Грибок управляет мозгом муравья

Ученые выяснили, как «зомби»-грибок порабощает разум муравьев

МОСКВА, 8 ноя – РИА Новости. Система искусственного интеллекта помогла биологам понять, что паразитические грибки из рода Ophiocordyceps превращают муравьев в «зомби»напрямую перехватывая контроль над их мускулами, не меняя при этом работы их мозга, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS.

«Пытаясь раскрыть секрет работы этого грибка, мы проследили за тем, как его клетки взаимодействуют с организмом муравья в тот момент времени, когда муравей прикрепляется к листу над муравейником и умирает. Мы знали, что грибок умеет управлять работой отдельных тканей тела насекомого и меняет работу части его генов, но не понимали, как именно он дирижирует поведением своей жертвы», — рассказывает Маридель Фредериксен (Maridel Fredericksen) из университета Базеля (Швейцария).

В последние годы биологи открыли десятки примеров того, что паразиты могут напрямую управлять поведением хозяина. К примеру, вирус LdMNPV умеет заставлять гусениц шелкопряда забираться наверх деревьев и превращаться в «вирусную бомбу», а личинки мушек-горбаток заставляют пчел сбегать из улья. Кошачий паразит токсоплазма способен «перепрограммировать» память человека и мышей, делая первых склонными к суициду, а вторых – бесстрашными.

Самым «продвинутым» и интересным примером подобных паразитов являются грибки из рода Ophiocordyceps, поражающие муравьев, живущих в тропических лесах Южной и Центральной Америки. Когда этот «зомби»-грибок проникает в организм муравья, он радикальным образом меняет его поведение, заставляя его прикрепляться к веткам и листьям деревьев над муравейником и над тропинками, по которым муравьи отправляются на поиски еды в лес.

Дальнейшие наблюдения за поведением зараженных муравьев и самих грибков показали, что Ophiocordyceps действует крайне избирательным образом, проверяя их мозг на совместимость перед «зомбификацией». Если бы эти грибки сами не страдали от паразитов, то тогда бы они могли легко и очень быстро уничтожить почти все колонии муравьев в Новом Свете.

Фредериксен и ее коллеги раскрыли один из секретов успеха этих грибков, наблюдая за изменениями в работе нервной системы муравьев, зараженных спорами Ophiocordyceps и Beauveria bassiana, другого паразита насекомых, не способного управлять поведением своих жертв.

Для этого ученые использовали специальный сканер и суперкомпьютеры, позволявшие им получать полные трехмерные снимки тканей тела муравьев и следить за распространением грибка по ним. Решение этой задачи потребовало создания специальной системы искусственного интеллекта, способной отличать клетки муравья от клеток паразита.

Эти наблюдения раскрыли неожиданную вещь – оказалось, что нити грибка не проникают внутрь нервных узлов насекомого даже тогда, когда муравей уже находится под полным контролем паразита и все остальные части тела содержали в себе огромное количество клеток Ophiocordyceps. Это указало на крайне необычную методику «зомбификации», которую исповедует данный грибок.

Фактически, внутри муравья возникает трехмерная сеть из клеток паразита, управляющая работой всех ключевых органов насекомого. По сути, вместо муравья возникает необычный организм, роль «главной» нервной системы в котором, как остророжно отмечают ученые, начинает играть Ophiocordyceps. Его жертва, по сути, является беспомощным зрителем.

«Как правило, поведением и движением животных управляет мозг, посылающий сигналы в мускулы и другие органы. Наши наблюдения показывают, что грибок «игнорирует» мозг и управляет телом муравья напрямую, воздействуя на сами мышцы его ног и челюстей. Можно сказать, что он является своеобразным незримым кукловодом, дергающим за ниточки марионеток», — продолжает биолог.

Как полагают ученые, Ophiocordyceps не трогает мозг муравья по одной простой причине – это помогает его жертве дожить до тех пор, пока грибок не будет готов дать потомство. Кроме того, мозг может быть необходим для того, чтобы муравей мог прикрепиться к поверхности листа, используя свои челюсти, которые грибок впоследствии «отключает», заставляя их мышцы атрофироваться.

Соответственно, уже сейчас можно говорить о том, что механизм «зомбификации» муравьев этими необычными грибками является гораздо более сложным и интересным, чем предполагали ученые несколько лет назад, когда они открыли первые необычные свойства этих паразитов.

