Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экологические аспекты биологического загрязнения среды урбосистемы

ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Экологические аспекты биологического загрязнения среды урбосистемы"

На правах рукописи

Меняйлова Ирина Сергеевна

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БИОЛОГИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ СРЕДЫ УРБОСИСТЕМЫ (НА ПРИМЕРЕ Г. ВОРОНЕЖА)

Специальность: 03.02.08 - экология

005011598

1 С 023

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Воронеж-2012

005011598

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ВГУ»).

Научный доктор биологических наук, профессор

руководитель: Гапонов Сергей Петрович

Официальные доктор биологических наук, профессор оппоненты: Девятова Татьяна Анатольевна

кандидат биологических наук, Степанчикова Ольга Леонидовна

Ведущая Саратовский государственный медицинский

организация: университет имени В. И. Разумовского

Защита состоится «29» февраля 2012 года в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.038.05 при ФГБОУ ВПО ВГУ по адресу: 394006, г. Воронеж, Университетская пл., 1, ауд. 59.

Автореферат диссертации размещен на официальном сайте Минобрнауки Российской Федерации и на сайте Воронежского государственного университета http://www.vsu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного университета по адресу: 394006, г. Воронеж, Университетская пл., 1.

Автореферат разослан «27» января 2012 г.

Ученый секретарь ___

диссертационного совета, | р \

кандидат биологических наук, доцент Ч'^нщМ О Барабаш Г.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Несмотря на повышение санитарно-гигиенического уровня населения развитых стран, паразитарные заболевания наносят значительный ущерб здоровью людей и их экономической деятельности. Окружающая среда в условиях городов интенсивно загрязнена цистами патогенных простейших и яйцами геогельминтов (мы называем это биологическим загрязнением), что может быть источником заражения населения (БуоЬосЬуа е1 а1., 1998; Васильева и др., 2001; Гапонов, 2009). В урбонизированных экосистемах создаются предпосылки для вовлечения новых видов в число хозяев паразитов, не адаптированных к традиционным условиям их циркуляции. При этом патогенность, вирулентность, инвазионность паразитов становятся трудно прогнозируемыми, что усугубляет проблему биологического загрязнения окружающей среды (Беэр, 2002; Ройтман, Беэр, 2008). Паразитарное загрязнение среды выражается в увеличении параметров заражения людей и животных (Беэр, 2000), инвазировании ранее несвойственными для них видами гельминтов (Беэр, 1999; Борискина, 2004), в интенсивном обсеменении объектов окружающей среды пропагативными стадиями развития гельминтов и простейших (Романенко, 2006; Бок, 2001).

В условиях возрастания антропопрессии (сильного воздействия антропогенного фактора) урбосистемы претерпевают изменения, способствующие распространению протозойных и глистных инвазий. Важным источником биологического загрязнения окружающей среды являются полунадзорные и безнадзорные животные в городах, причем проблема контаминации урбанизированных территорий в последние годы обостряется (Покровский и др., 2003; Зонина, 2009). В условиях населенных пунктов возбудители ряда паразитозов, выделяясь из хозяев во внешнюю среду, способны накапливаться и длительное время сохранять жизнеспособность. Впоследствии они могут передаваться человеку, особенно детям, через прямые контакты, загрязненные продукты питания растительного происхождения по пищевым цепям. Целый ряд кишечных гельминтов (Т. сап'к, V. НепосерЬаШ, О. сатпит, ¿). Шит, Т. \ш1р13 и др.), обитающих в организме домашних плотоядных, относятся к зооантропонозам и представляют опасность для человека и сельскохозяйственных животных (Корякин, 2004; Борцова, 2007). Возрастает потребность в эколого-фаунистических исследованиях паразитов плотоядных, оценке современного состояния фауны паразитов в условиях города и выявление круга их хозяев. Без этого невозможно разработать эффективную систему противопаразитарных мероприятий.

Среди протозоозов наибольшее значение в антропогенных условиях представляет токсоплазмоз - заболевание с фекально-оральным механизмом передачи возбудителя. Актуальность проблемы токсоплазмоза обусловлена практически повсеместным распространением возбудителя, высокой частотой инвазированности и способностью токсоплазм длительно

персистировать в пораженных клетках, а также опасностью заражения людей от животных.

Цель нашей работы - выявление экологических аспектов биологического загрязнения среды, вызванного домашними животными (кошками и собаками) в условиях урбосистемы (на примере г. Воронежа).

Для чего были поставлены следующие задачи:

- установить степень биологического загрязнения городской среды паразитарным началом (яйцами гельминтов и цистами кишечных патогенных простейших);

- выявить инвазированность кошек и собак в г. Воронеже кишечными паразитами, а также определить их долю в микстинвазиях;

- исследовать дефинитивных и некоторых промежуточных хозяев токсоплазмы на наличие антител к возбудителю;

- выявить роль домашних животных в циркуляции возбудителей инвазий человека на территории г. Воронежа.

На защиту выносятся следующие положения: 1. Состав сообществ паразитов домашних плотоядных определяется экологическими особенностями местообитания, возрастом и условиями содержания животных-хозяев.

2. Формирование микстинвазий в условиях урбосистемы г. Воронежа связано со становлением фауны эндопаразитов, принадлежащих разным таксономическим группам.

3. Кошки и собаки инициируют биологическое загрязнение г. Воронежа и обеспечивают циркуляцию инвазий, опасных для человека.

Научная новизна. Впервые комплексно исследована паразитофауна городских плотоядных животных (Felis catus и Canis familiaris) в г. Воронеже. Обнаружены простейшие класса Coccidia (Toxoplasma gondii (Nicolle, Manceaux, 1909) и Cystoisospora sp.), а также гельминты, относящиеся к 3 классам (Nematoda, Cestoda и Trematoda): Toxocara canis (Werner, 1782), Toxocara mis tax (Zeder, 1905), Toxascaris leonina (Linstow, 1902), Trichuris vulpis (Froelich, 1789), Uncinaria stenocephala (Railiet, 1854), Dipylidium caninum (L., 1758), Hydatigera taeniaeformis (Batsch, 1786), Mesocestoides lineatus (Goeze, 1782), Taenia hydatigena (Pallas, 1786), Opisthorchis felineus (Rivolta, 1884). Выявлены моно- и микстинвазии у плотоядных животных, определены паразитарные сообщества простейших, нематод, цестод и трематод при микстинвазиях в городской среде. Впервые проведен серологический скрининг популяции дефинитивных и промежуточных хозяев в связи с токсоплазменной инвазией на территории г. Воронежа. Выявлена роль домашних плотоядных животных в паразитарном загрязнении окружающей среды и циркуляции паразитозов на территории г. Воронежа.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты, полученные в ходе проведенных исследований, вносят вклад в развитие экологической паразитологии и расширяют представление о паразитарных системах в условиях города. Материал работы дополняет сведения о фауне и

экологии паразитов Felis catus (L., 1758) и Canis familiaris (L., 1758) на урбанизированной территории, характеризует структуру паразитофауны плотоядных г. Воронежа. Результаты исследований могут быть использованы для разработки профилактических мероприятий и ведения просветительской деятельности среди населения.

Основные положения и выводы диссертации используются в учебном процессе кафедры зоологии и паразитологии биолого-почвенного факультета Воронежского государственного университета в спецкурсах «Экология», «Эволюционная паразитология», «Теория природной очаговости болезней».

