Основы биологии

Биоценоз - совокупность популяций живых существ, населяющих определенную территорию.

Может быть представлен:

- фитоценозом;

- зооценозом;

- микробоценозом.

Экотоп может быть представлен:

- атмосферой;

- почвенными водами;

- почвой.

Эти части связаны постоянным обменов вещества и энергии.

Биотическая часть - автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы - продуценты органических веществ.

Гетеротрофы - консументы, потребители органических веществ. Консументы 1-го порядка - растительноядные, а 2-го порядка - плотоядные организмы. Редуценты разрушают биологические вещества до простых веществ.

Близкое биогеоценозу понятие - экосистема. Экосистема охватывает пространство от капли до поверхности Земли.

Экосистема -совокупность живых организмов и среды, в которой они существуют.

Антропобиоценоз - биоценоз, находящийся под воздействием хозяйственной деятельности человека.

Сукцессия - последовательная смена одних биогеоценозов другими. Различают первичную и вторичную.

Первичная сукцессия начинается на лишенных жизни местах (поселение лишайников на скалах).

Вторичная сукцессия представляет восстановительные смены на месте биогеоценозов после их разрушения (лесные пожары). Затем наступает климакс - устойчивое состояние.

В природе сукцессия зависит от климатических, почвенных, топографических условий. В антропоценозах - только от деятельности человека

Особенности антропоценозов:

- не допускается фитоценозов до двухъярусного состояния. Человек сводит экосистему к начальному состоянию, убирая урожай за год.

- человек изымает избыток чистой продукции из биоценозов, которые находятся в климаксной стабильности, следовательно, человек постоянно испытывает сопротивление среды.

Для агроценозов характерно заражение пестицидами, минеральными удобрениями и нарушение водного режима, засорение и эрозия почв. Агроценоз не может быть высокопродуктивным и устойчивым с точки зрения экологии одновременно.

122. В настоящее время термином «экология человека» обозначают комплекс полностью еще не очерченных вопросов, касающихся взаимодействия человека с окружающей средой. Главная особенность экологии человека, как самостоятельной области науки междисциплинарный характер, т. к. в ней находятся социологические, философские, географические, естественно-научные, медико-биологические проблемы. Экология человека изучает закономерности возникновения, существования и развития антропоэкологических систем, которые представляют свой сообщество людей, находящееся в динамической взаимосвязи со средой и удовлетворяющее благодаря этому свои потребности.

Размеры таких систем различны в зависимости от численности и характера организации человеческих популяций. Это могут быть изоляты, демы, нации, наднациональные ассоциации, различающиеся по способу производства, укладу жизни, наконец, человечество в целом.

Главной отличительной чертой антропоэкологических систем по сравнению с природными экосистемами служит наличие в их составе человеческих сообществ, которым в развитии всей системы принадлежит доминирующая роль. Сообщества людей различаются по способу производства материальных ценностей и структуре социально-экономических отношений, от чего зависят способ организации труда, объем и способ распределения производимой продукции между членами сообщества. Активностью сообществ людей на занимаемой территории определяется уровень воздействия их на окружающую среду. Развивающиеся сообщества (например, в период индустриализации) характеризуются наряду с ростом численности населения, увеличением. потребностей его в продуктах питания, сырье, водных ресурсах, размещении отходов. Это повышает нагрузку на природную .среду, интенсифицирует использование биотических и абиотических факторов.

Выделяют:

- аутоэкологию;

- синэкологию;

- демэкологию.

Аутоэкология - изучает индивидуальные связи вида, организма со средой.

Синэкология - изучает взаимоотношения популяций, сообществ, экосистем со средой.

Демэкология - изучает структуру и динамику популяций отдельных видов.

Для всех направлений характерно:

1. Изучение выживания организмов в условиях взаимодействия с окружающей средой.

2. Закономерности адаптации организма к внешней среде.

3. Саморегуляция экосистем и биосферы.

123. Понятие «ноосфера» было введено в науку французским философом Э. Леруа (1927). Ноосферой Леруа назвал оболочку Земли, включающую человеческое общество с его языком, индустрией, культурой и прочими атрибутами разумной деятельности.

В противоположность приведенной трактовке В.И. Вернадский представляет ноосферу не как нечто внешнее по отношению к биосфере, а как новый этап в развитии биосферы, заключающийся в разумном регулирований отношений человека и природы. Науку управления взаимоотношениями между человеческим обществом и природой можно назвать ноогеникой. Основная цель ноогеники -- планирование настоящего во имя будущего, а. ее главная задача -- исправление нарушений в отношениях человека и природы, вызванных прогрессом техники.

Помимо охранных функций ноогеника должна способствовать увеличению многообразия форм жизни путем создания новых видов растений, животных и микроорганизмов. Эти новые виды призваны не только служить источником пищи, кислорода, сырья для промышленности, но и помогать человеку, осуществляя буферные функции, бороться с вредными побочными результатами технической прогресса, способствовать еще более активному двоению неживой природы, сопровождать человека в космических полях.

124. В разных зонах Земли существуют различные адаптивные типы людей.

- тропики. Удлиненная форма тела, увеличена площадь поверхности тела, увеличена поверхность испарения, увеличены потовые железы, специфическая регуляция водно-солевого обмена, повышено артериальное давление, низкий уровень метаболизма, низкая концентрация АТФ.

- засушливые районы. Понижен основной обмен, повышено содержание гемоглобина ( за счет обезвоживания).

- Арктика. Повышен основной обмен, повышено содержание жиров в сыворотке крови, высокое количество жира под кожей, повышена мышечная масса .

- умеренный климат. Промежуточные характеристики.

-горный

климат. Повышенный уровень основного обмена, относительное удлинение длинных трубчатых костей скелета, расширение грудной клетки, повышение кислородной емкости крови за счет увеличения количества эритроцитов, содержания гемоглобина и относительной легкости его перехода в оксигемоглобин.

