Паразитические черви , также известные как гельминты , [1] являются крупными макропаразитами ; взрослых особей обычно можно увидеть невооруженным глазом. Многие из них являются кишечными червями , которые передаются через почву и поражают желудочно -кишечный тракт . Другие паразитические черви, такие как шистосомы, обитают в кровеносных сосудах.
Некоторые паразитические черви, включая пиявок и моногеней , являются эктопаразитами , поэтому их не относят к гельминтам, которые являются эндопаразитами .
Паразитические черви живут и питаются в живых хозяевах . Они получают питание и защиту, нарушая при этом способность своих хозяев усваивать питательные вещества . Это может вызвать слабость и болезнь у хозяина и представляет собой глобальную проблему для здравоохранения и экономики. [2] Паразитические черви не могут полностью размножаться в теле своего хозяина; у них есть жизненный цикл, который включает некоторые стадии, которые должны происходить вне хозяина. [3] Гельминты способны выживать в своих хозяевах-млекопитающих в течение многих лет благодаря своей способности манипулировать иммунным ответом хозяина , выделяя иммуномодулирующие продукты. [4] Все паразитические черви производят яйца во время размножения. Эти яйца имеют прочную оболочку, которая защищает их от ряда условий окружающей среды. Поэтому яйца могут выживать в окружающей среде в течение многих месяцев или лет.
Многие из червей, называемых гельминтами, являются кишечными паразитами. Инфекция, вызванная гельминтом, известна как гельминтоз , гельминтозная инфекция или кишечная червячная инфекция. Существует соглашение об именовании, которое применяется ко всем гельминтам: окончание «-asis» (или в ветеринарии: «-osis») добавляется в конце названия червя, чтобы обозначить заражение этим конкретным червем. [ необходима цитата ] Например, аскарида — это название типа гельминта, а аскаридоз — это название инфекции, вызываемой этим гельминтом.
Гельминты — это группа организмов, которые имеют схожую форму, но не обязательно эволюционно связаны . Термин «гельминт» — искусственный термин. [5] [6] Не существует реального консенсуса относительно таксономии (или группировок) гельминтов, особенно в пределах нематод . [7] Термин «гельминт» содержит ряд типов , многие из которых совершенно не связаны между собой. Однако из практических соображений этот термин в настоящее время используется для описания четырех типов с поверхностным сходством: Annelida (кольчатые или сегментированные черви), Platyhelminthes ( плоские черви ), Nematoda (круглые черви) и Scanthocephala (колючеголовые черви). [7] Тип Platyhelminthes включает два класса червей, имеющих особое медицинское значение: цестоды (ленточные черви) и трематоды (сосальщики и кровяные сосальщики ), в зависимости от того, имеют ли они сегментированные тела. [1] [8]
Может существовать около 300 000 видов паразитов, поражающих позвоночных животных [9] , и около 300 видов паразитов, поражающих только людей [10] .
Гельминты, имеющие важное значение в области санитарии , являются человеческими паразитами и классифицируются как Nemathelminthes (нематоды) и Platyhelminthes , в зависимости от того, имеют ли они круглое или уплощенное тело соответственно. [8]
Стригущий лишай (дерматофития) на самом деле вызывается различными грибками , а не паразитическим червем. [11] [12]
Продолжительность жизни взрослых червей сильно варьируется от одного вида к другому, но обычно составляет от 1 до 8 лет (см. следующую таблицу). Эта продолжительность жизни в несколько лет является результатом их способности манипулировать иммунным ответом своих хозяев путем секреции иммуномодулирующих продуктов. [4]
Гельминты могут быть либо гермафродитами (имеющими половые органы обоих полов), как ленточные черви и сосальщики (не включая кровяного сосальщика), либо иметь дифференцированный пол, как круглые черви. [13] Все гельминты производят яйца (также называемые яйцеклетками) для размножения. [14]
Обычно тысячи или даже сотни тысяч яиц производятся каждый раз, когда самка червя откладывает свои яйца - процесс, называемый яйцекладкой . Существует большой разброс в количестве яиц, производимых различными видами червей за один раз; оно варьируется в диапазоне от 3000 до 700 000. Частота откладывания яиц взрослым гельминтом, как правило, ежедневная, и может происходить до шести раз в день для некоторых видов Taenia . Взрослые трематоды откладывают меньшее количество яиц по сравнению с цестодами или нематодами. Однако яйцо развивается в мирацидий, из которого развиваются тысячи церкарий , или плавающих личинок. Это означает, что одно яйцо может произвести тысячи взрослых червей. [15] Яйца гельминтов остаются жизнеспособными в течение 1–2 месяцев в сельскохозяйственных культурах и в течение многих месяцев в почве, пресной воде и сточных водах , или даже в течение нескольких лет в фекалиях , фекальном шламе (исторически называемом ночной почвой ) и осадке сточных вод — период, который намного дольше по сравнению с другими микроорганизмами. [16] [17]
Яйца гельминтов устойчивы к различным условиям окружающей среды благодаря составу оболочки яйца. Каждый вид яйца гельминта имеет 3-4 слоя с различными физико-химическими характеристиками: [13]
Личинки вылупляются из яиц, внутри или снаружи хозяина, в зависимости от типа гельминта. Для яиц во влажной почве при оптимальной температуре и уровне кислорода эмбрион развивается в инфекционную личинку через 2-4 недели, называемую «личинка второй стадии». После попадания в организм хозяина эта личинка имеет возможность выбраться из яйца, вылупиться в тонком кишечнике и мигрировать в различные органы. Эти инфекционные личинки (или «инфекционные яйца») могут оставаться жизнеспособными в почве в течение двух лет или дольше. [22]