Апробация работы. Основные положения диссертации апробированы на научных сессиях Воронежского государственного университета (Воронеж, 2008-2011), научно-практической паразитологической конференции памяти профессора В.А. Ромашова «Современные проблемы общей и прикладной паразитологии» (Воронеж, 2009, 2010, 2011), 1-ых Международных научно-практических Беккеровских чтениях (Волгоград, 2010), 2-ой и 3-й Международных научных конференциях «Современные проблемы зоологии и паразитологии» (Воронеж, 2010, 2011), Международной конференции «Зоологические исследования в регионах России и на сопредельных территориях» (Саранск, 2009, 2010), конференции молодых учёных, аспирантов, студентов и специалистов «Молодость, талант, знания агропромышленному комплексу России» (Троицк, 2009), юбилейной научно-практической конференции «Актуальные вопросы медицинской биологии и паразитологии» (Санкт-Петербург, 2009), III межрегиональной научной конференции паразитологов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 2009), I дистанционной научной конференции с международным участием "Современные достижения науки" (Азербайджан, Баку, 2010), конференции «Актуальные проблемы современной науки и образования» (Республика Башкортостан, Сибай, 2010).

Публикации материалов исследований. По материалам диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 3 - в изданиях из списка ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 137 страницах, включает 26 рисунков, 7 таблиц. Состоит из введения, обзора литературы по изучаемой проблеме, материалов и методов исследований, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов, библиографического списка из 221 наименований, в том числе 50 иностранных авторов, приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель, задачи, научная новизна и практическая значимость работы, перечислены положения, выносимые на защиту, и дана структура диссертации.

Глава 1. Обзор литературы.

Приведен аналитический обзор литературы по изучаемой проблеме (Поярков, Рахманов, 1979; Рахманов, 2002; Березина, 2002; Медова и др., 2005; Рыбалко, 2005; Куролап, 2006; Параева, 2006; Гапонов и др., 2009).

Дана эколого-популяционная характеристика инвазий плотоядных, как устоявшихся эколого-паразитарных систем. Рассмотрена роль факторов окружающей природной среды в передаче возбудителей инвазий, опасных для человека.

Глава 2. Материал и методы исследований.

Исследования проводились в 2008-2011 гг. на базе лаборатории по изучению природно-очаговых и паразитарных заболеваний при кафедре зоологии и паразитологии Воронежского госуниверситета и ГУ Воронежской областной ветеринарной лаборатории.

Объектами исследований послужили домашние плотоядные (собаки, кошки) и некоторые синантропные животные (домовая мышь, серая крыса, домовый воробей), а также почва и песок с детских игровых площадок жилых домов и детских дошкольных учреждений, аллей, парков и скверов г. Воронежа.

Паразитологическому исследованию подвергли 420 кошек и 587 собак различных возрастов.

Для отлова мелких млекопитающих (грызунов) применяли живоловки ящичного типа. В качестве стандартной приманки служили кусочки хлебных корок (примерный объем - 1 см3). Птиц (домовых воробьев) для исследований добывали ловчими сетями, используемыми при кольцевании.

Изучение паразитарного загрязнения почвы проводили в течение летне-осеннего периода в 2010 г. Исследована 121 проба почвы и песка с вышеуказанных территорий.

Лабораторными методами на наличие антител против Toxoplasma gondii исследованы 165 проб сыворотки крови кошек, 100 - домовой мыши, 50 - серой крысы и 45 - домового воробья. Пробы крови от кошек получали с согласия владельца, при этом животные были клинически здоровы. От каждой кошки без анестезии брали из вены по 2-3 мл крови в чистые сухие пробирки, которые подписывали порядковым номером. Пробы крови от грызунов и воробьев брали из сердца (1-2 мл) сразу после усыпления. Сыворотку отделяли центрифугированием на 1500 об/мин в течение 10 минут, и в закрытых пробирках хранили в морозильной камере холодильника до проведения серологического анализа.

Полученные в результате экспериментальных исследований данные подвергались биометрической обработке. Достоверность выявленных различий между средними показателями высчитывали по критерию Стьюдента. Обработка полученных данных проводилась при помощи компьютерной программы Microsoft Excel 2003 и Statistica 6.0 for Windows.

Глава 3. Краткая природно-географическая характеристика.

Приводятся сведения о границах, характере рельефа, гидрографической сети, растительности, почвы, особенностях климатических условий (Хрипякова 1996; Щербаков, 1996; Джувеликян, 1996; Курдов, 2000; Куролап, 2006).

Глава 4. Результаты собственных исследований и их обсуждение.

4.1. Обсемененность почвы г. Воронежа яйцами гельминтов и ооцистами простейших. Большое количество бродячих кошек и собак приводит к контаминации яйцами паразитов почвы дворов, скверов, парков, детских площадок.

В 2010 г. были исследованы пробы почвы и песка, собранные с территорий различных округов города Воронежа. В 41,3 % проб были обнаружены цисты простейших и яйца гельминтов. Полученные нами данные близки к результатам паразитологических исследований проб почвы в Курской области, которые показали наличие возбудителей паразитозов в 38,5 % случаев (Малышева, 2008).

На изучаемых урбанизированных территориях объекты окружающей среды контаминированы яйцами паразитов неравномерно. Зарегистрированы цисты простейших, яйца аскарид, токсокар и власоглавов. При этом Toxocara sp. найдена в 31 образце почвы (62,0 %); в 8 пробах были обнаружены яйца Ascaris lumbrieoides и Trichuris (Trichocephalus) vulpis (по 16,0 %); единичные цисты Giardia (Lamblia) intestinalis были найдены в двух пробах (4,0 %), кроме того, в одном образце были выявлены яйца Enterobius vermicularis (2,0 %), ооцисты Toxoplasma gondii не обнаружены. Ооцисты простейших и яйца гельминтов отмечали в одном и том же месте, это может свидетельствовать о появлении микстинвазий.

Рассмотрено биологическое загрязнение проб почвы в различных административных округах города Воронежа (рис. 1). В ходе проведенных исследований было выявлено, что почва в Левобережном районе города Воронежа наиболее контаминирована яйцами паразитов (61,5 %), что в 1,6 раз больше, чем в остальных административных округах г. Воронежа (от 34,8 % в Ленинском до 44,4 % в Железнодорожном). Это может быть связано с условиями окружающей среды и типом почвы, влияющими на уровень загрязненности яйцами гельминтов.

Пробы почвы, взятые нами из песочниц детских дошкольных учреждений, характеризовались низкими показателями загрязненности яйцами геогельминтов и цистами патогенных простейших (в 20 % исследуемых проб обнаружили яйца паразитов). Наиболее высокий риск заражения населения гельминтозами отметили в зонах отдыха (71,4%). Экстенсивные показатели обсемененности проб почвы с детских площадок жилых домов и дворов коммунальных домовладений ниже, чем в зоне отдыха в среднем в 1,7 раза (по 40 и 43,3 %, соответственно). Мы согласны с утверждением И.М. Зубаревой (2001) и И.В. Заиченко (2011), что лучшие условия для развития паразитов имеют районы с разнообразным ландшафтом и богатые растительностью, поскольку наибольший процент положительных проб с этим паразитом был обнаружен нами в парковых зонах города.

Таким образом, результаты исследований показывают, что объекты окружающей среды небезопасны в паразитологическом отношении, а плотоядные домашние животные являются источниками ряда зоонозных

болезней, что следует учитывать при контакте с ними человека и разработке комплекса профилактических мероприятий.

4.2. Результаты исследований паразитофауны Felis caíus на территории г. Воронежа.

Исследование было направлено на выявление в фекалиях кошек ооцист Toxoplasma gondii. Для изучения микстинвазий необходимо было провести исследование и других паразитов. Согласно полученным результатам, видовое разнообразие паразитофауны желудочно-кишечного тракта Felis catus на территории г. Воронежа представлено 10 видами, из которых два относятся к классу Coccidia - Т. gondii и Cystoisospora sp., четыре - к классу Cestoda: D. caninam, Н. taeniaeformis, М. lineatus, Taenia sp., три - к классу Nematoda: Т. mistax, U. stenocephala, Т. leonina, и один вид — к классу Trematoda: O.felineus.

