Взаимодействие паразит-хозяин Адаптации к паразитизму Экологическая паразитология

Взаимодействие паразит-хозяин. Адаптации к паразитизму. • Экологическая паразитология изучает распределение и динамику встречаемости паразитов в пространстве и времени у различных хозяев, факторы, регулирующие взаимоотношения хозяина с паразитом на уровне отдельных особей и на уровне популяции.

Характеристика паразитизма • Паразитарная система (паразит-хозяин) является частью биоценоза. • Паразит физически зависит от своего хозяина, т. к. хозяин представляет паразиту среду обитания и трофические ресурсы. • Репродуктивный потенциал паразита выше, чем у хозяина. • При интенсивном заражении паразит может привести к гибели хозяина.

Паразитоценозы (паразитарные системы) • Паразитоценозом называют комплекс видов, поражающих одного общего хозяина, включающих как постоянных экто- и эндопаразитов, так и временных (например, паразитоценоз норы грызунов). • Паразитарные системы включают паразитов, набор хозяев, а также возбудителей болезней, которые паразиты могут передавать от одного хозяина другому.

Паразитарная система является частью биоценоза • Характерным примером могут служить природные очаги инфекций, в состав которых включаются возбудитель болезни (вирус, бактерия или простейшее), паразиты (чаще всего членистоногие), выступающие в качестве переносчиков инфекции, и теплокровные носители, являющиеся хозяевами этих паразитов. Заболевания, имеющие естественные резервуары в природе, получили название природно-очаговых заболеваний.

По составу видов, обеспечивающих циркуляцию инфекции в природном очаге, заболевания подразделяются: • Трансмиссивные – передача возбудителя от одного теплокровного хозяина к другому идет через эктопаразитов-переносчиков (чума, туляремия, энцефалиты и др. ); • Нетрансмиссивные – возбудители передаются при непосредственном контакте носителей или через среду (лептоспироз и др).

Условия формирования паразитарной системы • Хозяин и паразит должны вступить в контакт друг с другом. Возможность контакта зависит от интенсивности размножения, способов расселения, поведения и паразита и потенциального хозяина • Хозяин должен обеспечить паразиту условия, подходящие для его дальнейшего развития, которые зависят от его морфологических, физиологических и биохимических свойств • Паразит должен обладать способностью противостоять реакциям хозяина, направленным против него • В биогеоценозе должны быть подходящие условия для нормального развития и распространения паразита

• Для того, чтобы паразитарная система была устойчива, необходимо, чтобы плотность популяции паразита в популяции хозяина или интенсивность заражения отдельного организма не привела особей или популяцию в целом к гибели на этапе формирования системы паразит – хозяин. • Как и в любой экосистеме, в системе паразитарных отношений существуют регулирующие механизмы.

Регулирующее влияние оказывают следующие экологические факторы: 1. Абиотические факторы, действующие на протяжении всего жизненного цикла. 2. Ограниченность трофических ресурсов. 3. Неспособность найти хозяина. • Все эти факторы подавляют рост популяции и удерживают её численность на таком уровне, при котором чрезмерная инвазия хозяина не возможна.

При перенаселении вступают в действие регулирующие механизмы с отрицательной обратной связью: • Изменение поведения самого паразита, когда вследствие перенаселения наступает снижение скорости размножения, роста, продукции яиц; • при превышении некоторого уровня плотности популяции паразита в теле хозяина, в его организме, может возникнуть иммунная реакция на паразита.

Экологические особенности паразитизма (1) • Плодовитость. Высокую плодовитость паразитов считают одной из самых типичных черт. Её обычно рассматривают как адаптацию, возникшую в результате высокой смертности паразита при расселении. Аскарида человеческая – 200 тыс. яиц в сутки. Фасциола – 20 тыс. Бычий цепень – 100 тыс. • Расселение паразита. Всем живым организмам необходимо расселяться от родительской особи или центра популяции, осваивая новые пространства, избегая перенаселения, что обеспечивает выживание вида. • Поиск и заражение хозяина представляет собой комплекс адаптаций, сформировавшихся в процессе эволюции паразитарных систем.

Экологические особенности паразитизма (2) • Специфичность. Под специфичностью понимают постоянство сочетания в паразитарной системе определенных видов паразита и хозяина. • Паразитарная система, являясь частью экосистемы, складывалась и формировалась в процессе эволюции.

Специфичность определяется многими факторами: • 1. Абиотические факторы, не препятствующие встрече паразита и хозяина. • 2. Наличие барьеров на пути проникновения паразита в организм хозяина: подвижные стадии часто проникают в любые организмы, но в теле неспецифического хозяина быстро гибнут. • 3. Наличие специфических сигналов в организме хозяина, необходимых для выхода личинки из оболочек. Например: выход эхинококка из оболочек возможен при наличии в пищеварительном тракте определенной концентрации дезоксихолиевой кислоты.

• 4. Особенности физиологических процессов. Например: скорость свертывания крови в ЖКТ у комара АЁДЕС происходит быстрее, чем у АНОФЕЛИСА, и паразит не успевает проникнуть через стенку желудка в миксоцель. • 5. Вредные вещества во внутренней среде организма. Например: человеческая вошь не может питаться на других теплокровных. • 6. Иммунологические и клеточные реакции, возникающие у неспецифических хозяев, как правило, приводят к гибели паразита. Специфический хозяин до определенного момента может не замечать паразита благодаря различным адаптациям, маскирующих паразита.

