Малярія - приклад паразитизму - екологія

Малярія спричинена ендопаразитом плазмодієм. Цей паразит, який дуже добре пристосований до людського організму, також використовує комара Anopheles як господаря. Малярія відома з теплих регіонів, в яких можна знайти (теплу) стоячу воду, яка пропонує комарам, які передають малярію, захищеним середовищем існування.

У своєму складному життєвому циклі Плазмодій використовує клітини печінки людини та еритроцити, а також тіло комара Anopheles як середовище проживання. На малюнку показано цикл розмноження плазмодію у відповідних господарях.

Малярія передається через кров’яний шрот комарів

Комарі вводять у свої жертви залозистий секрет, щоб зупинити згортання крові. За допомогою цього секрету залози Анофелес, наприклад, малярія передається під час їжі комара в крові.

Назва малярія походить від латинської мови і означає “погане повітря”. Вологий "поганий" повітря на болотах або стоячих теплих водах сприяє умовам життя комара Anopheles і, отже, поширенню паразита плазмодію.

Чотири патогени небезпечні для людини:

Плазмодій фальціпарум
Плазмодій vivax
Плазмодій овальний
Малярія плазмодію

Цикл зараження

Плазмодій - одноклітинний паразит. Він має клітинне ядро і проходить складний цикл розмноження.

Якщо інфікована самка комара Anopheles вкусить людину, передаються спорозоїти збудника малярії Plasmodium. Спорозоїти інфікують клітини печінки і переростають у шизонтів. Вони ростуть до тих пір, поки клітина печінки не розірветься і випустить мерозоїти. Після цього початкового розмноження в печінці паразит зазнає безстатевого розмноження. Отримані мерозоїти тепер викидаються в кров. У кров’яному руслі імунна система має можливість реагувати на зловмисників. Однак у той же час мають місце прояви малярії у вигляді нападів лихоманки тощо.

Плазмодій позбавлений реакції імунної системи, як тільки мерозоїти проникли в еритроцити. (Примітка: еритроцити не мають поверхневих білків, які розпізнаються імунною системою!) У подальшому циклі в еритроцитах відбувається перехід від шизонтів до гаметоцитів. Чоловічі та жіночі гаметоцити тепер переносяться назад до комара-хазяїна через кров’яний шрот Анофелеса.

У спорогенному циклі у комара Anopheles утворюються зиготи, які надалі переростають у спорозоїти. Потім вони можуть бути передані людям від Анофелеса.

Засіб - боротися з малярією

Важливим моментом у боротьбі з малярією є боротьба з комаром Anopheles! Якщо для плазмодію немає носія, малярія не поширюватиметься!

Дослідження в Індонезії описують, що води з великим ростом водоростей є ідеальним місцем для розмноження комарів-анаофелів. Використання водойми для вирощування риби і, як наслідок, зменшення росту водоростей також призвело до зменшення випадків малярії на досліджуваній території. З попередніх 33 хворих на малярію лише двоє залишились після перетворення води на рибництво.

Хвороба малярії

Малярія мучить хворого нападами лихоманки та помітним зниженням рівня цукру в крові. Це пов’язано з метаболічною активністю паразита. Чим вища кількість паразитів в організмі пацієнта, тим сильніше виражені симптоми. Еритроцити розчиняються. Селезінка, яка відповідає за розщеплення еритроцитів, пошкоджується (перевантажується), і анемія виникає внаслідок недостатньої кількості нових еритроцитів або імунних реакцій на цитокіни, що виділяються в результаті зараження паразитами.

Залежно від типу малярії виникають порушення кровообігу (злипання клітин крові) або постачання кисню. Виробництво нових еритроцитів припинилося (анемія). Їх руйнування призводить до високих показників виведення гемоглобіну нирками та сечею (темна сеча). Це може спричинити небезпечну ниркову недостатність. Нервова система також виявляє зміни внаслідок малярії: судоми, кома, порушення свідомості тощо.

поглиблення

Малярія - ідея для випускного в середній школі

Клінічна картина малярії добре вивчена. Він є крос-тематичним. Таким чином, можна поставити завдання з областей молекулярної біології, цитології, імунології, метаболізму, екології та еволюції.

Ось кілька думок та пропозицій щодо того, що можна запитати щодо малярії. Цей перелік не призначений як запам'ятовуючий матеріал і не є вичерпним. Це повинно послужити мотивацією для роботи над цією клінічною картиною над різними темами та погляду на малярію з точки зору різних дослідницьких областей.

Цитологія:

Типи клітин: бактерії проти одиничних клітин, що несуть ядро; клітини людини; різні типи клітин людини
Печінка/нирки/селезінка/еритроцити

Екологія:

Біотичні/абіотичні фактори зовнішнього середовища, що впливають на малярію (температура, щільність населення, вологість, загальний імунний статус)
Умови навколишнього середовища, які створюють хороші або менш хороші умови для Анофелеса
Екологічна ніша паразита.

Еволюція:

Розвиток малярії/серповидно-клітинної анемії
Розвиток різних типів малярії/штамів господаря
Відносини паразитів - Відносини паразитів та господарів

Імунологія:

Як імунна система реагує на зловмисників?
Чи є особливості з еритроцитами?

Метаболізм:

Метаболічні процеси в еритроцитах порівняно з "нормальним" метаболізмом клітин!
Рівень цукру в крові -> регуляція та зовнішній вплив

Імунологія не є частиною Вашого обстеження Abitur -> Ці питання не можуть виникати таким чином.

Метаболізм не є частиною вашого обстеження Abitur -> Ці питання не можуть виникати таким чином.

Еволюція не є частиною вашого письмового іспиту Abitur -> Ці питання не можуть виникати таким чином.

У 2015 році Нобелівську премію з медицини отримали дослідники Вільям К. Кемпбелл, Сатоші Емура та Ту Юю, які вивчали небезпечну хворобу малярії. Теми Нобелівської премії часто використовують як гачок для іспитів у середній школі.