В наибольшей степени кошки были инвазированы Т. mistax (32,1 ± 3,8 %). D. caninum (24,1 ± 2,7 %), Т. gondii (18,8 ± 2,2 %) и Cystoisospora sp. (9,8 ± 1,9 %) были субдоминантными. Редко встречались паразитозы, вызванные такими гельминтами, как Т. leonina (7,1 ± 1,3 %), Н. taeniaformis (2,7 ± 0,2 %), О. felineus и U. stenocephala (по 1,8 ± 0,1 %), Taenia sp. и М. lineatus (по 0,9 ± 0,02 %) (рис. 2).

Экстенсивность инвазий кошек, вызванных геогельминтами, составляла почти 11 %, а биогельминтами - 8,1 %. К геогельминтам относились: Т. mistax (8,6 %), Т. leonina (1,9%) и U. stenocephala (0,5 %). Группу биогельминтов составили: D. caninum (6,4 %), Н. taeniaformis (0,7 %), О. felineus (0,5 %), М. lineatus и Taenia sp. (по 0,2 %).

Рис. 1. Карта-схема контаминации образцов почвы яйцами паразитов в различных административных округах на территории города Воронежа (в %):

1. Железнодорожный район (п = 9);

2. Центральный район (п = 28);

3. Коминтерновский район (п = 27);

4. Ленинский район (п = 23);

5. Советский район (п= 21);

6. Левобережный район (п = 13)

Taenia sp. M. I meatus O.felineus

03

и U.stenocephala H. taeniaeformis

я

c T. leonina

3

я Cystoísospora sp. И

Т. gondii D.caninum Т. mislax

О 5 10 15 20 25 ЗОэи, %35

Рис. 2. Ивазированность Felis catus кишечными паразитами (ЭИ, %)

4.2.1. Половозрастная зависимость инвазированности кошек.

В ходе исследования прослеживалась возрастная динамика зараженности Felis catus паразитами желудочно-кишечного тракта.

Полученные результаты показали, что кошки в возрасте до года были поражены кокцидиями и нематодами, экстенсивность инвазии (ЭИ) составила 51,4 ± 8,4 %, а у кошек старше одного года обнаруживали не только кокцидий, нематод и цестод, но и трематод. С возрастом наблюдалось снижение зараженности. Так, инвазированность кошек в возрасте 1-3 года составляла 32,2 ± 2,8 %; в возрасте от 4 до 6 лет - ЭИ = 22,5 ± 1,2 %; кошки старше 7 лет были заражены в среднем на 9,8 ± 2,5 %. Наши данные согласуются с работами других авторов (Власенко, 2007; Фадеева, 2007; Зонина, 2009).

Динамика экстенсивности инвазии паразитами разных таксономических групп не однозначна. Максимальная инвазия простейшими и гельминтами была отмечена в группе животных в возрасте до 12 месяцев и составила 21,4 % и 30,0 %, соответственно (от числа исследованных животных в данной возрастной группе). В количественном отношении это было особенно характерно при токсоплазмозе. В более старших возрастных группах кошек (1-3 года и 4-6 лет) число проб с ооцистами токсоплазм оказалось меньше и составило 8,5 % и 4,2 %, соответственно. Дипилидии обнаружены у 10,2 % кошек в возрасте 1-3 года и 6,7 % в возрасте от 4 до 6 лет. Экстенсивность инвазии Н. taeniaformis составила 2,6 %, а М. lineatus и Taenia spp. - 0,8 % и трематода O.felineus (1,7 %) - в наибольшей степени выявлены у кошек в возрасте старше четырех лет.

Незначительная разница в зараженности была выявлена в отношении самцов и самок: 25,8 ± 3,3 % и 27,5 ± 4,7 %, что подтверждается данными других авторов (Зубарева, 2001; Борцова, 2007; Зонина, 2009).

О0,9 □ 0,9 О 1,8 ЕЭ 1,8 EU 2,7 ■rrr-raaa 7,1

шгай-———-^» 9,8

ШК,:'1:".......1...............ДШ— 18,6

Т-1-1-1-1-г

Таким образом, в возрастной динамике кошек имеет место снижение экстенсивности кокцидиозной и нематодозной инвазии и возрастание ее, инициированной цестодозами и трематодозами.

4.2.2. Сезонная динамика зараженности кошек кишечными паразитами.

Наименьший показатель инвазированности Felis catus в г. Воронеже зарегистрирован в весенний период; экстенсивность инвазии при этом была 12,9 %. Наибольшая инвазия была выявлена в осенний и зимний периоды (31,7 и 30,5 %, соответственно). Зараженность кошек в г. Воронеже протозойными инвазиями отмечалась круглый год, но в осенний период в пробах фекалий ооцисты кокцидий обнаруживались чаще, чем в другие сезоны. С весны до осени наблюдалось постепенное нарастание экстенсивности инвазии с 3,5 до 10,6 %. По-видимому, это явление связано с увеличением контакта кошек с внешней средой и бездомными животными, которые могут являться источниками инвазии, что ведет к резкому повышению инвазированности домашних животных паразитами.

Таким образом, паразитфауна Felis catus в г. Воронеже представлена достаточно разнообразными видами эндопаразитов. Среди них следует выделить токсоплазм, которые могут рассматриваться в качестве биологической угрозы для благополучия населения. Инвазия животных токсоплазмами характеризуется достаточной устойчивостью в разные сезоны года.

4.3. Видовое разнообразие паразитофауны Cattis familiaris по результатам копрологических исследований.

Эколого-паразитические исследования Canis familiaris показали, что в условиях города Воронежа паразитофауна желудочно-кишечного тракта собак представлена одним видом простейших паразитов и шестью видами гельминтов с общей экстенсивностью инвазии (ЭИ) 26,2 ± 7,9 %. Из простейших были обнаружены кокцидии - Cystoisospora canis (Nemeseri, 1959). Из гельминтов четыре вида относились к классу Nematoda: Т. canis, U. stenocephala, Т. leonina, Т. vulpis; два - к классу Cestoda: D. caninum и Т. hydatigera.

Анализ материала позволил нам выявить, что по встречаемости доминировала Т. canis (31,2 ± 7,6 %). Реже отмечались U. stenocephala (18,2 ± 6,4 %), D. caninum и Т. leonina (по 17,5 ± 6,1 %). К редким видам мы отнесли Т. vulpis (6,5 ±1,1 %), Cystoisospora canis (5,8 ± 0,9 %) и Т. hydatigena (3,4 ± 0,3 %) (рис. 3).

Основу паразитофауны собак составляли гельминты (94 %).

В основном они были заражены геогельминтами (ЭИ 19,25 %), а именно Т. canis (8,2 %), U. stenocephala (4,8 %), Т. leonina (4,6 %) и Т. vulpis (1,7 %). На долю биогельминтов, соответственно, приходилось 5,5 % (О. caninum - 4,6 % и Т. hydatigena - 0,9 %).

Т. hydatigena Cystoisospora canis

o

я Т. vu/pis

Т. leonina

1 3,3

.... ....."1 5,8

o.

ч D. caninum

x «

U. stenocephala T. canis

13 6,5

5 17,5

^ 17,5

¡§h 18,2

10 15 20

25 30ЭИ)%35

Рис. 3. Экстенсивность инвазии Canis familiaris (ЭИ, %)

4.3.1. Половозрастные особенности инвазированности собак.

Максимальная инвазированность (54,3 ± 2,5 %) наблюдалась у животных младшей группы (в возрасте до 1 года). Средняя возрастная группа (1-4 года) была заражена паразитами в 26,4 ± 2,6 % случаев; наименьшая экстенсивность инвазии отмечалась у собак старшей группы (от 5 лет) -17,1 ± 1,4%. Таким образом, в ходе исследования нами выявлено снижение зараженности эндопаразитами с увеличением возраста собак (р < 0,05), что согласуется с работами других авторов (Бордова, 2007; Зонина, 2009).

Различие инвазированности животных разного пола недостоверно: ЭИ самцов 26,5 ±1,1 %, самок 25,6 ± 1,4 %.

