Подтип Трахейнодышащие включает два класса. Из них медицинское значение имеет только один - насекомые.
Наиболее многочисленный класс типа Членистоногих, количество видов свыше 1 млн., что составляет 70% от общего числа существующих в природе видов животных. Это определяет практическое значение насекомых, как полезное, так и вредное.
Морфофизиологическая характеристика. Тело четко разделено на три отдела: голову, грудь, брюшко. Три пары ног расположены попарно на трех сегментах груди, отсюда другое название класса - шестиногие, или Hexapoda.
Голова обычно соединена с грудью подвижно. На голове расположена пара усиков или сяжков, ротовой аппарат, по бокам находятся два крупных сложных глаза. Ротовой аппарат состоит из трех пар конечностей: верхние челюсти, нижние челюсти, нижняя губа (сросшаяся вторая пара нижних челюстей) и верхняя губа, которая не является конечностью, а представляет собой вырост хитина. К ротовому аппарату относится также хитиновое выпячивание дна ротовой полости - язык или гипофаринкс.
В зависимости от условий питания различают следующие типы ротового аппарата: грызуще-жующий, колюще-сосущий, лижуще-сосущий. Соответственно типам ротового аппарата его элементы могут иметь вид коротких твердых пластинок (грызуще-жующий) или вытянутых в длину волосовидных щетинок (колюще-сосущий) или трубчатых образований (лижуще-сосущий).
Некоторые виды не имеют крыльев. Различают первичнобескрылых (древние насекомые, например, ногохвостки) и вторичнобескрылых, которые утратили крылья в связи с паразитическим образом жизни (вши, блохи).
Пищеварительная система представлена передней кишкой, начинающейся с ротовой полости и подразделяющейся на глотку и пищевод, задний отдел которого расширяется, образуя зоб и жевательный желудок (не у всех). К передней кишке относятся и слюнные железы (до трех пар). Секрет слюнных желез выполняет пищеварительную функцию, содержит ферменты, смачивает пищу. У кровососущих содержит вещество, препятствующее свертыванию крови. У пчел секрет одной пары желез смешивается в зобе с цветочным нектаром и образует мед. У рабочих пчел слюнные железы, проток которых открывается в глотку (глоточный), выделяет особые белковые вещества («молочко»), которыми выкармливают личинок, превращающихся в маток. Средняя кишка насекомых лишена выростов в виде пищеварительных желез, задняя заканчивается анальным отверстием.
Органы выделения представлены мальпигиевыми сосудами (от 2 до 200) и жировым телом, которое выполняет функцию «почек накопления».
Органы дыхания - трахеи. Стигмы расположены посегментно (до 10 пар). От стигм начинаются крупные основные стволы (трахеи), которые разветвляются на более мелкие трубочки. Каждая трахея заканчивается концевой клеткой с радиально расходящимися отростками, внутри которых находятся конечные канальцы трахеи (трахеолы). Последние проникают даже внутрь отдельных клеток. Таким образом, трахейная система подменяет функции кровеносной системы в снабжении тканей кислородом.
Кровеносная система в соответствии с особенностями органов дыхания развита сравнительно слабо. Сердце трубковидное, состоит из многих камер.
Нервная система достигает исключительно высокого уровня развития. Состоит из головного мозга, окологлоточных коннектив брюшной нервной цепочки. Головной мозг состоит их трех отделов - переднего, среднего, заднего и имеет очень сложное гистологическое строение. Наиболее важную роль играет такая структура, как грибовидные тела - ассоциативный центр. Особенно сложно строение головного мозга у общественных насекомых - муравьев, пчел, термитов.
Органы чувств достигают исключительно высокого уровня развития, что соответствует высокому уровню общей организации насекомых. Представители этого класса имеют органы осязания, обоняния, зрения, вкуса и слуха.
В основе всех органов чувств лежит один и тот же элемент - сенсилла, состоящая из одной клетки или группы чувствительных рецепторных клеток, имеющих два отростка. Центральный отросток идет в центральную нервную систему, а периферический.- в наружную часть, представленную различными кутикулярньши образованиями. Строение кутикулярного футляра зависит от типа органов чувств.
