"EKOLOGIA. JEJ ZWIĄZKI Z RÓŻNYMI DZIEDZINAMI WIEDZY."

RED. A. KURNATOWSKA, PWN, 2002

12

Alicja Kurnatowska

Rezerwuary

chorobotwórczych czynników biotycznych

w aerosferze, hydrosferze i litosferze

(wybrane fragmenty)

W biosferze wyróżnia się środowisko powietrzne (aerosfera), wodne (hydrosfera) i lądowe (litosfera). Homo sapiens i wiele gatunków zwierząt żyje na pograniczu aerosfery i litosfery. Środowisko, które stanowią istoty żywe dla innych organizmów, nazywa się ontosferą (ontohabitat, mikrohabitat).

Działające na ustroje żywe czynniki środowiska dzieli się na nieożywione (abiotyczne) i ożywione (biotyczne). W odniesieniu do populacji człowieka uwzględnia się też odrębnie czynniki technosfery i socjosfery; model środowiska człowieka (wg Kadłubowskiego 1982) zamieszczono na rycinie 12.1.

Ryc. 12.1. Model środowiska człowieka (wg Kadlubowskiego 1982)

b - biosfera, s — socjosfera, t — technosfera, H — populacja człowieka;

strzałki oznaczają wzajemne oddziaływanie populacji i środowiska

Części biosfery — naturalne środowisko życia (biotop, makrohabitat) wielu gatunków z różnych grup systematycznych — obejmują z medycznego punktu widzenia rezerwuary czynników biotycznych (zarazki) o dużym znaczeniu w etiologii chorób człowieka i zwierząt.

Źródłami zakażenia dla środowiskowych rezerwuarów we wszystkich częściach biosfery są nosiciele i ludzie chorzy, zakażeni lub zarażeni określonym wirusem, bakterią, grzybem, pierwotniakiem lub helmintem. Pojęcie „nosiciel” obejmuje taką osobę, u której przebieg zakażenia lub zarażenia jest bezobjawowy, jak również taką, u której nosicielstwo poprzedza wystąpienie objawów choroby (okres wylęgania) lub utrzymuje się po jej zakończeniu (okres zdrowienia).

Zarazki (termin stosowany w epidemiologii) dostają się do ustroju żywiciela (gospodarz) różnymi drogami, a mianowicie: drogą inhalacyjną, tj. wziewną (powietrzno-kropelkowa, powietrzno-pyłowa), pokarmową (per os), płciową (seksualna) oraz przez uszkodzoną błonę śluzową jamy ustnej, skórę lub rogówkę, spojówkę, zaś w szczególnych okolicznościach — w czasie zabiegów kateteryzacji, dializy otrzewnej lub operacji chirurgicznych — bezpośrednio do krwi i narządów wewnętrznych. Drogi bezpośrednie zakażeń (wirusy, bakterie) i zarażeń (grzyby, pasożyty) prowadzą do zetknięcia się czynnika etiologicznego choroby z wrażliwym osobnikiem (człowiek, zwierzę).

Wrota zakażenia lub inwazji, tj. wnikanie drobnoustrojów lub postaci inwazyjnych pasożytów do ustroju człowieka stanowią otwory naturalne: jamy nosa, jama ustna, Ujście zewnętrzne cewki moczowej, pochwa, rectum; w warunkach szpitalnych mogą to być kaniule żylne (wenflon) do wielokrotnego podawania leków drogą dożylną, różnego rodzaju dreny itp.

Transmisja międzyosobnicza obejmuje kolejno następujące procesy: uwalniania z ustroju żywiciela zarazka, jego rozmnażania lub tylko przeżywania w środowisku zewnętrznym, przenoszenia i penetracji w nowym żywicielu. Krążenie zarazka we krwi lub innych płynach ustrojowych żywiciela (transmisja wewnątrzosobnicza), w zależności od rozpoznanego czynnika etiologicznego choroby, nazywa się wirusemią (wiremia), bakteriemią, fungemią lub parazytemią.

Uwalnianie zarazków z ustroju żywiciela odbywa się wraz z jego wydzielinami i wydalinami, a w szczególnych przypadkach uczestniczy w tym przenosiciel, np. owad. W niektórych infekcjach zarazki przenoszą się do ustroju nowego żywiciela bezpośrednio ze skóry lub błon śluzowych — po przedniego.

