Взаимоотношения переносчиков и возбудителей малярии Расницын, Сергей Павлович

Введение к работе

Актуальность проблемы. Отношения членистоногих с возбудителями болезней позвоночних, в частности, комаров с плазмодиями малярии - специфический вариант симбиоза, закономерности которого выявлены только для крупных таксономических.категорий (Павловский, 1939; Беклемишев, 1948, 1949, 1955; Алексеев,¹ 1984а, б, 1985; Балашов, 1984). Об отношениях видов, популяций и отдельных особей до начала наших работ имелись лишь отрывочные противоречивые данные. Такое положение не позволяло предвидеть, в каких случаях комары способны быть переносчиками малярии и как влияют плазмодии на их жизнедеятельность. Поскольку ликвидировать малярию в мире не-.удалось (Sharma, 1988; Peters, 1988; Najera, 1989), и,опасность ее. завоза на освобожденные территории сохраняется (Сергиев и да,, ,,.-1966; Немировс-кая, 1969; Ambroise-Thomas et al., 1972; de Zulueta, 1973; Schultz, 1974; Чагин и др., 1975, 1976;, Дашкова и др., 1978; Орлов, 1987; Духанина, Баранова, 1989), поиск ответов на поставленные вопросы актуален и в сугубо практическом плане.

Поскольку изучение отношений возбудителей и переносчиков невозможно без лабораторного эксперимента, актуальной проблемой является получение материала для исследований -, культивирование комаров.

Цель и задачи исследования. Цель работы - определить характер отношений переносчиков и возбудителей малярии.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

определить место исследования отношений возбудителей и переносчиков в круге проблем медицинской энтомологии;

выявить те аспекты биологии комаров, знание которых необходимо для создания и поддержания их культур и для определения их отношений с плазмодиями малярии;

разработать новые и усовершенствовать известные методы создания и поддержания культур комаров;

создать лабораторную модель циркуляции плазмодиев, включающую реальных переносчиков малярии человека;

подобрать методы заражения переносчиков;

определить точность методов оценки обилия возбудителя в хозяине и переносчике;

- выявить факторы, определяющие возможность и уровень за
ражения переносчиков возбудителями;

ио~ определить влияние возбудителей ка состояние и поведение переносчиков;

- определить возможности сохранения возбудителен в пере
носчиках.

Научная новизна.

1. Выявлены закономерности, определяющие возможность и уровень заражения комаров возбудителями малярии: 1) отсутствие жесткой связи между систематическим положением возбудителей и переносчиков на уровне родов и видов; 2) возможность восприимчивости без коэволюции взаимодействующих организмов; 3) наследование восприимчивости на уровне особей; 4) подверженность восприимчивости влиянию эндогенных факторов и внешних воздействий.

2. Доказано, что плазмодии не оказывают существенного прямого влияния на важнейшие стороны жизнедеятельности комаров (чувствительность к инсектициду, полет, агрессивность, продолжительность жизни, плодовитость) и, поэтому, должны считаться не паразитами, а комменсалами комаров.

3. Доказано, что заболевание человека малярией облегчает комарам его обнаружение и доступ к нему. В этом проявляется косвенное влияние возбудителей на переносчиков.

4. Разработан математический метод оценки разных путей передачи для сохранения популяции возбудителя.

5. Предложена концепция медицинской энтомологии, согласно которой задача этой науки - исследование влияния членистоногих на здоровье людей и управления этим влиянием.

6. Решен ряд общебиологических вопросов: 1) разработаны принципы и методы выбора морфофизиологических индикаторов; 2) разработана методология использования таксономического анализа для экологических исследований; 3) показано, что эффект группы состоит из эффекта численности и эффекта концентрации особей; 4) открыт "эффект приглашения" - неизвестный ранее стимул привлечения к добыче кровососущих двукрылых; 5) выявлены причины эффективности звуковых генераторов, предназначенных для отпугивания кровососущих двукрылых.

7. Предложен и обоснован набор принципов культивирования

членистоногих: 1) обеспечение безопасности путем использования моделей и местных видов; 2) создание условий, необходимых и достаточных для жизни и размножения объекта, а не воспроизведение природной обстановки; 3) предоставление особям градиента условий; 4) оценка качества биоматериала по его стабильности и однородности, а не по сходству с природными особями; 5) оптимизация культур путем снижения стоимости биоматериала при сохранении его качества и уровня производства; 6) гуманное отношение к лабораторний животными.

Новизна результатов имеет мировой приоритет, о чем свидетельствует публикация их описаний в ведущих изданиях (Бюллетень Всемирной Организации Здравоохранения, Журнал общей биологии, Зоологический журнал, Известия РАН, Медицинская паразитология и паразитарные болезни, Паразитология, Экология, Энтомологическое обозрение), включение их в Руководство по медицинской энтомологии и получение авторских свидетельств об изобретении.

