Черви-паразиты доводят рыб до депрессии

Группа доктора Шау с факультета экологии, эволюции и морской биологии Калифорнийского университета (США) выяснила, каким образом паразиты-трематоды вызывают аномальное поведение рыб, известных как «киллифиш». Оказалось, что умные паразиты с хирургической точностью поражают определенный участок головного мозга рыбы, препятствуя образованию сератонина и увеличивая синтез дофамина. Воздействие приводит к развитию у рыб «депрессии», беспокойства и тревоги, они начинают выпрыгивать из воды, не находя себе места в своей родной стихии, и поэтому становятся легкой добычей для птиц. Чего, собственно, и добиваются паразиты.

Трематоды -- паразиты из класса плоских червей. Их развитие происходит при участии двух промежуточных хозяев -- моллюсков и рыб. Взрослые трематоды паразитируют в кишечнике чаек, крачек, цапель и других рыбоядных птиц, где откладывают яйца, которые вместе с экскрементами птиц попадают в воду. Через некоторое время из яиц вылупляются микроскопические личинки, называемые мирацидиями.

Мирацидии проникают в первого промежуточного хозяина -- моллюска, где проходят несколько стадий развития. Затем личинки снова выходят в воду и через кожу попадают в рыбу -- второго промежуточного хозяина, где превращаются в метацеркарии, которые поражают различные органы и ткани рыбы. В том числе спинной и через него -- головной мозг. Окончательный хозяин -- рыбоядная птица -- заражается при поедании пораженной метацеркариями рыбы. В кишечнике птиц личинки превращаются в половозрелых червей, которые откладывают яйца, и весь цикл начинается сначала.

Кто такие киллифиш

Киллифиш -- морские рыбы из семейства карпозубых. Среди аквариумнистов эти рыбы настолько популярны, что существует даже Американская ассоциация любителей киллифиш. Встречаются они в морских и солоноватых водах Северной Америки. Название «киллифиш» происходит от голландского слова «kill», означающего «ручей». Таков был тип местности, где первые поселенцы голландских колоний в Средней Атлантике обнаружили множество морских форм карпозубых и назвали их на местном диалекте «киллифиш» или ручьевыми рыбами. Размеры этих рыб примерно 20 см. Самец, особенно во время нереста, очень красив -- все его тело покрыто яркими переливающимися голубыми, зелеными и золотистыми точками.

Правда, по словам доктора Шау, для него красоту рыбы портило знание того, что «популяция калифорнийской киллифиш, которая обитает в прибрежных эстуариях Калифорнийского залива, инфицирована почти полностью. В отличие от здоровых рыб инфицированные виды постоянно выныривают из воды и в 30 раз чаще поедаются птицами по сравнению со здоровыми».

Эксперимент по исследованию мозга рыб

Ученые отобрали 1524 не зараженных трематодами рыб килли (Fundulus parvipinnis) в Калифорнийском заливе в районе Санта-Барбары (США) в мае и июне 2005 года. Рыб поместили в 381 цистерну с морской водой и температурой 16-18°С. Два месяца рыб кормили как на убой, меняли воду раз в день и вообще ухаживали.

Затем половину рыб инфицировали трематодами.

Еще через четыре недели началась самая неприятная для рыб стадия эксперимента. Им вводили смертельную дозу яда, которая моментально останавливала все жизненные функции. Затем рыбам отрубали головы и замораживали их при температуре -70°С с помощью сухого льда (твердой двуокиси углерода). После замораживания делали ультратонкие поперечные срезы мозга толщиной 300 микрон.

Мозг некоторых рыб предварительно вводили в состояние стресса. Ученые хотели выяснить, влияет ли как-то специфически стресс на состояние зараженных паразитами рыб.

Чтобы «ввести» рыб в состояние стресса, их вылавливали из воды и держали в воздухе по пять секунд каждые 15 минут в течение часа. Ученые решили, что этого достаточно, чтобы вызвать стрессовую реакцию. Затем подготавливали образцы мозга для исследований уже описанным способом.

Также ученые фиксировали массу тела, половых желез, печени, отбирали образцы крови, чтобы оценить общее состояние рыб.

