По оценкам Всемирной организации здравоохранения, в 2020 году почти половина населения мира подвергалась риску заражения малярией, а около 627 000 человек умерли от этой болезни.

Полина Колесо
Размножение комаров в решающей степени зависит от их слуха.

Не занимайтесь самолечением! В наших статьях мы собираем последние научные данные и мнения авторитетных экспертов в области здоровья. Но помните: поставить диагноз и назначить лечение может только врач.

Хоть вскоре и может появиться вакцина против малярии (в прошлом году ВОЗ рекомендовала вакцину для детей), эта болезнь является лишь одним из нескольких заболеваний, переносимых комарами. И общее число инфекций, связанных с москитами, неизбежно будет расти, поскольку изменение климата увеличивает их популяцию.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Таким образом, чтобы уменьшить количество случаев малярии и других болезней, переносимых комарами, нам необходимо продолжать разработку эффективных средств борьбы с ними.

Комары спариваются на лету. Самец находит самку, по слабому звуковому сигналу. Если самец самку не услышит спаривание не произойдет. Таким образом размножение комаров в решающей степени зависит от их слуха.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Учёные изучили поведение комаров, вызывающих малярию (вид Anopheles gambiae), чтобы понять, как самцы прислушиваются к самкам, чтобы найти себе пару.

Механизм слуха у комаров уникален. Уши обоих полов почти глухи к звукам полёта друг друга — частоты, на которых располагаются звуки, издаваемые в полёте, просто слишком высоки, чтобы их можно было услышать. Чтобы услышать друг друга, они заимствуют трюк из физики.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Когда мужские и женские тоны полёта объединяются в ухе комара, они создают более низкочастотные — и, следовательно, слышимые — «фантомные тоны», называемые продуктами искажения. Они существуют только внутри комариного уха и не могут быть услышаны или записаны вне его.

Таким образом, самцу комара нужно лететь, чтобы услышать летящую самку. И его собственный тон полёта должен быть в пределах определённого частотного диапазона, чтобы генерировать слышимые продукты искажения с конкретной самкой.

Исследователи записывали звуки полёта (или «взмахи крыльев») комаров в инкубаторах, оснащённых высокочувствительными микрофонами. Эти эксперименты включали наблюдение 100 самцов и 100 самок в отдельных инкубаторах, и за инкубатором с 50 комарами каждого пола.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Учёные обнаружили, что самцы комаров ежедневно меняли тон своего полёта. Взмахивая крыльями примерно в 1,5 раза быстрее, чем самки, самцы оптимизируют свою способность обнаруживать одиночную самку в многочисленных роях.

Более десяти лет назад учёные описали акустическое взаимодействие между самцами и самками как «гармоническую конвергенцию». Хотя они определили такое же соотношение взмахов крыльев, которое позволяет комарам противоположного пола слышать друг друга (эквивалентно 1,5 взмахам крыльев самца к одному взмаху крыльев самки), нынешнее исследование показало, что это происходит по умолчанию и на самом деле не требует никакого взаимодействия между полами.

Примечательно, что учёные обнаружили, что в сумерках самцы взмахивают крыльями быстрее, чем в другое время дня. Это имеет смысл, потому что у комаров Anopheles gambiae самцы преимущественно летают в сумерках, когда они образуют брачные стаи — часто они состоят из 1000 комаров и более.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Эти рои время от времени налетают на самок. Как вы понимаете, найти партнёра для спаривания непросто.

Увеличение частоты взмахов крыльев самцов в сумерках изменяет частоту продуктов искажения, которые становятся более слышимыми для мужского уха, чем те, которые создаются в другое время суток. Таким образом, регулируя взмах крыльев в рое, они лучше слышат самок и увеличивают свои шансы найти подходящую для спаривания.

Более быстрое взмахивание крыльями, вероятно, будет энергозатратным для самцов, поэтому они ограничивают это поведение временем роения.

Так что это всё значит? Будет важно воспроизвести аналогичные эксперименты за пределами лаборатории, особенно среди роёв комаров в их естественной среде обитания. Тем не менее, эти результаты открывают новые возможности для исследования эволюционной экологии слуха, уникальной слуховой системы комаров и поведения москитов в более широком смысле.

Они также могут внести свой вклад в усилия по борьбе с комарами. В рамках программ борьбы с переносчиками мутантные самцы будут выпущены в дикую природу, чтобы сократить местные популяции комаров. Мутанты генетически модифицированы таким образом, что при спаривании с самкой потомство становится нежизнеспособным и умирает.