Практическая ценность.

8. Разработаны новые и усовершенствованы известные методы создания и поддержания культур комаров.

9. Создана лабораторная модель для изучения отношений комаров с плазмодиями, которая сочетает безопасность с использованием реальных переносчиков малярии человека.

10. Отработан метод заражения комаров плазмодиями малярии путем искусственного кормления кровью.

11. Определена точность методов оценки обилия плазмодиев в крови позвоночных и в теле переносчиков.

12. Разработан метод оценки восприимчивости комаров к возбудителям малярии.

13. Определена возможность распространения на территории России и сопредельных государств экзотических видов и штаммов малярии.

14. Обоснована возможность использования в эпидемиологических моделях малярии данных о состоянии и поведении незара-женных особей переносчика.

Внедрение результатов исследования в практику. 1. В Институте медицинской паразитологии и тропической медицины им. Е.И.Марциновского (ИМПиТМ) создан инсектарий"-"

база для экспериментального изучения экологии комаров, их отношений с возбудителями болезней и средств уничтожения.

2. Воспроизведены я созданы заново культуры 10 видов комаров, в том числе 3 впервые в мире. Они переданы в инсектарий ИМПИТ.М.

3. Методы культивирования комаров, изложенные в 4 инструкциях, 19 публикациях, 5 описаниях изобретений и 17 рационализаторских предложениях, используются в ИМПиТМ и переданы в ряд отечественных и зарубежных организаций.

4. Метод культивирования комаров Culex pipiens внедрен во ВНИИ Прикладной микробиологии и на Бердском химическом заводе.

5. Кроме удовлетворения потребностей на данное исследование, произведено 2138 партий комаров 10 видов (более 5,4 миллиона особей), которые, использованы для выполнения НИР в нескольких подразделениях ИМПиТМ и 22 организациях в И городах, и были переданы в Болгарию и Вьетнам.

6. Лабораторная модель циркуляции возбудителя малярии и метод определения восприимчивости комаров к возбудителям малярии используются в ИМПиТМ.

7. Материалы диссертации используются в теоретической и практической подготовке курсантов Российской Медицинской Академии последипломного образования.

Положения, выносимые на зашиту.

1. Внутри семейства Culicidae нет жесткой связи между таксономическим положением комаров и их восприимчивостью к возбудителям малярии.

2. Восприимчивость зависит от индивидуальной наследственности, внешних воздействий, количества выпитой крови и эндогенной ритмики жизни особи.

3. Уровень заражения комаров не зависит от повторного кровососания и потребления углеводов и (после превышения минимальной заражающей дозы) не имеет четкой связи с обилием заглоченных плазмодиев.

4. Плазмодии не оказывают существенного прямого влияния на важнейшие стороны жизнедеятельности комаров и, поэтому, должны считаться не паразитами, а комменсалами комаров.

5. Заболевание человека малярией облегчает комарам его обнаружение и доступ к нему. В этом проявляется косвенное вли-

янне возбудителей на переносчиков.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на 5-ом совещании Всесоюзного энтомологического общества (1963), совещании "Актуальные вопросы изучения и освоения таежных территорий." (1963), 6-ом съезде Всесоюзного энтомологического общества (1970), 13-ои международном энтомологическом конгрессе (1971), заседаниях Московского общества испытателей природы (1975, 1980), Всесоюзной конференции "Теория классификации и анализ данных" (1981), 7-он съезде Всесоюзного микробиологического общества (1985), Всесоюзной конференции "Пути повышения эффективности микробиологической борьбы с вредителями и болезнями растении" (1986), 1-ом Всесоюзном совещании по проблемам зоокультуры (1986), 1-ой научно-практической конференции "Здоровье населения России и пути его улучшения" (1994), заседаниях Московского общества эпидемиологов и микробиологов им. И.И. Мечникова (1988, 1991), Первой и Второй Всесоюзных конференциях по промышленному разведению насекомых (1986, 1989), Ученом Совете ИМПиТМ (1994), коллоквиумах отдела медицинской энтомологии ИМПиТМ (по нескольку раз ежегодно).

Публикации. Результаты работы отражены в 76 публикациях, а также в описаниях 17 рационализаторских предложений.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 261 странице машинописного текста и состоит из введения, 13 глав, заключения, выводов, списка литературы, включающего 481 источник, из-которых 236 отечественных и 245 иностранных авторов, и приложения.^Работа иллюстрирована 82 таблицами и 17 рисунками.