Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Биологические и морфофункциональные особенности Trichinella spiralis Owen, 1835 и Trichinella pseudospiralis Garkavi, 1972 у различных видов хозяев

ВАК РФ 03.00.19, Паразитология

Текст научной работыДиссертация по биологии, доктора биологических наук, Асатрян, Ашот Мкртычевич, Москва

Российская Академия наук Институт паразитологии

Национальная Академия Наук Республики Армении : • Институт Зоологии ;

н1%

на правах рукописи

АСАТРЯН

РТЫЧЕВИЧ

Биологические и морфофункциональные особенности

Trichinella spiralis Owen, 1835 и Trichinella pseudospiralis Garkavi, 1972 у различных видов хозяев

Специальность: 03.00.19 - паразитология,гельминтология

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук

Научные консультанты: доктор биологических наук, профессор,

академик HAH Армении Мовсесян С. О.

доктор ветеринарных наук, профессор, академик РАСХН Бессонов A.C.

МОСКВА - 1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..............................................................................5

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ............................................12

1.1. Распространение трихинелл по ландшафтно-климатическим зонам мира..........................................................................................12

1.2. Трихинеллез человека.......................................................22

1.3. Современные воззрения о систематическом положении трихинелл............................................................................................27

1.4. Восприимчивость разных видов животных к трихинеллам и взаимоотношения в системе "паразит - хозяин" .............................33

] .5. Генетическая изменчивость Т.БркаНз и Т.рБешкюркаИз......................................................................................41

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.....45

2.1. Методы выявления личинок трихинелл.............................45

2.2. Определение видов трихинелл методом скрещивания......46

2.3. Гистологический метод исследования пораженных трихинеллами мышц...........................................................................47

2.4. Статистическая обработка материала................................48

2.5. Прижизненная диагностика трихинеллеза методом иммуноферментного анализа (ИФА) ..................................................49

2.6. Метод полимеразной цепной реакции со случайными проймерами...........................................................................................50

2.6.1. Выделение геномной ДНК из гельминтов.......................50

2.6.2. Выделение ДНК с использованием хлористого лития ...51

2.6.3. Технология геномной дактилоскопии..............................52

2.6.3.1. Обработка ДНК рестриктазами......................................52

2.6.3.2. Электрофорез в агаровом геле.......................................52

2.6.3.3. Перенос ДНК на нитроцеллюлозный фильтр.............53

2.6.3.4. Приготовление Р-меченного М13 ДНК - зонда...........53

2.6.3.5. Гибридизация с меченной ДНК фага М13 ...................54

2.6.3.6. Радиоавтография............................................................54

2.6.4. Метод таксонопринтного анализа ДНК.........................54

2.6.4.1. Постановка таксонопринитного анализа ДНК...........55

2.6.5. Полимеразная цепная реакция (ПЦР)............................56

2.6.6. Постановка реакции амплификации...............................56

2.6.7. Математическая обработка данных.................................56

ГЛАВА 3. РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ВИДОВОЙ СОСТАВ

ТРИХИНЕЛЛ В АРМЕНИИ..............................................................57

3.1. Распространение и видовой состав трихинелл у диких, домашних и синантропных животных................................................57

3.2. Обследование населения Армении на трихинеллез...........76

3.3. Пути передачи инвазии и взаимоотношения в системе "паразит-хозяин" ...................................................................................

3.4. Заключение..........................................................................89

ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ Т. SPIRALIS и Т.

PSEUDOSPIRALIS В ОРГАНИЗМЕ РАЗЛИЧНЫХ ХОЗЯЕВ ............91

4.1. Экспериментальное заражение насекомых личинками T.spiralis и T.pseudospiralis ...................................................................?}

4.2. Экспериментальное заражение рыб личинками T.spiralis и T.pseudospiralis......................................................................................1°2

4.3. Экспериментальное заражение земноводных личинками T.spiralis и T.pseudospiralis....................................................................116

4.4. Экспериментальное заражение пресмыкающихся личинками T.spiralis и T.pseudospiralis ................................................126

4.5. Экспериментальное заражение птиц личинками T.spiralis и T.pseudospiralis......................................................................................)