Пораженность Canis familiaris разных возрастных групп отдельными видами паразитов варьирует. Выявлено, что экстенсивность цистоизоспорозной и токсокарозной инвазии понижалась с возрастом (р < 0,05). Так, экстенсивность инвазии Cystoisospora canis с 11,4 ± 1,2 % (до 12-ти мес.) уменьшается до 2,3 ± 0,2 % (старше 5 лет). Для дипилидиоза, трихоцефалеза характерна максимальная зараженность животных средней возрастной группы, а для тениидоза, токсаскаридоза и унцинариоза -старшей группы. Так, например, Т. leonina регистрируется в возрасте до 12-ти месяцев всего у 6,8 ± 0,7 % животных, а от пяти лет и старше - у 30,2 ± 1,8%.

Таким образом, полученные нами данные свидетельствуют о снижении экстенсивности кокцидиозной и нематодозной инвазии и увеличении зараженности собак цестодозами с возрастом.

4.3.2. Сезонная динамика инвазии кишечными паразитами у собак.

Исследования зараженности собак по сезонам года показали, что они инвазированы круглый год. Наименьший показатель инвазированности Canis familiaris в г.Воронеже зарегистрирован в летний период (17,9%). Максимальную зараженность мы обнаружили в зимний и весенний периоды (29,7 и 29,1 %, соответственно), когда доминировала заболеваемость

дипилидиозом и тоьссокарозом, а летом и осенью - цистоизоспорозом и токсокарозом. Мы объясняем эту закономерность разной степенью взаимодействия собак как возможных хозяев с потенциальными источниками и факторами заражения в разные сезоны года.

4.4. Микстинвазии у домашних плотоядных городской популяции.

Во всех случаях наблюдений в популяции обследованных собак и кошек чаще обнаруживались моноинвазии, чем смешанные инвазии. Так, моноинвазии в общей структуре заболеваемости мелких домашних животных доминируют и составляют 91,2 % случаев у Felis catus, в то время как микстинвазии - 8,8 %.

Протозоозы кошек, вызываемые представителями класса Coccidia, в подавляющем большинстве случаев встречались в виде моноинвазии (81,3%), и только в 18,7 % случаев были зарегистрированы в составе смешанной инвазии. Гельминтозы Felis catus, вызываемые паразитами из класса Trematoda, встречались в равном количестве случаев в виде моноинвазий и микстинвазий (по 50,0 %). Паразиты из класса Cestada чаще вызывали моноинвазию (87,5 %), чем смешанную (12,5 %) (рис. 4). Количество вариантов диинвазий равнялось шести, а триинвазия отмечена в единственном случае.

Ncmatoda Cestoda Trcmatoda Coccidia

0% 20% 40% 60% 80% 100% 0% 20% 40% 60% 80% 100%

Sí Моноинвазия В Млкстанвазия ^ Моноинвазия В Микстанвазия

Felis catus Canis familiaris

Рис. 4. Участие паразитов разных классов в микстинвазиях Felis catus и Canis familiaris (%)

Микстинвазии собак чаще формировали кокцидии и нематоды, а также нематоды и цестоды. Анализ паразитов, обитающих в желудочно-кишечном тракте Canis familiaris, показал, что чаще всего формируется моноинвазия (92,2 %), тогда как микстинвазии составляют 7,8 % случаев.

Кокцидиозы, вызываемые Cystoisospora canis, в виде микстинвазии встречались ненамного чаще (55,6 %), чем как моноинвазия (44,4 %) (рис. 3). Гельминтозы собак, вызываемые паразитами из класса Cestoda и Nematoda, чаще образовывали моноинвазии (93,8 и 84,9 %, соответственно). Отмечено пять диивазий и две триинвазии.

4.5. Сероэпизоотологический мониторинг токсоплазмоза Felis catus. 4.5.1. Исследование сывороток крови кошек на токсоплазмоз методом реакции связывания комплиментов.

Из 80 проб, полученных от клинически здоровых животных, в РСК две пробы крови от взрослых кошек были положительными, что составило 2,5 %.

При проведении лабораторных исследований сывороток крови кошек в Казани (Равилов, 2008) в РСК положительными были 7,7 % проб.

Учитывая успешное использование иммуноферментного анализа для ретроспективной серологической диагностики токсоплазмоза у домашних животных (Воробьева, 2008), мы провели лабораторные исследования этих же сывороток крови кошек с помощью ИФА и сравнили полученные результаты с данными испытаний тех же проб методом РСК.

Из проверенных методом иммуноферментного анализа 80 животных в 2009 году 54 кошки (67,5 %) имели антитела к Toxoplasma gondii. Результаты нашего исследования показали, что 63,5 % домашних кошек (из них 71,7 % взрослых и 41,2 % котят) и 82,4 % бездомных кошек (из них 84,6 % взрослых и 75,0 % котят) имели антитела к токсоплазме.

Сравнительное изучение эффективности использования РСК и ИФА для ретроспективной диагностики токсоплазмоза у кошек показало, что совпадение результатов двух тестов отмечается в 100 % случаев, т.е. все реагировавшие в РСК сыворотки давали положительный результат и при использовании иммуноферментного анализа. Полученные данные показывают гораздо большую чувствительность ИФА по сравнению с РСК при выявлении антител у мелких домашних животных, т.к. в первом случае сыворотки реагировали в титре 1:100, а в РСК- 1:5. Таким образом, диагностику токсоплазмоза следует проводить в комплексе различных методов исследования, и поэтому целесообразней отдавать предпочтение легко доступным, высоко чувствительным, специфичным и недорогим диагностическим тестам.

4.5.2. Результаты выявления антител к Toxoplasma gondii у кошек в г. Воронеже методом иммуноферментного анализа.

Всего за 2009-2010 гг. методом ИФА было проанализировано 165 проб крови кошек на присутствие антител к Т. gondii, и это позволило обнаружить наличие антител к возбудителю токсоплазмоза в 67,9 %. Положительно реагировали в ИФА сыворотки практически всех кошек, имеющих доступ на улицу и возможность охотиться (77,8 % безнадзорных и 73,2 % полунадзорных). Среди кошек полностью домашнего содержания положительную реакцию мы выявили в 55,4 % проб. Более высокая распространенность токсоплазмоза у бродячих животных объясняется их трофическими связями с промежуточными хозяевами паразита (грызуны, птицы), а также с почвой и травой, где могут быть ооцисты.

Анализ количества серопозитивных реакций среди разных возрастных групп кошек показал, что токсоплазмоз чаще встречается в группе животных старше 7 лет (82,9 %), в то время, как в группах взрослых кошек (1-6 лет) и котят до 1 года - положительных проб было 68,9 % и 52,5 %, соответственно.

Таким образом, уровень зараженности кошек токсоплазмозом увеличивается с возрастом. Этот факт может быть объяснен возрастающим риском встречи взрослых животных с инвазионными стадиями паразита в окружающей среде, поэтому наиболее вероятным является пероральное заражение кошек Т. gondii при поедании промежуточных хозяев паразита.

Наши результаты выявили незначительные различия между самками (67,4 %) и самцами (68,7 %) по степени серопозитивности.

Представленный материал свидетельствует о высокой вероятности передачи инвазии от животных к человеку. Загрязненная среда и контакты человека с кошками (например, при кормлении безнадзорных и полунадзорных животных, при уборке кошачьего туалета), являются одними из факторов заражения токсоплазмой. Следует отметить, что в урбосистемах современных городов имеются условия для существования достаточно разнообразного по видовому составу круга промежуточных хозяев токсоплазмы. Прежде всего, это грызуны (Гапонов, Транквилевский, 2009) и воробьиные птицы. Эти животные оказываются главным источником пищи для безнадзорных и частично для полунадзорных (выходящих на улицу) кошек. Таким образом, создаются необходимые и достаточные условия для циркуляции токсоплазмоза в населенных пунктах, включая г. Воронеж.

4.6. Серологическое исследование некоторых промежуточных

хозяев токсоплазмы.

