Переход к паразитическому образу жизни сопровождается появлением у паразитов ряда адаптаций, облегчающих их существование, развитие и размножение в специфических условиях организма хозяина. Адаптации паразитов весьма разнообразны.

Форма тела:

а) уплощенная (вошь, блоха); общей чертой самых различных эктопаразитов является сплющивание тела в дорзо-вентральном направлении, что способствует лучшему прикреплению к телу хозяина. Латеральное сплющивание наблюдается лишь у блох;

б) обтекаемая (аскарида);

в) с выростами кутикулы (ленточные черви).

Органы фиксации составляют одну из самых характерных особенностей большинства паразитов. Несмотря на широкое распространение органов прикрепления, устроены они сравнительно однообразно. Это могут быть крючья, присоски, коготки, придатки ротового аппарата.

Особенности строения органов пищеварения. У различных групп паразитов изменения пищеварительной системы шли в различных направлениях.

У паразитов, питающихся кровью периодически, с длинными паузами между отдельными кормлениями, наблюдается гипертрофия некоторых частей пищеварительной системы. Примером может служить наличие емких боковых выростов в пищеварительном канале у иксодовых клещей. В связи с этим питание самки клеща может происходить сутками и вес насытившейся самки в сотни раз превышает вес голодной самки.

С другой стороны, у некоторых паразитов вырабатываются противоположные приспособления, а именно, переход к осмотическому питанию через поверхность тела (ленточные черви), что привело к редукции кишечника.

Многие паразиты обладают способностью нейтрализовать защитные свойства хозяина. Например, кишечные гельминты выделяют антиферментные вещества, что дает возможность червям жить в переваривающей среде.

Особенности половой системы и функции размножения: гермафродитизм, высокая плодовитость, увеличение размеров половых органов, способность к размножению на личиночной стадии.

Взаимоотношения между хозяином и паразитом

Рассматривая сочетание «паразит - хозяин», важно помнить, что каждый член этой пары, с одной стороны, воздействует на своего партнера, а с другой стороны, испытывает на себе обратное влияние.

Воздействие паразитов на хозяина

Формы действия паразитов на хозяев чрезвычайно разнообразны: механическое повреждение, питание тканями и биологическими жидкостями, токсико-аллергическое воздействие, открытие ворот для вторичной инфекции, мутагенное и тератогенное воздействие. Степень воздействия может зависеть от разных причин: способа заражения, места локализации, количества паразитов, состояния паразита и хозяина и др.

Механическое повреждение паразит может наносить при помощи своих органов прикрепления, во время принятия пищи, во время движения по телу хозяина, в результате роста. Наибольшее механическое повреждение наблюдается при активном разрушении тканей хозяина. Например, личинки вольфартовой мухи, паразитируя в мягких тканях человека, вызывают тяжелое заболевание - миазы, при которых могут быть полностью разрушены ткани головы и др.

Питание паразита тканями, биологическими жидкостями хозяина или переваренной пищей приводит к истощению организма хозяина.

Токсико-аллергическое воздействие заключается во введении токсинов и продуктов метаболизма паразита в организм хозяина, что оказывает на него общее болезнетворное влияние.

Патогенное действие паразитов часто заключается в аллергизации пораженного организма. Ткани паразита - это чужеродные антигены, которые определяют развитие аллергических реакций в организме.

Паразиты открывают ворота для вторичной инфекции и способствуют развитию воспалительного процесса. Например, через места прикрепления паразитических червей в кишечнике человека, где происходит нарушение целостности слизистой оболочки, болезнетворные бактерии из полости кишечника могут проникать в ткани и вызывать заболевание.

Паразиты могут оказывать мутагенное воздействие на организм хозяина.

Тератогенное воздействие. Некоторые паразиты, например, токсоплазма, легко преодолевают плацентарный барьер и нарушают нормальный ход эмбриогенеза, что приводит к формированию грубых пороков развития у плода.

Многие паразиты являются переносчиками возбудителей других паразитарных или инфекционных заболеваний.

Обычно паразиты оказывают на хозяина комбинированное действие.

Воздействие хозяина на паразита

Ответные реакции хозяина на действия паразита могут быть следующими.

Клеточные реакции. Очень часто ответом на внедрение паразитов (особенно простейших) является гипертрофия (увеличение размеров) одной или нескольких прилежащих клеток хозяина. Например, эритроциты, пораженные Pl. vivax, больше в 1,5 раза по сравнению с нормальными эритроцитами.