4.5.1. Экспериментальное заражение петушков русской белой породы личинками T.spiralis и T.pseudospiralis .................................Д37

4.5.2. Экспериментальное заражение китайских перепелов (Cotumix japoniciis) личинками T.spiralis и T.pseudospiralis

.............................................................................................................144

4.5.3. Экспериментгшьное заражение розовых екззорнов (Sturmis roseus). серых уток (Anas strepera) и сорок (Pica pica) личинками T.spiralis и T.pseudospiralis ..................................................................152

4.6. Экспериментальное заражение млекопитающих личинками T.spiralis и T.pseudospiralis...................................................................155

4.6.1. Заражение собак (Caiiis faiiiiliaris) личинками T.spiralis и T.pseudospiralis......................................................................................155

4.6.2. Заражение домашних кошек (Felis catus) личинками T.spiralis и T.pseudospiralis....................................................................157

4.6.3. Заражение обыкновенных лисиц (Vulpes vulpes) личинками T.spiralis и T.pseudospiralis................................................159

4.6.4. Заражение каменных куниц (Martes foina) личинками T.spiralis и T.pseudospiralis..................................................................160

4.7. Генетическая изменчивость T.spiralis и T.pseudospiralis ...161

4.8. Гистологические исследования некоторых органов животных, ишшировангшх личинками трихинелл..........................I.69

4.9. Заключение.........................................................................1®!

ВЫВОДЫ...................................................................................185

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.........................................................189

ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................215

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Проблемы, стоящие в настоящее время перед паразитологами, можно дифференцировать и по степени фундаментальной значимости, срочности, остроты и важности решения, и по степени хозяйственной значимости. Однако, всегда можно считать приоритетными задачи, касающиеся здоровья человека. По мнению ряда паразитологов нет более масштабной и значимой задачи, чем оздоровление населения от гельминтозов (Ф.Сопрунов, О.Полетаева, 1969; Л.Бургасов, 1982; А.Бессонов, 1972; Ф.Сопрунов, 1982 и др.).

Особенно это касается таких актуальных в патологии человека и животных гельминтозоонозов, как эхинококкоз, описторхоз, альвеококкоз и, конечно же, наиболее опасный в отношении частой встречаемости и очаговости - трихинеллез.

Трихинеллез - острое инвазионное заболевание человека, сопровождающееся лихорадкой и выраженными аллергическими явлениями. Возбудитель - нематоды рода - ТпсЫпе11а. Трихинеллез широко распространен среди многих видов домашних идиких млекопитающих, особенно хищных, а также всеядных; ему свойственна природная очаговость (Ю. А. Березанцев, 1974).

Коэволюционный подход в паразитологии позволяет обоснованно предполагать древнейшее "сосуществование" человека и возбудителя этой опаснейшей болезни. Несомненно, что на протяжении многих веков заражение людей трихинеллезом было достаточно частым явлением. Однако, впервые, научное описание клинического поражения человека трихинеллезом было сделано лишь в 1835 году.

В настоящее время, несмотря на высокий уровень развития медицинской и ветеринарной гельминтологии, паразитоценологии трихинеллез представляет серьезнейшую опасность для людей практически на всем земном шаре. (Подробно фактографический обзор современного состояния распространения трихинеллеза дан в 1-й главе данной работы).

Среди гельминтозов человека и животных трихинеллез выделяется особой патогенностью. В связи с тем, что он является природно-очаговым заболеванием, изучение биологических

особенностей, характеристика циркуляции возбудителя в природе, выявление очагов инвазии представляет большое значение в профилактике этого заболевания.

Несмотря на достаточную изученность возбудителей, следует констатировать, что пока еще достаточно спорным остается вопрос о систематическом статусе трихинелл. Накопившиеся с 60-х годов данные о биологических свойствах географически отдаленных популяций трихинелл наметили обоснованность воззрений о неоднородности возбудителей трихинеллеза. Новый этап в изучении трихинеллеза был связан с описанием трех новых видов трихинелл. Однако, единая четкая позиция о генетической гетерогенности этих видов у разных авторов не достигнута. Одни авторы рассматривают в роде ТпсЫпеИа 4 вида, другие из вновь описанных видов признали валидными только 2 (из 3-х). Два других вида отдельными авторами рассматриваются, как подвиды или штаммы. Следует отметить, что на сегодняшний день все (предполагаемые) виды (или другие таксоны) трихинелл были в той или иной мере исследованы по морфологическим признакам, ультраструктуре, адаптивной кинетике к факторам внешей среды, числу хромосом, энзимной структуре, биохимии, иммунологии. Однако, единого мнения относительно валидности видов трихинелл по-прежнему нет.

