МЕХАНИЗМЫ ЗАЩИТЫ И АГРЕССИИ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ УСПЕШНОЕ ВОСПРИЯТИЕ, ТРАНСФОРМАЦИЮ И ПЕРЕДАЧУ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ БОЛЕЗНЕЙ КРОВОСОСУЩИМИ НАСЕКОМЫМИ

А.Н. Алексеев

Зоологический институт РАН, 199034, Санкт-Петербург, Россия;

e-mail: devana@HD1389.spb.edu

Сравнительно недавно понятия об иммунитете, определенном И. Мечниковым (1901) как «общая система явлений, благодаря которым организм может выдерживать нападение болезнетворных микробов», стали распространяться и на защитные механизмы членистоногих. Пионером в этой области следует считать Дункана (Duncan, 1926), который нашел бактерицидное вещество в пищеварительном канале насекомых и принял к сведению сделанное Флеммингом (Flemming, 1922, 1929) открытие о белковом веществе, обладающем бактерицидными свойствами, аналогичными яичному лизоциму. Это направление исследований было в дальнейшем успешно продолжено.

Siphonaptera. Опираясь на данные о чрезвычайно мощном бактерицидном эффекте содержимого кишечника блох, обезвреживающего перед успешным инфицированием одной особи блохи десятки тысяч микробных тел, единственное из которых способно убить мышь, мы еще в 60-х годах прошлого столетия пришли к выводу, что только присутствие обнаруженного нами лизоцима не может обеспечить столь мощный пресс отбора микроорганизмов, способных вызвать заражение даже специфичного хозяина (Алексеев, 1972). Действительно, в кишечнике кровососов (и не только их, но, например, и стрекоз также) были обнаружены специфические «защитные» белки – дефенсины. Блохи используют в качестве защитных механизмов от вульгарной микрофлоры не только лизоцим и дефенсины, но и свойства фрагментов гемоглобина прокормителей, обладающих антимикробным действием (Fogaca et al., 1999). Трансформация бациллярных форм чумных бактерий под влиянием бактерицидов в кокковые и закупорка ими преджелудка (блок) служит механизмом агрессии: невозможность насыщения приводит к необходимости повторных попыток кровососания и отрыву значительных масс возбудителя от блока, из которых лишь некоторые клетки оказываются способными к ретрансформации.

Anoplura. Защитные механизмы, присущие собственно человеческому паразиту – вши Pediculus humanus, равно как способности к трансформации (к изменениям не только формы, но и вирулентности) попавших в них риккетсий не изучались, однако механизмы агрессии, обеспечивающие успешную передачу возбудителей этими специфическими контаминаторами, хорошо известны. Богатый арсенал веществ антикоагулянтов и сосудорасширителей, выделяемых сложно устроенными и способными к многократному использованию слюнными железами, позволяющий вшам за считанные минуты насасывать полную порцию крови, сопровождается сильным раздражающим эффектом, вызывающим не только расчесы, «выгодные» для проникновения возбудителей болезней через поврежденную кожу, но и раздавливание вшей, источника микроорганизмов-контаминаторов.

Diptera. Отряд содержит ряд семейств с разнообразными представителями кровососов-переносчиков, а механизмы защиты от заражения и особенно от агрессии, обеспечивающей передачу возбудителей, весьма разнообразны. Комары Culicidae, переносчики арбовирусов, защищены от проникновения неспецифических вирусов как свойствами не проницаемой для них базальной мембраны кишечника, так и отсутствием рецепторов на мембранах кишечных клеток. В ряде случаев наблюдается своеобразный синергизм: при одновременном (или последовательном, но близком по времени) заражении вирусом и микрофиляриями последние, пробуравливая стенку кишечника, способствуют заражению арбовирусом гемоцеля и слюнных желез комара. Аналогичные процессы описаны у мокрецов (Cerathopogonidae), переносчиков вируса, возбудителя болезни «синего языка» скота. Проследить за трансформацией вирионов сложно, тем более что оно происходит на популяционном уровне, однако цикл развития вируса в переносчике, несомненно, имеет место и, возможно, он аналогичен тому, что происходит с вирусом клещевого энцефалита в клещах. Одним из механизмов агрессии, доказанном нами, является «эффект приглашения» – суммация силы сигнала растущим числом слетающихся на добычу (в нашем эксперименте – на человека) самок комаров (Алексеев и др., 1977). Вполне вероятно допустить, что у зараженных арбовирусами самок этот феномен более выражен, подобно тому, что наблюдается при заражении клещей вирусом клещевого энцефалита. Подавляющее большинство арбовирусов, наиболее опасных для человека, передается комарами родов Aedes и Culex. Существенными факторами агрессии, облегчающими передачу возбудителя, служат белки – вазодилататоры, свойственные Aedes и Culex. В слюнных железах Aedes присутствует антикоагулянт ингибитор фактора свертывания крови “Xa”, а также сосудорасширяющий тахикинин декапептид (сиалокинин). Эти особенности, вероятно, служат основой высокой эффективности передачи арбовирусов как зоонозного, так и смешанного, и более редкого чисто антропонозного типа. В организме комаров Aedes aegypti открыты ферменты, обладающие бактерицидным действием. Их гемоциты, оэноцитоиды продуцируют фенолоксидазу – фактор гуморальной защиты. Гемоциты выделяют фенилаланин-гидроксилазу дегидроптерин-редуктазу и дефенсин-пероксидазу. Последняя вместе с TGF-beta 1, транс-формирующим ростовым фактором у Anopheles stephensi, гомологом AS’60A – белком, продуцирующим оксид азота (NO), может служить и служит мощным фактором. Весьма вероятно, что TGF-beta 1 крови позвоночного может активироваться в комаров кишечнике и вызывать дополнительный защитный эффект. Таким образом, эти кровососущие двукрылые защищены от заражения и гибели от неспецифических для них патогенов.

Следовательно, специфичность переносчиков, как и их способность воспринимать, воспроизводить и передавать только определенные микроорганизмы, зависит от способности патогенов избегать действия защитных механизмов членистоногого-кровососа и антагонистического воздействия других, ранее попавших в потенциального переносчика паразитов (или комменсалов). Трансформация плазмодиев и стадийное развитие микрофилярий в организме кровососущих двукрылых переносчиков общеизвестны. Менее известно и хуже изучено влияние этих переносчиков на летные способности зараженных кровососов, хотя сам этот феномен нами уже был отмечен (Алексеев и др., 1984). Существенно, что проникновение спорозоитов в клетки слюнных желез комаров снижает продукцию фермента апиразы в 4-5 раз, что приводит к замедлению поглощения крови во столько же раз и к увеличению вероятности передачи плазмодиев позвоночному хозяину (Ribeiro, 2003). Факторами агрессивности передачи и манифестности проявлений болезни могут служить полезные и даже необходимые для паразита комменсалы. Например, риккетсии рода Wolbachia, мутуалисты передаваемых человеку комарами филярий, определяют их патогенность. Фермент слюны москитов Lutzomyia, моксадилан – один из самых мощных известных науке антикоагулянтов, а Totivirus, паразит лейшманий, обуславливает манифестность и тяжесть заболевания лейшманиозом в Южной Америке (Patterson et al., 2002). Восприимчивость москитов рода Phlebotomus только к определенным видам лейшманий и гибель «чужаков» – пример защитных реакций. Трансформация лейшманий из амастиготной формы в жгутиковую, их размножение и вызываемая ими блокада преджелудка (зоба) служат фактором агрессии, увеличивающим кратность попыток кровососания и вероятность передачи возбудителей.