Чужие атакуют. Война внутри нас. Что нужно знать, чтобы выжить.

У многих паразитов выработались специфические жизненные циклы, которые помогают им перемещаться от одного хозяина к другому. Наиболее просты прямые циклы с участием одного хозяина. Они характерны для простейших в кишечнике, геогельминтов, заражающих через почву, и контагиозных гельминтов, которые передаются контактным путём (например, карликовый цепень, острица и иногда кишечная угрица).

Большинство простейших живут в кишечнике и распространяются фекально-оральным путём через цисты. Геогельминты, кроме трихин и остриц, должны развиваться во внешней среде, откуда попадают в нового хозяина. Яйца обладают защитными приспособлениями, например, яйца аскарид покрыты пятью оболочками. Заражение происходит при проглатывании инвазионных яиц. Личинки некоторых гельминтов, например, трихостронгилид и анкилостомид, могут выживать в неблагоприятных условиях. Личинки трихостронгилид выдерживают температуру до -10° C, сохраняют жизнеспособность до двух месяцев при +22° C и переносят кратковременное повышение температуры до +60—80° C. Личинки анкилостомид могут выживать до 18 месяцев на влажной почве, мигрировать в неё на глубину до 1 м и перезимовывать. Заражение может происходить при проглатывании или внедрении личинок в кожу. Распространение геогельминтозов зависит от климатических условий и свойств почвы.

Многие паразиты имеют сложные жизненные циклы, в которых они передаются от одного хозяина к другому через пищевые цепи (биогельминты). При этом их пребывание во внешней среде сводится к минимуму. Смена хозяев часто сопровождается чередованием поколений паразита, которые размножаются разными способами. Половое поколение обычно сменяется бесполым или партеногенетическим. Знание жизненного цикла паразитов важно для профилактики и диагностики паразитарных заболеваний.

Жизненный цикл паразита может проходить в теле нескольких хозяев:

Окончательный хозяин или дефинитивный – организм, где паразит размножается половым путём или живёт в половозрелой форме.

Промежуточный хозяин – организм, в котором паразит размножается бесполым путём или находится в стадии личинки.

Резервуарный хозяин – организм, где паразит накапливается и долго сохраняется, становясь источником заражения для других хозяев. Резервуаром часто бывает окончательный хозяин, но переносчик и промежуточный хозяин тоже могут выполнять эту роль.

В системе «паразит – хозяин» паразиты подрывают здоровье хозяина, вызывая болезни и даже смерть. Однако быстрая гибель хозяина (например, человека) невыгодна паразитам, потому что это приведёт к их собственной кончине. В процессе такого сосуществования паразиты способствуют развитию и улучшению защитных механизмов своих хозяев, а защитные механизмы хозяев, в свою очередь, контролируют условия жизни паразитов.

Пути попадания паразита в организм хозяина

Основные пути попадания паразита в организм хозяина включают: пероральный (употребление заражённой пищи или воды), трансмиссивный (укус насекомого), перкутанный (контакт с кожей), трансплацентарный (передача от матери к плоду), контактный (прикосновение к заражённым предметам) или ятрогенный (медицинские процедуры).

Пероральный путь передачи инфекции – это проникновение патогенов в организм через ротовую полость в желудочно-кишечный тракт. Заражение происходит при контакте с заражёнными объектами, водой или пищей. Пища может быть загрязнена насекомыми, которые переносят патогены. Этот путь является одной из самых распространенных форм инфекционного заражения. Фекально-оральный путь передачи инфекций – способ заражения, при котором возбудители выходят из организма инфицированного человека или животного с фекалиями и попадают в новый организм через рот.

Алиментарный путь заражения связан с употреблением плохо обработанного мяса больных животных. Заражение происходит при употреблении пищи, чаще всего мяса или сала, в которых содержатся личинки возбудителей инвазий. Эти личинки проходят часть своего жизненного цикла в организме животных или рыб, прежде чем стать способными к заражению человека. Такой путь передачи характерен для описторхоза (инвазионная стадия – метацеркарий, развивается в рыбе карповых пород) и дифиллоботриоза (плероцеркоид в организме хищных рыб), тениоза, тениаринхоза (в свинине и говядине соответственно) и других заболеваний.