Многообразие факторов окружающей среды, в том числе и элементов климата имеет огромное значение для экологии гельминтов, цикл развития которых проходит в одном хозяине. В связи с этим, особую значимость приобретает комплексный эколого-биологический, эколого-фенологический, эпизоотологический и эпидемиологический аспекты изучения трихинеллеза, особенно в природно-геогафических регионах, ранее не охваченных широкомасштабными гельминтологическими исследованиями. По данным акад. РАСХН А.С.Бессонова (1972) территория Армении при интенсивном изучении трихинеллеза в бывшем СССР, к сожалению, оставалась "белым пятном" на карте. Поэтому, исследования на данную тему именно в Армении пусть и с некоторым запозданием, но должны были быть реализованы.

Все вышесказанное определило необходимость и актуальность данной диссертационной работы.

Цель и задачи исследований. Основной целью исследования было эколого-фаунистическое изучение распространения

трихтнеллеза в Армении, определение морфолого-таксономического статуса трихинелл и разработка средств профилактики и борьбы с трихинеллезом. Реализация данной цели определила следующие задачи исследований:

1) Изучение эколого-географических особенностей распространения очагов трихинеллеза на территории Армении.

2) Дифференцированное исследование роли диких и синантропных животных в циркуляции трихинеллеза в различных природно-климатических и социо-экологических условиях.

3) Методическая отработка принципов камеральных исследований трихинеллеза с помощью новых технологий (включая выделение ДНК трихинелл).

4) Изучение биологических особенностей развития трихинелл в организме различных хозяев и исследование особенностей отношений "паразит-хозяин", а также путей передачи инвазии.

5) Морфо-таксономические исследования и установление видового состава трихинелл в Армении.

6) Предложить математико-статистический аппарат дифференциации "относительной опасности" диких и синантропных хозяев трихинелл

7) Разработать научно-практические рекомендации по борьбе с трихеннелезом в Армении в современных условиях с учетом достижений отечественного и зарубежного опыта в данном аспекте.

Научная новизна. Впервые изучено распространение и развитие очагов трихинеллеза в различных природно-климатических зонах на территории Республики Армения. Новым был комплексный подход к дифференциальному изучению роли диких и синантропных животных в определении процессов циркуляции трихинеллеза. Предложен математический метод, позволяющий количественно оценивать степень "опасности" тех или иных хозяев в распространении трихинеллеза и напряженности его очагов. Определены основные объекты санитарно-эпидемиологического мониторинга трихинеллеза в горных и равнинных районах на примере Малого Кавказского хребта.

Впервые в таксономическом плане предложен принципиально новый поход (С.О.Мовсесян, А.М.Асатрян, 1983; А.М.Асатрян 1992, 1997) предполагающий изучение развития трихинелл в организме различных хозяев. При этом изучаются пути циркуляции и сохранения трихинелл в природе, дается анализ ландшафтных особеннностей формирования очагов трихинеллеза. Определен видовой состав трихинелл на территории Армении.

Отмечены патомикроморфологические изменения мышц, печени и тонкой кишки хозяев при мышечной фазе экспериментального трихинеллеза.

Выявлена генетическая изменчивость T.spiralis и T.pseudospiralis при моно- и смешанной инвазии.

Практическая значимость исследований. Разработаны и внедрены научно-практические рекомендации по борьбе с трихинеллезом в Армении в современных социально-экологических условиях.

Предложенные нами практические рекомендации внедрены в системе Государственного санитарного надзора Минздрава РА, в том числе для составления планов работ паразитологической службы по обеспечению эпидемиологического благополучия населения РА; при осуществлении эпидемиологического надзора Центрами

Гигиенического и Противоэпидемического Надзора (бывшие санэпидемстанции) в указанных нами районах природных очагов трихинеллеза, особенно в районах горно-лесной природно-ландшафтной зоны республики; при корректировке учебных планов постдипломной подготовки специалистов паразитологов, эпидемиологов, врачей клинико-диагностических лабораторий, паталогоанатомов). Материалы диссертационных исследований

введены в компьютерный Национальный Банк данных Республиканского информационно-аналитического центра Минздрава (часть "медицинская география", раздел "заболеваемость". код "зоонозы") и используются при проведении эпидемиологических ситуационных анализов.

