С хостинг концертите е трудна тълпа.

съществуват

Повече от 1 милиард души са домакини на паразитни червеи, които обитават червата им. За повечето това е кратък престой, като имунната система изхвърля червеите за дни или седмици и не оставя следи, че паразитите са били там.

При малък процент от хора и други животни обаче червеите получават постоянна задържане на устата и могат да се залепят около червата в продължение на години. Тази упоритост често води до недохранване, което от своя страна затяга хватката на инфекцията, инициирайки спирала, която става трудно да се избяга.

Въпросът защо този малък процент се бори за изгонване на паразити затруднява изследователите за известно време. Но нов математически модел, разработен в Университета на Небраска-Линкълн и Кралския холандски институт за морски изследвания предлага отговор, като същевременно засилва поговорката: безопасност в числата.

Клей Креслър, Аниеке ван Леувен и техните колеги са стигнали до заключението, че когато голям брой червеи залагат чревна територия в гостоприемник, те обикновено успяват да престоят там дългосрочно. За разлика от това, моделът предполага, че самотните червеи - или малки групи от тях - биват потиснати от имунната система и бързо изхвърлени от стомашно-чревния тракт.

"Някои домакини се разболяват наистина дълго време. Някои се изчистват (паразити) наистина бързо", каза Креслър, асистент по биологични науки в Небраска. "Това не е нещо, което може да се обясни с теорията, която имахме преди."

Моделът на екипа може да симулира взаимодействия между гостоприемници и паразити, като отчита множество променливи: брой паразити, наличност на храна, телесна маса на гостоприемника, колко от тази маса е достъпна за паразитите спрямо имунната система. Важно е също така, че паразитните червеи могат да манипулират способността на гостоприемника да смила храната и да създава имунен отговор.

Като част от неотдавнашно проучване, екипът симулира инфекции с бичи червеи за 1000 мишки, като същевременно променя броя на червеите, заразили дебелото черво. От тези резултати изследователите заключиха, че голям колектив от бичи червеи може да даде тласък на самоподдържащ се цикъл, който почти гарантира оцеляването на паразитите.

Въпреки че спецификата не е напълно ясна, предишни изследвания са накарали екипа да подозира, че критична маса от червеи може да отприщи поток от молекули, които объркват или потискат имунната система и позволяват на паразитите да започнат да вдигат хранителните вещества на гостоприемника.

„Всичко, което паразитът прави, за да увеличи собствения си достъп до ресурси, косвено лишава домакина от тях“, каза Креслър. "Колкото повече паразити има, толкова по-добре те манипулират ресурсите и колкото по-добре манипулират, толкова по-добре паразитите растат. И тогава те са още по-добри в манипулирането. Така че получавате този цикъл с положителна обратна връзка, който им позволява за установяване на хронична инфекция. "

Когато умерен брой червеи заразят гостоприемника, продължителността на престоя им става по-малко сигурна и изглежда зависи по-скоро от други фактори: Колко големи са мастните резерви на гостоприемника? Имунната му система вече ли е подготвена да реагира? Колко яде?

По последния въпрос екипът намери доказателства, че повече храна увеличава шансовете за дългосрочен престой.

„В исторически план перспективата е, че храната наистина има значение само за домакина“, каза Креслър. "Едва напоследък, през последните 10 години или повече, се фокусираме повече върху това какво прави диетата на паразита. Има ли шанс това, което всъщност правите, просто да захранва паразита повече? В този случай, това се случва.

„Ако (биологичните) системи често се намират на това място, където можете да отидете в двете посоки, тогава малки промени в други неща, на които не сме (исторически) обръщаме внимание, могат да бъдат нещата, които определят дали ще отидете по един или друг път. "

И все пак, когато всички останали фактори са равни, моделът показва, че количеството паразитни червеи само може да определи дали те продължават да съществуват в гостоприемник. Това е потенциално важен напредък, каза Креслър, като се има предвид, че предишните подходи са третирали предимно продължителността на паразитите като фиксирана, независима променлива, а не като зависима от други фактори.

И когато екипът състави съдбите на всяка мишка в своята симулация, полученото разпределение наподобява модела, често срещан в природата: повечето гостоприемници, обременени само с няколко паразита, няколко гостоприемници, обременени с много.

"Повечето от теорията, която използваме за разбиране на имуно-паразитните взаимодействия, са недостатъчни, за да отговорим на въпроса откъде идва този вид вариации", каза Креслър. „Ако имате тази способност да (позволите) или голяма продължителност, или кратка продължителност, това, което в крайна сметка виждате, са много домакини, които продължават да получават краткосрочни инфекции и имат много ниска тежест, и някои домакини, които ще продължат да получават тези терминират инфекции и завършват с много голяма тежест.

"Така че тази хипотеза би могла да помогне да се обяснят два големи модела в паразитологията: тази широко разпространена вариация в продължителността на инфекциите и тази широко разпространена вариация в това колко болен е всеки гостоприемник."

Въпреки че моделът на екипа първо трябва да издържи на контрола на експериментите и по-нататъшните изследвания, каза Креслър, в крайна сметка може да помогне за информирането на лечението на паразитни инфекции или да калибрира прогнозите за хронични случаи. Ако го направите, преди потенциално хроничните инфекции да доведат до недохранване - и да намалят полезността на лекарствата, които иначе изчистват паразитите - може да се окаже особено ценно в развиващия се свят.

„Ако бихме могли (евентуално) да ви кажем„ Това са нещата, които трябва да измерите, за да знаете дали някой ще бъде хронично заразен “, тогава това може да ви каже нещо за това как трябва да се лекувате или кой трябва да лекувате, "Креслър каза. „Къде е зоната с най-висок риск, където околната среда е такава, че хората ще бъдат насочени към тази хронична, а не към остра инфекция?

"Тази вариация в продължителността е реален модел и има реални последици за хората. Всичко, което можем да направим, което помага да се разбере как действат тези инфекции, може да има терапевтична стойност по-късно. Не знаем какво е това сега. Но това е целта."

Изследователите съобщават за своите открития в списанието Proceedings of the Royal Society B. Cressler и van Leeuwen са автор на изследването с Андреа Греъм от Принстънския университет и Сара Будищак от Claremont McKenna, Pitzer и Scripps Colleges. Екипът получи подкрепа от Националната научна фондация.