Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эколого-морфологические адаптации в системе "паразит-хозяин" при паразитировании иксодовых клещей на мелких млекопитающих

ВАК РФ 03.00.19, Паразитология

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Поляков, Александр Дмитриевич, Кемерово

51: 99-31332-3

Кемеровский сельскохозяйственный институт Новосибирского ордена Трудового Красного Знамени государственного аграрного университета

На правах рукописи ПОЛЯКОВ Александр Дмитриевич

ЭКОЛОГО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ АДАПТАЦИИ В

СИСТЕМЕ "ПАРАЗИТ-ХОЗЯИН" ПРИ ПАРАЗИТИРОВАНИИ ИКСОДОВЫХ КЛЕЩЕЙ НА МЕЛКИХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ.

Специальность 03.00.19 - паразитология, гельминтология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: кандидат биологических наук, доцент Ю.С. Калягин Научный консультант: доктор ветеринарных наук, Ф.А. Волков

Кемерово -

1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение..................................................................................................................4

Глава 1. Обзор литературы ...............................................................11

Глава 2. Материал и методика.........................................................................32

Глава 3. Динамика численности предимагинальных фаз таежного клеща в водоохранной зоне среднего течения реки Томи

(клещевой очаг переходного типа)................................................41

Глава 4. Реактивность покровных тканей мелких млекопитающих

при паразитировании личинок таежного клеща.........................51

4.1. Динамика формирования фиксаторного аппарата и его изменения в процессе паразитирования личинок таежного клеща на мелких млекопитающих...............................51

4.2. Динамика воспалительного процесса в покровных тканях мелких млекопитающих при паразитировании личинок таежного клеща..................................................................57

4.3. Механизм отпадения насосавшихся личинок таежного клеща после окончания паразитирования на мелких млекопитающих.................................................................................. 79

Глава 5. Реактивность покровных тканей мелких млекопитающих при

паразитировании нимф таежного клеща.............................................87

5.1. Динамика формирования фиксаторного аппарата в покровных тканях мелких млекопитающих при

паразитировании нимф таежного клеща......................................87

5.2 Динамика воспалительного процесса в покровных тканях мелких млекопитающих при паразитировании нимф таежного

клеща.....................................................................................................90

5.3. Механизм отпадения насосавшихся нимф таежного клеща после окончания паразитирования на покровах

мелких млекопитающих.................................................................109

Глава 6. Реактивность покровных тканей мелких млекопитающих при

паразитировании имаго таежного клеща...........................................117

Глава 7. Обсуждение результатов исследования................................................123

ВЫВОДЫ..............................................................................................................133

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................136

Введение

Актуальность темы. Развитие паразитологической науки, связанной с академиком E.H. Павловским и его школой, позволило в кратчайший срок выявить целый ряд природно-очаговых инфекций, в том числе и клещевой энцефалит человека, существование которого обусловлено иксодовыми клещами (E.H. Павловский, 1934, 1937, 1946, 1947 и др.). Дальнейшие исследования показали, что эта немногочисленная в систематическом отношении группа паукообразных имеет огромное медико-ветеринарное значение. Как указывает Ю.С. Балашов (1987), иксодовые клещи являются переносчиками более 100 различных заболеваний человека и сельскохозяйственных животных и этот список, по мере развития науки, растет. Буквально за последние годы в США была открыта болезнь Лайма, переносчиками которой являются иксодовые клещи рода Ixodes (Hechemy Karin Е., 1986). Было высказано предположение о широком распространении этого боррелиоза в СССР, переносчиком которого могут быть Ixodes persulcatus (P. Sch. 1930) и Ixodes ricinus (L. 1758) (Э.И. Коренберг, C.B. Щербаков, В.H. Крючеч-ников, 1987). Последующие исследования полностью подтвердили это предположение (Э.И. Коренберг, В.Н. Крючечников, Ю.В. Ковальский и др., 1987; О.С. Боротов, 1990; В.Н. Крючечников, Э.И. Коренберг, Ю.В. Ковальский и др., 1990).