Aerosfera

W aerosferze drobnoustroje lub postacie rozwojowe pasożytów, wydalane z układu oddechowego podczas kichania lub kaszlu, rozpraszają się wraz z wydzieliną w postaci małych (< 100 μm) lub dużych (> 100 μm) kropelek (zakażenie kropelkowe lub per os) osiadających (sedymentacja) lub przenoszonych z udziałem cząstek stałych (pyły) i tzw. jądra kropelkowego na odległość do 3 m od osobnika chorego. Tę drogę transmisji zarazka określa się zwykle jako bezpośrednią. Należy także brać pod uwagę drogę zakażenia lub zarażenia pośrednią, zwłaszcza w dużych aglomeracjach miejskich, gdy zarazki, wcześniej ulegające sedymentacji, np. zarodniki grzybów z Aspergillaceae (kropidlakowate) lub cysty Acanthamoeba (pełzak z „grupy Lirnax”) unoszą się na wysokości ponad 1,5 m w wyniku powstających prądów powietrznych lub „szlifowania chodników” przez pieszych. Prawdopodobnie w ten sam sposób unoszone na cząsteczkach pyłów niektóre wirusy lub bakterie oraz grzyby pleśniakowate (Mucoraceae) i drożdżopodobne (Cryptococcaceae) mogą być wdychane przez następnego żywiciela.

Ważnymi czynnikami etiologicznymi chorób przenoszonymi w aerosferze są wirusy, np. grypy (Orthomyxoyiridae), należące do RNA wirusów, cechujących się ogromną zmiennością antygenową, zwłaszcza wirusy typu A (u ludzi typy A, B, C), wywołujące nie tylko ostre zakażenia układu oddechowego, lecz także zakażenia uogólnione (wiremia), obejmujące różne narządy.

Wśród innych wywołujących powszechnie znane choroby przenoszone drogą kropelkową są m.in. RNA-wirusy: różyczki (Rubivirus), odry (Morbilli virus), świnki (Paramyxovirus) oraz bakterie: Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, odpowiedzialne za zapalenia płuc, a także grzyby: blastospory Candida lub Cryptococcus, konidia Penicilliurn i Aspergillus, identyfikowane w grzybicach narządowych.

W środowisku zewnętrznym w temperaturze 0°C wirusy zachowują swoje właściwości przez wiele miesięcy. W chłodniach (ok. 4°C) lub zamrażarkach używanych do przechowywania żywności (ok. —20°C) większość wirusów chorobotwórczych dla człowieka nie traci swej zakaźności jeszcze po 4-6 miesiącach.

W warunkach laboratoryjnych po nagłym zamrożeniu w temp. — 70°C lub w — 196°C w płynnym azocie przechowuje się je dla tworzenia banków szczepów, gdyż w tak niskiej temperaturze wirusy mogą zachować zjadliwość dla człowieka i zwierząt przez wiele lat.

W temperaturze pokojowej nie tracą zakaźności przez wiele godzin lub dni, chociaż wysychanie w tych warunkach prowadzi do szybkiej jej utraty. Liofilizacja natomiast nie niszczy właściwości antygenowych wirusów, co wykorzystuje się w produkcji szczepionek przeciwko ospie, różyczce, odrze, śwince i wściekliźnie.

Działanie temperatury podwyższonej (60-100°C) sprzyja niszczeniu wirusów, chociaż niektóre z nich, np. wirus zapalenia wątroby B, zachowują w temperaturze 60°C swoje właściwości przez kilkanaście godzin, zaś w temperaturze wrzenia wody ulegają inaktywacji dopiero po 30 min.

Wśród transmitowanych drogą inhalacyjną wirusów na specjalną uwagę zasługuje wirus Epsteina—Barra (Herpes simplex typ 4). Działanie wirusa HSV 4 zależy od czynników środowiska składających się na klimat. Ten sam wirus w różnych obszarach geograficznych wywołuje inną chorobę: w Afryce strefy subtropikalnej i tropikalnej u dzieci murzyńskich powoduje chłoniaka Burkitta, w strefie umiarkowanej wschodniej i zachodniej półkuli, również w Polsce, wywołuje mononukleozę zakaźną, a w rejonie Pacyfiku — raka jamy nosowo-gardłowej, zwłaszcza u ludzi rasy żółtej. Prawdopodobnie istnieją uwarunkowania genetyczne różnic wrażliwości limfocytów B na obecność tego wirusa w populacji Homo sapiens różnych odmian, zajmujących te same tereny.

Bakterie chorobotwórcze dostające się do ustroju żywiciela cechują się zdolnościami adhezji (adherencja), czyli przylegania do odpowiednich komórek makroorganizmu. Większość bakterii osiedla się na powierzchni błon śluzowych narządów układu oddechowego lub pokarmowego, wykorzystując receptory komplementarne do adhezyn własnych. Na ogół jest to proces obejmujący określony gatunek mikroorganizmu i makroorganizmu.

Niektóre bakterie w ustroju żywiciela, pasożytując wewnątrzkomórkowo, np. pałeczka duru brzusznego (Salmonella typhi) lub pałeczka dżumy (Yersinia pestis) wnikają do makrofagów i innych komórek utkania limfatycznego błony śluzowej przewodu pokarmowego lub dróg oddechowych.