Органы осязания представлены чувствительными волосками, разбросанными по всему телу. Органы обоняния расположены на усиках и нижнечелюстных щупиках.
Органы зрения играют ведущую роль для ориентации во внешней среде наряду с органами обоняния. Насекомые имеют простые и сложные (фасеточные) глаза. Сложные глаза состоят из огромного числа отдельных призм, или омматидиев, разделенных светонепроницаемым слоем. Такое строение глаз дает мозаичное зрение.
Высшие насекомые имеют цветное зрение (пчелы, бабочки, муравьи), но оно отличается от зрения человека. Насекомые воспринимают в основном коротковолновую часть спектра: зелено-желтые, синие и ультрафиолетовые лучи.
Насекомым свойственны очень сложные формы поведения, в основе которых лежат, инстинкты. Особенно сложные инстинкты характерны для так называемых общественных насекомых - пчел, муравьев, термитов.
Насекомые - раздельнополые организмы, у них хорошо выражен половой диморфизм.
Жизненный цикл. В классе Насекомых встречаются различные типы постэмбрионального развития: прямое (у низших), неполный метаморфоз (у более высоко организованных), полный метаморфоз (у высших). При неполном метаморфозе из яйца выходит личинка, во многом еще похожая на взрослое насекомое. Условия обитания ее сходны со взрослыми формами. После линьки она превращается в имаго. Полный метаморфоз включает стадии яйца, личинки, куколки и имаго. Личинка резко отличается по строению и по среде обитания от взрослых форм. Так, личинка комаров живет в воде, а имагинальные формы в воздушной среде. Куколки не питаются, на этой стадии происходит замена личиночных органов органами взрослых насекомых.
Медицинское значение. Медицинское значение насекомых состоит прежде всего в том, что они служат переносчиками опасных, охватывающих большие массы населения (эпидемических) заболеваний, кроме того, среди них широко представлены эктопаразиты и ядовитые формы.
Отряд Таракановые (Blattoidea)
Тараканы - крупные насекомые, достигающие размера 3-6 см. Тело сплющено в дорсовентральном направлении, имеет две пары крыльев: верхние - кожистые и нижние - тонкие перепончатые. У самок иногда крылья недоразвиты. Ротовой аппарат грызущего типа. На конце брюшка имеются придатки - церки, гомологичные конечностям. Яйца откладывают в кокон, который самка носит с собой 14-15 дней. Развитие с неполным превращением.
Для тараканов характерна ночная активность. Обитают в жилищах человека, особенно кухнях, мусоропроводах. Питаются пищей человека (пищевыми отбросами), а также его выделениями (фекалии, мокрота). Часто встречаются на предприятиях пищевой промышленности, в булочных, столовых, в местах скопления пищевых отбросов. Днем тараканы прячутся в щели, ночью выходят на поиски пищи.
Обитателями жилищ человека (синантропные виды) являются рыжий таракан (Blatta germanica), черный таракан (Blatta orientalis), обитающие повсеместно, и американский таракан (Periplaneta americana), распространенный в тропических странах.
Медицинское значение. Тараканы служат механическими переносчиками возбудителей различных заболеваний, прежде всего желудочно-кишечных. Исследования экскрементов тараканов показали, что они могут переносить возбудителей брюшного тифа, дизентерии, яйца гельминтов, а также возбудителей туляремии, дифтерии и др.
Профилактика и меры борьбы. Соблюдение чистоты в помещениях, уборка пищевых остатков, пищевых продуктов в недоступные для тараканов емкости.
Для уничтожения тараканов применяются различные ядохимикаты.
Отряд Вши (Anoplura)
Вши - мелкие бескрылые насекомые. Каждый вид паразитирует только на определенном хозяине и не переходит на особей другого вида. Паразитами человека являются головная, платяная и лобковая вши.