Трансмиссивный путь заражения происходит через укусы кровососущих насекомых (лейшмании, малярийный плазмодий, филярии).

Перкутанный путь заключается в проникновении паразита через кожу, как повреждённую, так и неповреждённую (токсоплазма, анкилостома).

Трансплацентарный путь – это передача от матери к плоду через плаценту. Во время беременности у млекопитающих, включая человека, формируется плацента. Она защищает плод, разделяя организмы матери и ребёнка. Этот барьер обычно не пропускает патогенные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности. Однако некоторые инфекции могут преодолеть плаценту или проникнуть через её ослабленные участки, что вызывает заражение плода ещё до рождения. Примеры таких болезней – врождённый токсоплазмоз и сифилис. Возбудители также могут нарушить развитие плода, приводя к врождённым порокам. Цитомегаловирусная инфекция и вирус краснухи – известные примеры. Или токсоплазмоз – передача этой инфекции через плаценту реализуется только в случае первичного инфицирования женщины незадолго (за 1—3 месяца) до беременности или при первичном заражении во время текущей беременности.

Контактный путь заражения предполагает передачу инфекции непосредственно от больного (влагалищная трихомонада).

Ятрогенный путь заражения связан с медицинскими процедурами. Возбудитель может передаваться при проведении инъекций, таких как внутримышечные или внутривенные. Этот путь передачи особенно важен при распространении вирусных заболеваний (гепатит и ВИЧ), особенно среди людей, употребляющих наркотики.

Гемотрансфузионный путь – передача инфекции через кровь. Возбудитель попадает в организм человека при переливании крови или её компонентов.

Ассоциированный путь – передача инфекции из-за нарушения санитарно-гигиенических норм, например, при катетеризации мочевого пузыря, гинекологического осмотра или лечении зубов.

Воздушно-капельный путь один из самых распространённых способов передачи инфекций. Он характерен для вирусов и бактерий, которые быстро погибают вне жидкой среды. Больной человек заражает здорового при чихании, кашле или разговоре. Так передаются грипп, корь, ветрянка и другие заболевания.

Воздушно-пылевой путь. Этот способ передачи характерен для инфекций, возбудители которых могут долго сохраняться в сухом виде. Например, так передаются геморрагическая лихорадка с почечным синдромом (ГЛПС) и туберкулёз. Заражение происходит при вдыхании мельчайших частиц, содержащих патогены, в том числе яйца некоторых паразитов.

Понимание специфики различных путей заражения необходимо для разработки эффективных профилактических мер.

Адаптация паразитов к паразитическому образу жизни

В процессе долгого совместного развития возбудителей и их хозяев у паразитов сформировались приспособления к паразитическому образу жизни.

Вот некоторые из них:

– высокая плодовитость и особенности репродуктивной системы;

– способность прикрепляться к телу хозяина;

– антигенная мимикрия15;

– выработка веществ, которые подавляют иммунную систему хозяина;

– выработка ферментов, которые защищают паразитов от протеолитических ферментов16 хозяина;

– формирование защитной капсулы.

Паразиты обладают уникальными адаптациями, позволяющими им успешно существовать в организмах хозяев. Они имеют органы чувств, которые помогают им ориентироваться в пространстве. Кроме того, у них есть специальные органы для проникновения в организм хозяина. Многие паразиты используют переносчиков, чтобы распространяться в различных экосистемах.

Паразиты высоко приспособлены к жизни внутри хозяина, полностью завися от его жизнедеятельности. Их жизненный цикл синхронизирован с жизненным циклом хозяина. Это обеспечивает оптимальные условия для размножения и выживания.

Высокая плодовитость и особенности репродуктивной системы паразитов позволяют им значительно увеличивать численность популяции. В их жизненном цикле сочетаются половое и бесполое размножение. Например, у малярийного плазмодия есть шизогония17, у токсоплазмы – спорогония18, а у сосальщиков – партеногенез19.