Источник

Дирофиляриоз: симптомы, подкожный и внутренний дирофиляриоз у человека, лечение и профилактика

Дирофиляриоз — один из гельминтозов, ранее считавшихся исключительно зооспецифическим и до недавнего времени бытовало мнение, что этому заболеванию подвержены исключительно животные. В первую очередь — собаки. Но в последние годы все чаще стали регистрироваться случаи заражения людей.

Дирофиляриоз: симптомы, подкожный и внутренний дирофиляриоз у человека, лечение и профилактика

Дирофиляриоз — один из гельминтозов, ранее считавшихся исключительно зооспецифическим и до недавнего времени бытовало мнение, что этому заболеванию подвержены исключительно животные. В первую очередь — собаки. Но в последние годы все чаще стали регистрироваться случаи заражения людей.

Дирофиляриоз (Dirofilariasis) — относится к ларвальным гельминтозам. То есть, при этом заболевании паразитирует не взрослая особь нематоды, а ее личинка, не достигшая половой зрелости. Разносчиками заразы являются комары, поэтому наиболее часто этот гельминт встречается в теплом климате: от Австралии, Южной Америки и Африки до Юга России и Средней Азии. На протяжении последних лет наибольшее количество заболевших дирофиляриозом регистрировалось в Иране и Греции. Но в последние годы все чаще регистрируют эту болезнь и в умеренном климате.

Так, на территории Российской Федерации на протяжении нескольких лет выявляют по 35-40 случаев дирофиляриоза ежегодно. Причем география заражения весьма обширна — от теплого Ростова, умеренных климатических зон Тулы и Рязани, до морозной Сибири. На самом же деле уровень заболеваемости может быть значительно выше. Поскольку этот вид гельминтоза долго считался присущим только животным, то медики его не изучали, и на сегодняшний день о нем мало знают и не сразу могут поставить верный диагноз.

Большинству инфицированных дирофилярией пациентов, при обращении за медицинской помощью первоначально ставят диагноз либо фурункулез, либо киста или опухоль. Первое описание заболевания человека дирофиляриозом относится к середине 19-го века, которое сделал врач из Португалии Лузитано Амато после того, как удалил гельминта из глазного яблока у ребенка. В России первым зарегистрированным случаем дирофиляриоза считается описанный земским доктором Владыченским в 1915 году.

Причины возникновения дирофиляриоза

В буквальном смысле с латыни дирофилярия «diro, filium» переводится как «злая нить». Как уже упоминалось ранее, в человеческом организме может жить личиночная стадия глиста — микрофилярия. Наиболее часто люди инфицируются нематодами Dirofilaria repens и Dirofilaria immitis, которые живут в организме домашних любимцев — собак и кошек. Крайне редко дирофилярия может передаться человеку от дикого животного — эти нематоды паразитируют у всех представителей семейств псовых и кошачьих, у приматов, у медведей, у тигров, у выдр. Именно поэтому большая доля заболевших дирофиляриозом приходится на охотников.

Как происходит заражение дирофиляриозом?

Механизм заражения у людей — трансгемный, то есть инфицирование происходит через кровь. Передается болезнь, зачастую, через укусы комаров. Реже, через укусы блох, слепней и других видов кровососущих насекомых. А источником заразы, как это ни прискорбно, выступают наши домашние животные. В первую очередь собаки, изредка кошки. По данным ветслужбы до 30% собак, живущих в городах, страдают от упомянутой инвазии. В сельской местности этот показатель еще выше. В организме животного взрослые дирофилярии паразитируют в сердце, легких, бронхах и крупных кровеносных сосудах. Самки выделяют в кровь тысячи личинок-микрофилярий, которые имеют микроскопический размер — до 0,3 мм в длину. Именно поэтому они с кровотоком и лимфотоком разносятся по всему организму.

Микрофилярии так микроскопичны, что с кровью и лимфой попадают не только во все органы и ткани человека или животного, но даже преодолевают плацетнарный барьер и внутриутробно инфицируют плод. С кровью животного микрофилярия попадает к промежуточному хозяину — комару. Насекомое, в свою очередь, кусает инвазированное животное, личинки попадают в его брюшную полость, но часть из них остается в хоботке комара. Когда насекомое кусает следующую жертву — часть паразитов из хоботка попадает в кровоток следующего хозяина. Так дифиляриоз передается от животного к животному и к человеку.