Серологическое исследование сывороток крови возможных промежуточных хозяев паразита (синантропных видов грызунов и воробьев) на присутствие антител с помощью иммуноферментного анализа, позволило установить, что в 42,1 % случаев результат был положительным.

Средний показатель встречаемости антител к токсоплазме у Mus musculus, отловленных в жилых секторах Воронежа, составил 46 %. Наименьший индекс встречаемости паразита (17,1 %) был выявлен у мышей, населяющих подвалы многоэтажных домов, наибольший (54,2 %) - у зверьков из микропопуляции, населяющей постройки в частном секторе города. Самцы и самки экспериментальных животных оказались практически одинаково подвержеными заражению токсоплазмозом (46,4 и 45,5 %, соответственно).

Изученные нами особи крыс (Rattus norvegicus) были заражены токсоплазмозом в 40 % случаев. Наибольший индекс встречаемости токсоплазм (53 %) отмечен у крыс, отловленных в жилом секторе многоэтажных домов, наименьший (27 %) у зверьков, добытых в частном секторе. Результаты исследования крыс, также как и мышей, выявили незначительные различия между самками (39,1 %) и самцами (40,7 %) по степени серопозитивности. В антропургическом очаге токсоплазмоза домовая мышь и серая крыса выступают как дополнительные и второстепенные носители возбудителя. Полученные нами результаты совпадают с данными авторов, которые сообщают о 23,3-41,7 % положительных проб от грызунов в отношении токсоплазмы (Dubey, Frenkel, 1998; Franti et al., 1976; Tizard et al., 1978; Jeon, Yong, 2000).

Исследование сыворотки крови Passer domesticus дали положительный результат в 35,6 % случаев (35,7 % самцов и 35,3 % самок, т.е. инвазированность птиц разного пола различалась недостоверно).

Грызуны как самые многочисленные теплокровные животные, обитающие в разнообразных условиях, длительно сохраняют в своем

организме возбудителей многих болезней, особенно в природных очагах. Факты обнаружения антител к Т. gondii у промежуточных хозяев токсоплазмы свидетельствуют о циркуляции возбудителя этой природноочаговой инвазии в условиях города. Серологические исследования показывают, что они являются и одним из резервуаров токсоплазмы в условиях города Воронежа. Тесная связь домашних или бродячих кошек с грызунами можно рассматривать как основной фактор, обеспечивающий устойчивость и рост распространенности токсоплазмоза в урбосистемах. Полученные материалы открывают возможность углубленного изучения синэкологических отношений между синантропными и дикими грызунами, их паразитами, домашней кошкой и человеком, на территории города.

4.7. Анализ статистической информации по токсоплазмозу населения. Результаты многолетних исследований, выполненных на базе областного центра лабораторной диагностики токсоплазмоза при областной клинической больнице № 1 г. Воронежа, свидетельствуют, что в 1979-1998 гг. для иммунодиагностики в лаборатории использовали реакцию связывания комплимента (РСК), а с 2002 основным методом служил иммуноферментный анализ (ИФА). Методы отличаются чувствительностью, что затрудняет прямое сравнение результатов, но позволяет выявить общие тенденции в развитии эпидемиологического процесса по токсоплазмозу.

За 1979-1998 годы методом РСК диагностировано 73087 случаев токсоплазмоза среди населения Воронежской области, что составляет 22,9 ± 2,1 % от общего числа проверенных граждан области в указанный период.

Для выяснения современных особенностей течения эпидемического процесса, проанализированы данные о заболеваемости по г. Воронежу и Воронежской области за 6 лет (с 2002 по 2007 гг.). Общее число обследованных лиц за этот период составило 116014 человек, из них 51516 (40,3 ±3,5 %) - положительные в отношении токсоплазмоза. Приведенные показатели близки к таковым Д.Б. Гончарова (2006), который сообщал, что в Ненецком автономном округе специфические антитела выявлены у 36,3 % людей, а в Камчатской области - только у 13 % населения.

Положительные результаты ИФА получены у 45,6 % женщин и у 29,7 % мужчин, как и по данным других авторов (Васильев, 1995; Гончаров, 2006), женщины заражаются чаще, чем мужчины. Вероятно, это связано с большим участием женщин в приготовлении пищи (дегустацией мясного фарша и т.п.).

Было обнаружено плавное нарастание зараженности токсоплазмозом с возрастом. Дети до 10 лет оказались инвазированными в 12,3 % случаев, лица 11-20 лет - в 18,5 %, 21-30 лет - в 27,3 %, от 30 лет - в 41,9 %. Возрастание случаев токсоплазмоза с возрастом пациентов отмечали многие авторы (Васильев, 2001; Ахмедова и др., 2004; Калитин, 2007).

Как и у животных, сезонность заболевания людей токсоплазмозом не свойственна.

Биологическое загрязнение среды паразитарными началами усиливается с увеличением антропогенного воздействия на экосистемы. При

мощной антропопрессии в условиях мегаполиса дестабилизирующему влиянию среды подвергаются не только сами паразиты на всех уровнях их организации, но и все партнеры по паразитарным цепям, т.е. многие разноименные свободноживущие организмы, играющие роль хозяев паразитов (Ройтман, Беэр, 2008).

4.8. Эпидемиологическое значение домашних плотоядных животных в г. Воронеже. Анализ паразитофауны домашних кошек и собак г. Воронежа показал, что на территории города циркулируют возбудители заболеваний, представляющие опасность для человека (токсокароз, дипилидиоз, унцинариоз, описторхоз и токсоплазмоз). Важно, что названные паразитарные заболевания преобладают над другими, обнаруженными нами у кошек и собак. Домашние животные играют главную роль в распространении инвазий, являясь источником заражения людей и контаминации окружающей среды (Нафеев и др., 2003).

Как выявлено, доля инвазированности домашних животных г. Воронежа значительна, отмечены следующие показатели зараженности Canis familiaris и Felis catus, соответственно: токсокарозом - 31,2 % и 32,1 %, дипилидиозом - 17,5 % и 24,1 %, унцинариозом - 18,2% и 1,8 %. Инвазированность Felis catus токсоплазмозом достигает 19,6% и описторхозом - 1,8 % (рис. 5).

В сравнении с кошками, популяция собак более заражена гельминтами (71,4 и 94,2 %, соответственно), чем простейшими (28,6 и 5,8 %, соответственно). Вместе с тем наблюдаются одинаковые закономерности в распространении паразитозов в разных возрастных группах. Замечено, что экстенсивность инвазии по общему числу зараженных животных уменьшается с возрастом: наиболее инвазированной является группа животных в возрасте до года, наименее - старшая группа (от 5 лет).

Заметим, что инвазированность животных по полу различалась недостоверно как у Canis familiaris, так и у Felis catus.

Таким образом, среди домашних плотоядных животных на территории г. Воронежа зарегистрировано пять зоонозов, опасных для людей, в результате чего создается постоянная вероятность заражения этими паразитами населения города. Вовлечение человека как хозяина возбудителей ряда паразитозов усиливается вследствие трансформации окружающей среды под воздействием разнообразных факторов антропопрессии.

Анализируя полученные результаты исследований, можно сказать, что в городе сложились определенные биоценотические структуры - сообщества паразитов и их хозяев (домашних плотоядных животных). Характер этих сообществ зависит не только от видовой принадлежности паразитов и их хозяев, но и от возраста и пола последних, сезона года и экологических условий, где эти сообщества сформировались.

ЭИ, % 40 32,1

30

20 -

10 -

0

31,2

- Штт 24,1

I I "

■ Felis catus и Canis famiUaris

19,6

Г

Рис. 5. Распространение паразитозов, опасных для населения г. Воронежа, среди домашних плотоядных животных (ЭИ, %)

ВЫВОДЫ

1. В пробах почвы и песка из разных точек города были обнаружены яйца Toxocara sp., A. lumbricoides, T. vu/pis, G. intestinalis, E. vermicularis, ооцисты T. gondii не были выявлены. Наиболее биологически загрязненным является Левобережный район г. Воронежа. Присутствие яиц гельминтов в почве свидетельствует не только о возможности заражения ими человека и животных, но и является индикатором биологического загрязнения, а, значит, указывает на биологическую опасность почвы в отношении не только домашних животных, но и человека.