Что удалось узнать

Так как трематоды вызывают аномальное поведение рыб, ученые взялись за отделы головного мозга, которые отвечают за координацию движений и поведенческие реакции. Поэтому они изучали синтез сератонина и дофамина в таких отделах мозга, как гипоталамус, гипокамп, полосатое тело (стриатум) и часть продолговатого мозга, которая называется ядра шва.

В результате этого сложного эксперимента им удалось обнаружить много интересного.

Во-первых, выяснилось, где локализуются трематоды: оказалось, что 52% -- в стволе головного мозга, 41% -- в мозжечке и 18% -- в зрительных долях, и только 1% в конечном мозге. Образуется их там огромное количество – десятки и сотни личинок.

Во-вторых, трематоды влияют на работу нейротрансмиттеров определенного участка мозга -- ядер шва. Этот участок расположен в продолговатом мозге, который примыкает к спинному.

Личинки трематод выделяют определенное химическое вещество, действующее точно на нейроны ядер шва, блокирующее образование серотонина и стимулирующее синтез дофамина. Недостаток серотонина и избыток дофамина приводит к избыточному возбуждению, беспокойству, чувству тревоги -- аномальному поведению, которое и наблюдали ученые.

Авторы работы отмечают, что все остальные показатели работы жизненно важных органов были в норме -- масса тела, показатели крови, работа почек и печени. Эти показатели очень важны, так как хорошие результаты исключают гипотезу о возможном истощении организма в результате интоксикации. То есть реакции, которые наблюдаются у рыб, связаны только с повреждением головного мозга.

Трематоды опасны и для человека

Правда, опасны для человека лишь некоторые виды трематод – кошачья двуустка и двуустка виверы (Opisthorchis felineus и Opisthorchis viverrini). Они вызывают у людей описторхоз.

При описторхозе наряду с поражением желудочно-кишечного тракта (печени, желчного пузыря, поджелудочной железы), как указывает в своей книге «Паразитарные болезни человека: протозоозы и гельминтозы» профессор кафедры инфекционных болезней РГМУ, д. м. н. А. М. Бронштейн, при длительном и затяжном течении болезни возможно развитие депрессии, ипохондрии и гельминтофобии (боязни заразиться глистами, при том, что глистная инвазия диагностирована и пациент знает об этом).

Описторхоз развивается у человека при употреблении в пищу зараженной рыбы, не прошедшей достаточной термальной обработки.

Эта природноочаговая болезнь в России наиболее часто встречается у населения бассейнов Оби и Иртыша. Большой очаг распространения двуустки виверы находится в Юго-Восточной Азии. Особенно много случаев заражения описторхозом в Таиланде. Поэтому туристам, приезжающим в Таиланд, нельзя употреблять в пищу плохо прожаренную рыбу и суши.

Поражение человеческого головного мозга паразитами

Как сообщила корреспонденту Infox.ru врач-инфекционист ИКБ №1 Юлия Трубицина, «человек также подвержен воздействию паразитов, которые поражают его нервную систему. Негативное влияние связано с интоксикацией организма в результате инвазии паразита, развитием дефицита витаминов, белка, развитием астенического состояния. Прямое воздействие связано с попаданием паразитов в различные органы, в том числе в головной мозг.

Напрмер, цистицеркоз (поражение личинками свиного цепня) вызывает тяжелейшее поражение головного и спинного мозга. Заражение происходит при употреблении плохо прожаренного свиного мяса.

При токсокарозе происходит попадание цист токсокар с током крови в головной мозг человека, где цисты кальцинируются (покрываются слоем извести). Это приводит к серьезному поражению головного мозга, в том числе к развитию эпилепсии.

Такое заболевание как токсоплазмоз особенно опасно для беременных женщин, так как может вызвать тяжелое поражение головного мозга у плода при инфицировании во время беременности. В связи с этим всем беременным женщинам рекомендовано проходить обследование на токсоплазмоз в первом триместре. Если врачами установлено, что женщина не имеет иммунитета к данному заболеванию (отсутствуют антитела в крови) необходимо повторное исследование на токсоплазмоз во втором и третьем триместре беременности. Заражение токсоплазмозом происходит из-за употребления в пищу сырого фарша, плохо прожаренного мяса, сырой рыбы (суши), при недостаточно тщательном мытье рук после работы с землей на садовом участке, при контакте с животными, с кошками, особенно с котятами».