У людей тотальная восприимчивость к дирофилриозу – то есть, если человека кусает инфицированный комар, то он заразится со 100% вероятностью. Но в наибольшей зоне риска заражения дирофиляриозом находятся некоторые категории людей, среди которых:

• заводчики собак и кошек;
• люди, проживающие у открытых водоемов;
• те, кто часто бывает на природе — охотники, туристы, огородники, рыбаки.

Этапы развития дирофиляриий

Когда комар (реже другое кровососущее насекомое) заглатывает личинку нематоды с кровью, та около суток остается у него в кишечнике. Затем микрофилярии мигрируют в обратном направлении — к хоботку комара, где дозревают до инвазивной стадии. В этот период, комар, кусает жертву и заражает ее дирофиляриозом.

У нового хозяина около трех месяцев личинки остаются в месте комариного укуса: в коже или в подкожной клетчатке. Именно тут микрофилярии линяет и уже более жизнеспособными попадают в кровоток и разносятся по организму. Паразитировать микрофилярия может около трех лет.

До половозрелости дирофилярия развивается только в организме животных. Человеческий организм для нее тупиковый вариант, так как большинство личинок все же гибнут в крови людей. Это значит, что человек не может быть источник заражения.

Воздействие дирофилярий на человека

Обычно, у больного дирофиляриозом обнаруживается только один паразит, а развитие этой особи проходит в течение 8-9 месяцев. Зачастую гельминт не покидает места внедрения — живет под кожей, где его оставил комар после укуса.

Главная опасность дирофиляриоза — первичные реакции на месте внедрения микрофилярии. Может возникнуть сильная аллергическая реакция. Кроме того, кожа воспаляется, образуются уплотнения (шишки) довольно большого диаметра. Внутри этих уплотнений находится серозная жидкость и/или гной, внутри этого содержимого и обитает какое-то время дирофилярия. Часто паразит погибает, тогда уплотнение постепенно может само рассосаться. Но чаще все же требуется хирургическое вмешательство.

Виды дирофиляриоза

Инвазионное заболевание вызывает червь-паразит. Личинки нитевидной нематоды, вызывающие болезнь, бывают нескольких разновидностей, и поэтому заражение ими приводит к разным формам заболевания.

Dirofilaria repens и Dirofilaria immitis — основные виды, поражающие собак и реже кошек. Именно эти разновидности гельминта являются самыми распространенными среди заболевших людей, ведь в подавляющем большинстве случаев дирофиляриоз у человека появляется при укусе комара-переносчика, контактировавшего до этого с данными животными.

• Dirofilaria repens вызывает подкожную разновидность дирофиляриоза.
• Dirofilaria immitis — висцеральную.

В России и странах ближнего зарубежья встречается в основном подкожный дифиляриоз. Висцеральный дирофиляриоз распространен в жарких странах Азии, Японии, Индии, США, Африке, Канаде, Вьетнаме, Австралии, на юге Европы.

Симптомы и места распространения дирофиляриоза

Скрытая форма дирофиляриоза у человека длится от 1 до 12 месяцев. Основным симптомом является появление под кожей или слизистой, болезненного уплотнения, с покраснением и зудом на месте внедрения. При этом гельминт под кожей может перемещаться (со скоростью до 15 мм в сутки), что может быть заметно для человека, как по ощущениям, так и визуально. Часто, заметив на теле уплотнение похожее на опухоль, пациенты обращаются к хирургу, а тот решает, что это липома, опухоль, фиброма, атерома и т.п., а затем уже в ходе операции обнаруживает гельминта.

У дирофилярий есть любимые места на теле человека — это органы зрения, ноги и руки, шея, лицо, грудь, мошонка. Могут появиться такие симптомы, как слабость, пассивность, тошнота, нервозность, бессонница, повышенная температура, боли в голове и в области поражения паразитом. В 50 % случаев обычно поражаются органы зрения. Человек жалуется на ощущение чего-то ползающего в глазу, у него наблюдается покраснение век и глаз, блефароспазм. При перемещении гельминта возникает боль, слезотечение и зуд. Иногда через конъюнктиву виден сам гельминт.

При нахождении дирофилярии в глазу вокруг нее образуется гранулема, что вызывает развитие экзофтальма и диплопии. Поражение глаз приводит к ослаблению зрения. Человек способен увидеть мигрирующего паразита. Наблюдения показали, что его перемещения усиливается под воздействием тепла.