2. У домашних плотоядных г. Воронежа зарегистрированы 3 вида одноклеточных паразитов, относящихся к классу Coccidia, а также 10 видов гельминтов, относящихся к 3 классам. Общая зараженность животных максимальная в летне-осенний период, минимальная - в зимний.

3. Видовое разнообразие паразитофауны желудочно-кишечного тракта Felis catus на территории г. Воронежа представлено двумя видами простейших - Toxoplasma gondii и Cystoisospora sp.; а также 8 видами гельминтов: Toxocara mis tax, Toxascaris leonina, Uncinaria stenocephala; Dipylidium caninum, Hydatigera taeniaeformis, Mesocestoides lineatus, Taenia sp.; Opisthorchis felineus и характеризуется средней экстенсивностью инвазии на уровне 26,7 ± 8,1 %.

4. Исследования показали, что в условиях города Воронежа Canis famiUaris заражены одним видом простейших паразитов и шестью видами гельминтов с общей экстенсивностью инвазии 26,2 ± 7,9 %. Простейшие представлены кокцидией - Cystoisospora canis. Гельминтозв собак вызваны: Toxocara canis, Uncinaria stenocephala, Toxascaris leonina, Trichwis vulpis; Dipylidium caninum и Taenia hydatigena.

5. Микстинвазии желудочно-кишечного тракта у обследованных животных представлены ди- и триинвазиями, в образовании которых принимают участие все обнаруженные нами виды паразитов, но в разном сочетании.

6. Серологический скрининг показал высокую серопозитивность популяции кошек г. Воронежа в отношении токсоплазменной инвазии. При исследовании кошек, не имеющих клинических признаков, характерных для токсоплазмоза, специфические антитела при использовании ИФА были отмечены у 67,9 % (хроническое течение болезни без выделения паразита с фекалиями). При исследовании этих же кошек методом РСК специфические антитела обнаружены у 2,5 % животных, что говорит о высокой специфичности ИФА.

7. При исследовании на токсоплазмоз промежуточных хозяев, которые могут стать добычей кошек (мыши, воробьиные птицы), специфические антитела отмечены у 42,1 %.

8. Таким образом, на территории г. Воронежа выявлены паразитозы, связанные с безнадзорными кошками и собаками, представляющие опасность для человека (токсоплазмоз и токсокароз, дипилидиоз, унцинариоз и описторхоз).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ

1. Волгина (Меняйлова) И.С. Серологическое исследование кошек на токсоплазмоз в г. Воронеже / И.С. Волгина, С.П. Гапонов // Биологические науки Казахстана : науч.журн. Павлодарского ГПИ. - Павлодар, 2009. - № 34. - С. 93-100. - ISSN 1684-940Х

2. Волгина (Меняйлова) И.С. Токсокароз домашних кошек и собак г. Воронежа / И.С. Волгина // Актуальные вопросы медицинской биологии и паразитологии : юбилейная науч.-практ. конф., посвящ. 200-лет. каф. биологии им. акад. E.H. Павловского, 26-27 марта 2009 г. - СПб, 2009. - С. 30-31.

3. Волгина (Меняйлова) И.С. Эндопаразитофауна домашних кошек и собак на территории г. Воронежа / И.С. Волгина // Паразитологические исследования в Сибири и на Дальнем Востоке : материалы 3-й межрегион, науч. конф., посвящ. 80-лет. проф. К.П.Федорова, 15-20 сент. 2009 г., Новосибирск. - Новосибирск, 2009. - С. 54-55.

4. Волгина (Меняйлова) И.С. Токсоплазмоз домашних кошек г. Воронежа / И.С. Волгина, В.П. Щербаков // Состояние и проблемы среднерусской лесостепи : тр. биол. учеб.-науч. центра "Веневитиново". - Воронеж, 2009. -Вып. 23.-С. 11-15.

5. Волгина (Меняйлова) И.С. Результаты выявления антител к Toxoplasma gondii у кошек в г. Воронеже / И.С. Волгина // Зоологические исследования в регионах России и на сопредельных территориях : материалы Междунар. науч. конф. - Саранск, 2010. - С. 122-124.

6. Волгина (Меняйлова) И.С. Паразитозы домашних плотоядных в условиях г. Воронежа / И.С. Волгина, С.П. Гапонов // Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями : материалы докл. науч. конф. - М., 2010. - С. 93-94.

7. Волгина (Меняйлова) И.С. Проблемы токсоплазмоза в Воронеже / И.С. Волгина // Вестник Мордовского университета. Серия : Биологические науки : научно-публицистический журнал. - Саранск, 2009. - № 1. - С. 79-80.

8. Волгина (Меняйлова) И.С. Паразитарные болезни собак и кошек в г. Воронеже / И.С. Волгина, О.Ю. Быкова // Молодость, талант, знания агропромышленному комплексу России : материалы 14-ой Междунар. науч,-практ. конф. модых ученых и специалистов. - Троицк, 2009. - С. 27-29.

9. Меняйлова И.С. Современная ситуация по токсоплазмозу среди жителей г. Воронежа и Воронежской области / И.С. Меняйлова, Г.В. Добросоцких, Н.В. Давыдова // Актуальные проблемы современной науки и образования : материалы Всерос. с междунар. участием науч.-практ. конф. -Уфа, 2010. - Т. 2. Биологические науки. - С. 243-247.

10. Меняйлова И.С. Применение иммуноферментного анализа в диагностике токсоплазмоза / И.С. Меняйлова // Современные проблемы зоологии позвоночных и паразитологии : материалы 2-й Междунар. науч. конф., г. Воронеж, 11-13 марта 2010 г. - Воронеж, 2010. - С. 186-193.

11. Меняйлова И.С. Иммунологический скрининг инвазированности кошек г. Воронежа токсоплазмами / И.С. Меняйлова // Первые Международные Беккеровские чтения : сб. науч. тр. по материалам конф., 27-29 мая 2010 г., г. Волгоград. - Волгоград, 2010. - Ч. 1. - С. 450-451.

12. Меняйлова И.С. Исследование почвы г. Воронежа на загрязнение яйцами гельминтов и цистами простейших / И.С. Меняйлова // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук : журн. науч. публ. - М., 2010. -№11.-С. 18-19. —ISSN 2073-0071.

13. Меняйлова И.С. Toxoplasmosis in Russian Pet Cats / И.С. Меняйлова, С.П. Гапонов // Современные достижения науки: материалы 1-й дистанционной науч. конф. с междунар. участием, 1-3 дек. 2010 г. - Баку, 2011.-С. 69-72.

14. Меняйлова И.С. К изучению кишечных инвазий плотоядных в г. Воронеже / И.С. Меняйлова, С.П. Гапонов // Биологические науки Казахстана. - Павлодар, 2011. - № 2. - С. 46-50.

15. Меняйлова И.С. Результаты изучения структуры сообщества паразитов плотоядных в г. Воронеже / И.С. Меняйлова, С.П. Гапонов // Экология урб. тер-рий. - Москва, 2011. - № 3. - С. 35-39.

16. Меняйлова И.С. Значение кошек в циркуляции антропозоонозов на территории г. Воронежа (на примере токсоплазмоза) / И.С. Меняйлова, С.П. Гапонов // Вестник ВГУ : Научный журнал. Серия : Химия. Биология. Фармация. - Воронеж : Воронеж, гос. ун-т, 2011. - № 2. - С. 134-137.

17. Меняйлова И.С. Токсоплазмоз и некоторые другие протозоозы в Воронежской области / И.С. Меняйлова, С.П. Гапонов // Вестник ТвГУ. Серия : Биология и экология. - Тверь: ТвГУ, 2011. - Вып. 24, № 32. - С. 18-29.