Для прикрепления к телу хозяина паразиты имеют специальные адаптации. У бычьего цепня это присоски на сколексе (головке), а у широкого лентеца – присоски и крючья, а также особые присасывающие щели, называемые ботриями.

Мимикрия антигенов – это явление, при котором антигены на поверхности паразита похожи на антигены хозяина. Из-за этого иммунная система хозяина не распознаёт паразита как чужеродный объект. В ответ на это организм хозяина вырабатывает вещества, которые подавляют иммунную систему. Также вырабатываются антипротеолитические ферменты20, которые защищают паразита от переваривания в организме хозяина. Отдельные паразиты, живущие в тканях, образуют капсулы, например, трихинелла в мышцах или эхинококк в печени. Некоторые могут жить внутри клеток хозяина, например, малярийный плазмодий в эритроцитах или лейшмании в клетках печени и селезёнки.

В организме человека и других живых существ одновременно могут обитать разные виды паразитов. Эту идею впервые предложил Е. Н. Павловский21, назвав её «паразитоценозом» – совокупностью паразитов, живущих в одном хозяине. От того, какие виды паразитов сосуществуют в организме, зависит, усилится или ослабнет их воздействие. Например, при аскаридозе вероятность заражения лямблиозом снижается в четыре раза. Если в кишечнике человека живёт цепень, риск лямблиоза возрастает в четыре раза. Аскаридоз усложняет течение дизентерии и ухудшает её лечение. Гельминтозы в сочетании с туберкулёзом или гепатитом протекают тяжелее.

Патогенное действие паразита на организм хозяина

Влияние паразита на хозяина весьма разнообразно. Они наносят разнообразный урон его организму:

Механическое повреждение. Паразиты причиняют вред, присутствуя в организме. Крупные паразиты вызывают непроходимость органов. Аскариды блокируют кишечник, перемещаясь по организму, могут повредить ткань лёгких. Достигнув тонкого кишечника, они иногда вызывают кишечную непроходимость. Трематоды поражают желчные пути, шистосомы – капилляры мочевого пузыря. Филярии приводят к элефантиазу – стойкому увеличению размеров какой-либо части тела за счёт болезненного разрастания кожи и подкожной клетчатки, которое вызывается постоянным застоем лимфы с образованием отёка. Кисты эхинококка ведут к атрофии печени, цистицерки22 в головном мозге – к различным серьёзным патологиям. Плазмодии малярии закупоривают капилляры мозга. Эхинококковая киста в печени давит на желчные протоки. Это вызывает механическую желтуху.

Кишечные паразиты повреждают слизистую оболочку кишечника с помощью крючьев, присосок и ротовых капсул. Аскариды способны проткнуть стенку кишки, что может вызвать перитонит. Личинки некоторых гельминтов травмируют слизистую при прохождении через неё. Страдают также ткани хозяина, когда в них поселяются филярии, ришта или когда мигрируют личинки аскарид, анкилостом, шистосом, угрицы кишечной, трихин и анизакид. Повреждения кожи могут возникать из-за личинок анкилостом, шистосом, кишечной угрицы и эктопаразитов, таких как членистоногие. Эти паразиты оставляют ранки, которые легко инфицируются бактериями, грибками или вирусами. В результате может развиться вторичная инфекция.

Трофическое воздействие. Поглощение и нарушение усвоения питательных веществ и витаминов. Паразит, поселившись в организме хозяина, использует его как источник пищи, что приводит к истощению. Особенно это заметно при заражении ленточными червями. Например, при дифиллоботриозе, вызванном широким лентецом, человек теряет вес, несмотря на повышенный аппетит. При интенсивных инвазиях гельминтами развиваются авитаминозы, особенно дефицит витамина А. При цистицеркозе снижается уровень аскорбиновой кислоты, а при дифиллоботриозе – дефицит витамина В12. Анкилостомы также питаются кровью, вызывая анемию. Лямблии при интенсивной инвазии покрывают значительную часть поверхности кишечного эпителия, нарушая пищеварение и всасывание питательных веществ.

