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醫學論文

宿主對抗寄生蟲的進化策略

時間:2020年01月05日 所屬分類:醫學論文 點擊次數:

標準的藥物治療可能會在不知不覺中模仿寄生蟲的攻擊,并引發專門的防御反應,從而幫助治愈精神疾病。爭奪宿主的營養、損傷宿主的組織和器官、制造有害有毒物質,有些寄生蟲甚至能夠操控宿主的行為。比如剛地弓形蟲。為了提高繁殖成功率、實現更廣泛的傳播,

  標準的藥物治療可能會在不知不覺中模仿寄生蟲的攻擊,并引發專門的防御反應,從而幫助治愈精神疾病‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。爭奪宿主的營養、損傷宿主的組織和器官、“制造”有害有毒物質,有些寄生蟲甚至能夠操控宿主的行為‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。比如剛地弓形蟲‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。為了提高繁殖成功率、實現更廣泛的傳播,剛地弓形蟲會以老鼠為媒介,在其杏仁核中誘導表觀遺傳變化,從而降低了老鼠對貓的恐懼,使得剛地弓形蟲更容易進入貓的體內,因為貓是唯一能支持其繁衍的宿主。

寄生蟲與醫學昆蟲學報

  還比如狂犬病?袢黾觽魅拘酝僖旱漠a生,并引起宿主對水的厭惡,然后引發宿主發動暴力攻擊。此外,許多性傳播病原體被認為可以操縱宿主的性行為。

  “道高一尺魔高一丈”,這些寄生蟲的存在對宿主危害極大。不過,人類也在積極應對來自寄生蟲的挑戰。美國新墨西哥大學心理學家馬可·德爾吉迪斯認為,人類進化出了四種對抗腦操縱寄生蟲的對策,比如限制進入大腦、增加操縱成本、增加信令復雜性以及增加魯棒性。同時,德爾吉迪斯也提出寄生蟲對這些對策的反應。

  限制進入大腦:對于高等生物而言,將寄生蟲排除在中樞神經系統之外是最基本的能力。作為物理和化學安全的保護層,大腦保護屏障形成了大腦安全的第一道防線。對此,寄生蟲進化出了從大腦外部操縱宿主行為的其他能力:有些寄生蟲產生可改變行為的物質,如多巴胺,并將其釋放到血液中;有些寄生蟲可操縱荷爾蒙的分泌;還有則是通過激活特定的免疫反應來操縱宿主。

  增加操縱成本:有些寄生蟲通過釋放某些神經化學物質來改變宿主的行為。作為防御對策,宿主可以通過增加誘導這種反應所需的特定神經化學物質數量來應對,從而增加寄生蟲的代謝成本。由于宿主的體型通常要大得多,這種增加的成本對宿主來說可以忽略不計,但對要產生足夠神經活性物質的寄生蟲來說,卻會造成沉重負擔。

  德爾吉迪斯表示:“如今寄生蟲操控宿主大都通過間接形式進行,選擇增加信號傳遞的成本在很久以前(大腦進化早期階段)已經達到頂峰。矛盾的地方在于,如果這些對策如此有效,以至于迫使大多數寄生蟲采取間接策略,它們很快就會變得過時,最終沒有任何凈成本好處。如果真是這樣的話,它們可能在不斷提高效率的壓力下被淘汰。”

  增加信號復雜性:中樞神經系統利用神經活性物質作為神經元、大腦網絡以及大腦和其他器官之間的內部信號。寄生蟲可以通過產生壓制性的信號來劫持這些通路,從而改變宿主行為,或者正如德爾吉迪斯所指出的那樣,破壞現有的信號。不過,這需要破壞宿主的內部信號代碼。

  對于寄生蟲來說,越復雜的信號編碼越難破解。這種復雜性增加包括需要不同神經化學物質聯合發揮作用,或在特定的時間脈沖中釋放神經活性物質。擴展傳輸分子及其結合受體機制也增加了復雜性,更精細的內部信號增加了寄生蟲破解信號代碼所需的時間。

  從適應性的角度來看,這可能會迫使寄生蟲尋找其他的操縱方法。然而,不斷增加的復雜性也提高了宿主的代謝成本。此外,增加某個系統的復雜性“往往會產生新的脆弱點”,這可能會被適應性更強的寄生蟲所利用。

  提高穩健性:提高系統的穩健性也就相當于對損害進行控制。高等生物傾向于以能夠維持正常行為功能的方式進化,即使在受到寄生蟲攻擊時也是如此。德爾吉迪斯討論了許多被動和主動提高穩健性的宿主策略,包括系統的冗余和模塊化、所謂的領結網絡架構、反饋調節系統以及對非特異性線索監測等。

  在很大程度上,穩健性適應可能會排除固定的生理調整,而傾向于發展“由寄生感染觸發的塑性反應”。原因是,如果大腦的生理和行為在病原體存在的情況下適應得最好,那么病原體缺失就會導致非最佳行為,甚至降低存活率。

  考慮到上述所討論的進化機制,德爾吉迪斯建議研究宿主-寄生蟲的相互作用,這可能有助于進一步促進神經科學和精神藥理學的研究。在精神藥理學中,使用精神活性藥物治療精神癥狀,實際上就是試圖通過藥理學手段改變患者行為,這也是控制欲強的寄生蟲所做的。標準的藥物治療可能會在不知不覺中模仿寄生蟲的攻擊,并引發專門的防御反應,從而幫助治愈精神疾病。

  微生物論文投稿刊物:《寄生蟲與醫學昆蟲學報》(季刊)1994年創刊,是國內寄生蟲學和醫學昆蟲學最高水平的學術刊物。主要包括論文、綜述、簡報、論壇等欄目,主要讀者對象包括我國寄生蟲學和醫學昆蟲學科研、教學、臨床醫療、衛生防疫、動植物檢疫、畜牧獸醫、植物保護和醫藥工業等專業人員和生物學、醫學領域及其他相關學科的專業人員和國內外同行學者。

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