Было доказано существование активных природных очагов болезни Лайма на обследованных территориях ряда областей (Курганской, Тюменской, Омской, Новосибирской) Западной Сибири (Л.П. Колчано-ва, Г.Д. Турбо, 1993; A.A. Матущенко, С.А. Рудакова, Э.И. Коренберг, 1993). Надо полагать, что список заболеваний, переносчиками которых являются иксодовые клещи, болезнью Лайма не исчерпан.

Однако, клещевой энцефалит был и остается одной из важнейших

проблем современной инфекционной патологии, основным переносчиком возбудителя которого выступает таежный клещ (1х. регзгйсаШэ).

Основными прокормителями личиночной и важными прокормите-лями нимф таежного клеща на большей части его ареала служит "клет-риономисно-сорексовый комплекс" (лесные полевки рода СЛеЙтопотуэ и бурозубки р. 8огех). Этот вывод подтверждается зоолого-паразитологическими исследованиями и имеет лишь незначительные вариации, обусловленные местными особенностями фауны и численностью зверьков (Э.И. Коренберг, 1977; Н.М. Окулова, 1986).

Таким образом, из вышеизложенного следует, что в любом случае временное паразитирование таежного клеща (переносчик) на покровах прокормителя сопряжено с передачей инфекционного начала (возбудителя болезни, если конечно клещ инфицирован), а также с воспалительным процессом в тканях прокормителя, течение и характер которого будут определять судьбу переносчика.

Эта многогранная проблема довольно широко освещена в литературе, но основана, в основном , на исследованиях лабораторных, сельскохозяйственных и домашних животных.

Подробности воспалительных реакций в покровах мелких диких млекопитающих при паразитировании различных стадий развития иксо-довых клещей (личинка, нимфа, имаго) до сих пор остаются предметом живого научного интереса. Однако, опасность для здоровья при длительном пребывании в клещевом очаге и трудности сбора свежего материала составляют определенный заслон при исследовании этой актуальной проблемы.

Цель работы: Изучить на клеточно-тканевом уровне эколого-морфологические адаптации в системе "паразит-хозяин" при паразитировании таежного клеща на мелких млекопитающих.

Задачи исследования. Для решения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Изучить видовой состав мелких млекопитающих-прокормителей личинок и нимф таежного клеща в конкретном очаге переходного типа Западной Сибири (район среднего течения реки Томи) и динамику численности предимагинальных фаз развития таежного клеща на них. Кроме этого, выявить фоновые виды млекопитающих, принимающие активное участие в прокормлении этих фаз развития таежного клеща в различных биотопах района исследования.

2. Изучить формирование фиксаторного аппарата в покровах мелких млекопитающих при паразитировании личинок, нимф и имаго (редкое исключение) таежного клеща.

3. Исследовать динамику воспалительного процесса в покровах мелких млекопитающих при паразитировании всех фаз развития таежного клеща.

4. Учитывая то обстоятельство, что материал для исследования собирался непосредственно в природных условиях без постановки предварительного лабораторного эксперимента, на основании морфологических изменений кутикулы и кишечника в процессе кровососания -выработать по микропрепаратам основные условные критерии, определяющие стадии кровососания личинок, нимф и имаго таежного клеща (1- голодные; 2- приступившие к кровососанию; 3- принявшие значительное количество крови; 4- полностью насосавшиеся).

5. Исследовать механизм отпадения насосавшихся личинок и нимф таежного клеща после окончания паразитирования на покровах мелких млекопитающих.

Научная новизна. Исследованиям подвергались переносчики и их

прокормители конкретного клещевого очага переходного типа в тече-

ние одного летне-осеннего сезона, что позволило установить динамику обилия и встречаемости личинок и нимф таежного клеща на мелких млекопитающих. Эти же зверьки использовались для исследования морфо-экологических адаптаций в системе "паразит-хозяин" на клеточ-но-тканевом уровне без постановки лабораторного эксперимента, что потребовало составления специальных таблиц для определения степени насыщения кровью и сроков паразитирования на покровах млекопитающих различных фаз развития таежного клеща по морфологическим изменениям эпикутикулы, гиподермы и кишечника.