Головная вошь (Pediculus humanus capitis). Локализуется на волосистой части головы. Размеры 2-3 мм. Тело сплющено в дорсовентральном направлении. Голова маленькая, хорошо отграничена от груди. На голове имеются пара усиков, пара простых глаз (иногда отсутствуют), колюще-сосущий ротовой аппарат. В покое ротовой аппарат втянут внутрь головы и не виден снаружи. Грудные сегменты слиты, грудь несет три пары ног. Последний членик лапки имеет сильно развитый коготок, который вместе с выростом предпоследнего членика образует захлопывающееся устройство, наподобие клешни. С помощью этого устройства вошь прочно удерживается на волосах. Крыльев нет.
Брюшко несколько шире грудного отдела, состоит из 10 члеников. У самцов в конце брюшка виден копулятивный аппарат. На боковых сторонах грудных и брюшных сегментов расположены стигмы.
Развитие с неполным метаморфозом. Отложенные яйца приклеиваются к волосам секретом клеевых желез (гниды). Все развитие происходит на теле человека. Из яйца выходит личинка, похожая по основным признакам на взрослую особь. После линек она превращается в имаго. Питаются кровью. Максимальная продолжительность жизни 38 дней.
Медицинское значение. При определенных условиях (массовость заражения) может переносить возбудителей сыпного тифа, являясь специфическим переносчиком. Эктопаразит. Слюна, вводимая в ранку, вызывает огрубление кожи, пигментацию, иногда колтун на голове (педикулез).
Профилактика и меры борьбы. Для предупреждения вшивости необходимо регулярное мытье тела с одновременной сменой белья, поддержание чистоты одежды и жилища. Меры общественной профилактики заключаются в контроле за содержанием и поддержанием санитарного состояния в местах массового пребывания людей: вокзалы, пристани, гостиницы, поезда, пассажирские суда и т. д.
Для уничтожения головных вшей используют инсектицидное мыло, для уничтожения гнид - специальные средства.
Платяная вошь (Pediculus humanus humanus). Живет на нательном белье и одежде, при сосании крови переходит на тело. По внешнему виду и развитию очень сходна с Р. humanus. В настоящее время их относят к разным подвидам вида Р. humanus. Имеет более крупные размеры, до 4,7 мм. Отличительный внешний признак - менее глубокие вырезки по краю брюшка и менее выраженная пигментация боковых частей сегментов брюшка. Яйца откладывает на волосках одежды. Весь цикл развития происходит на человеке. Продолжительность жизни до 48 дней. Подвижна, при температуре 27° С проползает 35 см в минуту.
Медицинское значение. Эктопаразит и специфический переносчик возбудителей тяжелых заболеваний с высокой смертностью (сыпной тиф, возвратный тиф), которые могут принимать эпидемический характер, охватывая большие массы людей.
Резервуаром обоих заболеваний служит только человек. При сосании крови больного человека возбудители попадают в кишечник вши, где проходят сложный цикл развития. Возбудители сыпного тифа рикеттсии Провачека развиваются в клетках стенки кишечника вшей, вместе с погибшими клетками попадают в полость кишки и выносятся с фекалиями. Укус вши не опасен, поскольку в слюне ее возбудители отсутствуют. Заражение происходит при втирании фекалий насекомого в ранку от укуса или в расчесы и ссадины на теле.
Возбудители возвратного тифа спирохеты Обермейера из кишечника вши проходят в гемолимфу насекомого. Заражение происходит при раздавливании вши и попадании гемолимфы в ранку от укуса или в расчесы.
Оба заболевания относятся к категории облигато-трансмиссивных заболеваний.
Профилактика и меры борьбы. Те же, что и по отношению к Р. capitis.
Лобковая вошь (Phthirus pubis). Локализуется на волосяном покрове в области лобка, иногда бровей и ресниц.
Размеры 1-1,5мм. Тело укороченное, широкое, суженное кзади. Граница между грудью и брюшком не выражена. Продолжительность жизни до 26 дней.