Статьи № 15-17 опубликованы в печатных изданиях, состоящих в списке журналов, рекомендованных ВАК РФ.

Подписано в печать 24.01.12. Формат 60x84 '/i6. Усл. псч. л. 1,2. Тираж 100 экз. Заказ 60.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии Издательско-полиграфичсского центра Воронежского государственного университета. 394000, Воронеж, ул. Пушкинская, 3

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Меняйлова, Ирина Сергеевна, Воронеж

61 12-3/507

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования «Воронежский государственный университет»

Меняйлова Ирина Сергеевна

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БИОЛОГИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ СРЕДЫ УРБОСИСТЕМЫ (НА ПРИМЕРЕ

Г. ВОРОНЕЖА)

Специальность: 03.02.08-экология

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук

(ФГБОУ ВПО «ВГУ»)

На правах рукописи

Научный руководитель

д.б.н., проф. Талонов С.П.

Воронеж - 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................4

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ...........................................................................................9

1.1. Город как среда обитания животных 9

1.2. Домашние плотоядные животные в условиях городской среды 14

1.3. Участие кошек и собак в распространении инвазионных заболеваний в антропургических очагах 20

1.3.1. Паразиты пищеварительной системы домашних плотоядных...................21

1.3.2. Основные протозойные инвазии кошек и собак..........................................27

1.4. Краткая историческая справка о токсоплазмозе 29

1.5. Распространение токсоплазмоза, пути передачи, устойчивость возбудителя к факторам внешней среды 33

1.6. Современные методы диагностики токсоплазмоза 40

1.7. Окружающая среда и передача возбудителей паразитарных заболеваний

46

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ..................................................53

2.1. Исследование почвы 54

2.2. Копрологические исследования 55

2.3. Серологические исследования 56

2.3.1. Иммуноферментный анализ (ИФА)..............................................................56

2.3.2. Реакция связывания комплемента (РСК)......................................................57

3. Краткая экологическая характеристика района исследований 59

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.............................66

4.1. Обсемененность почвы г. Воронежа яйцами гельминтов и ооцистами простейших 66

4.2. Видовое разнообразие паразитофауны Felis catus по данным копрологических исследований 71

4.2.1. Половозрастные особенности инвазированности кошек 74

4.2.2. Сезонная динамика зараженности кошек кишечными паразитами 76

4.3. Видовое разнообразие паразитофауны Сатн /атШап$ по результатам

копрологических исследований...............................................................................79

4.3.1. Половозрастные особенности инвазированности собак.............................81

4.3.2. Сезонная динамика инвазии кишечными паразитами у собак...................83

4.4. Микстинвазии у домашних плотоядных городской популяции 85

4.5. Сероэпизоотологический мониторинг токсоплазмоза Felis catus 90

4.5.1. Исследования сывороток крови кошек на токсоплазмоз методом реакции связывания комплиментов........................................................................................90

4.5.2. Результаты выявления антител к Toxoplasma gondii у кошек в г. Воронеже методом иммуноферментного анализа...................................................................92

4.6. Серологическое исследование некоторых промежуточных хозяев токсоплазмы 96

4.7. Анализ статистической информации по токсоплазмозу населения 100

4.8. Эпидемиологическое значение домашних плотоядных животных в

г.Воронеже 104

ВЫВОДЫ.................................................................................................................110

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.................................................................112

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.....................................................113

ПРИЛОЖЕНИЕ.......................................................................................................138

ВВЕДЕНИЕ

Диссертационная работа посвящена исследованию видового разнообразия и структуры эндопразитоценозов некоторых синантропных и домашних животных в условиях города, а также роли собак и кошек в циркуляции возбудителей антропозоонозов на территории города Воронежа.

Актуальность темы.

Несмотря на повышение санитарно-гигиенического уровня населения развитых стран, паразитарные заболевания наносят значительный ущерб здоровью людей и их экономической деятельности. Окружающая среда в условиях городов интенсивно загрязнена цистами патогенных простейших и яйцами геогельминтов (мы называем это биологическим загрязнением), что может быть источником заражения населения (БуоЬоёоуа е! а1., 1998; Васильева и др., 2001; Гапонов, 2009). В урбонизированных экосистемах создаются предпосылки для вовлечения новых видов в число хозяев паразитов, не адаптированных к традиционным условиям их циркуляции. При этом патогенность, вирулентность, инвазионность паразитов становятся трудно прогнозируемыми, что усугубляет проблему биологического загрязнения окружающей среды (Беэр, 2002; Ройтман, Беэр, 2008). Паразитарное загрязнение среды выражается в увеличении параметров заражения людей и животных (Беэр, 2000), инвазировании ранее несвойственными для них видами гельминтов (Беэр, 1999; Борискина, 2004), в интенсивном обсеменении объектов окружающей среды пропагативными стадиями развития гельминтов и простейших (Романенко, 2006; Бок, 2001).

В условиях возрастания антропопрессии (сильного воздействия антропогенного фактора) урбосистемы претерпевают изменения, способствующие распространению протозойных и глистных инвазий. Важным источником биологического загрязнения окружающей среды являются полунадзорные и безнадзорные животные в городах, причем проблема контаминации урбанизированных территорий в последние годы обостряется (Покровский и др., 2003; Зонина, 2009). В условиях населенных

пунктов возбудители ряда паразитозов, выделяясь из хозяев во внешнюю среду, способны накапливаться и длительное время сохранять жизнеспособность. Впоследствии они могут передаваться человеку, особенно детям, через прямые контакты, загрязненные продукты питания растительного происхождения по пищевым цепям. Целый ряд кишечных гельминтов (Т. canis, U. stenocephala, D. caninum, D. latum, T. vulpis и др.), обитающих в организме домашних плотоядных, относятся к зооантропонозам и представляют опасность для человека и сельскохозяйственных животных (Корякин, 2004; Борцова, 2007). Возрастает потребность в эколого-фаунистических исследованиях паразитов плотоядных, оценке современного состояния фауны паразитов в условиях города и выявление круга их хозяев. Без этого невозможно разработать эффективную систему противопаразитарных мероприятий.

Среди протозоозов наибольшее значение в антропогенных условиях представляет токсоплазмоз - заболевание с фекально-оральным механизмом передачи возбудителя. Актуальность проблемы токсоплазмоза обусловлена практически повсеместным распространением возбудителя, высокой частотой инвазированности и способностью токсоплазм длительно персистировать в пораженных клетках, а также опасностью заражения людей от животных.

Цель нашей работы - выявление экологических аспектов биологического загрязнения среды, вызванного домашними животными (кошками и собаками) в условиях урбосистемы (на примере г. Воронежа).

Для чего были поставлены следующие задачи:

- установить степень биологического загрязнения городской среды паразитарным началом (яйцами гельминтов и цистами кишечных патогенных простейших);

- выявить инвазированность кошек и собак в г. Воронеже кишечными паразитами, а также определить их долю в микстинвазиях;

- исследовать дефинитивных и некоторых промежуточных хозяев токсоплазмы на наличие антител к возбудителю;

- выявить роль домашних животных в циркуляции возбудителей инвазий человека на территории г. Воронежа.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Состав сообществ паразитов домашних плотоядных определяется экологическими особенностями местообитания, возрастом и условиями содержания животных-хозяев.

2. Формирование микстинвазий в условиях урбосистемы г. Воронежа связано со становлением фауны эндопаразитов, принадлежащих разным таксономическим группам.

3. Кошки и собаки инициируют биологическое загрязнение г. Воронежа и обеспечивают циркуляцию инвазий, опасных для человека.