Самки малярийных комаров комплекса видов Anopheles gambiae становятся более восприимчивыми к заражению малярийным плазмодием после спаривания, сообщается в PLOS Pathogens. У не спаривавшихся самок риск инфицирования существенно ниже. Таким образом, найден новый путь влияния самцов комаров на распространение малярии.

Малярия — частое заболевание человека. Его симптомы — периодические приступы лихорадки, головная боль, анемия, дыхательная недостаточность и ряд других. У людей с ослабленным иммунитетом, пожилых и детей заболевание чаще принимает тяжелую форму и приводит к смерти. По данным ВОЗ, за 2017 год малярией заболело 217 миллионов человек, а умерло от нее за тот же период 435 тысяч инфицированных.

Заболевание вызывается простейшими нескольких видов, чаще всего малярийными плазмодиями Plasmodium falciparum и Plasmodium vivax. Они проникают в клетки крови и там раз в несколько часов размножаются бесполым путем. Из-за быстрого роста их численности эритроциты разрывает, и в этот момент наиболее сильно проявляются симптомы болезни.

В кровь человека плазмодии попадают со слюной комаров из рода Anopheles, в первую очередь — Anopheles gambiae (это целый комплекс видов). Один из этапов развития малярийных плазмодиев проходит в средней кишке насекомого. Кусают человека только самки анофелесов: они пьют кровь в основном чтобы дать пищу своему потомству. В свою очередь, комар может заразиться только если укусит больного малярией. Таким образом, роль укусов в передаче инфекции очевидна. Менее очевидно, оказывает ли какое-то влияние на распространении малярии размножение самих комаров.

Прояснить этот вопрос взялись сотрудники Имперского колледжа Лондона и Института Сэнгера во главе с Марой Лявничак (Mara Lawniczak). Они измерили уровни экспрессии различных генов в клетках эпителия средней кишки у самок Anopheles coluzzii (один из видов комплекса Anopheles gambiae). Насекомых разделили на две группы: одни самки никогда не контактировали с самцами, а другие к моменту анализа активности генов уже участвовали в спариваниях.

Всем самкам после выхода из куколки давали доступ к крови с малярийными плазмодиями в ней. Через 10 дней после этого исследователи отмечали, сколько ооцист (это одна из стадий развития возбудителя малярии) оказалось в эпителии средней кишки конкретной самки. За три дня до подсчета ооцист у части самок из каждой группы секвенированием РНК определяли активность различных генов в тех же клетках.

У спаривавшихся самок в тканях средней кишки нашли больше ооцист Plasmodium falciparum, чем у тех насекомых, которые не имели доступа к самцам. Экспрессия генов там также была изменена по сравнению с контролем. Изменения напоминали таковые при воздействии на насекомое гормоном 20-гидроксиэкдизоном. Известно, что его уровень у комаров растет после употребления крови и спаривания. В последнем случае это происходит потому, что самец оставляет в половых путях самки специальную пробку с высоким содержанием этого гормона.

Поэтому ученые провели еще одну серию экспериментов, в которой самкам не давали спариваться, а вместо этого половине из них вводили 20-гидроксиэкдизон. Эта процедура меняла у комаров экспрессию почти всех тех же генов, что и контакт с самцом, притом у 96 процентов этих генов — сходным образом. Особи, которые получили порцию гормона, также несли в средней кишке больше малярийных плазмодиев, чем насекомые, которым давали зараженную кровь, но не вводили экдизон. Из этого исследователи заключили, что влияние спаривания на восприимчивость к возбудителям малярии во многом обусловлено 20-гидроксиэкдизоном.

Описанные эксперименты выявили новый путь влияния самцов малярийных комаров на распространение болезни. В данном случае это скорее хорошо, поскольку существует целый ряд стратегий борьбы с этими насекомыми, которые затрагивают именно самцов. Раньше считалось, что это уменьшит только общее количество насекомых-переносчиков, но теперь стало понятно, что отсутствие самцов может также снизить среднюю численность малярийных плазмодиев в организме самок.

Чаще всего борьба с малярией — это борьба с переносчиками возбудителей заболевания, а не с самими плазмодиями. Это верно и для ряда других заболеваний. Так, тигровых комаров Aedes aegyptii, которые переносят вирус Зика и лихорадку денге, предложили «стерилизовать» с помощью бактерии вольбахии. Кстати, тигровые комары, как и анофелесы, с меньшей вероятностью заражаются соответствующими паразитами, если не спариваются.