Нарушение обмена веществ. Инвазия паразитами нарушает обмен веществ в организме хозяина. Это связано с недостаточной функцией органов и воздействием продуктов обмена паразитов на нейроэндокринную и иммунную системы. При гельминтозах часто страдает белковый обмен. Например, при фасциолёзе снижается уровень общего белка в печени, почках, мышцах и крови, что указывает на гипопротеинемию. В острый период инвазии увеличивается уровень остаточного азота и мочевины в крови из-за интоксикации метаболитами паразитов или распадом тканей хозяина, что свидетельствует о нарушении функции печени и почек.

Заражение карликовым цепнем приводит к изменению активности ферментов и, как следствие, к нарушению углеводного и жирового обмена. В клетках печени, поджелудочной железы и почек снижается уровень ДНК и РНК. При этом увеличивается количество белков, содержащих тирозин, триптофан и гистидин23. О нарушении жирового обмена в организме, поражённом паразитами, можно судить по появлению жировых включений в клетках. Эти включения образуются из-за высвобождения липидов из повреждённых тканей.

Также при инвазии гельминтами снижается уровень холестерина в тканях, уменьшается количество тиреоидных гормонов в крови и возникает ацидоз24 и кетонемия25. Кроме того, нарушение обмена веществ в тканях при заражении паразитами может быть связано с гипо- и авитаминозами.

Токсическое действие. Паразиты не выделяют токсины, но их метаболиты26 чрезвычайно ядовиты. Особенно опасны экстракты саркоспоридий и продукты обмена веществ токсоплазм. Метаболиты трипаносом, плазмодиев и гельминтов менее токсичны. Эти вещества могут нарушить метаболизм и увеличить риск рака (например, при шистосомозе и описторхозе). Некоторые паразиты вызывают деградацию половых желёз, что называется паразитарной кастрацией. Признаки интоксикации: повышение температуры, лихорадка, тошнота, головная боль, слабость, снижение работоспособности, раздражительность, судороги, проблемы с памятью и другие.

Действие секретов и экскретов паразитов. Паразиты выделяют продукты, повреждающие организм хозяина. Например, дизентерийная амёба может повредить внутреннюю оболочку толстой кишки, а лейшмании вызывают язвы на коже. Личинки некоторых червей, таких как аскариды, анкилостомы и шистосомы, выделяют вещества, которые помогают им перемещаться внутри организма. Личинки трихинелл и эхинококка образуют капсулы, которые защищают их от иммунной системы. Эти выделения также могут вызывать аллергические реакции.

Воздействие паразитов на иммунную систему хозяина. Продукты жизнедеятельности паразитов часто вызывают аллергические реакции и ослабляют иммунитет человека. Большие размеры паразитов затрудняют их контакт с клетками, которые защищают организм от болезней. Паразиты оказывают влияние на иммунную систему, выделяя особые вещества. Эти вещества производятся как в процессе их жизнедеятельности, так и после их гибели. Если паразитов становится слишком много, это может усилить аллергические реакции и привести к серьёзным последствиям. Поскольку паразиты являются чужеродными организмами для своих хозяев, они имеют свой набор антигенов. В ответ на это иммунная система хозяина начинает вырабатывать антитела. Этот процесс в ряде случаев сопровождается аллергическими реакциями (сыпь, отёки и кожный зуд). В крови также наблюдается увеличение количества эозинофилов. Механизмы воздействия паразитов на иммунитет ещё не полностью изучены, но это важно для понимания того, как лечить паразитарные болезни.

Ответные реакции организма хозяина на паразитозы

В организме хозяина есть генетическая информация, позволяющая контролировать взаимодействие с паразитами. В процессе совместной эволюции с возбудителями организм хозяина развил защитные механизмы:

Изоляция паразита. Паразит изолируется за счёт образования капсулы.