Научная новизна. Впервые комплексно исследована паразитофауна городских плотоядных животных {Felis catus и С anís familiaris) в г. Воронеже. Обнаружены простейшие класса Coccidia (Toxoplasma gondii (Nicolle, Manceaux, 1909) и Cystoisospora sp.), а также гельминты, относящиеся к 3 классам (Nematoda, Cestoda и Trematoda): Toxocara canis (Werner, 1782), Toxocara mistax (Zeder, 1905), Toxascaris leonina (Linstow, 1902), Trichuris vulpis (Froelich, 1789), Uncinaria stenocephala (Railiet, 1854), Dipylidium caninum (L., 1758), Hydatigera taeniaeformis (Batsch, 1786), Mesocestoides lineatus (Goeze, 1782), Taenia hydatigena (Pallas, 1786), Opisthorchis felineus (Rivolta, 1884). Выявлены moho- и микстинвазии у плотоядных животных, определены паразитарные сообщества простейших, нематод, цестод и трематод при микстинвазиях в городской среде. Впервые проведен серологический скрининг популяции дефинитивных и промежуточных хозяев в связи с токсоплазменной инвазией на территории г. Воронежа. Выявлена роль домашних плотоядных животных в паразитарном загрязнении окружающей среды и циркуляции паразитозов на территории г. Воронежа.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты, полученные в ходе проведенных исследований, вносят вклад в развитие экологической паразитологии и расширяют представление о паразитарных системах в условиях города. Материал работы дополняет сведения о фауне и экологии паразитов Felis catus (L., 1758) и Canis familiaris (L., 1758) на урбанизированной территории, характеризует структуру паразитофауны плотоядных г. Воронежа. Результаты исследований могут быть использованы для разработки профилактических мероприятий и ведения просветительской деятельности среди населения.

Основные положения и выводы диссертации используются в учебном процессе кафедры зоологии и паразитологии биолого-почвенного факультета Воронежского государственного университета в спецкурсах «Экология», «Эволюционная паразитология», «Теория природной очаговости болезней».

Апробация работы. Основные положения диссертации апробированы на научных сессиях Воронежского государственного университета (Воронеж, 2008-2011), научно-практической паразитологической конференции памяти профессора В.А. Ромашова «Современные проблемы общей и прикладной паразитологии» (Воронеж, 2009, 2010, 2011), 1-ых Международных научно-практических Беккеровских чтениях (Волгоград, 2010), 2-ой и 3-й Международных научных конференциях «Современные проблемы зоологии и паразитологии» (Воронеж, 2010, 2011), Международной конференции «Зоологические исследования в регионах России и на сопредельных территориях» (Саранск, 2009, 2010), конференции молодых учёных, аспирантов, студентов и специалистов «Молодость, талант, знания агропромышленному комплексу России» (Троицк, 2009), юбилейной научно-практической конференции «Актуальные вопросы медицинской биологии и паразитологии» (Санкт-Петербург, 2009), III межрегиональной научной конференции паразитологов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 2009), I дистанционной научной конференции с

международным участием "Современные достижения науки" (Азербайджан, Баку, 2010), конференции «Актуальные проблемы современной науки и образования» (Республика Башкортостан, Сибай, 2010).

Публикации материалов исследований. По материалам диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 3 - в изданиях из списка ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 137 страницах, включает 26 рисунков, 7 таблиц. Состоит из введения, обзора литературы по изучаемой проблеме, материалов и методов исследований, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов, библиографического списка из 221 наименований, в том числе 50 иностранных авторов, приложения.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Город как среда обитания животных

В настоящее время урбанизация превратилась в процесс мирового масштаба. Городская среда как антропоэкосистема превращается в преобладающий тип среды жизнедеятельности (Гусакова, 2009). Город - это особая социально-экономическая и природная среда обитания живых организмов, в том числе и человека, характеризующаяся плотной многоэтажной застройкой, обилием искусственных материалов в жилище и на улицах, изменением режима освещения, высоким уровнем шума, вибрации, электромагнитных и радиационного полей. Сильно изменены городские грунты, загрязнены поверхностные и подземные воды, воздух (Борискина, Тарасова, 2004).

Экологические проблемы крупных городов связаны с чрезмерной концентрацией населения, транспорта и промышленных предприятий на относительно небольших территориях с образованием антропогенных ландшафтов, далеких от состояния экологического равновесия. В настоящее время преобладает деструктивное воздействие человека на окружающую среду, приводящее к утрате богатств и качеств природной среды (Андреева, Кипреева, 2011). В результате антропорессии (сильного воздействия антропогенного фактора) происходит «экологическое смещение» популяций, сопровождающееся широким спектром разнообразных нарушений в структурах биоценозов, биоразнообразии, морфо-физиологических и генетических характеристиках организмов, скорости и направлении микроэволюционных процессов. Антропопрессия может иметь большее или меньшее влияние на те или иные экосистемы, но она присутствует всегда, в особенности, если учитывать такие ее факторы, как антропогенное загрязнение ландшафтов, воздуха, миграции населения, вынужденные изменения в миграции животных, интродукции видов

животных и растений, опустынивание территорий и т.д. (Ройтман, Беэр, 2008).

Экологической системой называют любое сообщество живых организмов и среду их обитания, объединенных в единое функциональное целое, возникающее на основе взаимозависимости и причинно-следственных связей, существующих между отдельными экологическими компонентами (Реймерс, 1990).

В. А. Хомич (2002) дает определение городской среде, как совокупности антропогенных объектов, компонентов природной среды, природно-антропогенных и природных объектов. Антропогенные объекты искусственной городской среды занимают основную часть территории города. К ним относятся жилые, общественные и промышленные здания, улицы, магистрали, площади, подземные переходы, стадионы, телебашни и другие сооружения.

Компонентами природной среды города являются атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почвы, грунты, солнечный свет, без которых жизнь человека и других организмов невозможна. К природно-антропогенным объектам относятся городские леса, парки, сады, озелененные территории жилых и промышленных районов, бульвары, скверы, защитные зоны, каналы, водохранилища и т.п. Природными объектами города являются памятники природы. Природно-антропогенные и природные объекты вместе с компонентами среды образуют среду города.

Стоит рассмотреть структурные особенности города как местообитания определенного типа. Экологическая среда городов, как правило, неоднородна и в общем случае состоит из набора разновидностей природного и антропогенного ландшафтов. Урбанистическая экосистема типологически резко отлична от природных и изолирована от них пространственно, что типично для городов европейского типа, характеризующихся большой плотностью населения, многоэтажной застройкой, обширными площадями асфальтированных покрытий,

интенсивным транспортным потоком, отделенных от естественных ценозов магистралями. Безусловно, городская среда в целом не является полностью антропогенной, так как развивается на месте природной экосистемы и включает в себя ее некоторые компоненты, как абиотические (от почв до климата), так и биотические (Куролап, 2006).

Естественные и городские экосистемы наряду с глубокими экологическими различиями имеют и некоторые общие черты, например наличие границ, самоподдержание за счет обмена веществ и притока энергии, стабилизация за счет круговорота энергии и тенденция перехода от экспансии к интенсивному росту (Клауснитцер, 1990).

Городская среда обитания является совершенно особой, эволюционно новой для жизни любых видов животных. В ней всегда существует избыток биологических ресурсов, достаточно пищи и укрытий. В городе значительно смягчаются климатические условия - температура на 2-4 градуса выше, чем в данной местности, ветры слабее.

Городская экосистема сильно обеднена видами по сравнению с большинством естественных экосистем, зато они обычно представлены «неестественно» большим числом особей на единицу площади (Владимиров, 1992). Синантропные виды, которые регулярно обитают на территории населенных пунктов или сооружениях человека (различных постройках, жилых зданиях, магазинах, местах хранения пищевых продуктов и т.п.), образуя там постоянные или периодически возникающие независимые или полузависимые популяции. Наличие множества синантропных видов (серая крыса, домовая мышь) при полном отсутствии экзоантропных (рыжая полевка и др.) свидетельствует о значительной степени трансформации ландшафта или даже полной ее деградации (Касимов, 2004). Синантропные животные развиваются вместе с человечеством и быстро приспосабливаются к постоянно меняющейся среде обитания (Сергиев, 2007). Их численность в немалой степени зависит от степени лояльности животн