Медицинское значение. Только эктопаразит, возбудителей заболеваний не переносит.
Профилактика и меры борьбы. Те же, что и при других видах вшей.
Отряд Блохи (Aphaniptera)
Типичным представителем является человеческая блоха (Pulex irritans). Тело блохи сплющено с боков, крылья отсутствуют. Голова несет короткие усики, пару простых глаз, колюще-сосущий аппарат. Конечности сильно развиты, особенно последняя пара, которая значительно длиннее и служит для прыгания. Брюшко состоит из десяти сегментов, у самцов конец брюшка загнут кверху. Характерны разнообразные придатки кутикулы - щупики, зубчики, щетинки, имеющие значение дли систематики.
Развитие с полным превращением. Яйца откладывают в помещениях в щелях, трещинах пола, в сухом мусоре. В природных условиях - в норах грызунов. Из яйца выходит безногая червеобразная личинка белого цвета. Питается разлагающимися органическими веществами. Через некоторое время личинка образует кокон, а затем превращается в куколку. Взрослые насекомые питаются кровью.
Каждый вид блохи живет на хозяине определенного вида: крысиная блоха - на крысах, собачья - на собаках, сусличья - на сусликах. Некоторые виды могут переходить на животных другого вида. Это определяет значение блох как переносчиков заболеваний человека.
Медицинское значение. В качестве эктопаразитов блоха служит причиной зуда, расчетов, присоединения вторичной инфекции, нагноений и т.д. Но главное значение блох определяется тем, что они переносят особо опасное заболевание - чуму. Природными резервуарами чумы являются различные грызуны - суслики, крысы, тарбаганы, сурки и др. Животные болеют чумой и умирают. После смерти хозяина блохи переходят на других особей этого же вида или другого и заражают их.
Возбудители чумы активно размножаются в желудке блохи, образуя пробку, закрывающую его просвет, или «чумной блок». Когда блоха пытается пить кровь, блок мешает прохождению крови, блоха отрыгивает его в ранку и благодаря этому вносит в организм прокормителя огромное количество бактерий.
В настоящее время считают, что заражение через укус возможно только при образовании блока. У разных видов блох частота образования блока при сосании неодинакова. Наиболее высокий показатель у крысиной блохи - 63%, в то время как у других видов он значительно ниже - от 43 до 5%.
Возможно заражение и через фекалии блох, содержащие возбудителей чумы при попадании их в ранки при расчесах.
В качестве переносчика чумы наиболее опасны крысиная блоха Xenopsylla cheopis, паразитирующая на крысах, песчанках и легко переходящая на человека, и блоха сурка (Oropsylla silantievi). Человеческая блоха также может быть переносчиком чумы.
Человек может заражаться чумой не только через переносчиков, но и путем контакта с животными (например, при снятии шкурки) или с больным человеком, особенно легко передается легочная форма чумы.
Кроме чумы, блохи могут переносить туляремию.
Профилактика и меры борьбы. Мерами профилактики служат обычные санитарно-гигиенические мероприятия: поддержание чистоты в помещениях, влажная уборка, ликвидация таких мест выплода блох, как щели, трещины в полу и т.д.
Для уничтожения блох в помещениях или на одежде используются инсектициды.
В полевых условиях уничтожают грызунов в норах с помощью соответствующих ядохимикатов (хлорпикрин) и тем самым ликвидируют блох.
Комнатная муха (Musca domestica). Распространена по всему Земному шару.
Довольно крупное насекомое темного цвета. Голова полушаровидная, по бокам несет крупные фасеточные глаза, спереди - ротовой аппарат. На лапках имеются коготки и клейкие лопасти, позволяющие мухе передвигаться по любым плоскостям.
Ротовой аппарат - лижуще-сосущий. Нижняя губа превращена в хоботок, на конце которого имеются две сосательные дольки, между ними расположено ротовое отверстие. Верхние челюсти и первая пара нижних челюстей атрофированы. Верхняя губа и язык расположены на передней стенке хоботка. Слюна мух содержит ферменты, растворяющие твердые вещества. После того как пища разжижена, муха слизывает ее. Питается муха пищей человека, различными органическими веществами.