Тканевая реакция чаще всего заключается в образовании вокруг паразита соединительнотканной капсулы, которая более или менее изолирует паразита от окружающих тканей хозяина. Иногда происходит обызвествление этой капсулы, что еще более изолирует паразита. Примером может служить инкапсулирование личинок трихинеллы в мышечной ткани человека, страдающего трихинеллезом.

Гуморальные реакции на уровне организма заключаются в образовании в крови хозяина особых специфических по отношению к различным паразитам защитных веществ - антител. Совокупность ряда защитных реакций, обусловливающих у хозяина состояние невосприимчивости к вредному воздействию паразита, называют иммунитетом. Различают иммунитет врожденный и приобретенный. При врожденном иммунитете невосприимчивость к определенным паразитам является видовым свойством. Например, человек невосприимчив к плазмодиям малярии птиц. Приобретенный иммунитет возникает в результате перенесенной болезни (естественный) или при применении вакцин или сывороток (искусственный).

Происхождение паразитизма

Паразитизм - это вторичное явление, которое имеет разнообразное происхождение. Паразиты произошли от свободноживущих форм. Главные пути, ведущие к возникновению паразитизма, можно свести к следующим:

1. Большая часть эктопаразитов происходит из хищников. Особенно много примеров постепенного перехода к паразитизму наблюдается среди членистоногих. Большинство эктопаразитов перешли к паразитизму за счет удлинения сроков питания и контактов с хозяином, что в конечном счете привело к появлению постоянных паразитов (например, вшей).

2. Следующий тип перехода к паразитизму от свободного образа жизни мог возникнуть на основе комменсализма. Так, например, пухоеды - эктопаразиты птиц - произошли от насекомых, сначала поселявшихся в гнездах и питавшихся органическими остатками, а со временем перешедших к питанию перьями птиц.

3. Третий путь возникновения эктопаразитизма берет свое начало от сидячего образа жизни. Такого происхождения, вероятно, паразитизм у круглоресничных инфузорий Trichodina, все родичи которых ведут прикрепленный образ жизни. Многие из них при этом прикрепляются не ко дну водоема, а к живым организмам.

4. Основная масса эндопаразитов образовалась в результате случайного заноса в пищеварительный тракт цист, яиц или личинок свободноживущих видов, предварительно имевших адаптации к обитанию в почве или воде, содержащей избыток органического вещества.

5. Не исключена возможность происхождения эндопаразитизма на основе эктопаразитизма. Примером этого может служить пухоед пеликана, который мигрировал с перьев этой птицы в ее громадный подклювный мешок и вместо перьев стал питаться кровью.

6. Происхождение кровепаразитов у некоторых позвоночных хозяев связано со случайным проникновением в их кровяное русло кишечных паразитов беспозвоночных при питании последних (членистоногих) на позвоночных. То есть кишечные паразиты членистоногих вторично приспособились к новой среде обитания в кровяном русле позвоночных, куда они случайно попадали при акте кровососания.

ЭПИДЕМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

Процесс возникновения и распространения инфекционных и паразитарных болезней среди людей называют эпидемическим процессом.

Для понимания хода эпидемического процесса необходимо выявить источник возбудителя болезни и механизм его передачи от зараженного организма к здоровому. Источником возбудителя паразитарного заболевания является больная особь (больной человек или больное животное) или паразитоноситель - живой организм, в котором находится возбудитель заболевания, но он не вызывает видимого патологического процесса. Неживые объекты внешней среды (почва, вода, молоко, обувь, одежда), на которых возбудители лишь какое-то время сохраняют свою жизнеспособность, представляют собой факторы передачи возбудителей паразитарных болезней. Эпидемическое значение источников заражения неодинаково, поскольку все паразитарные заболевания можно подразделить на три группы: антропонозы - болеют только люди (малярия, амебиаз), зооантропонозы - болеют люди и животные (токсоплазмоз, висцеральный лейшманиоз), зоонозы - болеют только животные.

Для возникновения эпидемий или отдельного заболевания недостаточно наличия только источника возбудителей болезни. Необходимо также, чтобы возбудитель имел возможность покинуть источник (т.е. зараженный организм), затем преодолеть неблагоприятное воздействие внешней среды и внедриться в нового хозяина (в здоровый восприимчивый организм). Процесс перемещения возбудителя от зараженного организма к здоровому называется способом передачи возбудителя заболевания.