125. Медицинская экология -- это комплексная научная дисциплина, рассматривающая все аспекты воздействия окружающей среды на здоровье населения с центром внимания на средовых заболеваниях.

Для каждого человека существует оптимальная экологическая среда обитания окружающая среда в совокупности с наследственностью, оказывающая формообразующее влияние на все системы и структуры организма.

Существует конституциально-генетическая предрасположенность человека к определенным заболеваниям.

Конституция - комплекс индивидуальных относительно устойчивых, морфологических, физиологических, психических свойств организма, которые обусловлены наследственностью и влиянием внешней среды.

В разных географических регионах имели преимущество разные вариации конституции, ставшие адекватными в разной среде.

Делались попытки классифицировать типы сложения наиболее полная - система соматотипирования по Шелдону. Выделяют 3 основных типа:

- крайний эндоморфный.

Крупная голова, большой живот, слабые руки и ноги, большое количество жира на плечах и бедрах. Высокое артериальное давление, склонность к инфаркту миокарда, поздняя форма диабета, истерии, депрессии

- крайний мезоморфный тип.

Большая масса мышц и костей, кубическая голова, широкая грудная клетка, крупные органы.

- крайний экоморфный.

Худое вытянутое лицо, высокий лоб, узкая грудная клетка, живот, узкое сердце, длинные руки и ноги, мышц мало, поверхность кожи большая, хорошо развита нервная система. Низкое \артериальное давление, шизофрения, туберкулез, страх и тревога.

Особенности питания.

Жир: эскимосы- 47%, японцы - 10%

Потребление белков, жиров, углеводов зависит от социального развития. Минеральные вещества определяются геохимической средой.

Для выяснения роли геохимической среды на здоровье человека - система биогеохимического районирования. Она позволила определить эндемические заболевания. Согласно ей биосфера делится на таксоны:

1. Регионы биосферы. Крупные участки биосферы, для которых характерен определенный химический состав организмов и определенные эндемические заболевания.

2. Субрегионы биосферы. Мелкие территории внутри регшионов, для которых характерна внутренняя однородность, но с соедними они разлчны.

3. Биогеохимические провинции. Еще более мелкие территории, которые отличаются от всего региона недостаточностью или избытком химического элемента.

4. Фоновые провинции. Содержат химические элементы на пределе пороговых концентраций, но не влияют на организм.

Среднепланетарное содержание химических элементов - Кларк. Избыток или недостаточность химического элемента в среде вызывает изменение его содержания в организме, что может вызвать определенные заболевания.

Уровская болезнь связана с понижением уровня кальция и повышением уровня стронция. Это приводит к деформации скелета, укорочению пальцев, уменьшению длины тела.

Избыток фтора в воде или почве приводит к крапчатой эмали зубов - флюорозу. Люди не могут употреблять жесткую пищу. При недостатке фтора развивается кариес.

Дефицит йода - эндемический зоб.

Дефицит меди - медьдефицитное малокровие.

Дефицит ванадия и лития приводит к повышению смертности от атеросклероза и болезней сердца.

126. Основные формы биотических связей в природе:

1.Позитивные отношения.

Симбиоз - сожительство (от греческого sym - вместе, bios - жизнь) - форма взаимоотношений, при которых оба партнера или один из них извлекает пользу от другого. Есть несколько форм симбиоза:

1)Мутуализм. Форма взаимовыгодных отношений видов - от временного, необязательного контакта до симбиоза - неразделимой полезной связи двух видов. Сожительство человека и микрофлорой его кишечника.

2)Комменсализм, нахлебничество. Одна из форм симбиоза- взаимоотношения, при которых один вид получает пользу от сожительства, а другому это безразлично. Это одностороннее использование одного вида другим без принесения ему вреда. Таковы, например, взаимоотношения львов и гиен, подбирающих остатки недоеденной львами добычи.

3)Квартирантство. Для некоторых организмов тела животных других видов или их местообитания (постройки) служат убежищами. Непатогенные ротовая и кишечная амебы, живущие в пищеварительной системе человека и питаются бактериями.

2. Негативные отношения.

Антибиоз - невозможность сосуществования двух видов организмов, основанная на конкуренции прежде всего за источник питания.

1) Хищничество. между организмами разных видов существуют только пищевые взаимоотношения, а пространственные отсутствуют. Хищники используют представителей другого вида для питания однократно, убивая их.

2) Паразитизм - форма межвидовых взаимоотношений, при которой один вид использует другой как источник питания и среду обитания.

Среда обитания паразита - другой организм - хозяин. Организм хозяина имеет собственный гомеостаз, защитные механизмы от всего инородного. Паразит - чужеродный организм. В процессе эволюции у паразита выработались приспособления для существования в живом организме, но хозяин также приспособился к паразиту. В процессе эволюции происходит соревнование. Паразиты - процветающие виды, имеющие биологический прогресс. Они очень изменчивы, пластичны. Паразиты - очень древние виды. Паразитизм существует с момента зарождения жизни (например, бактериофаги). У паразитов много упрощений (нет многих ферментов, пищеварительной трубки, у плоских червей пристеночное переваривание, как в тонком кишечнике). Поселяясь, в организме хозяина, они оказывают на него патогенное действие

Классификация паразитизма:

Истинный паразитизм. Взаимоотношения между паразитом и хозяином являются закономерными и имеют эволюционную основу.

Ложный паразитизм. При попадании в организм хозяина ложный паразит может некоторое время сохранять жизнеспособность и нарушать жизнедеятельность хозяина. Примерами ложного паразитизма являются случаи обнаружения пиявок в носовой полости и носоглотке человека.