Для обеспечения успешного завершения жизненного цикла паразиты приобрели следующие адаптации: Наличие переносчиков. Промежуточные хозяева. Свободноживущие стадии самого паразита. Хемотаксис. Влияние на поведение инвазированных животных. Приспособление паразита к поведению хозяина. Приспособление к суточным ритмам переносчика. Синхронизация жизненного цикла паразита и хозяина.

Жизненные циклы паразитов. Экопрофилактика. • Жизненный цикл – совокупность всех стадий развития организма от зиготы до половозрелой особи. • Окончательный или дефинитивный хозяин – организм, в котором находится половозрелый паразит или в котором проходят стадии жизненного цикла, связанные с половым размножением. • Промежуточный хозяин - организм, в котором проходит часть жизненного цикла паразита. При этом паразит претерпевает ряд биологических изменений и только после этого становится инвазивным для следующего хозяина. В теле промежуточного хозяина может происходить размножение паразита бесполым или партеногенетическим путем.

• Чередование поколений – периодическая смена поколений, каждое из которых в жизненном цикле паразита отличается анатомическими, морфологическими, физиологическими особенностями, а также способами размножения. Происходит смена половой генерации поколением, размножающимся бесполым путем или партеногенетически. • Различают прямые, или простые жизненные циклы и непрямые, или сложные. Прямые жизненные циклы проходят без участия промежуточных хозяев. Такие циклы наблюдаются у эктопаразитов, простейших, которые обитают в полости желудочно-кишечного тракта некоторых геогельминтов.

Простые жизненные циклы • без чередования поколений ( карликовый цепень, лямблия, дизентерийная амеба, балантидий) • с чередованием поколений. В жизненном цикле этих паразитов присутствует процесс бесполого размножения – шизогония, в результате которого образуется бесполое поколение – мерозоиды. Некоторые из них превращаются в гамонты, за тем в гаметы. Из зиготы образуется инвазивная стадия – ооциста (кокцидии, паразитирующие у собак, кошек, и других домашних животных).

Сложные жизненные циклы • Сложные жизненные циклы могут проходить с однократной и двукратной сменой хозяев, кроме того, как с чередованием, так и без чередования поколений.

• Жизненный цикл без чередования поколений с однократной сменой хозяина наблюдается у цестод. Во внешнюю среду попадает яйцо, промежуточный хозяин заглатывает его и в организме промежуточного хозяина развивается инвазивная стадия. Инвазия основного хозяина происходит по трофическим цепям. • Жизненный цикл без чередования поколений с двукратной сменой хозяина. Инвазивной стадией для первого промежуточного хозяина является яйцо или свободноживущая личинка, из которой в развивается инвазивная стадия для второго промежуточного хозяина, а в нем для окончательного. Передача паразита от первого промежуточного хозяина второму и окончательному осуществляется по трофическим цепям (дифилоботриум).

• Жизненные циклы с чередованием поколений и сменой хозяев. Размножение паразита в теле промежуточного хозяина происходит путем партеногенеза, что приводит к многократному увеличению числа инвазивных стадий. • Жизненный цикл с однократной сменой хозяев наблюдается у фасциолы, шистозомы, эхинококка. • Жизненный цикл с двукратной сменой хозяина наблюдается у кошачьего, легочного и ланцетовидного сосальщиков. В теле первого промежуточного хозяина происходит партеногенез, и во внешнюю среду выходит большое количество партеногенетического поколения, которое проникает во второго промежуточного хозяина. Далее передача паразита происходит по трофическим цепям.

Воздействие паразита на организм хозяина. • повреждение тканей хозяина, • различные формы механических воздействий, • использование веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности хозяина, • выделение токсических веществ, • разрушение эпителиальных барьеров и открытие путей для проникновения в организм хозяина патогенных микробов и вирусов.

Реакции хозяина на паразита (1). • Клеточные реакции. Наблюдается гипертрофия клеток, связанная с химическими и механическими воздействиями паразита. При этом наблюдается активация метаболических процессов клетки. Гипертрофия клеток наблюдается не только при внутриклеточном паразитизме, но и при других протозойных заболеваниях.

Реакции хозяина на паразита (2). • Тканевые реакции. Реакция на паразита может выражаться в воспалительных процессах, развивающихся на месте проникновения или локализации паразита. При этом образуется соединительнотканная капсула, которая более или менее изолирует паразита от окружающих тканей. Капсулы часто образуются вокруг покоящихся стадий паразита в теле промежуточного хозяина (метацеркарии и личинки нематод).

Реакции хозяина на паразита (3). • Гуморальные реакции со стороны хозяина заключаются в образовании специфических к данному паразиту антител. Антитела вырабатываются на антигены, выделяемые паразитом. Так при подкожном введении небольшое количество антигена, приготовленного из паразита, отмечается краснота, отек и появляются волдыри. Таким способом диагностируется эхинококкоз и аскаридоз.