Wśród wielu bakterii rozpoznawanych w transmisjach środowiskowych ważne miejsce zajmują Gram-dodatnie ziarenkowce, gronkowce (Staphylococcus) i paciorkowce (Streptococcus). W aerosferze przenoszą się od żywiciela do żywiciela drogą inhalacyjną na cząstkach gleby lub pyłu, w kontaktach bezpośrednich lub przez zainfestowane nimi przedmioty. Dostając się przez jamy nosa lub jamę ustną, mogą wywierać działanie chorobo- twórcze miejscowe lub poprzez egzotoksyny ogólnoustrojowe, jak np. gronkowiec złocisty (S. aureus). Rezerwuary S. aureus, poza zakażonym człowiekiem, znajdują się w ontocenozach narządowych licznych gatunków zwierząt (pies, kot, bydło, świnia i in.).

Niedawno zwrócono uwagę na wziewne zakażenia, występujące na całym świecie, Gram-ujemnymi pałeczkami tlenowymi z rodzaju Legionella (obecnie wyróżnia się 22 gatunki), opisane po raz pierwszy podczas epidemii zapaleń płuc wśród uczestników Zjazdu Kombatantów (Legion Amerykański) w Filadelfii w roku 1976. Dalsze epidemie spostrzegano wśród osób wspólnie przebywających w hotelach, w szpitalach lub halach produkcyjnych; nie stwierdzono zakażeń bezpośrednich człowiek — człowiek. Rezerwuarem zarazka, oprócz wilgotnej gleby i wody, okazały się zbiorniki urządzeń klimatyzacyjnych nawiewnych, a także nebulizatory i przemysłowe skraplacze pary.

Spośród zarazków dostających się do ustroju człowieka drogą inhalacyjną szczególne miejsce zajmują prątki kwasooporne (Mycobacteriaceae) z rodzaju Mycobacterium, np. M. tuberculosis i M. bovis, wywołujące gruźlicę (płuc, sercowo-naczyniową, opon mózgowych i mózgu, kości i stawów, układu moczowego i narządów płciowych, skóry).

Ludzie chorzy, wydalając prątki do aerosfery — nie tylko podczas kaszlu lub rozmowy, lecz także w czasie oddychania — stanowią istotne zagrożenie dla otoczenia. Prątki zachowują żywotność w zaschniętych grudkach plwociny od. kilku do kilkunastu miesięcy, w książkach nawet do 20 lat. Prątkami gruźlicy można zarazić się również drogą pokarmową lub przez uszkodzoną skórę.

Tą samą drogą postępuje zakażenie w obrębie narządów układu oddechowego Mycoplasma pneumoniae, ostatnio szerzące się epidemicznie na całym świecie. Nie wiadomo jeszcze, czy możliwe jest tworzenie się rezerwuarów tego zarazka w środowisku zewnętrznym. Udowodniono natomiast, że zakażenie Chlamydia psittaci następuje przez wdychanie bezpośrednie lub na cząstkach pyłów chlamydii pochodzących od ptaków (ornitoza), zwłaszcza często od papug, gołębi, kaczek i indyków. Podobnie przedstawia się zakażenie bakteriami z unoszącymi się w powietrzu cząstkami gleby. Człowiek zakaża się promieniowcami rodzaju Nocardia lub Actinomyces nierzadko osiadającymi na roślinach i produktach żywnościowych, a więc dostających się też do ustroju człowieka per os.

Wśród rozpowszechnionych w aerosferze zarodników grzybów mogą być również zarodniki wywołujące grzybice, zwłaszcza układu oddechowego lub odpowiedzialne za stany astmatyczne. W Środkowej Europie największe znaczenie epidemiologiczne mają grzyby należące do pleśniakowatych (Mucoraceae), kropidlakowatych (Aspergillaceae) i drożdżopodobnych (Cryptococcaceae). Wdychane zarodniki z jam nosa często dostają się do zatok przynosowych (szczękowe, sitowe), wywołując w nich zmiany zapalne lub rozrostowe, osiadają na powierzchni krtani lub przy głębokim wdechu przenoszą się z powietrzem do dolnych dróg oddechowych i płuc (zapalenie płuc, oskrzeli lub opłucnej, grzybniaki i in.); w części przypadków rozwija się postać uczuleniowa, zwykle związana z inwazją Aspergillus fumigatus. Trzeba jednak pamiętać, że w aerosferze wykrywa się również grzyby (np. rodzaju Alternaria, Cladosporium), które mogą u ludzi prowokować natychmiastowe reakcje alergiczne i objawy astmy oskrzelowej (astma atopowa). Wśród innych czynników biotycznych podobne reakcje wyzwalają alergeny roztoczy, np. Dermatophagoides pteronyssinus — w kurzu domowym, rozkruszki Acarus siro i A. farris — w produktach żywnościowych, alergeny sierści i naskórka zwierząt domowych oraz pyłków traw i drzew, a także inne, wiążące się np. z narażeniem zawodowym.