Дифиляриоз обычно носит хронический характер, с рецидивами, характеризующимися периодами вспышек и затихания заболевания. Если вовремя не заняться лечением, вероятны воспаления тканей, и возникновение абсцесса.

Симптомы внутреннего дирофиляриоза

При этой разновидности паразитом поражаются легкие. Личинка живет в левом желудочке сердца и легочных артериях, образуя при этом фиброзную капсулу. Обычно болезнь протекает бессимптомно, реже вызывает боль в груди, кашель и кашель с кровью.

Заболевание часто выявляется случайно, например, при рентгене грудной клетки (видны узелки размером 1-2 см) или при оперировании легких.

Диагностика дирофиляриоза у человека

Диагностика заболевания представляет определенную сложность, так как её симптоматика схожа со многими другими заболеваниями, поэтому врачами часто ставится ложный диагноз и своевременное лечение затягивается. Основными жалобами пациентов являются появление мигрирующих подкожных узлов, ощущения перемещения паразита.

Диагноз дирофиляриоза можно подтвердить, сдав следующие анализы:

• анализ крови;
• после удаления паразита хирургом, проводится его макроскопическое исследование;
• проведение исследования на наличие серологической реакции, позволяющей обнаружить антиген паразита;
• аппаратная диагностика (УЗИ узлов, рентгеновские исследования, эхокардиография и электрокардиография).

Кроме того, перед постановкой диагноза специалист проводит анализ условий проживания больного, времени года, его деятельности. Факторами риска являются наличие домашних и бездомных собак и кошек, комаров, выезд в лес, на рыбалку, на дачу или в сад.

Риск заболевания дирофиляриозом особенно увеличивается в период высокой активности комаров. В связи с чем важны профилактические меры, производимые санитарными службами по ликвидации насекомых на территории водоемов. Известно, что заболевание носит сезонный характер, поэтому основное количество заболевших фиксируется весной и летом. Пики заболеваемости приходятся на периоды июнь-июль и октябрь-ноябрь.

Диагностика дирофиляриоза у животных

Для профилактики заболевания домашним животным необходимо регулярно давать противоглистные препараты. Признаками заболевания паразитами служат различные высыпания, уплотнения, ранки, опухоли на коже.

Больше всего при поражении страдает сердечно-сосудистая система животного. Поведение его становится пассивным, теряется аппетит, отмечается температура, кашель. Собака может прихрамывать и страдать от судорог.

Лечение дирофиляриоза

Форма болезни диктует методы лечения. Обычно у человека паразитирует одна неполовозрелая особь. Основной метод избавления от паразита — хирургический. Чтобы исключить перемещение паразита применяют дитразин. Редко применяется терапия медикаментами с использованием ивермектина или диэтилкарбамазина. Дополнительно при лечении используются успокаивающие и антигистаминные лекарства, нестероидные противовоспалительные средства, глюкокортикостероиды.

При глазном дирофиляриозе основным методом лечения будет удаление гельминта с помощью операции и последующие назначение дезинфицирующих и противовоспалительных препаратов для глаз, иногда также прописываются капли дексаметазона для уменьшения воспаления. Обязательно назначаются антигистаминные средства.

Профилактика дирофиляриоза

В России 4-30% (в зависимости от географии их проживания) домашних и уличных собак являются хозяевами-переносчиками микрофилярий. Самый большой процент зараженных животных в Греции и Иране- 25-60%.

Профилактика заболевания включает в себя истребление комаров и ограничение контакта с ними животных и человека, своевременное выявление дирофилярий животных и их лечение, борьба с бродячими животными, противоглистная профилактика у домашних питомцев.

Так как очагами дирофиляриоза являются водоемы около жилых районов, очевидна эффективность мер, применяемых санитарными органами по борьбе с кровососущими насекомыми. К тому же необходима борьба с комарами в подвалах жилых домов, ведь здесь эти паразиты могут с комфортом обитать весь год. Из подвалов жилых домов комары и другие насекомые попадают по вентиляционной системе в квартиры.

В лесу и около водоемов необходимо использовать репелленты и защищать участки тела с помощью одежды. Животным кроме репеллентов могут быть одеты специальные ошейники. По возможности старайтесь отказаться от прогулок в вечернее и ночное время суток.

Человек сам в ответе за собственное здоровье, а также за здоровье своих детей, родных и близких, поэтому отправляясь в отпуск в теплые страны, будьте бдительны! Легче предотвратить болезнь, соблюдая профилактические меры, чем лечить ее последствия!

Источник