Реакции иммунной системы. Иммунная система реагирует на присутствие чужеродного агента. Реакция иммунной системы – это сложный процесс, в ходе которого организм распознаёт, атакует и уничтожает патогенные микроорганизмы, такие как вирусы, бактерии, грибки и паразиты. После этого иммунная система запоминает информацию о них, что позволяет организму быстрее и эффективнее реагировать на повторное заражение и предотвращать развитие инфекции.

Факторы резистентности. Организм человека обладает факторами невосприимчивости к паразитарным болезням. Они делятся на негенетические (возраст, питание, образ жизни) и генетические (тип конституции, группа крови, полиморфизм HLA-системы)27.

Паразиты повреждают клетки и ткани хозяина. Они механически разрушают их в местах проникновения и локализации. Например, анкилостомы вызывают механическое повреждение, а эхинококки сдавливают ткани. Некоторые паразиты, такие как дизентерийная амёба, выделяют протеолитические ферменты, разрушающие ткани. Они также вызывают хроническую интоксикацию, аллергические реакции и истощают организм хозяина, нарушая пищеварение и всасывание питательных веществ.

Защита состоит из двух механизмов:

Специфическая защита. Организм вырабатывает особые вещества, называемые антителами, которые помогают бороться с паразитами. Антитела работают как метки, по которым организм находит и уничтожает врагов.

Неспецифическая защита. Организм также запускает воспалительный процесс. Это как если бы он послал армию, чтобы сражаться с инфекцией. Воспаление помогает убрать повреждённые клетки и уничтожить паразитов. В процессе воспаления сосуды становятся более проницаемыми, что позволяет белым кровяным клеткам быстрее добраться до места воспаления. Эта реакция сопровождается покраснением и отёком тканей.

Организм также использует специальные клетки – тучные, которые выделяют биологически активные вещества, провоцирующие воспаление. Эти вещества помогают расширить сосуды и привлечь больше клеток к месту борьбы с паразитами. Воспаление – это своего рода тактика борьбы с чужеродными организмами. В воспалении участвуют особые клетки, такие как эозинофилы и макрофаги, которые пытаются уничтожить паразитов. Также в борьбе помогают клетки, называемые NK-клетками (от англ. natural killer – естественный истребитель) – большие лимфоциты с гранулами внутри, которые разрушают клетки паразитов. Со временем вокруг паразита образуется защитная ткань, состоящая из других клеток, которые размножаются в организме. Если паразита не удаётся уничтожить, вокруг него формируется плотная оболочка из соединительной ткани, чтобы ограничить его влияние. Иногда погибшие паразиты, например, личинки трихинелл, могут пропитываться солями кальция, становясь твёрдыми, как камень.

Способы защиты паразитов в организме хозяина

Паразиты используют разные способы, чтобы защититься от иммунной системы своего хозяина. Один из самых простых и распространенных методов – это образование защитной оболочки вокруг себя. Например, когда личинки трихинелл попадают в мышцы, они покрываются капсулами из тканей хозяина. Эти капсулы очень прочные и химически устойчивые. И хотя небольшое количество защитных белков (иммуноглобулинов) всё же проникает внутрь таких капсул, иммунная система хозяина не может их полностью разрушить. Такая защита возможна только для тех стадий паразитов, которые почти не нуждаются в обмене веществ. Например, цисты токсоплазм или цистицерки ленточных червей.

Ещё один способ защиты – это выбор места обитания в теле хозяина, где иммунная система не может их достать. Некоторые паразиты, например, метацеркарии трематод, прячутся в цереброспинальной жидкости за гематоэнцефалическим барьером28. Это защищает их от воспалительных реакций и позволяет оставаться в безопасности.