Drogą inhalacyjną do kolejnego żywiciela mogą dostawać się postacie inwazyjne pasożytów wydalanych tą samą drogą lub opuszczających wcześniejszego żywiciela inną (np. per rectum). Z plwociną — być może nie tylko człowieka, lecz też ze śliną niektórych zwierząt (np. gryzonie, pies, kot, świnia) — trafiają do aerosfery postacie cyst pierwotniaka Pneumocystis carinii, które mogą być wydalane do środowiska również z kałem po połknięciu ich z treścią odkrztuszoną z oskrzeli. Jaja owsika Enterobius vermicularis składane przez samice w okolicy odbytu (inwazyjne już po 4-6 h) wysychając na pościeli i sprzętach domowych, opadają na podłogę zachowując inwazyjność przez kilka tygodni, łatwo unoszą się z pyłem i następnie wnikają z powietrzem wdychanym do tego samego lub innego żywiciela. Podobnie może przebiegać zarażenie cystami pierwotniaków pasożytujących w przewodzie pokarmowym, np. Giardia, Cryptosporidiuni, Sarcocystis, Isospora, Entamoeba, infestujących z cząstkami kału przedmioty codziennego użytku, zwłaszcza w skupiskach dziecięcych. Zarażenie Toxoplasma gondii może również wiązać się z oocystami „rozsiewanymi” z kałem kota i wdychanymi przez jamy nosa. Ze zrozumiałych względów — z wyjątkiem cyst P. carinii inne wspomniane postacie inwazyjne mogą dostać się do ustroju następnego żywiciela również drogą pokarmową (per os).

Gromadzenie się (osiadanie, sedymentacja) postaci inwazyjnych pasożytów w najbliższym otoczeniu człowieka, m.in. na sprzętach domowych, przedmiotach codziennego użytku, podłogach pomieszczeń mieszkalnych, często też gospodarczych (np. u ogrodników, rolników) stwarza możliwość transmisji ich z populacji ludzkiej na populacje odpowiednich gatunków zwierząt hodowlanych i dzikich, np. Toxopłasma gondii wywołująca toksoplaz mozę.

Aerosfera zajmowana jest przez liczne gatunki pajęczaków (Arachnida) i owadów (Insecta), z których wiele odgrywa rolę pasożytów zewnętrznych człowieka oraz rezerwuarów lub przenosicieli biologicznych i mechanicznych chorobotwórczych wirusów, bakterii, grzybów, a także — żywicieli ostatecznych lub pośrednich pasożytów zwierząt należących do innych grup systematycznych.

Kleszcze z obrzeżkowatych (Argasidae), charakterystyczne dla gołębników i kurników, mogą zasiedlać nowe bloki (np. Argas persicus w Łodzi) stwarzając bezpośrednie zagrożenie dla ich mieszkańców; ukłucia powodują zmiany skóry (świąd, ból, obrzęk, zaczerwienienie, ogniska martwicy), mogą przenosić też wirusy kleszczowego zapalenia mózgu, pałeczki durów rzekomych i in.

Kleszcze z Ixodidae, zajmujące otwarte przestrzenie, cieniste lasy graniczące z łąkami lub zbiornikami wodnymi, np. Ixodes ricinus (kleszcz pastwiskowy), I. persulcatus (kleszcz tajgowy) oraz Dermacentor reticulatus (kleszcz łąkowy), wykrywa się także na psach i ich właścicielach oraz w ich mieszkaniach. Stanowią one istotne zagrożenie dla populacji ludzkiej, przenoszą bowiem wirusy kleszczowego zapalenia mózgu (encephalitis ixodica).

Zagrożeniem dla człowieka są również krętki z rodzaju Borrelia, zwłaszcza B. burgdorferi, przenoszona przez Ixodes danrniini i I. ricinus — wywołująca w miejscu ukąszenia kleszcza zmianę pierwotną skóry w postaci rumienia przewlekłego wędrującego (erythema chronicuni migrans), a następnie tzw. chorobę z Lyme (objawy wielonarządowe). Boreliozy należą obecnie także do chorób o wzrastającej częstości, zwłaszcza w regionach o dużym rozprzestrzenieniu kleszczy z rodzaju Ixodes.

Udowodniono, że kleszcze mogą przenosić pałeczki tularemii (Francisella tularensis) oraz drobnoustroje zaliczane do kilku gatunków o różnym rozmieszczeniu geograficznym. Pałeczki z rodzaju Rickettsia wywołują, tzw. gorączki plamiste (np. gorączka śródziemnomorska, gorączka Q). Inne gatunki rodzaju Ricketisia, zwłaszcza R. prowazekii odpowiedzialna u ludzi za dur plamisty epidemiczny, są przenoszone przez wesz ludzką (Pediculus humanus). Rezerwuarami tych drobnoustrojów, oprócz człowieka, kleszczy i niektórych owadów, są zakażone zwierzęta, zwykle ssaki (gryzonie, psy).