Облигатный паразитизм -- паразитизм, являющийся обязательным для данного вида организмов. Абсолютное большинство видов паразитов относятся к этой группе.

Факультативные паразиты способны вести свободный образ жизни, но, попадая в организм хозяина, проходят в нем часть цикла своего развития и нарушают его жизнедеятельность. Таковы многие виды синантропных мух, личинки которых могут нормально развиваться либо в пищевых продуктах человека, либо в его кишечные, вызывая кишечный миаз.

Классификация паразитов:

- вирусные;

- внутриклеточные;

- кишечные;

- тканевые.

Происхождение эктопаразитизма.

1) через увеличение количества источников питания с последующей их сменой.

2) другой путь -- хищничество.

3) через усиление контакта так называемых гнездовых паразитов с поверхностью тела хозяина.

Происхождение эндопаразитизма

1) через изменение инстинкта

откладки яиц и предварительных адаптаций к эктопаразитизму 2) приспособление к обитанию в тканях после освоения полостных органов, связанных с внешней средой

3) Некоторые паразиты внутренней среды возникли, вероятно, предварительно адаптировавшись к обитанию в пищеварительной системе членистоногих, а с переходом последних к гематофагии заселили новую и труднодоступны экологическую нишу -- кровь и другие ткани мезодермального происхождения.

Биогельминты - группа паразитических червей, которые во взрослом состоянии паразитируют в т. н. дефинитивном (окончательном) хозяине (человек, животное), а на стадии личинки -- в промежуточном хозяине (разные животные). В отличие от геогельминтов, развивающихся без промежуточного хозяина. Например, взрослый бычий цепень паразитирует в кишечнике человека, а его личинки -- финки -- развиваются в мышцах крупного рогатого скота. Заражение человека происходит при употреблении в пищу полусырого финнозного мяса. К биогельминтам относятся также лентец широкий, печеночная двуустка, трихина, эхинококк и многие другие гельминты

Вопрос 121. Паразитоценоз

В организме хозяина одновременно могут присутствовать паразиты разных видов. Они вступают во взаимодействие друг с другом, вследствие чего различные комбинации видового состава паразитов могут как усиливать, так и ослаблять совместное отрицательное воздействие.

Совокупность паразитов, населяющих организм хозяина или его_ отдельные органы, получила название ПАРАЗИТОЦЕНОЗ.

Мысль о том, что паразиты разных видов находятся во взаимодействии, была впервые высказана Е. Н. Павловским и затем подтвержде на многочисленными исследованиями его сотрудников. Им же предложен термин «паразитоценоз». Наиболее изучены связи в паразитоценозах кишечника, в частности между гельминтами и простейшими. По имеющимся данным, у лиц, зараженных аскаридозом и анкилостомидозами, процент сопутствующего заражения лямблиями в 2--4 раза ниже, чем у людей, не зараженных этими видами гельминтов. В отношении ленточных червей получены противоположные результаты -- при наличии карликового цепня и широкого лентеца зараженность лямбиозом в 2--3 раза выше, чем у людей, не страдающих гельминтозами.

Установлена взаимосвязь между простейшими, _гельминтами_и бактериями кишечника.

Известно, что бактериальная дизентерия у больных, страдающих аскаридозом и другими гельминтозами, протекает более тяжело и плохо поддается лечению. Поэтому у детей, больных дизентерией, положено проводить обследование на гельминтозы с последующей дегельминтизацией.

У инвазированных кишечными гельминтами больных тяжелее протекает туберкулез, - болезнь Боткина, брюшной тиф и другие инфекционные болезни.

Знание взаимосвязей внутри паразитоценозов и их характера очень важно для, врача, так как позволяет ему повысить эффективность лечения.

Дальнейшие исследования внутривидовых и межвидовых соотношений между компонентами различных паразитоценоз ов следует считать актуальной задачей современной эволюционной и экологической паразитологии. В настоящее время паразитоценология в нашей стране выделилась в самостоятельную науку, которая успешно развивается.

Взаимоотношения в системе паразит -- хозяин на уровне особей

Паразит и хозяин составляют взаимосвязанные элементы единой биологической системы «паразит--хозяин», обитающие в конкретных условиях среды.

Для конкретизации их взаимодействия рассмотрим раздельно действия паразита на хозяина, хозяина на паразита и воздействие среды на обоих партнеров.

Паразит обычно оказывает вредоносное действие на хозяина, вызывая заболевание. Такое свойство паразита обозначают как патогенность (от греч. pathos -- страдание, genesis -- развитие). В противоположность этому формы, не обладающие способностью вызывать заболевание, -называются непатогенными.

Действие паразита на хозяина. Воздействие паразита на хозяина разнообразно. Механическое воздействие проявляется в виде повреждений тканей, наносимых органами прикрепления (крючья, присасывательные щели, присоски) или частями ротового аппарата паразита.

Ряд крупных кишечных паразитов (широкий лентец, аскарида и др.) могут вызвать закупорку просвета даже разрыв кишечника. Желчные протоки печени нередко закупориваются печеночными сосальщиками.

Наряду с половозрелыми особями механические повреждения могут причинять личиночные формы, проникая через неповрежденную кожу (личинки кровяных сосальщиков).

Яйца кровяных сосальщиков, имеющие своеобразный щип, проходя через стенки сосудов и слизистую оболочку мочевого пузыря или стенку кишечника, сильно их травмируют. Скопление яиц паразитов в печени, занесенных током крови, вызывает цирроз печени.

Токсическое действие оказывают продукты жизнедеятельности паразита. Например, выход продуктов диссимиляции малярийных плазмодиев из эритроцитов в плазму вызывает лихорадочные приступы у больного. С помощью многочисленных экспериментов доказано, что полостная жидкость и экстракты тканей аскариды и других червей обладают высокой токсичностью. При введении в вену собаки полостной жидкости человеческой или лошадиной аскариды, наблюдается снижение кровяного давления, одышка, торможение свертывания крови, что в конечном итоге вызывает смерть животного.