Светлана Ястребова
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

СДВГ назвали причинным фактором тяжелых психических расстройств и суицида
Он может влиять на развитие большой депрессии, ПТСР и нервной анорексии

Немецким ученым удалось обнаружить причинную связь синдрома дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ) с такими серьезными психическими заболеваниями как нервная анорексия, большое депрессивное расстройство (БДР) и поcттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР), а также суицидальными попытками. Отчет о работе опубликован в журнале BMJ Mental Health. СДВГ представляет собой распространенное расстройство нейроразвития, которое проявляется в детском возрасте и примерно в половине случаев продолжается во взрослой жизни. Им страдают примерно пять процентов детей (1–7 процентов в зависимости от критериев диагностики). Связь СДВГ с разнообразными психическими расстройствами и суицидом хорошо известна, однако она обычно расценивается как коморбидность, поскольку причинную связь в этом случае подтвердить весьма сложно. Для поиска потенциальных причинно-следственных связей Криста Майзингер (Christa Meisinger) и Деннис Фройер (Dennis Freuer) из Аугсбургского университета воспользовались методом менделевской рандомизации, в котором переменными служат генетические варианты, характерные для изучаемых состояний. В данном случае в качестве причинного фактора рассматривали СДВГ, а в качестве исходов — каждое из семи наиболее распространенных и социально значимых психических расстройств: шизофрению, биполярное расстройство, БДР, ПТСР, нервную анорексию, тревожное расстройство и как минимум одну суицидальную попытку. Связанные с этими заболеваниями генетические варианты для основного анализа авторы работы брали из результатов полногеномного поиска ассоциаций (GWAS), которые содержатся в базах данных проекта iPSYCH и Консорциума по психиатрической геномике (PGC). Сначала эти данные использовали для поиска возможных связей СДВГ с каждым из семи заболеваний, затем — для поиска потенциальных эффектов, ответственных за эти связи. Для выявления и исключения статистических выбросов применяли итеративный подход, для оценки воспроизводимости результатов анализ проводили отдельно для всех доступных GWAS (максимум двух) по каждому заболеванию. Полученные данные объединили в общий пул и рассчитывали общие и прямые эффекты СДВГ однопараметрически и многопараметрически соответственно. Генетическая предрасположенность к СДВГ оказалась независимо связана с повышенным риском нервной анорексии — отношение шансов (ОШ) 1,28; 95-процентный ДИ 1,11–1.47; p = 0,001. С БДР связь оказалась двунаправленной, причем в прямом направлении (СДВГ как причинный фактор БДР) слабее, чем в обратном (БДР как причинный фактор СДВГ) — ОШ 1,09; 95-процентный ДИ 1,03–1,15; p = 0,003 против ОШ 1,76; 95-процентный ДИ 1,50–2,06; p = 4×10−12. После введения поправки на влияние БДР и других кофакторов обнаружилась прямая причинная связь СДВГ с ПТСР (ОШ 1,18; 95-процентный ДИ 1,05–1,33; p = 0,007) и попыткой суицида (ОШ 1,30; 95-процентный ДИ 1,16–1,547; p = 2×10−5). Признаков взаимосвязи СДВГ с шизофренией, биполярным расстройством и тревожностью исследователи не выявили. Таким образом, СДВГ служит независимым фактором риска развития БДР, ПТСР, нервной анорексии и суицидальных наклонностей. В силу этого в клинической практике необходим мониторинг пациентов с СДВГ на признаки этих заболеваний, чтобы при необходимости своевременно принять меры их профилактики, пишут авторы работы. В 2020 году СДВГ стал первым заболеванием, для лечения которого в США официально одобрили видеоигру. Двумя годами позже финские, британские и французские исследователи продемонстрировали, что VR-игра может помочь в диагностике этого расстройства.

© 2024 N + 1 Интернет-издание / Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-67614

Использование всех текстовых материалов без изменений в некоммерческих целях разрешается со ссылкой на N + 1.

Все аудиовизуальные произведения являются собственностью своих авторов и правообладателей и используются только в образовательных и информационных целях.

Если вы являетесь собственником того или иного произведения и не согласны с его размещением на нашем сайте, пожалуйста, напишите на [email protected]

Сайт может содержать контент, не предназначенный для лиц младше 18 лет.