W wielu rejonach Afryki, Azji, Ameryki Południowej i Środkowej, a także w Europie południowej rozpowszechnione tam moskity, pijące krew człowieka, ssaków domowych i wolno żyjących oraz ptaków, odgrywają ważną rolę epidemiologiczną. Moskity rodzaju Phlebotomus, kłujące człowieka, wywołują miejscowe zmiany skóry (zaczerwienienie, obrzęk, ból i in.), Są przenosicielami i rezerwuarami niektórych wirusów, pierwotniaków rodzaju Leishmania (L. tropica wywołuje zmiany skóry = leishmaniosis cutis, L. donovani chorobę „kala azar” = leishmaniosis visceralis).

Spośród much (Muscidae) największe znaczenie epidemiologiczne ma gatunek kosmopolityczny Musca domestica (mucha domowa). Przenosi ona mechanicznie (na włoskach oskórka, na narządzie gębowym lub przylgach) pałeczki z rodzajów Salmonella, Shigella, Yersinia, Klebsiella, Escherichia oraz przecinkowce — Vibrio, zarodniki grzybów Candida lub Geotrichum, cysty pierwotniaków (Giardia lub Entamoeba) oraz jaja helmintów. Zarazki te mogą być również połknięte przez muchę z pożywieniem i wydalone z kałem na środki spożywcze. W szczególnych okolicznościach larwy M. domestica pasożytują w ranach lub obok otworów naturalnych u ludzi.

W Afryce natomiast żyją Głossina palpalis (mucha tse-tse), G. tachinoides oraz gatunki pokrewne, odgrywające zasadniczą rolę w rozwoju wiciowców (świdrowce) pasożytujących we krwi, chłonce i płynie mózgowo-rdzeniowym. Pierwotniaki z rodzaju Trypanosoma wywołują śpiączkę afrykańską (trypanosomosis). Ważną rolę epidemiologiczną odgrywają zwłaszcza T. brucei gambiense i T. brucei rhodesiense. Poza człowiekiem ogromnym rezerwuarem tych świdrowców, z którego korzystają owady, są zarażone antylopy, świnie, bydło, owce i kozy. Postać trypomastigota pobrana przez muchę z krwią człowieka lub zwierzęcia przechodzi u owada w postać epimastigota, a następnie (po wielu podziałach) w inwazyjną postać trypomastigota (metacykliczna).

W Ameryce Południowej i Środkowej pasożytem człowieka i niektórych zwierząt (małpy, koty, psy, szczury oraz pancerniki) jest T. cruzi, wywołująca chorobę Chagasa. Postać trypomastigota dostaje się do organizmu człowieka i innych ssaków przez uszkodzoną skórę, spojówkę oka lub błonę śluzową jamy ustnej z kałem lub wymiocinami pluskwiaków z rodzajów Rhodnius, Triatoma i Panstrongylus.

Hydrosfera

Woda zanieczyszczona fekaliami ludzkimi i zwierzęcymi (bezpośrednio) lub przez ścieki gospodarcze i miejskie (pośrednio) może być źródłem epidemicznych zakażeń wirusowych.

Wirusy wykrywane w wodach, często identyfikowane jako wirusy jelitowe (enterowirusy), wywołują u ludzi i różnych gatunków zwierząt zespoły chorobowe, związane z przewodem pokarmowym, ośrodkowym układem nerwowym, układem oddechowym, skórą i innymi narządami.

W raportach ekspertów WHO mianem wirusy jelitowe, określa się takie wirusy, które mają zdolność namnażania (replikacja) w odpowiednich komór kach przewodu pokarmowego i są w dużych ilościach wydalane z kałem do ścieków.

Większość wirusów jelitowych należy do rodziny Picornaviridae i do rodzaju Enterovirus, obejmującego poliowirusy, wirusy Coxackie A i B, wirusa hepatitis A i in.

Wirusy polio, wywołujące u ludzi poliomyelitis (choroba Heinego i Medina), zajmują ośrodkowy układ nerwowy i opony mózgowe, nerwy czaszkowe oraz rdzeń kręgowy (porażenie mięśni kończyn, mięśni oddechowych i in.). Przed wprowadzeniem obowiązkowych szczepień dzieci na początku lat sześćdziesiątych w Polsce stwierdzano rocznie kilka tysięcy nowych zachorowań. Obecnie wykrywa się nieliczne przypadki choroby Heinego i Medina, o znacznie lżejszym przebiegu klinicznym. W wielu krajach Świata zakażenia wirusami polio nadal stanowią poważny problem epidemiologiczny i lekarski.

Inne wirusy z rodziny Picornayiridae, wywołują gastroenteritis (zaburzenia żołądkowo-jelitowe), zapalenia wątroby i trzustki, zaś niektóre także objawy porażenne, tzw. aseptyczne zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych lub zapalenie mięśnia sercowego, osierdzia, płuc i in.

Podobną rolę chorobotwórczą odgrywają wirusy zaliczane do rodzaju Reovirus lub Rotavirus (Reoiridae), a także — wirusy Norwalk (o nieustalonym stanowisku systematycznym). Mogą być one czynnikami etiologicznymi gastroenteritis u osób w różnym wieku oraz epidemicznych biegunek o wysokiej śmiertelności u małych dzieci, zwłaszcza niedożywionych.