Установлено, что в переходных типах клещевых очагов района среднего течения реки Томи (Крапивинский район Кемеровской области) в прокормлении личинок и нимф таежного клеща принимают участие практически все виды мелких млекопитающих, включающие 22 вида. Какой-либо видоспецифичности со стороны прокормителей по отношению к иксодовым клещам при этом не наблюдается, но основным типом прокормителей является "клетриономисно-сорексово-микротусный" тип.

Значительно расширены представления о механизме образования фиксаторного аппарата в покровах мелких диких млекопитающих при паразитировании личинок, нимф и самок таежного клеща. Установлено, что этот механизм сходен и характеризуется общей закономерностью.

Показана особенность динамики воспалительного процесса в кожных покровах мелких млекопитающих при одиночном и множественном паразитировании личинок и нимф таежного клеща, а также при их совместном паразитировании на одном зверьке.

Описан механизм отпадения (отторжения) насосавшихся личинок и нимф от покровов прокормителей.

Практическая значимость результатов исследований позволяет:

- использовать предложенные методы микроморфологических исследований для более точной и объективной оценки взаимоадаптационных механизмов в процессе паразитирования клещей на мелких млекопитающих;

- применять разработанные схемы морфологических изменений эпикутикулы, гиподермы и кишечника в качестве индикатора выявления стадий насыщения всех фаз развития иксодовых клещей;

- теоретические положения по динамике воспалительного процесса в тканях мелких млекопитающих при паразитировании иксодовых клещей на всех стадиях развития могут широко применяться в учебном процессе всех высших учебных заведений медицинского, биологического и ветеринарного профилей в курсе паразитологии, а также в практической и научно-исследовательской деятельности паразитологи-ческих и патоморфологических лабораторий.

- полученные результаты по распространению таежного клеща и его прокормителей в Кузбассе должны учитываться в центрах санэпиднад-зора при разработке медико-профилактических мероприятий.

Основные положения, выносимые на защиту:

- в условиях переходного типа клещевых очагов района среднего течения реки Томи в качестве прокормителей различных фаз развития таежного клеща принимают участие все виды мелких млекопитающих, но основным типом прокормителей является "клетриономисно-сорексово-микротусный" тип;

- механизм образования фиксаторного аппарата в покровах диких мелких млекопитающих при паразитировании личинок, нимф и самок таежного клеща - сходен и характеризуется общей закономерностью;

- реактивность покровных тканей мелких млекопитающих при паразитировании личинок, нимф и имаго таежного клеща носит своеобраз-

ный характер (задержка воспаления, его локальность, активизация к концу кровососания);

- механизм отпадения клещей от покровов прокормителей одинаков, носит пассивный характер и связан с процессами воспаления и регенерации.

Апробация работы. Результаты и основные положения диссертации доложены на 10-ой Всесоюзной орнитологической конференции (г. Витебск, 1991), 4-ой конференции орнитологов Сибири "Орнитологические проблемы Сибири" (г. Барнаул, 1991), 1-ом Всесоюзном совещании по биологии насекомоядных млекопитающих (г. Новосибирск, 1992), международной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей Среды - ПООС-95" (г. Томск, 1995), 1-ой межрегиональной научно-практической конференции "Проблемы сохранения биологического разнообразия Южной Сибири" (г. Кемерово, 1997), 3-ей международной конференции по суркам "Сурки Голарктики как фактор биоразнообразия" (г. Чебоксары, 1997), научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава Кемеровского сельхозинститута "Проблемы науки и производства в АПК Кузбасса" (г. Кемерово, 1997), международной конференции "Экология таежных лесов" (г. Сыктывкар, 1998). Внедрение результатов исследований:

1. Внедрена научно-техническая разработка "Особенности паразитирования ик-содовых клещей на млекопитающих в условиях таежной зоны" (акт внедрения № 11-3 от 7 ноября 1998 г. Утверждена Департаментом сельского хозяйства Кемеровской области).

2. Допущены к внедрению рекомендации "Организация животноводческого производства в условиях клещевых очагов таежной зоны Кемеровской области" (протокол № 37/11 научно-технического совета Департамента сель-

ского хозяйства Кемеровской области от 26 ноября 1998 г.).

