.

4. Санитарно-просветительная работа.

Эти меры проводят врачи, фельдшеры, специальные отделы. Они контролируют канализацию, свалки, скотомогильники, орошение полей, проводят осмотр мяса и рыбы (визуально и микроскопически), контролируют обработку этих продуктов, ведут борьбу с механическим переносчиками.

Эволюция

«Эволюция» означает развертывание, этот термин ввел Боннэ в 18 в., он подразумевает последовательные изменения процесса во времени.

Биологическая эволюция - необратимый, постепенный, закономерный процесс развития. Сменяются виды, адаптации, изменяются состав популяций, биогеценоза, биосфера. В основе лежит механизм самовоспроизведения макромолекул и организмов, приводящий к преобразованию живых систем. Результат эволюции всегда - приспособление организмов к внешней среде, которое требует усложнения организации живых систем.

До сих пор наиболее полной теорией эволюции является учение Дарвина, но в последнее время оно стало подвергаться критике, а в качестве альтернативы выдвигается креацианизм (научная религия).

Эволюционные идеи выдвигались людьми с древних времен: в Индии – идеи развития всего сущего из праматерии, в Китае - классификация растений, идея в превращении веществ (2 тыс. лет до н.э.), в Греции - идея о простых составляющих высшей материи - огонь, вода, воздух, земля. Это была наивная диалектика древних, зародилась и метафизика, как отрицание развития в природе, признание только простого перемещения, изменения кол-ва.

Креацианизм (от «креатор»-творец) – учение о создании мира творцом, его неизменности.

Метафизика в те времена очень распостранилась, особенно в клеточной теории, в эмбриологии господствовала теория преморфизма, систематика занималась составлением различных классификаций. Первым систематиком считается Карл Линней, считавший, что виды создал творец и они неизменны.

Креацианист Боннэ составил классификацию в виде лестницы с простыми веществами в основании и Богом на вершине.

Во 2-ой половине 18в. появился трансформизм, под влиянием фактов признавались отдельные случаи эволюции в виде изменчивости видов, общая эволюция еще отрицалась. Ломоносов был сторонником первичности материи, признавал последовательные изменения. А. Кавернев сделал предположение о перерождении животных (от диких к домашним).

В 1809г. Ламарк создал первую эволюционную теорию («философия зоологии»), показал роль среды в изменчивости, фактора времени. Вывел 2 закона:

- Об изменчивости - изменении органов при их действии или бездействии.

- Об наследственности - наследовании признаков.

Взгляды Ламарка дуалистичны, он глубоко видел изменения, но не понимал из механизма.

Дарвин последовательно развил теорию эволюции (после путешествия на корабле «Бигл» в 1831-36гг.). В основе её положил учение об естественном отборе, смысл которого в случайной изменчивости, наследственности, дивергенции, борьбе за существование и др. Главные факторы: естественный отбор и влияние среды. Со временем Дарвин менял акценты своей теории.

«Распространение паразитических форм в животном мире»

1.Тип простейшие. Классификация. Характерные черты организации. Значение для медицины.

Простейшие представлены отдельной клеткой, которая отличается от клетки многоклеточного организма тем, что не является узко специализированной и может существовать изолированно. Поэтому простейших можно было бы назвать организмом на клеточном уровне, в котором функции органов выполняют различные органоиды.

Наружная мембрана имеет типичное трехслойное строение, но за счет дополнительных образований может достигать большей толщины и плотности.

Цитоплазма подразделена на два слоя: наружный и внутренний.

Наружный слой - эктоплазма более плотный, однородный и прозрачный, а внутренний слой - эндоплазма жидкий и зернистый. В эндоплазме находятся органоиды общего назначения - митохондрии, эндоплазматическая сеть и др. Кроме этого имеются органоиды специального назначения. Они выполняют функции передвижения, питания, выделения и защиты.

Органоиды движения: 1) псевдоподии или ложноножки, представляющие собой временные выросты цитоплазмы. 2) жгутики - постоянные органоиды, имеющие вид длинной тонкой нити, обычно на переднем конце. 3) реснички - постоянные органоиды в виде многочисленных коротких нитей.

Органоиды питания. Их строение зависит от способа питания разных простейших. У большей части простейших, которая питается частицами твердой пищи это - пищеварительная вакуоль, капля жидкости, которая содержит пищеварительные ферменты. Она образуется при поступлении пищи в цитоплазму. Пища переваривается и выбрасывается наружу. У простейших, которые ведут паразитический образ жизни, пища часто усваивается всей поверхностью тела за счет пиноцитоза. И небольшая группа простейших питается как растения и имеет хлоропласты.

Органоиды выделения представлены сократительной вакуолью, которая имеет вид небольшого пузырька, наполненного жидкостью. Он периодически сокращается, выбрасывая жидкость наружу. Кроме того, сократительная вакуоль может отсутствовать.

Органоиды защиты - трихоцисты. Это короткие палочки расположенные под пелликулой, которые при раздражении выстреливают в виде длинной упругой нити.

Большинство простейших имеют одно ядро, но существуют и многоядерные формы. Ядро имеет характерное строение, делится митотически.

Размножение может происходить половым и бесполым путем. Бесполое размножение может проявляться в виде деления на две части или в виде множественного деления. Половой процесс у большинства представлен копуляцией, у инфузорий - конъюгацией.

Жизненный цикл складывается из последовательных стадий развития, которые повторяются с определенной закономерностью. А в неблагоприятных условиях они могут образовывать цисту, которые могут сохраняться долгое время. При инцистировании все процессы замедляются, прекращается питание, клетка покрывается толстой оболочкой. Этот процесс является защитной реакцией, обеспечивающий выживание организма.

Распространение: морская и пресная вода, жидкая среда организма.

Классификация базируется на строении органоидов и особенностях размножения. Всего четыре класса: саркодовые, жгутиковые, споровики, инфузории. Паразиты есть в каждом классе.