Nie u każdego zakażonego człowieka wirusy jelitowe powodują rozwinięcie się choroby; u niektórych ludzi mogą to być infekcje bezobjawowe. Osoby zarażone wydalają z kałem ogromne liczby zjadliwych cząstek wirusowych. W okresie namnażania się wirusów jelitowych w przewodzie pokarmowym w 1 g kału osoby zakażonej znajduje się 10² - 10¹⁰ aktywnych ich cząstek. Teoretycznie jedna aktywna cząstka wirusa może spowodować rozwój choroby. Obecność jej w 20 litrach wody sieci miejskiej w ok. milionowej aglomeracji pozwala na prognozowanie, iż w ciągu doby może ulec zakażeniu aż 50 tys. osób (dane WHO).

Wirusy jelitowe dostają się do ustroju człowieka i zwierząt drogą pokarmową, z wodą do picia, stosowaną do przygotowywania posiłków lub w przemyśle spożywczym. Możliwe jest także zakażanie się per os podczas kąpieli w wodzie basenów, jezior i przybrzeżnej strefy morskiej zanieczyszczonej wirusami, a także przez bezpośrednie zainfekowanie skóry lub błon śluzowych jam nosa, gardła oraz spojówek i ucha zewnętrznego. W tych przypadkach występują zmiany skóry, górnych dróg oddechowych itd., lecz mogą rozwijać się także ciężkie infekcje uogólnione (wiremia).

W ściekach gromadzą się ogromne ilości cząstek wirusów pochodzenia jelitowego, które w zależności od oddziałujących tam czynników abiotycznych (fizyczne, chemiczne) i biotycznych zachowują wirulencję od kilku dni do kilku miesięcy. Duży wpływ na wirulencję mają też pory roku, sytuacja epidemiologiczna i liczebność populacji ludzkiej odprowadzającej ścieki.

Wirusy jelitowe przedostają się do wód głównie ze ściekami surowymi, a także — oczyszczanymi metodami, które nie mogą zagwarantować całkowitej ich eliminacji. Obok wirusów jelitowych w wodzie i ściekach wykrywa się inne wirusy chorobotwórcze oraz wirusy bakteryjne (bakteriofagi). Mimo wieloletnich badań, stymulowanych przez WHO, przeprowadzanych na różnych kontynentach, nie udało się ujednolicić zaleceń epidemiologów dotyczących ochrony wód przed zanieczyszczeniami wirusami.

Bakterie potencjalnie chorobotwórcze wykrywane w wodach należą do rodzin Enterobacteriaceae, Vibrionaceae i Pseudomonadaceae. Bakterie te mogą być czynnikami etiologicznymi wielu chorób człowieka i zwierząt z jego otoczenia. Głównym ich siedliskiem u człowieka jest przewód pokarmowy.

Szczególną rolę odgrywa Escherichia coli (pałeczka okrężnicy), którą uznano za bakterię wskaźnikową.

Gęstość populacji E. coli w wodzie określa stopień przydatności wody do spożycia. Oceniając tzw. wskaźnik coli (liczba bakterii grupy coli w 100 ml wody) oraz miano coli lub miano coli typu kałowego (najmniejsza objętość wody zawierająca przynajmniej 1 komórkę bakteryjną grupy coli lub bakterii grupy coli typu kałowego), uwzględnia się poza pałeczką okrężnicy blisko spokrewnione z nią inne pałeczki jelitowe tworzące razem grupę coli.

Różnicując dalsze wykrywane w wodzie pałeczki jelitowe, bierze się pod uwagę przede wszystkim gatunki z rodzajów Shigella, Salmonella, Yersinia i Vibrio, wywołujące epidemie, np. czerwonki bakteryjnej (Shigella), duru brzusznego (Salmonella) i cholery (Vibrio). Salmonellozy o różnym przebiegu klinicznym, nie zawsze rozpoznawane jako dur brzuszny, od kilku lat stanowią w naszym kraju istotne zagrożenie w okresie wiosenno-letnim, natomiast cholera w Polsce, podobnie jak w innych krajach Europy, jest rzadko rozpoznawana.

Spośród pierwotniaków chorobotwórczych najsilniej ze środowiskiem wodnym związane są pełzaki z rodzajów Acanthanioeba i Naegleria.

Opisano ponad 150 inwazji ośrodkowego układu nerwowego wywołanego przez N. fowleri u ludzi w Czechosłowacji, Belgii, Wielkiej Brytanii, USA, Nowej Zelandii, Indiach, Japonii, Korei, Krajach Ameryki Południowej. Przebiegały one jako ostre pierwotne pełzakowe zapalenie mózgu i opon mózgowych (meningoencephalitis amoebica primaria). Do inwazji dochodziło podczas kąpie li w jeziorach lub basenach przez jamę nosowo-gardłową, kość sitową, wzdłuż nerwów wzrokowych do ośrodkowego układu nerwowego.