Токсическое действие гельминтов проявляется у больного в потере аппетита, уменьшении массы тела, малокровии, повышенной утомляемости, бессоннице, тошноте, рвоте, снижении работоспособности, поносе и т. д. Токсические продукты жизнедеятельности анкилостом " вызывают у детей задержку не только физического, но и умственного развития.

Питание паразитов происходит за счет хозяина. Паразиты поглощают тканевую жидкость, ткани., кровь,..а.также переваренную пищу. Особенно много пищи поглощают кишечные гельминты," в частности ленточные черви, имеющие в длину несколько метров. Развивающийся бычий цепень увеличивается за месяц в длину на несколько метров, а в день на 7--10 см. Для осуществления таких темпов роста гельминту необходимо большое количество пищи, что может вызвать резкое истощение больного.

При паразитировании анкилостом, питающихся кровью, развивается тяжелое малокровие. Широкий лентец поглотает большое количество витамина В12, что приводит к злокачественному малокровию.

Патогенное действие некоторых гельминтов связано " с миграцией (передвижением) личиночных форм по организму .хозяина. В процессе миграции личинки разрушают ткани, вызывают воспалительные процессы, способствуют проникновению инфекции, оказывают токсическое действие.

Личинка аскариды пробуравливает стенку кишечника, попадает в ток крови и последовательно проходит в печень, правое сердце, легкие, бронхи, трахею, глотку, откуда заглатывается в кишечник. При интенсивном заражении в печени возникают множественные кровоизлияния и некрозы, развиваются соединительнотканные прослойки, в легких наблюдается очаговая пневмония.

Распространение возбудителей инфекционных и инвазионных заболеваний осуществляется кровососущими эктопаразитами (вши, блохи, клещи). Исключительно важное значение для медицины имеет распространение возбудителей заболеваний человека, имеющих, массовый характер, или эпидемических.

Как правило, паразит одновременно действует на хозяина различными путями, но обычно не вызывает смерти хозяина, поскольку гибель хозяина означает и гибель паразита. В процессе эволюции системы паразит -- хозяин вырабатываются взаимные приспособления, обеспечиваю относительную устойчивость этой системы.

Действие хозяина на паразита. Организм хозяина также оказывает влияние на паразита, направленное на подавление его жизнедеятельности_или уничтожение.

Ответные реакции хозяина можно разделить на клеточные, тканевые (местные), гуморальные (общие).

Клеточная реакция проявляется, например, в увеличении размеров клетки. Например, эритроциты, пораженные малярийным плазмодием, заметно крупнее «здоровых».

Тканевая реакция проявляется в образовании вокруг покоящейся стадии паразита соединительнотканной капсулы, которая в той или иной мере изолирует паразита от окружающих тканей.

Гуморальные реакции являются иммунологическими и заключаются в выработке защитных специфических антител в ответ на поступление антигенов, вырабатываемых паразитом.

Механизмы и формы иммунитета при паразитарных заболеваниях в принципе не отличаются от иммунитета при бактериальных и вирусных инфекциях. При заражении многими простейшими (лейшмании, трипаносомы) развивается стойкая невосприимчивость, другие прото- зойные заболевания (амебиаз, трихомонадоз) не дают длительного приобретенного иммунитета.

Иммунитет при гельминтозах изучен недостаточно. Установлено, что наряду со сходством защитных реакций имеется ряд особенностей, связанных со спецификой строения и биологией гельминтов.

Основное отличие состоит в кратковременности иммунологических реакций и слабой степени напряженности иммунитета, хотя в случаях "трихинеллеза и шистозоматоза наблюдается стойкий иммунитет. Относительный характер иммунитета объясняют отсутствием размножения гельминтов в организме хозяина, крупными размерами и сложным строением их, что препятствует тесному контакту паразита с клетками тканей хозяина. Затрудняет выработку иммунитета и смена стадий паразита (яйцо, личинка, половозрелая форма), поскольку антигены каждой стадии специфичны. Наиболее интенсивный иммунитет развивается во время присутствия личиночных стадий, поскольку личинка имеет более тесный контакт с тканями хозяина и выделяет антигены большей активности.

За счет относительного иммунитета в очаге снижается как интенсивность (число паразитов у местного населения в среднем ниже.

чем у приезжих), так и экстенсивность (процент зараженности местного населения ниже, чем среди приезжих) заражений. Имеются данные, что в очагах аскаридоза до 25% заражений прерывается в ранней фазе, сразу после окончания миграции паразитов, т. е. половозрелые формы не образуются.

Таким образом, иммунитет при гельминтозах вырабатывается но не обеспечивает полной невосприимчивости к повторным заражениям, а лишь снижает продолжительность жизни паразитов и их плрдовитость. Отсутствие стойкого иммунитета означает возможность многократных повторных заражений, что обусловливает особенности профилактических мероприятий.

Вопрос искусственной иммунизации людей против гельминтов пока не разработан, хотя в эксперименте получены данные о возможности создания такого иммунитета.

Влияние внешней среды на систему паразит -- хозяин на уровне особей. Взаимодействие паразита и хозяина происходит в конкретных условиях среды. Организм хозяина служит внешней средой для паразита. На хозяина, в свою очередь, влияет окружающая его среда, которая опосредованно оказывает влияние и на паразита. Для человека внешняя среда включает в себя как природные, так и социальные факторы. Известно, что неблагоприятные изменения физиологического состояния -- охлаждение, перегревание, перенесенные заболевания, голодание, переутомление, психические травмы, -- возникающие под влиянием окружающей среды, способствуют активизации паразитов. Так, непатогенная комменсальная форма дизентерийной амебы при перечисленных условиях превращается в патогенную, вызывающую тяжелое заболевание -- амебиаз. Как показали наблюдения, переход амеб в патогенную форму часто наблюдается у раненых, поэтому в военное время численность больных амебиазом резко увеличивается. Переход непатогенных форм амебы в патогенные идет также гораздо интенсивнее в районах с жарким климатом, чем в районах с умеренным климатом.