Мухи откладывают яйца. Одна кладка содержит до 100-150 яиц. Превращение полное. Размножаться при благоприятных условиях могут круглый год.
Яйца мухи откладывают в гниющие вещества растительного или животного происхождения. В поселках городского типа это скопления пищевых отходов на помойках, мусороприемниках, свалках, отходах пищевой промышленности. В сельской местности местами выплода служат скопления навоза домашних животных, человеческие фекалии, испражнения человека на почве. Из яйца выходит членистая червеобразная личинка белого цвета без ног и обособленной головы. Личинка питается жидкой пищей, в основном разлагающимися органическими веществами. Личинки влаголюбивы и термофильны, оптимальная температура для развития 35-45°С, влажность 46-84%. Такие условия создаются в навозных кучах, так как фекалии содержат много белковых веществ, при гниении которых выделяется большое количество энергии и одновременно создается повышенная влажность.
Куколка неподвижна, снаружи покрыта толстой кутикулой коричневого цвета (пупарий). Выходящая из пупария муха проходит через довольно толстый слой грунта. Продолжительность жизни около 1 мес. За это время самка откладывает яйца 5-6 раз.
Медицинское значение. Комнатная муха - механический переносчик в первую очередь кишечных инфекций - холеры, дизентерии, брюшного тифа и др. Распространение именно этой группы заболеваний определяется тем, что мухи питаются зараженными фекалиями и заглатывают возбудителей кишечных инфекций или загрязняют ими поверхность тела, после чего переносят их на продукты питания человека. С пищей возбудитель попадает в кишечник человека, где находит благоприятные условия. В экскрементах мух бактерии остаются живыми в течение суток и более. Кроме кишечных заболеваний, комнатная муха может переносить возбудителей и других заболеваний, например, дифтерии, туберкулеза и т.д., а также яйца гельминтов и цисты простейших.
Домовая муха (Muscina stabulans). Распространена повсеместно. Тело окрашено в бурый цвет, ноги и щупики желтого цвета. Копрофаг. Питается фекалиями, а также пищей человека. Основные места выплода - фекалии человека в неканализованных уборных и на почве. Кроме того, может развиваться в фекалиях домашних животных и пищевых отходах. Взрослые мухи обитают в дворовых уборных.
Медицинское значение. Механический переносчик кишечных заболеваний.
Борьба с мухами. Проведение санитарных мероприятий, обеспечивающих сбор отбросов, их своевременное удаление, не реже одного раза в три дня. Приемники для отбросов (помойки) и навоза должны закрываться герметически и быть удобны для чистки, что предохраняет отбросы от заражения яйцами и исключает последующее развитие личинок. Неканализованные уборные также должны герметически закрываться. Недопустимо загрязнение почвы фекалиями человека. Для уничтожения личинок в местах выплода мух и для уничтожения окрыленных форм используют инсектициды.
Вольфартова муха (Wohlfahrtia magnifica). Возбудитель миаза - заболевания человека, вызываемого паразитированием личинок мух в тканях и органах человека.
В СССР распространена на Кавказе, в Средней Азии, но может встречаться и в более северных районах.
Крупная муха, светло-серого цвета, на брюшке расположены черные круглые пятна. Живородяща. Привлеченная запахом разлагающихся тканей (раны, гнойные выделения) муха налету выпрыскивает в ткани животного или человека личинки, которые сразу внедряются в мягкие ткани и питаются там ими. Перед окукливанием личинки покидают хозяина и уходят в почву. За одну кладку муха отрождает до 120 личинок. Взрослые формы питаются нектаром цветов.
Медицинское значение. От миазов особенно страдают дети. В тяжелых случаях возможно полное уничтожение мягких тканей глазницы, мягких тканей головы и т. д. Известны случаи миазов с летальным исходом.