Способы передачи возбудителя

Алиментарный - возбудитель попадает в организм хозяина через рот с водой, с пищей.

Перкутанный - активное проникновение возбудителя через неповрежденные кожные покровы.

3. Трансмиссивный - в передаче возбудителя участвует переносчик. Заболевания, передающиеся через переносчиков, называются трансмиссивными. Они подразделяются на две группы: облигатно-трансмиссивные - передача возбудителя возможна только через переносчика (малярия, лейшманиозы, сыпной и возвратный тифы) и факультативно-трансмиссивные - передача возбудителя возможна как через переносчика, так и каким-то другим способом (чума, туляремия, сибирская язва). Чума может передаваться блохами; туляремия - комарами, слепнями, клещами. Но этими болезнями можно заразиться также через воду, пищу, воздушно-капельным путем.

Классификация переносчиков

Переносчики по отношению к возбудителям подразделяются на две группы: специфические и механические.

Специфическими являются те переносчики, в организме которых возбудитель проходит какую-то часть своего цикла развития или размножается, но не отмирает. Например, малярийные плазмодии в малярийном комаре проходят половое размножение; лейшмании в москитах проходят жгутиковую, или лептомонадную, стадию развития; в организме блох размножаются возбудители чумы; в организме вшей - возбудители эпидемического сыпного тифа.

Механическими называются переносчики, в организме которых возбудитель не размножается, а постепенно отмирает. Долго сохраняться возбудитель в механическом переносчике не может (механическими переносчиками по отношению к кишечным инфекциям и инвазиям могут быть комнатные мухи; механическими переносчиками сибирской язвы и туляремии могут быть слепни и некоторые другие кровососы).

Передача возбудителя переносчиком своему хозяину может осуществляться разными механизмами. Выделяют два основных:

Инокуляция (через укус) - переносчик нарушает целостность кожных покровов хозяина, вводит возбудителя в ранку (малярийный комар прокалывает кожу, возбудитель малярии, находящийся в слюнных железах комара, со слюной через хоботок попадает в кровь человека; через прокол вводят возбудителя туляремии кровососущие мухи, слепни, комары, блохи, клещи).

Контаминация - возбудитель попадает через загрязнение кожных или других покровов.

Гонотрофический цикл и гонотрофическая гармония

Большинство переносчиков представлено кровососущими членистоногими (насекомыми и клещами). Кровососание характерно для самок, которые выпивают определенное количество крови, необходимое для созревания яиц.

Соответствие между количеством выпитой крови и количеством созревших и отложенных самкой яиц называется гонотрофической гармонией. Чтобы обеспечить полное созревание и откладку одной порции яиц, самка должна выпить определенное количество крови, обычно несколько больше ее собственного веса. Часть жизненного цикла, включающего кровососание, переваривание крови и откладку яиц, называется гонотрофическим циклом. Различают три фазы гонотрофического цикла:

поиск хозяина и кровососание;

переваривание крови и созревание яиц;

поиск места для откладки яиц и их откладка.

Во время откладки яиц многие самки гибнут, но те, что остались, вступают во второй гонотрофический цикл: снова пьют кровь, переваривают ее и снова откладывают яйца.

Количество гонотрофических циклов видоспецифично (1-5-7 раз в сезон). Оно составляет физиологический возраст насекомых. Чем больше физиологический возраст самки, тем больше ее эпидемиологическая опасность. Например, весной самки комаров менее опасны, чем осенью, так как находятся на 1-м гонотрофическом цикле и не могут заразить хозяина-прокормителя малярией, поскольку в них нет возбудителей заболевания.

Трансовариальная и трансфазовая передача возбудителя

Иногда после получения самкой возбудителя он может попадать в цитоплазму отложенных ею яиц, и личинки, развивающиеся из этих яиц, будут нести в себе возбудителя определенного заболевания. Такая передача возбудителя потомству через яйцо называется трансовариальной.

У видов, которым свойственна трансовариальная передача возбудителя потомству, существует обычно и трансфазовая, то есть передача возбудителя от одной фазы развития к другой. Трансовариальная и трансфазовая передачи существуют, например, у таежного клеща, который является специфическим переносчиком вируса весенне-летнего энцефаломиелита. Самка таежного клеща, получившая вирус при кровососании на крупном млекопитающем, передаст его потомству через все отложенные яйца, и все последующие стадии развития (личинки, нимфы и имаго) будут нести в себе возбудителя.