Podobne właściwości chorobotwórcze przypisuje się gatunkowi Acanthamoeba castellanii, opisanemu w przypadkach śmiertelnych inwazji płuc i ośrodkowego układu nerwowego u ludzi w Japonii, Peru, Korei i USA rozpoznawanych jako przewlekłe ziarniniakowe zapalenie mózgu (meningoencephalitis amoebica granulomatosa).

Największe znaczenie medyczne mają inwazje przywr rodzaju Schistosoma, bowiem w krajach Bliskiego i Dalekiego Wschodu, Ameryce Południowej oraz Afryce, schistosomosis jest chorobą o znaczeniu społecznym. W niektórych rejonach Egiptu choruje 70% populacji.

Spośród tasiemców, ściśle związany z hydrosferą jest Diphyllobothrium latum (bruzdogłowiec szeroki). Występuje u ludzi głównie na półkuli północnej wokół największych zbiorników wodnych Islandii, Grenlandii, Kanady, Alaski i Syberii. Opisywany jest też w niektórych krajach Europy, m.in. w Polsce, a najczęściej w Finlandii. Difylobotrioza (diphyllobothriosis) bywa ciężką chorobą przewodu pokarmowego, połączoną z niedokrwistością megaloblastyczną.

Kosmopolityczne tasiemce Taenia saginata (tasiemiec nieuzbrojony) i Taenia solium (tasiemiec uzbrojony) występują w krajach Afryki, Azji i Ameryki Południowej częściej niż w Europie. W części przypadków jaja T solium dostają się do przewodu pokarmowego człowieka, a uwolnione larwy wędrują z krwią do mięśni lub/i ośrodkowego układu nerwowego, gdzie wykształca się wągier. Rozpoznaje się wtedy często śmiertelną wągrzycę (cysticercosis) w odróżnieniu od tasiemczycy (taeniosis), gdy tasiemiec uzbrojony pasożytuje wyłącznie w przewodzie pokarmowym, a człowiek jest jego żywicielem ostatecznym.

Do ścieków przedostają się zapłodnione jaja kosmopolitycznych nicieni, z rodzaju Ascaris i Toxocara. Na świecie zarażonych glistą jest ok. miliarda osób i w wielu krajach glistnica (ascariosis) ma charakter choroby o znaczeniu społecznym.

Litosfera

Gleba, podobnie jak woda, zanieczyszczona ściekami lub bezpośrednio fekaliami ludzkimi i zwierzęcymi, staje się rezerwuarem przede wszystkim mikroflory i postaci rozwojowych pasożytów przewodu pokarmowego.

W glebie wirusy jelitowe mogą przetrwać, w zależności od warunków (pH, wilgotność, temperatura, stężenie i rodzaj soli nieorganicznych oraz substancji organicznych itd.), przez kilkanaście do ponad stu dni; w glebach ilastych wirusy poliomyelitis wykrywano do 170 dni od infestacji. Na powierzchni warzyw — te same wirusy oraz wirusy Coxackie — wykazywano jeszcze po 2 miesiącach przechowywania w chłodni.

Stale siedliska w glebie zajmują tworzące przetrwalniki laseczki (Gram-dodatnie, tworzące przetrwalniki) z rodzajów Bacillus (laseczki tlenowe) i Clostridium (laseczki beztlenowe), które mogą występować też w aerosferze i hydrosferze. Bezwzględnie chorobotwórcze są dla człowieka B. anthracis (laseczka wąglika) i B. cereus (laseczka woskowa). W zależności od wrót zakażenia wąglikiem choroba u człowieka przebiega jako postać skórna, zapalenie płuc lub jelita cienkiego, zaś infekcja laseczką woskową ma charakter zatrucia pokarmowego (toksyny). Spośród laeczek beztlenowych w glebie zanieczyszczonej kałem konia bytują przetrwalniki Clostridium tetani (laseczka tężca), C. perfringens (laseczka zgorzeli gazowej i obrzęku złośliwego) oraz gatunków pokrewnych. Laseczki te wytwarzają w ustroju żywiciela toksyny o różnym działaniu. Nawet w drobnych ranach przetrwalniki laseczki tężca wytwarzają postacie wegetatywne, które wydzielają egzotoksynę (tetanospazmina) — przenoszącą się z krwią i chłonką — wykazującą specjalne powinowactwo do wybranych struktur tkanki nerwowej. W obrazie klinicznym tężca dominują objawy z ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego, połączone z nadmiernym napięciem mięśni twarzy, szyi i karku, tułowia, brzucha i kończyn dolnych. W badaniach sanitarnych gleby wykorzystuje się C. perfringens jako bakterię wskaźnikową.