Таким образом, конечный результат взаимодействия паразита и хозяина зависит от следующих факторов: видовых особенностей паразита и хозяина; индивидуальных качеств данной пары партнеров; конкретных особенностей среды обитания паразита и хозяина на фоне их филогенетического развития.

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. Наконец, для паразитов характерна высокая плодовитость, поскольку в процессе цикла развития огромное количество личиночных форм погибает, не достигая половой зрелости. Как компенсация гибели личиночных форм у паразитов наблюдается мощное развитие половой системы и образование огромного количества половых продуктов

У сосальщиков, кроме того, гибель зародышей компенсируется размножением личиночных стадий 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.

Вопрос 122. ПУТИ ЦИРКУЛЯЦИИ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ ЗАБОЛЕВАНИЙ В ПРИРОДЕ

Для сохранения вида экто- и эндопаразиты в процессе размножения покидают организм хозяина и переходят во внешнюю среду или в организм другого хозяина.

Круг возможных хозяев и механизм передачи паразита от одного хозяина к другому или от хозяина во внешнюю среду и снова к хозяину определяют пути циркуляции паразитов и вызываемые ими заболевания.

РЕЗЕРВУАРЫ И ПЕРЕНОСЧИКИ

Источником возбудителей болезней может быть человек или животное, в оргаиизмекоторого паразит обитает, размножается, а затем ^[^едается^^вьш "хозяевам.

Организмов котором возбудитель сохраняется длительное время, называется резервуаром. Для возбудителей одних заболеваний резервуаром служит человек (малярия, эпидемический сыпной и возвратный вшивый тиф и др.), для других -- животные. Диких животных называют природным резервуаром. Например, грызуны служат .. природным резервуаром лейшманиоза, чумъ^ туляремии. Некоторые виды клещей могут длительное время (до 26 лет) хранить возбудителей возвратного клещевого тифа, клещевого энцефалита, туляремии.

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.

Различают специфических и механических переносчиков. Специфическими переносчиками называют тех членистоногих, в организме которых возбудитель проходит хшклразвитщ. Поскольку между возбудителями и переносчиками существует биологическая связь, то обычно выполнять роль последнего могут только организмы одного вида или рода (малярийный плазмодий -- малярийный комар.

Механическими переносчиками называют членистоногих, в организме которых возбудитель не проходит цикла развития, а лишь перемещается с помощью их в пространстве. Так, на наружных покровах, лапках, а также в кишечнике комнатной мухи могут находиться возбудители различных заболеваний. Механическими переносчиками одного и того же возбудителя могут быть членистоногие различных видов (комнатная муха, таракан, домовая муха).

Некоторые переносчики могут быть и природным резервуаром. Например, аргазовые клещи могут сохранять возбудителей возвратного тифа в своем организме до 20 лет. Блоха можег при температуре 37 °С сохранять возбудителей чумы до 27 дней, а при температуре 0--5°С -- 358 дней.

В процесс циркуляции возбудителей заболеваний могут вовлекаться животные многих видов, связанные между собой биоценотическими связями.

ТРАНСОВАРИАЛЬНАЯ ПЕРЕДАЧА ВОЗБУДИТЕЛЕЙ

Исключительно важную роль в удлинении сроков хранения возбудителей заболеваний переносчиками играет механизм трансовари- альной передачи, т. е. передача возбудителей через яйцевые клетки от одного поколения к другому. Циркулируя в организме переносчика, возбудитель может попадать в различные ткани и органы, в том числе в его яичник и в яйцеклетки. При оплодотворении такой яйцеклетки происходит нормальное развитие, но все стадии его сохраняют в себе возбудителя, а развившаяся самка в свою очередь будет передавать его последующим поколениям. В лаборатории Е. Н. Павловского была в свое время прослежена трансовариальная передача аргазовыми клещами возбудителей возвратного гифа трем последующим поколениям, теперь обнаружена передача риккетсий иксодовыми клещами двенадцати поколениям. В настоящее время обнаружена трансовариальная передача возбудителей двум поколениям у москитов.

Понятие о хозяине.

Хозяева паразитов подразделяются на промежуточных, окончательных, резервуарных.

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. В соответствии с этим различают промежуточных и основных или окончательных хозяев.

Окончательным (основным или дефинитивным) хозяином называют организм, в котором паразит находитдя в половозрелой форме или разшюжается половым путём.

Промежуточным хозяином называют организм, в котором паразит находится в личиночной стадии или размножается бесполым путем. Выделяют "также категорию ре зервуарнйх хозяев. В них паразит сохраняет жизнеспособность, проиеходих_его накопление, что повышает выживаемость вида, но дальнейшее развитие, его не происходит.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАЗИТОВ В ПОПУЛЯЦИИ ХОЗЯИНА

В пределах одной популяции степень зараженности разных особей неодинакова. Как показали исследования, на уровне популяций распределение паразитов между особями хозяина соответствует не случайному или нормальному, а так называемому перерассеянному типу распределения, т. е. паразиты сосредоточены лишь в немногих особях хозяина, но в большом количестве.

Наиболее частая причина неоднородности заражения особей хозяина заключается в различной вероятности инвазии для различных особей хозяина и различных особей паразита. Для того чтобы распределение паразита в популяции хозяина было случайным, вероятность инвазии должна быть одинаковой для всех особей хозяина и всех особей паразита, т. е. среда должна быть однородной. Поскольку в природе такие условия отсутствуют, возникают отклонения в концентрации паразитов в отдельных особях.