Процесс созревания личинки в организме хозяина может занять от двух недель до четырех месяцев, в зависимости от вида гельминта. [ необходима цитата ]
В следующей таблице показаны основные морфологические и репродуктивные различия трех групп гельминтов:
В последние годы были секвенированы черновики геномов всех категорий гельминтов, которые доступны на подпортале ParaSite портала WormBase . [30]
Паразитические черви использовались в качестве медицинского лечения различных заболеваний, особенно тех, которые связаны с чрезмерно активным иммунным ответом . [ 31 ] Поскольку люди эволюционировали с паразитическими червями, сторонники утверждают, что они необходимы для здоровой иммунной системы. [31] Ученые ищут связь между профилактикой и контролем паразитических червей и ростом аллергий, таких как сенная лихорадка, в развитых странах. [31] Удаление паразитических червей из районов коррелирует с ростом аутоиммунных расстройств в этих районах. [32] Паразитические черви могут быть способны ослаблять иммунную систему своего хозяина, облегчая им жизнь в кишечнике, не подвергаясь атакам. [31] Это может быть одним из механизмов их предполагаемого лечебного эффекта. [ необходима цитата ]
Одно исследование предполагает связь между ростом темпов метаболического синдрома в развитых странах и в значительной степени успешными усилиями западных людей по устранению кишечных паразитов. Работа предполагает, что эозинофилы (тип белых кровяных клеток) в жировой ткани играют важную роль в предотвращении резистентности к инсулину, секретируя интерлейкин 4, который, в свою очередь, переключает макрофаги в «альтернативную активацию». Альтернативно активированные макрофаги важны для поддержания гомеостаза глюкозы (т. е. регуляции сахара в крови). Гельминтная инфекция вызывает увеличение эозинофилов. В исследовании авторы кормили грызунов пищей с высоким содержанием жиров, чтобы вызвать метаболический синдром, а затем вводили им гельминтов. Заражение гельминтами улучшило метаболизм грызунов. [33] Авторы пришли к выводу:
Хотя эозинофилы редки в крови людей в развитых странах, они часто повышены у людей в сельских развивающихся странах, где кишечный паразитизм распространен, а метаболический синдром редок. Мы предполагаем, что эозинофилы могли эволюционировать для оптимизации метаболического гомеостаза во время хронических инфекций, вызванных вездесущими кишечными паразитами…. [33]
Для медицинских целей точное количество яиц гельминтов не так важно, поэтому большинство диагнозов ставится просто путем определения внешнего вида червя или яиц в фекалиях . Из-за большого количества откладываемых яиц врачи могут поставить диагноз, используя всего один или два мазка кала . [ требуется цитата ] Метод Като (также называемый методом Като-Кац) — это лабораторный метод подготовки образцов кала человека перед поиском яиц паразитов. Яйца на грамм — это лабораторный тест, который определяет количество яиц на грамм фекалий у пациентов с подозрением на паразитарную инфекцию, такую как шистосомоз. [ требуется цитата ]
Яйца гельминтов могут попасть в почву, когда загрязненные сточные воды , осадок сточных вод или отходы жизнедеятельности человека используются в качестве удобрения . Такая почва часто характеризуется влажными и теплыми условиями. Поэтому риск использования загрязненных сточных вод и ила на сельскохозяйственных полях является реальной проблемой, особенно в бедных странах, где эта практика распространена. [18] [34] Яйца гельминтов считаются основным биологическим риском для здоровья при применении осадка сточных вод, фекального ила или фекалий на сельскохозяйственных почвах. [16] Яйца являются инфекционной стадией жизненного цикла гельминтов, вызывающих заболевание гельминтоз . [ необходима ссылка ]
Благодаря этой прочной оболочке яйца гельминтов остаются жизнеспособными в почве, пресной воде и сточных водах в течение многих месяцев. В фекалиях, фекальном шламе и осадке сточных вод они могут оставаться жизнеспособными даже в течение нескольких лет. [16] [17] Яйца гельминтов, представляющие интерес в сточных водах, используемых для орошения, имеют размер от 20 до 90 мкм и относительную плотность 1,06–1,23. [18] Очень трудно инактивировать яйца гельминтов, если только температура не повышается выше 40 °C или влажность не снижается до менее 5%. [18] Яйца, которые больше не жизнеспособны, не производят личинок. В случае Ascaris lumbricoides (гигантский круглый червь), который считается наиболее устойчивым и распространенным типом гельминта, оплодотворенные яйца, отложенные в почву, устойчивы к высыханию, но на этой стадии развития очень чувствительны к температуре окружающей среды: размножение оплодотворенного яйца внутри яичной скорлупы происходит при температуре окружающей среды почвы около 25 °C, что ниже температуры тела хозяина (т. е. 37 °C для человека). [22] Однако развитие личинок в яйце останавливается при температуре ниже 15,5 °C, а яйца не могут выдерживать температуру намного выше 38 °C. Если температура составляет около 25 °C, заразность наступает примерно через 10 дней инкубации. [8] [35] [36]
Для физического удаления (но не инактивации) яиц гельминтов из сточных вод применяются процессы, удаляющие частицы, такие как седиментация, фильтрация или коагуляция-флокуляция . [37] [38] Поэтому можно использовать пруды для стабилизации отходов (лагуны), накопительные бассейны, искусственные водно-болотные угодья , реакторы с быстрой фильтрацией или реакторы с восходящим анаэробным иловым слоем (UASB).