Паразиты ухищряются по-разному, чтобы выжить в организме хозяина. Один из таких ходов – это передача от одного хозяина к другому. Например, когда одно животное ест другое, паразиты могут перейти в новый организм. Ещё один метод паразитической защиты – это подавление иммунной системы хозяина (иммуносупрессия). Например, паразит малярии может ослаблять иммунитет человека, чтобы выжить в его теле. В результате организм утрачивает способность эффективно бороться с инфекцией. Паразиты также могут менять свои «метки», чтобы иммунная система не могла их распознать. Когда иммунная система начинает бороться с одними белками, паразит просто заменяет их другими. Молекулярная мимикрия – это способ, которым паразит обманывает организм хозяина. Он покрывает себя веществами, похожими на те, что уже есть в организме хозяина. Благодаря этому, паразит становится невидимым для иммунной системы хозяина и может продолжать жить в его теле.

Таким образом, паразиты используют разные хитрые способы, чтобы выжить и размножаться в организме хозяина. Особенность паразитарных заболеваний в том, что нередко они протекают без явных симптомов. Обычно наблюдаются признаки хронической интоксикации, аллергии и дисфункции поражённого органа. Из-за отсутствия ярких симптомов основной метод диагностики – это лабораторные исследования.

Простейшие и протозойные инфекции

Ваше здоровье – в ваших руках, начните действовать сегодня.

Простейшие (Protozoa) – одноклеточные организмы, многие из которых паразиты; способны размножаться простым бинарным делением. Их тело состоит из цитоплазмы, ядра и клеточной мембраны. Цитоплазма делится на эндоплазму и эктоплазму. В цитоплазме находятся органоиды общего (для жизнедеятельности) и специального назначения: сократительные вакуоли для осморегуляции, пищеварительные вакуоли и органоиды движения (псевдоподии, жгутики, реснички). Между жгутиком и телом может быть ундулирующая мембрана29. Число ядер варьируется от одного до нескольких. Эти организмы не относятся ни к животным, ни к растениям, ни к грибам.

Простейшие добывают питательные вещества из окружающей среды разными способами. Они могут поглощать пищу через фагоцитоз или пиноцитоз30, а также получать нужные элементы осмотически31.

Простейшие способны размножаться как половым, так и бесполым способами. Бесполое размножение происходит через продольное или поперечное деление, а также множественное деление. Половое размножение включает конъюгацию32 или копуляцию33.

В неблагоприятных условиях некоторые простейшие формируют цисты. Цисты защищают их от внешних факторов, таких как недостаток пищи или изменение температуры. Они состоят из плотной оболочки, которая сохраняет жидкую эндоплазму и более вязкую стекловидную структуру.

Болезни, которые вызывают простейшие – протозойные инфекции. Простейшие способны размножаться в хозяине-человеке, численно увеличиваясь и вызывая тяжёлую болезнь. Известно около 50 видов простейших, способных провоцировать заболевания у человека. За редкими исключениями, такими как виды Isospora, протозойные инфекции не вызывают эозинофилию.34

Заболевания, вызванные простейшими

Лямблиоз

Лямблия (Lamblia intestinalis) – возбудитель лямблиоза. Лямблиоз (гардиазис, Giardiasis)) – распространённое паразитарное заболевание, поражающее детей и взрослых. Лямблии впервые описаны русским ученым Д. Ф. Лямблем в 1859 году.

Географическое распространение: Лямблии встречаются повсеместно. Заболеваемость составляет 0,5—18%, среди детей – 27—70% (в группах риска). Цисты лямблий в кале сохраняются до 3-х недель, в воде – до 3-х месяцев. Обычные концентрации хлора в воде неэффективны против цист. Риску заражения особенно подвержены дети и ослабленные взрослые – у них защитные механизмы работают недостаточно эффективно. Установлено, что при иммунной недостаточности лямблии начинают активно размножаться, вызывая изменения в слизистой тонкой кишки: уплощение ворсинок, увеличение глубины крипт (кишечных желёз) и уплотнение клеток в подслизистом слое.

Морфология: две формы – трофозоит35 и циста36. Инвазионная форма – циста, передаётся фекально-оральным путём через грязные руки, пищу и воду. Через 30 минут после попадания из цисты выходят 2 трофозоита, активно размножающиеся. Локализация – слизистая верхних отделов тонкого кишечника, особенно двенадцатиперстной кишки. Цисты сохраняются инвазионными до месяца, при высыхании погибают.