Учение о природной очаговости зооантропонозов

В природе независимо от человека циркулируют возбудители ряда других зооантропонозов, передающихся от одного организма к другому нетрансмиссивным путем. Например, существуют природные очаги некоторых гельминтозов. Компонентами природного очага нетрансмиссивного заболевания являются:

возбудитель;

промежуточные хозяева возбудителя;

окончательные хозяева возбудителя.

Циркуляция возбудителя, как правило, определяется пищевыми связями между хозяевами паразита. Например, дифиллоботриоз - это природноочаговый гельминтоз, возбудителем которого является широкий лентец. Окончательные хозяева - млекопитающие, питающиеся рыбой. Окончательные хозяева выделяют во внешнюю среду вместе с фекалиями яйца гельминта. Из яйца в воде выходит свободно живущая личинка корацидий, которая проглатывается первым промежуточным хозяином - рачком циклопом. Дальше в цепи циркуляции возбудителя следует второй промежуточный хозяин - рыба, которая заражается, проглатывая рачка. Окончательный хозяин заражается дифиллоботриозом, поедая зараженную рыбу.

Нетрансмиссивные природноочаговые болезни также образуют разные типы очагов:

первичные природные;

вторичные природные;

антропургические непоселковые;

антропургические внутрисельные.

Как и в случаях трансмиссивных болезней, в циркуляцию возбудителя может включиться и человек. Возможности заражения человека в антропургических очагах значительно выше, чем в первичных природных.

Профилактика паразитарных заболеваний

Проведение мероприятий по борьбе с природно-очаговыми болезнями в каждом отдельном случае должно исходить из анализа конкретной экологической обстановки. Основная цель мероприятий - разрыв цепи:

хозяин (донор) переносчик хозяин (реципиент).

Можно выделить два направления:

Окультуривание ландшафтов.

Оздоровление очага.

Окультуривание ландшафтов предусматривает ликвидацию самой основы существования очага путем коренного изменения экологической системы таким образом, чтобы исключить хотя бы один из компонентов, составляющих очаг. Хранители весенне-летнего энцефалита - клещи - живут в неухоженных лесах, где преобладают валежник, густые заросли подлеска, толстый слой лесной подстилки. Очистка лесов и их просветление создают условия, непригодные для жизни клещей. Не живут таежные клещи в лесах паркового типа. Таким образом, культурное ведение лесного хозяйства ведет к уничтожению таежных клещей и к полной ликвидации природного очага весенне-летнего энцефалита.

Оздоровление очага включает комплекс мероприятий, направленных на ликвидацию очага без коренной перестройки ландшафта.

- Уничтожение переносчиков ядохимикатами (эффект часто непродолжителен).

- Санитарное благоустройство населенных пунктов. Своевременная утилизация отходов и отбросов, охрана поселковых водоемов от загрязнения бытовыми отбросами приводят к сокращению численности резервуаров переносчиков, ограничивают возможности циркуляции возбудителя в населенном пункте, что в конечном итоге ведет к затуханию очага.

ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДЕЙСТВИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ

Несмотря на разнообразие факторов, в их действии и ответных реакциях организма есть общие закономерности.

Закон оптимума: Каждый фактор имеет строго определенные пределы положительного воздействия на живой организм.

Благоприятная сила воздействия фактора называется зоной оптимума. Недостаточное или избыточное действие фактора отрицательно сказывается на жизнедеятельности организма. Чем сильнее отклоняется действие фактора, тем более выражено его угнетающее действие (зона пессимума). Максимально и минимально переносимые значения фактора - критические точки, за пределами которых существование организма становится невозможным. Пределы выносливости вида по отношению к какому-то фактору составляют его экологическую валентность.

Виды различаются между собой значениями экологической валентности и положением зоны оптимума. Примеры:

У самки обыкновенного немалярийного комара температурный оптимум для откладки яиц составляет +20. При +15 и +30 происходит подавление процесса откладки яиц, а при +10 и +35 полное прекращение.

Для полярных рыб оптимум температуры 0, а пределы выносливости от -2 до +2.

У сине-зеленых водорослей, обитающих в гейзерах, температурный оптимум +85, а пределы выносливости от +84 до +86.