Второй причиной перерассеянного распределения паразита является возможность бесполого или партеногенетического размножения паразита в организме хозяина (малярийный плазмодий в человеке, трематоды в промежуточных хозяевах и др.).

И, наконец, суперинвазия становится возможной вследствие ослабления защитной реакции хозяина, что повышает вероятность его последующих повторных заражений.

Перерассеянное распределение паразита в популяции необходимо учитывать при разработке мер борьбы и профилактики паразитарных заболеваний.

РАССЕЛЕНИЕ И ПОИСК ХОЗЯИНА

Расселение животных необходимо для избежания перенаселенности, повышающей смертность, и поэтому служит важным условием сохранения вида. Особенно важно расселение для паразитов, поскольку суперинвазия приводит к смерти хозяина и гибели паразита. Поэтому паразиты обладают способностью покидать на определенной стадии развития хозяина и находить новых хозяев.

Переход от одного хозяина к другому, обеспечивая расселение паразита, одновременно влечет за собой высокую его смертность, поскольку вероятность нахождения нового хозяина, как правило, крайне мала. Гибель большого числа особей на разных стадиях цикла развития паразита компенсируется высокой плодовитостью паразитических форм.

Расселение паразитов происходит различными способами и на различных стадиях жизненного цикла.

Наиболее часто переход от одного хозяина к другому осуществляется с помощью свободноживущей (находится вне организма хозяина), активной подвижной (личинка) и неактивной покоящейся (яйцо, циста, спора) стадий. Последняя имеет защитные приспособления (оболочка), обеспечивающие переживание неблагоприятных условий, и обычно неподвижна. Благодаря этому она не может обеспечить расселение в пространстве, но позволяет продлить срок существования паразита, т. е. обеспечивает его расселение во времени, что повышает шансы на встречу с новым хозяином.

Активная подвижная стадия (церкарий, рабдитная, филяриевидная личинка) способствует расселению паразита в пространстве, обычно не питается и живет недолго. Кроме функции расселения, она выполняет и функции поиска хозяина.

Включение в цикл развития промежуточного хозяина дает возможность паразиту избежать неблагоприятных воздействий среды и продлить срок своего существования.

Расселению паразита способствует также перемещение хозяев. Особенно эффективно перемещение окончательного хозяина, содержащего половозрелые формы и рассеивающего яйца по территории обитания.

Если цикл развития паразита включает переносчика, то функцию поиска нового хозяина выполняет переносчик. При наличии в цикле промежуточного хозяина паразит, как правило, не участвует в поиске окончательного хозяина, а попадает к нему благодаря существующим пищевым связям.

Паразиты могут изменять поведение промежуточных хозяев таким образом, что шансы попасть к окончательному хозяину будут повышаться. Например, муравьи, зараженные метацеркариями трематоды, выползают на кончик травинки и здесь впадают в состояние своеобразного оцепенения, что обеспечивает заглатывание их травоядными животными. Рыбы, зараженные некоторыми видами цестод, значительно медленнее плавают, отчего становятся добычей хищников в первую очередь.

У многих паразитов вероятность встречи с хозяином облегчается за счет синхронизации их цикла развития с циклом развития хозяина или переносчика. Так, у трематоды, паразитирующей в мочевом пузыре лягушки, яйца созревают и выделяются в тот период, когда лягушки переходят в воду для размножения (продолжительность периода почти неделя). Из отложенных яиц паразита инвазионные личинки выходят в тот момент, когда у головастика появляются жабры, на которых личинки паразитируют. Таким образом, и инвазионные стадии, и хозяева находятся одновременно в одном месте, синхронность циклов развития паразита и хозяина вызывается одновременным воздействием гипофизарного гормона лягушки и на организм паразита.

Яйца Schistosoma haematobium выделяются из организма человека с мочой, причем наибольшее их количество поступает в полость мочевого пузыря в полдень, когда вероятность купания особенно велика (промежуточный хозяин -- водный моллюск).

Примером синхронизации циклов паразита и переносчика может служить филярия Wuchereria bankrofti, личинки которой поступают в периферические сосуды человека в ночные часы, т. е. в то время, когда переносчик комар рода Mansonia нападает на человека для сосания крови. В дневные часы личинки концентрируются в сосудах внутренних органов.

Вопрос 123. ВЗАИМООТНОШЕНИЯ В СИСТЕМЕ

ПАРАЗИТ -- ХОЗЯИН НА УРОВНЕ ПОПУЛЯЦИЙ

Для современной экологической паразитологии характерен переход от изучения отношений в системе паразит -- хозяин на уровне отдельных особей к изучению этого вопроса на уровне популяций.

Развивающаяся популяционная экология паразитов уже накопила интересный фактический материал, позволяющий дать ответ на ряд вопросов, остававшихся нерешенными.

ЗНАЧЕНИЕ ПАРАЗИТИЗМА КАК ФАКТОРА УСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМЫ ПАРАЗИТ -- ХОЗЯИН

Подход к изучению проблемы паразитизма на популяционном уровне позволил выявить ряд новых закономерностей, среди которых важно отметить неодинаковую биологическую значимость паразитизма для отдельных особей хозяина и для популяции хозяина.

На уровне отдельных особей паразит, как правило, приносит вред организму хозяина, ослабляет его жизнедеятельность иногда даже убивая его. В популяции хозяина гибель части особей под воздействием паразитов оказывается не вредной, а «полезной» для этой группы организмов. Например, при возрастании скорости размножения количество особей в популяции хозяина может превысить пищевые ресурсы, имеющиеся в ее ареале, и вызвать самоуничтожение популяции. Благодаря гибели ласти животных под воздействием паразитов вновь восстанавливается оптимальное соотношение между числом особей популяции и конкретными возможностями среды обитания. В результате популяция хозяина сохраняется, т. е. ее устойчивость повышается. Одновременно выживает и популяция паразита. Следовательно, паразитизм, регулируя численность популяции хозяина, повышает устойчивость системы паразит--хозяин.

