Взаимодействие паразита и хозяина на уровне особей и популяций

Взаимодействие паразита и хозяина на уровне особей и популяций.
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 - трицательная 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)