Do ściśle związanych z litosferą grzybów chorobotwórczych dla człowieka i wielu zwierząt zalicza się rodzaje Trichophyton i Microsporum. Grzyby te określa się jako geofilne. Pasożytując na włosach i zrogowaciałych komórkach naskórka, keratynofilne (keratynolityczne) grzyby dostają się wraz z nimi do ziemi, gdzie niektóre z nich wytwarzają na włosach tzw. narządy perforacyjne, których nie tworzą w innych warunkach. W ziemi zachowują zdolność inwazji w stosunku do człowieka przez miesiące, a nawet lata. Znane są przypadki zarażeń omawianymi grzybami robotników ziemnych, np. zatrudnionych przy wymianie rurociągów wodnych.

Do grzybów rozpowszechnionych w litosferze należy również Cryptococcus neoformans. Gatunek ten rozwija się łatwo w naszym klimacie, głównie w okresie jesiennym, w wydalinach gołębi i prawdopodobnie innych ptaków, a także w glebie zanieczyszczonej tymi wydalinami. Cryptococcus występuje w postaci komórek wegetatywnych z grubą otoczką wielocukrową, wytwarzających pojedyncze blastospory. W ustroju człowieka łatwo dostaje się do komórek fagocytujących. Wywołuje kryptokokozy narządowe (skóra i tkanka podskórna, narządy układu oddechowego, gałka oczna, przewód pokarmowy, stawy — głównie kolanowe, ośrodkowy układ nerwowy) lub uogólnione (fungemia), często prowadzące do śmierci.

Spośród helmintów, poprzez zanieczyszczoną kałem psa ziemię lub bezpośrednio z sierści zwierzęcia, człowiek może się zarazić tasiemcami Echinococcus granulosus (tasiemiec bąblowcowy) i Taenia multiceps (tasiemiec kręćkowy). E. granulosus powoduje u człowieka bąblowicę (hydatidozę), a T. multiceps cenurozę. Tasiemce te pasożytują u człowieka (głównie u hodowców owiec, kóz) w postaciach larwalnych, często lokalizują cych się w mózgowiu.

W glebie występują często postacie inwazyjne pasożytów należących do obleńców: A. lunibricoides, Toxocara canis i T. cati, Ancylostoma duodenale Necator arnericanus. Obecnie ocenia się, że Ancylostoma i Necator występują u ok. 1/4 ludności Świata. W Polsce spotyka się przypadki zawleczenia ancylostomozy (warunkiem rozwoju larw jest temperatura gleby nie niższa niż 8°C).

Podsumowanie

Warto zwrócić uwagę na ogromną różnorodność gatunkową czynników etiologicznych chorób człowieka, których rezerwuary występują w poszczególnych częściach biosfery. Ich wykrycie i identyfikacja w środowisku bywa bardzo trudna. W sytuacji epidemii udowodnienie istnienia takiego źródła w środowisku możliwe jest pod warunkiem rozpoznania choroby zakaźnej lub inwazyjnej u kilkunastu, kilkudziesięciu i większej liczby osób, które uległy infekcji z tego samego rezerwuaru. Wszystkie części biosfery zawierają rezerwuary ważnych z punktu widzenia medycznego zarazków.

Wpływu działalności człowieka na te rezerwuary w aerosferze, hydrosferze i litosferze nie można ocenić jednoznacznie, bowiem z punktu widzenia ekologicznego i medycznego rozwój cywilizacyjny społeczeństw prowadzi do powstawania sytuacji sprzyjających lub obniżających możliwości tworzenia się i powiększania rezerwuarów zarazków. Zagęszczenie populacji H. sapiens w dużych aglomeracjach miejskich sprzyja rozwojowi chorób, których czynnikami etiologicznymi są zarazki transmitowane bezpośrednio z człowieka na człowieka. Z drugiej strony dla wielu miast stwarza się systemy kontroli powietrza i wody oraz buduje oczyszczalnie ścieków, co pomaga w niszczeniu rezerwuarów zarazków.

Postęp cywilizacyjny sprzyja chemizacji biosfery. Obecnie szacuje się, że przemysł chemiczny i farmaceutyczny wyprodukował kilka milionów związków chemicznych, w większości nowych dla środowiska naturalnego. Wiele z tych związków i ich produktów ubocznych, powstających w toku syntez lub podczas ich rozpadu, trafia do aerosfery, hydrosfery i litosfery. Nie są nam znane skutki ich wpływu na rezerwuary czynników biotycznych.

Możemy się spodziewać, że niektóre nowe związki chemiczne niszczą zarazki, lecz inne mogą stymulować rozwój populacji mikroorganizmów lub zamykanie się cykli rozwojowych pasożytów zwierząt i człowieka. W pewnym stopniu dotyczy to także czynników fizycznych, które mogą wpływać niezależnie na powstawanie, kształtowanie się i niszczenie rezerwuarów zarazków. Trzeba więc przewidywać w następnych latach istotne przesunięcia w częstości chorób zakaźnych i pasożytniczych oraz grzybic w związku ze zmianami dotyczącymi biosfery i obyczajowości, a więc i socjosfery w różnych krajach Świata.

10

---