На основе наших рекомендаций утверждено начальником санитарно-эпидемиологического управления Минздрава

циркулярное письмо "Трихинеллез в Армении" (N04-689/30 от 19.12.90). В качестве учебного пособия в серии "В помощь

практическому врачу" опубликована брошюра "Трихинеллез"

(Ереван, 1992, С.28,в соаторстве). За время прохождения докторантуры в Москве нами подготовлены (в соавт.) материалы "Морфофункциональные механизмы взаимоотношений партнеров паразитарной системы при трихинеллезе и внутривидовая изменчивость трихинелл" в рамках выставки "ученые-городу" (работы РАН в интересах г. Москвы, 22-30 сентября, 1997). По заказу редакционно-издательского отдела Минздрава РА подготовлена и сдана в печать монография "Трихинеллез" (серия "Важнейшие зоонозы Армении"), предназначенная для специалистов -паразитологов, медицинских и ветеринарных работников.

Подтверждение упомянутых внедрений (6 официально заверенных документов) приводится в Приложении к диссертации.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы были доложены и обсуждены на: IV национальной конференции по паразитологии (Варна, 1983),IV Всесоюзной конфереции по проблеме трихинеллеза у человека и животных (Ереван, 1985), Ш-й, 1У-й и У-й Закавказских конференциях по паразитологии (Баку, 1981, Тбилиси, 1985, Ереван, 1987), выездных сессиях АН Арм.ССР (19821989), заседании Армянского отделения ВОГ (Ереван, 1988), Конференции "Медико-экологические проблемы паразитологии (Кемерово, 1996), Седьмой научной конференции по трихинеллезу человека и животных (Москва, ВИГИС, 1996), Всероссийской Конференции ИНПАРАН "Систематика, таксономия и фауна паразитов" (Москва, 1996), Всероссийской конференции РВМА "Актуальные вопросы медицинской паразитологии" (С.-Петербург, 1998), Европейском мультиколлоквиуме по паразитологии (ЕМАР VII) Парма, Италия, 1996, а также на Ученом совете Института зоологии НАН Армении и Ученом совете Института паразитологии РАН (1998).

Основные положения выносимые на защиту:

1. Распространение и видовой состав трихинелл в различных природно-климатических зонах Армении.

2. Пути циркуляции и сохранения трихинелл в природе, ландшафтные особеннности формирования очагов трихинеллеза.

3. Дифференциация роли диких и синантропных животных в циркуляции трихинеллеза на основе оригинального математического метода вычисления "индекса относительной опасности" тех или иных хозяев в распространении трихинеллеза и напряженности его очагов.

4. Эволюционный аспект особенностей развития трихинелл у различных групп хозяев (насекомые, рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие).

5. Патомикроморфологические изменения мышц, печени и тонкой кишки хозяев при мышечной фазе экспериментального трихинеллеза.

6. Генетическая изменчивость T.spiralis и T.pseudospiralis при моно- и смешанной инвазии.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Распространение трихинелл по л ашшшфгно-климатическим зонам мира.

Трихинеллы распространены во всех природных зонах и зоогеографических областях мира. Наибольшая экстенсивность инвазии у животных установлена в Арктическом и Субарктическом поясах.

По Г.Рот (1949) в Гренландии трихинеллы обнаружены у 70% исследованных ездовых собак, а по H.Madsen (1962) из 956 обследованных собак трихинеллами были заражены 61,69%; из 231 белого медведя - 24,2%; из 1743 песцов - 1,4%; из 489 моржей - 1%; из морских зайцев - 0,8%; из 1755 кольчатых нерп - 1% и из 1657 разных видов тюленей 0,06%. По данным Г.Г.Смирнова (1963) средняя экстенсивность трихинеллеза в Арктике следующая: у медведей - 41,8%; моржей - 2%; тюленей - 0,4%; белух - 0,8%; собак - 59% и песцов - 3%.

Трихинеллез широко распространен на Американском материке. В США (штат Айова) из 7078 исследованных животных трихинеллы выявлены у собак (10%), свиней (2,2%), кошек (6,0%), серых крыс (6,4%), лис