3. Результаты исследований внедрены в производство в двух хозяйствах Крапи-винского района Кемеровской области (справки от 12 мая 1997 г.).

4. Методическая разработка "Эколого-морфологические адаптации в системе "паразит-хозяин" при паразитировании иксодовых клещей на мелких млекопитающих" используется в лекционном курсе по паразитологии на всех факультетах Кемеровской медицинской академии, а также на практических занятиях с января 1998 г. (справка от 15 января 1998 г.).

Публикации.По теме диссертационного исследования опубликовано 12 работ.

Глава 1. Обзор литературы

Западно-Сибирский регион отличается от других территорий России и стран СНГ одной важной особенностью - в его пределах существуют два вируса комплекса клещевого энцефалита (клещевой энцефалит и омская геморрагическая лихорадка). В этом отношении Западная Сибирь не имеет аналогов (A.A. Тагильцев, JI.H. Тарасевич, 1982).

Как указывают эти же авторы, заболевания клещевым энцефалитом на территории Западной Сибири регистрируется давно и почти повсеместно.

Первые случаи заболеваний, клиническая картина которых напоминала клещевой энцефалит, были описаны в (теперешней Томской области) 1897 г. JI.M. Орлеанским, Л.И. Омороковым (1922, 1927). В 1939 г. Н.В. Шубин клинически диагностировал клещевой энцефалит, который несколько позже был подтвержден М.П. Чумаковым серологически.

Широкое и всестороннее изучение клещевого энцефалита началось с 1937 года, когда он стал известен как новая и самостоятельная нозологическая единица (A.A. Смородинцев, A.B. Дубов,1986).

Второй арбовирусной инфекцией Западной Сибири является омская геморрагическая лихорадка, впервые обнаруженная и Омской области в результате работ комплексных экспедиций под руководством P.M. Ахрем-Ахремовича в 1946 году и М.П. Чумакова и А.Ф. Билибина в 1947-1948 гг. (A.B. Федюшин, 1947; A.A. Смородинцев, A.B. Дубов, 1986). Характерная черта заболеваемости омской геморрагической лихорадкой - приуроченность к зоне доминирования клещей Dermacentor pictus, высокая численность которых и их прокормителей (мелких млекопитающих) в сочетании с высокой степенью диссеминации вируса

(A.A. Гавриловская, 1948, 1952) послужили причиной эпидемической вспышки этой инфекции в 1946 г. (A.A. Тагильцев, JI.H. Тарасевич, 1982). Природные очаги этого заболевания были обнаружены в Омской, Новосибирской, Тюменской, Курганской областях, Северном Казахстане и характеризовались приуроченностью к северной лесостепи Западно-Сибирской низменности.

Открытие клещевого энцефалита и Омской геморрагической лихорадки выдвинуло перед зоопаразитологами ряд сложных и в значительной степени новых задач (Г.И. Нецкий, A.A. Максимов, Н.В. Некипе-лов, 1968):

1. Выявление переносчиков вируса среди иксодовых клещей и в связи с этим расширение изучения зоогеографии иксодид.

2. Изучение пищевых биоценотических связей клещей-переносчиков и их значение для поддержания циркуляции вируса в природных очагах, т.е. поддержания неопределенно длительного существования независимой локальной циркуляции вируса, и изучение фауны и экологии позвоночных животных - прокормителей клещей.

3. Изучение закономерностей изменения численности независимых локальных популяций клещей и определяющих ее факторов и в связи с этим влияние изменений численности клещей на диссеминацию вируса в их популяциях.

4. Возможность участия в циркуляции вируса в природных очагах других кровососущих членистоногих.

5. Разработка методов борьбы с клещами, переносчиками и изучение их эффективности в эпидемиологическом опыте.

Первые три направления связаны с задачами, поставленными в настоящей диссертационной работе.

Наступление на клещевой энцефалит осуществлялось широким

фронтом научных, производственных и учебных учреждений, находящихся как в центре, так и на местах (Институт полиомиэлита и вирусных энцефалитов АМН СССР, Биологический институт СО АН СССР, Омский институт природноочаговых инфекций, Томский институт вакцин и сывороток, Томский университет, областные санитарно-эпидемиологические станции и др.

За кор