Этот регулирующий механизм вступает в действие при определенных условиях -- бескормица, авитаминоз, повышение плотности популяции и др. Главную роль при этом играют наиболее патогенные паразиты, вызывающие массовые острые заболевания животных или эпизоотии.

Популяции хозяина являются составным компонентом различных биогеоценозов. При резком повышении их плотности происходит разрушение нижележащих трофических уровней биоценоза, что нарушает равновесие между элементами экосистемы. Так, при резком увеличении численности насекомых, гусеницы которых питаются листьями, последние могут уничтожить листву деревьев полностью. Вызванная дефолиация означает разрушение первичного трофического уровня, что имеет тяжелые последствия для всех элементов экосистемы.

Таким образом, согласно новым данным, паразитизм следует рассматривать как экологический фактор, который регулирует численность популяции хозяина и повышает устойчивость не только простых систем паразит--хозяин на уровне популяции, но и экосистем более сложного уровня -- биоценозов.

С этой точки зрения представление о паразитарном заболевании как отрицательном явлении по отношению к природным биоценозам должно быть пересмотрено как не соответствующее сущности явления (В. Н. Беклемишев). Однако следует сразу отметить, что подобное значение паразитизма ни в коей мере не распространяется на популяции современного человечества.

Новые представления о «полезной» роли паразитизма как возможного универсального фактора, регулирующего устойчивость экосистем, позволили объяснить широкое распространение паразитизма и относительную устойчивость систем паразит--хозяин.

Получил объяснение и другой вопрос, а именно почему у хозяев паразитов, принадлежащих к высокоорганизованным группам животного мира и обладающих хорошо сформированными защитными реакциями, в процессе эволюции не выработалась защита от паразитизма. Стало очевидно, что подобные приспособления не могли закрепляться в процессе естественного отбора. В освободившихся от паразитов популяциях хозяев численность особей стала бы возрастать, что привело бы к быстрому разрушению элементов среды, необходимой для популяции, в частности к истощению пищевых ресурсов и жизненного пространства. По данным некоторых авторов у млекопитающих, наоборот, обнаружены приспособления, облегчающие паразитизм.

Современный регулирующий численность популяций хозяев механизм паразитизма является результатом длительной эволюции экосистем. В соответствии с разнообразием паразитов, их циклов и паразитических связей, паразитизм представляет собой гибкий и быстро реагирующий фактор экосистем.

Как уже указывалось выше, по отношению к популяциям человека в настоящее время паразитизм не играет положительной роли, хотя, безусловно, биологическая эволюция человека также контролировалась паразитами, поддерживавшими численность популяций людей в соответствии с экологическими возможностями среды. Считают, что на ранних этапах цивилизации рост популяции человечества еще контролировался паразитарным регулирующим механизмом и возникавшие эпидемии вызывали гибель больших масс людей. Однако с развитием хозяйственной деятельности человека и увеличением производства продуктов питания численность популяций человека стала расти, что привело к нарушениям устойчивости системы. На более поздних этапах цивилизации обществу пришлось организовывать защиту от действия паразитарного механизма и разработать для этого систему лечебных и профилактических мероприятий.

Однако в развивающихся странах, особенно в тропических, до настоящего времени паразитарные заболевания служат причиной высокой смертности среди населения. По данным ВОЗ, около 400 млн. человек поражены гельминтами, в связи с чем ежегодно погибают свыше 1 млн. детей.

Человек научился использовать паразитический механизм в своих целях. Искусственно разводя паразитических насекомых, человек затем использует их для подавления резких вспышек численности насекомых- вредителей.

Природноочаговые заболевания

Основоположником учения о прриродной очаговости заболеваний является Е. Н....Павловский, На основании экспедищионных полевых, лабораторных и экспериментальных работ в 1939 г. им была выделена новая категория заболеваний заболевания с природной очаговостью. Заболевания этой группы имеют ряд характерных особенностей: 1)циркулируют в природе независимо отчеловека: 2) резервуаром служат дикие животные, составляющие с возбудителями и переносчиками биоценотический комплекс; 3) распространены не повсеместно, а на ограниченной территории большей или меньшей протяженности, с определенным геоографическим ландшафтом, что связано с ареалом распростраления.

Примером заболевания с природной очаговостью служит таежный весенне-летний энцефалит. Дикие животные (бурундук, белка, заяц, еж, птиды), зараженные вирусом энцефалита, обитают в тайге и составляют природный резервуар. Иксодовые клещи, паразитирующие на животных, передают вирус энцефалита от одного животного к другому, благодаря чему в природе возбудители циркулируют в течение многих лет независимо от человека. Животные-резервуары, переносчики и возбудители заболевания имеют свой видовой ареал распространения, поэтому энцефалит встречается только на определенной территории и не встречается за ее пределами. Территорию, на которой обитают дикие животные, служащие резервуаром возбудителя и существование которых не связано с деятельностью человека, а также переносчики, называют природным очагом заболевания.

Таким образом, условиями возникновения и существования очага служит присутствие вшбудителя, восприимчивого к возбудителю животного-резервуара, переносчика и соответствующих природных (климатических, ландшафтных)_условий, обеспечивающих существование компонентов данного биоценоза. Так, природный очаг таежного энцефалита представляет собой участок неосвоенной тайги с соответствующими обитателями. Природный очаг лейшманиоза -- это часть территории полупустыни или пустыни, населенная песчанками, зараженными лейшманиями, и москитами, обитающими в их норах.

Существующий природный очаг потенциально опасен для человека. Если человек оказывается на его территории (геологическая разведка, охота, экспедиция, лесоразработки и т. д.), то ему может быть передан возбудитель антропозоонозов и человек заболевает.

Зараженность животных-резервуаров и переносчиков на территории очага может быть весьма значительной. Оказалось, что зараженность песчанок в очагах лейшманиозов достигает 60% * а москитов в норах 3--6%, крысы заражены спирохетами возвратного тифа более чем в 20% случаев.

Важную роль в длительности существования очагов играет упомянутая выше способность переносчиков (клещей, насекомых) к трансовариальной передаче возбудителей заболеваний. Наряду с биотическими факторами в существовании очага определяющую роль, как уже отмечалось, играют климато-географические природные условия. Так, развитие и размножение вируса японского энцефалита в комарах возможно при температуре не ниже 21--22°С. Поэтому природные очаги энцефалита встречаются только в районах с теплым климатом, хотя ареалы комаров гораздо шире.

Иногда один и тот же ландшафт может включать очаги различных заболеваний. Например, норы грызунов полупустынь и пустынь могут быть очагами лейшманиоза, клещевого возвратного тифа и чумы.

Первоначально природная очаговость была установлена по отношению только к трансмиссивным заболеваниям, таким, как таежный весенне-летний энцефалит, клещевой возвратный тиф, лейшманиоз и др. Позднее выяснилось, что природно-очаговый характер имеют заболевания, распространяемые без участия переносчика, -- нетрансмиссивные, в том числе гельминтозы, такие, как описторхоз, парагонимоз, дифиллоботриоз и др. В природных очагах нетрансмиссивных заболеваний (токсоплазмоз, бешенство, гельминтозы) передача возбудителя осуществляется в основном пищевым и контактным путем. Перечень заболеваний с природной очаговостью в настоящее время расширился. Сюда относятся чума, туляремия, клещевой возвратный тиф, лейшманиоз, таежный энцефалит, геморрагические нефрозо-нефриты, многие гельминтозы и т. д.

Учение Е. Н. Павловского о природной очаговости заболеваний сыграло огромную роль в дальнейшем развитии медицинской паразитологии. Оно определило совершенно новый подход к профилактике этой группы заболеваний. Если раньше основной мерой предупреждения заболеваний считалось лечение больных и уничтожение переносчиков, теперь основной целью стало уничтожение животных-резервуаров. Эффективность такого подхода можно показать на примере снижения частоты заболеваемости лейшманиозом. После уничтожения грызунов и обитающих в их норах москитов число больных в очагах снизилось с 90 до 0,04%.

Учение о природной очаговости заболеваний нашло быстрое признание во всем мире и принято Всемирной Организацией Здравоохранения. Во многих странах выявлены специфические для них заболевания с природной очаговостью (болезнь Чагаса в Южной Америке, трипаносомозы в Африке, шистозоматозы, желтая лихорадка и т. д.).

Вопрос 124. Трансмиссивные болезни

Возбудители трансмиссивных заболеваний передаются посредством переносчиков. К ним относятся как паразитарные, так и инфекционные болезни. Различают облигатно-трансмиссивные и факультативно-трансмиссивные заболевания.

Облигатно-т рансмиссивные болезни передаются от одного хозяина к другому только через переносчика. Например, малярией или сыпным тифом человек может заразиться только через укус насекомого, так как возбудитель должен попасть в кровь.

Факультативно-трансмиссивные болезни могут передаваться как через переносчика, так и без него другими путями, т. е. участие переносчика не обязательно. Примером таких заболеваний могут служить туляремия и чума. Возбудители туляремии могут передаваться от зараженных животных к человеку как с помощью кровососущих членистоногих, так и через загрязненные фекалиями пищевые продукты и воду. Чума может передаваться человеку от грызунов через укус блох, а также контактным путем при снятии шкурок с больных животных, при соприкосновении с больным человеком.

Специфические связи между возбудителем и хозяином позволяют выделить следующие группы трансмиссивных заболеваний: V -- з о о н о з ы -- болезни, свойственные только животным (малярия птйц);

-- антропозоонозы -- болезни, возбудители которых могут поражать как животных, так и человека. В этом случае переносчик может передавать возбудителя от животных к человеку и обратно (таежный энцефалит, лейшманиоз, чума);

-- антропонозы -- болезни, которые свойственны только человеку (трихомонадоз, амебиаз).

Таким образом, переносчикам принадлежит исключительно важная роль в распространении многих, иногда принимающих массовый характер, эпидемических заболеваний.

Учение Скрябина о девастации.

Руководитель школы советских гельминтологов Герой Социалистического Труда лауреат Ленинской и Государственной премий академик К. И. Скрябин (1879--1972) организовал первый в мире институт гельминтологии, которому ещё при жизни выдающегося ученого было присвоено его имя (Всесоюзный институт гельминтологии им. акад. К. И. Скрябина), а также Лабораторию гельминтологии АН СССР, являющуюся основным теоретическим центром общей гельминтологии. Значительное место в исследованиях школы К. И. Скрябина занимали практические мероприятия по борьбе с гельминтозами. Им и его многочисленными учениками были разработаны методы диагностики гельминтозов, изучены их клиника и терапия. По предложению К. И. Скрябина, комплекс мероприятий, надбавленных на лечение бщщного тем или другим гельминтозом, а также очищенйе внешней среды от инвазивного материала получил название дегельминтизаций. К. И. Скрябиным было сформулировано учение о девастации -- комплексе мероприятий, направленных на полное "уничтожение некоторых видов гельминтов, а также создание условий, при которых эти виды не смогли бы возникнуть вновь. Девастация подразумевает уничтожение гельминта как зоологического вида.

...