Виды, имеющие широкую экологическую валентность, обозначают, добавляя приставку эври- к названию фактора, например, эвритермные - по отношению к температуре, эвригалинные - по отношению к солености воды, эврибатные - к давлению. Виды с узкой экологической валентностью называют с приставкой стено-, также добавляя название фактора: стенотермные, стеногалинные, стенобатные.

Виды, имеющие широкую экологическую валентность по отношению ко многим факторам, называются эврибионтными, а узкую - стенобионтными.

2. Правило ограничивающего фактора. В природе на организмы одновременно влияет целый комплекс факторов среды в разных комбинациях и с разной силой. Среди них бывает трудно отделить самые важные от второстепенных, это зависит от силы воздействия каждого.

Ограничивающим называют фактор, интенсивность которого в качественном или количественном отношении в данный момент приближается или выходит за пределы критических значений.

Правило ограничивающего фактора: Наиболее значим тот фактор, который больше всего отклоняется от оптимальных для организма значений.

Специфических ограничивающих факторов в природе не существует, поэтому любой из факторов может стать ограничивающим. Их природа различна: абиотические, биотические и антропогенные.

Рассмотрим в качестве ограничивающего фактора температуру. Лимитирующим фактором распространения деревьев бука в Европе является низкая температура января, поэтому северные границы его ареала соответствуют январской изотерме -2оС. Лось в Скандинавии встречается значительно севернее, чем в Сибири, где более низкие зимние температуры. Рифообразующие кораллы обитают только в тропиках при температуре воды не ниже 20°С.

Климатические и почвенные факторы определяют ареал распространения растений и их урожайность.

Количество хищников и паразитов ограничивает численность жертв и хозяев. Ареал распространения африканской сонной болезни соответствует распространению ее переносчика - мухи це-це.

По отношению к человеку в роли ограничивающего фактора может быть содержание витаминов (С, D), микроэлементов (йод) в продуктах питания.

3. Взаимодействие факторов: Зона оптимума зависит от комбинации факторов, действующих на организм.

Примеры: при оптимальной температуре животные легче переносят недостаток корма. Достаточное количество пищи позволяет животным легче переносить низкие температуру и влажность.

Хорошо известно, что человеку жару легче переносить при низкой, а не при высокой влажности. Снижение влажности может привести к увеличению экологической валентности вида по отношению к температуре. Человек способен в течение 45 минут без последствий для здоровья переносить температуру +126С, но при очень низкой влажности. Низкая температура хуже переносится людьми в ветреную погоду. Сочетание приема алкоголя и низкой температуры воздуха приводит к быстрому переохлаждению организма, отморожению частей тела. Эта закономерность учитывается в медицине при назначении лекарственных препаратов; например, средства, снижающие повышенное артериальное давление, действуют сильнее, если снижено потребление соли.

4. Неоднозначность действия факторов на различные функции организма: Каждый экологический фактор оказывает неодинаковое влияние на разные функции организма.

При повышении температуры до 40 градусов у холоднокровных животных ящериц усиливается обмен веществ, но в то же время резко угнетается двигательная активность.

5. Ответные реакции организма на действие факторов среды носят индивидуальный, половой и возрастной характер.

Примеры: яйцо аскариды нуждается в кислороде, но на взрослого паразита он действует как яд, что нередко используется для лечения заболевания.

Личинки комаров развиваются в воде, а взрослые особи обитают в воздухе.

Икра лососей может развиваться только при температуре от 0о до +12о, а взрослые особи легко переносят колебания от -2о до +20о.

В медицине при назначении дозы лекарственного препарата всегда учитывается возраст больного. Мужчины имеют более широкую экологическую валентность к алкоголю по сравнению с женщинами, поэтому у женщин быстрее формируется зависимость от этилового спирта.

Индивидуальные особенности организма учитывают при выборе способа лечения, особенно при наличии аллергических реакций на действие лекарственных препаратов. У некоторых детей до 10-12 лет применение аспирина для снижения температуры при гриппе может привести к тяжелому поражению головного мозга.

6. Независимость характера приспособления к факторам окружающей среды: К действию каждого фактора среды организмы приспосабливаются независимо от других факторов.

Виды могут характеризоваться широкой экологической валентностью к какому-нибудь фактору, но узкой к другим. Например, лишайники являются эвритермными организмами, но не переносят даже минимальных концентраций оксида серы в воздухе.

Человек является эврибионтным организмом, но имеет узкую экологическую валентность по отношению к недостатку кислорода в атмосфере.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ СУЩЕСТВОВАНИЯ