Яйца гельминтов невозможно инактивировать хлором, УФ-излучением или озоном (в последнем случае, по крайней мере, в экономичных дозах, поскольку требуется >36 мг/л озона при времени контакта 1 час). [ необходима цитата ]
Инактивация яиц гельминтов может быть достигнута при обработке осадка сточных вод , когда температура повышается более 40 °C или влажность снижается до менее 5%. [18] Наилучшие результаты могут быть получены, когда оба эти условия сочетаются в течение длительного периода времени. [39] Подробная информация о времени контакта в этих условиях и других связанных с ними факторах окружающей среды, как правило, не четко определена для каждого типа видов яиц гельминтов. [8] Яйца гельминтов считаются высокоустойчивыми биологическими структурами. [18]
Яйца гельминтов (паразитических червей) являются широко используемым индикаторным организмом для оценки безопасности систем санитарии и повторного использования сточных вод (такие схемы также называются повторным использованием человеческих экскрементов ). [40] : 55 Это связано с тем, что они являются наиболее устойчивыми патогенами из всех типов патогенов (патогенами могут быть вирусы , бактерии , простейшие и гельминты). [41] Это означает, что их относительно трудно уничтожить с помощью обычных методов обработки. Они могут выживать в течение 10–12 месяцев в тропическом климате. [41] Эти яйца также называются в литературе яйцеклетками . [42]
Яйца гельминтов, которые обнаруживаются в сточных водах и иле, происходят от почвенных гельминтов (STH), к которым относятся Ascaris lumbricoides (аскарида), Anclostoma duodenale , Necator americanus (анкилостома) и Trichuris trichiura (власоглав). [43] Аскариды и власоглавы, которые обнаруживаются в многоразовых системах сточных вод, могут вызывать определенные заболевания и осложнения, если их проглотят люди и свиньи. [44] Анкилостомы откладывают и выводят свои личинки в почве, где они растут до зрелости. После того, как яйца анкилостомы полностью развиваются, они заражают организмы, проникая через кожу организма. [45]
Наличие или отсутствие жизнеспособных яиц гельминтов («жизнеспособных» означает, что личинка сможет вылупиться из яйца) в образце высушенных фекалий, компоста или фекального ила часто используется для оценки эффективности различных процессов очистки сточных вод и ила с точки зрения удаления патогенов. [40] : 55 В частности, количество жизнеспособных яиц аскарид часто принимается в качестве индикатора для всех яиц гельминтов в процессах очистки, поскольку они очень распространены во многих частях мира и их относительно легко идентифицировать под микроскопом. Однако точные характеристики инактивации могут различаться для разных типов яиц гельминтов. [46]
Методика, используемая для тестирования, зависит от типа образца. [42] Когда яйца гельминтов находятся в иле, такие процессы, как щелочная постстабилизация, кислотная обработка и анаэробное сбраживание , используются для уменьшения количества яиц гельминтов в областях, где их много. Эти методы позволяют яйцам гельминтов находиться в пределах здоровых потребностей ≤1 яйца гельминтов на литр. Обезвоживание используется для инактивации яиц гельминтов в фекальном иле. Этот тип инактивации происходит, когда фекалии хранятся в течение 1-2 лет, присутствует высокое общее содержание твердых веществ (>50-60%), добавляются такие предметы, как листья, известь, земля и т. д., и при температуре 30 °C или выше. [45]Для целей установления стандартов очистки и законодательства о повторном использовании важно иметь возможность определить количество яиц гельминтов в образце окружающей среды с некоторой точностью. Обнаружение жизнеспособных яиц гельминтов в образцах сточных вод, ила или свежих фекалий (как диагностический инструмент для инфекционного гельминтоза ) не является простым. Фактически, во многих лабораториях в развивающихся странах нет необходимого оборудования или квалифицированного персонала, необходимого для этого. Важным шагом в аналитических методах обычно является концентрация яиц в образце, особенно в случае образцов сточных вод. Этап концентрации может не потребоваться в образцах сухих фекалий, например, образцах, собранных из сухих туалетов с отводом мочи . [ требуется ссылка ]
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) {{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )