ARTHROPODS Epidemiological importance

Edited by

Alicja Buczek Czesław Błaszak

KOLIBER

LUBLIN 2006

STAWONOGI Znaczenie epidemiologiczne

Pod Redakcj�

Alicji Buczek Katedra i Zakład Biologii i Parazytologii

Akademia Medyczna im. Prof. F. Skubiszewskiego w Lublinie

Czesława Błaszaka Zakład Morfologii Zwierz�t

Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu

KOLIBER LUBLIN 2006

PROJEKT OKŁADKI: SEBASTIAN BUCZEK COVER DESIGN: SEBASTIAN BUCZEK

KOREKTA J�ZYKOWA: MAREK S�KOWSKI ENGLISH PROOF - READING: MAREK S�KOWSKI

WYDANIE DOFINANSOWANE PRZEZ KOMITET ZOOLOGII PAN I KOMITET BADA� NAUKOWYCH

ISBN 83-60497-15-X

KOLIBER www.kleszcze.pl

Spis Tre�ci

I. STAWONOGI. CECHY MORFOLOGICZNE I BIOLOGICZNE ............................................................................................

11

JAN BOCZEK, CZESŁAW BŁASZAK Procesy starzenia si� i długo�� �ycia owadów i roztoczy........................................

13

JAN BOCZEK, EWA SZLENDAK Czynniki wpływaj�ce na płodno�� owadów i roztoczy...........................................

21

JOANNA N. IZDEBSKA Adaptation to parasitism in skin mites from the Demodecidae family (Acari, Prostigmata).............................................................................................................

31

ALICJA BUCZEK, KATARZYNA BARTOSIK, TOMASZ OLSZEWSKI, KONRAD ST�PIE�, TOMASZ KUBRAK, MONIKA SAŁATA Host specificity of ticks (Acari: Ixodida).................................................................

37

ALICJA BUCZEK, TOMASZ KUBRAK, MONIKA SAŁATA, KATARZYNA BARTOSIK, TOMASZ OLSZEWSKI, KONRAD ST�PIE� Biological features of non-nidicolous and nidicolous ticks (Acari: Ixodida)..........

55

ALICJA BUCZEK, AGNIESZKA ZWOLAK, DOROTA KULINA, EL�BIETA TARCZY�SKA, �ANETA S. ISKRZY�SKA Biological and ecological characteristic of ticks from genus Dermacentor............

67

ZOFIA BOGDASZEWSKA, GRZEGORZ KARBOWIAK, KRZYSZTOF SIUDA Wyst�powanie i biologia kleszcza ł�kowego Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) w północno-wschodniej Polsce......................................................................

75

KRZYSZTOF JASIK Surface formation in the embryo of Ixodes ricinus (Acari: Ixodidae).....................

81

II. STAWONOGI. ROZPRZESTRZENIENIE...................................... 87

MICHAL STANKO, JANA FRIOVÁ, DANA MIKLISOVÁ, LADISLAV MOŠANSKÝ Host-parasite relationships among parasitic arthropods and common vole (Microtus arvalis, Rodentia) in lowland ecosystems of Slovakia...........................

89

SŁAWOMIRA FRYDERYK The occurrence of Haematopinus apri Goureau, 1866 (Phthiraptera: Anoplura) on the Wild Boar (Sus scrofa L.) in Pomerania region............................................

99

SŁAWOMIR KADULSKI, DOROTA KWIATKOWSKA-J�DRYSIK Damalinia (Cervicola) meyeri (Tasch.) (Mallophaga) on the roe deer (Capreolus capreolus L.) in the Southern Baltic Coastal Lake Region......................................

103

LESZEK ROLBIECKI, JOANNA N. IZDEBSKA Comparison of rodents' parasitofauna from analogous agrocenoses from greater Poland and Pomerania..............................................................................................

107

SŁAWOMIR KADULSKI, JOANNA N. IZDEBSKA Methods used in studies of parasitic arthropods in mammals.................................

113

SŁAWOMIRA FRYDERYK, SŁAWOMIR KADULSKI Esthiopteridae, Rallicolidae (Phthiraptra: Ischnocera) and Ancistronidae (Phthiraptera: Amblycera) of birds occurring in the autumn and winter season in the Southern Baltic...................................................................................................

119

WIT CHMIELEWSKI Mites (Acarina) occurring in apiaries as pests of medical and sanitary importance

125

EL�BIETA KACZOROWSKA Communities of synanthropic species in blowfly (Diptera: Calliphoridae) and fleshfly (Diptera: Sarcophagidae) fauna of the beaches and brackish areas of the coastal type in Poland..............................................................................................

133

EL�BIETA KACZOROWSKA The trophic communities of blowfly (Diptera: Calliphoridae) and fleshfly (Diptera: Sarcophagidae) fauna of the beaches and brackish areas of the coastal type of Poland..........................................................................................................

139

BEATA KUBICA-BIERNAT, BEATA KOWALSKA-ULCZY�SKA Fauna komarów (Diptera: Culicidae) Mierzei Wi�lanej..........................................

145

III. STAWONOGI. TRANSMISJA PATOGENÓW........................... 153

MIROSŁAWA DABERT DNA barcodes: new approach to detecting and identifying parasite species..........

155

BOGUMIŁA SKOTARCZAK Diagnostyka molekularna boreliozy z Lyme u psów...............................................

159

JANA RADZIJEVSKAJA, ALGIMANTAS PAULAUSKAS, AUŠRA ANTUŠAIT, JURGA TURINAVIIEN, DAIVA AMBRASIEN, OLAV ROSEF Infestation of small mammals by Ixodes ricinus ticks and their infection with Borrelia burgdorferi sensu lato in Lithuania and Norway......................................

167

DAIVA AMBRASIENE, JURGA TURCINAVICIENE, ALGIMANTAS PAULAUSKAS The seasonal and daily activities of the Ixodes ricinus ticks and prevalence of infection with Borrelia burgdorferi s.l....................................................................

175

DOROTA KIEWRA, KATARZYNA RYDZANICZ, EL�BIETA LONC Prevalence of Borrelia burgdorferi s.l. in Ixodes ricinus collected from five wooded areas in Lower Silesia (Poland)..................................................................

183

KATARZYNA RYDZANICZ, DOROTA KIEWRA, EL�BIETA LONC The occurrence of Borrelia burgdorferi sensu lato in the urban populations of mosquitoes in the Wrocław area..............................................................................

189

MARTA HAJDUL, MAŁGORZATA ZAREMBA, GRZEGORZ KARBOWIAK, EDWARD SI�SKI Ryzyko zaka�enia kr�tkami Borrelia burgdorferi s.l. w biotopach le�nych okolic Warszawy.................................................................................................................

195

MIROSŁAWA HUMICZEWSKA, KRYSTIAN RAJSKI Liczebno�� populacji Ixodes ricinus oraz zaka�enie ich kr�tkami Borrelia burgdorferi na zalesionych terenach doliny Słupi...................................................

205

ANTONI PIOTR CIEPIELA, TOMASZ KOMO�, HUBERT SYTYKIEWICZ Preliminary studies on the prevalence of Borrelia burgdorferi sensu lato in Ixodes ricinus (L.) within Nadbu�a�ski Landscape Park.........................................

213

MAŁGORZATA ADAMSKA Cervus elaphus i Ixodes ricinus jako rezerwuar Bartonella w Północno-Zachodniej Polsce....................................................................................................

221

KRZYSZTOF TOMASIEWICZ, HANNA FOTA-MARKOWSKA

Q Fever - epidemiological and clinical aspects........................................................ 227

JOANNA ZAJKOWSKA, MACIEJ KONDRUSIK, EL�BIETA MALZAHN, SŁAWOMIR PANCEWICZ, SAMBOR GRYGORCZUK, JUSTYNA KU�MIERCZYK, PIOTR CZUPRYNA, TERESA HERMANOWSKA –SZPAKOWICZ Zmiany �rodowiskowe a zachorowania na choroby odkleszczowe.........................

233

BRYGIDA ADAMEK, ALICJA KSI �EK, ANNA SZCZERBA-SACHS, JANUSZ KASPERCZYK, ANDRZEJ WICZKOWSKI Utrzymanie terenów zielonych– czynnik ryzyka chorób odkleszczowych?............

241

EWA SZLENDAK Powi�zania alergogennych roztoczy i grzybów.......................................................

249

LIDIA CHOMICZ, BOHDAN STARO�CIAK, KONRAD PERKOWSKI, ANNA BARANOWSKA-KORCZYC, VIOLETTA REHLIS, BEATA KUBICA-BIERNAT Transmisja bakterii chorobotwórczych przez meszki z rodzaju Simulium (Insecta, Diptera) w �rodowiskach podmiejskich Warszawy..................................

255

LIDIA CHOMICZ, JANUSZ PIEKARCZYK, BOHDAN STARO�CIAK, BARBARA SIEMI�SKA - PIEKARCZYK, BEATA KUBICA-BIERNAT, KONRAD PERKOWSKI Drobnoustroje izolowane z synantropijnych muchówek Calliphoridae (Insecta, Diptera) w miejskim rejonie przyszpitalnym...........................................................

261

ALEKSANDRA GLINIEWICZ, KATARZYNA PANCER, DANIEL RABCZENKO, BO�ENA SAWICKA, HANNA STYPUŁKOWSKA-MISIUREWICZ Karaczany w �rodowisku szpitalnym jako przenosiciele patogennych bakterii. Wst�pna ocena zagro�enia.......................................................................................

267

BO�ENA KIZIEWICZ, ANNA GODLEWSKA, EL�BIETA MUSZY�SKA, BO�ENNA MAZALSKA Grzyby wodne izolowane na kieł�u zdrojowym Gammarus pulex L. z ró�nych zbiorników wodnych województwa podlaskiego....................................................

277

IV. STAWONOGI. ZMIANY SKÓRNE I ALERGIE........................ 285

EWELINA CICHECKA, HANNA MANIURKA, PIOTR SZILMAN, EWA SZILMAN, KRZYSZTOF SOLARZ, ALEKSANDER L. SIERO� Sensitization to storage mites in urban and subagricultural population of Upper Silesia.......................................................................................................................

287

MARIA JUSZKIEWICZ-BOROWIEC, DOROTA WOJNOWSKA, GRA�YNA CHODOROWSKA, JANUSZ URBAN Osobliwo�ci kliniczne �wierzbu i wszawicy z uwzgl�dnieniem postaci o nietypowym przebiegu.............................................................................................

295

LIDIA CHOMICZ, KATARZYNA WO�NIAK, CEZARY KOWALEWSKI, KATARZYNA WAJDA Dynamika zmian skórnych w przebiegu przewlekłego zara�enia Sarcoptes scabiei (Acari, Sarcoptidae).....................................................................................

309

V. STAWONOGI. ZWALCZANIE 313

DOROTA WOJNOWSKA, MARIA JUSZKIEWICZ-BOROWIEC, GRA�YNA CHODOROWSKA, JANUSZ URBAN Post�powanie w �wierzbie u niemowl�t oraz u kobiet w ci��y i karmi�cych piersi�.......................................................................................................................

315

GRA�YNA CHODOROWSKA, MARIA JUSZKIEWICZ-BOROWIEC, DOROTA WOJNOWSKA Leczenie wszawicy głowy– przyczyny niepowodze� terapeutycznych..................

325

EL�BIETA K�DRA, ALEKSANDRA GLINIEWICZ Oporno�� na pedikulicydy jako potencjalny czynnik utrudniaj�cy zwalczanie wszawicy..................................................................................................................

333

ALICJA BUCZEK, PAWEŁ KUCZY�SKI, DOROTA KULINA, EL�BIETA TARCZY�SKA, ALICJA J. RUDEK Pyretroidy syntetyczne stosowane do zwalczania kleszczy (Acari: Ixodida)..........

339

Wprowadzenie

Zwi�kszaj�ca si� wci�� liczba doniesie� o skutkach paso�ytowania stawonogów

pokazuje jak wa�ne s� badania nad morfologi�, biologi� i chorobotwórczo�ci� tej grupy

zwierz�t. Je�li jeszcze uwzgl�dni si� powszechno�� wyst�powania paso�ytniczych

owadów i paj�czaków w mieszkaniach lub w pobli�u domów i gospodarstw oraz w

miejscach rekreacji i wykonywanej pracy zawodowej (le�nicy, rolnicy, ogrodnicy),

wida� skal� zagro�e� człowieka i zwierz�t stawonogami i przenoszonymi przez nie

patogenami. W tym kontek�cie szczególne znaczenie ma poznanie cech biologicznych

gatunków o du�ej roli medycznej, epidemiologicznej i sanitarnej, m.in. procesów

starzenia i długowieczno�ci �ycia, płodno�ci, specyficzno�ci �ywicielskiej oraz

wymaga� ekologicznych wpływaj�cych na rozprzestrzenienie geograficzne oraz na

lokalizacj� na �ywicielu i rozmieszczenie w siedlisku.

Ze wzgl�du na najwi�ksze w Polsce spo�ród stawonogów znaczenie

epidemiologiczne kleszczy, drobnoustroje przenoszone przez te roztocze s�

przedmiotem szczególnego zainteresowania biologów, lekarzy i epidemiologów, a tak�e

diagnostyków. Borelioza nadal nie jest dobrze rozpoznawana, a jej ogniska w

przyrodzie nie w pełni poznane. Liczne w ostatnich latach w pi�miennictwie

�wiatowym i polskim prace wskazuj� na du�y odsetek kleszczy i ich �ywicieli

zaka�onych kr�tkami Borrelia burgdorferi s.l. W zwi�zku ze zmianami naszego

�rodowiska spowodowanymi m.in. działalno�ci� człowieka nale�y spodziewa� si�

wzrostu liczebno�ci kleszczy i coraz wi�kszego ryzyka zachorowa� na borelioz� i inne

choroby odkleszczowe. Uwaga epidemiologów koncentruje si� tak�e na innych

stawonogach, przede wszystkim na muchówkach, takich jak: komary, meszki i plujki. Z

nich w aglomeracjach miejskich wyizolowano liczne bakterie i grzyby. Wi�kszo�� tych

patogenów nale�y do gatunków oportunistycznych zdolnych do utrzymania si� w

�rodowisku, na powierzchni ciała lub w układzie pokarmowym człowieka. W czasie

obni�enia odporno�ci wywołuj� one u człowieka i zwierz�t choroby o ci��kim

przebiegu. Ponadto grzyby zwi�zane z roztoczami produktów przechowalnianych i

ró�ne gatunki roztoczy mog� powodowa� alergie i zaburzenia układowe. Cz�stymi

chorobami wywołanymi przez paso�ytnicze stawonogi s� �wierzb i wszawica. Mog�

one mie� nietypowy przebieg m.in. na skutek współinfekcji innych czynników

chorobotwórczych lub osłabionej odporno�ci człowieka. Sprawiaj� wówczas du�o

trudno�ci diagnostycznych. Niepowodzeniem mo�e ko�czy� si� leczenie �wierzbu i

wszawicy, gdy stosuje si� niewła�ciwe leki, w nieodpowiedniej dawce lub w przypadku

wykształcenia przez stawonogi oporno�ci na u�yte preparaty. Z tego samego powodu

nieskuteczne s� tak�e metody chemiczne zwalczania komarów, meszek i kleszczy.

Pobudza to do poszukiwa� nowych substancji o działaniu bójczym o małej toksyczno�ci

dla innych organizmów i dla człowieka znajduj�cych si� w ekosystemie.

Powodzenie działa� zmierzaj�cych do ograniczenia liczebno�ci szkodliwych

stawonogów w naturze i zniszczenie ich na �ywicielu, a tak�e prawidłowe rozpoznanie i

leczeniu chorób spowodowanych przez te zwierz�ta i transmitowane patogeny

wymagaj� współpracy specjalistów z ró�nych dziedzin (zarówno teoretyków jak i

praktyków).

Alicja Buczek

Lublin, 15 kwietnia 2006 r. Czesław Błaszak

I. STAWONOGI Cechy morfologiczne i biologiczne

12

13

Procesy starzenia si� i długo�� �ycia owadów i roztoczy

Jan Boczek1, Czesław Błaszak2

1Katedra Entomologii Stosowanej SGGW, Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa, e-mail: boczek@alpha.sggw.waw.pl 2Zakład Morfologii Zwierz�t, Instytut Biologii �rodowiska, Uniwersytet A. Mickiewicza, Umultowska 89, 61-614 Pozna�, e-mail: blaszak@amu.edu.pl

Process of aging on insects and mites

Abstract The multiplicity of different life forms in the world of organisms contrasts strikingly

with the uniformity of aging mechanisms. A comparative approach to senescence reveals a vast variety in temporal organization, both among species as well as between and within populations that may vary over as large ranges of scale and qualitative characteristics as do morphological, physiological and biochemical variations. The rate of metabolism is inversely associated with the rate of aging. The consumption of oxygen by adult insects is related to the rate of damage induced by oxygen radicals, which are purported to be generated as by-products of respiration.

Metazoan senescence is linked to a gradual process of mitochonrial breakdown (and lipofuscin accumulation) in fixed postmitotic cells. Metazoan ageing may be caused by mutation, inactivation or loss of the mitochondrial genome (mtDNA) in irreversible differentiated cells.

With advancing age, flight performance declines, most noticeably in the duration of sustained flight. This diminution is correlated with a decline in a number of biochemical parameters, i.e. levels of and/or ability to utilize glycogen, various enzyme systems, mitochondrial efficiency. Age-related loss of functions in the nervous system as well as stress resistance is observed.

Several factors affect insect and mite longevity: meteorological, food, population level, pesticides, reproduction, sex and even parental age, parental care and social life. Life spans range nearly a million-fold between different species of higher animals and plants and must be species characteristics under considerable genetic control. Extensive alterations in cell organelles, particularly the mitochondria, rough endoplasmic reticulum and lipid inclusions of dipterans pupae were recorded in relation to kind of food. Individuals emerging earlier had larger adult size and greater adult longevity. Prolongation of life is achieved at the cost of decreased reproductive activity.

14

Podstawowe działania w ochronie ro�lin, w parazytologii, w medycynie oraz weterynarii s� kierowane na wykorzystanie mechanizmów biologicznych i technicznych, wpływaj�cych na obni�anie �ywotno�ci i liczebno�ci populacji gatunków szkodliwych, a zwi�kszanie liczebno�ci populacji gatunków po�ytecznych. Rozpatruj�c liczebno�� populacji gatunku analizujemy jego dynamik� a wi�c starzenie si�, �miertelno��, długo�� �ycia, struktur� wieku i płci itd.

Procesy starzenia si� owadów i roztoczy były i s� badane (Boczek 1973; Goymer i wsp. 2003). Mimo �e �wiat obfituje w niezwykle ró�norodne formy organizmów, to jednak mechanizmy starzenia si� u wszystkich s� bardzo zbli�one. Owady i roztocze s� modelowymi organizmami dla bada� nad starzeniem si�, gdy� rozwój ich i okres �ycia s� krótkie, mo�na wi�c powtarza� obserwacje wielokrotnie. Znanych jest szereg teorii na temat starzenia si�. Do najbardziej znanych nale��: starzenie wywołane zmianami hormonalnymi, wytwarzaniem reakcji autoimmunologicznych, nagromadzeniem produktów odpadowych (tzw. teoria klinkerowa), zmianami w strukturach makromolekuł, nadmiern� ilo�ci� wolnych rodników, nagromadzeniem si� mutacji somatycznych czy zł� diet�.

Organizmy podlegaj� ci�gle morfologicznym, fizjologicznym i biochemicznym procesom a stopie� metabolizmu jest odwrotnie skorelowany ze stopniem starzenia si� organizmu (Baker 1976, Sohal i Orr 1992). Produktem ubocznym metabolizmu s� wolne rodniki, które uszkadzaj� lipidy i DNA. System obronny w du�ym stopniu je neutralizuje, jednak cz��� powoduje utlenianie si� lipidów i starzenie si� organizmu (Bains i wsp. 1997). Z wiekiem wzrastaj� potrzeby energetyczne owadów (Rastogi i Dhand 1985). Starzenie si� zwierz�t jest zwi�zane ze stopniowym procesem rozpadu mitochondriów i akumulacji lipofuscyny (Miquel 1992). Nast�puje równie� spadek mitochondrialnego RNA (Schwarze i wsp. 1998).

Ostatnio dominuje pogl�d, �e starzenie jest przede wszystkim wynikiem akumulacji mutacji mtDNA (Miquel, 1992). Badania nad owadami daj� wiele dowodów „starzej�cych si�” mitochondriów u wielu gatunków.

Procesy starzenia s� ró�ne nie tylko mi�dzy gatunkami, ale mi�dzy populacjami i osobnikami. Porównywanie tych procesów u ssaków, owadów, roztoczy i nicieni bardzo rozszerza nasze rozeznanie mechanizmów, które ograniczaj� długo�� �ycia. Podobnie, mamy liczne przykłady zmian w biologicznych rytmach starzej�cych si� owadów i roztoczy i stan redox ich tkanek, co jest wa�ne dla analizy skuteczno�ci działania egzogennych antyoksydantów (Finch 1991). Sohal (1976) obserwował spadek poziomu i zdolno�� wykorzystania glikogenu w komórkach mi��ni obsługuj�cych skrzydła owadów a st�d spadała cz�stotliwo�� ruchów skrzydeł i czas lotu.

Obok czynników działaj�cych wewn�trz organizmu bardzo wydatny wpływ na długo�� �ycia maj� czynniki �rodowiskowe takie jak temperatura, wilgotno��, �wiatło, zag�szczenie populacji, pokarm, pestycydy i inne zwi�zki chemiczne.

U rozkruszków stwierdzono wi�ksz� długo�� �ycia w miar� wzrostu wilgotno�ci i spadku temperatury (Boczek i Czajkowska 1973, Boczek i Ignatowicz 1983). Samce Tyrophagus putrescentiae (Schr.) silniej reagowały na wzrost temperatury ni� samice. Według Clarka i Rocksteina (1964) mucha domowa �yła dłu�ej w niskich temperaturach, je�li wilgotno�� była wy�sza. Silne na�wietlenie w hodowli Drosophila skracało �ycie.

Obni�aj�c temperatur� lub zag�szczaj�c hodowl� uzyskamy w pierwszym przypadku wi�ksze osobniki, w drugim mniejsze ni� przeci�tne. Długo�� �ycia imagines owadów spadała ze wzrostem zag�szczenia populacji. Ze wzrostem populacji skracała si� długo�� �ycia Drosophila melanogaster. Przy braku pokarmu samice �yły dłu�ej ni� samce.

15

Tak�e pestycydy, w dawkach subletalnych, niekiedy wpływały dodatnio lub ujemnie na długo�� �ycia owadów (Boczek i Davis 1987). Liczne antyseptyki i antybiotyki zawarte w pokarmie rozkruszków skracały �ycie tych roztoczy (Boczek i Czajkowska 1968). Tak�e alkaloidy, glikozydy i olejki eteryczne zawarte w ziołach skracały długo�� �ycia rozkruszka drobnego (Czajkowska 1972). Promieniowanie jonizuj�ce powoduje zwykle skrócenie �ycia i zachodz� wtedy typowe zjawiska towarzysz�ce starzeniu si� owadów.

Na długo�� �ycia mog� wywiera� wpływ czynno�ci zwi�zane z rozmna�aniem - kopulacja i składanie jaj a ograniczenie aktywno�ci reprodukcyjnej przedłu�ało �ycie (Sharma i wsp. 1997). Dziewicze samice Drosophila melanogaster �yły dłu�ej od samic rozmna�aj�cych si�. Podobnie samce dziewicze �yły dłu�ej ni� samce kopuluj�ce. Samce komara egipskiego hodowane bez samic tak�e �yły dłu�ej ni� te z mieszanych kolonii. Samce rozkruszka drobnego kopuluj�ce codziennie z innymi samicami �yły 2,5 razy krócej ni� samce, które wcale nie miały mo�liwo�ci kopulacji (Czajkowska 1975).

Długo�� �ycia imagines stawonogów bywa bardzo ró�na (rys. 1). Wynika z tego schematu, �e wahania s� tutaj ogromne. Niektóre j�tki �yj� tylko kilka godzin a �ycie królowych termitów, niektórych kleszczy trwa kilkana�cie lat, a nawet dłu�ej (do 30 lat). Dorosłe motyle �yj� �rednio od kilku tygodni do kilku miesi�cy, a chrz�szcze do kilku lat. Mo�e si� to wi�za� z lepszymi mo�liwo�ciami zdobywania pokarmu białkowego. Chrz�szcze, ze wzgl�du na sklerotyzacj� i gryz�ce aparaty g�bowe, taki pokarm zdobywaj� łatwiej. Innymi czynnikami wpływaj�cymi korzystnie na długo�� �ycia s�: opieka nad potomstwem, monogamia i �ycie społeczne. Monogamiczne, opiekuj�ce si� potomstwem chrz�szcze �ukowate �yj� 2-3 lat, a nawet 5 lat w hodowlach laboratoryjnych. Muchy tse-tse mog� �y� 8-10 miesi�cy, a niektóre wpleszczowate ponad 5 miesi�cy. Królowe niektórych gatunków pszczołowatych, termitów i mrówek �yj� �rednio kilkana�cie lat, ale mog� �y� do 30 lat.

Bardzo wa�nym czynnikiem wpływaj�cym na długo�� �ycia jest pokarm- jego składniki, ilo�� i jako��. Davies (1977), badaj�c wpływ pokarmu na procesy starzenia si� wykazał, �e pokarm wpływa na organelle komórkowe, zwłaszcza na mitochondria i na reticulum endoplazmatyczne. Zauwa�ono, �e w czasie diapauzy i przez ograniczanie diety procesy starzenia si� bardzo si� zwalniały (Sharma i wsp. 1995). Objawami starzenia był spadek funkcji systemu nerwowego (Perez-Baun i wsp. 1994). Z wiekiem w zwojach mózgowych u Drosophila wzrastało zapotrzebowanie na tlen i towarzyszyły temu zmiany w strukturze mitochondriów komórek nerwowych i odkładanie si� tam lipofuscyny (Kern i Wegener 1984).

Starzej�cy si� pokarm mo�e znacznie skraca� �ywotno�� owadów. Cukier wpływał korzystnie na długo�� �ycia Musca autumnalis Deg., a białkowe substancje decydowały o rozmna�aniu tej muchówki (Turner i Hair 1967). Dodatek sproszkowanego mleka do osłodzonej wody przedłu�ał �ycie muchy domowej. Silnie rozcie�czone po�ywki lepiej tolerowały larwy ni� imagines Drosophila sp.(Goymer i in. 2003). Wi�ksze �arłoki spo�ród kolonii karaczanów �yły krócej. Jako�� pokarmu wpływała istotnie na płodno�� a mniej wyra�nie na długo�� �ycia rozkruszka drobnego (Boczek i Ignatowicz 1983, Boczek i Sosnowska 1975).

16

Dni Tygodnie Miesi�ce Lata Dekady

Apterygota Odonata Ephemeroptera Ortoptera Isoptera Hemiptera Homoptera Coleoptera Diptera Lepidoptera Hymenoptera Araneida Acari

Rys.1 Schemat długo�ci �ycia stawonogów ( wg Carey, 2001) - zmienione

Na długo�� �ycia ma tak�e wpływ stabilno�� warunków w których gatunek �yje. Je�li korzystne warunki istniej� okresowo, wtedy musz� mie� zdolno�� prze�ywania okresów niekorzystnych, w oczekiwaniu na korzystne. Przykładem mog� by� liczne gatunki kleszczy, które mog� �y� do 20 lat. Tak�e dost�pno�� pokarmu, jego rozmieszczenie w przestrzeni, sprzyja długo�ci �ycia. Niektóre motyle, pszczołowate, które musz� poszukiwa� pokarmu w odległych miejscach, mog� �y� szereg miesi�cy. Podobnie paso�ytnicze pluskwiaki �ywi�ce si� krwi� i owocnice poszukuj�ce swoich drzew �ywicielskich mog� �y� nawet ponad rok (Carey 2001). Dłu�sze �ycie obserwuje si� tak�e u gatunków, u których istnieje opieka nad potomstwem (Boczek 1987).

Robotnice pszczoły miodnej �yj� 3-6 tygodni wiosn� i latem, ale 4 miesi�ce zim�, a królowa rok a nawet 2-3 lat.

Dla rolnictwa, sadownictwa istotne s� wiadomo�ci o długo�ci �ycia o �miertelno�ci szkodników oraz ich wrogów naturalnych w czasie zimy i w czasie sezonu wegetacji. Badania nad biologi� poszczególnych gatunków pozwalaj� pozna� ich procesy zwi�zane z czynnikami ograniczaj�cymi populacj�.

Owady, roztocze dobrze prze�ywaj� nawet niskie temperatury zim�, a o ich �miertelno�ci bardzo cz�sto decyduje pogoda wiosn�. Je�li wiosn� s� du�e wahania temperatury dniem i noc�, osłabione okresem zimy masowo wymieraj� (Boczek i wsp.1970). Długo�� �ycia wektorów patogenów decyduje o okresie infekowania ro�lin, a wi�c im dłu�ej �yj�, tym b�dzie dłu�szy okres prze�ywania patogena i infekowania ro�liny �ywicielskiej. Z tym wi��e si� tak�e ich ruchliwo��, dyspersja i sposób

17

�erowania - czy owad �eruje cz�sto, a krótko, czy odwrotnie. Te wszystkie czynniki, zarówno działaj�ce wewn�trz organizmu jak i na zewn�trz powoduj�, �e bardzo trudno ustali� specyficzny dla gatunku wiek maksymalny (Carey 2001). Szczególne przystosowania do długowieczno�ci maj� kleszcze, które mog� �y� nawet przez kilkana�cie lat bez pokarmu, a patogeny przekazuj� na drodze transowaryjnej i transpermalnej. Mog� one �y� kilka razy dłu�ej (niekiedy nawet kilkana�cie) od swoich �ywicieli np. ssaków owado�ernych.

Długo�� �ycia gatunku mierzona w �rodowisku naturalnym i w laboratorium mo�e si� znacznie ró�ni�, zwykle na korzy�� danych z hodowli w kontrolowanych, laboratoryjnych warunkach. Nale�y jednak pami�ta�, �e du�e ró�nice obserwuje si� tak�e porównuj�c hodowle w stałych i zmiennych warunkach. Vargas i wsp. (2000) porównywali demografi� 3 gatunków muchówek z rodziny Tephritidae, szkodników sadów i warzyw, hodowanych w insektarium, w stałych, optymalnych i zmiennych temperaturach. Stwierdzili, �e moment rozpocz�cia rozmna�ania i płodno�� były korzystniejsze dla dwóch gatunków przy zmiennych temperaturach. Intensywne rozmna�anie mo�e skraca� �ycie zarówno samic jak i samców. Beaty i Marquardt (1996) przedstawiaj� 3 krzywe prze�ywalno�ci stawonogów (ryc. 2). Krzywa I typu charakteryzuje gatunki stawonogów, u których �miertelno�� dominuje w okresie starzenia si�. Taka prze�ywalno�� charakteryzuje człowieka, wi�kszo�� zwierz�t domowych i ro�lin. Przykładem jest tutaj mucha tse-tse. U tych stawonogów liczebno�� potomstwa jest mała. Typu II s� gatunki u których �miertelno�� nast�puje stopniowo w ci�gu �ycia, na skutek działania paso�ytów, drapie�ców i tp i tak jest np. u komarów, meszek i wielu innych stawonogów-wektorów. Gatunki III typu charakteryzuj� si� du�� �miertelno�ci� w stadiach wczesnych, a te osobniki, które te stadia prze�yj� - �yj� do staro�ci. Produkcja potomstwa jest u nich zwykle bardzo liczna. Przykładem mog� by� kleszcze i b�ki (Tabanidae).

�

��

���

0.000

0.001

0.010

0.100

1.000

Ryc. 2. Krzywe prze�ywalno�ci stawonogów.

18

Potomstwo samic ró�nego wieku wykazuje zró�nicowane cechy. Jaja składane przez bardzo młode i stare samice pluskwiaka rodzaju Oncopeltus wa�yły mniej, wolniej si� rozwijały i procent wyl�głych z nich larw był niski. Potomstwo samic �redniego wieku wielu owadów i rozkruszków było bardziej wyrównane pod wzgl�dem długo�ci rozwoju pokolenia i długo�ci �ycia. Efekt wieku rodziców był lepiej widoczny, gdy hodowle prowadzono w ni�szych temperaturach. Potomstwo starych rodziców m�cznika młynarka (Tenebrio molitor) rozwijało si� szybciej, larwy przechodziły mniej linie�, dorosłe �yły krócej ni� potomstwo młodych rodziców. Stwierdzano tak�e wi�ksz� aktywno�� oksydazy cytochromowej i mniejsz� aktywno�� fosfataz u chrz�szczy pochodz�cych z młodych rodziców (Ludwig i wsp. 1962). Intensywne procesy reprodukcyjne młodych samców owadów skracały ich �ycie (Partridge 1986). Potomstwo samic pochodz�cych z młodych rodziców rozkruszka m�cznego było liczniejsze ni� ze starych rodziców (Boczek i Czajkowska 1973), a rozwój pokolenia rozkruszka drobnego trwał najdłu�ej u potomstwa starych rodziców (Boczek i Ignatowicz 1983).

Ten wpływ wieku rodziców na długo�� �ycia potomstwa mo�e wynika� zarówno z czynników genetycznych, ale i równie� �rodowiskowych, st�d trudno jest ustali� wpływ pokolenia rodziców na liczebno�� i długo�� �ycia osobników w kolejnych pokoleniach.

Tak wi�c procesy zwi�zane ze starzeniem si� organizmów wymagaj� bada� nad szeroko poj�t� biologi� poszczególnych gatunków, a wi�c nad procesami rozmna�ania, od�ywiania si� oraz nad wpływem warunków zewn�trznych. Wymagane s� równie� badania histochemiczne i biochemiczne, gdy� na tym poziomie zachodz� procesy starzenia si� w komórkach. Je�li do tego dodamy fakt, �e procesy starzenia przebiegaj� ró�nie nie tylko w populacji danego gatunku, ale wyst�puj� ró�nice pomi�dzy osobnikami tej samej populacji to jawi nam si� niezwykle skomplikowany proces biologiczny.

Literatura Bains J.S., Kakkar R., Sharma S.P. 1997. Increased longevity, reduced fecundity, and

delayed development in fruit fly (Zaprionus paravittiger) fed on butylated hydroxy anisole. Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 215 (3): 237-242.

Baker G.T. 1976. Insect flight muscle: maturation and senescence. Gerontology 22 (4): 334-61.

Beaty B.J., Marquardt W.C. 1996. The biology of disease vectors. University Press of Colorado, 632 pp.

Boczek J. 1973. Proces starzenia si� u owadów i roztoczy. Kosmos 6: 611-621. Boczek J. 1987. Opieka nad potomstwem u owadów. Kosmos 36(1):91-95. Boczek J., Czajkowska B. 1968. Wpływ antyseptyków i antybiotyków na niektóre

gatunki rozkruszków (Acaroidea). Roczn. Nauk Roln. 93-A-4: 597-612. Boczek J., Czajkowska B. 1973. Some aspects of ageing in Acarus siro (L.) (Acaridae).

Ekol.Pol. 21(11): 1-11. Boczek J., Davis R. 1987. Wpływ subletalnych dawek pestycydów na owady.

Wiad.Entomol. 7(1-2): 39-44. Boczek J., D�browski Z.T., Kapała T. 1970. Badania nad zimowaniem drapie�nych

roztoczy z rodziny Phytoseiidae (Acarina) w sadach. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 109: 41-64.

Boczek J., Ignatowicz S. 1983. Studies on aging in acarid mites. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 252: 191-205.

19

Boczek J., Sosnowska B.M. 1975. Studies on aging in acarid mites. II. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 171: 169-177.

Carey J.R. 2001. Insect biodemography. Annu. Rev. Entomol. 46: 79-110. Clark A.M., Rockstein M. 1964. Aging in insects. In: Rockstein M. (ed.), The

physiology of Insects. 1: 227-281. Collatz K.G. 1995. Insekten als Modelle der Alternsforschung? Fortschr. Med.113 (8):

105-108. Czajkowska B. 1972. Influence of active substances of medicinal herbs on stored

product mites. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 129: 197-232. Czajkowska B. 1975. Studies on aging in acarid mites (Acarina:Acaridae).IV. Zesz.

Probl. Post. Nauk Roln., 171: 225-230. Davies I. 1977. The effect of diet on the ultrastructure of the mid-gut cells of Nasonia

vitripennis (Walk.) (Insecta: Hymenoptera) at various ages. Cell Tissue. Res. 184 (4): 529-538.

Finch C.E. 1991. New models for new perspectives in the biology of senescence. Neurobiol. Aging. 12 (6): 625-634.

Goymer M.W., Pletcher S.D., Partridge L. 2003. Demography of dietary restriction and death in Drosophila. Science 301:1731-1733.

Kern M., Wegener G. 1984. Age affects the metabolic rate of insect brain. Mech. Ageing Dev. 28 (2-3): 237-242.

Ludwig D., Fiore C., Jones C.R. 1962. Physiological comparisons between offspring of the yellow mealworm, Tenebrio molitor. Ann. Entomol. Soc. Am. 55: 439-448.

Miquel J. 1992. An update on the mitochondrial-DNA mutation hypothesis of cell aging. Mutat. Res. 275 (3-6): 209-216.

Orr W.C., Arnold L.A., Sohal R.S. 1992 Relationship between catalase activity, life span and some parameters associated with antioxidant defences in Drosophila melanogaster. Mech. Ageing Dev. May. Vol. 63 (3): 287-296.

Partridge L. 1986. Sexual activity and life span. In: Golatz K.G., Sohal R.S. (eds.), Insect aging. Springer Verlag. 45-54.

Pérez-Baun J.C., Galve I., Ruiz-Verdú A., Haro A., Guillén A. 1994. Octopamine-sensitive adenylyl cyclase and G proteins in Ceratitis capitata brain during aging. Neuropharmacology 33 (5): 641-646.

Rastogi S.C., Dhand R.K. 1985. A study of trehalase (EC 3.2.1.28) and trehalose in relation to aging in Callosobruchus analis. Acta Physiol. Hung. 65 (1): 57-64.

Savateeva E.V., Popov A.V., Kamyshev N.G., Iliadi K.G., Bragina J.V., Heisenberg M., Kornhuber J., Riederer P. 1999. Age-dependent changes in memory and mushroom bodies in the Drosophila mutant vermilion deficient in the kynurenine pathway of tryptophan metabolism. Ross. Fiziol. Zh. 85 (1): 167-183.

Schwarze S.R., Weindruch R., Aiken J.M. 1998. Decreased mitochondrial RNA levels without accumulation of mitochondrial DNA deletions in aging Drosophila melanogaster. Mutat. Res. 382 (3-4): 99-107.

Semenchenko G.V., Khazaeli A.A., Curtsinger J.W., Yashin A.I. 2004. Stress resistance declines with age: analysis of data from a survival experiment with Drosophila melanogaster. Biogerontology 5 (1): 17-30.

Sharma S.P., Sharma M.,Kakkar R. 1995. Methionine-induced alterations in the life span, antioxidant enzymes, and peroxide levels in aging Zaprionus paravittiger (Diptera). Gerontology 41 (2): 86-93.

Sharma S.P., Kaur J., Rattan S.I. 1997. Increased longevity of kinetin-fed Zaprionus fruitflies is accompanied by their reduced fecundity and enhanced catalase activity. Biochem. Mol. Biol. Int. 41 (5): 869-875.

20

Sohal R.S., Brunk U.T. 1992. Mitochondrial production of pro-oxidants and cellular senescence. Mutat. Res. 275 (3-6): 295-304.

Sohal R.S. 1976. Aging changes in insect flight muscle. Gerontology 22 (4): 317-333. Sohal R.S., Orr W.C. 1992. Relationship between antioxidants, prooxidants, and the

aging process. Ann. N. Y. Acad. Sci. 21, 663: 74-84. Turner E.C.,Hair J.A. 1967. Effect of diet on longevity and fecundity of laboratory

reared face flies. J. Econ. Entomol. 60:857-860. Vargas R.I., Walsh W.A., Kanehisa D., Stark J.D., Nishida T. 2000. Comparative

demography of three Hawaiian fruit flies (Diptera: Tephritidae) at alternating temperatures. Ann. Entomol. Soc. Am. 93:75-81.

21

Czynniki wpływaj�ce na płodno�� owadów i roztoczy

Jan Boczek, Ewa Szlendak Katedra Entomologii Stosowanej, SGGW, 02-776 Warszawa, ul. Nowoursynowska 159, e-mail: boczek@alpha.sggw.waw.pl; szlendak@alpha.sggw.waw.pl

Factors affecting fecundity of insects and mites.

Abstract Fecundity of arthropods is influenced by several environmental and genetic factors. One

of the most important is diet, its composition and accessibility. In the case of the herbivorous arthropods such minerals like N, P, K, S and compounds like aminoacids, sterols, phenols, glycosides and many other plant defensive metabolites are of importance. Insect feeding may negatively affect plant quality for conspecifics - arthropods and pathogens (induced resistance). A female insect encountering poor quality diet may modify her oviposition behavior either by reducing the number of eggs or, in some cases adjusting the size, their fertility or nutritional content of the eggs.The diet may significantly affect offspring quality as well as quantity. Diet quality may affect higher trophic level interactions via the diet of the prey or by the provision of conditions allowing prey to avoid natural enemies. Changes in diet quality may lead to changes in the sex ratio. The long larval development times associated with low quality diet may increase the chance of exposure to predators and parasites.

The slow decrease in egg-laying at the maturity stage might be the result of a cost of mating and a consequence of senescence, that is, a slow rate accumulation of oxidative damage in the gonads. Infection by some endosymbiotic microorganisms might be associated with an increase in the fecundity of infected females. Larger individuals tended to lay more eggs. Resistant strains to some pesticides might decrease fecundity of a species, in comparison to the susceptible strain. Male age, sperm age and mating history may also play the role on fecundity and fertilization. Increasing reproduction causes a decrease of survival.

Liczebno�� i dynamika populacji s� w zasadniczym stopniu zale�ne od płodno�ci gatunku. W angloj�zycznej literaturze jest kilka terminów charakteryzuj�cych płodno�� (Awmack i Leather 2002):

1) płodno�� (fecundity) czyli ogólna liczba zło�onych jaj przez samic�; wyró�nia si� tak�e potencjaln� płodno�� (potential fecundity), czyli liczb� jaj lub embrionów (u gatunków partenogenetycznych);

22

2) produktywno�� (fertility) czyli liczba produkowanego �ywego potomstwa (jaja lub nimfy - u form partenogenetycznych); wyró�nia si� tutaj tak�e �redni� produktywno�� (average fertility) okre�lanych liczb� realizowanej produkcji zygot. Warto�� ta zale�y od �rodowiska, liczby zaplemnie�, stosunku liczebno�ci płci.

3) potencjalna produktywno�� (natality), okre�lon� poprzez absolutn�, potencjaln� liczb� potomstwa danego gatunku pojawiaj�c� si� w idealnych warunkach. Mo�na wyró�ni� maksymaln� produktywno�� w danych warunkach, najcz��ciej uzyskiwan� w warunkach laboratoryjnych, i realizowan�- w polu, w okre�lonym �rodowisku, uzale�nion� od genomu i warunków ekologicznych.

4) stopa urodze� (birth rate) czyli liczba jaj w jednostce czasu. Jest to najwa�niejszy parametr okre�laj�cy zmiany liczebno�ci populacji;

5) �rednia płodno�� (average fertility) czyli stopie� realizowanej produkcji zapłodnionych jaj. Zale�y od �rodowiska, liczby zaplemnie�, stosunku liczebno�ci płci.

6) Reprodukcja (reproduction) czyli płodno�� rozumiana cało�ciowo, zarówno liczba jaj jak i schemat ich składania w czasie.

Liczebno�� i dynamika populacji s� w zasadniczym stopniu zale�ne od płodno�ci gatunku. Płodno�� stawonogów, okre�lana ogóln� liczb� jaj składanych przez pojedyncz� samic� w ci�gu �ycia, jest ró�na, w ró�nych grupach systematycznych i waha si� w do�� szerokim zakresie, osi�gaj�c warto�ci od kilku do milionów sztuk. Samice muchy tse-tse, rozmna�aj� si� w do�� spektakularny sposób, rodz�c zaledwie do 20 larw. Niewielka płodno�� charakteryzuje tak�e samice �wierzbowca ludzkiego, które zwykle składaj� nie wi�cej ni� 50 jaj. Muchówki rodzaju Phlebotomus (Diptera: Psychodidae, �miankowate), podobnie jak roztocze np. kurzolubki (Acari: Pyroglyphidae), czy samice sierposza rozkruszkowca (Acari: Cheyletidae), składaj� zwykle mniej ni� 100 jaj. Nieco wy�sza jest płodno�� komarów z rodzaju Anopheles, karaczanów, muchy plujki, która podobnie jak liczne szkodniki ro�lin składaj� od 100 do 200 jaj. Mrówka faraona składa do 300 jaj, komary z rodzaju Culex do 200 jaj, a pchła ludzka i kuczmany (rodzina: Ceratopogonidae: Culicoides) od 250 do 450 jaj; pluskwa domowa do 500 jaj, bolimuszka do 700 jaj, samice meszek, gza jelitowego, niektórych rozkruszków - do 1 tys. jaj; Cochliomyia hominoivorax do 3 tys. jaj; kleszcze z rodzajów Boophilus czy Dermacentor - do 6 tys. jaj, a niektóre kleszcze z rodzajów Hyalomma i Amblyomma - do 20 tys. jaj. Samice australijskiego motyla Trictena atripalpis składaj� prawdopodobnie najwi�cej jaj spo�ród owadów niesocjalnych - ponad 40 tys. Dla porównania królowa pszczoły miodnej jest bardzo płodna i mo�e zło�y� do 200 tys. jaj w roku, a prze�ywa zwykle 3-4 lata. Królowa termita Dorylus wilverth, wyst�puj�cego we wschodniej Afryce, składa jaja co 2 sekundy, a wi�c około 43 tys. jaj dziennie. Ocena płodno�ci królowych u tego gatunku wypada imponuj�co, gdy� ł�cznie, w ci�gu �ycia jedna samica mo�e zło�y� ponad 4 miliony jaj. U innego gatunku, Macrotermes natalensi królowa jest jeszcze bardziej płodna, składa do 30 tys. jaj dziennie, a poniewa� �yje a� 10 lat, to w tym okresie mo�e zło�y� ponad 100 milionów jaj (109mln).

Tak�e okres płodno�ci mo�e by� ogromnie zró�nicowany w odr�bnych taksonach stawonogów, tak pod wzgl�dem czasu trwania jak i uzale�niony od wielu innych czynników, w tym zewn�trznych. Ogólnie, wykorzystuj�c ró�nice w sposobach składania jaj, mo�na stawonogi podzieli� na 3 grupy:

(A) takie, u których samica po ka�dym okresie �erowania składa pakiet jaj, przy czym w kolejnych pakietach tych jaj jest coraz mniej, co zwykle wi��e si� ze starzeniem si� organizmu i co za tym idzie – uszkodzeniami w komórkach gonialnych m.i. w wyniku działania utleniaczy. Do tej grupy mo�na zaliczy� np.

23

Rys. 1. Schemat 3 typów rozkładu płodno�ci samic stawonogów (Black & Moore 1996).

Lic

zebn

o��

jaj

czas

Komar, muchówki, obrze�ki, karaczany

I

Lic

zebn

o��

jaj

czas

�wierzbowiec pluskwa domowa wesz

II

Lic

zebn

o��

jaj

czas

kleszcze III

24

samice komarów i innych paso�ytniczych muchówek, karaczany, a w�ród roztoczy: sierposza i obrze�ki. U wymienionych wy�ej zwierz�t znacz�ce ró�nice w płodno�ci wi��� si� tak�e z wyst�powaniem tych samych gatunków w ró�nych szeroko�ciach geograficznych, co wpływa na liczb� pokole� pojawiaj�c� si� w jednym roku (1-2, a nawet kilka) i w efekcie na liczb� składanych jaj.

(B) Do drugiej grupy nale�� te taksony, u których �erowanie i składanie jaj nast�puje w ci�gu całego �ycia samicy. Mo�na tutaj zaliczy� np. mszyce i liczne inne szkodniki ro�lin, rozkruszki, �wierzbowce, pluskw� domow� i wesz.

(C) Do trzeciej grupy zaliczymy taksony, u których samica intensywnie �eruje, składa jedn� du�� mas� jaj i zamiera. Przykładami tutaj mog� by� kleszcze twarde (Black i Moore 1996).

Zasadniczy wpływ na płodno�� stawonogów ma pokarm. Niekiedy mo�liwo�ci trawienia pokarmów uzale�niona jest od obecno�ci towarzysz�cych stawonogom symbiotycznych mikroorganizmów, które mog� ten pokarm czyni� strawnym i tym samym wpływa� na zwi�kszenie płodno�ci organizmu gospodarza (Weeks i Stouthamer 2004). Doskonałym przykładem takiej relacji jest zale�no�� keratynofagicznych (od�ywiaj�cych si� złuszczonym naskórkiem) roztoczy z rodzaju Dermatophagoides (Pyroglyphidae) od grzybów z rodzaju Pityrosporum, które wst�pnie nadtrawiaj� pokarm tych roztoczy (Solarz 2002).

Dost�pno�� pokarmu stanowi kolejny warunek determinuj�cy płodno�� niektórych gatunków zwierz�t. Dotyczy to istotnie tych grup zwierz�t, których rozwój przebiega w wielu fazach, z wieloma, kolejnymi �ywicielami tak jak to ma miejsce np. u obrze�ków. W zale�no�ci od dost�pno�ci �ywicieli u obrze�ków z gatunku Argas persicus w niekorzystnych warunkach czas rozwoju jednego pokolenia mo�e trwa� do 2 lat, podczas gdy w sprzyjaj�cych warunkach wyst�puje kilka generacji tego gatunku w ci�gu jednego roku (Khalil 1979).

U ro�lino�erców zawarto�� i proporcje w�gla, azotu i obronnych metabolitów w ro�linach i ro�linnych produktach istotnie wpływaj� na ich płodno��. Marazzi i Staedler (2005) obserwowali niekorzystny wpływ siarki na płodno�� �mietki kapu�cianej. Tak�e poziom zawartych w ro�linie aminokwasów, zwi�zków fenolowych, steroli, celulozy, garbników, w�glowodanów, czy lipidów istotnie wpływa na liczb� składanych przez ro�lino�erców jaj. Zwi�zki te tak�e determinuj� miejsce ovipozycji, wielko�� i chemizm składanych jaj oraz ich �ywotno��, i tym samym wpływaj� na dynamik� populacji. Przykładem s� m.i. prz�dziorki, które składaj� wi�cej jaj na poinsecji nawo�onej azotanem amonu ni� azotanem wapniowym (Badegana i Payne 2000). W badaniach (Romeis i Waekers 2002) ujawniono, �e glukoza podawana w pokarmie g�sienicom bielinka kapustnika, wydłu�ała czas �ycia i płodno�� motyli bardziej ni� inne cukry.

Ro�liny �ywicielskie, ich cechy i skład chemiczny wpływaj� nie tylko na fitofagi, ale tak�e na płodno�� i �ywotno�� towarzysz�cych im paso�ytów i drapie�ców. Ro�liny �ywicielskie determinuj� cechy fizyczne, skład chemiczny, czas rozwoju ofiary, jej obronno��, a tym samym wpływaj� na paso�yty i drapie�ce – m.in. ich aktywno�� i parametry demograficzne (Awmack i Leather 2002). Obecno�� ro�lin kwitn�cych, a wi�c dost�pno�� nektaru i pyłku w zasadniczym stopniu wpływa na długo�� �ycia i płodno�� gatunków po�ytecznych, paso�ytów i drapie�ców w sadzie (Geest V.D. 2000). Kolejne obserwacje dowiodły, i� okre�lone gatunki fitofagów �eruj�ce na ro�linie z indukowan� odporno�ci� składaj� mniej jaj, ni� te na ro�linach kontrolnych (Viswanathan i wsp. 2003). Porównuj�c ro�liny naturalne i ich transgeniczne odpowiedniki dotychczas nie stwierdzono istotnych ró�nic w płodno�ci �eruj�cych na nich fitofagicznych owadów (Schuler 2003). Pokarm ma wpływ na skład

25

chemiczny jaj, zachowania zwi�zane z owipozycj�, ich �ywotno�� oraz stopie� resorpcji (Nagarkatti i Nagaraja 1978). Dieta istotnie oddziaływuje równie� na wielko�� i zawarto�� spermatoforów, a tym samym na płodno�� samic wykorzystuj�cych, w tej formie przekazywany, materiał reprodukcyjny (Awmack i Leather 2002).

Telang i Wells (2004) badali wpływ pokarmu na liczb� jaj komara Ochlerotatus atropalpus składanych w pierwszym cyklu. Obserwacje tych autorów pozwoliły równie� okre�li� ró�nice w rozwoju komarów i ich płodno�ci, w zale�no�ci od diety. Larwy komara, �ywione nieodpowiednim pokarmem, dawały mniejsze i mniej płodne imagines, ni� osobniki kontrolne. Analiza składu chemicznego homogenatu z ciał komarów wykazała, �e nieodpowiednia dieta powoduje zmiejszenie zawarto�ci lipidów, białek i glikogenu w testowanym materiale. Nieodpowiedni pokarm wpływa nie tylko na samice, ale tak�e na samce ograniczaj�c ich rozmiary ciała, aktywno�� seksualn� i �ywotno��.

Istotny wpływ odr�bnych pokarmów na płodno�� kleszczy doskonale dokumentuj� badania Mango i Galun (1977). Kleszcze Ornithodoros moubata (Argasidae) pochodz�ce z laboratoryjnej hodowli składały dwukrotnie wi�cej jaj �ywione kwi� �wi� ni� krów. Przyrosty masy ciała obrze�ków �ywionych dwoma rodzajami krwi były zbli�one i stanowiły trzykrotny przyrost masy w stosunku do wyj�ciowego ci��aru osobników. Dodatkowo obserwowano niejednakowe tempo rozwoju kleszczy na odr�bnych dietach. Nimfy �ywione krwi� �wi� osi�gn�ły szybciej stadium dojrzałe, przechodz�c rozwój z mniejsz� liczb� stadiów nimfalnych ni� nimfy �ywione kwi� krów.

W kolejnych badaniach testowano, czy bydło i króliki szczepione przeciw kleszczom stanowi� dla kleszczy z gatunku Haemaphysalis longicornis tak samo dobre �ródło pokarmu jak osobniki kontrolne. Stwierdzono, �e szczepione zwierz�ta stanowiły gorszy pokarm, co mi�dzy innymi manifestowało si� mniejsz� płodno�ci� kleszczy �ywionych ich krwi� (Mulenga i wsp. 1999).

Rozwój i rozród stawonogów przebiega zwykle w charakterystycznym dla danego gatunku zakresie warunków abiotycznych, z których najwa�niejsze i najcz��ciej okre�lane s� temperatura i wilgotno�� wzgl�dna powietrza. Dla ka�dego gatunku mo�na wyznaczy� warunki optymalne i progowe. Przekroczenie granic warto�ci progowych powoduje zwykle drastyczne ograniczenie płodno�ci, zahamowanie rozwoju i wysok� �miertelno�� wyst�puj�cych w takich warunkach organizmów. Dla głodnych kleszczy odpowiednia warto�� wilgotno�ci wzgl�dnej powietrza stanowi istotny czynnik warunkuj�cy mo�liwo�� ich przetrwania. Do�wiadczenia okre�laj�ce mo�liwo�� prze�ycia kleszczy, w skrajnie niekorzystnych warunkach otoczenia, prowadzili m.i. Hefnawy i wsp. (1975). Głodne, dorosłe obrze�ki A.(P.) arboreus trzymane w eksykatorach w warunkach 0% RH, utrzymywanych przez odpowiednie st��enie kwasu siarkowego, w 50% prze�ywały do 105 dni. W tym czasie, w wyniku odwodnienia, drastycznie, bo o połow� zmniejszał si� ich ci��ar ciała. Siedliska komarów zwykle kojarz� si� z wysok� wilgotno�ci� wzgl�dn� powietrza. Obserwacje warunków sprzyjaj�cych rozwojowi komara Culiseta morsitans prowadził (Service 1994). Jaja tego gatunku były składane wył�cznie na rozkładaj�cych si� resztkach ro�linnych i na mokrej ziemi. Wyl�g larw z jaj spadał, gdy obni�ana była wilgotno�� i dochodził do zera przy wilgotno�ci powietrza 85%.

Wpływ na płodno�� mo�e mie� tak�e cz�sto�� kopulacji, co uwarunkowane jest biologi� rozrodu danego gatunku, wigorem samców i ich liczebno�ci� w populacjach. Przykładem zwierz�t, których sukces reprodukcyjny istotnie zale�y od cz�sto�ci kopulacji s� m.in. roztocze przechowalniane. Badania prowadzone przez Konior i wsp. (2002) wykazały, �e płodno�� rozkruszka korzeniowego zale�y od stosunku liczebno�ci

26

płci samic: samców w populacji, oraz od liczby samców kopuluj�cych z samic�. Liczniejsze kopulacje zwi�kszały płodno�� samic. Nieco inne wyniki uzyskano podczas bada� z rozkruszkiem drobnym Tyrophagus putrescentiae (Boczek 1974) i m�cznym Acarus siro (Szlendak 1985). Okazało si�, �e maksymalna płodno�� tych roztoczy obserwowana jest wówczas, je�li kopuluj� one sukcesywnie, w podobnych przedziałach czasowych, z kolejnymi samcami. Wynik ten sugeruje, i� okres �ywotno�ci plemników w drogach rodnych samicy jest ograniczony. Samice rozkruszka m�cznego, które kopulowały zaledwie jednokrotnie w ci�gu �ycia, składaj� liczne jaja, zaledwie przez pierwsze dwa tygodnie po parzeniu, po czym ich płodno�� drastycznie malała. Sztuczne poł�czenie jednej samicy tego gatunku z wieloma (10) samcami te� daje niepo��dany efekt. Samice molestowane i kopuluj�ce z licznymi samcami zdychały wcze�niej ni� poł�czone z jednym samcem, co ograniczało liczb� składanych jaj i tym samym zmniejszało sukces reprodukcyjny (Szlendak 1995). Koszt zwi�zany z produkcj� jaj mo�e mie� wpływ na prze�ywalno�� i długo�� �ycia samic owadów i roztoczy. Prze�ywalno�� mo�e wzrasta� wraz z obni�aniem liczby składanych jaj, reprodukcj� gatunku (Huang i wsp. 2005). Intensywne procesy reprodukcyjne mog� tak�e redukowa� czas �ycia samców owadów (Partridge1986).

Tempo reprodukcji populacji uwarunkowane jest jak wida� wieloma czynnikami, w tym odsetkiem samic, które pojawiaj� w kolejnych pokoleniach, czasem rozwoju preimaginalnego, okresem �ycia samic, ich płodno�ci� oraz liczebno�ci� i wigorem ich partnerów. W populacjach Pyemotidae (Pyemotes tritici) pojedyncza samica rodzi około 250 osobników potomnych. Samce wyst�puj� w odsetku poni�ej 10%, a samice stanowi� zdecydowan� wi�kszo�� (90%). Niewielki odsetek samców pojawiaj�cych si� w populacji teoretycznie wydaje si� by� zbyt mały, by umo�liwi� zaplemnienie tak wielu partnerek. Mała liczebno�� samców kompensowana jest jednak przez ich znacz�cy wigor seksualny i istotn� skuteczno�� parzenia si� z samicami, pozwalaj�c� na zapłodnienie kilkanastu samic, z podobnym efektem mierzonym podobn� płodno�ci� tych samic. Samce i ich partnerki cały rozwój preimaginalny przechodz� w rozd�tej opistosomie matki, ale pojawiaj� si� w okre�lonej kolejno�ci: najpierw samce, które rodz� si� kilka dni przed samicami. Młode samce wyczekuj� nast�pnie na rodz�ce si� kilka dni pó�niej samice i sukcesywnie je zaplemniaj�. (Wrensch i Bruce 1991).

Pozytywny lub negatywny wpływ na płodno�� mog� mie� tak�e subletalne dawki stosowanych pestycydów, a efekt zale�y zarówno od gatunku stawonoga jak i rodzaju stosowanego pestycydu. Subletalne dawki imidaklopridu zastosowanego do zwalczania prz�dziorka chmielowca powodowały, zwi�kszon� płodno�ci� samic traktowanych w stosunku do płodno�ci osobników kontrolnych (James i Price 2002). Dotychczas udowodniono działanie preparatów sporz�dzanych z miodly indyjskiej (Azadirachta indica) na ponad 130 gatunków owadów i roztoczy. Bardzo cz�sto jest to działanie wpływaj�ce na płodno�� i �ywotno�� jaj. I tak działanie ujemne stwierdzono w przypadku karaczanów, mszyc, stonki ziemniaczanej i niektórych gatunków prz�dziorków, a pozytywne w wypadku niektórych gatunków rozkruszków. W kolejnych testach porównywano płodno�� wra�liwych i odpornych na deltametrin komarów z gatunku Culex pipiens pallens. Płodno�� komarów odpornych na ten pestycyd była o 50% ni�sza ni� u osobników wra�liwych (Li i wsp. 2002).

Oprócz wy�ej wymienionych czynników, ogromny wpływ na płodno�� wywieraj� czynniki genetyczne. Populacje tego samego gatunku, z ró�nych regionów geograficznych mog� si� bardzo ró�ni� wieloma parametrami, w tym płodno�ci�. Dobry przykład stanowi� ró�ne populacje muszki owocowej. U Drosophila stwierdzano ró�nice w płodno�ci mi�dzy populacjami, wyra�one skal� 7-krotn�.

27

Czas rozwoju preimaginalnego mo�e wpływa� na cechy morfologiczne imagines i ich płodno��. Wielko�� osobników Trichogramma evanescens maj�cych skrócony czas rozwoju, wyl�gaj�cych si� wcze�niej ró�niły si� w stosunku do tych wyl�głych 1 dzie� pó�niej. Samice wcze�niej si� pojawiaj�ce były wi�ksze i produkowały liczniejsze potomstwo, ni� te wyl�głe pó�niej (Doyon i Boivin 2005).

Wiek osobników rodzicielskich mo�e mie� istotny wpływ na ich płodno��, a potomstwo samic ró�nego wieku cz�sto wykazuje zró�nicowane cechy. Jaja składane przez bardzo młode i stare samice pluskwiaka rodzaju Oncopeltus wa�yły zwykle mniej i wolniej si� rozwijały, a odsetek wyl�głych z nich larw był niski, w porównaniu z jajami składanymi przez samice z po�redniej mi�dzy wymienionymi wy�ej grupami wiekowymi. Potomstwo samic �redniego wieku wielu owadów i rozkruszków jest bardziej jednorodne pod wzgl�dem płodno�ci, długo�ci rozwoju pokolenia i długo�ci �ycia. Nieco inne wyniki uzyskano dla m�cznika młynarka (Tenebrio molitor). Potomstwo starych rodziców tego gatunku szkodnika rozwijało si� szybciej, larwy przechodziły mniej linie�, dorosłe �yły krócej ni� potomstwo młodych rodziców. Stwierdzano tak�e wi�ksz� aktywno�� oksydazy cytochromowej i mniejsz� aktywno�� fosfataz u chrz�szczy pochodz�cych z młodych rodziców (Ludwig i wsp. 1962). Wpływ wieku rodziców na płodno�� i cechy potomstwa jest lepiej widoczny w hodowlach prowadzonych w ni�szych, ni� optymalnych temperaturach.

Płodno�� i potomstwo młodych rodziców rozkruszka m�cznego było znacznie liczniejsze ni� starych rodziców (Boczek i Czajkowska 1973). Równie� rozwój pokolenia rozkruszka drobnego trwał niejednakowo długo u potomstwa rodziców w ró�nym wieku. Najdłu�ej rozwijało si� u tego gatunku roztoczy potomstwo starych rodziców (Boczek i Ignatowicz 1983). U chrz�szczy obserwowano istotny wpływ wieku samców na płodno�� kopuluj�cych z nimi samic (Jones i Elgar 2004).

Literatura Awmack C.S., Leather -S.R. 2002. Host plant quality and fecundity of herbivorous

insects.- Ann. Rev. Entomol. 47: 817-844. Badegana A.M., Payne V.K. 2000. The effect of leaf contents of N, P, K, Ca and Mg

nutriens on the population of two spotted spider mite Tetranychus urticae Koch (Acari: Tetranychidae). Mededel. Fac.Landbouwk.Toegep.Biol. Wettensch. Vniv.Gent, 65(2a): 221-226.

Black W.C., Moore C.G. 1996. Population biology as a tool for studying vector-borne diseases. In: Beaty B.J., Marquardt W.C. The biology of disease vectors. University Press of Colorado 393-416.

Boczek J., Czajkowska B. 1973. Some aspects of ageing in Acarus siro (L.) (Acaridae). Ekol.Pol. 21(11):1-11.

Boczek J. 1974. Reproduction biology of Tyrophagus putrescentiae (Schr.) (Acarina: Acaridae). Proc. 1 Int. Conf. Stor. Prod. Ent. Savannah, Ga., USA. Sept. 7-11, 1974: 154-159.

Boczek J., Ignatowicz S. 1983. Studies on aging in acarid mites. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 252:19.

Doyon J., Boivin J. 2005. The effect of development time on the fitness of female Trichogramma evanescens. Journal of Insect Science 5: 4.

Geest V.D. S.L. 2000. Certain flowering plants can greatly increase the longevity and fecundity of many natural enemies. Exp. Appl. Acarol. 24: 497–560.

Hefnawy T., Bishara S.I., Bassal T.T.M. 1975. Biochemical and physiological studies of certain ticks (Ixodoidea): effects of relative humidity and starvation on the water

28

balance and behaviour of adult Argas (Persicargas) arboreus (Argasidae). Exp. Parasit. 24: 135-238.

Hunang Chi-Chun, Yang Rou-Ling, Lee How-Jing, Horng Shwu-Bin. 2005. Beyond fecundity and longevity: trade-offs between reproduction and survival mediated by behavioural responses of the seed beetle, Callosobruchus maculatus. Physiol.Entomol. 30: 381-387.

James D.G., Price T.S. 2002. Fecundity in twospotted spider mite (Acari: Tetranychidae) is increased by direct and systemic exposure to imidacloprid. J. Econ. Entomol. 95(4): 729-732.

Jones T.M., Elgar M.A. 2004. The role of male age and mating history on fecundity and fertilization success in the hide beetle. Proc.Roy. Soc. London. B, 271 (1545):1311-1318.

Khail G.M. 1979. The subgenus Persicargas (Ixodoidea; Argasidae; Argas). 31. The life cycle of A. (P.) persicus in the laboratory. J. Med. Entomol. 16: 200-206.

Konior M., Radwan J., Kolodziejczyk M. 2000. Polyandry increases offspring fecundity in the bulb mite. Evolution 55( 9):1893–1896.

Li X., Ma L., Sun L., Zhu C. 2002. Biotic characteristics in the deltamethrin susceptible and resistant strains of Culex pipiens pallens (Diptera: Culicidae) in China. Appl. Entomol. Zool. 37(2): 305-308.

Ludwig D., Fiore C., Jones C.R. 1962. Physiological comparisons between offspring of the yellow mealworm, Tenebrio molitor. Ann. Entomol. Soc. Am. 55: 439-448.

Mango C.K.A., Galun R. 1977. Ornithodoros moubata: breeding in vitro. Exp. Parasitol. 42: 282-288

Marazzi C., Staedler E. 2005. Influence of sulphur plant nutrition on oviposition and larval performance of the cabbage root fly. Agric. Forest Entomol. 7: 277-282.

Mulenga A., Sugimoto C., Sako Y., Ohashi K., Musoke A., M. Shubash M., Onuma M. 1999. Molecular characterization of a Haemaphysalis longicornis tick salivary gland-associated 29-kilodalton protein and its effect as a vaccine against tick infestation in rabbits. Infection and Immunity 67: 1652-1658.

Nagarkatti S., Nagaraja H. 1978. Experimental comparison of laboratory reared vs. wild-type Trichogramma confusum (Trichogrammatidae). 1. Fertility, fecundity and longevity. Entomophaga 23(2):129-136.

Partridge L. 1986. Sexual activity and life span. In: K.G.Golatz, R.S.Sohal (eds). Insect aging. Springer Verlag. 45-54.

Romeis J., Wäckers F.L. 2002. Nutritional suitability of individual carbohydrates and amino acids for adult Pieris brassicae. Physiol. Entomol. 27:148-149.

Schuler T. 2003. Effects of GM plants on beneficial arthropods. Contribution to the UK GM Science Review, 28 May 2003. Division of Plant and Invertebrate Ecology, Rothamsted Research, Harpenden, Herts, UK.

Service M.W. 1994. The biology of Culiseta morsitans and Culiseta litorea (Diptera:Culicidae) in England. Bull.Entomol.Res. 84: 97-104.

Solarz K. 2002. Subclassis: Rozdział 4.3.2. Acari Lateille, 1795 – Podgromada Roztocze. Roztocze alergogenne. W: Deryło A.(red.), Parazytologia i akaroentomologia medyczna, PWN. pp.507.

Szlendak E., Boczek J., Bruce W., Davis R. 1985. Effect of gamma-radiated males on egg production in Acarus siro. Florida Entomologist 68(2): 286-290.

Szlendak E. 1995. Competitiveness of Acarus siro males treated by ionizing radiation. In: Kropczy�ska D., Boczek J., Tomczyk A. (eds.), The Acari Physiological and Ecological Aspects of Acari-Host Relationships. Proc. 2nd European Association of

29

Acarologists (EURAAC), Krynica, Poland, Aug. 31-Sep.5, 1992, Wyd. Dabor: 657-663.

Viswanathan D. V., Narwani A. J. T., Thalera J. S. 2003. Specifity in induced plant responses shapes patterns of herbivore occurence on Solanum dulcamara. Ecology: 86: 886–896.

Weeks A.R., Stouthamer R. 2004. Increased fecundity with infection by a Cytophaga-like intracellular bacterium in the predatory mite, Metaseius occidentalis. Proc. Roy. Soc., London. B, 271: 193-195.

Wrensch D. l., Bruce W. A., 1991. Sex ratio, fitness and capacity for population increase in P. trici (L.-F. and M.) (Pyemotidae). In: Schuster, R. and Murphy, P.W. (eds.), The Acari, Reproduction, Development and Life History Strategies. Chapman and Hall, London: 209-221.

30

31

Adaptation to parasitism in skin mites from the Demodecidae family (Acari, Prostigmata)∗

Joanna N. Izdebska Laboratoty of Parasitology and General Zoology, Department of Invertebrate Zoology, University of Gdansk, Gdynia 81-378, Piłsudskiego 46, Poland; e-mail: Izdebska@sat.ocean.univ.gda.pl

∗This work was conducted during the tenure of Grant No 0313PO4200325 from the State Committee for Scientific Research

Abstract Demodecidae belong to the most specialized parasitic arthropods of mammals. Due to

their parasitic mode of life, they developed a plethora of morphological adaptations (i.e. extreme reduction of size and reduction of a number of morphological elements), anatomical, regarding growth cycles, or ecology.

Introduction Skin mites from the family of hair follicle mites Demodecidae are one of the

most specialized parasitic arthropods of mammals, to this day found in representatives of thirteen orders: Insectivora, Chiroptera, Scadentia, Primates, Carnivora, Pinnipedia, Edentata, Rodentia, Perissodactyla, Artiodactyla, Hyracoidea, Lagomorpha, a tak�e Marsupialia (Bukva 1991. Demodecidae are considered a phylogenetically old group, where as a result of co-evolution in the parasite-host configuration, an extreme reduction of a plethora of morphological features and shortening of growth cycles has occurred. At the same time, specific adaptations accommodating particular species to their microenvironments have occurred. According to Nutting (1965), species from the Rhinodex and Stomatodex order are phylogenetically older, and the more specialized and currently most numerous Demodex order appeared later.

32

Morphological adaptations Demodecidae are small, pale-colored mites with a worm-shaped body. They

have four pairs of short, stubby legs displaced towards the front; stiletto-like chelicerae, three-part palpi, a massive hip element, and a number (4-5) of rod shaped bristles on the distal segment. The females’ reproductory orifice is placed ventrally, below or partly below the epimeral plates of the 4th pair of legs; aedegaus of the male is placed dorsally, in the central part of the podosoma (fig. 1)

Adaptations for parasitism are in this case applicable both to the size and the shape of the body. These are one of the smallest mites. Average dimensions of adults amount to 250 µm in length, the biggest representatives (Demodex longissimus) can reach up to 800 µm, but the smallest ones (D. criceti, D gatoi) achieve no more than 80 µm in this stage. They can sometimes reach bigger sizes in the nymph stadium – up to over 1000 µm (D. flagellurus). Egg dimensions range from 35 µm (D. gatoi, D. criceti, Soricidex dimorphus) to nearly 800 µm (D. longissimus).

The Demodecidae’s worm-shaped body is an unusual modification (Bukva 1991), which is along with their miniature size considered a characteristic modification for life in hair follicles, or various types of glands and their outlet ducts. However, this shape widely varies in many species, from slim and long forms (e.g. D. bisonianus) to shorter, oval ones (D. acutipes, among others). The body can be evenly slim, or even oval (e.g. D. acutipes), but in some the body is distinctly narrowing towards the end (e.g. D. brevis).

Due to the adaptation to living in the host’s tissue the Demodecidae suffered an extreme reduction in a number of morphological elements (Bukva 1991), e.g. thy have only scarce, strongly reduced bristles, which makes species identification harder. The body is divided into three distinct tagmas. Gnathosoma has a trapezoidal or rectangular shape. There is a pair of bristles on the dorsal side – the so-called supracoxal spines

33

with much differentiated shapes (fig. 2). A horseshoe-shaped mouth is visible on the ventral side, on the sides of which subgnathosomal bristles can be found. Rod shaped, or sometimes forked (e.g. crescent-shaped) bristles can be found on the terminal segment of the palpi. The podosoma is equipped with eight five-segment legs ended with forked claws. The legs have also suffered strong reduction - they are short, stubby and slightly projected outside the podosoma’s edge. Epimeral plates are usually visible on the adulti’s ventral side. Four nodules are present on the dorsal side of the male, and are encompassing the aedeagus orifice. The opisthosoma is strongly lengthened (it can constitute over 80% of the body’s length), and is usually distinctly striated. The proctodeum, which has different shape in the representatives of various species or even sexes, is often visible. Sexual dimorphism is usually weakly emphasized, by the means of slight differences in the size and proportions of the body. It is sometimes distinct, though, e.g. at D. phylloides living in the pig and the boar, or the S. dimorphus described by Bukva (1993), living in the common shrew. In some species, the dimorphic differences can be already found in nymphs (Sokolovskij 1952, Izdebska 2000).

Some species possess other, specific adaptations accommodating them to their microenvironments. For example, the D. marsupiali from the possum, is considered a primitive species, but uses big supracoxal spines, bristles on palpi or claws as adhesive organs (Nutting et al. 1980). D. bicaudatus, which lives in the Meibomian glands conduits in a tropical bat, uses quite large, segmented legs with numerously split claws and a dorsal appendage on the opisthosoma for this purpose (Kniest, Lukoschus 1981). The huge, adhesive claws of the juvenile forms of D. longissimus and D. molossi are also a specific adaptation (Desch et al. 1972). Host and topical specificity

The unusual features of the Demodecidae structure, as adaptations to parasitism, are the effect of host and topical specificity. Hair follicle mites have high specifity of species; in reality, only four species were observed in various, yet closely related mammals (Bukva 1991, Izdebska 2002). Often one species of a host is Home to two or more synhospital hair follicle mites, showing different tissue location and often quire different, which results from the adaptation to different microhabitats. And as such, for example, two synhospital species can be found in a human, horse or a cat, three species are known in cattle and sheep, and the brown rat can be a host to four species of the

34

Demodex order. The tropical bat Carollia perspicillata was a host to three species belonging to three orders.

Demodecidae often indicate topographic specificity, e.g. prefer the head areas or (as in the case of D. flagellurus) genital, or rectal areas. Typical locations include external layers of the epidermis, hair follicles, holocrine (tallow), apocrine (e.g. scent), eccrine (e.g. sweat) glands and their outlet conduits (Bukva 1991), as well as mixed apocrine-eccrine and modified glands (e.g. Meibomian glands, so-called disc glands, or glands of rectal and genital areas). However, some species were found in lymph glands and in the circulatory system or the digestive tract (e.g. D. canis), whereas others bore conduits in the epidermis (Nutting 1976). In accordance to the above, it is considered that the hair follicle mites show an evolutionary tendency of a passage from ecto- to endoparasiting (Nutting 1976); they are sometimes named as semiendoparasites (Bukva 1991).

Reproduction and growth cycles The hair follicle mites’ growth cycles have shortened due to their parasitic mode

of life. An egg takes part in the growth, the shape of which constitutes an adaptation to the microenvironment (fig. 3), with an operculum sometimes visible. The larva develops an outline of three pairs of non-segmented legs although legless stages are also known. The protonymph usually differs only slightly from the larva, and as a six-legged form is often called larva II. Apart from larger dimension, it may differ by the shape of its claws, or the existence of epimers. Some species lack this stage altogether in their growth cycle (e.g. D. antechini, D. gapperi, Ophthalmodex spp.) (Bukva et al. 1992, Nutting 1976). The eight-legged nymph sometimes exceeds the adult in size. In juvenile forms, especially larvae, there is often a lack of epimeral plates; however supracoxal spines and palpi bristles, similar to those on the adulti, can be found. However, specific adaptation not later found in adult can exist – such a thing happens in D. longissimus and D. molossi, parasites of tropical bats, where 3rd pair legs (or even claws) are very strong and lengthened (in the D. longissimus nymph, these attain 184 µm) and fulfill the role of adhesive organs (Desch et al. 1972).

All growth stages have been observed in many species although the detailed course of the cycle is known only for few of these (e.g. D. canis, D. bovis, D. folliculorum). Thus, the life cycle of dog hair follicle mite can usually last for approx. 3 weeks, but in unfavourable conditions shortened cycles without the 2nd nymph stage were observed (Sokolovskij 1952).

Summary The characteristic features of mites from the Demodecidae family have

developed as a consequence of adaptation to parasitism, targeted at the creation of host and topical specificity, and at the habitation of own microenvironments in the boundaries of the host– the mammal (hair follicles, various types of dermal glands). Such adaptations cover not only morphological modification, but also changes in biology and growth cycles and most probably in a number of physiological processes as well.

35

References Bukva V. 1991. Structural reduction and topological retrieval: problems in taxonomy of

Demodecidae. Modern Acarology 1: 293-300. Bukva V., Nutting W.B., Desch C.E. 1992. Description of Ophthalmodex apodemi sp.

n. (Acari: Demodecidae) from the ocular area of Apodemus sylvaticus (Rodentia: Muridae) with notes on pathogenicity. Inter. J. Acarol. 18: 269-276.

Bukva V. 1993. Sexual dimorphism in the hair follicle mites (Acari: Demodecidae): scanning electron microscopy of Soricidex dimorphus. Folia Parasitol. 40: 71-79.

Desch C., Nutting W.B., Lukoschus F.S. 1972. Parasitic mites of Surinam VII: Demodex longissimus n. sp. from Carollia perspicillata and D. molossi n. sp. from Molossus molossus (Demodicidae: Trombidiformes); Membomian complex inhabitants of neotropical bats (Chiroptera). Acarologia 14: 35-53.

Izdebska J.N. 2000. Zmienno�� adulti i form juwenilnych Demodex bisonianus (Acari, Demodecidae). In: Buczek A., Błaszak Cz. (eds.), Stawonogi paso�ytnicze i alergogenne. Wyd. KGM Lublin: 47-56.

Izdebska J.N. 2002.Demodecidae (Acari, Actinedida): the current status and perspectives of research in Poland. In: Ignatowicz S. (ed.), Post�py polskiej akarologii. Progresss in Polish Acarology., Wyd. SGGW Warszawa: 215-223.

Kniest F.M., Lukoschus F.S. 1981. Parasites of Western Australia XIII. A new species of demodicid mite from the Meibomian glands of the bat Macroglossus minimus. Rec. West. Aust. Mus. 9: 111-118.

Nutting W.B. 1965. Host-parasite relations: Demodicidae. Acarologia 7: 301-316.

36

Nutting W.B. 1976. Hair follicle mites (Demodex spp.) of medical and veterinary concern. Corn. Vet. 66: 214-231.

Nutting W.B., Lukoschus F.S., Desch C.E. 1980. Parasitic mites of Surinam XXVII. Demodex marsupiali sp. nov. from Didelphis marsupialis: adaptation to glandular habitat. Zoologische Mededelingen 56: 83-89.

Sokolovskij V.A. 1952. Biologicheskij cikl kleshcha Demodex canis (Leydig). Sbornik Trudov Kharkovskogo Veterinarnogo Instituta, 21: 328-346.

37

Host specificity of ticks (Acari: Ixodida)

Alicja Buczek, Katarzyna Bartosik, Tomasz Olszewski, Konrad St�pie�, Tomasz Kubrak, Monika Sałata Chair and Department of Biology and Parasitology Skubiszewski Medical University of Lublin Radziwiłłowska 11 Str., 20-080 Lublin, Poland e-mail: alicja.buczek@am.lublin.pl

Abstract Ticks are important vectors of pathogens of wildlife and domesticated livestock,

including bacteria, rickettsia, viruses, and protozoa. They may transmit these pathogens within the same tick population (transovarial, transstadial, transspermal and co-feeding transmission) and among specimens belonging to other species, for example during the co-infection. Ticks are also responsible for the transmission of pathogens to their hosts, which may sometimes be reservoirs of tick-borne diseases in nature. Therefore, the knowledge of tick species composition and distribution of ticks in various regions of the world, as well as their host preference are of great practical importance.

Ticks show various host specificities. Tick species that feed on vertebrates of a single order or a single genus are highly selective (tab. 1). Argas (Carios) vespertilionis (Latreille, 1796), Ornithodoros kelleyi Cooley at Kohls, 1941, Ixodes (Eschatocephalus) vespertilionis Koch, 1844 and Ixodes (Pomerantzevella) simplex Neumann,1906 parasitize on bats. Another example is Boophilus microplus (Canestrini, 1888) which feed on cattle and other domestic animals in Africa. Rhipicephalus sanguineus (Latreille, 1806), which is the most widely distributed tick in the world, particularly in the tropics and subtropics regions, prefers the domesticated dogs. Only occasionally it attacks other domestic animals (cattle, goats, horses and cats) and wild animals, such as jackal (Canis spp.), African wild cat (Felis lybica), serval (Leptailurus serval), brown hyaena (Parahyaena brunnea), zorilla (Ictonyx striatus), African civet (Civettictis civetta), aardvark (Orycteropus afer), warthog (Phacochoerus africanus), giraffe (Giraffa camelopardalis), scrub hare (Lepus saxatilis) and humans (Walker et al. 2000). A wide range of host species have a lot of ixodid ticks, for example Rhipicephalus appendiculatus Neumann, 1901 distributed in the parts of eastern, central and south-eastern Africa. This tick was collected from 12 domestic animals and from 93 wild animals (91 species of mammals and 2 species of birds) and humans (Walker et al.

38

2000). The preferred domestic hosts of all developmental stages are sheeps and goats and among wild animals the African buffalo, eland, various species of tragelaphine antelope and waterbuck (Norval et al. 1982, Walker et al. 2000). The European sheep tick, Ixodes ricinus (Linnaeus, 1758) is collected from more than 200 host species (Gern and Lumair 1999). They may be connected with hosts of one systematic or various systematic groups, e.g. amphibians, reptiles, birds and mammals. The blacklegged tick, Ixodes scapularis Say, 1821 which is distributed in the northeastern and north-central US attacks over 200 species of host. It is found on a wide variety of birds and mammals (Stafford 1995, Giardina 2000) (tab. 1).

Table 1. Ticks of different host specificity.

Tick species Geographical distribution Main host Literature

Examples of transmitted pathogens

Highly selective host specificity ticks

Argas vespertilionis* (Latreille, 1796)

Palearctic (from Europe to India) and Ethiopian (all)

Bats: Myotis myotis, Eptesicus serotinus, Pipistrellus pipistrellus, Plecotus auritus, Barbastella barbastellus, Myotis nattereri, Pipistrellus nathusii, Myotis mystacinus, Myotis oxygnatus, Vespertilio discolor, Miniopterus schreibersii

Rafalski 1954; Hoogstraal 1958; Haitlinger and Ruprecht 1977; Haitlinger 1978, 1979; Hoogstraal 1979; Hoogstraal 1985

Togaviridae, Sokuluk (SOK) (Flavivirus), Issyk-Kul (IK) Virus, Coxiella burnetii, Wolbachia sp. (Rickettsiaceae), Treponema vespertilionis1

Aponomma varanensis (Supino, 1897)

from India and Sri Lanka to the Philippines and Papua New Guinea

Varanized lizards: Varanus bengalensis, V. dumerilii, V. griseus, V. indicus, V. nebulosus, V. rudicollis, Snakes: Python curtus, P. timoriensis

Tanskul et al. 1983; Wilson and Barnard 1985; Frazier and Keirans 1990; Kolonin 1995; King and Green 1999; Barnard and Durden 2000; Burridge et al. 2000; Burridge 2001

Ixodes simplex Neumann, 1906

Palearctic and Ethiopian, Australia

Bat: Miniopterus schreibersii

Estrada-Pena and Serra-Cobo 1991

Ixodes vespertilionis Koch, 1844

Europe, Asia, Africa

Bats: Myotis myotis, Rhinolophus hipposideros

Kowalski 1954

39

Ixodes lividus (Koch, 1844)

From Europe to Far East

Swallows: Riparia riparia Hirundo rustica Delichon urbica

Glashchinskaya-Babenko 1956; Yamaguti et al. 1971; Hoogstral and Aeschlimann 1982 Kaczmarek 1982; Siuda 1986

Preferential host specificity ticks

Argas reflexus* (Fabricius, 1794)

West, Central and South Europe, Crimea, Israel, Egipt, Central Asia

Birds: Columba livia probably other birds: Ptyonoprogne rupestis, Corvus monedula, Corvus rhipidarus, Athene noctua, Passer domesticus

Schulze 1932; Hoogstraal and Kohls 1960; Dusbabek and Rosicky 1976; Estrada-Pena and Jongejan, 1999; Buczek 1988, 1991, 2005 Kruk 2006

Grand Arbaud and Ponteves Viruses (Uukuniemi), Quaranfil Viruses, Tahyna Virus and West Nile Virus, Tick Borne Encephalitis Virus (TBEV), Borrelia burgdorferi2

Argas polonicus* Siuda, Hoogstraal, Clifford et Wassef, 1979

Poland (Cracow), Chech Republic, Slovakia

Bird: Columba livia

Siuda et al. 1979; Dusbabek 1985

Ornithodoros kelleyi* Cooley at Kohls, 1941

North America (USA and Canada)

Bats: Myotis thysanodes, Corrinorhinus townsendii, Pipistrellus hesperus, Antrozous pallidus, Eptesicus fuscus

Sonenshine and Anastos 1960; Steinlein et al. 2001

Rickettsia sp. Borrelia turicatae Bartonella henselae3

Ornithodoros erraticus* (Lucas, 1849)

Africa, South Europe (Portugal, Sardinia)

Mammals: Meriones libycus, Sus scrofa

Estrada-Pena and Jongejan, 1999; Hubalek 1999

Borrelia hispanica, ASF Virus (African swine fever), Borrelia recurentis and B. duttonii complex (North African tick-borne relapsing fever ), West Nile Virus 4

Ixodes (Pholeoixodes) hexagonus* (Leach, 1815)

West, Central and South Europe, Northwest Africa

Mammals: Erinaceus concolor, Erinaceus europaeus, Castor fiber, Mus musculus, Canis lupus familiaris, Meles meles, Mustela putorius, Mustela nivalis, Ovis aries

Ogden et al. 2000

TBEV, Borrelia burgdorferi5

Ixodes (Pholeoixodes) arboricola

Europe (except northern part)

Birds: Phoenicurus phoenicurus,

Siuda 1993

40

(Schultz & Schlottke, 1930)

Tyto alba, Strix aluco, Hirundo rustica, Parus sp., Sitta europaea, Sturnus vulgaris, Passer montanus

Wide range host specificity ticks

Ixodes ricinus* (Linnaeus, 1758)

West, Central and South Europe, Northwest Africa, Iran

Reptiles: (among others Lacerta agilis) Birds: (among others Turdus merula, Erithacus rubecula) Mammals: (among others: Apodemus flavicolis, Apodemus agrarius, Clethrionomys glareolus, Erinaceus europeaeus, Vulpes vulpes, Sus scrofa Cervus elaphus, Capreolus capreolus Bos taurus Equs caballus)

Matuschka et al. 1991; Siuda 1993; Osacar et al. 1998; Sréter et al. 2003; Estrada-Pena et al. 2004, 2005

TBEV, Togaviridae FlaviVirus, NairoVirus Bunyaviridae, Sumakh Uukuniemi, Borrelia burgdorferi, Francisella tularensis, Rickettsia slovaca, Coxiella burnetii, Ehrlichia phagocytophila, Babesia microti, B. divergens 6

Dermacentor reticulatus* (Fabricius, 1794)

West, Central and East Europe, Middle Asia

Mammals: Bos taurus, Alces alces, Canis lupus familiaris, Cervus elaphus, Capreolus capreolus, Equs caballus, Canis familiaris, Vulpes vulpes, Oryctolagus cuniculus, Lepus capensis, Erinaceus concolor, Sorex araneus, Sicista betulina, Microtus oeconomus

Emchuk 1960; Nosek 1972; Immler 1973; Szyma�ski 1986; Filippova and Panova 1989; Kadulski 1975; Kadulski 1989; Földvári 2005

TBE and OHF Viruses, Borrelia burgdorferi, Rickettsia conori, Coxiella burnetii, Francisella tularensis, Salmonella sp., Brucella sp. 7

Ixodes scapularis* Say, 1821

Eastern North America

Mammals: Odocoileus virginianus, Bos taurus (adult ticks);

Stafford 1995; Estrada-Pena and Jongejan, 1999; Giardina 2000; Durden 2002

Powassan Virus, Borrelia burgdorferi, Ehrlichia phagocytophila,

41

reptiles: Ophisaurus ventralis, Eumeces laticeps, Eumeces inexpecta, Birds: Thyrothorus ludovicians, Seiurus aurocapillus, Helmitherus vermivorus, Turdus migratorius, Catharus fuscescens, Wilsonia citrina, Geothlypis trichas, Hylocichla mustelina rodents: Peromyscus leucopus, Tamias striatus, (immatures)

Francisella tularensis, Coxiella burnetii, Babesia microti 8

∗- were observed to feed on humans (Gilot et al. 1997, Estrada-Pena and Jongejan 1999, Felz and Durden 1999, Dantas-Tores 2006)

1Hoogstraal 1979; Dusbabek and Rosicky 1976; 2Filipova 1966; Hannoun and Rau 1970; 3Loftis et al. 2005 4Estrada-Pena and Jongejan, 1999; 5Krivanec et al. 1988; Gern et al. 1991; Estrada-pena et al. 1995 6Gray 2002; De la Fuente 2004; 7Balashov and Dajter 1973; Nosek and Blaškovi 1973; eháek 1984; Kharitonova and Leonov 1985;

Labuda et al. 1991; 8Burgdorfer et al. 1975; Estrada-Pena and Jongejan 1999; Gray 2002;

Some ticks are connected with a specific class of hosts. For example Ixodes trianguliceps Birula, 1895, Ixodes hexagonus Leach, 1815, Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) and Rh. sanguineus feed on mammal hosts. Ornithodoros capensis (Neumann, 1901) and O. denmarki Kohls, Sonenshine & Clifford, 1965 parasitize on seabirds, especially on terns and gulls, and shore birds that live near coastal regions in tropical and temperate areas (Keirans et al. 1992). Other examples of ticks that feed on birds are presented in table 2.

On the other hand, ticks of Aponomma genus are specific for snakes and lizard (Hoogstraal and Aeschlimann 1982). Among 102 species of genus Amblyomma 37 tick species feed on reptiles (tab.2).

42

Table 2. Ticks connected with a specific class of hosts.

Tick species Geographical distribution Main host Literature

Examples of transmitted pathogen

Parasites of mammals Ixodes rugicollis Schulze et Schlottke, 1929

Europe (France, Germany, Romania)

Carnivora: Martes martes, M. foina, Mustela putorius, M. nivalis, Vulpes vulpes

Feider 1965; Aubert 1975; Siuda 1993

Ixodes simplex Neumann, 1906

Palearctic and Ethiopian, Australia

Bat: Miniopterus schreibersii

Estrada-Pena and Serra-Cobo 1991

Ixodes vespertilionis Koch, 1844

Europe, Asia, Africa

Bats: Myotis myotis, Rhinolophus hipposideros

Kowalski 1954

Ixodes trianguliceps Birula, 1895

Europe (from United Kingdom to Armenia)

Insectivora: Talpa europaea, Sorex sp., Neomys fodiens, Bat: Myotis myotis, Rodents: Microtus sp., Apodemus flavicollis, A. sylvaticus, Sicista betulina

Bitkowski i �ukowski 1975; Lachmajer 1962; Siuda et al. 1992

Tick Born Eencephalitis Virus (TBEV), (Togaviridae, Flavivirus), Coxiella burnetii Babesia microti1

Ixodes hexagonus Leach, 1815

Europe, Northern and East Africa

Insectivora: Erinaceus concolor, E. europaeus, Rodents: Castor fiber, Mus musculus Carnivora: Mustela putorius, M. nivalis, Meles meles, Canis familiaris, Artiodactyla: Ovis aries

Ogden et al. 2000

TBE Virus (Togaviridae, Flavivirus), Borrelia burgdorferi , Babesia canis, B. divergens 2

Rhipicephalus sanguineus ∗ (Latreille, 1806)

world-wide, more commonly in tropics and subtropics regions

Carnivora: Canis lupus familiaris, Felis silvestris catus, Felis lybica, Leptailurus serval, Parahyaena brunnea, Ictonyx striatus, Artiodactyla: Bos taurus, Capra hircus, Ovis aries,

Walker et al. 2000; Rinaldi et al. 2004

Ehrlichia canis, Rickettsia rickettsi, R. conori, R. sibrica, R. slovaca, R. rhipicephali, Francisella tularensis, Haemobartonella canis, Babesia canis, B. gibsoni, B. caballi, B equi,

43

Perissodactyla: Equus caballus Insectivora: Orycteropus afer, Artiodactyla: Phacochoreus africanus, Giraffa camelopardalis, Leporidae: Lepus saxatilis

Hepatozoon canis, Dipetalonema dracunculoides3.

Dermacentor reticulatus ∗ (Fabricius, 1794)

West, Central and East Europe, Middle Asia

Artiodactyla: Alces alces, Bison bonasus, Cervus elaphus, Capreolus capreolus, Capra hirtus, Ovis aries, Sus domestica Perissodactyla: Equs caballus Carnivora: Canis familiaris, Vulpes vulpes Leporidae: Oryctolagus cuniculus, Lepus capensis, Insectivora: Erinaceus concolor, Sorex araneus Rodents: Sicista betulina, Microtus oeconomus

Emchuk 1960; Nosek 1972; Immler 1973; Kadulski 1975; 1989;

TBE, CCE, RSSE and OHF Viruses (Togaviridae, Flavivirus), Tettnang Virus, Borrelia burgdorferi, Rickettsia conori, R. slovaca, Coxiella burnetii, Francisiella tularensis, Salmonella sp., Brucella sp., Babesia microti, B. divergens, B. bovis, B. equi4

Dermacentor marginatus ∗ (Sulzer, 1776)

from the 31° to at least the 57° northern latitude and from the 9° western to the 95° Eastern longitude, North West Africa, South West Europe, Mediterranean Region, Near East up to China

Artiodactyla: Bos taurus, Sus scrofa, Capra hirtus, Ovis aries, Carnivora: Canis familiaris

Siuda 1993; Rinaldi 2004; Farkas 2005

Rickettsia slovaca, Coxiella burnetii, Francisella tularensis, Borrelia burgdorferi5

Parasites of birds Argas reflexus ∗ (Fabricius, 1794)

West, Central and South Europe, Crimea Central Asia, Israel, Egypt

Columba livia, probably other birds: Ptyonoprogne rupestis, Corvus monedula,

Schulze 1932; Hoogstraal and Kohls 1960; Filipova 1966; Dusbabek and Rosicky 1976; Buczek 2005;

Grand Arbaud and Ponteves Virus (Bunyaviridae, Uukuniemi), TBE Virus (Flavivirus, Togaviridae),

44

Corvus rhipidarus, Athene noctua, Passer domesticus

Hoogstraal et al. 1979

West Nile Virus6

Argas polonicus∗ Siuda, Hoogstraal, Clifford et Wassef, 1979

Poland (Krakow), Czech Republik (Brno i Ołomuniec), Slovakia (Lewice i Koszyce).

Columba livia Siuda et al. 1979; Dusbabek 1985

Ixodes uriae White, 1852

Northern and Southern Hemispheres

Uria aalgae, Rissa tridactyla, Alca torda, Phoebetria palpebrata, Aptenodytes patagonicus halli, Eudyptes chrysolophus chrysolophus

Finney et al. 1999; Olsen 1993; Chastel et al. 1981; Frenot et al. 2001; Wilson 1970

Zaliv Terpeniya Virus (Bunyaviridae, Uukuvirus), Virus of the, Sakhalin group, Borrelia burgdorferi 7

Ixodes lividus Koch, 1844

from Europe to Far East

Riparia riparia, Hirundo rustica, Delichon urbica

Bobrovskikh 1979; Głaszczynskaja-Babenko 1956; Yamaguti et al. 1971; Hoogstral and Aeschlimann 1982; Kaczmarek 1982; Siuda 1986

Ixodes caledonicus Nuttall, 1910

from Great Britain to Far East

Sturnus vulgaris, Apus apus, Columba livia, Falco pelegrinus, Corvus monedula, Corvus corax, Corvus cornix, Petronia petronia,

Siuda 1993

Ixodes frontalis ∗ (Panzer, 1798)

from Central Europe to Iran

Alectoris rufa, Corvus frugilegus, Acrocephalus palustris, Troglodytes troglodytes

Chastel et al. 1999; Millan et al. 2004

Chizé Virus (Bunyaviridae, Phlebovirus), Borrelia burgdorferi8

Ixodes festai Rondelli, 1926

Europe (Mediterranean Region), North West Africa

Alectoris barbara, Turdus phelomelos, Turdus merula, Turdus iliacus

Gilot and Perez 1978

Parasites of reptiles Aponomma exornatum (Koch, 1844)

Africa Lizards: Aconitas plumbeus, Gerrhosaurus validus, Varanus salvator

Theiler 1962; Burridge at al 2000; Burridge 2001

45

Snakes: Haemachatus haemachatus, Causus defilippii Tortoise: Kinixys belliana, Crocodile: Crocodylus niloticus

Hyalomma aegyptium (Linnaeus, 1758)

North West Africa, Minor and Central Asia

Tortoises: Testudo sp., Testudo graeca

Robbins et al. 1998

Borrelia sp., Hepatozoon kisraen. sp.9

Amblyomma dissimile Koch, 1844

neotropical North America

Lizards: Cyclura cychlura cychlura, Leiocephalus carinatus coryi Snakes: Epicrates striatus fowleri

Durden and Knapp 2005

Cowdria ruminantium10

Amblyomma marmoreum Koch, 1844

Southern continental Africa

Tortoises: Geochelone pardalis, Chersina angulata, Homopus femoralis, Kinixys belliana Snakes: Bitis arietans, Haemachatus haemachatus, Lizards: Varanus albigularis,

Burridge at al 2000; Burridge 2001

Cowdria ruminantium11

Amblyomma nuttalli Dönitz, 1909

Sub-Saharan Africa

Reptiles: Kinixys spp., Geochelone pardalis, Pelusios sp., Pelomedusa sp., Agama spp., Varanus spp., Bitis gabonica, Boa constrictor, Python sebae, Dendroaspis viridis

Theiler and Salisbury 1959; Theiler 1962; Burridge at al 2000; Burridge 2001

Coxiella burnetii12

∗- were observed to feed on humans (Gilot et al. 1997, Estrada-Pena and Jongejan 1999, Felz and Durden 1999, Dantas-Tores 2006)

1Telford et al. 1993 2Estrada-Pena et al. 1995, Krivanec et al.1988, Gern et al. 1991 3Ewig 1969, Shortt 1973, Péter et al. 1984, Sanogo et al. 2003 4Dró�d� 1964, Kozuch and Nosek 1971, Rajcani et al. 1976, Kozuch et al.1979, Rehacek et al. 1979,

Kahl et al. 1992, Rehacek et al. 1991, Gurycova et al. 1995, Estrada-Pena and Jongejan 1999 5Petrov 1962, Angelov et al. 1996, Sanogo et al. 2003 6Filipova 1966, Hannoun and Rau 1970, Hoogstraal 1979, Hoogstraal et al. 1979

46

7Olsen 1993, Chastel et al. 1981 8Estrada-Pena et al. 1995, Chastel et al. 1999 9Paperna et al. 2002, Güner et al. 2003, 2004 10Jongejan 1992 11Burridge 2001 12Babudieri 1959, Arthur 1962, Waag et al. 1991

Biological consequences of ticks feeding on unspecific host species

Research conducted in the Chair and Department of Biology and Parasitology in Medical Academy of Lublin have shown biological dependence of Argas reflexus (Fabricius, 1794) to host species. Engorgement effectiveness was highest in the group of females feeding on the pigeons. In these experiments all females have reached engorgement mass exceeding limiting mass, which was equal to 37,41 mg. Among those fed on guinea pigs, their body mass exceeding limiting mass was reached in 38,10% of cases. Argasids were feeding most eagerly on pigeons (89,66% of females and 80,95 % of males). Guinea pigs were accepted as host by 85,29% of tested females and 47,06% of tested males. Rabbit blood have been taken by only 20% of tested females and 20% of males.

In the case of Argas persicus (Oken, 1818) less than 45% of members followed feeding on mammals (rabbits, guinea pigs, rats, mice) and high morbidity of females has been detected during the preoviposition period (Diehl et al. 1982). On the other hand, Argas polonicus Siuda, Hoogstraal, Clifford et Wassef, 1979 did not feed on white mice (Siuda et al. 1979) and nymphs of A. arboreus Kaiser, Hoogstraal & Kohls, 1964 did not attach to rabbit and rat skin at all (Hafez et al. 1972). Following nymphal stages of this argasid tick did attach to host, though were unable to engorge themselves (Hafez et al. 1971). Only 14% of adult members of this species were feeding on rabbits. Despite long feeding time, they were engorged only partially. Four of these argasid ticks were dead during the first 48 hours, and rest of them didn’t undertake feeding again (Hafez et al. 1972). Females of A. monolakensis Schwan, Corwin & Brown, 1992 feeding on guinea pigs in laboratory condition didn’t lay eggs at all.

In our study among hosts of the species such as pigeon, guinea pig and rabbit, the last one was the least suitable for A. reflexus. Females and males after feeding on rabbits reached an average body mass 23,77 and 19,48 mg respectively, while after feeding on pigeons females’ and males’ body masses reached 82,25 and 31,78 mg, respectively (Kruk 2006).

O. kelleyi larvae fed successfully on bats which are the natural hosts of this species, and on white rats, but less successfully on guinea pigs. After parasitizing on guinea pigs high mortality of larvae was observed and rash occurred on animals skin. Other O. kelleyi stages fed on rodents (Sonenshine and Anastos 1960). Just as at O. kelleyi only O. talaje (Guerin-Meneville, 1849) larvae fed on rats but as much as 82,5% of specimens did not attach to their skin (Tizu et al. 1995).

In our study we observed differences in biology D. reticulatus after feeding on various hosts (Zwolak 2004). Among experimental animals (rabbits, white guinea pigs, colorful guinea pigs), the best host for D. reticulatus females was rabbit. There was the best effectiveness in feeding (female body mass approximately 318.2 mg) and larvae hatching (approximately 91.67 %) in this case. There were some single irregularities in the embryogenesis process. According to Zwolak’s (2004) studies, host species had an influence on the length and feeding process, preoviposition, oviposition, embryogenesis process and larvae hatching of D. reticulatus.

47

Adaptations to less beneficial conditions after feeding on less specific host are: longer feeding time, maturation and embryogenesis processes. This adaptation results in increasing of the blood feeding ratio, which is needed in next life cycle stages of D. reticulatus.

Davey (1993) observed differences in Boophilus annulatus (Say, 1821) life cycle processes (feeding and eggs mature) of two host species. Body mass of engorged females and eggs bath was clearly higher in ticks taking blood from cattle than from antelopes. Eggs conversion rate was similar for both groups of ticks. Females feeding on antelopes, which is atypical host for this species have reached full engorgement and had lower body mass in a low number of cases.

Host specificity was found in the case of D. variabilis (Say, 1821), which often attacks human living in US. D. variabilis larvae and nymphs achieved greater body masses after feeding on rats (0.566 mg and 13.852 mg respectively) than after feeding on mice (0.541 mg and 12.476 mg respectively). Data which were obtained are compatible with ticks host selection preferences in natural conditions. In nature D. variabilis larvae and nymphs attack more frequently rats (54 %) than mice (22.9 %) (Sonenshine and Atwood 1967). Feeding on host specific for this tick ensured the best food composition, which had an influence on normal development processes in the next development phase.

Among hosts of larvae and nymphs Amblyomna tigrinum (Koch, 1844) like: chickens, rats, rabbits, mice, opossums, the best for young stages are birds (Labruna et al. 2002).

Ticks feeding on unspecific or immune hosts usually have not reached typical body mass for an engorged specimen of developmental stage and species.

Hyalomma truncatum Koch, 1844 achieved the biggest body mass after feeding on rabbits in comparison with smaller mammals (guinea pig, gerbil) (Rechav and Fielden 1997). Parasitic specificity of ticks Amblyomma cajennense (Fabricius, 1787) with relation to rabbit was confirmed by Lopes at al. (1998). They observed full engorgement of females which were able to finish life cycle on this host only. After feeding on unspecific host this effect wasn’t observed.

Little information is available on the influence of host changes by ticks on the transmission of tick-borne pathogens into humans and animals.

References Allan S.A., Simmons L.A., Burridge M.J. 1998. Establishment of the tortoise tick

Amblyomma marmoreum (Acari: Ixodidae) on a reptile-breeding facility in Florida. J.Med. Entomol. 35:621-624.

Angelov L., Dimova P., Berbencova W. 1996. Clinical and laboratory evidence of the importance of the tick D. marginatus as a vector of B. burgdorferi in some areas of sporadic Lyme disease in Bulgaria. Eur. J. Epidemiol. 12: 499-502.

Arthur D.R. 1962. Ticks and diseases. Evanston, Illinois, Row, Peterson and Company. 445 pp.

Babudieri B. 1959. Q fever a zoonosis. Adv.Vet. Sci. 5:81-182. Balashov Ju., Dajter A.B. 1973. Krowososuszczyje czlenistonogije i rikketsii. Nauka,

Leningrad. Barnard S.M., Durden L.A. 2000. A veterinary guide to the parasites of reptiles, vol. 2,

arthropods (excluding mites). Malabar, Florida, Krieger Publishing Company. 288 pp.

Bobrovskikh T.K. 1979. Ecology and distribution of the tick, Ixodes lividus, in Karelia (Ixodidae). Parazitologiia 13: 545-546.

48

Buczek A. 1988. Studies on the biology of Argas (A.) reflexus (Fabricius, 1794) (Acari: Ixodida: Argasidae). 1. Effect of temperature and relative humidity on embryonic development and egg hatch. Folia Biol. 36: 239-263.

Buczek A. 1991. Zbiór i hodowla obrze�ków (Argasidae) do bada� laboratoryjnych. Przegl. Zool. 35: 277-281.

Buczek A. 2005. Charakterystyka kleszczy o najwi�kszym znaczeniu medycznym i weterynaryjnym w Europie. In: Buczek A. (ed.), Choroby paso�ytnicze epidemiologia diagnostyka objawy. Akapit s.c., Lublin: 266-280.

Burgdorfer W. 1975. A review of Rocky Mountain spotted fever (tick-borne typhus), its agent, and its tick vectors in the United States. J. Med. Entomol. 12: 269-278.

Burridge M.J. 2001. Ticks (Acari: Ixodidae) spread by the international trade in reptiles and their potential roles in dissemination of diseases. Bull. Entomol. Res. 91: 3-23.

Burridge M.J., Simmons L.A., Allan S.A. 2000. Introduction of potential heartwater vectors and other exotic ticks into Florida on imported reptiles. J. Parasitol. 86: 700-704.

Chastel C., Chandler L., Le Goff F., Chastel O., Tesh R., Shope R. 1999. Chizé virus, a new Phlebovirus isolated in France from Ixodes (Trichotoixodes) Frontalis. Acta Virol. 43:279-283.

Chastel C., Monnat J.Y., Le Lay G., Guiguen C., Quilien M.C., Beaucournu J.C. 1981. Studies on bunyaviridae including Zaliv Terpeniya virus isolated from Ixodes uriae ticks (Acarina: Ixodidae) in Brittany, France. Arch. Virol. 70:357-366.

Dantas-Torres F., Figueredo L.A., Brandao-Filho S.P. 2006. Rhipicephalus sanguineus (Acari: Ixodidae), the brown dog tick, parasitizing humans in Brazil. Rev. Soc. Bras. Med. Trop. 39: 64-67.

Davey R.B. 1993.Stagewise mortality, ovipositional biology, and egg viability of Boophilus annulatus (Acari: Ixodidae) on Boselaphus tragocamelus (Artiodactyla: Bovidae). J Med Entomol. 30: 997-1002.

De Castro J.J. 1994. Tick Survey- Ethiopia. A survey of the tick species in western Ethiopia, including previous findings and recommendations for further tick surveys in Ethiopia. Rome: Food and Agricultural Organisation of the United Nations, Technical Report: 83 pp.

De la Fuente J., Naranjo V., Ruiz-Fons F., Vicente J., Estrada-Pena A., Almazan C., Kocan K. M., Martin M.P., Gortázan C. 2004. Prevalence of tick-borne pathogens in ixodid ticks (Acari:Ixodidae) collected from European wild boar (Sus scrofa) and Iberian red deer (Cervus elaphus hispanicus) in central Spain. Eur. J. Wildl. Res. 50: 187-196.

Diehl P.A., Aeschlimann A.A., Obenchain F.D. 1982. Tick reproduction: Ogenesis and oviposition. Physiology of Ticks. Vol. 1. Pergamon Press. Oxford.

Dró�d� J. 1964. Dalsze dane o Dermacentor pictus Herm. i kwestia piroplazmozy koni w Polsce. Wiad. Parazytol. 10: 590-591.

Durden L.A., Knapp C.R. 2005. Ticks parasitizing reptiles in the Bahamas. Med. Vet. Entomol. 19: 326-328.

Durden L.A., Oliver J. Banks C.W., Vogel G.N. 2002. Parasitism of lizards by immature stages of the blacklegged tick, Ixodes scapularis (Acari, Ixodidae). Exp. Appl. Acarol. 26: 257-266.

Dusbabek F. 1985. Identity of Argas (Argas) polonicus populations in Czechoslovakia and Poland. Folia Parasitol. (Praha). 32: 163-171.

Dusbabek F., Rosicky B. 1976. Argasid ticks (Argasidae, Ixodoidea) of Czechoslovakia. Acta Sci. Nat. Brno. 10:1-43.

49

Eads R.B., Menzies G.C., Hightower B.G. 1956. The ticks of Texas with notes on their medical significance. Texas Journal of Science 8:7-24.

Emchuk E.M.1960. Iksodowi kleszczy. Fauna Ukrainy tom 25. Wid. AN URSR, Kijów. Estrada-Pena A., Serra-Cobo J. 1991. The acarinia and nycteribidia zones of

Miniopterus schreibersi Kuhl (Mammalia: Chiroptera) in the northeast of Spain. Folia Parasitol (Praha). 38: 345-354.

Estrada-Pena A., Oteo J.A., Estrada-Peña R., Gortazar C., Osacar J.J., Moreno J.A., Castella J. 1995. Borrelia burgdorferi sensu lato in ticks (Acari: Ixodidae) from two different foci in Spain. Exp. Appl. Acarol. 19: 173-180.

Estrada-Pena A., Jongejan F. 1999. Ticks feeding on humans: a review of records on human-biting Ixodoidea with special reference to pathogen transmission. Exp. Appl. Acarol. 23: 685-715.

Estrada-Pena A., Martinez J.M., Sanchez Acedo C., Quilez J., Del Cacho E. 2004. Phenology of the tick, Ixodes ricinus, in its southern distribution range (central Spain). Med.Vet. Entomol. 18: 387-397.

Estrada-Pena A., Osácar J.J., Pichon B., Gray J.S. 2005. Hosts and pathogen detection for immature stages of Ixodes ricinus (Acari: Ixodidae) in North-Central Spain. Exp. Appl. Acarol. 37: 257-268.

Ewing S.A. 1969. Canine ehrlichiosis. Adv. Vet. Sci. Comp. Med. 13: 331-353. Feider Z., Solomon L., Hamar M. 1965. Gamasidae and other parasites form the

Acarina family in small mammals in Rumania. Wiad. Parazytol. 11:178-182. (Article in French)

Felz M.W., Durden L.A. 1999. Attachment sites of four tick species (Acari: Ixodidae) parasitizing humans in Georgia and South Carolina. J. Med. Entomol. 36:361-364.

Filipova N. A. 1966. Argasovye kleshchi (Argasidae). Fauna SSSR, Paukoobraznye.4 (3). “Nauka” Moskva, Leningrad.

Filipova N.A., Panova I.V. 1989. Revision of the genus Dermacentor Koch of the fauna of the USSR and adjoining territories (Ixodoidea, Ixodidae). Parazit. Sborn. 35: 49-95.

Finney S.K., Wanless S., Elston D.A. 1999. Natural attachment duration of adult female ticks Ixodes uriae (Acari: Ixodidae) on free-living adult black-legged kittiwakes Rissa tridactyla. Exp. Appl. Acarol. 23: 765-769.

Földvári A., Farkas R. 2005. Ixodid tick species attaching to dogs in Hungary. Vet. Parasitol. 129: 125-131.

Frazier J.G., Keirans J.E. 1990. Ticks (Acari: Ixodidae) collected on chelonians (Reptilia) from India and Burma. J. Bomb. Nat. Hist. Soc. 87: 247-249.

Frenot Y., de Oliveira E., Gauthier-Clerc M., Deunff J., Bellido A., Vernon P. 2001. Life cycle of the tick Ixodes uriae in penguin colonies: relationships with host breeding activity. Inter. J. Parasitol. 31: 1040-1047.

Gern L.,Toutoungi L.N., Chang Min Hu, Aeschlimann A., 1991. Ixodes (Pholeoixodes) hexagonus, an efficient vector of Borrelia burgdorferi in the laboratory. Med. Vet. Entomol. 5:431-435.

Gern L., Lumair P.F. 1999. Ecology of Lyme Borreliosis. Inf. Dis. Rev. 1: 55-56. Giardinia A.R., Schmidt K.A., Schauber E.M., Ostfeld R. S. 2000. Modeling the role of

songbirds and rodents in the ecology of Lyme disease. Can. J. Zool. 78: 2184-2197. Gilot B., Perez C. 1978. Individualisation et caractérisation de deux Ixodes actuellement

confondus: I. festai Rondelli, 1926, I. ventalloi Gil Collado, 1936. (Acarina, Ixodoidea)., Rev. Suisse Zool. 85: 143-149.

50

Gilot B., Beaucournu J. C., Chastel C. 1997. Collecting with the flagging method and fixing on man of Ixodes (Trichotoixodes) frontalis (Panzer, 1795). Parasite. 4(2): 197-199.

Głaszczynskaja-Babenko L.W. 1956. Ixodes lividus Koch kak priedstawitiel norowych kleszczej- iksodid. Sb. Ektoparasity 3: 21-105.

Gray J. S. 2002. Biology of Ixodes species ticks in relation to tick-borne zoonoses. Wien. Klin. Wochenschr. 13-14: 473-478.

Guner E.S., Watanabe M., Hashimoto N., Kadosaka T., Kawamura Y., Ezaki T., Kawabata H., Imai Y., Kaneda K., Masuzawa T. 2004. Borrelia turcica sp. nov., isolated from the hard tick Hyalomma aegyptium in Turkey. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 54:1649-1652.

Guner E. S., Hashimoto N., Kadosaka T., Imai Y., Masuzawa T. 2003. A novel, fast-growing Borrelia sp. isolated from the hard tick Hyalomma aegyptium in Turkey. Microbiology 149:2539-2544.

Hafez M., Abdel-Malek A.A., Guirgis S.S. 1971. The subgenus Persicargas (Ixodoidea, Argasidae, Argas). 12. Biological studies on the immature stages of A. (P.) arboreus Kaiser, Hoogstraal & Kohls in Egypt. J. Med. Entomol. 8: 421-9.

Hafez M., Abdel-Malek A.A., Guirgis S. S. 1972. The subgenus Persicargas (Ixodoidea, Argasidae, Argas). 14. Biological studies on the adult stage of A. (P.) arboreus Kaiser, Hoogstraal & Kohls in Egypt. J. Med. Entomol. 9: 19–29.

Haitlinger R. 1978. Paso�yty zewn�trzne nietoperzy z Dolnego �l�ska. III. Spinturnicidae, Argasidae, Ixodidae (Acarina). Wiad. Parazytol. 24:475-490.

Haitlinger R. 1979. Paso�yty zewn�trzne nietoperzy z Dolnego �l�ska. VI. Acarina, Siphonaptera, Diptera (Nycteribiidae). Wiad. Parazytol. 15:119-140.

Haitlinger R., Ruprecht A.L. 1977. Contribution to the ectoparasites fauna of bats from Bialowieza Primeval Forest. Przegl. Zool. 21: 332-334.

Hannoun C., Rau U. 1970. – Experimental transmission of certain arboviruses by Argas reflexus reflexus (Fabricius, 1794). Intern. Symp. on Tick-borne Arboviruses, Smolenice, Czechoslovakia. Folia Parasit. Praha. 17: 365-66.

Hoogstraal H. 1958. Bat ticks of the genus Argas (Ixodoidea, Argasidae). 3. The subgenus Carios, a redescription of the A. (C.) vespertilionis (Latreille, 1802), and variation within an Egyptian population. Ann. Entomol. Soc. Amer. 51: 19-26.

Gurycova D., Kocianova E., Vyrostekova V., Rehacek J. 1995. Prevalence of ticks infected with Francisella tularensis in natural foci of tularemia in western Slovakia. Eur. J. Epidemiol. 11: 469-474.

Hoogstraal H. 1979. The epidemiology of tick-borne Crimean-Congo hemorrhagic fever in Asia, Europe and Africa. J Med Entomol. 15:307-417.

Hoogstraal H. 1985. Argasid and nuttalliellid ticks as parasites and vectors. Adv. Parasitol. 24:135-238.

Hoogstraal H., Clifford C.M., Keirans J.E., Wassef H.Y. 1979. Recent developments in biomedical knowledge of Argas ticks (Ixodoidea: Argasidae). In: Rodriquez J.G. (ed.) Recent Advances in Acarology II. Academic Press, New York and San Francisco: 269-278.

Hoogstraal H., Kim K.C. 1985 Tick and mammal coevolution, with emphasis on Haemaphysalis. Chap. 10, p.505-568. In: Kim K.C. (ed.) Coevolution of parasitic arthropods and mammals. John Willey and Sons, New York.

Hoogstraal H., Kohls G.M. 1960. Observations on the subgenus Argas (Ixodoidea, Argasidae, Argas). 1. Study of A. reflexus reflexus (Fabricius, 1794), the European bird argasid. Ann. Entomol. Soc. Amer. 53: 611-618.

Hoogstrall H., Aeschlimann A. 1982. Tick-host specifity. Bull. Soc. Entomol. 55:5-32.

51

Horak I.G. 1982. Parasites of domestic and wild animals in South Africa. XIV. The seasonal prevalence of Rhipicephalus sanguineus and Ctenocephalides spp. on kennelled dogs in Pretoria North. Onderstepoort J. Vet. Res. 49: 63-8.

Horak I.G., Braack L.E., Fourie L.J., Walker J.B. 2000. Parasites of domestic and wild animals in South Africa. XXXVIII. Ixodid ticks collected from 23 wild carnivore species. Onderstepoort. J. Vet. Res. 67: 239-250.

Hubalek Z. 1999. Emmonsiosis of wild rodents and insectivores in Czechland. J. Wildl. Dis. 35: 243-249.

Immler R.M. 1973. Untersuchungen zur Biologie und Ökologie der Zecke Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) (Ixodidae) in einem endemischen Vorkommengebiet. Mitt. Schweiz. Entomol. Ges. 46:1-70.

Jongejan F. 1992. Experimental transmission of Cowdria ruminantium (Rickettsiales) by the American reptile tick Amblyomma dissimile Koch, 1844. Exp. Appl. Acarol. 15: 117-121.

Kaczmarek S. 1982. Paso�yty zewn�trzne z gniazd jaskółek Hirundo rustica L. I Delichon urbica (L.) Wiad. Parazytol. 28: 169-171.

Kadulski S. 1975. Ectoparasites of Polish artiodactylous game animals. Acta Parasitol. Pol. 23: 493-535.

Kadulski S. 1989. Wyst�powanie stawonogów paso�ytniczych na łownych Lagomorpha I Artiodactyla Polski-próba syntezy. Zeszyty Naukowa Uniwersytet Gda�ski. Rozprawy I monografie 132, Gda�sk 1989. Wydawnictwo Uniwersytetu Gda�skiego.

Kahl O., Janetzki C., Gray J.S., Stein J., Bauch R.J. 1992. Tick infection rates with Borrelia: Ixodes ricinus versus Haemaphysalis concianna and Dermacentor reticulatus in two locations in eastern Germany. Med. Vet. Entomol. 6: 363-366.

Keirans J.E., Hutcheson .J., Oliver J.E., Jr. 1992. Ornithodoros (Alectorobius) capensis Neumann (Acari: Ixodoidea: Argasidae), a parasite of seabirds, established along the southeastern seacoast of the United States. J. Med. Entomol. 29: 371-373.

Kharitonova N.N., Leonov Y.A. 1985. Omsk hemorrhagic fever. Ecology of the agent and epizootiology. New Delhi: Oxonian Press: 1–230.

King D., Green B. 1999. Monitors: the biology of varanid lizards. 116 pp. Malabar, Florida, Krieger Publishing Company.

Koch H.G. 1982. Seasonal incidence and attachment sites of ticks (Acari: Ixodidae) on domestic dogs in southeastern Oklahoma and northwestern Arkansas, USA. J. Med. Entomol. 19: 293-298.

Kolonin G.V. 1995. Review of the ixodid tick fauna (Acari:Ixodidae) of Wietnam. J. Med. Entomol. 32: 276-282.

Kozuch O., Nosek J. 1971. Transmission of the tick-borne encephalitis (TBE) virus by Dermacentor marginatus and D. reticulatus ticks. Acta Virol. 15: 334.

Kozuch O., Nosek J., Gresikova M., Sekeyova M., Chmela J. 1979. Isolation of Tettnang virus from ticks, mosquitoes and small rodents. Acta Virol. 23: 86-88.

K ivanec K., Kopecký J., Tomková E., Grubhoffer L. 1988. Isolation of TBE virus from the Ixodes hexagonus. Folia Parasitol. 35: 273-276.

Kowalski K. 1954. Jaskinie Polski. Vol.3. PWN, Warszawa. Kruk T. K. 2006. Wpływ ró�nych czynników biotycznych i abiotycznych na przebieg

paso�ytniczej i niepaso�ytniczej fazy cyklu �yciowego Argas reflexus (Fabr.) (Ixodida, Argasidae). PhD thesis. Chair and Dept. Of Biology and Parasitology of Medical Academy in Lublin.

52

Labruna M.B., Souza S.L.P., Menezes A.C., Horta M.C., Pinter A., Gennari S.M. 2002. Life-cycle and host specificity of Amblyomma tigrinum (Acari: Ixodidae) under laboratory conditions. Exp. Appl. Acarol. 24:115-125.

Labuda M., Lysy J., Kozuch O. 1991. On virus-vector-host relationships in the Central European tick-borne encephalitis foci(West Slovakia). In: Dusbabek F., Bukva V. (eds). Academia, Prague and SPB Academic Publishing bv, The Hague, vol.2: 29-33pp.

Lachmajer J. 1962 The ecology of the tick Ixodes trianguliceps Bir., 1895. Biul. Inst. Med. Morsk. Gdansk.13: 149-60.

Loftis A.D., Gill J.S., Schriefer M.E., Levin M.L., Eremeeva M.E., Gilchrist M.J.R., Dasch G.A. 2005. Detection of Rickettsia, Borrelia, and Bartonella in Carios kelleyi (Acari: Argasidae). J. Med. Entomol. 42: 473-480.

Lopes C.M., Leite R.C., Labruna M.B., de Oliveira P.R., Borges L.M., Rodrigues Z.B., de Carvalho H.A., de Freitas C.M., Vieira Junior C.R. 1998. Host specificity of Amblyomma cajennense (Fabricius, 1787) (Acari: Ixodidae) with comments on the drop-off rhythm. Mem. Inst. Oswaldo Cruz. 93: 347-351.

Matuschka F.R., Fischer P., Musgrave K., Richter D., Spielman A. 1991. Hosts on which nymphal Ixodes ricinus most abundantly feed. Am. J. Trop. Med. 44: 100-107.

Millan J., Gortazar C., Martin-Mateo M.P, Villafuerte R. 2004. Comparative survey of the ectoparasite fauna of wild and farm-reared red-legged partridges ( Alectoris rufa), with an ecological study in wild populations. Parasitol Res. 93:79-85.

Norval R.A. I., Perry B.D., Young A.S. 1992. The epidemiology of theileriosis in Africa. Academic Press, Inc. , London: 481 pp.

Norval R.A. I., Walker J.B., Colborne J. 1982. The ecology of Rhipicephalus zambeziensis and Rhipicephalus appendiculatus (Acarina, Ixodidae) with particular reference to Zimbabwe. Onder. J. Vet. Res. 49: 181-190.

Nosek J. 1972. The ecology, bionomics, behaviour and public health importance of Dermacentor marginatus and D. reticulatus ticks. Wiad. Parazytol. 18: 721-725.

Nosek J., Blaškovi D. 1973.Ticks as vectors of tick-borne encephalitis (TBE) virus in Europe. Proc. 3. Int. Congr. Acarol. (Prague) 589-591.

Ogden N.H., Cripps P., Davison C.C., Owen G., Parry J.M., Timms B.J., Forbes A.B. 2000. The ixodid tick species attaching to domestic dogs and cats in Great Britain and Ireland. Med. Vet. Entomol. 14: 332-338.

Olsen B., Jaenson T.G., Noppla L., Bunikis J., Bergstrom S. 1993. A Lyme borreliosis cycle in seabirds and Ixodes uriae ticks. Nature. Mar 25: 340-342.

Osácar J.J., Estrada-Pena A., Lucientes Curdi J.1998. Ticks (Acarina) of wild birds in the Ebro mid basin (North-East Spain). Acarologia. 39: 23-31.

Paperna I., Kremer-Mecabell T., Finkelman S. 2002. Hepatozoon kisrae n. sp. Infecting the lizard Agama stellio is transmitted by the tick Hyalomma cf. aegyptium. Parasite. 9: 17-27.

Pegram R.G., Perry B.D., Schels H.F. 1984. Seasonal activity of the parasitic and non-parasitic stages of cattle ticks in Zambia. In: Griffiths D.A., Bowman C.E. (eds.), Acarology VI. Vol. 2. Ellis Horwood, Chichester: 1183-1188.

Peter O., Burgdorfer W., Aeschlimann A., Chatelanat P. 1984. Rickettsia conorii isolated from Rhipicephalus sanguineus introduced into Switzerland on a pet dog. Z. Parasitenkd. 70: 265-270.

Petrov V. G. 1962. On the transovarian transmition of the tularemia pathogen in ticks Dermacentor marginatus Sulz. Med. Parazitol (Mosc). 31:62-66.

53

Punyua D.K., Newson R.M. 1985. The brown ear tick Rhipicephalus appendiculatus Neumann (Acarina: Ixodidae) and associated tick species on wild and domestic hosts at Muguga, Kenya. J Parasitol. 71:248-252.

Rafalski J.1954. Wyst�powanie w Polsce kleszczy Argas vespertilionis Latr. i Argas reflexus Fabr. (Arachnida, Ixodidea). Pol. Pismo Entomol. 24: 165-168.

Rajcani J., Nosek J., Kozuch O., Waltinger H. 1976. Reaction of the host to the tick-bite. II. Distribution of tick borne encephalitis virus in sucking ticks. Zentralbl. Bacteriol. 236: 1-9.

Rechav Y, Fielden L.J. 1997. The effect of various host species in the feeding performance of immature stages of the tick Hyalomma truncatum (Acari: Ixodidae). Exp. Appl. Acarol. 21: 551-559.

Rehacek J., Nosek J., Urvolgyi J., Sztankay M. 1979. Rickettsiae of the spotted fever group in Hungary. Folia Parasitol. (Praha) 26: 367-371.

Rehacek J., Urvolgyi J., Kocianova E., Sekeyova Z., Vavrecova M., Kovacova E. 1991. Extensive examination of different tick species for infestation with Coxiella burnetii in Slovakia. Eur. J. Epidemiol. 7: 299-303.

Rehacek J. 1984. Rickettsia slovaca, the organism and its ecology. Acta Sci. Nat. Brno. 18:1-50.

Rinaldi L., Otranto D., Veneziano V., Milillo P., Buono V., Iori A., Di Giulio G., Cringoli G. 2004. Cross-sectional survey of ticks (Acari: Ixodidae) in sheep from an area of the southern Italian Apennines. Exp Appl Acarol. 33:145-51.

Robbins R.G., Karesh W.B., Calle P.P., Leontyeva O.A., Pereshkolnik S.l., Rosenberg S. 1998. First records of Hyalomma aegyptum (Acari: Ixodida: Ixodidae) from the Russian spur-thighed tortoise, Testudo graeca nikolskii, with an analysis of tick population dynamics. J. Parasitol. 84:1303-1305

Sanogo Y.O., Davoust B., Parola P., Camicas J.L., Brouqui P., Raoult D. 2003. Prevalence of Rickettsia spp. In Dermacentor marginatus ticks removed from game pigs (Sus scrofa) in southern France. Ann. N. Y. Acad. Sci. 990: 191-195.

Schulze P. 1932. Die Zecken als Vogelparasiten. J. Ornithol. 80: 318-329. Shortt H.E. 1973. Babesia canis: the life cycle and laboratory maintenance in its

arthropod and mammalian hosts. Int. J. Parasitol. 3: 119-148. Siuda K. 1986. Ixodidae (Ixodida, Acari) paso�yty ptaków Polski. I. Bezwzgl�dnie

ornitofilne. Wiad. Parazytol. 32: 479-482. Siuda K., Hoogstraal H., Clifford C. M., Wassef H.Y. 1979. Observations on the

subgenus Argas (Ixodoidea: Argasidae: Argas). Argas (A.) polonicus sp. n. parasitizing domestic pigeons in Krakow, Poland. J. Parasitol. 65: 170-181.

Siuda K. 1993. Kleszcze Polski (Acari: Ixodida). Cz��� II Systematyka i rozmieszczenie.Polskie Towarzystwo Parazytologiczne, Warszawa.

Sonenshine D.E., Anastos G. 1960. Observations on the life history of the bat tick Ornithodoros kelleyi (Acarina: Argasidae). J. Parasitol. 46: 449-454.

Sonenshine D.E., Atwood E.L. 1967. Dynamics of feeding of the American dog tick, Dermacentor variabilis (Acarina: Ixodidae). Ann. Entomol. Soc. Am. 60: 362-373.

Sreter T., Szell Z., Varga I. 2003. Ectoparasite infestations of red foxes (Vulpes vulpes) in Hungary. Vet. Parasitol. 115: 349-54.

Stafford K.C. 3rd., Bladen V.C., Magnarelli L.A. 1995. Ticks (Acari: Ixodidae) infesting wild birds (Aves) and white-footed mice in Lyme, CT. J. Med. Entomol. 32: 453-466.

Steinlein D.B., Durden L.A., Cannon W.L. 2001. Tick (Acari) infestations of bats in New Mexico. J. Med. Entomol. 38: 609-11.

54

Szyma�ski S. 1986.Distribution of the tick Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) (Ixodidae) in Poland. Acta Parasitol. Pol. 31: 143-54.

Tanskul P., Stark H.E., Inlao I. 1983. A check list of ticks of Thailand (Acari: Metastigmata: Ixodoidea). J. Med. Entomol. 20: 330-341.

Telford S.R. III., Gorenflot A., Brasseur P., Spielman A. 1993. Babesial infections in humans and wildlife. In: Kreier J.P. (ed.), Parasitic protozoa, 2nd ed., vol. 5. Academic Press, San Diego, Calif. 5: 1-47.

Theiler G. 1962. The Ixodidea parasites of vertebrates in Africa, south of the Sahara. Project S.9958, Report to the Director of Vterinary Services. Onderstpoort, South Africa, 260 pp.

Theiler G., Salisbury L.E. 1959. Ticks in the South African zoological survey collection part IX – “the Amblyomma marmoreum group”. Onderstpoort J. Vet. Res. 28:47-124.

Tizu T., Schumaker S., Barros D. M. 1995. Life cycle of Ornithodoros (Alectorobius) talaje (Acari: Argasidae) in laboratory. J. Med. Entomol. 32: 249-254.

Waag D.M., Williams J.C., Peacock M.G., Raoult D. 1991. Methods of isolation, amplification, and purification of Coxiella burnetii. In Williams J.C., Thompson H.A. (eds) Q Fever: the biology of Coxiella burnetii. Boca Raton, Florida, CRC Press: 73-115pp.

Walker J.B., Keirans J.E., Horak I.G. 2000. The Genus Rhipicephalus (Acari, Ixodidae): A Guide to the Brown Ticks of the World. University Press, Cambridge: 643 pp.

Wilson N. 1970. Acarina: Mesostigmata: Halarchnidae, Rhinonyssidae of South Georgia, Heard and Kerguelen. Pacif. Insects Monogr. 23: 71-77.

Wilson N., Barnard S.M. 1985. Three species of Aponomma (Acari: Ixodidae) collected from imported reptiles in the United States. Florida Entomologist 68: 478-480.

Yamaguti, N., Tipton, V. J., Keegan, H. L. & Toshika, S. 1971. Ticks of Japan, Korea, and the Ryukyu Islands. Brigham Young Univ Sci Bull Biol Ser. 15: 142–148.

Zwolak A. 2004. Badania nad biologi� Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) (Acari: Ixodidae) w niepaso�ytniczej fazie cyklu �yciowego i jego wpływem na ró�ne gatunki �ywicieli. PhD thesis. Chair and Dept. Of Biology and Parasitology of Medical Academy in Lublin.

55

Biological features of non-nidicolous and nidicolous ticks (Acari: Ixodida)

Alicja Buczek, Tomasz Kubrak, Monika Sałata, Katarzyna Bartosik, Tomasz Olszewski, Konrad St�pie� Chair and Department of Biology and Parasitology Skubiszewski Medical University of Lublin Radziwiłłowska 11 Str., 20-080 Lublin, Poland e-mail: alicja.buczek@am.lublin.pl

Abstract

Ticks occupy various environmental niches which is connected with different humidity preferences. Temperature also plays an important role for the distribution and survival of ticks. We may distinguish two strategies that influence on host seeking activity and form two groups of ticks: non-nidicolous and nidicolous. Tolerance to desiccation, capability of mating on or off host prior or after the blood meal is crucial for further reproductive success. Biotic factors significantly influence embryogenesis processes. For example, oviposition and preoviposition periods are in wide correlation with temperature. Nidicolous members of ticks require longer period of preoviposition. In contrast Argasid tick, which are living under much more stable therefore ambient environmental conditions, show viable reproductive success of eggs development.

Other biological properties differ significantly those two groups of ticks. Argas reflexus (Fabricius, 1794) bath is sparse and composited with intervals while for Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) egg deposition is relatively continous and more numerous.

Abiotic factors such as host availability and natural periods of host activity also interfere with behavior of nest dwelling tick and others that are living outside hiding places of their host.

During the non-feeding periods, ticks (except one- host ticks) live in their ecotone, where they undergo the influences of different environmental factors. They avoid dehydratation by reducing tick exposure to extreme conditions in which water loss below critical levels can occur, and by incereasing tick exposure to habitats where water may be transferred from the atmosphere through their body intergument. Various tick species and even their developmental stages show different humidity and

56

temperature preferences. On the basis of environmental requirements, ticks can be classified into two ecological groups:

Non-nidicolous ticks occupy open habitats. These ticks are directly exposed to various environmental factors which can drastically limit their development and distribution. Most of them live in forests, savannahs, scrubs, brushes, or on the meadow vegetation. Some non-nidicolous ticks remain in sand, under stones and crevices in the open habitats. This group includes most of the Ixodidae (tab. 1).

Table 1. Examples of non- nidicolous ticks

Species of ticks Geographical distribution Habitats

Dermacentor marginatus (Sulzer, 1776)

Marocco, Spain, Italy, southern France, Switzerland, western Germany, Slovakia, eastwards to central Asia

temperate forests, grasslands, sheep pastures

Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794)

Europe and Central Africa (from the Atlantic coast to Kazakhstan)

meadows, grasslands, pastures, deciduous mixed forests and woodlands

Haemaphysalis concinna Koch, 1844

France, Germany, Poland to China and Japan old forests (deer forests)

Hyalomma marginatum marginatum Koch, 1844

southern Europe, Russia, North-western Africa

steppes, savannahs, hills and valleys with scattered tree cover, existing in habitats with low relative humidity

Ixodes ricinus (Linnaeus, 1758) Europe, North Africa, western former USSR

woodlands, heath lands, forests and bushes

Rhipicephalus appendiculatus Neumann, 1901 southern and eastern Africa warm and humid habitats

Nidicolous ticks live in or near the nests, burrows, caves, or other shelters of their hosts. In these habitats, climatic conditions are more stabile than in open environments. Among these ticks we can distinguish endophilous nidicolous, that live in the habitats of their hosts and harborage- infesting ticks, that inhibit near the nests of their hosts. Endophilous nidicolous ticks belong to the most of the Argasidae, include many species of genus Ixodes, and several Metastriata. On the other hand, the harborage- infesting ticks are represented by members of the Argasidae and certain species of the Prostriata (tab. 2).

Table 2. Examples of nidicolous ticks

Species of ticks Geographical distribution Habitats

Endophilous nidicoles

Ornithodoros capensis Neumann, 1901

Tropical and temperate regions of the world

nest of terns, gulls, and other seabirds

Ornithodoros moubata (Murray, 1877) East Africa and southern Africa

shalters in huts of grass or in the walls of human habitats, rarely domestic animals

Ornithodoros turicata (Dugès, 1876)

The southern part of U.S., Mexico

caves, rodent burrows, burrow of the gopher tortoise (Gopherus polyphemus), woodratnests

57

Non-endophilous nidicoles

Argas cooleyi Kohls & Hoogstraal, 1960 U.S. (Colorado, Texas)

cracks, crevices also under stones, small caves where birds, especially swallows, make their nests

Argas reflexus (Fabricius, 1794) Central, western and southern Europe (from UK to Spain and Crimea)

nest of its host, particularly pigeons

Ixodes uriae White, 1852

The costal areas of North Atlantic, North Pacific, and Arctic Oceans in the northern hemisphere, as well as in New Zealand, Soth Australia in the southern hemisphere

seabirds colonies, cracks in the rocky cliff and in soil (never in the bird nests)

Ornithodoros savignyi (Audouin, 1827)

Near East, India, Sri Lanka, Africa

deserts, semideserts and savannahs

Non-nidicolous ticks, which live in dry habitats (Hyalomma dromedarii, H. marginatum, H. asiaticum Schulze & Schlottke, 1930) have critical equilibrium humidities to 80%, whereas ticks occurring in moist areas (Ixodes ricinus, Amblyomma maculatum Koch, 1844) characterize higher level of equilibrium humidities (from 88 to 95%) (Knülle and Rudolph 1982). The differences in the ability to maintain water homeostasis of ticks from both ecological groups limit a range of their distribution in nature.

The environmental conditions in ticks habitats and necessity of the procurement of food determine host-seeking behavior of non- nidicolous and nidicolous ticks, their activity periods, diapause periods and other adaptations require for their existence in nature. In temperate and subarctic regions, daylength and temperature have the greatest importance in the stimulation of tick behavior. The seasonal occurrence of Ixodes ricinus and Dermacentor reticulatus adults on hosts in our observations may be regulated by a photoperiodically controlled diapause. These ticks can be present on the vegetation some months before they are found on animals.

In tropical and subtropical areas the changes between rain and dry periods influence host-seeking activity of ticks and limit their distribution. Rhipicephalus evertsi evertsi Neumann, 1897 commonly occurs in habitats receiving between 1200 mm and 2600 mm of annual rainfall in Afrotropical region (De Castro 1994). The critical rainfall level for this tick species ranges between 250 mm and 375 mm annually, and increasing aridity limits its activity (Theiler 1950, Pegram et al. 1984). Under other climatic conditions in southern Africa (a long dry season and presence the winter), daylength is the main factor regulating adult activity (Norval et al. 1992).

The number of tick generations is also connected with humidity, temperature and photoperiod. In northern and southern Africa two generations of adult ticks of Rh. sanguineus (Latreille, 1806) have been noted in summer (Amin and Madbouly 1973, Horak 1982). On the other hand, in humid tropical climate three generations may be noted annually (Aeschlimann 1967). In tropic and subtropic zones Rh. sanguineus is found both indoors and out. In colder climates this tick occurs first of all in homes, appartments, kennels and other dog habitats.

There are also great differences in biological properties between these two groups of ticks (tab. 3).

58

Table 3. The number of eggs of nidicolous and non-nidicolous choosen ticks

Conditions Species of tick

Temp. (°C) RH (%) Number of eggs

(average) References

Nidicolous

Argas persicus (Oken, 1818) 25 75 10-123 Buczek, data unpubl.

Argas reflexus (Fabricius, 1794) 20±2 75 (122) Kruk 2006

Non-nidicolous

Boophilus microplus (Canestrini, 1888) 24 75 2496 Hitchcock 1955

Dermacentor marginatus (Sulzer, 1776) 30 90 3000-4000 data unpubl.

Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) 25 90 (3247) data unpubl.

Hyalomma m. marginatum Koch, 1844 25 75 >15000 Buczek, data

unpubl. Ixodes ricinus (Linnaeus, 1758) 30 100 1100 data unpubl.

Ixodes rubicundus Neumann, 1904 10;20 93 2045; 3777 Van der Lingen et

al. 1999

Moreover, nidicolous ticks survive much longer than other ticks. In a constant temperature of 25°C and relative humidity of 75% A. reflexus larvae show resistance to starvation for 174 days (Kruk 2006), and unfed adults at 20±30C and 75% r.h. for 5 years (Buczek). Argas brumpti Neumann, 1907 can survive for 12 years without feeding, and A. delanoei (Roubaud & Colas-Belcour, 1931) for up to 5 years (Pospelova-Shtrom 1953). According to Hoogstraal (1985) Ornithodoros lahorensis larvae can survive for one year, and adult ticks for 18 years.

Preoviposition and ovipositon duration of valid argasid and ixodid ticks are shown in table 4 and 5. As shown in table 4 nidicolous members of ticks require longer period of preoviposition. In contrast, Argasid ones, which are living under much more stable therefore ambient environmental conditions, show viable reproductive success of eggs development, even though female engorgement occurs before diapause period also during minor seasonal activity (Buczek 1993, data unpubl.). The duration of the embryonic development and egg hatch of ticks depends, first of all, on temperature (tab. 5). Species that inhabit cooler regions /areas (ex. A. reflexus, A. vespertilionis) are characterised by longer preoviposition (period of egg production) than stenothermal (ex. A. polonicus, A. persicus).

59

Table 4. The duration of preoviposition period in choosen members of nidicolous and non-nidicolous ticks

Conditions Species of tick Geographic

distribution Temp. (°C) RH (%)

Preoviposition in days

(average) References

Nidicolous

Argas arboreus Kaiser, Hoogsraal & Kohls, 1964

Africa

28-30 27±1

60-70 90-95

3-19 (5,8) 8,9±4,4

Hafez et al. 1972 Gothe and Koop l974

Argas brevipes Banks, 1908

North and Central America 30 40-50 4-6 (5) Clifford and

Kohls 1963

Argas persicus (Oken, 1818)

North Africa, Middle Asia, Minor Asia, Slovakia, cosmopolitan parasite of poultry

27±1

30-32

22 28

90-95

75

75-90 75-90

8,4±3,4

3-27 (8,07)

12-269 (87) 6-229 (43)

Gothe and Koop l974, El Kammah and Abdel- Wahab 1979, Dusbabek and Rosicky 1976

Argas polonicus Siuda, Hoogstraal, Clifford & Wassef, 1979

South-eastern Europe 27±1 75±5 163,8±17,5 Siuda 1981 Dusbabek 1985b

Argas reflexus (Fabricius, 1794)

Central, western and southern Europe (from UK to Spain and Crimea)

23±1 75

28-150 (87,3)

(122)

Buczek 1993, 1988, Kruk 2006

Argas vespertilionis (Latreille, 1796)

Former Soviet Union and Africa, Iraq 20-22 No data ~120 Filippova

1966

Argas vulgaris Filippova, 1961

from southern regions of Far East, Middle Asia, Near East, sothern Ukraine; Slovakia

28 No data 11-70 Melchakova 1966

Argas walkerae Kaiser &Hoogstraal, 1969

South Africa 27±1 90-95 7,4±1,9 Gothe and Koop l974

Ornithodoros tadaridae (Canestrini, 1890)

Cuba 28 75-80 28-135 Honzakova et al. 1983

Ornithodoros talaje (Guérin-Méneville, 1849)

South from U.S. (California, Kansas) to Argentina

27 80-85 10-20 (16,0±4,7)

Tizu et al. 1995

Non-nidicolous

Amblyomma americanum (Linnaeus, 1758)

USA, central and south America 27 95 6,3 Koch and

Dunn 1980

60

Amblyomma parvum Aragão, 1908

Argentina, Brasil, Panama, Guatemala 27±1 83-86 4-9 (5,7) Guglielmone

et al. 1991

Amblyomma variegatum (Fabricius, 1794)

Uganda, Senegal, Nigeria, Central African Republic

25 85 11±2 Dipeolu and Adeyefa 1984

Boophilus decoloratus (Koch, 1844)

Continental Africa, South of Sahara, India, Yemen

25 85 14±1 Dipeolu and Adeyefa 1984

Boophilus geigyi Aeschlimann &Morel, 1965

Senegal, West Africa, Guine Equatoriale 25 85 6±1 Dipeolu and

Adeyefa 1984

Dermacentor marginatus (Sulzer, 1776)

Marocco, Spain, Italy, southern France, Switzerland, western Germany, Slovakia, eastwards to central Asia

30 90 (2-3) our observations

Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794)

Europe and Central Africa (from the Atlantic coast to Kazakhstan)

25 90 (2,6) our observations

Hyalomma dromedarii Koch, 1844

Saudi Arabia, Egypt 21 75 27-34 (30,4±1,3)

Hagras and Khalil 1988

Haemaphysalis longicornis Neumann, 1901

Japan, China, Australia 27,9 80 4-7 (5,4) Yano et al. 1985

Hyalomma m. marginatum Koch, 1844

southern Europe, Russia, North-western Africa

25 75 16-19 (17)

Buczek et al. 1994, Buczek 1993a

Hyalomma rufipes Koch, 1844

Namibia, Senegal, Mauritanie 25 75 14±3 Dipeolu and

Adeyefa 1984

Ixodes cookei Packard, 1869

eastern and midwestern states of the USA and Canada

29 100 4,7±0,3 Farkas and Surgeoner 1991

Ixodes muris Bishopp&Smith, 1937

U.S., eastern Canada 27 No data 6-13 (8,4) Smith 1944 according Krynski 1979

Ixodes ricinus (Linnaeus, 1758)

Europe, Northern Africa, Western former USSR

30 100 (8) our observations

Ixodes scapularis Say, 1821

USA, atlantic coast,South-eastern Canada

27 80 (10,2) Harris 1959 according Krynski 1979

61

Table 5. The duration of embryonic development and larval hatch period of nidicolous and non-nidicolous ticks

Conditions

Species of tick Geographic distribution Temp.

(°C) RH (%)

Embryonic development

in days (average)

References

Nidicolous

Argas africolumbae Hoogstraal et al., 1975

Kenya, South African Republic 27 90 15,9-17

(16,2) Kraiss and Gothe 1982

Argas arboreus Kaiser, Hoogstraal & Kohls, 1964

Africa 28-30 60-70 10,5±0,2 Hafez et al. 1972

Argas brevipes Banks, 1908

North and Central America 30 40-50 9-12 (10) Clifford and

Kohls 1963

Argas hermanni Audouin, 1827

Northern Africa, Afghanistan, northern India, Nepal, former USSR

28-29 75 14-31 (20,28±0,1)

Khalil and Metwally 1974

Argas persicus (Oken, 1818)

North Africa, Middle Asia, Minor Asia, Slovakia, cosmopolitan parasite of poultry

28 22 32

75-90 75-90

75

11-20 (15) 7-31 (22)

4-22 (12,1)

Dusbabek and Rosicky 1976, El Kammah and Wahab 1979, Dusbabek 1985a

Argas polonicus Siuda, Hoogstraal, Clifford & Wassef, 1979

South-eastern Europe 27±1 75±5 20,6±2,5

11-20 (15,4±0,08)

Dusbabek 1985b, Siuda 1981

Argas reflexus (Fabricius, 1794)

Central, western and southern Europe (from UK to Spain and Crimea)

25 10-90 25-40 (31,3) Buczek 1988

Argas vespertilionis (Latreille, 1796)

Former Soviet Union and Africa, Iraq

20-22

29-35 No data

11

16-20

Hoogstraal 1958, Filippova 1966

Argas vulgaris Filippova, 1961

southern regions of Far East, Middle Asia, Near East, southern Ukraine, Slovakia

28 32 No data 41-50

17-19 Melchakova 1966

Ornithodoros capensis Neumann, 1901 Cosmopolitan 28-29 No data (9-11) Kusov 1973

Ornithodoros coniceps (Canestrini, 1890)

South Europe, north and east Africa, south- western Asia

30 No data (11) Kusov 1973

Ornithodoros lahorensis Neumann, 1908

Former Soviet Union, Kyrgyzstan 29-30 No data 22-40 Kusov 1973

Ornithodoros tadaridae Cerny&Dusbabek1967

Cuba 28 75-80 10-25 Honzakova et al. 1983

Ornithodoros talaje (Canestrini, 1890)

South from U.S. (California, Kansas) to Argentina

27 80-85 9-16 (12,1±1) Tizu et al. 1995

62

Ornithodoros tartakovskyi Olenev, 1931

Central Asia 27-29 No data 9-19 (10,8) Hoogstraal et al. 1970

Non-nidicolous

Amblyomma americanum (Linnaeus, 1758)

USA, Central and South America 27 97 Min. 31,7 Koch and

Dunn 1980

Amblyomma parvum Aragão, 1908

Argentina, Brasil, Panama, Guatemala 27±1 83-86 27-37 (31,8) Guglielmone

et al. 1991 Amblyomma variegatum (Fabricius, 1794)

Uganda, Senegal, Nigeria, Central African Republic

24 85 62±2 Dipeolu and Adeyefa 1984

Boophilus decoloratus (Koch, 1844)

Continental Africa, South of Sahara, India, Yemen

24 85 34±6 Dipeolu and Adeyefa 1984

Boophilus geigyi Aeschlimann &Morel, 1965

Senegal, West Africa, Guine Equatoriale 24 85 23±5

Dipeolu and Adeyefa 1984

Dermacentor marginatus (Sulzer, 1776)

Marocco, Spain, Italy, southern France, Switzerland, western Germany, Slovakia, eastwards to central Asia

30 90 (22-25) our observations

Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794)

Europe and Central Africa (from the Atlantic coast to Kazakhstan)

25 90 (15-18) our observations

Haemaphysalis longicornis Neumann, 1901

Japan, Australia, China 27,9 80 16-25 (20,1)

Yano et al. 1985 Yano et al. 1987

Hyalomma dromedarii Koch, 1844 Saudi Arabia, Egypt 25 75 32-43

(35,4±1,57) Hagras and Khalil 1988

Hyalomma m. marginatum Koch, 1844

southern Europe, Russia, North-western Africa

25 75 28-39 Buczek et al. 1994

Hyalomma rufipes Koch, 1844

Namib Desert, South Africa 24 85 42±5

Dipeolu and Adeyefa 1984

Ixodes muris Bishopp&Smith, 1937 U.S., eastern Canada 27 No data 21-31 (26,6)

Smith 1944 according Krynski 1979

Ixodes ricinus (Linnaeus, 1758)

Europe, Northern Africa, Western former USSR

23 90 (36) Czapska 1967

Ixodes scapularis Say, 1821

USA, atlantic coast, South-eastern Canada 21 90 (48,1)

Harris 1959 according Krynski 1979

Biological and ecological properties of nest dwelling and non- nest dwelling ticks are under our consideration because of their great importance, especially for further practical threats prognostication of tick borne diseases and transmission conducted by both mentioned members of Ixodidae.

63

References Aeschlimann A. 1967. Biology and ecology of ticks (Ixodoidea) of the Ivory Coast.

Acta Trop. 24: 281-405. Amin O.M., Madbouly M.H. 1973. Distribution and seasonal dynamics of a tick, a

louse fly, and a louse infesting dogs in the Nile valley and Delta of Egypt. J. Med. Entomol. 10: 295-298.

Buczek A. 1988. Studies on the biology of Argas (A.) reflexus Fabricius, 1794 (Acari: Ixodida: Argasidae). I. Effect of temperature and relative humidity on embryonic development and egg hatch. Folia Biol. 36:239-263.

Buczek A. 1993. Fecunditiy and reproductive activity of Argas (A.) reflexus (Fabricius, 1794) (Acari: Ixodida: Argasidae) under laboratory conditions. Wiad. Parazytol. 39: 49-57 (in Polish).

Buczek A. 1993a. Wirkungen von Temperatur und Luftfeuchtigkeit auf Embryonal-entwicklung und das Eischlupfen bei der Schildzecke Hyalomma marginatum Koch (Acari: Ixodidae). Anz. Schädlingskde, Pflanzen, Umweltschutz 66: 6-9.

Buczek A., Sebesta R., Horak B. 1994. Developmental cycle of Hyalomma marginatum marginatum Koch, 1844 (Acari: Ixodida: Ixodidae) under laboratory conditions. Abstracts of communications. The 17th Congress of the Polish Parasitological Society, Gdynia , September 15-17. Biuletyn Metodyczno-Organizacyjny, Instytut Medycyny Morskiej i Tropikalnej 27: 87.

Clifford C., Kohls G.M. 1963. Observations of the life cycle of the tick Argas brevipes Banks, 1908. J. Parasitol. 49: 527.

Czapska M. 1967. Development of eggs of ticks Ixodes ricinus L., depending on temperature and humidity and the thermopreferendum and daily activity of its larvae. Ekol. Pol. 15: 577- 606.

De Castro J. J. 1994. Tick Survey- Ethiopia. A survey of the tick species in western Ethiopia, including previous findings and recommendations for further tick surveys in Ethiopia. Rome: Food and Agricultural Organisation of the United Nations, Technical Report: 83 pp.

Dipeolu O.O., Adeyefa C.A. 1984. Studies on ticks of veterinary importance in Nigeria. VIII. Differences observed in the biology of ticks which fed on different domestic animal hosts. Folia Parasitol. 31: 53- 61.

Dusbabek F. 1985a. Biological comparison of different populations of Argas (Persicargas) persicus (Oken). Folia Parasitol. (Praha) 32: 255-263.

Dusbabek F. 1985b. Identify of Argas (Argas ) polonicus population in Czechoslovakia and Poland. Folia Parasitol. 36:163-171.

Dusbabek F., Rosicky B. 1976. Argasid ticks (Argasidae, Ixodidae) of Czechoslovakia. Acta. Sc. Nat. Brno 10: 1-43.

El Kammah K.M., Abdel- Wahab K.S. E. 1979. Argas (Persicargas) persicus life cycle under controlled and outdoor conditions. Acarologia 21: 343-351.

Farkas M.J., Surgeoner G.A. 1991. Developmental times and fecundity of Ixodes cookei Packard (Acari: Ixodidae) under laboratory conditions. Can. Entomol. 123: 1-12.

Filippova N.A. 1966. Argasovye kleshchi (Argasidae) – Fauna SSSR. Paukoobraznye. Vol. IV Part 3, Izvestiya Akademii Nauk, Leningrad: 255 pp.

Gothe R., Koop E. 1974. Zur biologishen Bewertung der Validität von Argas (Persicargas) persicus (Oken, 1818), Argas (Persicaragas) arboreus Kaiser, Hoogstraal und Kohls, 1964 und Argas (Persicargas) walkerae Kaiser und Hoogstraal, 1969. I. Untersuchungen zur Entwicklungs- biologie. Z. Parasitenk. 4: 299- 317.

64

Guglielmone A.A., Mangold A.J., Garcia M.D. 1991. The life cycle of Amblyomma parvum Aragao, 1908 (Acari: Ixodidae) under laboratory conditions. Exp. Appl. Acarol. 13: 129-136.

Hafez M,. Abdel- Malek A.A., Guirgis S.S. 1972. The subgenus Persicargas (Ixodoidea, Argasidae, Argas). 14. Biological studies on the adult stage of A. (P.) arboreus Kaiser, Hoogstraal et Kohls in Egypt. J. Med. Entomol. 9: 19-29.

Hagras A.E, Khalil GM. 1988. Effect of temperature on Hyalomma (Hyalomma) dromedarii Koch (Acari: Ixodidae). J. Med. Entomol. 25: 354-359.

Hitchcock L.F. 1955. Studies on the non- parasitic stages of the cattle tick, Boophilus microplus (Canestrini)(Acarina: Ixodidae). Austral. J. Zool. 3: 295-311.

Honzakova E., Cerny V., Daniel A. 1983. The life cycle of Ornithodoros todaridae Cerny et Dusbabek (Argasidae) under labotratory conditions Folia Parasitol. (Praha) 30: 357-361.

Hoogstraal H. 1958. Bat ticks of the genus Argas (Ixodoidae, Argasidae). 3. The subgenus Carios, a redescription of the A. (C.) vespertilionis (Latreille, 1802), and variation within an Egyptian population. Ann. Entomol. Soc. Amer. 51: 19-26.

Hoogstraal H., Oliver R.M., Guirgis S.S. 1970. Larva, nymph and life cycle of Ornithodoros (Alectorobius) muesebecki (Ixodidea: Argasidae) a virus- infected parasite of birds and petroleum industry employees in the Arabian. Gulf. Ent. Soc. Amer. 63: 1762- 1786.

Hoogstraal H. 1985. Argasid and Nuttallielid ticks as parasites and vectors. Adv. Parasitol. 24: 135-238.

Horak I.G. 1982. Parasites of domestic and wild animals in South Africa. XIV. The seasonal prevalence of Rhipicephalus sanguineus and Ctenocephalides spp. on kennelled dogs in Pretoria North. Onderstepoort J. Vet. Res. 49:63-68.

Khalil G.M., Metwally S.A. 1974. Observations on the subgenus Argas (Ixodoidea: Argasidae: Argas). 8. The life cycle of A. (A.) hermanni. J. Med. Entomol. 11: 355-362.

Knülle W., Rudolph D. 1982. Humidity relationships and water balance of ticks. In: Physiology of ticks. Obenchain F.D., Galun R. (eds.), Pergamon Press, Oxford: 43-70.

Koch H.G., Dunn J.C. 1980. Oviposition, egg hatch, and larval survival of Lone Star Ticks held at different temepratures and humidities. South. Entomologist. 5: 169- 174.

Kraiss A, Gothe R. 1982. The life cycle of Argas (Argas) africolumbae under constant abiotic and biotic conditions. Vet. Parasitol. 11: 365-373.

Krynsky W.L. 1979. Development of the tick Ixodes dammini (Acarina: Ixodidae) in the laboratory. J. Med. Entomol. 16: 354-355.

Kruk T. 2006. Wpływ ró�nych czynników biotycznych i abiotycznych na przebieg paso�ytniczej i niepaso�ytniczej fazy cyklu �yciowego Argas reflexus (Fabr.)(Ixodida, Argasidae). Praca doktorska, Kat. i Zakł. Biologii i Parazytologii Akademii Medycznej w Lublinie, Lublin: 148 ss.

Kusov V.N. 1973. Kleschi Ornithodoriny Kazachstana i Riespublik Sriedniej Azii. Izd. An. Kazakchstan, SSSR, Nauka Ałma- Ata.

Melchakova I.D. 1966. K biologii kleshchej Argas vulgaris Fil. In: Perove Akarologischeskoe Soveschanie (Tezisy dokladov). Bykhovskij B.E. (ed.). Nauka, Moskwa, Leningrad 131.

Norval R. A. I., Perry B. D., Young A. S. 1992. The epidemiology of theileriosis in Africa. Academic Press, Inc., London: 481 pp.

65

Pegram R. G., Perry B. D., Schels H. F. 1984. Seasonal activity of the parasitic and non-parasitic stages of cattle ticks in Zambia. In: Acarology. Griffiths D. A., Bowman C. E. (eds.). VI. Vol. 2. Ellis Horwood, Chichester: 1183-1188.

Pospelova-Shtrom M.V. 1953. Ornithodorini ticks and their epidemiolgical significance. English Translation US Department of Commerce, V.8, 1962.

Siuda K. 1981. Investigations on the biology of the tick Argas (Argas) polonicus Siuda, Hoogstraal, Clifford et Wassef, 1979 (Acarina: Ixodides: Argasidae). 3. Effect of temperature and relative humidity on embryonic development and egg hatch. Folia Biol. 29: 9-39.

Theiler G. 1950. Zoological Survey of the Union of South Africa. Tick Survey- Part V. Distribution of Rhipicephalus evertsi, the red tick. Onder. J. Vet. Sc. Anim. Industry 24: 33-6.

Tizu T, Schumaker S., Barros D.M. 1995. Life cycle of Ornithodoros (Alectorobius) talaje (Acari: Argasidae) in laboratory. J. Med. Entomol. 32: 249-254.

Van der Lingen F.J., Fourie L.J., Kokand D.J., Van Zyl J.M. 1999. Biology of Ixodes rubicundus ticks under Laboratory Conditions: Observations on Oviposition and Egg Development. Exp. Appl. Acarol. 23: 513- 522.

YanoY., Shiraishi S., Uchida T.A. 1985. Fundamental studies on the control of the cattle tick Haemaphysalis longicornis, at Kuju Highland. II. Development and growth of the tick under laboratory conditions. Kyushu Univ, Sci. Bull. Fac. Agr. 4: 159-164.

Yano Y., Shiraishi S., Uchida T.A.1987. Effects of temperature on development and growth in the tick, Haemaphysalis longicornis. Exp. Appl. Acarol. 3: 73-78.

66

67

Biological and ecological characteristic of ticks from genus Dermacentor

Alicja Buczek1, Agnieszka Zwolak1, Dorota Kulina1, El�bieta Tarczy�ska2, �aneta S. Iskrzy�ska1

1Chair and Department Biology and Parasitology, Skubiszewski Medical University of Lublin, Radziwiłłowska 11, 20-080 Lublin, Poland, e-mail: alicja.buczek@am.lublin.pl 2S.C. Johnson Sp. z o.o., 02-672 Warszawa, Domaniewska Str. 41

Ticks are a blood feeding wide group of arthropods of utmost medical, epidemiological and veterinary significance throughout the world. They are obligatory and external parasites of many different species of animals: amphibians, reptiles, birds, mammals and humans.

Approximately 899 species have been described worldwide (Barker and Murrell 2004). There are two well established families of ticks, the Ixodidae (hard ticks), and Argasidae (soft ticks). Both are important vectors of disease causing agents to humans and animals throughout the world. Ticks transmit the widest variety of pathogens of any blood sucking arthropod, including bacteria, rickettsiae, protozoa, and viruses. Some human diseases of current interest caused by tick-borne pathogens include Lyme disease, ehrlichiosis, babesiosis, Rocky Mountain spotted fever, tularemia, and tick-borne relapsing fever. Ticks are found in different kinds of ecological habitats, from Arctic Cycle to deserts regions, where they threaten for health of human and animals.

In fauna’s world was described 33 species from genus Dermacentor (Wassef and Hoogstraal 1983, 1984a,b, Kolonin 1984, Camicas et al. 1998). Within the genus of Dermacentor Kolonin (1984) distinguished only three subgenera: Dermacentor s. str., Amblyocentor Schulze, 1933 and Inocentor Schulze, 1933. On the territory of Poland is found two members of Dermacentor genus, i.e. D. reticulatus (Fabricius, 1794) and D. marginatus (Sulzer, 1776) (Siuda 1993). D. marginatus is one of the main Palearctic tick species collected from humans (Estrada-Pena and Jongejan 1999).

The ticks from genus Dermacentor are found almost on the whole globe in Europe, Africa, Asia, North and South America, in different climate zones. Its distribution is mosaic-like pattern.

Most species from the genus of Dermacentor belong to polifagic outnesting parasites with three-hosts development cycle. Among members of that genus there are also one-host species like: Dermacentor albipictus (Packard, 1869), Dermacentor dimissilis Cooley, 1947 and Dermacentor halli McIntosh, 1931, which are distributed in Neoarctic and Neotropical Region. The whole life cycle of that species occurs on the same host, it means all active instars stay on one host. For examples D. albipictus

68

during whole parasitic phase of life resides on one host, i.e. on elk, deer, cattle, antelope, sheep, reindeer, mountain goat or coyote. Only fed female leaves the host and deposits the mass of eggs in natural environment, from its hatch the next larval stages. Larvae attack new, appropriate hosts.

In the life cycle of three-host ticks to whom belongs D. reticulatus there are three actively host-seeking stages: larva, nymph and adults-males and females. Each stage feeds on the different hosts, after while outside the host’s body transforms in the next developmental stage. Likewise others members of family of Ixodidae particular stages of ticks from genera Dermacentor drawing blood only one time during the life cycle. Different species of mammals, reptiles and birds, rarely human may serve as potential host for larvae, nymphs or adult stages.

Immature instars, that are larvae and nymphs feed mainly on insectivorous, predators mammals and rodents (Nosek 1972a,b, Szyma�ski 1987c, McNemee et al. 2003). In Poland the hosts of juvenile forms of D. reticulatus are among others: common shrew (Sorex araneus), pygmy shrew (Sorex minutus), bank vole (Clethrionomys glareolus), tundra vole (Microtus oeconomus), feld vole (Microtus agrestis) and birchmouse (Sicista betulina) (Szyma�ski 1987c). The larvae of D. reticulatus may also attack sand lizard (Lacerta agilis) (Emchuk 1960), while nymphs goats, deers, red deers, rabbits and hares (Nosek 1972a). Among the hosts of some tick species i.e. D. marginatus reptiles were also recorded.

In North America mainly small mammals and rodents, such as: hispid cotton rats (Sigmodon hispidus), mice (Peromyscus maniculatus), porcupines, squirrels, opossums, gerbiles and raccoones (Gage et al. 1992, Lane et al. 1993, McNemee et al. 2003) may serve as the hosts for juvenile tick stages of D. variabilis, Dermacentor andersoni Stiles, 1908, Dermacentor occidentalis Marx, 1892 and Dermacentor hunteri Bishopp, 1912. Birds may be hosts for species of genus Dermacentor, but only exceptionally (Nosek 1972a, Nosek and Folk 1977).

The mature tick stages from the Dermacentor genus attack both domestic and wild animals, first of all sheep, goats, pigs, elks, deers, red deers, bisons, wild boards, horses, cattle, mountain goats, antelopes, coyots, dogs, cats, foxes, rabbits, hares and hedgehogs (Emchuk 1960, Nosek 1972a, Immler 1973, Kadulski 1975, 1977, 1989, Szyma�ski 1977, 1986, Greiner et al. 1984, Glines and Samuel 1989, Siuda 1993, Dró�d� and Bogdaszewska 1997, Goldberg et al. 2002). In Poland the females of D. reticulatus mostly parasite on domestic cattle. However, the main natural host remains elk (Kadulski 1989). Reindeers, deer and elks serve as the chief hosts for D. albipictus (Glines and Samuel 1989), while dogs, wild boards and other larger animals for Dermacentor variabilis (Say, 1821) (Goldberg et al. 2002). Until 99,6 % wild boards in the south parts of Florida are infested by adult stages of D. variabilis (Greiner and al. 1984). Dermacentor parumapterus Neumann, 1901 is characterised by high species-specificity among members of Dermacentor genus, therefore feeds only on one host species, i.e. on rabbits.

The adult tick stages attach to the nape of the animal’s neck, in crest (in horses), on dewlap, tail, chin, eyes region, forehead, around horns and on ears (Kadulski 1989, Izdebska 2004).

Humans may be infested by different kinds of Dermacentor tick stages (larvae, nymphs, adults). The preferable sites of tick infestation in adult humans are buttocks, genitals, groins, mammal regions and abdominal wall. However in children attached ticks are found mainly on hairy skin of head, behind ears and on the border of hair and neck (Felz et al. 2000). D. variabilis were located attached to different parts of human

69

neck and head until 59 % cases in USA, on the fields of Georgia and South Carolina (Felz and Durden 1999).

In the natural environment the life cycle of ticks from genus Dermacentor basically is one or two–year-long (Arzamasov 1961, Nosek 1972b), however may also persist three years depending on the season of the year, temperature and humidity conditions. The development of D. variabilis proceeds from 3 months in higher temperature until 3 years in lower temperature. The most common is a two-years-long life cycle of this species in north parts of USA. Unfed developmental stages of D. variabilis may survive above two years (Fielden et al. 1999). In optimal laboratory conditions the life course of D. andersoni lasts 68 days, but in the natural environment varies from 1 to 3 years depending on host’s availability and abiotic conditions. The longevity of developmental period of D. silvarum from eggs to adult stages in temperature 280 C and high humidity lasts 44-46 days, however, in temperature 250 C from 50 to 52 days (Beliaeva 1975).

Females of D. reticulatus after feeding detach from the hosts, afterwards deposit mass of eggs in external surroundings. The length and course of feeding, length embrional and postembryonic period depends on conditions of microhabitats of ticks (field-tests were done in Biological and Parasitological Department of Medical University, in Lublin, dates unpubl.). The course of different physiological processes in ticks from genus Dermacentor reveal distinct seasonal incidence. For example feeding period of D. reticulatus larvae on rabbits lasts from 3 to 5 days in June, while in September 3-8 days (Olsufiev 1953, acc. Arzamasova 1961). In natural conditions nymphs of D. reticulatus fed on small mammals about 3-15 days, average 4-6 days. Nymphs of D. reticulatus are not capable of long-lasting starvation and in external conditions a lived only 50 days.

The development of D. variabilis larvae in laboratory conditions goes on for 36-57 days. Unfed larvae may survive up to 540 days. The length of feeding period for larvae of that tick species is from 3 to 13 days. The time which is necessary for nymphs for complete engorgement is 3-12 days. However the whole developmental period for D. variabilis nymphs varies between 6 to 247 days. Unfed ticks survive 584 days (Rosell-Davis and Coons 1989). Hatching period for larvae of D. andersoni ranges from 7 in temperature of 320 C to 38 days in temperature of 220 C. D. andersoni larvae feed from 2-8 days, while nymphs 3-11 days. In spring after hatching larvae of one host species tick, which is D. albipictus remain inactive until autumn. The peak of activity of that species larvae falls on August to September (Samuel and Barker 1979). D. albipictus larvae take the host blood during about 20 days, remain on the body host and molt in the next stage, that is in nymph. Nymphs are commonly found on different animals from December to February.

Immature stages, i.e. larvae and nymphs of D. reticulatus demonstrate only one activity peak, which falls on hot climate season. Its activity in Biebrza Valley starts from the beginning of June and lasts until the end of September. In favourable conditions of temperature and humidity this period extends until the half of October. However, peak activity of nymphs falls on August (Szyma�ski 1974, 1987c). Larvae of D. reticulatus from Czech population showed activity in June and July, while nymphs from the same population in July and August (Nosek 1972b). The same kind of activity was noted for D. marginatus tick, larvae of it species attack mainly in June and July, however nymphs in July and August (Nosek 1972b).

D. albipictus shows unusual adaptations to environmental conditions. Parasitic phase of this tick species occurs during the cooler periods of the year. Diapause is initiated by increasing day lengh and higher air temperatures (Drew and Samuel 1989).

70

Seasonal activity of D. albipictus larvae increases during autumn (from September to October) and falls almost to zero in December. Host attacking during these developmental stages is also synchronised with mammals life activity and appropriate life activity of larvae (Drew and Samuel 1985). Somewhat different seasonal activity is revealed by larvae of the American dog tick, D. variabilis, which is found throughout the United States (except for some part of the Rocky Mountains), and in some parts of Canada and Mexico (Goddart 1989). The greatest intensity of infestation by D. variabilis larvae occurs in summary months, while nymphs reach peak of their activity in summer and spring. Similar seasonal activity with considerable intensity of infestation in sprung months, mainly in March, May, and at the beginning of June are characterised for immature stages of D. andersoni and D. hunteri (Crosbie and Boyce 1998).

Activity of unfed ticks of D. reticulatus begins in early spring. Adult stages of that species appear already in Biebrza Valley in second part of March (Szyma�ski 1987a). The duration of feeding period of D. reticulatus females which is undoubtedly

depends on temperature and humidity conditions, is different in different seasons: in spring and at the beginning of summer lasts 5-15 days, while in autumn (September) already 12-17 days (Siuda 1993). External conditions which occur during early spring and autumn favour full engorgement, while in summer influence unfavourably the course of that process. Up to about 20 % of ticks starting feeding in July detached from the hosts before reaching full engorgement. Moreover, host species influence the length of feeding time. In Arzamasova (1961) study D. reticulatus took the blood from cow during 6-7 days, while from rabbits 9-10 days. In our observations under laboratory conditions at 250C and 90% r.h. larvae feed 3-4 days, nymphs 4-6 days, and adults 7-12 days on rabbits. Full engorged females lay from 2500 to 4000 eggs.

Females of D. variabilis need from 5 to 27 days in order to reach full engorgement. After about 14-32 days they deposit from 4000 to 6500 eggs. Feeding period of adult females of D. andersoni in natural conditions lasts about 12-120 days, unfed females may survive about 600 days. Engorged females after preoviposition period lasting from 3 to 11 days deposit mass of eggs (2500-7396). The duration of deposit eggs period is about 10-33 days. However adult stages of onehost tick, D. albipictus take blood during about month-time. Fed ticks detach from host usually in late winter or early spring (February-April). Engorged D. albipictus females deposit in spring about 1500-4400 eggs. This species is found exactly on the host skin mainly during winter (Drew and Samuel 1989).

Seasonal cycle of activity of adult stages of D. reticulatus in Poland include two considerable peaks of activity-in spring and autumn. The greatest spring activity of ticks in Biebrza Valley is observed at the end of April. Autumnal tick activity starts in half of August with the peak in half of October. According to Szyma�ski (1987a) number of ticks during spring activity twice outnumber ticks in autumnal period of tick. Similar period of activity D. reticulatus in Czech population was ascertained by the study of Nosek (1972a,b). According to this author activity of adult stages begins from the half of March. Maximal activity occurs from the beginning of April until the first decade of May and second small peak of activity in autumn (in September and October).

Activity of adult stages of D. variabilis grows from the half of April to the beginning of May with peak in June and remains on the same level until September. Both, adult stages of D. andersoni and D. variabilis appear from the end of February, and their activity is maintained until June. However, the activity of adult stages of D. hunteri is observed mainly from January to June (Crosbie and Boyce 1998).

71

Despite many similarities relating to affinity to one genus Dermacentor, particular species demonstrate many differences both in the course of biological processes and preferences of natural requirements.

References Arzamasov I.T. 1961. Iksodowyje kleszczy. IZD. AN Belorusskoj SSR, Minsk. Barker S.C., Murrell A. 2004. Systematics and evolution of ticks with a list of valid

genus and species names. Parasitology Supplement 129: 15-36. Beliaeva N. S. 1975. Ecology of the tick, Dermacentor silvarum. Parazitologiia 9: 352-

353. Camicas J.L., Hervy J.P., Adam F., Morel P.C. 1998. The ticks of the World (Acarina,

Ixodida). Editions de L’Orstrom, Paris. Crosbie P.R., Boyce W.M. 1998. Dermacentor hunteri (Acari: Ixodidae): seasonal

variation in questing adults and on-host juvenile stages, and host associations and feeding behavior of larvae and nymphs. J. Med. Entomol. 35: 1034-1043.

Drew M.L., Samuel W.M. 1985. Factors affecting transmission of larval winter ticks, Dermacentor albipictus (Packard) to moose, Alces alces L., in Alberta, Canada. J. Wildl. Dis. 21: 274-282.

Drew M.L., Samuel W.M. 1989. Instar development and disengagement rate of engorged female winter ticks, Dermacentor albipictus (Acari: Ixodidae), following single- and trickle-exposure of moose (Alces alces). Exp. Appl. Acarol. 6: 189-196.

Dró�d� J. Bogdaszewska Z. 1997. Ognisko Dermacentor reticulatus podtrzymywane przez jelenie i daniele w hodowli fermowej (Kosewo, Polska). Wiad. Parazytol. 43: 207-212.

Estrada-Pena A., Jongejan F. 1999. Ticks feeding on humans: a review of records on human-biting Ixodoidea with special reference to pathogen transmission. Exp. Apl. Acarol. 23: 685-715.

Emchuk E.M. 1960. Iksodowi kleszczy. Fauna Ukrainy, Tom 25. Wid. AN URSR, Kijów.

Felz M.W., Durden L.A. 1999. Attachment sites of four tick species (Acari: Ixodidae) parasitizing humans in Georgia and South Carolina. J. Med. Entomol. 36: 361-364.

Felz M.W., Swift T.R., Hobbs W. 2000. Tick paralysis in the United States: a photographic review. Arch. Neurol. 57: 1071-1072.

Fielden L.J., Jones R.M., Goldberg M., Rechav Y. 1999. Feeding and respiratory gas exchange in the American dog tick, Dermacentor variabilis. J. Insect. Physiol. 45: 297-304.

Gage K.L., Hopla C.E., Schwann T.G. 1992. Cotton rats and other small mammals as hosts for immature Dermacentor variabilis (Acari: Ixodidae) in central Oklahoma. J. Med. Entomol. 29: 832-882.

Glines M.V., Samuel W.M. 1989. Effect of Dermacentor albipictus (Acari: Ixodidae) on blood composition, weight gain and hair coat of moose, Alces alces. Exp. Appl. Acarol. 6: 197-213.

Goddard J. 1989. Ticks and tick-borne diseases affecting military personnel USAFSAM-SR-89-2. USAF School of Aerospace Medicine, Brooks Air Force Base San Antonio, TX.

Goldberg M., Rechav Y., Durden L. A. 2002. Ticks parasitizing dogs in northwestern Georgia. J. Med. Entomol. 39: 112-114.

Greiner E.C., Humphrey P.P., Belden R.C., Frankenbewger W.B., Austin D.H., Gibbs E.P. 1984. Ixodid ticks on feral swine in Florida. J. Wild. Dis. 20: 114-119.

72

Immler R.M. 1973. Untersuchungen zur Biologie und Ökologie der Zecke Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) (Ixodidae) in einem endemischen Vorkommensgebiet. Mitt. Schweiz. Ent. Ges. 46: 1-70.

Izdebska J.N. 2004. Obserwacje lokalizacji kleszczy (Acari: Ixodidae) u �ubrów (Bison bonasus) w Polsce. W: Buczek A., Błaszak Cz. (red.), Stawonogi. Interakcje paso�yt-�ywiciel. Liber, Lublin: 45-51.

Kadulski S. 1975. Ectoparasites of Polish artiodactylous game animals. Acta Parasitol. Pol. 23: 493-535.

Kadulski S. 1977. Paso�yty zewn�trzne �ubra Bison bonasus (L.) z Puszczy Białowieskiej. Wiad. Parazytol. 23: 227-229.

Kadulski S. 1989. Wyst�powanie stawonogów paso�ytniczych na łownych Lagomorpha i Ariodactyla Polski-próba syntezy. Zeszyty Naukowe Uniwersytet Gda�ski. Rozprawy i monografie 132, Gda�sk 1989. Wydawnictwo Uniwersytetu Gda�skiego.

Kolonin G.W. 1984. Mirowoje rasprostranienije iksodowych kleszczej. Rody Dermacentor, Anocentor, Cosmiomma, Dermacentonomma, Nosomma, Rhipicentor, Rhipicephalus, Boophilus, Margaropus, Anomalohimalaya. Nauka, Moskwa.

Lane R.S., Kleinjan J.E., Schoeler G.B. 1993. Diel activity of nymphal Dermacentor occidentalis and Ixodes pacificus (Acari: Ixodidae) in relation to meteorological factors and host activity periods. J. Med. Entomol. 32: 290-299.

McNemee R.B. Jr., Sames W.J., Maloney F.A. Jr. 2003. Occurrence of Dermacentor variabilis (Acari: Ixodidae) around a porcupine (Rodentia: Erthethizontidae) carcass at Camp Ripley, Minnesota. J. Med. Entomol. 4: 108-111.

Nosek J. 1972a. The ecology, bionomics, behaviour and public health importance of Dermacentor marginatus and D. reticulatus ticks. Wiad. Parazytol. 18: 721-725.

Nosek J. 1972b. The ecology and public health importance of Dermacentor marginatus and D. reticulatus ticks in Central Europe. Folia Parasitol. 19: 93-102.

Nosek J., Folk L. 1977. Relationships of birds to arboviruses and their vectors. Acta Sci. Nat. Brno. 11: 1-61.

Rosell-Davis R., Coons L.B. 1989. Relationship between feeding, mating, vitellogenin production and vitelogenesis in the tick Dermacentor variabilis. Exp. Appl. Acarol. 7: 95-105.

Samuel, W.M., Barker M.J. 1979. The winter tick, Dermacentor albipictus (Packard, 1869) on moose, Alces alces (L.), of central Alberta. Proc. N. Am. Moose Conf. Workshop 15: 303-348.

Siuda K. 1993. Kleszcze Polski (Acari: Ixodida). Cz��� II. Systematyka i rozmieszczenie. Polskie Towarzystwo Parazytologiczne, Warszawa.

Szyma�ski S. 1974. The seasonal dynamics of the numbers of larvae in Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) of the environs of Czerwone Bagno (Red Marsh). Wiad. Parazytol. 20: 725-728.

Szyma�ski S. 1977. Nowe ogniska Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) w Polsce. Wiad. Parazytol. 23: 35-37.

Szyma�ski S. 1986. Distribution of the tick Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) (Ixodidae) in Poland. Acta Parasitol. Pol. 31: 143-154.

Szyma�ski S. 1987a. Seasonal activity of Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) (Acarina, Ixodidae) in Poland. I. Adults. Acta Parasitol. Pol. 31: 247-255.

Szyma�ski S. 1987c. Seasonal activity of Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) (Acarina, Ixodidae) in Poland. III. Larvae and nymphs. Acta Parasitol. Pol. 32: 265-280.

73

Wassef H.Y., Hoogstraal H. 1983. Dermacentor (Indocentor) compactus (Acari: Ixodoidea: Ixodidae): Identity of male and female. J. Med. Entomol. 20: 648-652.

Wassef H.Y., Hoogstraal H. 1984a. Dermacentor (Indocentor) auratus (Acari: Ixodoidea: Ixodidae): Identity of male and female. J. Med. Entomol. 21: 169-173.

Wassef H.Y., Hoogstral H. 1984b. Dermacentor (Indocentor) atrosignatus (Acari: Ixodoidea: Ixodidae): Identity of male and female. J. Med. Entomol. 21: 586-591.

74

75

Wyst�powanie i biologia kleszcza ł�kowego Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) w północno-wschodniej Polsce

Zofia Bogdaszewska1, Grzegorz Karbowiak1, Krzysztof Siuda2 1Instytut Parazytologii im. W. Stefa�skiego PAN, Warszawa, ul. Twarda 51/55, 00-818, e-mail: grzgrz@twarda.pan.pl; 2Akademia Pedagogiczna im. KEN, Instytut Biologii, Kraków, ul. Podbrzezie 3, 31-054.

The occurrence and biology of the ornate dog tick Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) in north-eastern Poland

Abstract Dermacentor reticulatus is the second most commonly found tick of the Ixodidae

family. Their spread in Poland comprises the North-eastern part of the country east of the 19th meridian and in some foci in the central part. The activity of adult ticks has two peaks - spring and autumn, but the longevity of an activity period is strongly dependent on the weather conditions. Larvae and nymphs activity period will peak once. Only adults survive the winter in the diapause state or on their hosts. D. reticulatus has a broad host range; adults infest a number of large mammals, among these wild cervids are the most important, the hosts of larvae and nymphs are mainly rodents of the Microtidae family.

Wst�p Kleszcz ł�kowy Dermacentor reticulatus jest drugim, po kleszczu pospolitym

Ixodes ricinus, gatunkiem z rodziny Ixodidae, szeroko rozpowszechnionym w Polsce. Dorównuj�c mu zakresem �ywicieli i przenoszonych patogenów, jest słabiej poznany. Niniejsza praca jest prób� zebrania danych o jego wyst�powaniu i biologii w północno – wschodniej Polsce, pomocnych w poznaniu jego roli w utrzymywaniu si� ognisk chorób odkleszczowych.

Wyst�powanie Kleszcz ł�kowy wyst�puje w strefie klimatu umiarkowanego Europy i Azji, w

pasie od Anglii i Francji do dorzecza Jeniseju. Zasi�g jego jest podzielony na obszary zachodnio-europejski i wschodni, a przerwa pomi�dzy nimi przypada na tereny Polski.

76

Rozmieszczenie tego paso�yta w naszym kraju opisywane było dotychczas jako istnienie dwunastu oderwanych od siebie skupisk tzw. ognisk, wi�kszo�� poło�onych na wschód od Wisły i północ od Sanu (Siuda 1993, Siuda i wsp. 1998). Ostatnio opisano przypadki zebrania na �ywicielach kleszcza ł�kowego w miejscowo�ciach poło�onych w centralnej i zachodniej cz��ci kraju (Fryderyk 1998, Szczurek 2001). Brak jednak doniesie� o zebraniu tam kleszczy z ro�linno�ci. Najnowsze prace wykazuj� istnienie do�� zwartego zasi�gu w całej północno – wschodniej cz��ci kraju, do mniej wi�cej 19 południka długo�ci geograficznej wschodniej (Bogdaszewska 2004a). Wi�kszo�� potwierdzonych miejsc wyst�powania kleszczy ł�kowych zwi�zana jest z obszarami poło�onymi wokół kompleksów le�nych, w pobli�u jezior i terenów bagiennych, co koreluje z jego wymogami siedliskowymi (Siuda 1993).

Cykle aktywno�ci Kleszcz ł�kowy jest paso�ytem pozagniazdowo-norowym o trój�ywicielowym

cyklu rozwojowym. Cały cykl rozwojowy - od jaja do postaci dorosłej - trwa z reguły jeden rok, w rzadkich przypadkach do dwóch lat. Aktywno�� kleszczy uwarunkowana jest czynnikami klimatycznymi, głównie temperatur�, wilgotno�ci� i długo�ci� dnia. Postacie dorosłe najaktywniejsze s� w przedziale temperatur +4˚C do +15˚C, przy czym temperaturami progowymi s� +1˚C (dolna) oraz 39˚C (górna) (Nosek 1972, Bogdaszewska 2004b). Mniejsze znaczenie ma długo�� dnia.

Odpowiednie warunki dla aktywno�ci kleszczy w klimacie Polski wyst�puj� okresowo, co jest powodem dwuszczytowego okresu aktywno�ci rocznej postaci dorosłych. Ich pojawianie si� obserwuje si� w dwóch szczytach - wiosennym i jesiennym. Wiosenny trwa od połowy marca do połowy czerwca z maksimum przypadaj�cym na kwiecie�, jesienny od połowy sierpnia do połowy listopada (Szyma�ski 1987a, Bogdaszewska 2004 b). Szczyt wiosenny jest przy tym o około połow� wy�szy. Samice rozpoczynaj� aktywno�� wcze�niej, ponadto dominuj� one w wiosennym szczycie aktywno�ci, za� jesieni� proporcje te ulegaj� odwróceniu (Szyma�ski 1987c, Razumova 1998). Okresy aktywno�ci s� �ci�le zale�ne od pogody, przez co dodatnie temperatury i brak opadów �niegu mog� nawet znacznie przedłu�y� jesienny lub przyspieszy� wiosenny okres aktywno�ci. Aktywne kleszcze ł�kowe obserwowane były na ro�linno�ci nawet w połowie stycznia.

Samice kleszczy ł�kowych składaj� jaja w czerwcu, w liczbie od 3 do 5 tysi�cy, wyl�g larw nast�puje prawie do pocz�tków sierpnia. Czas rozwoju embrionalnego jest bardzo zmienny, podobnie okres dorozwoju larw. Wyl�g nast�puje od czerwca do pocz�tków sierpnia, z maksimum w lipcu (Siuda 1993). Okres aktywno�ci larw i nimf ma jeden tylko szczyt, aktywno�� nimf jest przy tym opó�niona o około dwa tygodnie (Olsuf’ev 1949, Siuda 1993, Karbowiak 2000). Na gryzoniach młodociane kleszcze znajduje si� od lipca do wrze�nia, ze szczytem w lipcu i pocz�tkach sierpnia. Zakłada si�, �e oczekuj� one na �ywicieli w ich norach, przekonanie to jednak oparte jest na fakcie, �e młode stadia rozwojowe nie s� chwytane na flagi. W rzeczywisto�ci brak jest na ten temat oficjalnych raportów. Poniewa� samice �eruj� na du�ych ssakach, jest mało prawdopodobne aby po odpadni�ciu one same albo ich potomstwo wnikały do gniazd małych ssaków, nale�y si� spodziewa� raczej �e zara�anie larwami zachodzi na otwartej przestrzeni. Szyma�ski (informacja ustna) obserwował skupiska larw w bezpo�rednim otoczeniu nor �ywicieli. Mo�liwe, �e w rzeczywisto�ci młodociane D. reticulatus s� paso�ytami pozagniazdowymi, o ekologii zdobywania �ywicieli podobnej do kleszcza gryzoni Ixodes trianguliceps. Larwy i nimfy I. trianguliceps atakuj� �ywiciela w wierzchnich warstwach gleby, jedynie napite larwy maj� mo�liwo�� odczepiania si� w gnie�dzie �ywiciela, i po metamorfozie jako nimfa powtórnie go

77

zaatakowa�. Wg Filchagova i Lebedevej (1988), larwy wyst�puj� w �rodowisku punktowo, tworz�c okr�g o �rednicy około 2 m wokół miejsca zło�enia jaj przez samic�. Ekstensywno�� zara�enia gryzoni jest zmienna; zale�nie od gatunku, odsetek zakleszczonych osobników wynosi od 43 do 75%. �rednia ilo�� larw na nornikowatych wynosi 12, nimf od 3 do kilkunastu (Karbowiak 2000). Jest to wi�c stosunkowo mała liczba zwa�ywszy na płodno�� samicy i mały zasi�g migracji wyl�gni�tych larw – najwidoczniej tylko nielicznym larwom udaje si� osi�gn�� �ywiciela i zakotwiczy� w jego skórze.

Metamorfoza napitych larw i nimf odbywa si� w przeci�gu kilkunastu dni. Wyl�głe nimfy atakuj� �ywicieli po 2-3 tygodniach, dorosłe kleszcze po linieniu pozostaj� nieaktywne, a� do nast�pnego sezonu wegetacyjnego (Razumova 1998). Wyst�powanie szczytu jesiennego aktywno�ci kleszczy mo�na wi�c tłumaczy� tym, �e nie wszystkie kleszcze aktywne wiosn� zdobyły �ywiciela i jesieni� powracaj� do aktywno�ci. Do zimowania zdolne s� jedynie postaci dorosłe, larwy i nimfy które nie natrafiły na �ywiciela pod koniec okresu wegetacyjnego gin�. Zwi�zane jest to nie tylko z warunkami pogodowymi, lecz tak�e z mał� odporno�ci� larw i nimf na głodowanie (Siuda 1993).

Okres zimowy kleszcze ł�kowe sp�dzaj� w stanie diapauzy. Istniej� jednak�e doniesienia o znajdowaniu kleszczy na �ywicielach w okresie zimowym, nawet w czasie zalegania okrywy �nie�nej (Karbowiak i wsp. 2003, Izdebska 2004). Szczegółowe obserwacje zimowania kleszczy na �ywicielu prowadzono w Białowie�y na �ubrach - infestacja kleszczami ł�kowymi wynosiła w tej porze roku od 43 do 100% badanych zwierz�t, �rednio 68 - 71%. Zimuj�ce kleszcze lokalizuj� si� na uszach �ywicieli, tworz�c tam skupienia do kilkunastu osobników. Na jednym �ubrze bytuje kilka samic oraz kilkadziesi�t samców, z tym �e samice najliczniejsze s� do pocz�tków lutego, potem ich liczba gwałtownie spada. Zró�nicowanie dynamiki zara�enia poszczególnymi płciami zwi�zane mo�e by� z naturalnymi fluktuacjami liczebno�ci i z warunkami pogodowymi. Szyma�ski (1987b) wykazuje dominacj� samców w populacji kleszczy ł�kowych w jesiennym sezonie aktywno�ci, co jest zgodne z obserwacjami dokonanymi na �ubrach w okresie zimowym.

Kopytne nie s� jedynymi �ywicielami, na których kleszcze ł�kowe sp�dzaj� zim�. Notowano aktywne samce na psie w styczniu (Karbowiak i wsp. 2003), na przełomie listopada i grudnia na łosiu w Grajewie (Dró�d� 1964), i na łosiach na terenie Puszczy Kampinoskiej w lutym (Karbowiak niepublikowane).

�ywiciele Zakres �ywicieli kleszcza ł�kowego jest do�� szeroki. Dorosłe formy atakuj�

wiele gatunków ssaków takich jak je� wschodni, królik, zaj�c, lis, pies, ko�, bydło domowe, koza, owca, �winia, dzik, sarna, jele�, �ubr i ło�. Ten ostatni jest uznany w Polsce za najwa�niejszego �ywiciela (Kadulski 1989), ze wzgl�du na pokrywanie si� zasi�gu obydwu gatunków. Jednak nowsze doniesienia wskazuj� na równie istotn� rol� jelenia europejskiego (Bogdaszewska 2005) i daniela (Dró�d� i Bogdaszewska 1997). Wskazuje na to równie� fakt przetrwania licznych populacji kleszcza ł�kowego w okresie powojennym, kiedy łosie na terenach polskich były nieobecne. Ustalono, �e na Pojezierzu Mazurskim ekstensywno�� zara�enia u jeleni osi�ga 68%. Wska�niki te ulegaj� zmianie w poszczególnych miesi�cach; najwy�szy stopie� zara�enia jeleni obserwuje si� we wrze�niu (ekstensywno�� 100%), w pa�dzierniku i listopadzie wska�niki spadaj� do odpowiednio 63,2% i 9,1%. �ywicielami dorosłych kleszczy ł�kowych s� poza tym drapie�ne (Nosek 1972), zwraca si� przy tym szczególn� uwag� na atakowanie psów (Zahler i wsp. 2000).

78

�ywicielami larw s� owado�erne i gryzonie, dla nimf, oprócz powy�szych, mog� by� nimi równie� łasicowate oraz zaj�czaki, rzadko jeleniowate (Nosek 1972, Siuda 1993). Głównymi �ywicielami s� jednak nornikowate, przede wszystkim norniki: północny Microtus oeconomus i zwyczajny M. arvalis, a z owado�ernych ryjówka aksamitna Sorex araneus i rz�sorek rzeczek Neomys fodiens (Karbowiak 2000, Olsuf’ev 1949). Wydaje si� jednak, �e na zakres �ywicieli wpływa nie tylko preferencja kleszczy do poszczególnych gatunków, lecz tak�e tryb �ycia ofiary. Olsuf’ev (1949) stwierdził, �e zwierz�ta tych samych gatunków bywaj� silniej zakleszczone je�li �yj� w terenie wilgotnym, ni� te maj�ce areał osobniczy poło�ony na bardziej suchym terenie. Zgadza si� to zarówno z biologi� �ywicieli –najcz��ciej atakowane norniki zamieszkuj� bardziej wilgotne tereny ni� gryzonie z rodziny myszowatych.

Larwy kleszcza ł�kowego przyczepiaj� si� do uszu �ywicieli, na ich brzegach. Nimfy �eruj� równie� na uszach, preferuj�c jednak uj�cie przewodu słuchowego, który w przypadku ich du�ej liczebno�ci bywa nimi dosłownie zatkany (Karbowiak, niepublikowane). Postacie dorosłe znajduje si� w sezonie wegetacyjnym (oprócz zimy) na całym ciele ssaka.

W porównaniu z kleszczem pospolitym Ixodes ricinus, biologia kleszcza ł�kowego wydaje si� by� nadal słabo poznana. Wskazane jest wi�c kontynuowanie bada� nad �yciem tego stawonoga i jego powi�zaniami z �ywicielami, szczególnie w kontek�cie jego wzrastaj�cego znaczenia weterynaryjnego i poszerzaj�cego si� zasi�gu wyst�powania.

Spis literatury Bogdaszewska Z. 2004a. Wyst�powanie i ekologia kleszcza ł�kowego Dermacentor

reticulatus (Fabricius, 1794) w ognisku mazurskim. Cz.I. Okre�lenie obecnego zasi�gu wyst�powania. Wiad. Parazytol. 50:727-730.

Bogdaszewska Z. 2004 b. Wyst�powanie i ekologia kleszcza ł�kowego Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) w ognisku mazurskim. II. Sezonowy rytm aktywno�ci dorosłych postaci. Wiad. Parazytol. 50: 731-738.

Bogdaszewska Z. 2005. Wyst�powanie i ekologia kleszcza ł�kowego Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) w ognisku mazurskim. Cz.IV. Wyniki bada� nad okre�leniem specyficzno�ci �ywicielskiej. Wiad. Parazytol. 51: 39-42.

Dró�d� J., 1964. Dalsze dane o Dermacentor pictus Herm. i kwestia piroplazmozy koni w Polsce. Wiad. Parazytol. 10: 590-591.

Dró�d� J., Bogdaszewska Z. 1997. Ognisko Dermacentor reticulatus podtrzymywane przez jelenie i daniele w hodowli fermowej (Kosewo, Polska). Wiad. Parazytol. 43: 207-212.

Filchagov A.V., Lebedeva N.N., 1988. K izucheniju ekologii golodnykh lichinok Dermacentor reticulatus i ikh cviazei c prokormiteliami v estestvennykh usloviakh. Parazitologija, 22: 366-371.

Fryderyk S. 1998. Nowe interesuj�ce stwierdzenie Dermacentor reticulatus (Fabr.) (Acari: Ixodidae) na dziku (Sus scrofa L.). Wiad. Parazytol. 44: 737-739.

Izdebska J.N. 2004. Obserwacje lokalizacji kleszczy (Acari: Ixodidae) u �ubrów (Bison bonasus) w Polsce. W: Buczek, A., Błaszak, Cz. (red.) Stawonogi. Interakcje paso�yt-�ywiciel. Liber, Lublin: 45-51.

Kadulski S. 1989. Wyst�powanie stawonogów paso�ytniczych na łownych Lagomorpha i Artiodactyla – próba syntezy. Uniw. Gda�ski, Zesz. Nauk., Roz. Mon.: 132.

Karbowiak G. 2000. The role of Apodemus flavicollis and Clethrionomys glareolus as hosts of Ixodes ricinus and Dermacentor reticulatus in northern Poland. W: Kazimírová M., Labuda M., Nuttall P.A. (red.), Proceedings of the 3rd Int. Conf.

79

“Ticks and Tick - borne pathogens: Into the 21st century”. Inst. Zool. SAS, Bratislava: 181-183.

Karbowiak G., Izdebska J.N., Czapli�ska U., Wita I., 2003. Przypadki zimowania kleszczy z rodziny Ixodidae na �ywicielach w Puszczy Białowieskiej. W: Buczek A., Błaszak Cz. (red.), Stawonogi i �ywiciele. Liber, Lublin, 77-82.

Nosek J. 1972. The ecology and public health importance of Dermacentor marginatus and D. reticulatus ticks in Central Europe. Folia Parasitol. 19: 93-102.

Olsuf’ev N.G. 1949. O naruzhnykh parazitakh seroi polevki Microtus arvalis Pall. i nekotorykh drugikh dikikh mlekopitayushchikh yuzhnoy chasti Moskovskoy oblasti. W: Pavlovski E.N. (red.), Voprosy kraevoy, obshschey i eksperimenta�noy parazitologii. Izdate�stvo Akademii Meditsinskikh Nayk SSSR, 4: 130-144.

Razumov I.V. 1998. Aktivnost’ kleshchey Dermacentor reticulatus Fabr. (Ixodidae) v prirode. Med. Parazitol. Parazit. Bol., 4: 8-14.

Siuda K. 1991. Kleszcze (Acari: Ixodida) Polski. PWN, Warszawa - Wrocław. Siuda K. 1993. Kleszcze Polski (Acari: Ixodida). II. Systematyka i rozmieszczenie.

Polskie Towarzystwo Parazytologiczne, Warszawa. Siuda K., Zi�ba P., Bogdaszewska Z., Sta�czak J., Sebesta R. 1997. Review of data of

the distribution of Dermacentor reticulatus ( Fabricius 1794 ) ( Acari: Ixodida: Ixodidae ) in Poland. Akad. Tech – Rol. im. J. J. �niadeckich w Bydgoszczy, Zesz. Nauk. Ochrona �rodowiska: 2.

Szczurek B. 2001. Paso�ytnicze Acari daniela (Dama dama) z Pojezierza Pomorskiego. Wiad. Parazytol. 47 (supl. 2): 54.

Szyma�ski S. 1987 a. Seasonal activity of Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) (Ixodidae) in Poland. I. Adults. Acta Parasitol. Pol. 31: 247-255.

Szyma�ski S., 1987 b. Seasonal activity of Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) (Acarina, Ixodidae) in Poland. II. Sex ratio in the adult population. Acta Parasitol. Pol. 31: 257-264.

Szyma�ski S. 1987 c. Seasonal activity of Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) (Acarina, Ixodidae) in Poland. III. Larvae and nymphs. Acta Parasitol. Pol. 32: 265-280.

Zahler M., Steffenz Th., Hähnel W.-Ch., Rinder H., Gothe R. 2000. Babesia canis und Dermacentor reticulatus in München, ein neuer Naturherd in Deutschland. Tierarztl. Prax. 28: (K): 116-120.

80

81

Surface formation in the embryo of Ixodes ricinus (Acari: Ixodidae)

Krzysztof Jasik Department of Microbiology, Silesian Medical Academy, Jagiello�ska 4, 41-200 Sosnowiec, e-mail: kjasik@slam.katowice.pl

Abstract The author analyzed surface development in the embryo of Ixodes ricinus during

embryogenesis. After the formation of the periblastula on the 5th day of embryogenesis the

differentiation of blastoderm cells can be observed, and the formation of the cuticle. Initially formed is the thin cuticulin layer – being the middle layer of the epicuticle, subsequently the remaining layers of the cuticle. During the development and formation of surface organs the integument undergoes differentiation, which is characteristic of the specific body segments.

Introduction Following the periblastula formation in the Arthropoda the embryonic epidermis

gradually performs specific functions in the organism. Being the outer layer it forms the exoskeleton.

Secretion of the embryonic cuticle and its products is the result of a specific gene expression in the epidermal cells. The specific gene expression of the embryonic cuticle is furthermore related to the formation within the cuticle of muscle attachment regions (Marinez Arias 1993), additionally connected with establishing of the plane of symmetry and creation of appropriate metamerization of the embryo (Martinez Arias and Lawrence 1985, Pankratz and Jäckle 1993).

The cellular and molecular mechanisms of early embryonic development have been researched mainly for insects, however published data covering these issues for the Chelicerata is very limited (Yasuko Akiyma-Oda and Hiroki Oda 2003).

It is assumed that the embryonic development of ticks is similar to the development of the other Acarina (Wooley 1988). The embryonic development of some tick species, namely: Ixodes ricinus (Arthur 1948), Hyalomma dromedarii (El Kammah et al. 1982) were the subject of research. Nevertheless, little is known about the mechanisms of the specific stages of this process in ticks.

82

Materials and methods The adult specimens of the Ixodes ricinus were collected from nature in

Katowice (Poland) using the flagging method. In the laboratory, females were allowed to feed on rabbits. After detachment from the rabbits, females were maintained in rearing chambers at 25o C and 90-100% r. h. where they laid eggs. Successive deposits were collected every day at the same time and maintained separately in identical rearing conditions. After the fixing a portion of each daily deposit, a series of developmental stages was proposed. In laboratory conditions, the entire embryonic development of the studied species lasted 30 days.

Tick embryos were fixed in 4% glutaraldehyde solution and cacodylate buffered 1% osmium tetroxide and then dehydrated in graded concentration of ethyl alcohol and propylenoxide. A portion destined for scanning electron microscopy was processed through critical point drying and coating with gold. Following the same procedures of fixation and dehydration, embryos for electron and light microscopy were embedded in epon mixture and sectioned on the ultramicrotome. Semithin sections were stained with methylene blue and examined under a light microscope. Ultrathin sections were stained with lead citrate and uranyl acetate and examined with a JAM 100c transmission electron microscope at 80 kV. Results

After leaving of the oviduct the embryo begins the cleavage stage, and the formation of blastoderm. In such embryos the surface is devoid of cells, and underneath the oviduct sheath.

Only yolk spheres are visible (fig. 1). Already on the 4th day of development the yolk is covered from outside with a thin layer of cells (fig. 2a and 2b). From the moment the blastoderm is formed the differentiation of cells begins. On the 5th day after oviposition the first invaginations and a multiplication of blastoderm cell layers can be observed. Concurrently the outer layer of the plasmalemma becomes thicker and more osmophilic. (fig. 3) The surface of the blastoderm in next days of embryogenesis becomes heterogenic. Furrows and foldings are formed, and as a result the plane of symmetry and primal formation of surface organs is visible - as early as on the 10th day of embryogenesis. In this developmental stage in the antero-ventral section lobular structures become visible, constituting the primordium of legs and palps (fig. 4) Coupled with the formation of organs during organogenesis there is an increase in the folding of the surface. It is characteristic that underneath the osmophilic thickening of the outer surface an amorphous substance is deposited of middle electron density (fig. 5). The mentioned substance penetrates (in certain regions) between cell groups taking part in their segregation. Besides invaginations and foldings of the blastoderm a clear increase in the outer cellular surface is noted. A thickened highly osmophilic layer of outer plasmalemma forms regularly distributed folds (fig. 6). These folds have a characteristic ladder-like shape. They are situated in the deeper layers of the amorphous substance. However in other regions there are visible small invaginations of the cellular surface layer, being the result of its development and of the depositing of highly osmophilic residues (fig. 6). On the 20thday of embryogenesis the integument surface takes on a striated form, characteristic of the post-embryonic stage (fig. 7). The deeper layer of the cuticule in the last week of development has a heterogenic structure, and in some regions is strongly thickened (fig. 8) .Up to the moment of leaving of the ovum sheath the outer surface of the embryo remains highly folded, especially the anterior and antero-ventral section (fig. 9)

83

Fig. 1. Scanning electron micrograph 1-hours old embryo. Chor-chorion. Bar: 100 �m Fig. 2. Photomicrograph (a) and Scanning electron micrograph (b) of section through 4-day old embryo. The yolk is covered from outside with layer of cells. N-nucleus, Y-yolk. Bars: 10 �m (2a), 50 �m (2b) Fig. 3. Transmission electron micrograph of 5-day old embryo. The invagination (Inv) of blastoderm cell. Arrows- cuticulin layer precursor, L-lipid droplets. Bar: 1 �m Fig. 4. Scanning electron micrograph 10-day old embryo. Lg-legs, P-palps. Bar: 50 �m Fig. 5. Transmission electron micrograph of 17-day old embryo. Underneath cuticulin layer an amorphous substance is deposited and penetrates between cell groups (arrows). N-nucleus. Bar: 1 �m

84

Fig. 6. Transmission electron micrograph of 20-day old embryo. Small invaginations (Inv) and evaginations (Ev) of the cellular surfaces are visible. Pro-procuticule primordium. Bar: 1 �m Fig. 7. Scanning electron micrograph of 20-day old embryo. Part of surface. All-alloscutum. Bar: 20 �m Fig. 8. Transmission electron micrograph of 26-day old embryo.Transverse section trough surface in alloscutum. N-nucleus, Pro-procuticule, Y-yolk. Bar: 1 �m Fig. 9. Scanning electron micrograph of 26-day old embryo. Outer surface of embryo is highly folded. Lg-legs. Bar: 50 �m

85

Disscusion The duration of the various phases of embryogenesis in different tick species

varies. For example the blastula formation in Hyalomma dromedarii takes 8 days (El Kammah et al. 1982), however in Ornithodoros moubata it takes 36 hours (Aeschlimann 1958).

Taking into account the duration of the entire embryogenesis, the cleavage in Ixodes ricinus takes a proportionally even shorter time. As a result of rapid mitotic divisions and the migration of the nuclei to the perimeter, already after the first day after oviposition the blastoderm isolates (Jasik 2005b). The cellularisation processes taking place in the 2nd and 3rd day of embryogenesis finally form the periblastula (Jasik, data prepared for publication). As a result of the invagination and change in the location of the periblastula cells the formation and differentiation of germinal layers takes place (Gilbert 1997). Due to numerous mitotic divisions of cells and a specific orientation of metaphasal discs – the concave cellular strands are formed. (Jasik and Buczek 2005). It is distinct that the amorphous substance is deposited amongst cell groups inside the embryo, participating in the formation of the surface and also internal organs. (Jasik 2005a). As a result of non-uniform interactions namely: cell on cell, and also cell on substrate, the grouped cells differentiate forming specific organs. (Fleming 1992, Tepas et al. 1990, Tepas and Knust 1990, 1993). The complex process of differentiation is regulated genetically (Payer 2004).

Observed on the 5th day of embryogenesis thickening of the plasmalemma marks the beginning of integument formation. This outer layer, which is for one an outer cover of the body, is also an exoskeleton. The integument in the postembryonic forms of ticks is formed from the epidermis and of cuticle, which is derived from the latter. (Soneshine 1991). The cuticle consists of two basic layers: an external thin epicuticule and from a chemically diversified procuticule. In the Argasida the procuticle has a homogenic structure (Woley 1998), however in the Ixodida its external section is in certain regions sclerotised, for example in the scutum (Hackman and Filshie 1982, Amosova 1983). In the Ixodida the epicuticle is formed of three layers, whereas the middle layer – the cuticulin is the one which is formed first during molting. (Soneshine 1991). As derived from the mentioned observations, this layer appears already on the 5th day of embryogenesis.

The cuticulin layer has a high electron density. Its thickness during embryogenesis varies and oscillates within tenths of a nanometer. The formed procuticule is considerably thicker; it primarily takes on the properties of a layer with medium osmophilic properties. Folds of cuticulin penetrating into the procuticule are an example of formation of a typical of the non-sclerotised zone of cuticule folded surface quality. In the region of the developing scutum the procuticule is relatively smooth and various substances are deposited in it, namely: proteins, chitin, ortochinnon taning agents and others (Soneshine 1991). During the embryonic development its surface becomes highly folded, especially in the anterior and antero-ventral region. A flattening of this region takes place only after the leaving of the ovum sheaths.

References Aeschlimann A. 1958. Development embrionaire d’Ornithodoros moubata (Murray) et

transmission transovarienne de Borrelia duttoni. Acta Tropica 15: 15-64. Aeschlimann A. 1961. Complement a l’etude de l’embryologie d’Ornithodoros

moubata (Murray). Acta Tropica 18: 58-60. Amosova L.I. 1983. The integument. In: Balashov Yu. S.(ed.) An atlas of Ixodid tick

ultrastructure. Special publication (english translation) of the Entomol. Soc. Amer. 289 pp.

86

Arthur D.R. 1948. On the egg of tick, Ixodes ricinus. J. Parasitol. 39: 53-60. Fleming T.P. 1992. Epithelial organization and Development. Chapman and Hall (ed.),

London Gilbert S.F. 1997. Arthropods: The Crustaceans, Spiders and Myriapods. In: Gilbert

S.F. and Raunio A.M. (eds): Embryology: Constructing the Organism. Sunderland/USA.

Hackman R. H., Filshie B. K. 1982. The tick cuticle. In: Oberchain F. D. and Galun R. (eds.), Physiology of ticks. Pergamon Press. Oxford.

Jasik K. 2005a. Differentiation of cells in early organogenesis of Ixodes ricinus (L.) (Acari: Ixodida: Ixodidae) embryo during organogenesis. In: Buczek A. and Błaszak Cz. (eds.),. Arthropods A variety of forms and interactions. Koliber. Lublin, Poland. 43-46.

Jasik K. 2005b. Formation of superficial organs in Ixodes ricinus (L.) (Acari, Ixodidae) embryo during organogenesis. In: Buczek A. and Błaszak Cz. (eds.), Arthropods A variety of forms and interactions. Koliber. Lublin, Poland: 47-51.

Jasik K., Buczek, A. 2004. Development of the salivary glands in embryos of Ixodes ricinus (Acari: Ixodidae). Exp. App. Acarol. 32(3): 219-230.

Jasik K., Buczek, A. 2005. Origin of alimentary tract in embryogenesis of Ixodes ricinus (Acari: Ixodidae). J. Med. Entomol. 42(4): 541-547.

El Kammah K.M., Adham F.K., Tadross N.R., Osman M. 1982. Embryonic development of the camel tick Hyalomma dromedarii (Ixodoidea: Ixodidae). Internat. J. Acarol. 8: 47-54.

Martinez Arias A. 1993. Development and patterning in the larval epidermis of Drosophila. In Bate M. and Martinez Arias A. (eds.), The Development of Drosophila. CSH Laboratory Press, New York. 517-608.

Martinez Arias A., Lawrence P.A. 1985. Parasegments and compartments in the Drosophila embryo. Nature 313: 639-642.

Pankraz M.J., Jäckle H. 1993. Blastoderm segmentation. In Bate M. and Martinez Arias A. (eds), The Development of Drosophila. CSH Laboratory Press, New York. 467-516.

Payre F. 2004. Genetic control of epidermis differentiation in Drosophila. Int. J. Dev. Biol. 48: 207-215.

Sonenshine D. E. 1991. Biology of Ticks. Vol. 1. Oxford University Press, New York, Oxford. 412 pp.

Tepass U., Theres C., Knust E. 1990. Crumbs encodes an EGF-like protein expressed on apical membranes of Drosophila epithelial cells and required for organization of epithelia. Cell. 61: 787-799.

Tepass U., Knust E. 1990. Phenotypic and developmental analysis of mutation at the crumbs locus, a gene required for the development of epithelia in Drosophila melanogaster. Roux’s Arch Dev. Biol. 199: 189-206.

Tepass U., Knust E. 1993. Crumbs and stardust actbin a genetic pathway that controls the organization of epithelia in Drosophila melanogaster. Dev. Biol. 159: 311-326.

Wagner J. 1894. On the embryology of mites: segmentation of the origin of the germinal layers and development of appendages in Ixodes. Ann Mag. Nat. Hist. 11: 220-224.

Wolley T.A. 1988. Acarology. Mites and Human Welfare. John Willey, New York. 484 pp.

Yasuko Akiyma-Oda, Oda Hiroki. 2003. Early patterning of the spider embryo: a cluster of mesenchymal cells at the cumulus produces Dpp signals received by germ disc epithelial cells. Development 130: 1735-1747.

II. STAWONOGI Rozprzestrzenienie

88

89

Host-parasite relationships among parasitic arthropods and common vole (Microtus arvalis, Rodentia) in lowland ecosystems of Slovakia

Michal Stanko, Jana Fri�ová, Dana Miklisová, Ladislav Mošanský Institute of Zoology, Slovak Academy of Sciences, Department of Vertebrate Ecology, Löfflerova 10, 04002 Košice, Slovakia, e-mail: stankom@saske.sk

Abstract The authors present parasitological results of long-term research (1987-1997 and 2000-

2002) conducted in lowland ecosystems in the East Slovakia. The research was carried out in three stationary localities. The aim of the study was to analyse arthropod communities and their relationships to common vole (Microtus arvalis). A total of 1073 individuals M. arvalis were examined. There were found together 3.406 parasitic mites (Mesostigmata) of ten species, 142 Ixodes ricinus ticks (Ixodida), 6.021 specimens of sucking lice of four species and 1.248 fleas (Siphonaptera) of seven species. The dominant among ectoparasites were lice Hoplopleura acanthopus (54.4%), three mite species - Laelaps hilaris (10.1 %), Hyperlaelaps microti, Androlaelaps fahrenholzi (both 6.8 %) and flea Ctenophthalmus assimilis (7.7 %).

Similar infestation trends were recorded in all compared parasite groups (in mites, ticks, sucking lice, fleas)– higher infestation of males than females as well as higher infestation of mature M. arvalis individuals compared with immature. Differences in the value of infestation among couple samples were non-significant in the most cases. Seasonal changes in common vole infestation are very visible. The highest infestation by mites was in spring and winter, while by sucking lice in summer and winter. Low year-round infestation by ticks as well as higher infestation by fleas during spring and summer were noticed.

Introduction Common vole, Microtus arvalis (Pallas, 1779) is a typical member of the

cultural steppe in Europe (Kratochvíl et al. 1959). This species prefers open habitats, the animals live in colonies. The populations of common vole are characterised by irregular overcrowding and fatal mortality in certain years (Tkadlec and Stenseth 2001). In spite of this a very interesting feature from the epidemiological viewpoint, is a relative by small number of parasitological papers which deal with this species in Central Europe, based at examined relative numerous host material (Kohn 1980, Haitlinger 1983,

90

Ambros et al. 1985, Dudich 1985, Stanko 1994b, Fri�ová et al. 2002). During a long-time study of small mammal communities in lowland ecosystems of East Slovakia we examined a great material of common voles. In this paper we continue our analysis of ectoparasite communities of M. arvalis with the aim to present more detailed characteristics of parasitation trends of this species.

Material and methods The field study were carried out in three stationary localities of the East Slovakia

gradually from 1987 to 2002: 1. Stationary research near town Trebišov (48o 41´ N, 21o 45´ E) was realized

during 1987-1991. Study habitats were fields, windbreaks and acacia belts. Totally, 440 specimens of M. arvalis were examined. Repeated research in this area was carried out during the years 2000-2002. In this time 493 specimens of M. arvalis were investigated.

2. Research was realized in the environs of Kra�ovský Chlmec town (48o 25´ N, 21o 55´ E) during four years (1991-1994). Acacia forests, ecotones, and surrounding fields were main habitats in this area. Totally 97 specimens of M. arvalis were examined.

3. Three-years research (1995-1997) was realized near the Ukrajine border, in the vicinity of Bo�any village (48o 27´ N, 21o 08´ E). The research was accomplished on the ecotones of floodplain lowland forests, windbreaks and bushes. There were 43 specimens of M. arvalis examined. Small mammals were trapped using snap traps. The traps were controlled every

morning, captured hosts were put into cloth bags and manually parasitologically examined in lab. The sexual activity of mammals as well as classification into 2 basic age groups (mature or immature) were realized using terminology proposed by Pelikán (1965). A few damaged host individuals were excluded from next evaluations (tab. 3).

The parasitological terms: prevalence (P %), abundance (A) and mean intensity (M) infestation were used after Margolis et al. (1982). The differences in average values of infestation (abundance and mean intensity) were tested by nonparametric Mann-Whitney test (Koshin et al. 1992), for prevalence testing t-test for percentage values was used arcsin transformation after Jedli�ka (1984).

Results The study of small mammal communities in the lowland ecosystems of the East

Slovakia confirmed leading position of Microtus arvalis in fields (Stanko 1994a), frequent occurrence but lower proportion in communities of other habitats (Štollman and Dudich 1983, Stanko et al. 1996, Mošanský and Stanko 1998, Stanko et al. 1998).

A total of 1073 specimens of M. arvalis were investigated on infestation with ticks (Ixodida), fleas (Siphonaptera) and lice (Anoplura) (tab. 1, 2). Material of mites (Mesostigmata) evaluated in this paper comes from M. arvalis caught during 1987-1997 (580 host individuals) only.

A total of 10817 parasitic specimens belonging to 22 species of four parasitic groups (Mesostigmata, Ixodida, Anoplura, Siphonaptera) were recorded on M. arvalis (tab.1).

Mites A total of 3406 parasitic mites (obligatory or facultative) belonging to ten

species in M. arvalis acarinium were found (tab.1, upper part). Other 21 mite species (tab. 1; together 135 specimens, 3.8% of all mites) of eight families (Parasitidae, Rhodacaridae, Macrochelidae, Pachylelapidae, Ascidae, Ameroseiidae, Laelaptidae) are

91

characterized as non-parasitic species, nest dwelling arhropods, predators, free-living in soil or connected by phoretic relations to mammals (Bregetova et al. 1956, Mrciak and Rosický 1959, Haitlinger 1977). This non-parasitic mite group was excluded from next host-parasite evaluation.

Among recorded parasitic mites on M. arvalis, two groups were distinguished; host dwellers (sensu Haitlinger 1977)– L. hilaris, L. agilis, L. jettmari, H. microti; slightly dominated in parasitic mite material (54.7 %) and host-nest dwellers (A. fahrenholzi, E. stabularis, H. hirsutus, H. nidi, H. isabellinus, H. apodemi (45.3 %, tab.1). In our examined parasite mites, L. hilaris was the extremely dominated species. It represents 32.0% of mite material collected from M. arvalis. L. hilaris is a specific parasite of Microtus voles (Mrciak and Rosický 1959, Ambros et al. 1985). It is obligatory for mite with year-round occurrence and is dominant among arthropods on M. arvalis. The seasonal highest proportion of L. hilaris among evaluated parasitic arthropods was detected in spring (31.5 %) and in winter (20.5%). In the material of mites next four species were eudominant too: H. microti (21.7 %), A. fahrenholzi (21.6 %), H. isabellinus (17.7%) and H. nidi (6.8 %, tab. 1). Three of the mentioned mite species reached the highest dominance value in spring, only H. isabellinus in summer.

The highest seasonal infestation of M. arvalis by mites was recorded in spring (tab. 4).

Higher infestation values in males than in females in all parametres (P%, A, M) and higher infestation of immature specimens was recorded (tab. 3). Test differences in values of infestation between compared groups were non-significant.

Ixodida

Larvae and nymphs only of one tick species – Ixodes ricinus were found on M. arvalis. Prevalence infestation (P %) was very low, less than 10 % hosts (tab. 3).

Similarly, other infestation parameters (A, M) are low during season, as well as non-signicant differences in tick parasitation among sex or age categories (tab. 3) were confirmed. The ratio of larvae to nymphs was relatively balanced, approximately 6:1. The number of nymphs feeding on M. arvalis compared to mice (e.g. A. agrarius, A. flavicollis) in the same areas is very small (Stanko and Miklisová 2000).

Sucking lice There were 573 individuals (53.4 %) of 1073 examined M. arvalis positive for

infestation with lice (Anoplura). A total, 6021 specimens of sucking lice of 4 species were obtained from the positive hosts (tab.2). Distinct dominations of Hoplopleura acanthopus in sucking lice material (97.7 %) as well as in all material of ectoparasites were recorded. Mentioned sucking lice species prefer host of genus Microtus (Kohn 1980, Krištofík and Dudich 2000). The other species of sucking lice were found on the common vole only sporadically (tab.2).

The values of infestation (P%, A, M) of the males were higher than of the females (tab. 3). Statistically significant differences were detected in cases of abundance (t = 4,23, P<0.05) and of mean intensity infestation (t = 5,08, P<0.05). Significantly higher infestation of the mature individuals than of the immature individuals was confirmed in all parametres, namely in prevalance (F = 4.389), in abundance (t = 5.18, P<0.05) and in mean intensity infestation (t = 3.72, P<0.05). The seasonal highest values of infestation were noticed in winter (tab.4), but it was probably influenced by smaller material examined common vole.

92

Table 1. List of mites (Mesostigmata) and ticks (Ixodida) collected in hair of M. arvalis on the East Slovakian Lowlands (M – males, F – females, N – nymphs, L – larvae).

M F N L Total Species

Mesostigmata Androlaelaps fahrenholzi (Berlese, 1911) 62 562 110 - 734 Eulaelaps stabularis (C.L.Koch, 1836) 4 56 - - 60 Hyperlaelaps microti Ewing,1933 160 515 65 - 740 Laelaps agilis C.L. Koch, 1836 1 25 2 - 28 Laelaps hilaris C.L. Koch, 1836 44 1010 35 - 1089 Laelaps jettmari Vitzthum, 1930 - 7 - - 7 Haemogamasus hirsutus Berlese, 1889 2 4 5 - 11 Haemogamasus nidi Michael, 1892 15 197 18 - 230 Hirstionyssus isabellinus (Oudemans, 1913) 9 458 1 - 468 Hirstionyssus apodemi Zujevskij, 1970 - 39 - - 39 Total parasitic mites 297 2873 236 - 3406 Other Mesostigmata Pergamasus brevicornis (Oudemans, 1903) - 5 - - 5 Holoparasitus pseudoperforatus Berlese, 1905 2 5 2 - 9 Poecilochirus necrophori Vitzthum, 1930 1 8 10 - 19 Cyrtolaelaps mucronatus (R. et G. Canestrini, 1881) - - 4 - 4 Cyrtolaelaps minor Willmann, 1952 - - 1 - 1 Macrocheles montanus (Willmann, 1951) - 8 - - 8 Macrocheles glaber (Müller, 1860) - 5 - - 5 Macrocheles rotundiscutis Bregetova et Koroleva, 1960

- 2 - - 2

Macrocheles matrius (Hull, 1925) 1 40 - - 41 Macrocheles punctoscutatus Evans et Browning, 1956 - 2 - - 2 Pachylaelaps pectinifer (G. et R. Canestrini, 1882) - 1 - - 1 Aceoseius muricatus (C.L. Koch, 1839) - 2 - - 2 Proctolaelaps pygmaeus (Müller, 1860) - 10 - - 10 Lasioseius berlesei (Oudemans, 1938) - 7 - - 7 Paragarmania dentritica (Berlese, 1918) - 1 - - 1 Hypoaspis heselhausi Oudemans, 1912 - 4 - - 4 Hypoaspis austriaca (Sellnick, 1935) 1 7 - - 8 Hypoaspis vacua (Michael, 1891) 1 - - - 1 Ololaelaps placentula (Berlese, 1887) - 3 - - 3 Alloparasitus oblonga Halbert, 1915 - 1 - - 1 Ameroseius plumigerus (Oudemans, 1930) - 1 - - 1 Total non-parasitic mites 6 112 17 - 135 Ixodida Ixodes (Ixodes) ricinus (Linnaeus, 1758) - - 20 122 142

93

Tab.2 List of sucking lice (Anoplura) and fleas (Siphonaptera) from M. arvalis.

Anoplura M F L Total Hoplopleura acanthopus (Burmeister, 1839) 1877 2386 1621 5884 Hoplopleura affinis (Burmeister, 1839) 23 36 1 60 Hoplopleura edentula Fahrenholz, 1916 1 1 - 2 Polyplax serrata (Burmeister, 1839) 22 42 11 75 Total sucking lice 1923 2465 1633 6021 Siphonaptera M F Total Ctenocephalides felis (Bouche, 1835) - 1 - 1 Hystrichopsylla orientalis Smit, 1956 2 3 - 5 Ctenophthalmus agyrtes Heller, 1896 89 92 - 181 Ctenophthalmus assimilis (Taschenberg, 1880) 546 283 - 829 Peromyscopsylla bidentata (Kolenati, 1860) 5 10 - 15 Megabothris turbidus (Rothschild, 1909) 111 89 - 200 Nosopsyllus fasciatus (Bosc, 1801) 9 8 - 17 Total fleas 762 486 - 1248

Fleas

Totally 1248 flea specimens (Siphonaptera) of seven species were found on examined host species (tab. 2). Among fleas three species significantly predominated: Ctenophthalmus assimilis, Ctenophthalmus agyrtes, Megabothris turbidus (tab. 2). M. arvalis is considerad the main host species of C. assimilis flea (Rosický 1957). Other flea species are euryxenous parasites with nearer relationships to murids and arvicolids rodents (Muridae, Arvicolidae). The occurrence of Ctenocephalides felis on rodents is very accidental, this is e.g. the occurrence of predator flea (flea of cats) on prey.

There was ascertained higher infestation of males than M. arvalis females, the differences were non-significant.

Higher infestation of mature individuals was significant in the prevalence of infestation (F = 4.389, P < 0.05), as well as in abundance (t = 4.67, P < 0.05) and in mean intensity infestation (t = 2.56, P < 0.05).

Discussion The parasitological works which deal with ectoparasite communities on M.

arvalis (and evaluated several hundred specimens) in Central Europe (Hrbatý 1978, Kohn 1980, Haitlinger 1983, Ambros et al. 1985) ascertained high dominance of several species (Hoplopleura acanthopus, Laelaps hilaris, Hyperlaelaps microti, Ctenophthalmus assimilis). Kohn (1980) examined probably the greatest material of M. arvalis in Europe (1.795 host individuals and more than 32 thousand parasitic arthropods). He determined two eudominants among parasites (H. acanthopus, L. hilaris), two dominant species (H. microti, A. fahrenholzi) and two subdominants (C. assimilis, H. nidi) on common vole. Very similar results were achieved by Haitlinger (1983) who studied greater arthropod communities on Microtus arvalis (additionally Trombidiformes, Sarcoptiformes and Mallophaga too). In our material the proportion of dominant parasite species were more balanced, four species were eudominant (H. acanthopus, L. hilaris, H. microti, A. fahrenholzi), C. assimilis and H. isabellinus were dominants, only H. nidi was subdominant. The number of arthropod species occuring on M. arvalis is influenced by habitat type and small mammal communities in surroundings of common vole population (Haitlinger 1989).

94

Tab. 3. Infestation of M. arvalis by individual arthropod groups (A – number of examined hosts, NPos – number of positive hosts, S – sum of parasites, P% – prevalence, A –abundace infestation, M – mean intensity infestation).

MITE INFESTATION N NPos S P% A M Males 258 165 1918 63.95 7.43 11.62 Females 319 187 1479 58.62 4.64 7.91 Mature 410 242 2245 59.02 5.48 9.28 Immature 165 110 1152 66.67 6.98 10.47 Total 580 354 3406 61.03 5.87 9.62

Tick infestation Males 372 32 74 8.60 0.20 2.31 Females 624 40 67 6.41 0.11 1.68 Mature 752 55 108 7.31 0.14 1.96 Immature 232 17 33 7.33 0.14 1.94 Total 1005 73 142 7.26 0.14 1.95

LICE INFESTATION Males 416 242 4202 58.17 10.10 17.36 Females 647 329 1813 50.85 2.80 5.51 Mature 770 446 5438 57.92 7.06 12.19 Immature 280 122 566 43.57 2.02 4.64 Total 1073 573 6021 53.40 5.61 10.51

Flea infestation Males 416 156 579 37.50 1.39 3.71 Females 647 217 669 33.54 1.03 3.08 Mature 770 302 1087 39.22 1.41 3.60 Immature 280 70 159 25.00 0.57 2.27 Total 1073 373 1248 34.76 1.16 3.35

Trend infestation of different age and sex M. arvalis by ectoparasites from

southwestern Bohemia (Kohn 1980) were similar to our results – higher value infestation in males than in females and higher infestation of mature in confrontation to immature.

Together seven tick species were ascertained in M. arvalis from Slovakia with frequently occurring three species, especially I. ricinus (�erný 1961, Hrbatý 1978, Pe�ko et al. 1991). Value of tick infestation is low in all papers. M. arvalis prefers open habitats mainly fields during all season, therefore it has less oportunity to be attacked by tick larvae or nymphs.

Infestation peaks of the most frequently occurring parasite species were in spring or winter (it might be influented by smaller examined material). It is constant with the tendency reported by other authors (Hrbatý 1978, Kohn 1980, Haitlinger 1983), which ascertained the highest infestation in spring. Besides this, authors mentioned differences during two following years. Some parasite species had two infestation peaks (spring and autumn) and in following year only in spring or in autumn. Therefore, Haitlinger (1983) accent emphasises caution with the evaluation of common vole infestation. Cycles of different parasite species are probably indipendent each other and parasite-host

95

relationships are complicated by distinctive changes in population of densities of M. arvalis during successive years. Tab. 4. Seasonal infestation of M. arvalis by individual arthropod groups (A – number of examined hosts, NPos – number of positive hosts, S – sum of parasites, P% – prevalence, A –abundace infestation, M – mean intensity infestation)

MITE INFESTATION A NPos S P% A M Spring 99 78 1243 78.79 12.56 15.94 Summer 307 144 1122 46.91 3.65 7.79 Autumn 146 107 827 73.29 5.66 7.73 Winter 28 25 214 89.29 7.64 8.56

Tick infestation Spring 209 23 34 11.00 0.16 1.48 Summer 595 45 98 7.56 0.16 2.18 Autumn 201 5 10 2.49 0.05 2.00

LICE INFESTATION Spring 209 133 1424 63.64 6.81 10.71 Summer 595 300 3530 50.42 5.93 11.77 Autumn 241 122 853 50.62 3.54 6.99 Winter 28 18 214 64.29 7.64 11.89

Flea infestation Spring 209 84 296 40.19 1.42 3.52 Summer 595 215 787 36.13 1.32 3.66 Autumn 241 66 144 27.39 0.60 2.18 Winter 28 8 21 28.57 0.75 2.63

Acknowledgments

We express our thanks to M. Onderová for her help in field and in lab. This research was supported by the Slovak Grant Committee VEGA No. 2/5032/25 and No. 2/6199/2.

References Ambros M., Dudich A., Ková�ik J., Štollmann A. 1985. Ectoparasites (Acarina,

Anoplura, Siphonaptera) of micromammals (Insectivora, Rodentia) of East Slovakian Lowlands. Zbor. Východoslov. múz. v Košiciach, Prír. Vedy. 26: 127-157 (in Slovak).

Bregetova N.G., Vajnštejn B.A., Koroleva E.V., Kadite B.A., Petrova A.D., Tichomirov S.I., S�erbak G.I. 1977. At determination of mites living in soil. Mesostigmata, Nauka, Leningrad. 718 pp. (in Russian).

�erný V. 1961. Role of free living vertebrates as tick hosts in pastures of Ondavská vrchovina uplands. Biológia, Bratislava. 16: 574–585.

Dudich A. 1985. Ectoparasites of mammals and birds in southern part of Podunajská nížina lowlands with regards to Žitný ostrov Isle. 1. Siphonaptera. Žitnoostrovské múzeum, Dunajská Streda. 9: 61-96 (in Slovak).

96

Dudich A., Štollmann A. 1983. Micromammal communities in the tree species formations of the East Slovakian Lowlands. Ekológia (�SSR). 2: 253-273.

Fri�ová J. 2002. Ecology of lice (Anoplura) of small mammals from East Slovakian rovina plain.Dissertation, Institute of Zoology SAS Bratislava. 151 pp. (in Slovak).

Haitlinger R. 1977. Parasitological investigation of small mammals of Gory Sowie (Middle Sudetes). VI. Siphonaptera, Anoplura, Acarina. Pol. Pismo Ent. 47: 429-492.

Haitlinger R. 1983. The structure of arthropod community occuring on Microtus arvalis (Pall.) in various habitats. Wiad. Parazytol. 29(3): 351-362 (in Polish).

Haitlinger R. 1989. Arthropod communities occurring on small mammals from non-wooded areas of urban agglomeration of Wroclaw. Acta Parasitologica Polonica, 34: 45-66.

Hrbatý J. 1978. Ectoparasites of danube lowland forests in area Podunajské Biskupice. Thesis, PF UK Bratislava: 105 pp.

Jedli�ka L. 1984. Biological statistics. Scriptum, PF UK Bratislava: 164 pp. (in Slovak). Kohn M. 1980. Arthropods on small mammals in animal factory farming. Thesis, �eské

Bud�jovice: 282 pp. (in Czech). Koshin F. et al. 1992. Statgraphics or statistics for everybody. Grada Praha: (in Slovak). Kratochvíl J. et al. 1959. Common vole, Microtus arvalis. Praha: 360 pp. Krištofík J., Dudich A. 2000. Sucking lice of the Enderleinellus, Hoplopleura,

Schizophthirus and Neohaematopinus genera (Phthiraptera) on small mammals (Insectivora, Rodentia) in Slovakia. Biologia, Bratislava: 55 (5): 487-499.

Margolis L., Esch G.W., Holmes J.C., Kuris A.M., Schad G.A. 1982. The use of ecological terms in parasitology. J. Parasitol. 68: 131-133.

Mrciak M., Rosický B. 1959. Relationships of mites of order Parasitiformes to their hosts, particularly to small mammals. Biológia (Bratislava): 14 (4): 241-264.

Mošanský L. & Stanko M. 1998. Contribution to the knowledges fauna of birds and small mammals in Tajba National reservation (East Slovakian lowlands, Slovakia. Ochrana prírody, Banská Bystrica, 16: 193–202 (in Slovak).

Pelikán J. 1965. Reproduction, population structure and elimination of males in Apodemus agrarius (Pall.). Folia Zool. 14: 317-332.

Pe�ko B., �erný V., Jurášek V. 1991. Parasite-host relationships of the tick Ixodes trianguliceps Bir. and coincidence of its ecological niches with those of Ixodes ricinus (L.). In: Dusbábek F., Bukva V. (eds.), Modern Acarology. Academia, Prague and SPB Academic Publishing bv, The Hague. Vol. 2: 455–460.

Stanko M. 1994a. Small mammal communities of widbreaks and adjacent fields in the Eastern Slovakian Lowlands. Folia Zool. 43(2): 135-143.

Stanko M. 1994b. Fleas synusy (Siphonaptera) of small mammals from the central part of the East-Slovakian lowlands. Biologia, Bratislava. 49 (2): 239-242.

Stanko M., Miklisová D. 2000. Tick infestation patterns of two rodent species in a lowland ecosystem. In: Kazimírová M., Labuda M., Nuttall P.A. (eds.), Proceedings of the 3rd International Conference ”Ticks and Tick-borne Pathogens: Into the 21st Century”, Bratislava. 185–188.

Stanko M., Mošanský L., Fri�ová J. 1996. Small mammals in fragments of Robinia pseudoacacia stands in the East Slovakian Lowlands. Folia Zool. 45 (2): 145-152.

Stanko M., Mošanský L., Fri�ová J. 1998. Small mammal communities (Insectivora, Rodentia) of south part of the Eastern Slovakian Lowlands. Natura Carpatica. 39: 237-250 (in Slovak).

97

Štollmann A., Dudich A. 1983. Insectivores (Insectivora) and rodents (Rodentia) of the southern part of the East Slovakian Lowlands. Zbor. Východoslov. múz. v Košiciach, Prír. Vedy. 24: 127-140 (in Slovak).

Tkadlec E., Stenseth N.C. 2001. A new geographical gradient in vole population dynamics. Proseedings of the Royal Society of London, Biological Sciences 268: 1574-1552.

98

99

The occurrence of Haematopinus apri Goureau, 1866 (Phthiraptera: Anoplura) on the Wild Boar (Sus scrofa L.) in Pomerania region

Sławomira Fryderyk Laboratory of Parasitology and General Zoology, Department of Invertebrate Zoology, University of Gda�sk, 81-378 Gdynia, Al. Piłsudskiego 46, e-mail: slawka@sat.ocean.univ.gda.pl

Abstract During the period 1995-1999, 585 wild boars were examined. H. apri was found in 102

Sus scrofa: infestation was 17%, intensity 21.2 specimens. Anoplura were found most often on the sternum and in elbow folds. Infestation was connected with the age of wild boars and the season of the year.

Introduction Sus scrofa is a game animal of high economic importance. Despite that, it has

rarely been an object of intensive parasitologic studies. Haematopinus apri is a typical parasite of the wild boar (Wegner 1972). In Poland wider studies on Anoplura in the wild boar have been started by Kadulski (1974). Outside Poland H. apri has been noted in the majority of European countries (e.g. Bröek 1977), in Asia (DaXiong et al. 1993), and even in the USA (Henry and Conley 1970). Material and methods

The study was conducted in 1995-1999. The material was obtained in the collection points of game animal, e.g former "Laspol" and "Animex". In total, 585 wild boars from the whole region of Pomerania were examined. Haematopinus apri were collected with pincers by examination of the whole body of the host along strips 5-7 cm apart (according to the method of Kadulski 1975), conserved in 70% ethyl alcohol, and than permanent preparations were made by fixing Anoplura in polivinyle-lactofenol.

100

Results

After examination of 585 wild boars, in 102 the occurrence of H. apri was stated; infestation was 17%, intensity 21.2 specimens. The highest level of parasitic infection was stated in young boars, in which the infestation was 24%, with intensity of ca 29 specimens (maximally from one young boar 263 specimens of H. apri) were collected. In wild boars in their second year of life infestation was almost two-times lower. In sexually mature wild boars infestation was even lower – it was ca 11-12%, while in male wild boars on an average two times less Anoplura were found than in females. In old wild boars – over 6 year of life, H. apri was not stated.

H. apri were found during the whole year. The increase of infestation from autumn to winter was observed (infestation ca 40%); in this period also the highest number of nymphs were found. In spring infestation decreased and reached minimum in summer, when the proportion of nymphs was the lowest (tab. 1).

During six years of studies it was noticed than between 1996 and 1999 infestation increased for almost 1/3.

Table 1. Changes of infestation with Haematopinus apri in relation to the time of a year

No of wild boars

Season of year examined infected

Infestation

%

No of collected H. apri

Intensity

egz.

Maximum no of H. apri on one boar

Spring (IV-VI) 118 16 14 50 3,1 15

Summer (VII-IX) 97 3 3 7 2,3 3

Autumn (X-XII) 210 39 19 998 25,6 263

Winter (I-III) 160 44 28 1104 25,1 116

Total 585 102 17 2159 21,2 263

Attention was also paid to the location of H. apri on the body of wild boars. Most often Anoplura were found in elbow folds and on the sternum (in over 80% of infected wild boars H. apri were found in this region of the body), where almost ¾ of all lice were found. Besides, they were also often found in elbow folds and on the head. Lice (particularly males and nymphs) were relatively frequent also on flanks of wild boars, they were observed the least frequently on the back of S. scrofa (tab. 2).

101

Table 2. Location of Haematopinus apri on the wild boar

No of Region of the

body H. apri specimens

Infected wild boars

% of infected regions of the

body

Mean no of H. apri specimens

Head Elbow fold (and sternum) Belly Knee fold Flank Back Rump Legs

145

1519

58 224 172

4 15 22

34 83

11 27 14 2 3 4

33 81

11 26 14 2 3 4

4.3

18.3

5.3 8.3

12.2 2.0 5.0 5.5

In total 2159

Description and discussion The proportion of infected wild boars revealed during this study (17%) was

moderate. However, it fell within the range given by other authors – by Majewska (1979) – 10% and Kadulski (1974, 1989)– 35-42%.

A very interesting relation between infestation and the age of animals was observed in wild boars. A similar phenomenon was also found by other authors, e.g. Kadulski (1974) and Kutzer and Hinaidy (1971), who observed lice only in young wild boars. Such a high infestation in young animals could be caused by several factors, inluding the fact that they share a lair for many days and they get the infection from their mother, and subsequently from each other. This is supported by the fact that lice were noted even in few-days old youngs (Melnikova 1960). The reason that the infestation remained at the high level can be e.g. thin skin, sheding hair or limitations of casting off in the wild boar (Brütt 1955, Kadulski 1989, Fruzi�ski 1993).

Among the collected material more nymphs than imagines were noted in the proportion 1.3:1, which could be an evidence that the population is at its development stage. The proportion of males and females in the collected material (nearly 1:1) was similar to the data obtained by Kadulski (1989).

Location of H. apri encountered during the present studies was similar to the one described by other authors: e.g. Majewska (1979) noted lice mainly in elbow folds and on the head, and Melnikova (1960) found lice over the whole body of the wild boar. Similar distribution of Anoplura on the wild boar was observed by Kadulski (1989).

References Bröek E. 1977. De luizen (Anoplura en Malophaga) van zoogdieren in Nederland.

Wetenschappelijke Mededelingen van de Koninklijke Nederlandse Natuurhistorische Vereniging 121: 17-33.

Brütt E. 1955. Zur Biologie der Wildschweinlaus. Z. Jagdwiss. 1: 145-148. DaXiong J., Rez Wan A., Xueli Q. 1993. New records of sucking lice from China.

Endemic Diseases Bull. 8: 82-85.

102

Fruzi�ski B.1993. Dzik. Monografia przyrodniczo - łowiecka. Wydawnictwo ANTON-5 Sp. Z o.o. Warszawa 1-247.

Henry V., Conley R. 1970. Some parasites of european wild hogs in the southern Appalachians. J.Wildl. Manag. 34: 913-917.

Kadulski S. 1974. Occurrence of Haematopinus apri Gour. (Anoplura) on wild boar Sus scrofa L. in Poland. Acta Parasitol. Pol. 22: 219-228.

Kadulski S. 1975. Ectoparasites of Polish artiodactylous game animals. Acta Parasitol. Pol. 23: 493-535.

Kadulski S. 1989. Wyst�powanie stawonogów paso�ytniczych na łownych Lagomorpha i Artiodactyla Polski – próba syntezy. Zesz. Nauk. UG, Nr 132. Rozpr. i monogr. 1-140.

Kutzer E., Hinaidy H.K. 1971. Die Parasiten der Wildschweine (Sus scrofa L.) Österreichs. Z. Parasitenk. 35: 205-217.

Majewska A. 1979. Paso�yty zewn�trzne ssaków łownych. Bad. Fizjogr. nad Pol. Zach. s. C. Zool. 32: 123-142.

Melnikova T.G. 1960. Materialy po ekologii vši Haematopinus suis L. sredneaziatskogo kabana. Zool. Žurn. 39: 866-872.

Wegner Z. 1972. Wszy – Anoplura. W: Klucze do oznaczania owadów Polski. PWN Warszawa 16: 1-90.

103

Damalinia (Cervicola) meyeri (Tasch.) (Mallophaga) on the roe deer (Capreolus capreolus L.) in the Southern Baltic Coastal Lake Region

Sławomir Kadulski, Dorota Kwiatkowska-J�drysik Laboratory of Parasitology and General Zoology, Chair of Invertebrate Zoology, University of Gda�sk, 81-378 Gdynia, Al. Marszałka Piłsudskiego 46

Abstract In the period 2002 – 2005, 503 individuals of the roe deer were examined. On 35

individuals Damalinia (C.) meyeri was found, infestation was 7%, intensity ca 31 specimens. The highest number of biting lice was collected from bucks.

Introduction The roe deer (Capreolus capreolus) is one of the most numerous deer in Poland,

its number exceeds 500 thousands individuals. Nevertheless, the level of knowledge on its ectoparasites is low, and it considers particularly parasites from Phthiraptera and Acari.

Damalinia (Cervicola) meyeri (Taschenberg, 1882) is a typical parasite of the roe deer, reported from many countries of Europe (Złotorzycka 1972). In Poland it has been recorded also on the red deer (Kadulski 1975) and sika deer (Kadulski 2000). It has been often encountered on the fallow deer as well. This is interesting as so far it has been thought that a typical biting louse on this host was B. tibialis (Szczurek and Kadulski 2004). Possibly, D. meyeri extends the group of hosts. This biting louse has been recorded in the major part of the country (Złotorzycka and Modrzejewska 1998), however the knowledge on its status in the Southern Baltic Coastal Lake Region is still limited (Kadulski 1989).

104

Materials and methods The study was conducted in 2002 - 2005, mainly in the game period of the roe

deer Material was collected mainly in collection points of hunted animals and came from the eastern, central and southern parts of the Southern Baltic Coastal Lake Region. Parasites were found by examination of roe deer hair in strips 5 - 7 cm apart, with paying attention additionally to the elbow and knee folds, head and neck. This is a typical method used in this type of studies (Kadulski 1975). Found biting lice were conserved in 75% ethyl alcohol. Next, permanent preparations were prepared by fixing it in polivinyle-lactofenol. In total, 503 roe deer were examined, including 177 bucks, 279 does and 47 fawns.

Results Damalnia (C.) meyeri was found in the whole region of studies. Many localities

were grouped in the central part of the lake region. D. meyeri was stated in 35 localities. According to UTM grid – these are 22 localities, including 20 sites new for Poland.

Among the 503 examined roe deer, on 35 individuals biting lice D. meyeri were found; infestation was 7%, intensity was ca 31 specimens. Among roe deer bucks were the most infected – infestation 13%, intensity 34.8 specimens. Fawns and does were infected to a lesser extent and the level of their infestation was similar, e.g. the intensity in fawn was ca 23.5 specimens and in does – 24 specimens (tab. 1).

Table 1. Distribution in the infestation of Damalinia meyeri acording to age and sex in Roe deer

Hosts Parasites

sex No.of egzamined No.of

infested

Prevalence

[%}

no.of speciments

found

Intensity

[spec.]

Max number of collected from

one host

Males 177 23 13 800 34,8 216 Females 279 8 3 192 24,0 53 Fawns 47 4 9 94 23,5 80 Total 503 35 7 1086 31,0 216

During a year, low infestation was observed in summer and autumn, it increased in winter and reached the maximum in spring with the infestation of 17%. In one case in spring as many as 216 specimens of biting lice were collected from a buck of roe deer (tab.2).

During the years of studies (from 2002 to 2004) infestation of roe deer was low and varied within the range 3% - 6%. Only in 2005 infestation increased to 17%. The trends in intensity were the same; it was also this year when the highest number of biting lice (216 specimens) was found on one roe deer. During the whole period of studies in the population of D. meyeri imagines dominated over nymphs (proportions: imagines 1.7:1 juv.). At the same time, the proportion of females was distinctly higher than of males; the proportion of females to males was 133:1.

105

Table 2. Seasonal changes in the infestation by Damalinia meyeri in Roe deer

Season Spring Summer Autumn Winter Total

No.of examined 117 101 225 60 503 No.of infested 20 5 6 4 35 Prevalence % 17 5 3 7 7 Intensity 42,9 5,2 26,0 11,8 31,0 No.D.meyeri collected: 857 26 156 47 1086 Females 509 14 116 28 667 Males 1 3 1 0 5 Juvenile forms 347 9 39 19 414 Max No.of collected from one host

216 18 53 32 216

Proportion females to males 509:1 4,6:1 116:1 28:0 133:1 Proportion imagines to juv.forms 1,5:1 1,9:1 3:1 1,5:1 1,6:1

Damalinia (C.) meyeri were found on almost the whole body of roe deer. However, over 3/4 of biting lice were concentrated in elbow and knee folds, particularly in the latter. On the other hand, on the rump of the roe deer biting lice have not been found despite many years of investigations (tab. 3).

Table 3.Location of Damalinia meyeri on roe deer

Number of Body region collected D.meyeri infested roe deer % of parts infested Average No.of

specimens

Knee fold 726 24 68,6 30,3 Elbow fold 154 8 22,9 19,3 Sides and Back 98 11 31,4 8,9 Neck 72 8 22,9 9,0 Belly 26 5 14,3 5,2 Head 7 3 8,6 2,3 Legs 3 1 2,9 3,0 Rump 0 0 - -

Infestation of roe deer went without any symptoms, only in a few animals some signs of the lousiness caused by biting lice were noted.

Description and discussion During four years (2002 - 2005) 503 individuals of Capreolus capreolus were

examined. The level of their infestation was low – ca 7%. Similar values were obtained by e.g. Majewska (1979) or Szczurek and Kadulski (2004) on the fallow deer. Comparison of the level of infestation with the data from other studies is difficult, as the majority of other authors examined several tens of roe deer at most; hence differences with the obtained results. So that Richter (1959) noted infestation – 46%, while Kaczmarek and Kołodziej (1994) did not found any biting lice.

During the whole period of studies an increase of the parasitic infection could be seen: from 2-6% in 2002-2004 to 17% in 2005. A similar phenomenon could be noted in the case of D. meyeri infection on the fallow deer (Szczurek and Kadulski 2004).

In the present observations, the level of infection of fawns and does was similar (intensity ca 24 specimens), which has been earlier observed by Kadulski (1989). It is

106

easy to explain, as D. meyeri occur mainly in knee folds of the roe deer, from where fawns can easily be infected while they feed. In the present study it was confirmed that almost 75% of all biting lice were noted in elbow and knee folds. A similar phenomenon was described by Piotrowski (1980). It is surprising that at present biting lice were also found on the belly of roe deer, which is new.

Among the collected biting lice the majority were females. Males were found very rarely. The proportion of females to males was 133:1, which is very similar to the study results of Kadulski (1989). In some cases even no one male was found in a population of Damalinia meyeri (Szczurek and Kadulski 2004). It is considered a typical phenomenon in Trichodectidae (Złotorzycka 1994).

References Kaczmarek S., Kołodziej R. 1994. Stawonogi paso�ytnicze niektórych dzikich ssaków z

Pomorza rodkowego. Wiad.Parazyt. 40: 103-106. Kadulski Sł. 1975. Ectoparasites of Polish artiodactylous game animals.Acta

Parasit.Pol. 23: 493-535. Kadulski Sł. 1989. Wyst�powanie stawonogów paso�ytniczych na łownych

Lagomorpha i Artiodactyla Polski – próba syntezy. Zeszyty Nauk.Uniw. UG, Rozpr. i Mon.132.

Kadulski Sł. 2000. Ectoparasites of sika deer in Poland. Acta Parasitol. 45: 163. Majewska A. 1979. Paso�yty zewn�trzne ssaków łownych. Bad.fizj.Pol.zach. C. 32:

123-142. Piotrowski F. 1980. Ischnocera. In: Piotrowski F. (ed.), Paso�yty zewn�trzne

prze�uwaczy domowych i łownych. Mon. Parasit. 9. PWN. Warszawa. Passim. Richter S. 1959. Parasitska srne (Capreolus capreolus L.) u NR Hrvatskoj. Vet. Archiv.

29: 34-35. Szczurek B., Kadulski Sł. 2004. Ectoparasites on fallow deer, Dama dama L.) in

Pomerania, Poland. Acta Parasit. 49: 80-86. Złotorzycka J. 1972. Wszoły – Mallophaga. In: Klucze do oznaczania owadów Polski.

XV. 3. PWN. Warszawa: 1-48. Złotorzycka J. 1994. Wszoły (Mallophaga). Cz�� ogólna. In: Acta Univ.Wratislav.

1628. Wyd.Uniw.Wrocław: 1-392. Złotorzycka J., Modrzejewska M. 1988. Wszoły Mallophaga. In: Katalog Fauny Polski.

XIX. 1. PWN. Warszawa: 1-223.

107

Comparison of rodents' parasitofauna from analogous agrocenoses from greater Poland and Pomerania

Leszek Rolbiecki, Joanna N. Izdebska Department of Invertebrate Zoology, University of Gda�sk, al. Piłsudskiego 46, 81-378 Gdynia; e-mail: lrolbiecki@sat.ocean.univ.gda.pl, Izdebska@sat.ocean.univ.gda.pl

Abstract In 42 rodents (field mouse Apodemus agrarius, wood mouse A. sylvaticus and pine vole

Pitymys subterraneus), originating from similar agrocenoses of Greater Poland and Pomerania, 13 taxa of parasites were detected, including 3 Siphonaptera, 3 Anoplura, 1 Acari, 1 Digenea and 5 Nematoda. Most of the parasite species was found in rodents in both instances, and indicated a similar level of infection in general.

Introduction The parasitofauna of synantropic rodents and of rodents living in various

agrocenoses seems to be insufficiently known. Studies most often cover only specific group of parasites (e.g. fleas, ticks or helmints), yet there is a lack of complete studies, covering both ectoparasites and endoparasites. Furthermore, majority of studies taking rodents into account focuses on the parasitofauna of specific species, without taking their living environment into account. Meanwhile, in case of parasites of rodents, who often show slight specifity, the differences and similarities in the composition of the parasitofauna could be related to the type of ecosystem inhabited by the rodents. And so, the rodents from agrocenoses can be a significant parasite reservoir, including species with a large epidemiologic meaning for other mammals.

Material and methods 42 rodents living in agricultures were included in the studies, including: 24

rodents originating from one standing in the Greater Poland area (Słomowo, sugar beet cultivation) - 6 field mouse (Apodemus agrarius), 17 wood mouse (A. sylvaticus), and 1 pine vole (Pitymys subterraneus) and 18 rodents from Pomerania (Pszczółki, sugar beet cultivation) - 3 A. agrarius, 15 A. sylvaticus. The standings were located near terrains slightly covered with shrubs and trees.

108

First, in order to detect the presence of ectoparasites, the coat and skin surface was examined. Found specimens were fixed in a 70% ethanol solution, and prepared in Faure's liquid or polivinyl-lactophenol.

Afterwards, the rodents underwent standard helminthological sections. The collected helmints were fixed in a solution of glacial acetic acid and formalin (19:1), after which they were conserved in 70% ethanol. From parts of the parasites, a semipermament glycerol-jelly parasite mounts were created, in accordance to the methodology described by Rolbiecki (2002).

Results and discussion In studies of 42 rodents, 7 species of ectoparasites and 6 endoparasites were

detected, including one marked as from the genus.

Siphonaptera

Ctenophthalmus agyrtes (Heller, 1896) Pitymys subterraneus - 1 flea (female) from Greater Poland. Apodemus agrarius - 1 flea (female) from Greater Poland. Apodemus sylvaticus - 4 fleas (3 female, 1 male) in 3 mice from Greater Poland.

In total, 6 fleas have been found, in 5 rodents from the Greater Poland area. The flea is a European species, known from its many standings in Poland, from

the Baltic Coast to Tatry. It has a wide host group, and is parasiting mainly on small rodents inhabiting woods and meadows (Skuratowicz 1964).

Ctenophthalmus assimilis (Taschenberg, 1880) Apodemus agrarius - 1 flea (female) from Pomerania. Apodemus sylvaticus - 1 flea (female) from Pomerania. In total, 2 fleas have been found, in 2 rodents from the Pomerania area.

This is a widely propagated species, known from a number of standings throughout Poland, ranging from the Baltic Coast area to mountain areas; in Poland, a common parasite of, mainly, common vole and other small mammals living on open spaces, also often found on field mouse (Skuratowicz 1964).

Typhloceras poppei Wagner, 1903 Apodemus sylvaticus – 1 flea (female) from Greater Poland.

This species exists in northern Africa and western and central Europe; eastern border of coverage runs through, among others, the area of Poland; known from a number of standings throughout Poland. The main host is the wood mouse, although specimens have been found on the common vole (i. a. Skuratowicz 1954, 1964).

Anoplura

Hoplopleura acanthopus (Burmeister, 1939) Pitymys subterraneus - 2 lice (females) on 1 mouse from Greater Poland. Apodemus agrarius - 5 lice (3 female, 2 male) in 2 mice from Greater Poland. Apodemus sylvaticus – 3 lice (female) in 2 mice from Greater Poland.

In total, 10 lice have been found, in 5 rodents from the Greater Poland area. A common species in Europe and Poland, with a wide group of hosts; found in

voles, murids, sometimes in insectivorous or carnivorous (i.a. Wegner 1966, Kadulski and Izdebska 2004).

109

Hoplopleura affinis (Burmeister, 1939) Apodemus agrarius - 15 lice in 4 mice from Greater Poland, 2 in 1 mouse from Pomerania. Apodemus sylvaticus - 11 lice in 3 mice from Greater Poland, 13 in 5 mice from Pomerania.

In total, 26 lice have been found, in 7 rodents from the Greater Poland area and 15 lice in 6 rodents from Pomerania.

This species is known to exist in Europe, Asia, and South America. Widely distributed in Poland; mainly a parasite of field and wood mouse; sometimes observed on northern birch mouse (i.a. Wegner 1966, Kadulski and Izdebska 2004).

Polyplax serrata (Burmeister, 1939) Apodemus agrarius - 3 lice in 1 mouse from Greater Poland. Apodemus sylvaticus – 1 lice in 1 mouse from Greater Poland.

In total, 4 lice have been found, in 2 rodents from the Greater Poland area. The species is widely distributed, known from Europe, Asia and Africa, in Poland

can be found from the Baltic Coast to Sudety and Bieszczady Mountains; found on voles and murids (i.a. Wegner 1966, Kadulski and Izdebska 2004).

Acari

Ixodes ricinus Linnaeus, 1758 Pitymys subterraneus - 2 nymphs on 1 mouse from Greater Poland. Apodemus agrarius - 42 ticks (larvae mostly, also nymphs) on 2 mice from Greater Poland, 2 on 1 mouse from Pomerania. Apodemus sylvaticus - 11 ticks (larvae and nymphs) on 3 mice from Greater Poland, 12 on 6 mice from Pomerania.

In total, 55 ticks have been found, in 6 rodents from the Greater Poland area and 14 ticks in 7 rodents from Pomerania.

The common tick is a widely distributed species, with a large epidemiologic significance, whereas the rodents constitute a reservoir of juvenile stages of this species.

Digenea

Echinostoma spp. Apodemus agrarius - 1 fluke from Pomerania.

A cosmopolitan species, common parasite of many species of water birds and mammals (Kostadinova 2005). From rodents found in Poland, this parasite has been observed in the muskrat in the Wielkopolska-Kujawska Lowlands (Grabda 1954) and filed mouse in the vicinity of Wrocław (Hildebrand et al. 2004).

Nematoda

Heligmosomoides polygyrum (Dujardin, 1845) Boulanger, 1922 Apodemus agrarius - 6 nematodes in 2 mice from Greater Poland. Apodemus sylvaticus - 10 nematodes in 2 mice from Greater Poland, 5 in 1 mouse from Pomerania.

In total, 16 nematodes have been found, in 4 rodents from the Greater Poland area and 5 nematodes in 1 rodent from Pomerania.

A common parasite of many rodents in the Palearctic (Asakawa and Tenora 1996), observed also in Northern America (Durette-Desset et al. 1972). Widely

110

distributed in Poland; mainly a parasite of common vole (e.g. Furmaga 1957, Kisielewska 1971, Pojma�ska 1998).

Heterakis spumosa Schneider, 1866 Apodemus agrarius - 2 nematodes in 1 mouse from Greater Poland.

A cosmopolitan species, observed in rats, mice, common hamster and voles (Rizhikov et al. 1979). In Poland, found in brown rat in the the Tri-City agglomeration (Kruminis-Łozowska 1984, Izdebska and Rolbiecki 2004) and in Mazovian Lowland (i.a. Wysocki and Nasiłowska 1959), and in the field mouse in the vicinity of Lublin (Furmaga 1957), and Wrocław (Hildebrand et al. 2004).

Syphacia frederici Roman, 1945 Apodemus agrarius - 16 nematodes in 1 mouse from Greater Poland, 8 in 1 mouse from Pomerania. A. sylvaticus - 89 nematodes in 3 mice from Greater Poland, 262 nematodes in 6 mice from Pomerania.

In total, 105 nematodes have been found, in 4 rodents from the Greater Poland area and 270 nematodes in 7 rodents from Pomerania.

The nematode is observed in yellow necked mouse and wood mouse in Europe and Northern Africa (Rizhikov et al. 1979). In Poland, found in yellow necked mouse in Warszawa (Guerero 1979 after Pojma�ska 1998), in Wrocław (Hildebrand et al. 2004), in the vicinity of Jelenia Góra (Popiołek et al. 2004) and in the Mazury Lakelands (Kuli et al. 2004).

Syphacia stroma (Linstow, 1884) Morgan, 1932 A. agrarius – 91 nematodes in 5 mice from Greater Poland, 36 in 1 mouse from Pomerania. A. sylvaticus – 2 nematodes in 1 mouse from Greater Poland, 5 in 1 mouse from Pomerania.

In total, 93 nematodes have been found, in 6 rodents from the Greater Poland area and 41 nematodes in 2 rodents from Pomerania.

Species observed in rodents in Europe (Rizhikov et al. 1979). In Poland, found in field mouse in Warsaw (Guerero 1979 after Pojma�ska 1998), in yellow necked mouse and field mouse in Wrocław (Hildebrand et al. 2004) and in yellow necked mouse in the vicinity of Jelenia Góra (Popiołek et al. 2004).

Trichuris muris (Schrank, 1788) Hall, 1916 A. sylvaticus – 3 nematodes in 2 mice from Greater Poland.

A cosmopolitan parasite, commonly observed in various rodents (Anderson 1992). In Poland, found throughout the country; mainly a parasite of common vole (e.g. Furmaga 1957, Kisielewska 1971, Pojma�ska 1998).

Summary In similar agrocenoses of Greater Poland and Pomerania, practically the same

species of rodents have been observed, and which had similar parasitofauna. The species that existed only on one of the surveyed standings (C. agyrtes, C. assimilis, T. poppei, H. acanthopus, P. serrata, Echinostoma spp., H. spumosa, T. muris) are small in numbers and observed only in single hosts. However, in the boundaries of the standing where they existed (C. agyrtes, C. assimilis, H. acanthopus), they sometimes attacked various host species. Common and numerous species were present on both standings, often in all rodent species found in these areas.

111

References Anderson R.C. 1992. Nematode parasites of vertebrates, their development and

transmission. CAB International, Wallingford. Asakawa M., Tenora, F. 1996. A checklist and epidemiology of nematode parasites of

the genus Apodemus (Murinae: Rodentia) throughout the World excluding Japan. J. Rakuno Gakuen Univ. 20: 181-213.

Durette-Desset M.C., Kinsella, J.M., Forrester, D.J. 1972. Arguments of faveur de la double origine des Nématodes néartiques du genre Heligmosomoides Hall, 1916. Ann. Parasit. Hum. Comp. 47: 365-382.

Furmaga S. 1957. Helmintofauna gryzoni polnych (Rodentia) okolic Lublina. Acta Parasitol. Polon. 5: 9-50.

Grabda J. 1954. Les parasites internes du rat musqué – Ondatra zibethica (L.) des environs de Bydgoszcz (Pologne). Acta Parasitol. Polon. 2: 17-38.

Guerero R. 1979. The structure of the endoparasite helminth communities of Rodents in an urban gradient. Rzoprawa doktorska, Instytut parazytologii PAN, Warszawa.

Hildebrand J., Popiołek M., Okulewicz A., Zaleny G. 2004. Helmintofauna myszy z rodzaju Apodemus z okolic Wrocławia. Wiad. Parazytol. 50: 623-628.

Izdebska N., Rolbiecki L., 2004. Wyst�powanie Demodex spp. w korelacji z poziomem zara�enia helmintami szczurów w�drownych Rattus norvegicus z aglomeracji Trójmiasta. W: Indykiewicz P., Barczak T. (red.). Fauna miast Europy rodkowej 21. Wieku. Wyd. LOGO, Bydgoszcz: 581-584.

Kadulski S., Izdebska J.N. 2004. Anoplura u gryzoni (Rodentia) z terenów Polski Północnej. Wiad. Parazytol. 50: 329-332.

Kisielewska K. 1971. Intestinal helminths as indicators of the age structure of Microtus arvalis Pallas, 1778 population. Bull. Acad. Pol. Sci., Ser. Biol., Cl. II, 19: 275-282.

Kostadinova A. 2005. Family Echinostomatidae Loos, 1899. In: Jones A., Bray R.A., Gibson D.I. (eds.), Keys to the Trematoda, vol 2. CABI Publishing: 9-64.

Kuli K., Bajer A., Si�ski E. 2004. Helmintofauna wolno �yj�cych gryzoni a hormony sterydowe. Wiad. Parazytol. 50: 615-622.

Kruminis-Łozowsla W. 1984. Paso�yty wewn�trzne szczurów – Rattus norvegicus (Brek.) odławianych na terenie Trójmiasta. Materiały IX Zjazdu PTP, Wrocław, 20-22 wrzenia 1984: 164.

Pojma�ska T. 1998. Paso�yty ssaków Parasiti Mammalium. Katalog Fauny Paso�ytniczej Polski. Cz. 5, z. 1, Warszawa.

Popiołek M., Hildebrand J., Karpi�ska M., Indyk F., Pawłowska-Indyk A., 2004. Nicienie gryzoni z okolic Jeleniej Góry. Wiad. Parazytol. 50: 629-635.

Rizhikov K.M., Gvosdev E.V., Tokobaev M.M., Shaldybin L.S., Matsaberidze G.V., Merkusheva I.V., Nadtochij E.V., Khokhlova I.G., Sharpilo L.D. 1979: Opredelitel’ gel’mintov gryzunov fauny SSSR. Nematody i akantotsefaly. Izdatel’stvo Nauka, Moskva.

Rolbiecki L. 2002. Szybka metoda wykonywania semipermanentnych glicero�elatynowych preparatów z paso�ytów. Wiad. Parazytol. 48: 87-88.

Skuratowicz W. 1954. Materiały do fauny pcheł (Aphaniptera) Polski. Acta Parasitol. Pol. 2: 65-96.

Skuratowicz W. 1964. Pchły - Aphaniptera. Katalog Fauny Polski, PWN, Warszawa, cz.. 31.

Wysocki E., Nasiłowska M. 1959. Wyniki bada� nad helmintofaun� szczurów w�drownych. Wiad. Parazyt. 5: 591-594.

Wegner Z. 1966. Wszy. Anoplura. Katalog Fauny Polski, PWN, Warszawa, cz. 19., z. 2.

112

113

Methods used in studies of parasitic arthropods in mammals

Sławomir Kadulski, Joanna N. Izdebska Laboratoty of Parasitology and General Zoology, Department of Invertebrate Zoology, University of Gdansk, Gdynia 81-378, Piłsudskiego 46, Poland; e-mail: Izdebska@sat.ocean.univ.gda.pl

Abstract The choice of method is substantiated by the goal of the studies, particular methods

should be strictly specified, which allows for comparison of results published by the same author from e.g. various period of time, or for comparison of such with the results of other researchers. In this paper the methods of parasitic arthropod collection were described.

Introduction One of the basic criteria of assessing study credibility is the comparability of the

method of study and its effectiveness. Even though the choice of method is substantiated by the goal of the studies, particular methods should be strictly specified, which allows for comparison of results published by the same author from e.g. various period of time, or for comparison of such with the results of other researchers.

Unfortunately, the authors sometimes do not specify what methods were used, when they are convinced that the method they have been using is considered a standard. Often, when external parasites of large mammals are being collected - the methods of collection are described as "searching the coat". An in-depth analysis of many publications often shows that the results of the material collection are lowered, which is understandable, taking into account the considerable size of the body areas of e.g. a moose or a boar, to be searched. The results can also be unsatisfactory in quality checks. In the case of preparatory methods, the standard methods are indeed in usage, as they are also applied in studies of other groups of arthropods.

114

Method of parasitic arthropod collection In the collection methods, one should take into account the systematic group of

parasites and the host, and the goal of the study. A separate method should be used in case the of collecting e.g. fleas from a nest of small rodent, and yet another when collecting ticks from a host or from foliage. This is especially relevant to hosts of considerable size, from Lagomorph to Artiodactyl.

Phthiraptera The most common method is to comb the coat with a thick comb (Złotorzycka

1994), it is also possible to put the Anoplura to sleep with chloroform – the host is placed in a plastic bag with cotton wool soaked in chloroform, and the bag is closed. If the host is alive, one should put it in a bag in a way so that his head sticks out of the bag. After three minutes the host is removed and its coat is combed, and the sedated lice, fleas or biting lice are shook out of the bag (Piotrowski 1967). This method can be applied to small animals, e.g. up to the size of a rabbit or a cat. The colleted material allows to fish out small species, including nymphs or live lice or biting lice. However, it produces a collection incomplete in numbers, as it does not allow to specify their location on the host. This method also does not enable one to obtain eggs.

In the case of recently deceased host, a so-called Drost effect ca be used - when lice and biting lice come out on the ends of the host’s hair after its death – from where it easy to collect them with the use of forceps (Piotrowski 1963). However, this happens rarely and is most common in small animals.

Hoofed animals have large body mass, and this causes problems in collecting material (especially from live animals), this is why in Phthiraptera, an often used method of obtaining parasites from a specifically set area is to use frames with dimension of 10 x 10 cm, which are placed on the coat surface - ectoparasites are then collected from this area. This method is often used with mass studies, of e.g. white-tailed deer in the USA. A similar method is given by Kennedy and Kralka (1986), who during the studies of the parasite fauna of cows used transparent foil with an area of 10 cm2, which they have applied to the host’s coat. After examination of this area with a magnifying glass - ectoparasites were collected from it.

The aforementioned methods are fast and repeatable, and additionally allow for collecting parasites from particular parts of the body, and are good as a quality method. The number of parasites however can be only estimated, as the sample is too small, which is a disadvantage.

However, such disadvantages are not present in the method used by Kadulski (e.g. 1973, 1974, 1982), and is based on very long observation, and is presented in detail in the papers from 1975 and 1989. It is successfully used on wild mammals of sizes from Lagomorpha and Rodentia – beavers – up to Perissodactyla (Złotorzycka 1994). In mammals both dead and alive: the body areas of e.g. a deer are searched in stripes every 5-7 cm, also directing attention to the areas near the head, neck, knee and elbow folds (groins) and the rectum.

This method is used for volume and quality studies, and also allows for precise specification of parasites’ location on the body of the host. Among other method, this is the one which allows to collect, in a repeatable and standard manner, a highest number of parasites in comparison to other results. It is also possible to specify a maximum number of ectoparasites collected from one host.

Thanks to this method, applied consistently, a number of large species could be studied, where many had a long and thick coat, e.g. a bison (i.e. Izdebska 2001, 2003), fallow deer (Szczurek and Kadulski 2004), boar (Fryderyk 2000), or roe-deer (e.g. Kadulski 1996).

115

A method of collecting parasitic arthropods from large hoofed (Kadulski 1975), although precise, does not allow for collection of a complete population of lice or biting lice, which is understandable. Skin digesting method in accordance to Hopkins (1949) with modification from Cook (1954) is then used: the skin of the mammal should be cut into small pieces (1-2 cm2 ) and digested in 1-2 days in a temperature of 37C in 3% tripsin, boiled for 10 minutes, flushed with water, filtered off onto absorbent paper and covered with 75% alcohol. A detailed description can be found in the work of Piotrowski (1967) and Wegmen (1972). The efficiency of this time consuming method is its advantage – a true number of ectoparasites is detected, it is possible to analyze the population structure and have detailed information on parasite placement. By using this method, Kim (1977) examined the population of Bovicola jelissoni on the mountain sheep - from one individual, a population of biting lice was collected, amounting to 19 300 specimens, 88% of which were nymphs, and 3% were males.

Acari Small mites living in the coat or skin are most often submicroscopic in size. This

is why it is hard to collect them. Mites from the coat: the coat of the host, e.g. a rabbit, is carefully cut to its skin,

from an area of 2 x 2 cm. The snippets from the coat are taken from solid areas of the body, e.g. from a beaver, rabbit or dog, these are taken from the same areas of the body (head, neck, side, abdomen, knee and elbow folds and the rectum). The cut out tuft of coat is examined under a stereoscopic magnifying glass. The number of mites in such a sample can amount to several thousand.

Mites living in skin (e.g. Sarcoptidae): When collecting these mites from live mammals, the so-called deep scrapings are collected with a scalpel, reaching to the true skin until "first blood” shows. The scrapings are placed on a watch crystal, broken up, covered with warm water and put into an incubator with a temperature of 37°C for a few minutes. Under the influence of warmth, the scrapings loosen up, and the moving itch mites leave the scraping particles. This method, known as Stefa�ski’s method, is convenient to use and used for years (Stefa�ski and arnowski 1971).

This method is generally used with appearing skin changes. However, in population studies covering a large number of hosts, often without skin changes, other methods should be used. This is especially applicable to Demodecidae – the presence of which in e.g. hoofed can reach tens of per cent (Kadulski 1996), just as it does in humans (e.g. Nutting 1976).

One of the first methods used on a large scale is hair epilation – especially eyebrows and eyelashes; this method can be effective in detecting e.g.: Demodex folliculorum in hair follicles in humans. An older method used in past times, also on a large scale, was the application of sticky cellophane tape. The observation made as early as in the seventies - on mammals, e.g. boars, did not produce a positive result (Kadulski, oral information). On humans, the adhesive tape method is still applied (e.g. Hu, Wang 2001) – although with mixed results.

Currently, a popular method is the standardized skin area biopsy (SSSB), which is used to detect hair follicle mites in human skin, and to specify their density; a preparation is made from the skin surface and the contents of hair follicle, with the use of a cyanide-acrylic formulation (e.g. Forton, Song 1998; Raszej-Kotelba et al. 2004; Izdebska 2004). This method produces a high repeatability rate.

A commonly used method with large mammals with a symptom-free infection is the digestion of skin fragments of an area of 2 x 2 cm in 10% KOH. After maceration and centrifugation, these are decanted and drowned in 70% alcohol. Samples are taken

116

from set areas of the body e.g. the head – eyelids, ears, chin, cheeks and nose, front groins, rear groins, legs, abdomen, neck and back (e.g. Kadulski 1996). By using this method it was possible to prove that mammals, even though no skin symptoms were visible, are infected in a much larger level than previously thought (Izdebska 2004; Izdebska, Jankowski 2005).

The described methods of arthropod collection in mammals allow for study repetition and result comparison. This is especially applicable for methods for coat parasites. However, in the case of Demodecidae – the accepted methods (snippet digesting, scraping analysis, adhesive method or SSSB) are incomparable, this is why when analyzing the size of infection one should take the methods used into account.

References Cook E.F. 1954. A modification of Hopkins technique for collecting ectoparasites from

mammal skin. Ent. News. 15: 35-37. Forton F., Song M. 1998. Limitations of standardized skin surface biopsy in

measurement of the density of Demodex folliculorum. A case report. Br. J. Dermatol. 139: 697-700.

Fryderyk S. 2000. Haematopinus apri (Gour.) in the wild boar (Sus scrofa L.) in Northwestern Poland. II Mi�dzynarodowe Symp. Stawonogi paso�ytnicze, alergogenne i jadowite -znaczenie medyczne i sanitarne. Kazimierz Dolny 7-10.V.2000. s.17.

Hopkins G.H.E. 1949. The host - associations of the lice of mammals. Proc. Zool. Soc.Lond. 119: 387-604.

Hu Q., Wang Y., 2001. Investigation on the prevalence of human Demodex among 2,248 medaical students in inner Mongolia. Rhongguo Ji Sheng Chong Xue Yu Ji Sheng Chang Bing Za Zhi, 19: 239-240.

Izdebska J.N. 2001. The occurrence of of parasitic arthropods in two groups of European bison in the Białowie�a Primeval Forest. Wiad. Parazyt. 47: 801-804.

Izdebska J.N. 2003. Bisonicola sedecimdecembrii (Mallophaga, Trichodectidae) - wszoł, który przetrwał? In. Buczek. A., Błaszak. Cz. (eds.), Stawonogi i �ywiciele Wyd. Liber, Lublin: 105-115.

Izdebska J.N. 2004. Nu�e�ce ludzkie Demodex brevis i D. folliculorum. In. Buczek. A., Błaszak. C. (eds.), Arthropods. Parasite – Host Relationships. Stawonogi. Interakcje paso�yt-�ywiciel. Wyd. Liber, Lublin: 173-181.

Izdebska J.N., Jankowski Z. 2005. Demodex brevis and D. folliculorum (Demodecidae): specific human parasites. A comparative study of the effectiveness of diagnostic methods involving autopsy. In. Gabry G., Ignatowicz S. (eds.), Advances in Polish Acarology, Wyd. SGGW Warszawa: 128-136.

Kadulski S. 1973. Occurrence of Haematopinus apri Gour. (Anoplura) on wild boarSus scrofa L. in Poland. Acta Parasit. Pol. 22: 219-228.

Kadulski S.1974. The dynamics of infestation of the Cervidae with Lipoptena cervi L. (Diptera, Hippoboscidae) on territory of Poland. Wiad.Parazyt. 20: 703-707.

Kadulski S. 1975. Ectoparasites of Polish artiodactylous game animals. Acta Parasit. Pol. 23: 493-535.

Kadulski S. 1982. Wyst�powanie Haemodipsus lyriocephalus (Burm.) i Haemodipsus setoni Ewing (Anoplura) u zaj�ca Lepus europaeus Pall. na terenie Polski. Wiad. Parazytol. 8:427-433.

Kadulski S. 1989. Wyst�powanie stawonogów paso�ytniczych na łownych Lagomorpha i Artiodactyla Polski - próba syntezy. Rozpr. i Monogr. Uniw. Gda�ski, 132.

117

Kadulski S. 1996. Ectoparasites of Cervidae in north-east Poland. Acta Parasit. 41:204-210.

Kennedy M.J., Kralka R.A. 1986. A survey of ectoparasites on cattle in Central Alberta, november 1984-july 1985. Can. Vet. J. 11: 459-460.

Kim K. 1977. Notes on populations of Bovicola jellisoni on Dall’s sheep (Ovis dalli). J. Wildl. Dis. 13:427-428.

Nutting W.B. 1976. Hair follicle mites (Acari: Demodicidae) of man. Int. J. Dermatol. 15: 79-98.

Piotrowski F. 1963. Wszy (Anoplura Dall.) i ich rola epidemiologiczna. Mon. Parazyt. 4. PWN, Wrocław.

Piotrowski F. 1967. Wst�p do nauki o wszach (Anoplura). In: Zółtowski Z. (ed.), Wybrane zagadnienia z arachno-entomologii lekarskiej. Ossolineum, Warszawa: 121-132.

Raszeja-Kotelba B., Jenerowicz D., Izdebska J.N., Bowszyc-Dmochowska M., Tomczak M.,Dembi�ska M. 2004. Niektóre aspekty zaka�enia skóry nu�e�cem ludzkim. Wiad. Parazytol. 50: 41-54.

Stefa�ski W., arnowski E. 1971. Rozpoznawanie inwazji paso�ytniczych u zwierz�t. PWRiL Warszawa.

Szczurek B., Kadulski Sł. 2004. Ectoparasites on fallow deer, Dama dama (L.) in Pomerania, Poland. Acta Parasit. 49:80-86.

Wegner Z. 1972. Wszy - Anoplura. In: Klucze do oznaczania owadów Polski. XVI. PWN, Warszawa.

Złotorzycka J. 1994. Wszoły (Mallophaga). Cz�� ogólna. Acta Univ. Wratislav. 1628. Wyd. Uniw. Wrocław, Wrocław.

118

119

Esthiopteridae, Rallicolidae (Phthiraptra: Ischnocera) and Ancistronidae (Phthiraptera: Amblycera) of birds occurring in the autumn and winter season in the Southern Baltic

Sławomira Fryderyk, Sławomir Kadulski Laboratory of Parasitology and General Zoology, Department of Invertebrate Zoology, University of Gda�sk, 81-378 Gdynia, Al. Piłsudskiego 46, e-mail: slawka@sat.ocean.univ.gda.pl

Abstract In the autumn and winter seasons 2003-2005, 81 birds from three families were

examined. Six species of Mallophaga were found. The most infested appeared to be auks, ducks were less infested. Biting lice were found most often on the neck, head and breast of birds. Anatoecus (A.) icterodes was reported for the first time from the tufted duck, velvet scooter and scaup, Craspedonirmus colymbinus from the red-throated diver and Holomenopon leucoxanthum from the tufted duck.

Introduction The literature about the occurrence of Mallophaga, both in Poland and

elsewhere, is relatively abundant (e.g. Eichler 1963, Kéler 1969, Złotorzycka 1994). However, data on ectoparasites of birds in some regions of Poland, e.g. northern Poland, are limited (Kaczmarek 1982). Information on biting lice of birds wintering in the Baltic is also rare, in spite of numerous occurrence of birds in the sea during this period (Meissner and Cofta 1998). Until present many species of biting lice, which are very likely to occur in Poland, have not been reported (Złotorzycka and Modrzejewska 1988). Moreover, many studies are limited to the record of parasites on hosts, but their location of the host has been rarely described. Some more detailed observations of Mallophaga with this respect were provided during studies of parasitic arthropods of wild mammals (e.g. Piotrowski 1980, Kadulski 1989).

120

Material and methods Birds were collected in 2003-2005 in the autumn and winter period. Birds from

the following families were examined: Anatidae: 39 long-tailed ducks (Clangula hyemalis), 10 velvet scooters

(Melanitta fusca), 5 tufted ducks (Aythya fuligula), 1 scaup (Aythya marila); Alcidae: 20 guillemots (Uria aalge), 1 razorbill (Alca torda); Gaviidae: 3 black-throated divers (Gavia arctica) and 2 red-throated divers (Gavia stellata). In total, 81 birds were examined. They were dead birds, entangled and drowned in fishermen’s nets in the Gulf of Gda�sk and the Puck Bay.

To find Mallophaga, the whole plumage of birds was examined, starting from the head, through the neck, breast, back and wings, followed by the belly and legs. Collected biting lice were conserved in 70% ethyl alcohol, and then permanent preparations were made by fixing them in polivinyle-lactofenol.

Results After examination of 81 birds from Anseriformes, Gaviformes and

Charadriiformes, biting lice were found on 41 individuals. In total, 978 biting lice were collected. Infestation was 51%, intensity was ca 23.8 specimens. Six species of Mallophaga were found:

- Mjoberginirmus obliquus (Mjöberg, 1910) on the guillemot Anatoecus (A.) icterodes (Nitsch, 1818) Anatoecus (B.) dentatus (Scopoli, 1763) Anataticola crassicornis (Scopoli, 1763) on the long-tailed duck - Anatoecus (A.) icterodes (Nitsch, 1818) Anaticola crassicornis (Scopoli, 1763) Holomenopon leucoxanthum (Burmeister, 1838) on the tufted duck - Anatoecus (A.) icterodes (Nitsch, 1818) Anaticola crassicornis (Scopoli, 1763) on the velvet scooter - Anatoecus (A.) icterodes (Nitsch, 1818) Anaticola crassicornis (Scopoli, 1763) on the scaup - Craspedonirmus colymbinus (Denny, 1842) on the red-throated and the black-

throated divers

The most infested were Alcidae, their infestation was 76% (tab. 1). The intensity was almost 50 specimens. In few infected guillemots U. aalge the number of biting lice M. obliquus exceeded 100 specimens on a single host. Parasites occurred most often on the breast (in almost all infected birds), less often on the neck, belly, back and wings. On the remaining parts of the body (the head and rump) these biting lice were found rarely (tab. 2). In the collected material the number of females and males was similar (1:1.03), nymphs were very few.

High infestation was noted also in Anatidae – biting lice were found in almost each case (tab. 1). In long-tailed ducks, which were the most numerous among the examined birds, infestation close to 40% was stated, with the intensity of ca 3.5 specimens. Velvet scooters were less infested (infestation 20%). Among 5 collected tufted ducks, Mallophaga were found on as much as 4 birds, moreover biting lice occurred on the only examined scaup as well. The number of biting lice found on one host was decidedly lower in these birds than in auks and was at maximum e.g. 38 specimens in tufted ducks.

121

Table 1. Infestation with Mallophaga in the examined families of birds

Family of birds

No of birds

examined infected

Infestation

%

No of collected biting lice

Intensity

egz.

Maximum no of parasites on one bird

Auks 21 16 76 793 49.6 181

Ducks 55 22 40 161 7.3 38

Divers 5 3 60 24 8.0 14

Total 81 41 51 978 23.8 181

In Anatidae the parasites occurred mainly on the head (in over a half of birds), neck and wings. On other parts of the body they occurred rarely. On the birds’ breast biting lice were not found (tab. 2).

During the studies also 5 divers from two species were collected. On both species Craspedonirmus colymbinus occurred. On red-throated divers more Mallophaga were found, and biting lice were stated only on birds’ wings, breast and neck (tab. 2).

Table 2. Infection of subsequent parts of the body in the studied bird families

Family of birds Head Neck Breast Back Belly Wings Rump

Auks

Infestation (%)

Intensity (specimens)

Maximally on a host

6

1.0

1

56

16.8

60

88

20.4

60

31

26.2

45

56

16.9

49

31

12.4

25

13

4.5

8

Ducks

Infestation (%)

Intensity (specimens)

Maximally on a host

54

1.7

10

36

2.6

32

-

9

<1

11

4

<1

1

27

2.3

18

4

<1

1

Divers

Infestation (%)

Intensity (specimens)

Maximally on a host

-

33

2.0

6

67

2.0

3

-

-

100

4.0

6

-

122

Description and discussion During the study 6 species of biting lice were found, including four new for

Poland, which were not stated by Złotorzycka (1990). Three species were found on Anatidae, one species on the red-breasted diver:

- Anatoecus (A.) icterodes and Holomenopon leucoxanthum on the tufted duck - Anatoecus (A.) icterodes on the velvet scooter - Anatoecus (A.) icterodes on Anaticola crassicornis on the scaup - Craspedonirmus colymbinus on the red-breasted diver

Moreover, the tufted duck is a new host in Poland of Holomenopon leucoxanthum, and the velvet scooter – a new host of Anatoecus (A.) icterodes.

On ducks (tufted ducks) 3 species of biting lice were found: A. (A.) icterodes, which occurred mainly on birds’ head and neck, A. crassicornis on wings and back and H. leucoxanthum in low numbers on wings. The numbers of each species were not high: up to 40 specimens at maximum. This could be connected with the peak occurrence of each species of parasite in different seasons, which was stated by Złotorzycka (1981) during her studies of Mallophaga in hens. Infestations with two species of Mallophaga were found also in other duck species – the long-tailed duck. Also in these ducks biting lice of different species were found in different regions of the body. In cases they had the same location, only single specimens were found. On the opposite, in auks and divers only single species of biting lice were found. However, in the guillemot biting lice M. obliquus were very numerous in some cases (even up to almost 200 specimens in one bird).

In comparison with studies conducted in the previous seasons (Fryderyk and Kadulski 2004) the species composition of biting lice differed slightly. During the present study, the second species of Mallophaga – Saemundssonia calva, was not found in the guillemot. However, during the earlier study it was rarer than Mjoberginirmus obliquus and this is probably the reason why none S. calva was found on the guillemots.

In the studied waterbirds, biting lice were found in highest numbers on the neck, head and breast of hosts (table 2). For example, in ducks ca 90% of biting lice were found on birds’ head and neck. A similar location was described by Złotorzycka (1959) in mallards, as well as in other waterbirds (Złotorzycka 1990). According to Eichler (1940), the head and the neck are those regions of the body from where it is difficult to remove parasites for a bird. Thus, this causes higher infestation in these parts of the body. With higher infestation biting lice occur over almost the whole body of the host, which was recorded in guillemots, in which the number of biting lice exceeded 100 specimens.

Summing up – the most infected appeared to be auks, over 2/3 of examined auks had parasites. Ducks were infected to a lesser extent, also in ducks (the tufted duck) 3 species of biting lice were found. Among the collected Mallophaga a low proportion of nymphs was found. This supports earlier observations and is an evidence that the autumn and winter period is unfavourable for reproduction of the described species of Mallophaga. The location of biting lice on hosts, mainly on the head and the neck, can be connected with the habitat of the studied birds.

References Eichler W. 1940. Topographische Spezialisation bei Ectoparasiten. Z. Parasitenk. 11:

205-214. Eichler W. 1963. H.G. Bronns Klassen und Ordnungen des Tierreichs. 5. Bd.:

Arthropoda, III. Abt.: Insecta, 7. Buch b) Phthiraptera, 1. Mallophaga. Leipzig.

123

Fryderyk S., Kadulski S. 2004. Mallophaga z Anatidae, Alcidae i Phalacrocoracidae (Aves) zimuj�cych w Zatoce Gda�skiej. W: Stawonogi. Interakcje paso�yt – �ywiciel (red.), Buczek A., Błaszak Cz. Wyd. Liber, Lublin: 67-70.

Kaczmarek S. 1982. Paso�yty zewn�trzne ptaków północnej Polski. Wiad. Parazytol. 28: 449-463.

Kadulski S. 1989. Wyst�powanie stawonogów paso�ytniczych na łownych Lagomorpha i Artiodactyla Polski – próba syntezy. Rozpr. i monogr. Zesz. Nauk. UG, Nr 132.

Kéler S. 1969. Mallophaga (Federlinge und Haarlinge). In: Handb.Zool., 4(2), 2:17, 1-72.

Meissner W., Cofta T. 1998. Ptaki Bałtyku. Gatunki nurkuj�ce. Wydawnictwo Gda�skie: 1-42.

Piotrowski F. 1980. Ischnocera. W: Paso�yty zewn�trzne prze�uwaczy domowych i łownych. Monogr. Parazyt. 9. Piotrowski F. (red.), PWN Wrocław.

Złotorzycka J. 1959. Wszoły (Mallophaga) jeziora Sumin, pow. Bytów na Pomorzu. Pol. Pismo Entomol. 29: 251-265.

Złotorzycka J. 1981. Dynamika populacji wszołów (Mallophaga) kurzych w zale�noci od rodowiska. Wiad. Entomol. 2: 87-92.

Złotorzycka J. 1990. Paso�yty ptaków. Paso�ytnicze stawonogi. W: Katalog fauny paso�ytniczej Polski. Cz. IV, zesz. 3. PWN, Warszawa, Wrocław.

Złotorzycka J. 1994. Wszoły (Mallophaga). Cz�� ogólna. Wyd. Uniw. Wrocł., Wrocław.

Złotorzycka J., Modrzejewska M. 1988. Wszoły (Mallophaga). W: Katalog Fauny Polski. Cz. XIX, zesz.1. PWN, Warszawa.

124

125

Mites (Acarina) occurring in apiaries as pests of medical and sanitary importance

Wit Chmielewski Department of Bee Products, Apiculture Division, Research Institute of Pomology and Floriculture, Kazimierska 2, 24-100 Puławy, Poland, e-mail: wit.chmielewski@man.pulawy.pl

Abstract Acarological analyses of samples of beehive debris and various hive products collected

from apiaries (beehives, honeycombs, pollen traps, storehouses and other apiary rooms), were conducted. The results show that all of 1783 examined natural hive debris samples (100%) were usually strongly colonized with acarofauna numbering over 56 mite species. They belong mainly to synanthropic mites of Acaridae, Carpoglyphidae and Glycyphagidae families, commonly known as pests in storehouses, colonizing house dust, infesting stored food-stuffs and other materials, including hive products. Percentages of infestation of honey, pollen loads, bee bread and propolis samples were as follows: 49.2, 56.2, 90.5 and 56.7% of analysed material, respectively. The most frequent and numerous were the acaroid species, e.g. Tyrophagus longior (Gerv.), Tyrophagus putrescentiae (Schr.), Carpoglyphus lactis (L.), Glycyphagus domesticus (De Geer), Lepidoglyphus destructor (Schr.). Some of them are producers of strong allergens and the reason of dermatitis and other human allergic diseases (“copra itch”, “grocer’s itch”). They might be also vectors of pathogens and saprophagous microrganisms. Mites of other groups, e.g. arboreal, plant feeding and soil species (Tetranychoidea, Oribatida), parasites of bees (Acarapis, Varroa) and predators (Aceosejidae, Cheyletidae) accompanying bees and other arthropods living in beehives and colonizing hive debris, were also observed as contaminations of hive products.

Introduction Great interest in hive products and use of them as nutriments and raw materials

for food, pharmaceutical and cosmetic industries, are associated with their great alimentary and medicinal values and rich biochemical composition.

The main chemical classes found in honey are sugars (mainly glucose, fructose), microelements, vitamins and trace amounts various organic compounds. Thus, honey is a valuable food product and attractive ingredient of food-stuffs for people of every age (children, older persons, sportsmen, workers and others).

126

Bee collected pollen (pollen loads) and bee bread (product of lactic fermentation of pollen) are very rich compounds of proteins, carbohydrates, lipids, minerals, vitamins, various organic aecids, enzymes and other substances. Pollen products (pollen pellets, pollen capsules) became popular as a nutritional supplement for its use increased stamina and improved athletic and intellectual ability, recommended especially in health preventive treatments and convalescence.

Propolis is comprised mainly of flavonoids, phenolics, terpenes and other active substances. Propolis products (raw propolis, refined product, powder and capsule forms) are receiving much attention because of their potential for treatment of a number of disorders, including spinal cord injury.

Increase of production and storage of these products faced with the necessity of ensuring their best quality and protection of them against various stored products pests associated with apiaries (Banaszak 1980; Chmielewski 1971, 1992, 1998; Grobov 1991; Haragsim et al. 1987). Among them, mites are known not only as pests of economic but also medical and sanitary significance, i.e. as producers of strong allergens and factors caused various human and animal allergic diseases (Fain et al. 1988).

The aim of presented studies conducted for many years, was recognition and hygienic assessment of beehives and stored hive products, from the point of view of their infestation and contamination intensity with mites, determination of species composition and numerousness of acarofauna accompanying bees and infesting their provisions, for broadeaing of knowledge on the interest areas of acarology and allergology.

Material and methods Material was collected mainly during spring examination of bee colonies,

periodic inspections of apiaries, visits shops and storehouses. Samples (5-100 g weight) representing various kinds of bee products, i.e. honey, bee collected pollen, bee bread, propolis and hive debris, were analysed using the methods of work, which were described earlier (Chmielewski 1971, 1995a, 2000, 2002). Beehive debris and pollen loads were sifted with the use of the laboratory strainers. The same method was used in the laboratory tests of similar materials, during research conducted earlier, i.e. analyses of grain and other friable (loose) fine granulated products, e.g. dried medicinal herbs, sugar beet or grass seeds (Chmielewski, Goł�biowska 1971). Obtained this way fine granulated fraction of examined samples were seen under low magnifying microscope. Products of other consistence, i.e. solid and liquid honey, were analysed immediately (without sifting) under microscope or with the help of filtration method (Chmielewski 1996). Arthropods infesting and contaminating bee bread stored in honeycombs were collected with the help of exhaustor (vacoom cleaner) method. Honeycombs filled with bee bread were cleaned and contaminations collected in this way were analysed. Mites were separated and counted under stereoscopic microscope.

Intensity of infestation and contamination of products with mites (number of living + dead pest specimens per weight unit of product) was calculated after 3-degree scale (numerousness criteria) used in similar earlier studies on other stored products, e.g. medicinal herbs and various food products (Chmielewski, Goł�biowska 1971), i.e. as follows: Ist – 1-2, IInd – 3-5, IIIrd degree - >5 mite specimens calculated per 100 g of sample, or: 1-20, 21-40 and >40 mite specimens per 1 kg of product, respectively.

Encountered mites were picked up from the material, prepared (microscopic slides) and then identified under a phase-contrast microscope using the keys and descriptions in available literature of the subject (Boczek 1980; Fain et al. 1988; Hughes 1976; Smiley 1991; Türk, Türk 1957; Zakhvatkin 1941).

127

Results and discussion Quantity acarological analyses of hive debris show that all examined material

(100%) was colonized with mites. The majority of samples (88.0%) contained over 5 objects per 100 g of debris (IIIrd degree); the remainder samples were infested in lover (Ist and IInd) degrees. Intensity of infestation and contamination of beehive products was ranged dependently on the kind of product and was comparatively lower than this in debris, i.e. from 49.2% (honey) to 90.5% (bee bread) of examined samples; the percentage of infested and contaminated pollen and propolis had intermediate value (tab. 1).

Table 1. - Example results of acarological investigations on intensity of occurrence of mites (Acarina) in various kinds of bee products; contamination/infestation scale of samples (in degrees): Ist – 1-2, IInd – 3-5, IIIrd - >5 objects per 100 g of product

Number of samples Infestation of samples (%)

Bee products Collected Infested

Total

I+II+III

In degrees

I II III

Honey

Pollen loads

Bee bread

Propolis

Hive debris

1023

539

116

215

1783

503

303

105

122

1783

49.2

56.2

90.5

56.7

100.-

11.7 11.2 26.3

20.8 13.3 22.1

51.5 16.4 22.6

15.3 15.8 25.6

5.7 6.3 88.0

In general, species composition of acarofauna associated with bees, their nests, bee provisions and stored hive products was very rich and numerous (over 56 species).

The greatest number of mite species and numerousness of their specimens were found in hive debris. Frequency and numerousness of particular mite species were diversified dependently on the kind of products (honey, pollen, bee bread, propolis). Both imagines and various juvenile developmental stages (eggs, larvae, nymphs) of mites colonizing hive debris and infesting bee products were observed. Some material samples were contaminated with survival forms (hypopodes) of acaroid and anoetoid mites (Acarus, Glycyphagus, Histiostoma, Lepidoglyphus).

Among undetermined objects, mainly damaged mite specimens (body injuries) or juvenile instars, there were some belonging to Acaridae, Aceosejidae, Glycyphagidae, Cheyletidae, Laelapidae, Macrochelidae, Parasitidae, Tarsonemidae, Tydeidae, Gamasida, Oribatida and Uropodida groups. Species composition of mites and intensity of their occurrence were very diversified (tab. 2).

128

Table 2. – List of mite species (Acarina) associated with hive products: honey (Ho), pollen loads (Pl), bee bread (Bb), propolis (Pr), hive debris (Hd)

Mite species

Frequency and product preference

Ho Pl Bb Pr Hd

Stored products acaroids: Acarus farris (Oud.) Acarus gracilis Hughes Acarus immobilis Griffiths Acarus siro L. * Acotyledon paradoxa Oud. Aleuroglyphus ovatus (Troup.) * Caloglyphus berlesei (Mich.) * Caloglyphus michaeli (Oud.) Caloglyphus rhizoglyphoides (Zachv.) Caloglyphus rodionovi (Zachv.) Lasioacarus nidicolous Kadzh. et Sev. Michaelopus corticalis (Mich.) Rhizoglyphus echinopus (F. et R.) * Thyreophagus entomophagus (Lab.) Thyreophagus odyneri Fain Tyrolichus casei Oud. Tyrophagus longior (Gerv.) Tyrophagus putrescentiae (Schr.) * Carpoglyphus lactis (L.) * Chaetodactylus osmiae (Duf.) Chortoglyphus arcuatus (Troup.) * Ctenoglyphus plumiger (Koch) Austroglycyphagus geniculatus (Vitz.) Glycyphagus domesticus (De Geer) * Glycyphagus ornatus (Kramer) Lepidoglyphus destructor (Schr.) * Gohieria fusca (Oud.) Predators: Acaropsis sollers Rohdendorf Bdella lignicola Can. Cheyletus eruditus (Schr.) * Cheyletia flabellifera (Mich.) * Cunaxa taurus (Kramer) Melichares dentriticus (Berl.) Melichares mali (Oud.) Melichares tarsalis (Berl.) Neotrombicula autumnalis (Shaw.) Parasites: Acarapis woodi (Rennie) Scutacarus acarorum (Goeze) Pyemotes ventricosus (Newp.) * Varroa destructor Anderson et Trueman Other mites: Ameroseius plumigerus (Oud.) Ameroseius plumosus (Oud.) Belba geniculosa Oud. Bryobia praetiosa Koch.

+ + + + +++ + + + + +++ ++ + + + +++ + ++ + + + ++ + ++ + ++ + + ++ + + + ++ + ++ ++ ++ ++ ++ +++ ++ ++ + ++ +++ +++ ++ +++ ++ +++ + + + + + + +++ +++ +++ ++ +++ + + + + + + +++ + + + + + ++ + + + +++ + + + + + ++ + + + ++ + + + + + ++ ++ + + +++ + + + ++ + ++ + + +++ + + + +

129

Eotetranychus tiliarum (Herm.) Histiostoma polypori (Oud.) Macrocheles glaber (Müller) Macrocheles matrius (Hull.) Macrocheles muscedomesticae (Scop.) Monieziella berlesiana (Zachv.) Parasitellus fucorum (De Geer) Pergamasus crassipes (L.) Pygmephorus mesembrinae (R. Can.) * Tarsonemus fusarii Cooreman * Tetranychus urticae Koch. * Uroobovella marginata (Koch.)

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +++ + + + +

+ - rare, sporadic and single only (Ist degree) ++ - quite frequent and numerous (IInd or IIIrd degrees) +++ - very frequent, usually very numerous (IIIrd degree) * - mites considered allergenic species are marked with an asterisk

Attractiveness of hive products for mites accompanying honeybees and infesting stored hive products was confirmed during biological observations and investigations (behaviour, feeding, oviposition) conducted on some acaroid species under laboratory conditions (Chmielewski 1995b, 1997). The biological parameters (development cycle, longevity, fecundity, vitality) of these mites fed on honey, bee bread and pollen show their high biological potential and acceptance of hive products as an attractive food and effective media for their development and population increase.

Mites find favourable conditions for their development, first of all, in bee hives settled with weak bee colonies, usually suffering from various diseases (bacterial and fungal diseases, e.g. foul brood, chalk brood etc.). Thus, they are often vectors of pathogenic and saprophagous microrganisms, i.e. bacteria, fungi, viruses, causing above mentioned bee diseases (Bacillus, Aspergillus, Penicilium) or e.g. bee bread and pollen moulds (Pericystis alvei), yeast honey fermentation (Sacharomyces). Some of these microorganisms might also be dangerous for human health (allergy, bacteriosis, mycosis).

The most susceptible to infestation with mite pests are products insufficiently prepared for storage and stored in bad conditions. Careful cleaning, drying , packing of bee products and storage of them under low relative humidity and temperature, in tight containers and suitable rooms guarantee their high quality and good protection against mite pests and other invaders.

Conclusions 1/ Results of presented studies show that species composition and specimen

numerousness of acarofauna associated with hive products is very diversified depending on the kind of product.

2/ The highest number of mite species was found in hive debris, which seems to be a source of infestation and contamination of stored hive products.

3/ Infestation degrees of various bee products and frequency of mite species infesting them were diversified; percentage of infested samples was ranged dependently on the kind of products from about 50% (honey) to over 90% (bee bread) of examined samples.

4/ The majority of mite species found in hives and bee products were acaroid mites, commonly known as stored products pests, which are also vectors of saprophagous and pathogenic microoganisms (bacteria, fungi, viruses).

130

5/ Predators of mites and other small arthropods, mites parasitic on bees, and invaders of bee hives - representatives of other groups of mite species were also observed.

6/ Among pests of economic importance there are some species considered allergenic mites of medical and sanitary significance.

7/ Bee products collected from healthy and strong bee colonies and stored in hygienic conditions (low temperature and humidity, packed in hermetic containers and kept in rooms protected against invasion of arthropods) are usually the best quality and almost free of hive product mites.

References Banaszak J. 1980. Badania nad faun� towarzysz�c� w zasiedlonych ulach pszczelich.

Fragm. Faun. 25 (10): 127-177. Boczek, J. 1980. Zarys akarologii rolniczej. PWN, Warszawa, 355pp. Chmielewski W. 1971. Badania nad składem gatunkowym roztoczy w zasiedlonych

ulach pszczelich i w przechowalniach miodu. Pszczeln. Zesz. Nauk. 15 (1-2): 69-80.

Chmielewski W. 1985. Roztocze (Acarina) w poławiaczach pyłku. Pszczeln. Zesz. Nauk. 29: 315-321.

Chmielewski W. 1992. Skład gatunkowy i liczebno� akarofauny w osypie naturalnym zimuj�cych rodzin pszczelich. Pszczeln. Zesz. Nauk. 36: 74-90.

Chmielewski W. 1995a. Zanieczyszczenia miodu roztoczami (Acarina). Pszczeln. Zesz. Nauk. 39 (2): 119-128.

Chmielewski W. 1995b - Pollen loads as a food of stored product mites (Acaroidea). Pszczeln. Zesz. Nauk. 39 (1): 157-168.

Chmielewski, W., 1996. Species composition of acaro-entomofauna of honey. Pszczeln. Zesz. Nauk. 40 (2): 205-212.

Chmielewski W. 1997. Dane biologiczne roztoczka suszowego, Carpoglyphus lactis (L.) (Carpoglyphidae, Acari) �eruj�cego na kilku odmianach miodu. Pszczeln. Zesz. Nauk. 41: 177-182.

Chmielewski W. 1998. Szkodniki produktów pszczelich. (In:) Pszczelnictwo. J. Prabucki (Ed.), Wydawnictwo Promocyjne „Albatros”, Szczecin: 593-611.

Chmielewski W. 2000. The contamination of pollen loads harvested by means of pollen traps with pests. Pszczeln. Zesz. Nauk. 44 (2): 123-131.

Chmielewski W. 2002. Acaro-entomological contaminations of propolis (Introductory observations). J. Apic. Sci. 46 (1): 17-23.

Chmielewski W., Goł�biowska Z. 1971. Wyst�powanie roztoczy (Acarina) w magazynowanych surowcach zielarskich. Prace Nauk. Inst. Ochr. Rolin 13: 67-86.

Fain, A., Guerin B., Hart B.J. 1988. Acariens et allergies. ALLERBIO, CEPHARM, l’Imprimerie Groenighe a Courtrai (Belgique): 179 pp.

Grobov O. F. 1991. Kle�i parazity pchel i vrediteli ich produkcii. Rosagropromizdat, Moskva: 94 pp.

Haragsim O., Sami�ak K., Vobrazkova E. 1987. The mites inhabiting the bee-hives in CSR. Z. Angew. Ent. 87 (1): 52-67.

Hughes A. M. 1976. The mites of stored food and houses. Tech. Bull. Min. Agric. Fish. Food 9: 400 pp.

Smiley R. L. 1991. Mites (Acari). (In:) Insect and mite pests in food. J. R. Gorham (Ed.), USDA, ARS, Washington, v. 1-2, 3-44.

131

Türk E., Türk F. 1957. Systematik und Ökologie der Tyroglyphiden Mitteleuropas. In: „Beiträge zur Systematik und Ökologie Mitteleuropäischer Acarina“ (H.J. Stammer, Ed.), Bd. 1, Teil 1, Abschn. 1, Leipzig: 231 pp.

Zakhvatkin A.A. 1941. Paukoobraznyje, Tiroglifoidnyje kle�i (Tyroglyphoidea). Akademia Nauk SSSR, Moskva-Leningrad, 6: 375 pp.

132

133

Communities of synanthropic species in blowfly (Diptera: Calliphoridae) and fleshfly (Diptera: Sarcophagidae) fauna of the beaches and brackish areas of the coastal type in Poland

El�bieta Kaczorowska Department of Invertebrate Zoology, Universtity of Gda�sk, Al. Marszałka Piłsudskiego 46, 81-378 Gdynia, Poland, e-mail: saline@sat.ocean.univ.gda.pl

Abstract The paper contains the results of a seven-year study on Calliphoridae and

Sarcophagidae (Diptera) of saline habitats of the Polish coast. During the research, 559 flies representing 46 species were collected; quantitatively, synanthropic flies were the most numerous. On beaches and in brackish areas of the coastal type, 371 individuals, belonging to 11 eusynanthtropic, 4 hemisynanthropic and 1 symbovile species were recorded. Their increasing abundance during the study season and peak of occurrence were observed in July and August, when the localities were visited by numerous people. These results indicate an increase in the degree of anthropogenization of the saline habitats of the Polish coast.

Introduction Synathropic flies, based on their epidemiological importance and ecological and

bionomical characteristics of particular species, may be classified into 5 groups: eusynathropic, hemisynanthropic, asynanthropic, symbovile and transmitters of myiosis (Gregor & Povolný 1958).

Fly species belonging to the eusynanthropic group are associated with man and his surroundings for the major part of their lives. Hemisynanthropic species obligatorily occur in natural habitats. However, in the case where they make contact with man in natural habitats, their trophic, ecological and reproductive requirements enable them to become synanthropic species. The symbovile group includes the species whose larvae develop in the dung of ruminants. As they are in possible or obligatory contact with man through cattle, or may attack man directly, they can be secondary synanthropes (Górska 1979).

134

In Polish dipterous fauna, the majority synanthropic species belong to the families Calliphoridae and Sarcophagidae. These flies are observed in many types of habitat; however there is little information about them in saline habitats of the Polish coast. In these localities, Szadziewski (1983) collected only five blowfly species and none belonging to fleshflies. This result may be considered as unexpected, because Calliphoridae and Sarcophagidae are known as the most popular flies connected with man and his places of rest, including beaches and brackish areas of the coastal type.

Material and methods The study was carried out during seven seasons, in the years 1999-2005, in 17

localities, representing marine habitats (15 beaches) and brackish area of the coastal type (2 places). The beaches were situated near the Gulf of Gda�sk, Gulf of Puck, and Pomeranian Bay and adjacent to open sea. The brackish areas were situated close to Gda�sk-Górki Wschodnie and Puck. Flies were collected by sweeping (using an entomological net), once a week, from the beginning of April to the end of October of each season. Material was caught in epilittoral and supralittoral zones of beaches and in halophytes, growing brackish areas of the coastal type. The blowflies and fleshflies which were the subject of this study are mounted on pins.

Result and discussion 1. The synanthropic fauna of the Calliphoridae and Sarcophagidae of beaches and in brackish areas of the coastal type

During the seven-year study in localities representing the saline habitats of the Polish coast, 559 blowflies and fleshflies were collected. Dipterous fauna of the beaches were more abundant and amounted to 41 species and 431 specimens, i.e. 77,10% of material. Although the fauna of synanthropic flies were represented only by 11 eusynathropic and 4 hemisynanthropic species, it was very numerous. There were 234 specimens belonging to eusynanthropic and 48 – to hemisynathropic. On the beaches, they made up respectively 54,29% and 11,14% of collected flies. In this material, the most abundant were eusynanthropic flies: Lucilia sericata (155 individuals, i.e. 35,96%), L. caesar (23 specimens, 5,34%) and L. illustris (19 flies, 4,41% of material) (Calliphoridae). Besides these, dominant were also fleshflies recognized as hemisynanthropic: Sarcophaga carnaria (21 individuals, i.e. 4,87%) and Bercaea cruentata (20 specimens, 4,64%) (tab. 1).

In the brackish areas of the coastal type, the Calliphoridae and Sarcophagidae were collected in lower numbers. There, the dipterous fauna was represented by only 29 specimens and 128 individuals, which made up 22,90% of caught flies. However, just as on the beaches, the abundance of synanthropic flies is very high. In two localities, 13 species and 89 individuals, i.e. 69,53% of material, were collected. In this fauna, the eusynantropic Diptera, represented by 8 specimens and 74 individuals, were dominant. Apart from these, 14 flies from 4 hemisynanthropic species and one individual of symbovile were collected. Among the study flies, the most numerous were eusynanthropic blowflies: L. sericata (51 individuals, i.e. 39,84%) and L. illustris (13 specimens, 10,16%). Also, the dominant was the hemisynanthropic fleshfly – B. cruentata, of which 8 specimens made up 6,25% of material caught in brackish areas (tab. 1).

135

Table1. Ecological characteristics and abundance of blowflies in the study areas (Diptera: Calliphoridae).

L.p. Species

Ecological characterist

ics

Abundance on

beaches %

Abundance on saline

habitats of the coastal

type

% Total %

1. Bellardia polita (Mik, 1884) As 2 0,46 1 0,78 3 0,54

2. Bellardia stricta (Villeneuve, 1926) As 0 0,00 1 0,78 1 0,18

3. Calliphora loevi Enderlein, 1903 As 0 0,00 1 0,78 1 0,18

4. Calliphora subalpina (Ringdahl, 1931) As 4 0,93 1 0,78 5 0,89

5. Calliphora uralensis Villeneuve, 1922 Symb 0 0,00 1 0,78 1 0,18

6. Calliphora vicina Robineau-Desvoidy, 1830 Eus 10 2,32 1 0,78 11 1,97

7. Calliphora vomitoria (Linnaeus, 1758) Eus 4 0,93 1 0,78 5 0,89

8. Cynomya mortuorum (Linnaeus, 1761) Eus 1 0,23 1 0,78 2 0,36

9. Protocalliphora rognesi Thompson et Pont, 1993 As 1 0,23 0 0,00 1 0,18

10. Lucilia ampullacea Villeneuve, 1922 As 1 0,23 0 0,00 1 0,18

11. Lucilia bufonivorax Moniez, 1876 As 1 0,23 0 0,00 1 0,18 12. Lucilia caesar (Linnaeus, 1758) Eus 23 5,34 2 1,56 25 4,47 13. Lucilia illustris (Meigen, 1826) Eus 19 4,41 13 10,16 32 5,72 14. Lucilia sericata (Meigen, 1826) Eus 155 35,96 51 39,84 206 36,85 15. Lucilia silvarum (Meigen, 1826) Hems 1 0,23 3 2,34 4 0,72

16. Agioneura fimbriata (Meigen, 1826) As 2 0,46 0 0,00 2 0,36

17. Melinda gentilis Robineau-Desvoidy, 1830 As 4 0,93 1 0,78 5 0,89

18. Melinda viridicyanea (Robineau-Desvoidy, 1830) As 0 0,00 1 0,78 1 0,18

19. Morina doronici (Scopoli, 1763) As 2 0,46 0 0,00 2 0,36

20. Pollenia amentaria (Scopoli, 1763) As 2 0,46 0 0,00 2 0,36

21. Pollenia atramentaria (Meigen, 1826) As 1 0,23 0 0,00 1 0,18

22. Senotainia (Sphixapata) puncticornis (Zetterstedt, 1859) As 2 0,46 1 0,78 3 0,54

23. Pterella convergens (Pandellé, 1895) As 2 0,46 0 0,00 2 0,36

24. Anacanthothecum testaceifrons (Von Roser, 1840) As 0 0,00 1 0,78 1 0,18

25. Miltogramma (Miltogramma) punctatum Meigen, 1824 As 1 0,23 1 0,78 2 0,36

26. Oebalia (Oebalia) cyllindrica (Fallén, 1810) As 1 0,23 0 0,00 1 0,18

27. Hilarella hilarella (Zetterstedt, 1844) As 1 0,23 0 0,00 1 0,18

28. Phrosinella (Phrosinella) nasuta (Meigen, 1824) As 5 1,16 0 0,00 5 0,89

29. Eurychaeata palpalis (Robineau-Desvoidy, 1830) As 1 0,23 0 0,00 1 0,18

30. Agria monachae (Kramer, 1908) As 8 1,86 1 0,78 9 1,61

136

31. Agria punctata Robineau-Desvoidy, 1830 As 4 0,93 9 7,03 13 2,33

32. Sarcophila latifrons (Fallén, 1817) Eus 1 0,23 0 0,00 1 0,18

33. Wohlfahrtia meigeni (Schiner, 1862) As 4 0,93 1 0,78 5 0,89

34. Blaesoxipha plumicornis (Zetterstedt, 1859) As 16 3,71 1 0,78 17 3,04

35. Servaisia (Servaisia) erythrura (Meigen, 1826) As 3 0,70 0 0,00 3 0,54

36. Tephromyia grisea (Meigen, 1926) As 2 0,46 0 0,00 2 0,36 37. Ravinia pernix (Harris, 1780) Hems 7 1,62 2 1,56 9 1,61

38. Sarcotachinella sinuata (Meigen, 1826) Eus 2 0,46 4 3,13 6 1,07

39. Helicophagella (Parabellieria) melanura (Meigen, 1826) Eus 1 0,23 0 0,00 1 0,18

40. Heteronychia (Heteronychia) dissimilis (Meigen, 1926) As 3 0,70 1 0,78 4 0,72

41. Bellieriomima (Bellieriomima) subulata (Pandellé, 1896) Eus 3 0,70 0 0,00 3 0,54

42. Pandelleana protuberans (Pandellé, 1896) As 15 3,48 1 0,78 16 2,86

43. Pierretia (Pierretia) nigriventris (Meigen, 1826) As 60 13,92 15 11,72 75 13,42

44. Bercaea cruentata Robineau-Desvoidy, 1863 Hems 20 4,64 8 6,25 28 5,01

45. Liopygia (Thomsonea)

argyrostoma (Robineau-Desvoidy, 1830)

Eus 15 3,48 2 1,56 17 3,04

46. Sarcophaga carnaria (Linnaeus, 1758) Hems 21 4,87 1 0,78 22 3,94

Total 431 100,00 128 100,00 559 100,00 The synanthropic species are printed in bold. * As – asynanthropic, Symb – symbovile, Eus – eusynanthropic, Hems – hemisynanthropic.

The results described above, indicate that the fauna of synanthropic Calliphoridae and Sarcophagidae of two types of saline habitats is very similar. In both habitats, quantitatively and qualitatively, the dominant groups are eusynanthropic flies, and among them the most abundant are L. sericata and L. illustris. These species are very common in all the territory of Poland and L. sericata were collected also in dune zones in Norway, Denmark and Sweden (Ardö 1957), on the North Sea Coast (Brauns 1959) and in brackish area of the coastal type, e.g. in Gda�sk – Górki Wschodnie (Szadziewski 1983). Imagines are attracted by flowering plants, where they feed and rest (Draber-Mo�ko 2004), so they could be collected in the vegetation overgrowing dune zones, cliffs, brackish marshes and meadows. The larvae are saprophagous and females lay eggs on any high proteinaceous, decomposing organic matter, e.g. excrement, food residue, dead bodies of animals, etc. These kinds of materials are observed on beaches and in brackish area of the coastal type and larvae have the largest supply of easily accessible food. Such high abundance of synanthropic flies indicates that the study areas are transformed and polluted by man. Besides, the process of colonization of saline habitats by blowflies and fleshflies can be an indicator of an increase in the degree of anthropogenization of these biotopes.

137

2. Seasonal dynamics of the Calliphoridae and Sarcophagidae in the study areas During the research it was observed that the synanthropic flies were dominant

through almost the whole season, e.g. from May to September. In April and October, in the saline habitats of the Polish coast, there were observed only single individuals of the asynanthropic species. This result is strictly correlated with atmospheric conditions and the tourist season. On the Polish coast, April and October are rather rainy and cold, often with ground frost. In that time, synanthropic blowflies and fleshflies prefer more close and warm areas, with organic matter which can be used as food and breeding place. Besides, in these months the study areas are not visited by holiday-makers, so flies associated with man are observed more numerously in urbanized areas. During the seven-year study, the abundance of synanthropic flies increased with the rise of temperature and number of people visiting these biotopes. Peak abundance of analyzed Diptera was recorded in July and August (tab. 2, Fig. 1.). On the Polish coast, these months are the sunniest and warmest ones of the year, with high ambient environmental temperatures, reaching over 200C. Also, in that time localities are overgrown by flowering plants and on beaches and in brackish areas of the coastal type, there are various types of decomposing material, thrown by the sea or left behind by tourists. There are a lot of available foods for preimaginal and imaginal stages of flies. Besides, there are many people, whose appearance attracts the synanthropic flies. On the brackish areas, a high abundance of blowflies and fleshflies can also be caused by cattle grazing near the study meadow and the neighborhood of farm buildings (Kaczorowska, in press).

Table 2. Abundance and percentage of asynanthropic and synanthropic Calliphoridae and Sarcophagidae in successive months of vegetative seasons in the years 1999-2005.

Flies/Month IV % V % VI % VII % VIII % IX % X %

Asynanthropic 1 100,00 14 38,89 30 35,71 57 38,51 64 29,22 14 22,58 9 100,00

Synanthropic 0 0,00 22 61,11 54 64,29 91 61,49 155 70,78 48 77,42 0 0,00

Total 1 100,00 36 100,00 84 100,00 148 100,00 219 100,00 62 100,00 9 100,00

0

20

40

60

80

100

120

140

160

IV V VI VII VIII IX X

asynanthropic

synanthropic

Fig. 1. Abundance of asynanthropic and synanthropic species belonging to Calliphoridae and Sarcophagidae in successive months of vegetative seasons in the years 1999-2005.

138

Conclusion 1. In the saline habitats of the Polish coast, 559 blowflies and fleshflies, belonging to

46 species were recorded. Among them, 11 eusynanthropic, 4 – hemisynanthropic and 1 symbovile species were observed.

2. The synanthropic fauna of beaches and brackish areas of the coastal type is very similar. In both types of habitats, eusynanthropic blowflies of Lucilia sericata and L. illustris and hemisynanthropic fleshfly – Bercaea cruentata were dominant.

3. The abundance of synanthropic flies increased during the study season and the analyzed flies were the most numerous in July and August, i.e. in months with the most comfortable environmental conditions. In this part of year, there is the most available material for flies’ feeding and breeding, the majority left by tourists.

4. These results indicate an increase in the degree of anthropogenization of the saline habitats of the Polish coast.

References Ardö P. 1957. Studies in marine shore dune ecosystem with special reference to the

Dipterous fauna. Opusc. Entomol. suppl. XIV: 9-255. Brauns A. 1959. Autökologische Untersuchungen über die thalassicolen Zweiflügler

(Diptera) im schleswig-holsteinische Bereich der Nord- und Ostsee. Arch. Hydrobiol., B, 55: 453-594.

Draber-Mo�ko A. 2004. Calliphoridae. Plujki (Insecta: Diptera). Fauna Polski. T. 23, Warszawa, 662 pp.

Górska D. 1979. Communities of synanthropic flies (Diptera) in the region of Warsaw and Kalisz. Memorabilia Zool. 30: 3-26.

Gregor F., Povoln� D. 1968. Versuch einer Klassifikation der Synnathropen Fliegen (Diptera). J. Hyg. Epidemiol., Microbiol., Immunol. (Prague), 2: 205-216.

Kaczorowska E. (in press). Blowflies (Diptera: Calliphoridae) in the saline habitats of the Polish Baltic coast. Pol. Pismo Entomol.

Szadziewski R. 1983. Flies (Diptera) of the saline habitats of Poland. Pol. Pismo Entomol. 53: 31-76.

139

The trophic communities of blowfly (Diptera: Calliphoridae) and fleshfly (Diptera: Sarcophagidae) fauna of the beaches and brackish areas of the coastal type of Poland

El�bieta Kaczorowska Department of Invertebrate Zoology, Universtity of Gda�sk, Al. Marszałka Piłsudskiego 46, 81-378 Gdynia, Poland, e-mail: saline@sat.ocean.univ.gda.pl

Abstract This paper presents the results of a seven-year study on Calliphoridae and

Sarcophagidae in the saline habitats of the Polish coast. In sum, 559 flies were collected and the Calliphoridae was the most abundant. In the study areas, using Górska’s (1979) classification based on trophic relationships, zoophages, coprophages, necrophages and polyphages were recognized. On the beaches, the zoophages were the most numerous in the species trophic group; however, quantitatively the polyphagous flies were more abundant in the collection. In the brackish areas of the coastal type, both quantitatively and qualitatively, the dominant trophic community was polyphages. In two types of saline habitats, the most abundant species was almost cosmopolitan and synanthropic Lucilia sericata.

Introduction The fly species belonging to Calliphoridae and Sarcophagidae can be divided

into trophic groups and the criterion to distinguish particular communities is the substrate required for the development of larvae. Based on this criterion, communities of polyphagous, coprophagous, necrophagous and zoophagous flies were recognized. Coprophages and necrophages use no more than two substrates, while larvae feeding on more than two substrates belong to polyphages. Fly species, parasiting larvae of other dipterans and attacking earthworms and snails are recognized as zoophagous (Górska 1979). The adult flies appear to be omnivorous and serve the role of destructors in the process of circulation of matter in the natural environment. Besides, they may play a sanitary-epidemiological role (Górska 1981), so blowflies and fleshflies have been the subject of many ecological and faunistical studies. In Poland, the Calliphoridae and Sarcophagidae have been analyzed in many regions, but there is little known about these flies in saline habitats of the Polish coast. This study on blowflies and fleshflies

140

and their trophic groups, which was carried out in the marine and brackish habitats of the coastal type, during seven years (1999-2005) is the first in almost 25 years.

Material and methods Flies (Diptera) were collected in two types of saline habitats of the Polish coast.

The marine habitat was represented by fifteen beaches situated on the western and eastern section of the Polish coast, e.g. near the Gulf of Gda�sk, the Gulf of Puck, the Pomeranian Bay and adjacent to the open sea. The brackish areas of the coastal type were represented by Gda�sk-Górki Wschodnie and Puck.

The material was caught from the beginning of April to the end of October, in the years 1999-2005. Flies were collected once a week by sweeping (using the entomological net) in epilittoral and supralittoral zones of the beaches and in halophyte communities, growing in brackish areas. The calliphorid and sarcophagid flies were mounted on pins.

Results and discussion 1. The trophic groups of Calliphoridae and Sarcophagidae on the beaches

During the seven year-study, in the saline habitats of the Polish coast 559 flies belonging to Calliphoridae and Sarcophagidae were collected. The Calliphoridae were represented by 312 individuals and 21 species, while the Sarcophagidae – by 198 flies of 25 species. In the collection, the zoophagous, polyphagous, necrophagous and coprophagous communities were recognized and observed in both types of habitats.

The blowflies and fleshflies were collected more numerously on the beaches. There I caught 431 specimens (77.10% of all material), belonging to 41 species. Qualitatively, the most species (18) belonged to the zoophagous community, while 12 species represented polyphagous, 9 – necrophagous and only 2 species – the coprophagous trophic group. However, quantitatively, the polyphagous flies were numerically the strongest trophic community. They were represented by 217 individuals, i.e. 50,35% flies caught on the beaches. Besides those, there were 123 specimens, belonging to zoophages, 64 to necrophages and 27 individuals, representing the coprophagous group. This result is strictly connected with the habitat’s condition. All of the localities where material was caught are situated near cities known as popular resorts and places of recreation and rest for people, especially in the summer months. On the beaches, the polyphagous, necrophagous and coprophagous flies are attracted by surrounding habitats and their larvae and omnivorous adults have the largest supply of easily accessible food. It should be emphasized that the blowfly belonging to Lucillia sericata was dominant in this material - during study seasons, there were collected 155 specimens, i.e. 35,96% of all Calliphoridae and Sarcophgidae observed in this type of habitat. L. sericata is an almost cosmopolitan, synanthropic, heliofilic species, which is known on the beaches of Europe. It has been observed in the dune zones in Norway, Denmark, Sweden (Ardö 1957) and on the North Sea Coast (Brauns 1959). During this research, L. sericata was collected in all localities. It is very important, that the majority of the dominant flies in this type of habitat are recognized as synanthropic, i.e. species associated with man and his surroundings for the major part of their lives. This result indicates that the beaches of the Polish coast are polluted by anthropogenic and excretal waste.

On the beaches, very numerous (both quantitatively and qualitatively) were flies belonging to zoophagous. The majority of them, especially belonging to Sarcophagidae, are psammophilous and prefer sandy habitats, including sandy beaches. Their larvae develop in nests of sphaecoid wasps (Povolný and Verves 1997), frequently noticed in the research areas (tab. 1).

141

Table 1. Trophic relations and abundance of the Calliphoridae and Sarcophagidae species on beaches and in brackish areas of the coastal type.

Species Trophic relations

Abundance on beaches %

Abundance in brackich

areas % Total % 1. Bellardia polita (Mik, 1884) Zo 2 0,46 1 0,78 3 0,54 2. Bellardia stricta (Villeneuve, 1926) Zo 0 0,00 1 0,78 1 0,18 3. Calliphora loevi Enderlein, 1903 Po 0 0,00 1 0,78 1 0,18

4. Calliphora subalpina (Ringdahl,

1931) Po 4 0,93 1 0,78 5 0,89 5. Calliphora uralensis Villeneuve, 1922 Po 0 0,00 1 0,78 1 0,18

6. Calliphora vicina Robineau-

Desvoidy, 1830 Ne 10 2,32 1 0,78 11 1,97

7. Calliphora vomitoria (Linnaeus,

1758) Po 4 0,93 1 0,78 5 0,89

8. Cynomya mortuorum (Linnaeus,

1761) Ne 1 0,23 1 0,78 2 0,36

9. Protocalliphora rognesi Thompson et

Pont, 1993 Zo 1 0,23 0 0,00 1 0,18 10. Lucilia ampullaceal Villeneuve, 1922 Ne 1 0,23 0 0,00 1 0,18 11. Lucilia bufonivorax Moniez, 1876 Zo 1 0,23 0 0,00 1 0,18 12. Lucilia caesar (Linnaeus, 1758) Ne 23 5,34 2 1,56 25 4,47 13. Lucilia illustris (Meigen, 1826) Po 19 4,41 13 10,16 32 5,72 14. Lucilia sericata (Meigen, 1826) Po 155 35,96 51 39,84 206 36,85 15. Lucilia silvarum (Meigen, 1826) Ne 1 0,23 3 2,34 4 0,72 16. Agioneura fimbriata (Meigen, 1826) Zo 2 0,46 0 0,00 2 0,36

17. Melinda gentilis Robineau-Desvoidy,

1830 Zo 4 0,93 1 0,78 5 0,89

18. Melinda viridicyanea (Robineau-

Desvoidy, 1830) Zo 0 0,00 1 0,78 1 0,18 19. Morinia doronici (Scopoli, 1763) Zo 2 0,46 0 0,00 2 0,36 20. Pollenia amentaria (Scopoli, 1763) Zo 2 0,46 0 0,00 2 0,36 21. Pollenia atramentaria (Meigen, 1826) Zo 1 0,23 0 0,00 1 0,18

22. Senotainia (Sphixapata) puncticornis

(Zetterstedt, 1859) Po 2 0,46 1 0,78 3 0,54 23. Pterella convergens (Pandellé, 1895) Po 2 0,46 0 0,00 2 0,36

24. Anacanthothecum testaceifrons (Von

Roser, 1840) Zo 0 0,00 1 0,78 1 0,18

25. Miltogramma (Miltogramma)

punctatum Meigen, 1824 Po 1 0,23 1 0,78 2 0,36

26. Oebalia (Oebalia) cyllindrica (Fallén,

1810) Po 1 0,23 0 0,00 1 0,18 27. Hilarella hilarella (Zetterstedt, 1844) Zo 1 0,23 0 0,00 1 0,18

28. Phrosinella (Phrosinella) nasuta

(Meigen, 1824) Po 5 1,16 0 0,00 5 0,89

29. Eurychaeata palpalis (Robineau-

Desvoidy, 1830) Zo 1 0,23 0 0,00 1 0,18 30. Agria monachae (Kramer, 1908) Ne 8 1,86 1 0,78 9 1,61

31. Agria punctata Robineau-Desvoidy,

1830 Ne 4 0,93 9 7,03 13 2,33 32. Sarcophila latifrons (Fallén, 1817) Ne 1 0,23 0 0,00 1 0,18 33. Wohlfahrtia meigeni (Schiner, 1862) Zo 4 0,93 1 0,78 5 0,89

34. Blaesoxipha plumicornis (Zetterstedt,

1859) Zo 16 3,71 1 0,78 17 3,04

35. Servaisia (Servaisia) erythrura

(Meigen, 1826) Zo 3 0,70 0 0,00 3 0,54 36. Tephromyia grisea (Meigen, 1926) Zo 2 0,46 0 0,00 2 0,36 37. Ravinia pernix (Harris, 1780) Co 7 1,62 2 1,56 9 1,61

142

38. Sarcotachinella sinuata (Meigen,

1826) Po 2 0,46 4 3,13 6 1,07

39. Helicophagella (Parabellieria)

melanura (Meigen, 1826) Po 1 0,23 0 0,00 1 0,18

40. Heteronychia (Heteronychia)

dissimilis (Meigen, 1926) Zo 3 0,70 1 0,78 4 0,72

41. Bellieriomima (Bellieriomima)

subulata (Pandellé, 1896) Zo 3 0,70 0 0,00 3 0,54

42. Pandelleana protuberans (Pandellé,

1896) Zo 15 3,48 1 0,78 16 2,86

43. Pierretia (Pierretia) nigriventris

(Meigen, 1826) Zo 60 13,92 15 11,72 75 13,42

44. Bercaea cruentata Robineau-

Desvoidy, 1863 Co 20 4,64 8 6,25 28 5,01

45. Liopygia (Thomsonea) argyrostoma

(Robineau-Desvoidy, 1830) Ne 15 3,48 2 1,56 17 3,04

46. Sarcophaga carnaria (Linnaeus,

1758) Po 21 4,87 1 0,78 22 3,94 Total 431 100,00 128 100,00 559 100,00

* zo – zoophages, po – polyphages, ne – necrophages, co – coprophages

2. The trophic groups of Calliphoridae and Sarcophagidae in brackish areas of the coastal type

In the saline habitats of the coastal type, the abundance of blowflies and fleshflies decreased in comparison with dipterous fauna of the beaches. In the brackish areas, I collected only 128 flies, i.e. 22,90% of the whole material. In the majority of instances, flies were caught individually or in little number. In the collection, among the trophic groups, zoophages and polyphages were the dominant. Polyphages were represented by 10 species and 75 individuals, while zoophages - by 10 species and 24 individuals. The next places were occupied by necrophages (7 species and 19 specimens) and coprophages, which were represented by only two species and 10 individuals. In the material, the most numerous was (described above) polyphagous L. sericata (51 specimens, i.e. 39,84% of collected flies) and zoophagous Pierettia (P.) nigriventris. In this type of habitat, polyphagous, necrophagous and coprophagous flies’ larvae had favourable conditions for feeding and breeding, because the localities are situated near pastures with grazing cattle and rural settlements. Next, P. (P.) nigriventris, caught in the number of 15 individuals, i.e. 11,72% of the fly material collected in brackish areas of the coastal type (Table), is known as a very adaptive species, which occurs especially in dry sunlit habitats, e.g. in conditions, which were observed in localities, where the flies were collected. The adults feed on flowers of Achillea and Euphorbia, growing in the study areas, whereas the larvae breed in mummified invertebrates and parasite snails and acroid locusts (Povolný and Verves 1997).

Conclusion 1. In the saline habitats of the Polish coast, 46 species of the Calliphoridae and

Sarcophagidae were recorded. Among them, the zoophagous trophic community was represented by 21 species, polyphagous – by 14, necrophagous – by 9 and the coprophagous group by 2 species.

2. On the beaches, the most varied communities were zoophages and polyphages, represented by 18 and 12 species respectively.

143

3. Similarly, in the brackish areas of the coastal type, the dominant groups were polyphages and zoophages, although each community was represented by 10 species.

4. Quantitatively, in two types of habitat, the dominant trophic group was flies belonging to polyphages. Among them, the synanthropic and almost cosmopolitan L. sericata (Calliphoridae) was the most abundant.

5. The high numbers of polyphagous flies, feeding on all types of decomposing organic materials, indicate an increase in pollution of the environment by anthropogenic and external contaminations.

References Ardö P. 1957. Studies in marine shore dune ecosystem with special reference to the

Dipterous fauna. Opusc. Entomol. suppl. XIV: 9-255. Brauns A. 1959. Autökologische Untersuchungen über die thalassicolen Zweiflügler

(Diptera) im schleswig-holsteinische Bereich der Nord- und Ostsee. Arch. Hydrobiol., B, 55: 453-594.

Górska D. 1979. Communities of synanthropic flies (Diptera) in the region of Warsaw and Kalisz. Memorabilia Zool. 30: 3-26.

Górska D. 1981. Muchówki synantropijne (Diptera). Fragm. Faun. 27: 453-463. Povoln� D., Verves Y. 1997. The flesh-flies of Central Europe (Insecta, Diptera,

Sarcophagidae). Spixiana. Zeitschrift für Zoologie, suppl. 24: 5-260.

144

145

Fauna komarów (Diptera: Culicidae) Mierzei Wi�lanej

Beata Kubica-Biernat1, Beata Kowalska-Ulczy�ska2

1Zakład Parazytologii Tropikalnej Mi�dzywydziałowego Instytutu Medycyny Morskiej i tropikalnej Akademii Medycznej w Gda�sku, ul. Powstania Styczniowego 9B, 81-519 Gdynia, bebe@amg.gda.pl 2I Akademickie Liceum Ogólnokształc�ce im. Zasłu�onych Ludzi Morza,ul. Folwarczna 2, 81-547 Gdynia, cantans@onet.poczta.pl

Mosquito fauna (Diptera: Culicidae) of the Vistula Spit

Abstract The Vistula Spit (Mierzeja Wilana) is situated between the Vistula Lagoon (Zalew

Wi�lany)- a shallow reservoir of brackish water and the Bay of Gda�sk (Zatoka Gda�ska)- a part of the Baltic Sea. It is about 50 km long and 0.5-1.8 km wide. The small town Krynica Morska situated there has belonged from the 30's to the most popular and overcrowded summer resorts of this region. Especially in tourist resorts, where mosquitoes can occur in enormous quantities, the problem of disturbance may cause serious damage to economy as in some localities in Poland (especially in its northern part) tourism is the main or the only source of income for majority of local inhabitants. Good knowledge of mosquito fauna is the essential condition of effective mosquito control action.

The qualitative and quantitative studies on mosquito fauna in 2000 and 2001 showed the presence of 22 species, out of 47 being reported in Poland, representing 6 genera: Aedes, Anopheles, Culex, Culiseta, Coquillettidia and Ochlerotatus. In this study we found 12 species new for this area: Cs. annulata, Cs. morsitans, Cx. territans, Oc. annulipes, Oc. caspius, Oc. cataphylla, Oc. communis, Oc. exrucians, Oc. geniculatus, Oc. intrudens, Oc. leucomelas and Oc. sticticus. So far, we have not noted two species previously recorded: Cs. ochroptera and Oc. cyprius. The predominant species was Ochlerotatus cantans followed by Oc. communis. Both are very common in Poland and can breed in huge amounts.

146

Wst�p Komary (Culicidae) s� owadami nale��cymi do rz�du Diptera (Dwuskrzydłe lub

Muchówki), podrz�du Nematocera (Długoczułkie). Obecnie na wiecie znanych jest ok. 3200 gatunków zgrupowanych w 3 podrodzinach: Anophelinae z 3 rodzajami (Anopheles, Bironella i Chagasia), Culicinae z 10 plemionami i 35 rodzajami oraz Toxorhynchinae z 1 rodzajem (Harbach i Kitching 1998, Reinert 2000). Natomiast w Europie wykazano obecno� 101 gatunków nale��cych do 8 rodzajów (Snow i Ramsdale 2003). W Polsce stwierdzono ich jak dot�d 47, skupionych w 6 rodzajach, w tym: 5 gatunków z rodzaju Anopheles, 4 gat. Aedes, 5 gat. Culex, 7 gat. Culiseta, 1 z rodzaju Coquillettidia oraz 25 z rodzaju Ochlerotatus (Okrój-Rysop 1991, Kubica-Biernat 1997).

Culicidae rozprzestrzenione s� na całej kuli ziemskiej: w tropikach, strefie umiarkowanej i za kołem arktycznym. Wyst�puj� zarówno z dala od siedzib ludzkich, jak równie� w miastach. Komary przez swoj� agresywno� i masowe wyst�powanie mog� stanowi� prawdziw� plag� dla ludzi i zwierz�t. W strefie klimatu umiarkowanego ich liczebno� i dokuczliwo� bywa nawet wi�ksza ni� na obszarach tropikalnych (Service 1986). Nie bez znaczenia jest równie� fakt, �e Culicidae mog� by� i cz�sto s� wektorami ró�nych gro�nych dla zdrowia i �ycia ludzi patogenów nawet w naszej strefie klimatycznej, takich jak malaria czy arbowirusy (Knap i Kubica-Biernat 2003, Kubica-Biernat 2005, Przesmycki i wsp. 1960).

Usytuowana w rodkowej cz�ci Mierzei Wilanej Krynica Morska ju� od pocz�tku lat 30-tych jest popularnym orodkiem turystycznym. Zwłaszcza w miejscowociach turystycznych, plagowe wyst�powanie komarów i ich uci��liwo�, powoduj� znaczne szkody ekonomiczne, tym bardziej, i� turystyka jest głównym �ródłem dochodów miejscowej ludnoci. Badania faunistyczne, których wyniki przedstawiono poni�ej, miały na celu poznanie fauny Culicidae Mierzei Wilanej, okrelenie sezonowej dynamiki tych owadów oraz okrelenie gatunków najbardziej agresywnych w stosunku do człowieka. Dokładna znajomo� fauny komarów jest niezb�dnym warunkiem zaplanowania skutecznej strategii zwalczania tych owadów.

Materiał i metody

Teren bada� Mierzeja Wilana jest w�skim pasem piaszczystego l�du (długoci 66 km,

szerokoci ok. 2 km), usytuowanym w kwadracie CF92 siatki UTM, pomi�dzy Zalewem Wilanym (przeci�tna gł�boko� 2,6 m) i Zatok� Gda�sk�. Dominuj�c� form� rze�by terenu s� wydmy, obecny stan ukształtowania terenu zawdzi�czamy porastaj�cej j� rolinnoci, która stabilizuje podło�e. Mierzeja Wilana nale�y do typu wybrze�a wydmowego wysokiego. Wi�kszym zespołom wydmowym towarzysz� zagł�bienia deflacyjne ró�nej wielkoci i gł�bokoci. Na ich dnie od strony Zalewu Wilanego znajduj� si� cienkie pokłady torfów. Głównym elementem rolinnym s� lasy. Dominuj� jednogatunkowe drzewostany sosnowe na siedliskach borowych (Kondracki 1978, Park Krajobrazowy „Mierzeja Wilana”– informacja ustna).

Na badanym terenie wytypowano 11 stanowisk badawczych zarówno na terenie lenym jak i w pobli�u zabudowa� oraz w pomieszczeniach dla zwierz�t gospodarskich. Połowów w 2000r. dokonywano w okresie od kwietnia do ko�ca sierpnia, co 2 tygodnie, a w 2001r. od pocz�tku kwietnia do połowy lipca. Stanowiska badawcze rozlokowane były w samym miecie Krynica Morska, 2 km na wschód od miasta oraz ok. 10 km na zachód (osada Przebrno). Wszystkie prace terenowe prowadzone były na obszarze Parku Krajobrazowego „Mierzeja Wilana”.

147

Zastosowano nast�puj�ce metody połowów:

- Połowy na przyn�t� ludzk� (1osoba/5 lub 10 minut) - metod� t� odławiano samice pó�nym wieczorem, tj. w okresie ich aktywnoci troficznej. Do połowów zastosowano ekshaustor Nabokova-Zeiferta.

- Połowy w pomieszczeniach. Komary odławiano ekshaustorem w pomieszczeniach (dom mieszkalny, owczarnia, obora), gdzie komary chroni� si� przed niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi lub poszukuj� �ywiciela. Owady zbierano ekshaustorem ze cian i sufitu. Ka�dorazowo starano si� zebra� wszystkie komary znajduj�ce si� w danym pomieszczeniu.

- Pułapki typu CO2 – pułapki wypełnione suchym lodem (atraktant) zawieszano na wybranych stanowiskach badawczych pó�nym wieczorem, pozostawiaj�c je do rana.

- Siatka entomologiczna – metoda odłowu komarów z rolinnoci, przede wszystkim samców.

- Czerpak wodny o pojemnoci 350 ml - do odłowu form preimaginalnych.

Zebrany materiał, z wyj�tkiem poczwarek i samic, konserwowano w 70-75% alkoholu etylowym, uprzednio zabijaj�c larwy wrz�c� wod�, aby zachowały otwart� płytk� przetchlinkow�. Osobniki dorosłe usypiano eterem lub chloroformem, larwy młodszych stadiów (LI – LIII) i poczwarki hodowano do postaci LIV lub imago, a wi�c stadium o wykształconych cechach diagnostycznych, pozwalaj�cych m. in. odró�ni� kompleks Anopheles maculipennis od pozostałych gatunków rodzaju Anopheles (An. claviger i An. plumbeus). Samce preparowano według metody Wirtha i Marstona (1968).

Przy wst�pnej selekcji zebranego materiału oraz w badaniach morfologicznych korzystano z mikroskopu stereoskopowego oraz z nast�puj�cych kluczy do oznaczania komarów: Gucevi� i wsp. (1970), Mohrig (1969), Skierska (1971, 1977).

Wyniki i ich omówienie W badaniach przeprowadzonych w latach 2000-2001 ł�cznie zebrano 20587

okazów Culicidae nale��cych do 22 gatunków, na 47 odnotowanych w Polsce, co stanowi niemal połow� (47%) fauny Culicidae naszego kraju (Kubica-Biernat 1997, Okrój-Rysop 1991). Wród zebranego materiału 452 egz. (2,18% zbioru komarów) nale�ało do podrodziny Anophelinae, a 20135 (97,82% zbioru) do podrodziny Culicinae. Nie ustalono przynale�noci gatunkowej 1918 komarów (9,30% zbioru) z powodu istotnych uszkodze� materiału entomologicznego oraz niepowodze� w hodowli wczesnych stadiów larwalnych. Formy preimaginalne stanowiły 58,7% zebranych owadów, a imagines 41,3% zbioru (tab. 1).

148

Tabela 1. Gatunki komarów złowione na terenie Mierzei Wilanej w latach 2000-2001.

ZBIORNIKI WODNE OGÓŁEM

LP GATUNEK LA

RW

Y

PO

CZ

WA

RK

I

PR

ZY

N�

TA

L

UD

ZK

A

SIA

TK

A

EN

TO

MO

LO

GIC

ZN

A

PU

ŁA

PKI C

O2

OB

OR

Y LICZBA %

1. Anopheles (An.) maculipennis s.l. MEIG. - 1 - - 10 407 418 2,02 2. Anopheles(An.) claviger MEIG. - - 2 4 23 5 34 0,16 3. Aedes (AE.) cinereus Meig. 160 22 196 18 194 - 596 2,88 4. Aedes(Ad.) vexans (MEIG.) 14 10 15 9 94 - 142 0,69 5. Ochlerotatus (Oc.) annulipes (MEIG.) - 2 1 11 3 - 17 0,08 6. Ochlerotatus (Oc.) cantans (Meig.) 4472 1241 1713 220 1976 6 9628 46,7 7. Ochlerotatus (Oc.) caspius (PALLAS) - - - - 1 - 1 0,01 8. Ochlerotatus(Oc.) cataphylla (DYAR) 679 116 79 25 77 28 1004 4,87 9. Ochlerotatus (Oc.) communis (DE G.) 3437 525 460 39 483 16 4960 24,0 10. Ochlerotatus(Oc.) excrucians (WALK.) - 3 2 12 7 - 24 0,12 11. Ochlerotatus (F.) geniculatus (OLIVIER) - - - - 1 - 1 0,01 12. Ochlerotatus (Oc.) intrudens (DYAR) - 1 - - - - 1 0,01 13. Ochlerotatus (Oc.) leucomelas (MEIG.) 21 5 4 3 6 2 41 0,20 14. Ochlerotatus (Oc.) nigrinus (ECK.) - - 2 - 5 - 7 0,03 15. Ochlerotatus (Oc.) punctor (KIRBY) 139 104 29 31 38 38 379 1,82 16. Ochlerotatus (Oc.) sticticus (MEIG.) 1 43 15 1 18 - 78 0,38 17. Culex (Cx.) pipiens L. 20 1 - 43 369 - 433 2,10 18. Culex (N.) territans WALK. - 7 - - - - 7 0,03 19. Culiseta (Cs.) alaskaensis (LUDL.) - - - - 1 - 1 0,01

20. Culiseta (Cs.) annulata (SCHRANK) 17 2 - 12 204 29 264 1,27 21. Culiseta (Cl.) morsitans (THEOB.) 39 - - - 2 - 41 0,20

22. Coquillettidia (Cq.) richiardii (FIC.) - 1 38 2 551 - 592 2,86 NIEOZNACZONE 967 42 202 3 690 14 1918 9,30 RAZEM 9966 2126 2764 433 4753 545 20587 % 48,4 10,3 13,4 2,12 23,1 2,68

100

Pierwsze badania jakociowe komarów Krynicy Morskiej z 1959 roku wykazały

obecno� 13 gatunków, w tym kilku plagowych (Łukasiak 1959). Kolejne badania, przeprowadzone przez Skiersk� w 1965r., wykazały obecno� 21 gatunków w okolicy Sztutowa, a wi�c bliskim s�siedztwie badanego obszaru.

Obecnie wykazano 12 gatunków nowych dla tego terenu: Cs. annulata, Cs. morsitans, Cx. territans, Oc. annulipes, Oc. caspius, Oc. cataphylla, Oc. communis, Oc. excrucians, Oc. geniculatus, Oc. intrudens, Oc. leucomelas oraz Oc. sticticus, co stanowi 1/4 fauny komarów badanego obszaru (25,5%). Jak dot�d nie stwierdzono dwóch gatunków, wykazanych uprzednio: Cs. ochroptera i Oc. cyprius. Gatunkami dominuj�cymi zarówno w zbiorze larw jak i imagines były: Ochlerotatus cantans, Oc. communis oraz Oc. cataphylla (tab. 1), wszystkie w Polsce bardzo pospolite, cz�sto wyst�puj�ce plagowo.

149

Sezonowa dynamika

Na podstawie danych z 2000 roku przeledzono sezonow� dynamik� Culicidae, zarówno form preimaginalnych jak i imagines (ryc. 1).

0

200

400

600

800

1000

19.04 27.04 11.05 23.05 31.05 15.06 29.06 13.07 27.07 10.08 24.08

Data zbioru

Licz

ba e

gzem

plar

zy

ZBIORNIKI WODNE PRZYN�TA LUDZKA PUŁAPKA CO2

Ryc. 1. Sezonowa dynamika populacji Culicidae na Mierzei Wilanej w 2000 roku

Szczyt wyst�powania form preimaginalnych (larwy i poczwarki) przypadł w drugiej połowie kwietnia, w kolejnych miesi�cach wskutek 2-miesi�cznej suszy, wyschła wi�kszo� okresowych zbiorników wodnych. Dopiero w połowie lipca, po intensywnych opadach deszczu i odtworzeniu rozlewisk podeszczowych, ponownie zaobserwowano rozwój larw, który trwał do połowy sierpnia. Imagines najliczniej wyst�powały i atakowały ludzi od połowy maja, osi�gaj�c szczyt agresywnoci w połowie czerwca i wykazywały stopniowo malej�c� agresywno� a� do ko�ca bada� (ryc. 1). Najwy�sz� agresywno� komarów odnotowano 12 czerwca 2001 roku, przyn�t� atakowało wówczas 139 samic w ci�gu 5 minut. Wród gatunków najliczniej atakuj�cych człowieka były: Ochlerotatus cantans (ok. 60% komarów zebranych z przyn�ty ludzkiej) oraz Oc. communis i Ae. cinereus.

Interesuj�co przedstawia si� współczynnik podobie�stwa faunistycznego Mierzei Wilanej i innych regionów, wyra�ony wzorem Jaccard’a. Najwy�sz� warto� osi�ga on dla fauny komarów Białowie�y (80%) (Skierska 1960), miejscowoci Wyskok na Mazurach (76%) (Kowalska-Ulczy�ska i Giłka 2003), pasa wybrze�a od Wejherowa do Darłowa (70,37%) (Okrój-Rysop i wsp. 1991) oraz okolic Jeziora arnowieckiego (68,9%) (Szadziewska i Okrój-Rysop 1988, Wegner i wsp. 1993). Najmniejsz� za w porównaniu z faun� Culicidae wi�tokrzyskiego Parku Narodowego (48,%) (Wegner 1991), zapewne ze wzgl�du na obecno� elementu górskiego i borealnego. Zaskakuj�cy jest fakt bardzo niskiej zgodnoci faunistycznej wyników obecnych bada� i przeprowadzonych przez Łukasiaka (1959) w Krynicy Morskiej i Skiersk� (1965) w pobliskim Sztutowie – odpowiednio: 32% i 53%. Tak rozbie�ne wyniki mog� by� nie tylko rezultatem zmian warunków hydrograficznych, ale wynikaj� najprawdopodobniej z zastosowania odmiennej metodyki połowów. U�ycie ró�norodnych metod odłowu komarów zwi�ksza znacznie prawdopodobie�stwo odłowienia wi�kszej liczby gatunków wyst�puj�cych na danym terenie.

150

Jak ju� wspomniano, do gatunków najliczniej atakuj�cych człowieka nale�ały: Oc. cantans, Oc. communis oraz Ae. cinereus. Ten pierwszy gatunek był równie� najbardziej agresywnym w okolicach Jeziora arnowieckiego, jak te� Oc. punctor (Szadziewska i Okrój-Rysop 1988, Wegner i wsp. 1993), natomiast w miejscowoci Wyskok na Mazutach– Cq. richiardii, Ae. cinereus i Oc. cantans (Kowalska-Ulczy�ska i Giłka 2003). Tak du�e ró�nice w agresywnoci poszczególnych gatunków preferuj�cych skrajnie odmienne warunki l�gowe, wiadcz� o koniecznoci dokładnej ewidencji fauny i bada� ilociowych przed planowaniem strategii kontroli populacji tych owadów, zwłaszcza metodami biologicznymi, które s� rekomendowane na terenach chronionych i turystycznych (Becker 1998).

Literatura Becker N. 1998. The use of Bacillus thuringiensis subsp. israelensis (BTI) against

mosquitoes, with special emphasis on the ecological impact. Israel Jour. Ent. 32: 63-69.

Gucevi� A.V., Mon�adskij A.S., Stakelberg A.A. 1970. Nasekomye dvukrylye. Komary– Semejstvo Culicidae. Fauna SSSR, III, 4, Moskwa– Leningrad, 384 str.

Harbach R.E., Kitching I.J. 1998. Phylogeny and classification of the Culicidae. Syst. Entomol. 23: 327-370.

Łukasiak, J. 1959. Agresywne komary z terenu Krynicy Morskiej, woj. Gda�skiego. Wiad. Parazytol. 5 (1): 25-27.

Park Krajobrazowy „Mierzeja Wilana”– informacja ustna. Knap J.P., Kubica-Biernat B. 2003. Czy gor�czka Zachodniego Nilu (WNF) dotarła do

Polski? Stanowisko zespołu ekspertów powołanych przez Głównego Inspektora Sanitarnego. Przegl. Epidemiol. 57: 399-404.

Kondracki J. 1978. Geografia fizyczna Polski. PWN, Warszawa. Kowalska-Ulczy�ska B., Giłka W. 2003. Komary (Diptera: Culicidae) miejscowoci

Wyskok na Mazurach. Wiad. Entomol. 22 (2): 91-100. Kubica-Biernat B. 1997. Culicidae. W: Wykaz zwierz�t Polski. Razowski J. (red.),

Wydawnictwo Instytutu Systematyki i Ewolucji Zwierz�t w Krakowie, tom V: 178. Kubica-Biernat B. 2005. Malaria i jej wektory w Polsce. W: Stawonogi - ró�norodno�

form i oddziaływa�. A. Buczek, Cz. Błaszak - red. Lublin, Koliber: 281-287. Mohrig W. 1969. Die Culiciden Deutschlands. Untersuchringen zur Taxonomie,

Biologie und �kologie der Einheimischen Stechm�cken. Parasitologie Schriftenreihe. Heft 18, Gustaw Fisher Verlag, Jena: 260 str.

Okróy-Rysop G. 1991. Culicidae. W: Wykaz zwierz�t Polski. Razowski J. (red.), Ossolineum, tom II: 89-90.

Okróy-Rysop G., Wegner Z., Sta�czak J. 1991. Komary (Diptera, Culicidae) znalezione w pasie przymorskim od Wejherowa do Darłowa. Wiad. Parazytol. 37, 1: 45-51.

Przesmycki F., Taytsch Z., Wróblewska Z., Lachmajer J. 1960. Investigation of natural focus of encephalitis in the Puszcza Białowieska National Park. J. Infect. Dis. 106: 276-283.

Reinert J.F. 2000. New classification for the composite genus Aedes (Diptera: Culicidae: Aedini), elevation of subgenus Ochlerotatus to generic rank, reclassification of the other subgenera, and notes on certain subgenera and species. J. Am. Mosq. Control Assoc. 16: 175-188.

Service M.W. 1986. Blood-sucking insects: vectors of diseases. Studies in Biology. No 167. Ed. Arnold Publish, London.

Skierska B. 1960. Badania nad faun� komarów w Białowie�y. Acta Parasitol. Pol. 8 (5): 67-83.

151

Skierska B. 1965. Ecological studies of the occurrence and distribution of Culicinae fauna in coastal forest belt. Ekologia Polska– seria A, 3, 27: 527-573.

Skierska B. 1971. Klucze do oznaczania owadów Polski. Cz�� XVIII. Muchówki– Diptera. Zeszyt 9a. Komary– Culicidae. Warszawa, Pa�stwowe Wydawnictwo Naukowe, 138 str.

Skierska B. 1977. Klucze do oznaczania owadów Polski. Cz�� XXVIII. Muchówki– Diptera. Zeszyt 9b. Komary – Culicidae. Warszawa, Pa�stwowe Wydawnictwo Naukowe, 120 str.

Snow R.S., Ramsdale C.D. 2003. A revised checklist of European mosquitoes. Eur. Mosquito Bull. 15: 1-5.

Szadziewska M., Okróy-Rysop G. 1988. Research on parasitic arthropods of the Lake arnowieckie environs carried out in 1981-1985. Part II. Mosquitoes (Diptera, Culicidae). Bull. Inst. Mar. Trop. Med. Gdynia 39 (3/4): 215-225.

Wegner E. 1991. Komary kłuj�ce (Diptera, Culicidae) wi�tokrzyskiego Parku Narodowego. Fragm. Faun. 35 (5): 65-81.

Wegner Z., Kubica-Biernat B., Sta�czak J., Racewicz M. 1993. Badania faunistyczno-ekologiczne nad hematofagicznym muchówkami prowadzone w okolicach Jeziora arnowieckiego w latach 1988-1991. Cz�� I. Komary (Diptera, Culicidae). Biul. Met.-Org. Inst. Med. Morsk. Trop. 26: 55-72.

Wirth W.W., Marston N. 1968. A method for mounting small insects in Canada balsam. Ann. Entomol. Soc. Amer. 61: 783-784.

152

III. STAWONOGI Transmisja patogenów

154

155

DNA barcodes: new approach to detecting and identifying parasite species

Mirosława Dabert Molecular Biology Techniques Laboratory, Faculty of Biology, Adam Mickiewicz University in Poznan, Umultowska 89, 61-614 Pozna�, Poland, e-mail: mirkad@amu.edu.pl

Abstract Identification of a species is one of the crucial issues in studies concerning parasites.

The advent of molecular biology techniques had a great influence on the availability of DNA-based identification system for species recognition. However, the employment of DNA sequences as a specific marker requires two assumptions: (1) researchers have to use sequences of the same region (or regions) as a barcode, (2) all the sequence data should be deposited in a public database equipped with a species identification tools. DNA-barcodes are still a new approach to parasites and to date very little studies concerning barcoding of parasites have been published. In practice COI barcodes are used mainly for insects, while remaining groups of arthropods are analyzed by other sequences. It seems that the community of researchers should make a final decision which fragments of the genome should be used for species identification of parasites because the real power of DNA barcoding consist in the ability to use the same locus to classify all species.

Introduction Identification of a species is one of the crucial issues in studies concerning

diversity, distribution and exchange of parasites. Many studies concerning both broad and highly specific problems depend upon a proper species diagnosis. However, morphology-based identification systems have limitations due to dwindling pool of taxonomists. Phenotypic plasticity and genetic variability in the characters employed for species recognition can lead to incorrect identifications provided by an inexperienced scientist. Moreover, many individuals cannot be identified because of morphologically cryptic taxa or morphological keys which are often effective only for a particular life stage or gender. It suggests that there is a need for a new approach to taxon recognition, mainly based on nucleotide sequence of a fragment of genomic DNA (Herbert et al. 2002). The advent of molecular biology techniques, especially DNA amplification (Mullis et al. 1986) and methods of automated DNA sequencing, had a great influence on the availability of applying a specific microgenomic identification system for species recognition. This system bases on the assumption that using a short gene sequence from

156

a standardized region of the genome as a diagnostic “biomarker” enables correct species identification. Because different species have different DNA sequences, it is possible to use DNA-barcodes to identify specimens as well as to discover possible new species, or even new groups of organisms.

In practice, DNA-based identification has become a standard for identification within many groups of organisms, especially in microorganisms and fungi. However, only a part of the sequence data collected in the public databases can be used as barcodes. The employment of DNA sequences as a specific marker requires two assumptions. First, researchers have to use sequences of the same region (or regions) of the genome. Second, DNA-barcoding need to be a global standard in the modern taxonomy, and all the sequence data should be deposited in a public database equipped with a species identification tools.

DNA Barcodes DNA barcode should be a relatively short fragment of DNA that could be

amplified using a set of universal PCR primers and sequenced without specialized molecular biology techniques, i.e. cloning in plasmid vectors. The nucleotide sequence of that DNA fragment should represent relatively high substitution rate, ensuring variability between species but homogenity at intra-specific level.

DNA sequences used for species identification in eukaryotes could be derived from two genomes – nuclear (nDNA) or mitochondrial (mtDNA). Animal mtDNA is a relatively small molecule (ranging from 14 000 to 18 000 base pairs) coding a similar number of proteins, which are necessary for energy production. Amplification of mtDNA fragments is easier than single-copy nuclear genes because mtDNA exists in several identical copies in each mitochondrium giving almost thousand copies for a cell, which contains hundreds of mitochondria. Moreover, the rate of nucleotide substitution in mtDNA is much higher than relative rate of protein-coding gene in the nuclear genome (Li 1997).

Fragment of the mitochondrial gene coding for cytochrome oxidase subunit I (COI, cox1) was proposed as the best candidate to serve as a DNA barcode (Herbert et al. 2002, Hanner 2005). Recent studies have proved that it is suitable for most animals. The variation of the COI fragment consisting of just over 600 base pairs is much higher between species than variation within species (Smith et al. 2005, Hajibabaei et al. 2006). COI barcodes have been used with success for vertebrates (Herbert et al. 2004, Vences et al. 2005) as well as for invertebrates, including Lepidoptera (Hajibabaei et al. 2006), Diptera (Smith et al. 2006), Coleoptera (Monaghan et al. 2005) and many others, which are currently under studies.

Unfortunately, the high rate of substitution in mtDNA may be a cause of failure amplification of the COI-barcode using universal PCR primers. This situation takes place when studies concern taxa evolving very quickly, as parasites often do. Moreover, a strong bias in some invertebrates towards amino acids encoded by AT-rich codons also make it more difficult to develop PCR primers for some groups of animals, i.e. nematodes or mites. For this reason, nuclear sequences coding for ribosomal RNAs are used for species identification in many animal taxa.

In eucaryotes nuclear sequences coding for rRNA genes (rDNAs) form multigene families, in which all members have identical or nearly identical sequences which makes them easy to amplify and sequence. A cluster of rDNA consists of rRNA genes and non-coding spacers (internal transcribed spacers, ITS). In theory, ITS fragments should be the best candidates to serve as barcode. On the one hand, the amplifications of spacers is facilitated by the conservative sequences of the 18S rRNA

157

and 28S rRNA genes. On the other hand, its substitution rate is high, because they do not code RNA, however, they play a role in the maturation of RNA transcripts and are conserved at the species level. Nevertheless, in rapidly evolving species they could be heterogeneous which makes them difficult for sequencing. For this reason ITS sequences have been abandoned in favor of variable domains of 18S rRNA or 28S rRNA genes. For example, a region of 28S rRNA gene has been used for barcoding of interstitial nematodes (De Ley et al. 2005), and authors ensured that their method could be also applicable to other meiofauna such as, for example, gastrotrichs and tardigrades. The same sequence fragment has been proposed for describing benthos fauna (Markmann and Tautz 2005).

Barcoding of parasites DNA-barcodes are still a new approach to parasites. Most molecular techniques

based on DNA sequences are used for detecting a particular parasite species by a specific DNA marker, usually by specifically primed PCR. In practice, COI barcodes are used mainly for insects, while remaining groups of arthropods are analyzed by other sequences. Based on the huge number of rDNA nucleotide sequences released in the GenBank database (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/), which have been published along with results of phylogenetic studies, it seems that sequences coding for ribosomal RNA genes have more advantages for parasitic arthropods than barcodes based on the cytochrome oxidase gene. For example, nucleotide sequence of a fragment from the end of 18S rRNA gene with a part of the internal transcribed spacer could be a good candidate for the identification of a parasite.

To date very little studies concerning barcoding of parasites have been published, but their results are very important and promising (Besansky et al. 2004, Barari et al. 2005, Scicluna et al. 2006). Surprisingly, most of these results show that there is a fraction of species which have still been undiscovered. Smith et al. (2006) have used barcodes for resolving host-specificity of a genus of parasitoid flies Belvosia (Diptera: Tachinidae) and found out that barcoding not only discrimated among morphotypes several highly host-specific morphospecies, but it also raised the species count by revealing that all of the generalist species are actually arrays of highly cryptic host-specific species. Similar conclusions could be found in studies concerning other groups of taxa (Herbert et al. 2004, De Ley 2005) or environmental samples (Dawson and Pace 2002). However, there is still very little barcode-sequence data concerning other groups of parasitic arthropods. For example, different fragments of COI as well as 28S rDNA or internal spacers are used for species identification in mites and tick.

Barcode Databases One of the most important components of the DNA-barcoding initiative is the

construction of a public database, which could be a reference library of species identifiers. This database should be coupled with analytical tools that could accept DNA sequences from the barcode region and then returns a taxonomic assignment to the species level or to most relative taxa (http://barcoding.si.edu/). This database has already existed - The Barcode of Life Data Systems (BOLD) is a powerful online workbench that aids collection, management, analysis, and use of DNA barcodes (http://www.barcodinglife.org/views/login.php).

However, it seems that the community of researchers should make a final decision which fragments of the genome should be used for species identification of parasites because the real power of DNA barcoding consist in the ability to use the same locus to classify all species.

158

References Barari H., Ferguson A.W., Piper R.W., Smith E., Quicke D.L., Williams I.H. 2005. The

separation of two hymenopteran parasitoids, Tersilochus obscurator and Tersilochus microgaster (Ichneumonidae), of stem-mining pests of winter oilseed rape using DNA, morphometric and ecological data. Bull. Entomol. Res. 95(4):299-307.

Besansky N.J., Severson D.W., Ferdig M.T. 2003. DNA barcoding of parasites and invertebrate disease vectors: what you don't know can hurt you. Trends Parasitol. 19(12):545-6.

Dawson S.C., Pace N.R. 2002. Novel kingdom-level eukaryotic diversity in anoxic environments. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99(12): 8324-9.

De Ley P., De Ley I.T., Morris K., Abebe E., Mundo-Ocampo M., Yoder M., Heras J., Waumann D., Rocha-Olivares A., Jay Burr AH., Baldwin J.G., Thomas W.K. 2005. An integrated approach to fast and informative morphological vouchering of nematodes for applications in molecular barcoding. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 360(1462): 1945-58.

Hajibabaei M., Janzen D.H., Burns J.M., Hallwachs W., Hebert P.D. 2006. DNA barcodes distinguish species of tropical Lepidoptera. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103(4): 968-71.

Hanner R. 2005. Proposed Standards for BARCODE Records in INSDC (BRIs) Chair Database Working Group, Consortium for the Barcode of Life. http://barcoding.si.edu/

Hebert, P.D.N., Cywinska A., Ball S.L., de Waard J.R. 2003. Biological identifications through DNA barcodes. Proc. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 270: 313–321.

Hebert P.D., Penton E.H., Burns J.M., Janzen D.H., Hallwachs W. 2004. Ten species in one: DNA barcoding reveals cryptic species in the neotropical skipper butterfly Astraptes fulgerator. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101(41): 14812-7.

Hebert P.D., Stoeckle M.Y., Zemlak T.S., Francis C.M. 2004. Identification of Birds through DNA Barcodes. PLoS Biol. 2(10): 1657-1663.

Li W-H. 1997. Molecular Evolution. Sinauer, Sunderland, MA. Markmann M., Tautz D. 2005. Reverse taxonomy: an approach towards determining the

diversity of meiobenthic organisms based on ribosomal RNA signature sequences. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 360(1462): 1917-24.

Monaghan M.T., Balke M., Gregory T.R., Vogler A.P. 2005. DNA-based species delineation in tropical beetles using mitochondrial and nuclear markers. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 360(1462): 1925-33.

Mullis K., Fallona F., Schare S., Saiki R., Horn G., Erlich H. 1986. Specific enzymatic amplification of DNA in vitro: The polymerase chain reaction. Cold Spring Harbor. Symposium on Quantitative Biology 51: 263-273.

Scicluna S.M., Tawari B., Clark C.G. 2006. DNA barcoding of blastocystis. Protist. 157(1): 77-85.

Smith M.A., Woodley N.E., Janzen D.H., Hallwachs W., Hebert P.D. 2006. DNA barcodes reveal cryptic host-specificity within the presumed polyphagous members of a genus of parasitoid flies (Diptera: Tachinidae). Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103(10): 3657-62.

Vences M., Thomas M., Bonett R.M., Vieites D.R. 2005. Deciphering amphibian diversity through DNA barcoding: chances and challenges. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 360(1462): 1859-68.

159

Diagnostyka molekularna boreliozy z Lyme u psów

Bogumiła Skotarczak Katedra Genetyki, Uniwersytet Szczeci�ski, Szczecin, al. Piastów 40B, 71-065, e-mail: boskot@univ.szczecin.pl

Molecular diagnostics of Lyme disease in dogs

Abstract Serological tests, detecting antibodies against B. burgdorferi are the basic tool for

diagnosing Lyme borreliosis. The most widely used are indirect immunofluorescent assay (IFA) and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Those tests, however, are not standardized and therefore antigens of different strains of those bacteria, prepared in different ways, constitute a distinct diagnostic problem. Consequently the interpretation of the results should proceed with due caution. Furthermore, B. burgdorferi exhibits a great diversity and variability of antigenic proteins. In view of the above, a study was carried out to establish reference antigens for serological tests detecting antigens against B. burgdorferi in sera of dogs. It was demonstrated that the serological diagnostics of canine borreliosis should be based on a reaction of a mixture of highly specific pure antigen subunits of flagellin (p41) and the surface proteins A and B. Furthermore it does not require a local strain.

As yet, despite the fact that molecular methods become increasingly popular in the diagnostics of many contagious diseases, no PCR protocol has been available for diagnostics of canine borreliosis. It is unclear which of the DNA fragments of B. burgdorferi s.l. might have been a good genetic marker. Therefore, a PCR technique for detecting Borrelia in dogs remains still at the stage of experiments.

The most commonly used genetic markers for detecting DNA of B. burgdorferi s.l. of in human borreliosis have been the genes ospA, ospB, and ospC encoding surface proteins A, B, and C, respectively. Similarly often, a potential of the genes encoding antigenic proteins (mainly fla gene encoding flagellin, a flagellar protein) as genetic markers have been tested. Moreover, the genes encoding rRNA for both ribosome subunits, are also used as genetic markers for B. burgdorferi s.l. It is particularly the gene rrs encoding 16S rRNA and a non-coding DNA situated between the genes rrf and rrl encoding 5S rRNA and 23S rRNA for the larger ribosomal subunit.

160

Wst�p Borrelia burgdorferi sensu lato, jest czynnikiem etiologicznym boreliozy,

zwanej te� chorob� z Lyme lub kr�tkowic� kleszczow� (Lyme disease, Lyme borreliosis), zoonozy, przenoszonej przez kleszcze. Objawy boreliozy znane s� w medycynie od ponad 100 lat, a poniewa� jest to choroba wielonarz�dowa, to pocz�tkowo była zaliczana do ró�nych jednostek. Prawdopodobnie pierwsze doniesienia na jej temat pochodz� z 1853 roku, kiedy to Buchwald opisał j� jako „idiopatyczny zanik skóry” (Lissman i wsp. 1984). W 1984 roku, czyli w niespełna dziewi�� lat po doniesieniach opisuj�cych pojawienie si� nowej zaka�nej choroby u ludzi w miejscowo�ci Lyme podobne objawy chorobowe zauwa�ono u psów domowych (Burgess 1984). Najwi�cej zachorowa� obserwowano w miejscach nasilonej kr�tkowicy u ludzi.

Od 1984 roku borelioza u psów gwałtownie zacz�ła si� rozprzestrzenia�, głównie w Stanach Zjednoczonych Ameryki Północnej. Maj�c na uwadze fakt, �e nie wszystkie przypadki boreliozy mog� by� prawidłowo diagnozowane i rozpoznane wydaje si�, �e liczba zachorowa� jest znacznie wi�ksza ani�eli si� przypuszcza (Hovius i wsp. 1999, Hovius 2000).

W USA, diagnostyka boreliozy u zwierz�t oparta jest o epidemiologiczne i epizootiologiczne opisy przypadków, kliniczne objawy, testy laboratoryjne oraz o odpowied� na terapi� antybiotykow� (Appel i wsp. 1993, Straubinger i wsp. 1997b, c). W diagnostyce tej jednostki wykorzystuje si� izolacj� i identyfikacj� bakterii w materiale biologicznym uzyskanym od chorego psa. Jednak podstaw� diagnozowania boreliozy s� testy serologiczne wykrywaj�ce przeciwciała przeciw B. burgdorferi. Najszerzej stosowany jest test immunofluorescencji po�redniej IFA i test immunoenzymatyczny ELISA. Testy stosowane w serodiagnostyce boreliozy nie s� znormalizowane a niejednolicie przygotowane antygeny z ró�nych szczepów borelii stanowi� znaczny problem diagnostyczny. Ponadto niektórzy autorzy zwracaj� uwag�, �e miano uzyskane nawet t� sam� technik� serologiczn� w ocenie boreliozy u ludzi i u psów mo�e mie� inn� warto�� (Straubinger i wsp. 1995, Magnarelli i wsp. 2000).

Poniewa� wyniki testów wykonywanych t� sam� technik� mog� si� znacznie ró�ni� dlatego ocena ich powinna by� dokonywana bardzo rozwa�nie. Badania serologiczne Green i wsp. (1988) wykazały, �e 50% psów pochodz�cych z rejonów endemicznego wyst�powania boreliozy nie posiadło przeciwciał. W zwi�zku z tym, w praktyce, diagnostyka boreliozy opiera si� na wywiadzie epizootycznym, objawach klinicznych i skuteczno�ci działania antybiotyku.

Przeciwciała klasy IgG utrzymuj� si� w surowicy krwi przez około 8 miesi�cy i wskazuj� na chroniczn� posta� choroby, a przeciwciała klasy IgM utrzymuj� si� przez około 2 miesi�ce i sugeruj� ostr� jej faz� (Greene 1991). Jednak�e obecno�� nawet specyficznych przeciwciał nie przes�dza o aktywnej chorobie lub pierwotnej ekspozycji na patogen. U wi�kszo�ci (86%) seropozytywnych psów badanych przez Goossens i wsp. (2000, 2001) na obecno�� przeciwciał klasy IgG nie wyst�powały objawy b�d�ce atrybutem boreliozy. Wieler et al. (1999) i wielu innych autorów wskazuje na zawodno�� testów serologicznych w diagnostyce, gdy� wysoki odsetek surowic pozytywnych jest wykrywany u psów z brakiem klinicznych symptomów. Ten problem jest po cz��ci spowodowany krzy�owymi reakcjami mi�dzy antygenami B. burgdorferi i spokrewnionymi (Treponema spp, Bradyspira sp, Leptospira spp.).

Ze wzgl�du na trudno�ci zwi�zane z izolacj� i hodowl� B. burgdorferi na podło�u sztucznym oraz niejednoznaczno�ci� wyników testów serologicznych prowadzone s� badania nad wykorzystaniem do rutynowej diagnostyki boreliozy techniki ła�cuchowej reakcji polimerazy (PCR).

161

Przydatno�� antygenów B. burgdorferi s. l. w serodiagnostyce Poniewa� najszerzej stosowanymi testami serologicznymi w diagnostyce psiej

boreliozy s� testy immunofluorescencji po�redniej i immunoenzymatyczny ELISA, Magnarelli i wsp. (1987) wykonali badania porównawcze testu ELISA i IFA w wykrywaniu przeciwciał przeciw B. burgdorfei w surowicy psów i stwierdzili, �e ten pierwszy jest czulszy i łatwiejszy w standaryzacji.

B. burgdorferi s.l. odznacza si� du�� ró�norodno�ci� i du�a zmienno�ci� białek antygenowych. Genom B. burgdorferi składa si� z liniowego chromosomu oraz zmiennej liczby plazmidów. Z najwi�kszym plazmidem identyfikuje si� geny koduj�ce powierzchniowe lipoproteiny OspA i OspB (Jenek 1997). Gen koduj�cy inn� powierzchniow� lipoproteina OspC, zlokalizowany jest w plazmidzie kolistym. W�ród antygenów kr�tka wyst�puje wiele antygenów białkowych o ró�nym ci��arze i ró�nych wła�ciwo�ciach immunologicznych. S� to wspomniane ju� lipoproteiny OspA (31 kDa), OspB (34kDa), OspC (20-22 kDa, (Perng i wsp. 1991), podobne strukturalnie ale ró�ne antygenowo. Ró�nice antygenowe wyst�puj� pomi�dzy północno-ameryka�skimi i europejskimi szczepami borelii. Przeciwciała dla tych białek mog� wykazywa� reakcje krzy�owe. Białka powierzchniowe OspA, OspB i OspC s� antygenami immunodominuj�cymi, ale tylko antygen OspC indukuje wczesn� odpowied� immunologiczn�. Lipoproteiny OspA i OspB wyst�puj� w du�ych ilo�ciach na powierzchni błony zewn�trznej. Ich ilo�� jest prawie identyczna natomiast ekspresja lipoproteiny OspC jest zale�na od ekspresji OspB (Brusca i wsp. 1991, za Sobieszcza�ska 1994) Białka nale��ce do grupy OspA maj� szczególne znaczenie w stymulacji odporno�ci typu komórkowego.

Antygen rz�skowy (41 kDa) nale�y do antygenów immunodominuj�cych zarówno u zwierz�t jak i u ludzi i wywołuje intensywn� produkcj� poliklonalnych przeciwciał klasy IgM i IgA. Przeciwciała przeciwko flagelinie pojawiaj� si� w surowicach wi�kszo�ci pacjentów i s� stwierdzane na wszystkich etapach choroby (Luft i wsp. 1991). Grupa białek o masie cz�steczkowej 60-73 kDa indukuje wczesn� odpowied� immunologiczn�. Białko 93 kDa indukuje syntez� swoistych przeciwciał zarówno we wczesnych jak i pó�nych stadiach choroby. Antygen P39 pobudza swoist� odpowiedz immunologiczn�, jest swoisty dla B. burgdorferi i wyst�puje w�ród szczepów europejskich i północno-ameryka�skich. Stanowi bardzo u�yteczny antygen w diagnostyce serologicznej boreliozy. Antygen 79,8 kDa wyst�puje u ró�nych przedstawicieli rodzaju Borrelia. Pobudza syntez� przeciwciał wczesnych i pó�nych (29). Białko 20-23 kDa ró�ne od OspA uwalniane jest po usuni�ciu błony zewn�trznej z przestrzeni periplazmatycznej (Simpson i wsp. 1991).

W zwi�zku z tak du�� ró�norodno�ci� białek antygenowych B. burgdorferi s.l. przeprowadzono badania, aby ustali� referencyjne antygeny do testów serologicznych wykrywaj�cych przeciwciała przeciwko B. burgdorferi. Magnarelli i wsp (1995) przeprowadzili badania czuło�ci i specyficzno�ci testów serologicznych u psów oraz wykazali, �e diagnostyka serologiczna nie wymaga u�ycia szczepu lokalnego, a wystarcza poszukiwanie odpowiedzi na mieszanin� wysoko specyficznych i czystych podjednostek antygenowych flageliny (p41) i na białka powierzchniowe A lub C.

Barthold i wsp. (1995), u naturalnie zaka�onych psów najcz��ciej wykrywali przeciwciała skierowane przeciw antygenom p41, p39 i p22 (OspC). Hovius i wsp. (2000) wykazali, �e przeciwciała przeciw flagelinie (p41) s� obecne w surowicy psów zarówno bez objawów klinicznych oraz z objawami boreliozy i dlatego uznano je za markery ekspozycji. Jednak�e Wieler i wsp. (1999) dowodzi, �e je�eli surowica psia rozpoznaje jedynie białko flageliny (p41), to wynik nie jest wiarygodny. Natomiast za surowic� jednoznacznie dodatni� mo�na uzna� gdy rozpoznaje białko p41 oraz dwa z

162

pi�ciu immunodominuj�cych antygenów, tj. >94 kDa (p100), 60 kDa, 34 kDa i 29-31 kDa (OspB i OspA) i 20-22 kDa (OspC).

Markery genetyczne B. burgdorferi s.l. w diagnostyce molekularnej Jednak�e jak dot�d, ani w literaturze �wiatowej ani w polskiej, nie mo�na

spotka� protokołu PCR zalecanego do diagnostyki. Brak jest jednolitej oceny, który z fragmentów DNA B. burgdorferi s.l. mógłby mie� znaczenie dobrego markera genetycznego do PCR w psiej boreliozie. W zwi�zku z tym technika PCR do wykrywania DNA borelii u psów pozostaje ci�gle na etapie eksperymentów (Burgess 1984, Greene 1991, Barthold i wsp. 1995, Stefancikova i wsp. 1998, Hovius i wsp. 2000). Chang i wsp. (2001) podkre�laj�, �e technika PCR do diagnostyki boreliozy u psów wymaga zwi�kszenia jej czuło�ci, a uzyskanie przez nich ró�nych wyników poprzez amplifikacj� genu ospA i 23S rRNA sugeruje konieczno�� u�ycia przynajmniej dwóch par primerów do prawidłowej oceny wyników w psiej boreliozie.

Do wykrywania DNA B. burgdorferi s.l. w ludzkiej boreliozie obecnie stosuje si� wiele markerów genetycznych. Najcz��cie,j jako markery s� wykorzystywane geny ospA, ospB i ospC koduj�ce białka powierzchniowe A, B i C (Kawabata i wsp. 1994, Priem i wsp. 1997, Wang i wsp. 1997, Straubinger 2000). Równie� cz�sto wypróbowuje si� u�yteczno�� jako markerów geny koduj�ce białka o charakterze antygenowym, głównie gen fla koduj�cy białko rz�skowe flagelin� (Picken 1992, Jaulahac i wsp. 2000, Siyum i wsp. 2000, Skotarczak 2000, Skotarczak i Wodecka 2000, 2002, Skotarczak i wsp. 2002). Ponadto znaczenie markerów genetycznych dla B. burgdorferi s.l. maj� geny koduj�ce rRNA dla obu podjednostek rybosomów, w szczególno�ci rrs koduj�cy 16S rRNA oraz DNA niekoduj�cy, z przestrzeni pomi�dzy genami rrf i rrl koduj�cymi 5S rRNA i 23S rRNA dla wi�kszej podjednostki rybosomu (Marconi i Garoni 1992, Postic i wsp. 1994, Lee i wsp. 2000).

Geny ospA i ospB, znajduj�ce si� na liniowym plazmidzie wielko�ci 49 tys. pz oraz gen ospC zakodowany w kolistym plazmidzie wielko�ci 26 tys. pz (pc26), wykazuj� wysok� heterogenno��. Homologia sekwencji genu ospA w obr�bie B. burgdorferi s.l. wynosi od 70 do 86%, dla genu ospB waha si� od 79 do 81%, a dla genu ospC od 70 do 74% (Wang i wsp. 1997). Natomiast gen fla odznacza si� stał� długo�ci� sekwencji dla wszystkich gatunków z obr�bu B. burgdorferi s.l., wynosz�c� 1011 pz (Picken 1992). Homologia genu fla w obr�bie B. burgdorferi s.l. wynosi 96-97% Nocton i wsp. 1996). Regiony zewn�trzne genu posiadaj� sekwencj� konserwatywn�, co umo�liwiło opracowanie primerów do wykrywania wszystkich pi�ciu europejskich gatunków z obr�bu B. burgdorferi s.l. (Wodecka i Skotarczak 2000).

Geny koduj�ce rybosomalny RNA zajmuj� obszar około 12 tys. pz w centralnej cz��ci chromosomu B. burgdorferi s.l. Obszar ten posiada unikaln� organizacj� genów dla rRNA, niespotykan� u innych gatunków bakterii. Gen rrs koduj�cy 16S rRNA dla małej podjednostki rybosomu wyst�puje w jednej kopii i oddzielony jest obszarem około 3 tys. pz od tandemowo powtórzonej pary genów rrl i rrf koduj�cych 23S rRNA i 5S rRNA dla du�ej podjednostki rybosomu, rozdzielonej krótk� sekwencj� długo�ci 180-270 pz. Sekwencja genu rrs jest równie konserwatywna, jak w przypadku genu fla, homologia w obr�bie gatunku B. burgdorferi s.l. wynosi 93,4-99,4%. W obr�bie pierwszych 400 pz gen ten posiada region bardzo konserwatywny, wybrany do opracowania primerów dla B. burgdorferi s.l. przez Marconi’ego i Garona (1992). Przeprowadzone badania wykrywania DNA B. burgdorferi s. l. we krwi psów, wykazały nieprzydatno�� primerów komplementarnych do genu fla w technice PCR, natomiast czułe w tym materiale okazały si� primery dla genu rrs (Skotarczak i Wodecka 2005).

163

Materiał biologiczny do diagnostyki molekularnej U psów z eksperymentalnie indukowan� borelioz� (Straubinger 2000) tylko

1,6% z ponad 500 próbek krwi było pozytywnych na obecno�� DNA B. burgdorferi wykrywanego metod� PCR z primerami dla genu ospA. Wcze�niejsze badania Straubingera i wsp. (1997a) nad sposobem rozprzestrzeniania si� B. burgdorferi u psów wykazało, �e odbywa si� ono nie za po�rednictwem naczy� krwiono�nych, a prawdopodobnie jedynie przez migracj� z miejsca �erowania kleszcza. Pomi�dzy 55 a 166 dniem po infestacji pobrano próbki tkanek z miejsc bliskich i oddalonych od miejsca inokulacji i zakładano z nich hodowle. Okazało si�, �e wi�kszo�� prób była dodatnia na obecno�� borelii, a najwi�ksz� liczb� komórek bakterii miały tkanki bliskie miejsca inokulacji.

U �ywiciela ssaka, borelia mo�e korzysta� w szczególny sposób z enzymów gospodarza, tzn. z plazminogenu i jego aktywatora, które mog� przył�cza� si� do powierzchni B. burgdorferi (Straubinger i wsp. 1997a). Bakteria nast�pnie wykorzystuje plazmin�, aktywn� posta� plazminogenu do trawienia zewn�trzkomórkowych glikoprotein o du�ej masie cz�steczkowej. Ta zdolno�� wł�czona do trawienia poł�cze� tkankowych gospodarza umo�liwia bakterii przemieszczanie si�. Straubinger i wsp. (1997a) sugeruje, �e B. burgdorferi aktywnie migruje przez tkanki i prawdopodobnie znajduje nisze, gdzie mo�e przetrwa� np. czas antybiotykoterapii, i nie musi wykorzystywa� po�rednictwa naczy� krwiono�nych do kolonizacji tkanek. Kr�tki mog� z tkanek penetrowa� do naczy� krwiono�nych i wł�cza� si� do kr��enia, ale tam napotykaj� niebezpiecze�stwo w postaci nautrofilii, makrofagów lub przeciwciał. Dlatego borelia unika naczy� krwiono�nych, pozostaj�c w tkance ł�cznej, która jest tkank� słabo unaczynion�. Jednak�e ta hipoteza migracji w tkankach została zachwiana przez fakt, �e jednak jest wiele doniesie� w literaturze o wykryciu B. burgdorferi w płynach ustrojowych u ludzi, szczególnie u pacjentów z rumieniem skórnym po ekspozycji na kleszcze (Benjamin i wsp. 1992, Schmidt 1997, Chang i wsp. 2001) lub z neuroborelioz� (Nocton i wsp. 1996). Wzrost kr�tków in vitro z krwi naturalnie zaka�onych psów opisywało wielu autorów (Lissman i wsp. 1984, Liblisch i Liblisch 1999). Równie� z krwi psów Speck i wsp. (2001) uzyskali hodowle B. afzelii.

Tak�e wyniki bada� własnych (Skotarczak i Wodecka 2005) pokazuj�, �e PCR stwarza mo�liwo�� wykrycia DNA B. burgdorferi s.l. we krwi u psów w ostrej fazie boreliozy z wyst�pieniem typowych objawów klinicznych dla wczesnej infekcji (gor�czka, obrz�k stawów i kulawizna), gdy kr�tki silnie rozmna�aj� si� w skórze i nast�puje ich wysiew do krwi.

Literatura Appel M.J., Allan S., Jacobson R.H., Lauderdale T.L., Chang Y.F,. Shin S.J., Thomford

J.W., Todhunter R.J., Summers, B.A. 1993. Experimental Lyme disease in dogs produces arthritis and persistent infection. J. Infect. Dis. 167: 651-664.

Barthold S.W., Levy S., Fikrig E., Bockenstedt L., Smith A. 1995. Serologic responses of dogs naturally exposed to or vaccinated against Borrelia burgdorferi infection. J. Am. Med. Assoc. 207: 1435-1440.

Benjamin J., Luft M.D., Charles R., Steinman M.D., Harold C. 1992. Invasion of the central nervous system by Borrelia burgdorferi in acute disseminated infection. JAMA. 10: 1364-1367.

Burgess E.C. 1984. Natural exposure of Wisconsin dogs to the Lyme disease spirochete (Borrelia burgdorferi). Lab. Animal Science. 36: 288-290.

164

Chang Y.F., Novosel V., Chang C.F., Summers B.A., Ma D.P., Chiang Y.W., Chuill W.M.. Shin S., Lein, D.H. 2001. Experimental induction of chronic borreliosis in adult dogs exposed to Borrelia burgdorferi-infected ticks and treated with dexamethasone. Am. J. Vet. Res. 62: 1104-1112.

Goossens H.A., van den Bogaard A.E., Nohlmans M.K. 2000. Reduced specificity of combined IgM and IgG enzyme immunoassay testing for lyme borreliosis. Eur J Clin. Microbiol. Infect. Dis. 19: 400-402.

Goossens H., van den Bogaard A., Nohlmans M. 2001. Dogs as Sentinels for Human Lyme Borreliosis in The Netherlands. J. Clin. Microbiol. 39: 844-848.

Green R.T., Levine J.F., Breitschwerdt E.B., Walker R.L., Berghoff H.A., Cullen J., Nicholson W.L. 1988. Clinical and serologic evaluation of induced Borrelia burgdorferi I dogs. Am. J. Vet. Res. 49: 752-759.

Greene R.T. 1991. Canine Lyme borreliosis. Vet. Clin. North Am. Small Anim. Pract. 1: 51-64.

Hovius K.E., Rijpkerna S.O., Westers P., van der Zeijst B.A., van Asten F.J., Houwers D.J. 1999. A serological study of cohorts of young dogs, naturally exposed to Ixodes ricinus ticks, indicates seasonal reinfection by Borrelia burgdorferi sensu lato. Vet. Q. 21: 16-20.

Hovius J.W., Hovius K.E., Dei A., Houwers D.J., van Dam A.P. 2000. Antibodies against specific proteins of and immobilizing activity against three strains of Borrelia burgdorferi sensu lato can be found in symptomatic but not in infected asymptomatic dogs. J. Clin. Microbiol. 38: 2611-2621.

Hovius K.E. 2000. Borrelia infections in dog. Universiteit Utrecht, Holland. Jaulahac B., Heller R., Limbach F., Hansman Y., Lipsche D., Monteil H. 2000. Direct

molecular typing of Borrelia burgdorferi sensu lato species in synovial samples from patients with lyme arthritis. J. Clin. Microbiol. 5: 1895-1900.

Jenek J. 1997. Biologia molekularna kr�tków Borrelia burgdorferi. 27: 46-56. Kawabata H., Tashibu H., Jamada K., Masuzawa T., Janagihara Y. 1994. Polymerase

chain reaction analysis of Borrelia species isolated in Japan. Microbiol. Immunol. 8: 591-698.

Lee S.H., Kim B.J., Kim J.H., Park K.H., Yeo S.J. 2000. Characterization of Borrelia burgdorferi strains isolated from Korea by 16S rRNA sequence analysis and PCR-RFLP of rrf (5S) and rrl (23S) intergenic spacer amplicons. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2: 857-863.

Liebisch G., Liebisch A. 1999. Lyme borreliosis in dogs: risk of infection, interpretation of laboratory findings, and vaccination. Der Praktiche Tierarzt. 80: 404-409.

Lissman B.A., Bosler E.M., Camany H., Omllston B.O., Benach J.L. 1984. Spirocheteassociated arthritis (Lyme Disease) in a dog. J. Am. Vet. Med. Assoc. 185: 219-220.

Luft B.J., Gorevic P.D., Jiang W., Munoz O., Dattwyler R.J. 1991. Immunologic and structural characterization of the dominant 66- to 73-k antigens of Borrelia burgdorferi. J. Immunol. 8: 2776-2782.

Magnarelli L.A., Anderson J.F., Schreier A.B., Ficke C.M. 1987. Clinical and serologic studies of canine borreliosis. J. Am. Vet. Med. Assoc. 191: 1089-1094.

Magnarelli L.A., Anderson J.F., Johnson R.C. 1995. Analyses of mammalian sera in enzyme-linked immunosorbend assay with different strains of Borrelia burgdorferi sensu lato. J. Wild. Dis. 31: 159-165.

Magnarelli L.A., Ijdo J.W., Padula S.J., Flavell R.A., Fikrig E. 2000. Serologic diagnosis of Lyme borreliosis by using enzyme-linked imnlunosorbent assays with recombinant antigens. J. Clin. Microbiol. 38: 1735-1739.

165

Magnarelli L.A., Levy S.A., Ijdo J.W., Wu C., Padula S.J., Fikrig E. 2001. Reactivity of dog sera to whole-cell or recombinant antigens of Borrelia burgdorferi by ELISA and immunoblot analysis. J. Med. Microbiol. 50: 889-895.

Marconi R.T., Garon C.F. 1992. Development of polymerase chainreaction primer sets for diagnosis of Lyme disease and for species-specific identification of Lyme disease isolates by 16S rRNA signature nucleotide analysis. J. Clin, Microbiol. 11: 2830-2834.

Nocton J.J., Bloom B.J., Rutledge B.J., Pershing D.H. 1996. Detection of Borrelia burgdorfei DNA by polymerase chain reaction in cerebrospinal fluid in Lyme neuroboreliosis. J. Infect. Dis. 3: 623-627.

Perng G.C., La Febvre R.B., Johnson R.C. 1991. Further characterization of a potent immunogen and the chromosomal gene encoding it in the Lyme disease agent, Borrelia burgdorfei. Infect. Immunol. 6: 2070-2074.

Picken R.N. 1992. Polymerase chain reaction primers and probes derived from flagellin gene sequences for specific detection of the agents of Lyme disease and North American relapsing fever. J. Clin. Microbiol. 1: 99-114.

Postic D., Assous M.V., Grimont P.A., Baranton G. 1994. Diversity of Borrelia burgdorferi sensu lato evidenced by restriction fragment length polymorphism of rrf (5S)-rrl (23S) intergenic spacer amplicons. Int. J. Syst. Bacteriol. 44: 743-752.

Priem S., Rittig M.G., Kamradt T., Burnester G.R., Krause A. 1997. An optimized PCR leads to rapid and higly sensitive detection of Borrelia burgdorferi in patients with Lyme borreliosis. J. Clin. Microbiol. 3: 685-690.

Schmidt B.L. 1997. PCR in laboratory diagnosis of human Borrelia burgdorferi infection. Clin. Microbiol. Rev. 1: 185-201.

Simpson W.J., Schrumpf M.E., Hayes S.F., Schwan T.G. 1991. Molecular and immunological analysis of a polymorphic periplasmic proteins of Borrelia burgdorfei. J. Clin. Microbiol. 29: 1940-1948.

Situm M., Grahovac B., Maecovic S., Lipozentiz J., Poje G., Dobric I., Marinovic B. 2000. Detection and genotyping of Borrelia burgdorferi sensu lato by polymerase chain reaction. Creot. Med .J. 1: 47-53.

Skotarczak B. 2000. Wykrywanie Borrelia burgdorferi sensu lato w kleszczach Ixodes ricinus metod� ła�cuchowej reakcji polimerazy (PCR). Wiad. Parazytol. 1: 93-99.

Skotarczak B., Wodecka B. 2000. Using Polymerase Chain Reaction to DNA of Borrelia burgdorferi sensu lato in screening study. Folia Med. Cracoviensia. 3-4: 35-42.

Skotarczak B., Wodecka B. 2002. Wyst�powanie Ixodes ricinus na wybranaych terenach byłego województwa szczeci�skiego. Cz��� III. Wiad. Parazytol. 48: 201-206.

Skotarczak B., Wodecka B., Cichocka A. 2002. Coexistence DNA of Borrelia burgdorferi sensu lato and Babesia microti in lxodes ricinus ticks from north-western Poland. Ann. Agric. Environ Med. 9: 25-28.

Skotarczak B., Wodecka B. 2005. Identification of Borrelia burgdorferi genospecies inducing Lyme disease in dogs from Poland. Acta Vet Hungarica. 53: 12-21.

Sobieszcza�ska B. 1994. Borrelia burgdorferi czynnik etiologiczny boreliozy z Lyme. Post. Mikrobiol. 2: 161-180.

Speck S., Reiner B., Wittenbrink M..M. 2001. Isolation of Borrelia afzelii from a dog. Vet. Rec. 149: 19-20.

Stefancikova A., Tresova G., Petko B., Skardova I., Sesztakova E. 1998. ELISA comparision of theree whole-cell antigens of Borrelia burgdorferi sensu lato in

166

serological study of dogs from area of Kosice, eastern Slovakia. Ann. Agric. Environ. Med. 5: 25-30.

Straubinger R.K., Chang Y.F., Jacobson R.H., Appel M.J. 1995. Sera from OspA-vaccinated dogs, but not those from tick-infected dogs, inhibit in vitro growth of Borrelia burgdorferi. J. Clin. Microbiol. 33: 2745- 2751.

Straubinger R.K., Straubinger A.F., Harter L., Jacobson R.H., Chang Y.F., Summers B.A., Erb H.N., Appel M.J. 1997a. Borrelia burdorferi migrates into joint capsules and causes an up-regulation of interleukin-8 in synovial membranes of dogs experimentally infected with ticks. Infect. Immun. 65: 1273-1285.

Straubinger R.K., Summers B.A., Chang Y,F., Appel M.J. 1997b. Persistence of Borrelia burgdol;feri in experimentally infected dogs after antibiotic treatment. J. Clin. Microbiol. 35: 111-116.

Straubinger R., Straubinger A., Jacobson R., Chang Y.F., Summers B., Hollis N., Appel M. I997c. Two lessons from the canine model of Lyme disease: Migration of Borrelia burgdotferi in tissues and persistence after antibiotic treatment. J. Spiro. Tick-borne Dis. 4: 24-31.

Straubinger R.K. 2000. PCR-Based quantification of Borrelia burgdoferi organisms in canine tissues over a 500-Day postinfection period. J. Clin. Microbiol. 38: 2191-2199.

Wang G., van Dam A.P., Le Fleche A., Postic D., Peter O., Baranton G., de Boer R., Spanjaard L., Dankert J. 1997. Genetic and phenotypic analysis of Borrelia valaisiana sp. nov. (Borrelia genomic groups VS116 and M19). Int. J. Syst. Bacteriol. 74: 926-932.

Wieler L.H., Szattelberger C., Weijs R., Bauerfeind R., Kutzer P., Failing K., Baljer G. 1999. Serum antibodies against particular antigens of Borrelia burgdorferi sensu stricto and their potential in the diagnosis of canine Lyme borreliosis. Berl. Münch. Tierärztl. Wschr. 112: 465-471.

Wodecka B., Skotarczak B. 2000. Genetyczna mliennosc Borrelia burgdorferi s.l. u kleszczy Ixodes ricinus w zebranych w p6lnocno- zachodniej Polsce. Wiad Parazytol. 4: 475-485.

167

Infestation of small mammals by Ixodes ricinus ticks and their infection with Borrelia burgdorferi sensu lato in Lithuania and Norway

Jana Radzijevskaja1, Algimantas Paulauskas1, Aušra Antušait�1, Jurga Turinaviien�2, Daiva Ambrasien�1, Olav Rosef3 1Vytautas Magnus University, Department of Biology, Vileikos str. 8, Kaunas, Lithuania 2Department of Zoology, Vilnius University, M.K. �iurlionio 21, Vilnius, Lithuania 3Telemark University College, Hallvard Eikas plass, Bø i Telemark, Norway

Abstract I. ricinus, tick, the main vector of Borrelia burgdorferi sensu lato, is common and

widespread in Lithuania and Norway. B. burgdorferi s.l. occurs throughout both countries. However, infection transmission ways and B. burgdorferi reservoirs hosts in Lithuania are unknown and haven’t been investigated till now. In this study were investigated the infestation of small mammals by I. ricinus, and their infection rates with B. burgdorferi in four areas in Litnuania (Kaunas, Kintai, Birzu giria) and Norway (Tjore). A total of 105 rodents belonging to nine rodent species were collected. In this study, most trapped rodents were C. glareolus, A. flavicolis and A. agrarius in Lithuania and A. sylvaticus in Norway. The mean number of ticks per host was greater on A. sylvaticus than on other captured species in both countries. But in Tjore the mean number of ticks on A. sylvaticus was higher than in Lithuania. The studies on larval I.ricinus on rodents in Europe also recorded that A.sylvaticus has been always found more infested than C. glareolus. The prevalence of B.burgdorferi s.l. in rodents varied between species and sampling sites. All captured rodents species in Lithuania were found infected with B.burgdorferi and in Tjore (Norway) only one (Microtis agrestis). In Lithuania rodents infestation by I.ricinus in three sampling sites range from 11% to 19%. In Tjore rodents’ infestation by I.ricinus was 71%. Although in this study was detected B.burgdorferi s.l infection in rodents, spirochetes infection in I. ricinus ticks infested these rodents in Lithuania wasn’t found. In Tjore B. burgdorferi infection rate was 7,1%.

Introduction Ixodes ricinus (L.) is the commonest tick in Northern Europe and is an important

vector of both livestock and human diseases. Willy Burgdorfer and colleagues identified I. ricinus as a vector of Lyme borreliosis (LB) in 1983 (Burgdorfer et al. 1991). Since

168

1984 as a new species of the genus Borrelia was identified and named Borrelia burgdorferi, hundreds of B.burgdorferi isolates have been cultured worldwide from various geographic regions and biological sources, including Ixodes ticks, their reservoir hosts, and specimens from patients with different clinical syndromes.

I. ricinus, tick is common and widespread in Lithuania and Norway (Mehl et al. 1987, Žygutien� 2000). In Lithuania Borrelia detection in ticks was performed from 1987 by dark-field microscopy (DF). Since 2001 the prevalence of B. burgdorferi sensu lato. infection in I. ricinus is determined by using molecular methods (Ambrasiene et al. 2004). B. burgdorferi s.l. occurs throughout the country and the cases of LB are identified each year (Žygutien� 2000). However, infection transmission ways and B. burgdorferi reservoirs hosts in Lithuania are unknown and haven’t been investigated till now. In Norway LB is the most common tickborne infection and the main vector for transmission of LB to humans found to be the I.ricinus. The tick can be found in coastal areas with relatively mild winters in the southern and middle part of Norway (Mehl et al. 1987) and this is reflected in the geographical distribution of LB cases. The prevalence of Borrelia sp. in I. ricinus has been investigated by phase contrast microscopy in many tick-infested locations along the Norwegian coast (Mehl et al. 1999) and by PCR detection in southeastern Norway (Jenkins et al. 2001).

Recent studies suggested that the distribution and diversity of the main reservoir hosts may also be important in the ecology of infectious diseases, particularly vector-borne zoonoses, and must be taken into account (Gray et al. 1998, Osfeld and Keesing 2000).

In Europe and Asia, voles (Clethrionomys glareolus), mice (e.g.,Apodemus spp.), introduced gray squirrels (Sciurus caroli-nensis), red squirrels (Sciurus vulgaris), and blackbirds (Turdus merula) are competent reservoirs (Matuschka et al. 1992, 1994, Humair and Gern 1998, Humair et al. 1998) of B. burgdorferi. Other hosts, such as deer (Odocoileus virginianus and Capreolus capreolus), lizards (Sceloporus occidentalis and Lacerta vivipara), and ovenbirds (Seiurus aurocapillus) do not transmit B. burgdorferi to feeding ticks, and are considered incompetent reservoirs (Jaenson and Tälleklint 1992, Magnarelli et al. 1992, Lane and Quistad 1998).

The aim of this study was to investigate the infestation of small mammals by I. ricinus ticks and their infection rates with B. burgdorferi in three areas in Lithuania and in a coastal area in southern Norway.

Materials and methods Study area

The study sites were four locations in Lithuania and Norway: Kaunas (54053’N; 23055’E)–on the continental area in the central part of Lithuania; Kintai (55025’N; 21015’E) situated on the coastal area of Curonian Lagoon in the western part of Lithuania; Birzu giria (56015’N; 25055’E) - on the continental area in the northern-eastern part of Lithuania; and Tjore (58o19’N; 08o31’) situated on the coastal area in southern Norway.

Ticks, small mammals and sample collection Small mammals were live-trapped during July-September in 2005. They were

identified, sexed, approximately aged and any attached ticks collected and counted. A total of 105 rodents (85 in 3 loctions of Lithuania, 20 in Tjore, Norway)

belonging to nine rodent species were trapped and one red squirrel (S. vulgaris) (in Norway) was collected on motorway in order to determine if such small mammals were naturally infected or harbored infected ticks (tab. 1). Ear biopsy samples were taken

169

from each rodent and placed in 70% ethanol for further detection of B. burgdorferi DNA by polymerase chain reaction (PCR). The scissors used for sampling was flamed and quenched in 70% ethanol to avoid cross contamination.

All ticks collected on small mammals were identified, detected their life stage and then placed in 70% ethanol and stored at 4° C until use.

Detection of B. burgdorferi in ticks and rodents Larval and nymphal ticks collected on rodent from each site were examined

individually for B.burgdorferi by PCR. Ammonium hydroxide solution (2.5 %) method with modifications (Ambrasiene et al. 2004) was used for DNA extraction as described by Sta�czak et al. (1999).

Hofmeister et al. (1992) and Hofmeister and Childs (1995) showed that B. burgdorferi s.l. DNA can be detected in rodent ear biopsies by nested PCR and concluded that this method is an efficient and practical alternative to xenodiagnosis or tissue culture. DNA was purified with Genomic DNA purification Kit KO512 (MBI Fermentas, Lithuania). The protocol used was that suggested by the manufacturer, with some modifications. The lysis time was increased until the tissue was completely lysed (1,5 h).

PCR amplification PCR was performed according to Sta�czak et al. (1999), using the

oligonucleotide primers: FL6 (5' TTC AGG GTC TCA AGC GTC TTG GAC T 3') and FL7 (5' GCA TTT TCA ATT TTA GCA AGT GAT G-3') in conserved regions of the fla gene of B.burgdorferi s.l. PCR amplification products were electrophoresed, then stained with ethidium bromide and visualized by UV transillumination (EASY Win32, Herolab, Germany). The obtained specific products of 276 base pairs were considered as a positive result.

Results and discussion Infestations of small mammals by ticks and infection with B. burgdorferi

The number and species of rodent infested with ticks and number of rodent infested with infected ticks by locality is shown in table 1. In Kaunas from 4 specimens of infested host (19%), 10 larvae and 3 nymphs of I. ricinus were collected. In Kintai and Birzu giria on rodents were found only larval ticks. From 7 specimens of infested rodents (19 %), 12 larvae of I. ricinus were collected in Kintai and from 3 specimens of infested host (11,1%), 5 larvae of I. ricinus were collected in Birzu giria. From 15 specimens of infested host (71,4%), 184 specimens of I. ricinus (123 larvae and 61 nymphs) were collected in Tjore.

The highest species diversity of trapped rodents– six species recorded in Birzu giria. In Kintai were trapped five, and in Kaunas and Tjore four different species of rodents. The most trapped rodents were C. glareolus, A. flavicolis and A. agrarius in Lithuania and A. sylvaticus in Tjore. These data coincide with data in Europe where the most frequently trapped rodents were A. sylvaticus and C. glareolus (Gray et al. 1999, Estrada-Pena et al. 2005).

In Tjore all captured rodent species were infested both by larvae and nymph (larval: nymphs ratios was 2:1). But in Lithuania only M. arvalis was found infested by nymph. Larvae: nymphs ratio was found 9:1. This data contrasts with a larval: nymph ratios recorded in previous studies in Spain (451: 1) (Gil et al., 2005) and in Ireland (754:1) (Gray et al. 1999). But in North America, it was found that only about 3.5 times more larval I. scapularis feed on small rodents than do nymphs (Spielman et al. 1984).

170

The mean number of ticks per host was greater on A. sylvaticus (1 tick per host) than on other captured species in Lithuania. But in Tjore the mean number of ticks on A. sylvaticus (2,9) was higher. In Norway the mean number of tick per host on C. glareolus was 14, in Lithuania– 0,25. M. agrestis wasn’t found infested by I. ricinus in Lithuania, but in Norway the mean number of ticks per host on this species was 5.

Table 1. Infestation of rodents by I. ricinus ticks in sampling sites in Lithuania and Norway.

No of nymphs (NN) and larvae (LL) of I. ricinus collected on rodents

Collection area Host species

No of rodents infested with I. ricinus / total no

No of rodents infested with infected I. ricinus NN / no

infected LL / no infected

Lithuania 1. Kaunas C. glareolus 0/7 0 0 0

A. flavicollis 1/1 0 0 1 M. arvalis 3/12 0 3 9 M. musculus 0/1 0 0 0

Total 4/21 3 10

2. Kintai C. glareolus 1/3 0 0 4 A. flavicollis 3/13 0 0 3 A. sylvaticus 1/2 0 0 3 A. agrarius 2/18 0 0 2 R. norvegicus 0/1 0 0 0

Total 7/37 12

3. Birzu giria C. glareolus 1/10 0 0 1 A. flavicollis 1/5 0 0 2 A. sylvaticus 0/1 0 0 0 A. agrarius 1/1 0 0 2 M. arvalis 0/2 0 0 0 M. agrestis 0/8 0 0 0

Total 3/27 5

Norway 4. Tjore C. glareolus 1/1 1 4 / 2 10

A. sylvaticus 11/18 0 9 43 M. agrestis 1/1 1 1 4 / 2 S. vulgaris 1/1 1 47 / 2 66 / 7

Total 15/21 3 61 / 4 123 / 9

The maximum number of larvae and nymph were found on red squirrel in Tjore– 66 and 47, respectively (tab. 1). Like in Tjore, in the previous study conducted in Spain the mean number of larvae per host were found always higher in C. glareolus, than in A. sylvaticus. The studies on larval I. ricinus on rodents in Europe (Kurtenbach et al. 1995, Talleklint and. Jaenson 1997, Gray et al. 1999) recorded that A. sylvaticus has always been found more infested than C. glareolus, and it was suggested that this fact has been

171

explained by a host preference by larvae (Nilsson and Lundqvist 1978) or because C. glareolus acquires resistance to I. ricinus (Dizij and Kurtenbach 1995).

The prevalence of B. burgdorferi s. l. infection in rodent The prevalence of B. burgdorferi in rodents varied between species and

sampling sites (tab. 2). All captured species in Lithuania were found infected with B. burgdorferi. The prevalence of Borrelia infection ranged from 0 to 66,7 % in C. graleolus and from 0 to 50 in A. sylvaticus. The prevalence of infection in A. flavicollis was 23,1% in Kintai and 60% in Birzu giria. The only captured specimen of A. flavicollis found in Kaunas was also positive by ear biopsy. In Tjore only M. agrestis was infected. The sample sizes for M. musculus and R. norvegicus were too low to compare the prevalence of infection in these hosts with that in other rodents species. In contrast of our study in a previous study it was found that although rodent abundance was high very few rodents were infected with B. burgdorferi (Gray et al. 1999). Table 2. Prevalence of B. burgdorferi infection in rodents collected in Lithuania and Norway in 2005.

Collection area Species No of individuals

No positive by ear biopsy

Prevalence of infection

Lithuania Kaunas C. glareolus 7 2 28,6

A. flavicollis 1 1 100,0 M. arvalis 12 4 33,3 M. musculus 1 1 100,0

Total 21 8 38,1

2. Kintai C. glareolus 3 2 66,7 A. flavicollis 13 3 23,1 A. sylvaticus 2 1 50,0 A. agrarius 18 2 11,1 R. norvegicus 1 1 100,0

Total 37 9 24,3 0

3. Birzu giria C. glareolus 10 0 60 A. flavicollis 5 3 0 A. sylvaticus 1 0 0 A. agrarius 1 0 100 M. arvalis 2 2 37,5 M. agrestis 8 3 30

Total 27 8

Norway 4. Tjore C. glareolus 1 0 0

A. sylvaticus 18 0 0 M. agrestis 1 1 100 S. vulgaris 1 0 0

Total 21 1 4,8

172

Tick infection with B. burgdorferi In our data, most of the ticks that had fed on rodents were negative for

B. burgdorferi s.l. DNA analysis of the tick removed from each animal in 3 localities of Lithuania

showed that no one harboured ticks was infected with B. burgdorferi. In Tjore 3 specimens of rodents– C. glareolus, M. agrestis and S. vulgaris were found to harbour infected ticks. On one specimen of C. glareolus were found 2 infected nymphs, one specimen of M. agrestis harboured 2 infected larvae and S. vulgaris was infested with 2 positive nymphs and 7 positive larvae. Generally, from 184 I. ricinus ticks collected on rodent in Tjore 13 (7%) were infected with B. burgdorferi.

In our study, although from 24% to 38% of captured rodents were found infected with B. burgdorferi s.l. in Lithuania and the infestation by I. ricinus in three sampling sites range from 11% to 19%, no one infected tick was found on rodents.

In Tjore the prevalence of infection in rodents was 4,8%. Rodents infestation rate with I. ricinus was 71% and infection rates of ticks was 7,1%. In this site the most of infected with B. burgdorferi s.l. ticks were found on rodents (S. vulgaris and C. glareolus) that wasn’t positive by ear biopsy. Two infected larval ticks were found on M. agrestis that was also positive by ear biopsy.

Limited participation of small rodents in the circulation of B. burgdorferi s.l. was reported by Kurtenbach et al. (1998) for a site in UK. Another study conducted in Spain detected that rodents are thus of small or no importance in the transmission of Lyme disease, because no nymphs were collected on the trapped rodents, and because most infected larvae appear to feed on birds and, to a lesser extent, on other mammals. The role of birds as reservoir hosts is now clearly established in Europe (Craine et al.1997, Humair et al. 1998) but in Lithuania has not been investigated.

Acknowledgements This work was partially supported by the Norwegian Centre for International

Cooperation in Higher Education (grant CCP 03/02: ENLINO Master program network) and Lithuanian State Science and Studies Foundation.

References Ambrasien� D., Turinaviien� J., Vašilo I., Žygutien� M. 2004. The prevalence of

Borrelia burgdorferi in Ixodes ricinus ticks detected by PCR in Lithuania. Veterinarija ir Zootechnika. 28 (50): 45-47.

Burgdorfer W., Anderson J.F., Gern L., Lane R.S., Piesman J., Spielman A. 1991. Relationship of Borrelia burgdorferi to its arthropod vectors. Scand. J. Infect. Dis. 77: 35-40.

Craine N.G., Nuttall P.A., Marriott A.C., Randolph S.E. 1997. Role of grey squirrels and pheasants in the transmission of Borrelia burgdorferi sensu lato, the Lyme disease spirochaete, in the UK. Folia Parasitol. 44:155 –160.

Dizij A., Kurtenbach K. 1995. Clethrionomys glareolus, but not Apodemus sylvaticus, acquires resistance to Ixodes ricinus L., the main European vector of Borrelia burgdorferi. Parasite Immunol. 17:177 –183.

Estrada-Pena A., Martinez J.M., Sanchez Acedo C., Quilez J., Del Cacho E. 2005. Phenology of the tick, Ixodes ricinus, in its southern distribution range (central Spain). Med. Vet. Entomol. 18:1–11.

Gil H., Barral M., Escudero R., Garcia Perez A.L., Anda P. 2005. Identification of a new Borrelia species among small mammals in areas of northern Spain where Lyme disease is endemic. Appl. Environ. Microbiol. 71:1336–1345.

173

Gray J.S., Kahl O., Robertson J., Daniel M., Estrada-Peña A., Gettinby G., Jaenson T.G.T., Jensen P., Jongejan F., Korenberg E., Kurtenbach K.N., Zeman P. 1998. Lyme borreliosis habitat assessment. Zent. Bl. Bakteriol. 287: 211–228.

Gray J.S., Kirstein F., Robertson J.N., Stein J., Kahl O. 1999. Borrelia burgdorferi sensu lato in Ixodes ricinus ticks and rodents in a recreational park in south-western Ireland. Exp. Appl. Acarol. 23:717–729.

Hofmeister E.K., Markham R.B., Childs J.E., Arthur R.R. 1992. Comparison of polymerase chain reaction and culture for detection of Borrelia burgdorferi in naturally infected Peromyscus leucopus and experimentally infected CB-17 scid/scid mice. J. Clin. Microbiol. 30: 2625–2631.

Hofmeister, E.K., Childs, J.E. 1995. Ear biopsy location influences detection of Borrelia burgdorferi by PCR but not by culture in naturally infected Peromyscus leucopus. J. Wildl. Dis. 31: 345–351.

Humair P.-F., Gern L. 1998. Relationship between Borrelia burgdorferi sensu lato species, red squirrels (Sciurus vulgaris), and Ixodes ricinus in enzootic areas in Switzerland. Acta Trop. 69: 213–227.

Humair P.-F., Postic D., Wallich R., Gern L. 1998. An avian reservoir (Turdus merula) of the Lyme borreliosis spirochetes. Zentralbl. Bakteriol. 287: 521–538.

Jaenson T.G.T., Tälleklint L. 1992. Incompetence of roe deer as reservoirs of the Lyme borreloisis spirochete. J. Med. Entomol. 29: 813–817.

Jenkins A., Kristiansen B.E., Allum A.G., Aakre R.K., Strand L., Kleveland E.J.,van der Pol I., Schouls L. 2001. Borrelia burgdorferi sensu lato and Erlichia spp. in Ixodes ticks from southern Norway. J. Clin. Microbiol. 39. 10: 3666-3671.

Kurtenbach K., Kampen H., Dizij A., Arndt S., Seitz H.M., Schaible U.E., Simon M.M. 1995. Infestation of rodents with Ixodes ricinus (Acari:Ixodidae) is an important factor in the transmission cycle of Borrelia burgdorferi s.l. in German woodlands. J. Med. Entomol. 32: 807 –817.

Kurtenbach K., Peacey M., Rijpkema S.G.T., Hoodless A.N., Nuttall P., Randolph S.E. 1998. Differential transmission of the genospecies of Borrelia burgdorferi sensu lato by game birds and small rodents in England. Appl. Environ. Microbiol. 64: 1169 –1174.

Lane R. S., Quistad G.B. 1998. Borreliacidal factor in the blood of the western fence lizard (Sceloporus occidentalis). J. Parasitol. 84: 29–34.

Magnarelli L.A., Stafford K.C. III, Bladen V.C. 1992. Borrelia burgdorferi in Ixodes dammini (Acari: Ixodidae) feeding on birds in Lyme, Connecticut, U.S.A. Can. J. Zool. 70: 2322–2325.

Matuschka F.R., Fischer P., Heiler M., Richter D., Spielman A. 1992. Capacity of European animals as reservoir hosts for the Lyme disease spirochete. J. Infect. Dis. 156: 479–483.

Matuschka F.R., Eiffert H., Ohlenbusch A., Spielman A. 1994. Amplifying role of edible dormice in Lyme disease transmission in Central Europe. J. Infect. Dis. 170: 122–127.

Mehl R., Sandven P., Braathen L. R. 1987. The sheep tick Ixodes ricinus. Vector of spirochaetoses. Tidsskr. Nor. Laege-foren.107: 1642-1644.

Mehl R. 1999. Ticks and borreliosis in Norway– Epidemiology. The Norwegian medicinal control authority. 22. Suppl 1:15-16.

Nilsson A., Lundqvist L. 1978. Host selection and movements of Ixodes ricinus (Acari) larvae on small mammals. Oikos 31: 313 –322.

Ostfeld R.S., Keesing F. 2000. The function of biodiversity in the ecology of vector-borne zoonotic diseases. Can. J. Zool. 78: 2061–2078.

174

Spielman A., Levine J.F., Wilson M.L. 1984. Vectorial capacity of North American Ixodes ticks. Yale J. Biol. Med. 57: 507 –513.

Sta�czak J., Racewicz M., Kubica-Biernat B., Kruminis-Łozowska W., D�browski J., Adamczyk A., Markowska M. 1999. Prevalence of Borrelia burgdorferi sensu lato in Ixodes ricinus ticks (Acari, Ixodidae) in different Polish woodlands. Ann. Agric. Environ. Med. 6: 127–132.

Talleklint L., Jaenson T.G. 1997. Infestation of mammals by Ixodes ricinus ticks (Acari: Ixodidae) in south-central Sweden. Exp. Appl. Acarol. 21 (12):755-71.

Žygutien� M. 2000. The entomological and acarological situation in Lithuania. Epi. North 2 (1):10–11.

175

The seasonal and daily activities of the Ixodes ricinus ticks and prevalence of infection with Borrelia burgdorferi s.l.

Daiva Ambrasiene1, Jurga Turcinaviciene2, Algimantas Paulauskas1 1Department of Biology, Vytautas Magnus University, Vileikos 8, LT- 03035 Kaunas, Lithuania 2Department of Zoology, Vilnius University, M.K. Ciurlionio 21, LT-03001 Vilnius, Lithuania

Abstract Borrelia burgdorferi sensu lato is the agent of Lyme borreliosis disease and is

transmitted by Ixodes ricinus ticks. A study was carried out to investigate the seasonal distribution and daily activity of I. ricinus, and to evaluate the natural rate of Ixodes ricinus infection with Borrelia burgdorferi sensu lato. About one thousand ticks were collected near Vilnius district (Nemencine). The generalised data of the seasonal distribution and daily activity for 2001-2002 show the highest number of I. ricinus to be registered in May, their number declining in June and July and increasing I August and September. The 343 ticks were analysed individually by the polymerase chain reaction (PCR) with fla gene specific primers. It was detected that 8.5% (29/343) ticks were infected for B. burgdorferi s.l. Females were more infected than males (20 of 177, 11.3% and 9 of 146, 6.2% respectively) and nymphs were not infected.

Introduction Ticks are vectors of more types of microorganisms than any other single

arthropod taxon, including mosquitoes (Hoogtraal 1985). There are several reasons for the potency of ticks in the spread of diseases to man and animals:

1) they are persistent bloodsuckers than attach firmly while feeding and not easily removed,

2) they are usually slow feeders which permits enough time for effective transfer of pathogens,

3) many species have a wide host range which ensures more certain sources of blood and opportunities to acquire and transmit pathogens,

176

4) they are long lived which enhances the chances of acquiring and transmitting pathogens,

5) some pathogens may be transmitted transovarially and this impacts infectivity to some members of the next generation,

6) they are relatively free of natural enemies and 7) the reproductive potential among ticks is great. Ticks Ixodes ricinus (Acari: Ixodidae) is the main vector, responsible for the

transmission of Lyme borreliosis, the widely distributed disease in Europe caused by the spirochetes Borrelia burgdorferi sensu lato (s.l). Small rodents, hedgehog, birds, deer and vole are natural reservoirs of the Borrelia spirochetes. The rate of Borrelia infection in ticks is high, both adult and nymphs are responsible for epidemiological transmission of Borrelia to humans (Dubinina et al. 2000).

Ticks I. ricinus is also common and widespread in Lithuania and B. burgdorferi s.l. occurs throughout the country (Zygutiene 2000). Since 1987 this infection has been detected in Lithuania (Zygutiene and Kilciauskiene 2000). The cases of Lyme borreliosis are identified every year. It would be useful to determine the risk zones and periods of the outbreak of this disease throughout the year in Lithuania. The present study deals with the data on the activity period duration of adult and nymphal stages. There are two activity spades in the ticks abundance dynamic: one in spring and the other late in summer to early autumn (Zygutiene 1999). The activity period of ticks lasts from April to October. The distribution of ticks depends on the environmental conditions: the monthly mean ambient temperature, environmental humidity level and the quantity of animal hosts on which ticks are feeding. Ticks exhausting their nutrient reserves and failing to find a host die quickly (Korenberg 2000). The number of ticks taken by flagging also depends on the temperature of the ground litter and the soil surface (Dubinina et al. 2000).

The aim of our study was to investigate the seasonal distribution and daily activity of I. ricinus and also to make a survey of the occurrence of B. burgdorferi sensu lato in I. ricinus using polymerase chain reaction (PCR) technique.

Materials and methods Collection of ticks

The study was conducted from 2001 to 2002 year and sampling was carried out from early spring, then the first ticks emerge after winter, to the early frost, of each year. Ixodes ricinus ticks for population dynamics investigations were collected flagging undergrowth with 1 m2 white towel in Nemencine, Vilnius district (pine forest), which is approximately 16 km from Vilnius. A total of 961 unfed I. ricinus ticks were collected in the Vilnius district in 2001 - 2002 (119 of those were nymphs, 434 - adult female and 408 adult male ticks). Attached nymphs and adults were collected into vials. I. ricinus abundance was counted separately for females, males and nymphs during their activity period. Collection of ticks was carried out four times a month within the four time intervals, to establish seasonal activity of Ixodes ricinus. To investigate daily activity, ticks were sampled within the following four intervals during the day: 1: 7-8h, 2: 11-12h, 3: 13-14 h, 4: 16-17 h. Immediately after collection ticks were immersed in 70% ethanol and stored at 4° C until proceeded. All specimens were identified as I. ricinus-like by their morphological characteristics. A total of 343 ticks (20 nymphs, 177 females and 146 males) were analyzed by PCR technique detection Borellia parasites.

177

Statistical methods

All calculations were done using the STATSOFT statistical package STATISTICA for WINDOWS 5.1 (StatSoft, 1995).

The DNA extraction from tissue of ticks

All 343 ticks were analysed individually. 2.5% ammonium hydroxide solution method was used as described by Stanczak et al. (1999) with modifications for DNA extraction.

The detection of Borrelia burgdorferi sensu lato by PCR

The ticks were tested individually for the presence of the spirochetes using polymerase chain reaction (PCR) techniques able to identify Borrelia burgdorferi s. l. as described by Ambrasiene et al. (2004).

Results and discussion The population structure of ticks

The average number of ticks found per one square kilometre was: 1.9± 0.3 females, 1.7± 0.3 males and 0.7± 0.2 nymphs. The autumn change in tick activity could be accounted mainly by a higher abundance of nymphs. The similar data were reported from Kaliningrad Region of the Russia (Dubinina et al. 2000). On the other hand, nymphs were generally the most abundant stage found as reported from Norway (Jenkins et al. 2001).

I. ricinus seasonal activity investigated in 2001–2002 demonstrated two seasonal peaks. The predominance of adult ticks was probably predetermined by the low numbers of host reservoirs (birds, rodents) on which nymphal ticks can feed.

The seasonal population activity of ticks

The seasonal activity of ticks from August to October 2001 and from April to November 2002 year is shown in Figure 1. High autumn peak of tick activity was recorded in 2001, whereas in 2002 the autumn peak was lower. The I. ricinus activity depends on a combination of temperature and air relative humidity conditions (Dubinina et al. 2000). A decrease in tick activity and lower autumn peak were probably predetermined by the high air temperature and low humidity level recorded in Lithuania at 2002. In 2001, the autumn peak of adult tick activity lasted for four weeks from August to September and then demonstrated a sharp decrease in abundance followed by complete disappearance (fig. 1). The autumn peak activity of nymphs was not registered (fig. 2).

In 2002, the spring peak activity of adult ticks continued from the beginning of April to June. The male tick activity in this period was a bit lower than that of females’ activity, the number of recorded nymphs being small. During the whole summer and autumn period activity proved to be low. The generalised data show that the highest number of I. ricinus was recorded in May, the number of ticks declined in June and July and increasing in August and in September (fig. 1). These findings are in agreement with previous data (Zygutiene 1999) and those of other studies of I. ricinus carried out in Norway and Sweden (Grays et al. 1999, Jenkins et al. 2001). The spring peak of tick activity was highest and statistically significantly differed from the autumn peak (t-test, p<0.05).

178

The daily activity of Ixodes ricinus

The peak of daily tick activity was recorded in the morning (8.00–9.00). Adults, both females and males, and nymphs demonstrated a sharp decrease in abundance from the early morning to the evening (fig.3). In the spring, ticks abundance in the morning was higher than at the same time in the summer and in the autumn. The maximum number of nymphs was collected in the spring in the early morning (8.00–9.00), whereas in autumn - at 11.00–12.00.

179

The prevalence of infection with Borrelia burgdorferi s.l. in ticks

As a target for PCR amplification we chose the flagellin gene that is known to be highly conserved among Borrelia species (Stanczak et al. 1999). Achieved specific product of 276 base pairs was considered a positive result (fig. 4).

Figure 4. Amplification (fla gene, FL6/FL7) of B. burgdorferi s.l. of Ixodes ricinus lysates demonstrated by agarose gel electrophoresis after etidium bromide staining. Line 1, 16: 50bp marker; Line 2: negative control; Line 3, 9, 12, 14: contains a positive B. burgdorferi s. l. PCR sample (276bp fragment); Line 4-8, 10, 11, 13 contains a negative B. burgdorferi s. l. PCR sample; Line 15: positive control (276bp).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

180

The prevalence of B. burgdorferi s.l. infection by PCR was shown to be 8.5% (29/343) in Vilnius district. Females were more infected than males (respectively 20 of 177, 11.3% and 9 of 146, 6.2%) and nymphs were not infected. No infection rate was shown in nymphs. It could be explained that adults generally showing the higher infection rate in a particular habitat, presumably because they will have had the chance to become infected at both the larval and nymphal stages. The rate of the infected ticks in Nemencine (Pine forest) is lower than the data showed in Lithuania. The mean of prevalence of B. burgdorferi s.l. in Lithuania - 13.4% (females -14.5%, males - 12.8% and nymphs 9.9%)(Turcinaviciene et al. 2006).

Pine forests (Vilnius district) with less humidity, minimal amounts of leaf litter are not very suitable habitat for I. ricinus. This confirms findings (Guerra et al. 2002) that the areas of suitable habitat for I. ricinus corresponded to areas of bigger prevalence of B. burgdorferi s. l.

Acknowledgements The authors thank Centre for Communicable Diseases Prevention and Control

and Vilnius Public Health Centre for assistance with the collection of ticks, for MBI Fermentas (Lithuania) for PCR reagents supply, Biomedicinos tyrimu centras (Lithuania) for excellent technical help. This study was supported by the Lithuanian State Science and Studies Foundation.

References Ambrasiene D., Turcinaviciene J., Vascilo I., Zygutiene M. 2004. The prevalence of

Borrelia burgdorferi in Ixodes ricinus ticks detected by PCR in Lithuania. Veterinarija ir zootechnika. 28.

Dubinina H.V., Alekseev A.N., Jensen P.M., Macrouchina N.A. 2000. Daily activity of uninfected and Borrelia-infected Ixodes ricinus ticks (Acarina, Ixodidae): Lyme borreliosis risk evaluation for different time intervals. Ekologija 4: 27–31.

Gray J.S., Kirstein F., Robertson J.N., Stein J. and Kahl O. 1999. Borrelia burgdorferi sensu lato in Ixodes ricinus ticks and rodents in a recreational park in south-western Ireland. Exp. Appl. Acarol. 23: 717–729.

Guerra M., Walker E., Jones C., Paskewitz S., Cortinas M.R., Stancil A, Beck L, Bobo M, Kitron U. 2002. Predicting the risk of Lyme disease: habitat suitability for Ixodes scapularis in the north central United States. Emerg Infect Dis. 8(3):289-97.

Hoogstral H. 1985. Argasid and Nuttalliellid ticks as parasities and vectors. Adv. Parasitol. 24: 135 – 238.

Jenkins J., Kristiansen B.E., Allum A.G., Aakre R.K., Strand L., Kleveland E.J., Van de Pol I., Schouls L. 2001. Borrelia burgdorferi sensu lato and Erlichia spp. in Ixodes ticks from Southern Norway. J. Clin. Microbiol. 39 (10): 3666–3671.

Korenberg E.L. 2000. Seasonal population dynamics of Ixodes ticks and ticks-borne encephalitis virus. Exp.Appl. Acarol. 24 (9): 665–81.

Sta�czak J., Racewicz M., Kubica-Biernat B., Kruminis-Łozowska W., D�browski J., Adamczyk A., Markowska M. 1999. Prevalence of Borrelia burgdorferi sensu lato in Ixodes ricinus ticks (Acari, Ixodidae) in different Polish woodlands. Ann. Agric. Environ. Med. 6: 127–132.

Turcinaviciene J., Ambrasiene D., Paulauskas A., Radzijevskaja J., Rosef O.,Zygutiene M. 2006. The prevalence and distribution of Borrelia burgdorferi sensu lato in host seeking Ixodes ricinus ticks in Lithuania. Biologija 1: 54-59.

Zygutiene M. 1999. Regularities of distribution in Lthuania and epidemiological significance of blood-sucking dipterans (Insecta, Diptera) and ticks (Acarina).

181

Summary of doctoral dissertation. [Kraujasiurbiu dvisparniu (Insecta, Diptera) ir erkiu (Acarina) paplitimo desningumai Lietuvoje ir ju epidemiologine reiksme. Daktaro disertacijos santrauka. Biomedicinos mokslai: zoologija (05B), Vilnius: Ekologijos institutas.]

Zygutiene M., Kilciauskiene V. 2000. Distribution of the tick-borne encephalitis virus and the Lyme disease agent in Lithuania in 1970 – 1988. Ixodic ticks and their epidemiological significance. Health environment. 4: 16-25 [Erkinio encefalito viruso ir Laimo ligos sukelejo paplitimas Lietuvoje 1970–1998 m. Iksodines erkes ir ju epidemiologine reiksme. Sveikatos aplinka. 4: 16–25.]

Zygutiene M. 2000. The entomological and Acarological Situation in Lithuania. EpiNorth. 2 (1): 10–11.

182

183

Prevalence of Borrelia burgdorferi s.l. in Ixodes ricinus collected from five wooded areas in Lower Silesia (Poland)*

Dorota Kiewra, Katarzyna Rydzanicz, El�bieta Lonc Department of Parasitology, Institute of Genetics and Microbiology, Wroclaw University, Przybyszewskiego str. 63, 51-148 Wroclaw, Poland, e-mail: dorotak@microb.uni.wroc.pl

*This research has been financed by grant No. 2558/W/IGiM/05 from the University of Wroclaw

Abstract This study examined the prevalence of Borrelia burgdorferi s.l. infection in the tick,

Ixodes ricinus. Ticks were collected from five wooded areas in Lower Silesia (Mi�kinia, Milicz, Oborniki l., Oława, wieradów). A total of 452 Ixodes ricinus (270 nymphs, 93 females and 89 males) was collected from April to November 2005 using the flagging method. Ticks were squashed and macerated in PBS buffer and examined for the presence of B. burgdorferi s.l. spirochaetes by fluorescence microscopy and an indirect immunofluorescence assay (IFA). Thirteen percent of the 452 ticks collected were infected with B. burgdorferi s.l. The highest percentage of infected ticks was noted in the wieradów district (15%) while the lowest percentage was found in the Oborniki l district (8%). These percentages are not statistically different (p = 0.786). Adult ticks (23%) were significantly (p < 0.000) more infected when compared with nymphs (7%).

Introduction Ixodes ricinus, the most commonly recorded tick in Poland is also the main

vector of Lyme borreliosis (Prokopowicz 1995, Nowakowski et al. 2000, Kiewra and Lonc 2004). In 2004, the Polish State Hygiene Institute documented over 3800 cases of Lyme disease (10 cases per 100,000 inhabitants) in Poland (www.pzh.gov.pl). The disease occurs in all of the provinces of Poland. In Lower Silesia 94 cases of Lyme borreliosis were recorded in 2002, 132 cases in 2003 and 212 cases in 2004. This multi-systemic zoonosis is caused by a spirochete species complex, Borrelia burgdorferi

184

sensu lato (s.l.). The complex consists of over 10 species (genospecies) of which B. burgdorferi sensu stricto (s.s.), B. garinii and B. afzelii are the major agents. Borrelia burgdorferi s.s. is the dominant genospecies in North America, whereas several different genospecies of B. burgdorferi s.l. are present in Europe (Liebisch et al. 1998, Junttila et al. 1999, Misonne et al. 1998).

Infected ticks have been found in rural deciduous and mixed forests as well as in the forested areas of large cities such as Warszawa (Si�ski and Rijpkema 1997), Katowice (Si�ski et al. 1994, Pet’ko et al. 1997), Pozna� (Nowosad et al. 1999, Michalik et al. 2003), Szczecin (Skotarczak 2000, Humiczewska 2001, Wodecka 2003, Kosik-Bogacka et al. 2004), Gda�sk, Sopot, Gdynia (Sta�czak et al. 2004). Up to now l��a Massif, stretching ca 35 km south-west of Wrocław, is the only area on Lower Silesia where infected ticks were detected (Kiewra i wsp. 2003, Kiewra i Lonc 2004, Kiewra 2005). Less is known about the prevalence of B. burgdorferi s.l. in ticks occurred in other wooded areas around Wrocław.

The aim of this study was to estimate the prevalence of B. burgdorferi s.l. in I. ricinus ticks collected from five forested areas in Lower Silesia.

Material and methods The sampling sites consisted of five areas (Mi�kinia, Milicz, Oborniki l, Oława

and wieradów) administered by the District Forestry Offices of The Regional Directorate of State Forests in Wrocław. The predominating habitats of the sites were mixed, deciduous and coniferous forests of the lowland type (Milicz, Oborniki, Oława and a northern part of wieradów) and the mountainous forests of the upland type (Mi�kinia in the l��a Massif and the southern part of wieradów in the Izerskie Mountains). Protected areas, i.e. the l��a Landscape Park in the District Mi�kinia and the Barycz River Valley Landscape Park in the District Milicz are important recreational ground for the inhabitants of Lower Silesia. Ticks were collected from April to November 2005 using the flagging method. The ticks were examined for species, stage and sex, placed in individual tubes, and stored at 40C until they were prepared for further study.

Each specimen was rinsed in 70% ethanol, squashed and macerated in10 µl of PBS buffer on a standard microscope slide (bioMerieux). Slide preparations were air-dried and then fixed in acetone for 15 min. Borrelia burgdorferi s.l. spirochetes were detected by an indirect immunofluorescence assay (IFA) using anti-B. burgdorferi rabbit antibodies and goat anti-rabbit IgG conjugated with fluorescein isocyanate (FITC) (Kosik-Bogacka at al. 2002). Positive IFA reactions were detected by fluorescence microscopy.

The chi-square test was used to determine the statistical significance of the results.

Results Ixodes ricinus was the only tick species found in the five sampling sites. A total

of 452 ticks (270 nymphs, 93 females and 89 males) was collected and processed for IFA (Table 1). Sixty one or 13% of the 452 ticks exhibited an IFA reaction for B. burgdorferi s.l. spirochetes. The percentage of ticks infectivity ranged from a low of 8% in Oborniki l district ticks to a high of 15% in wieradów district. There was no statistically significant difference in tick infectivity percentages for the two sampling regions (p = 0.786). The calculated 99% confidence interval for infected ticks is between 9% and 17%. No statistically significant difference was found between adult male and adult female infectivity (p = 0.423). However, a statistically significantly

185

greater percentage (p < 0.000) of adult ticks (23%) were infected than compared to nymph stage ticks (7%).

Table 1. Prevalence of Borrelia burgdorferi sensu lato in Ixodes ricinus collected at five sampling sites in Lower Silesia (I = IFA positive; n = number of examined specimens, (%) = percentage of IFA positive specimens).

Developmental stage of ticks

nymphs males females

Total number

of ticks in

district

The District

Forestry

Offices n I n I n I n I (%)

Mi�kinia 157 14 34 8 26 9 217 31 (14)

Milicz 41 5 1 0 0 0 42 5 (12)

�wieradów 36 1 34 6 48 11 118 18 (15)

Oława 12 0 14 3 12 1 38 4 (11)

Oborniki 24 0 6 2 7 1 37 3 (8)

Total 270 20 89 19 93 22 452 61 (13)

Discussion The occurrence and prevalence of tick species infected with Borrelia is highly

variable and dependent on a variety of ecological conditions. In Europe the overall proportions of unfed I. ricinus infected with B. burgdorferi s.l. were 1.9% (range 0 - 11%) for larvae, 10.8% (2 - 43%) for nymphs and 17.4% (3 - 58%) for adults (Hubalek and Halouzka 1998). In Poland, 0.77% - 58.00% of tick populations are infected with B. burgdorferi (Skotarczak 2000). This study confirmed that I. ricinus is the most abundant tick species in Lower Silesia. Ixodes ricinus was the only species of tick found in the five Lower Silesian sampling sites (year 2005), with 13% of the collected ticks infected with B. burgdorferi s.l. spirochaetes. This finding is similar to that previously reported in a year 2003 study of Lower Silesian ticks in l��a Massif (Kiewra and Lonc 2004, Kiewra 2005).

In the present study B. burgdorferi s.l. was more frequently detected in adults ticks when compared with nymphs. A higher percentage of infected adult ticks compared to infected nymphs was also observed by other investigators (Bukowska et al. 2003, Humiczewska et al. 2003).

The occurrence of Lyme borreliosis in human population is associated with exposure to ticks infected with B. burgdorferi s.l. The largest number of Lyme borreliosis cases have been noted among forestry workers or inhabitants of woodland areas (Dobracki and Dobracka 1997, Chmielewska-Badora 1998, Ni�cigorska et al. 2003). The present results correlate with the examinations of workers in ten Districts Forestry Offices in Lower Silesia (Dobracka et al. 2004). Serological studies demonstrated that 16% of foresters and woodsmen in the southwestern part of Lower Silesia and 23% of the forest workers in districts surrounding Wrocław exhibited antibodies against B. burgdorferi . In this study no statistically significant differences were noted among the percentages of infectivity for ticks collected in the five sampling

186

districts. The occurrence of infected B. burgdorferi ticks in each of the areas examined in this investigation suggests that the inhabitants of certain areas of Lower Silesia are at risk for Lyme borreliosis. The difference in the levels of antibodies against B. burgdorferi in the forestry workers from particular districts may be associated with tick abundance and the frequency of human-biting. Thus, the risk of human infection by B. burgdorferi may depend on the prevalence of spirochaetal infections in the transmiting stage of the vector ticks as well as tick population abundance.

Acknowledgements The authors thank Piotr Bere� (RDLP Wrocław) for help in tick collection as

well as Maciej Sobczy�ski (Ph.D. student, Department of Genomics, Institute of Genetics and Microbiology, Wroclaw University) for statistical analysis of the results.

References Bukowska K., Kosik-Bogacka D., Kuzna-Grygiel W. 2003. The occurrence of Borrelia

burgdorferi sensu lato in the populations of Ixodes ricinus in forest areas of Szczecin during 2000-2001. Ann. Agric. Environ. Med. 10 (1): 5-8.

Chmielewska-Badora J. 1998. Seroepidemiologic study on Lyme borreliosis in the Lublin region. Ann. Agric. Environ. Med. 5: 183-186.

Dobracki W., Dobracka B., Kiewra D., Zaródzka Z., Kaczmarczyk A., Bere� P., Pietru�ko G. 2004. Badania przeciwciał przeciw Borrelia burgdorferi u pracownków nadle�nictw podległych Regionalnej Dyrekcji Lasów Pa�stwowych we Wrocławiu. W: Buczek A, Błaszak C. (eds.): Stawonogi. Interakcje paso�yt-�ywiciel. Wydawnictwo Drukarnia LIBER. Lublin: 215-221.

Dobracki W., Dobracka B. 1997. Zaka�enie Borrelia burgdorferi – nara�enie zawodowe czy nie? Prob. Hig. 54:148-151.

Hubálek Z., Halouzka J. 1998. Prevalence rates of Borrelia burgdorferi sensu lato on host-seeking Ixodes ricinus ticks in Europe. Parasitol. Res. 84: 167-172.

Humiczewska M. 2001. Aktywno�� sezonowa kleszczy Ixodes ricinus w biotopach nadwodnych i le�nych Szczecina i okolic oraz ich zaka�enie kr�tkami Borrelia burgdorferi. Wiad. Parazytol. 47 (3): 389-393.

Humiczewska M., Ku�na-Grygiel W., Kołodziejczyk L., Białek S., Kozłowska A., Rozen W., Sych Z. 2003. Ekstensywno�� zaka�enia populacji Ixodes ricinus kr�tkami Borrelia burgdorferi sensu lato w lasach północno-zachodniej Polski. Wiad. Parazytol. 49 (3): 255-271.

Junttila J., Peltomaa M., Soini H., Marjamaki M., Viljanen M. K. 1999. Prevalence of Borrelia burgdorferi in Ixodes ricinus ticks in urban recreational areas of Helsinki. J. Clin. Microbiol. 37 (5): 1361-1365.

Kiewra D. 2005. Dynamika populacji kleszczy pospolitych (Ixodes ricinus L.) w Masywie l��y i ich wektorowa rola w boreliozie z Lyme. Wiad. Parazytol. 51 (2): 171-172.

Kiewra D., Lonc E. 2004. Biologia kleszczy pospolitych (Ixodes ricinus L.) i ich patogenów w okolicach Wrocławia. Wiad. Parazytol. 50 (2): 259-264.

Kiewra D., Lonc E., Rydzanicz K. 2003. Mikroflora jelitowa wybranych gatunków komarów i kleszczy odłowionych z terenów rekreacyjnych okolic Cz�stochowy i Wrocławia. W: Buczek A, Błaszak C. (eds.), Stawonogi i �ywiciele. Wydawnictwo Drukarnia LIBER. Lublin: 313-325.

Kosik-Bogacka D., Bukowska K., Ku�na-Grygiel W. 2002. Detection of Borrelia burgdorferi sensu lato in mosquitoes (Culicidae) i nrecreational areas of the city of Szczecin. Ann. Agric. Environ. Med. 9: 55-57.

187

Kosik-Bogacka D., Kuzna-Grygiel W., Bukowska K. 2004. The prevalence of spirochete Borrelia burgdorferi sensu lato in ticks Ixodes ricinus and mosquitoes Aedes spp. within a selected recreational area in the city of Szczecin. Ann. Agric. Environ. Med. 11 (1): 105-108.

Liebisch G., Sohns B., Bautsch W. 1998. Detection and typing of Borrelia burgdorferi sensu lato in Ixodes ricinus ticks attached to human skin by PCR. J. Clin. Microbiol. 36 (11):3355-3358.

Michalik J., Hofman T., Buczek A., Skoracki M., Sikora B. 2003. Borrelia burgdorferi s.l. in Ixodes ricinus (Acari: Ixodidae) ticks collected from vegetation and small rodents in recreational areas of the city of Poznan. J. Med. Entomol. 40 (5): 690-697.

Misonne M. C., Van Impe G., Hoet P.P. 1998. Genetic heterogeneity of Borrelia burgdorferi sensu lato in Ixodes ricinus ticks collected in Belgium. J. Clin. Microbiol. 36 (11): 3352-3354.

Ni�cigorska J., Skotarczak B., Wodecka B. 2003. Borrelia burgdorferi infection among forestry workers - assessed with an immunoenzymatic method (ELISA), PCR and correlated with the clinical state of the patients. Ann. Agric. Environ. Med. 10 (1): 15-19.

Nowakowski G., Kocha�ska-Dziurowicz A., Widala E. 2000. Kr�tkowica kleszczowa – borelioza z Lyme. Przegl. Lek. 57 (7-8): 424-426.

Nowosad A., Jenek J., Glazaczow A., Wal M. 1999. Ticks Ixodes ricinus (Linnaeus, 1758) from selected municipal forests of the city Poznan and their infection with the spirochetes Borrelia burgdorferi senso lato. Przegl Epidemiol. 53 (3-4): 299-308.

Pet’ko B., Siuda K., Stanko M., Tresova G., Karbowiak G., Fricova J. 1997. Borrelia burgdorferi sensu lato In the Ixodes ricinus ticks In southern Poland. Ann. Agric. Environ. Med. 4: 263-269.

Prokopowicz D. 1995. Choroby przenoszone przez kleszcze. Wyd. Fundacji B�chnera. Warszawa.

Si�ski E., Karbowiak G., Siuda K., Buczek A., Jongejan F. 1994. Zaka�enie kleszczy Borrelia burgdorferi w wybranych rejonach Polski. Przegl. Epidemiol. 48 (4): 461-465.

Si�ski E., Rijpkema S.G. 1997. Wyst�powanie zaka�e� Borrelia burgdorferi s.l. u kleszczy Ixodes ricinus w miejskim i podmiejskim biotopie le�nym. Przegl. Epidemiol. 51 (4): 431-435.

Skotarczak B. 2000. Wykrywanie Borrelia burgdorferi sensu lato w kleszczach Ixodes ricinus metod� ła�cuchowej reakcji polimerazy (PCR). Wiad. Parazytol. 46 (1): 93-99.

Sta�czak J., Gabre R.M., Kruminis-Lozowska W., Racewicz M., Kubica-Biernat B. 2004. Ixodes ricinus as a vector of Borrelia burgdorferi sensu lato, Anaplasma phagocytophilum and Babesia microti in urban and suburban forests. Ann. Agric. Environ. Med. 11(1):109-14.

Wodecka B. 2003. Wyst�powanie genogatunków Borrelia burgdorferi sensu lato w kleszczach Ixodes ricinus na terenach rekreacyjnych Szczecina. W: Buczek A. Błaszak C. (red.), Stawonogi i �ywiciele. Wydawnictwo LIBER. Lublin: 221-230.

188

189

The occurrence of Borrelia burgdorferi sensu lato in the urban populations of mosquitoes in the Wrocław area*

Katarzyna Rydzanicz, Dorota Kiewra, El�bieta Lonc Department of Parasitology, Institute of Genetics and Microbiology, Wroclaw University, Przybyszewskiego str. 63, 51-148 Wroclaw, Poland, e-mail: k.rydz@microb.uni.wroc.pl

*This research has been financed by grant No. 2558/W/IGiM/05 from the University of Wroclaw

Abstract A total of 386 mosquito imagines and 355 larvae were collected from the June to

October 2005 in the Wroclaw area. They were representatives of four genera: Culex (81%), Aedes (18%), Culiseta (0.9%) and Anopheles (0.1%). Mosquito specimens were examined for the presence of Borrelia burgdorferi sensu lato spirochaetes infections by indirect immunofluorescence assay using rabbit anti-Borrelia burgdorferi (strain 1B29) pollyclonal antibodies as well as FITC-labeled goat anti-rabbit antibodies IgG. Positive readings of the IFA reaction were noted in 2.2% of the collected mosquito females as well as in 4.2% males, and only in 0.3% of Culex pipiens larvae. The observed prevalence and infection intensity of mosquito confirm a potential role of those haematophagous insects in epidemiology of Lyme disease.

Introduction Lyme borreliosis caused by Borrelia burgdorferi sensu lato (s.l.) spirichaetes is

nowadays one of the most common tick-borne diseases. It is transmitted mostly by the common tick, Ixodes ricinus (Buczek and Błaszak 2002, 2005). Results of some authors also indicate that haematophagous mosquitoes may play a role in ecology and epidemiology of Lyme disease (Burgdorfer 1982, Burgdorfer et al. 1991, Halouzka et al. 1997, Halouzka et. al. 1999, Hubálek and Halouzka 1997, Hubálek et al. 1998, Magnarelli and Anderson 1988; Magnarelli et. al. 1986 and 1987; Sanogo et. al. 2000, Žakovska et al. 2000, Žakovska et al. 2002, Kosik-Bogacka et al. 2004). So far, only a few cases of Lyme disease have been reported that were associated with insect bites

190

(Doby et al. 1986, Luger 1990). However, only one case has been so far described in the literature in which erythema migrans occurred after a mosquito bite (Hard 1966).

The aim of this study was to check the occurrence of spirochaetes, Borrelia burgdorferi sensu lato in the urban population of mosquitoes inhabiting some recreational areas of Wrocław (Poland).

Material and methods Larvae and imagines of mosquitoes were collected during their high activity

(from June to October 2005) within parks, allotments and other recreational areas of Wroclaw. Adults were caught using mosquito CO2 trap kits made by Clarke Environmental Mosquito Management Inc., USA (Rydzanicz et al. 2005). Mosquito larvae were sampled using a mosquito water dipper from irrigation fields and canals. The specimens were identifed to genera or species level with the use of keys by Monczadskij (1951) and Skierska (1971, 1977).

Mosquito infection with B. burgdorferi s.l. spirochaetes were checked by indirect immunofluorescence assay described by Kosik-Bogacka et al. (2002). Spirochaetes were detected using rabbit anti-Borrelia burgdorferi (strain 1B29) pollyclonal antibodies as well as FITC-labeled goat anti-rabbit antibodies IgG. The results in the form of fluorescent complexes: spirochaetes-antibodies anti-B. burgdorferi-antibodies- marked antibodies were evaluated under a fluorescence microscope.

Chi-square test was used to verify the differences in infection level among different mosquito stages (larvae and adults) with B. burgdorferi spirochaetes.

Results A total of 741 mosquitoes including 386 imagines and 355 larvae were collected

between June and October 2005 (Table 1). The most numerous (733 individuals) were representatives of Culex (81%) and

Aedes (18%) genera. The imagines belonging to the Culiseta and Anopheles genera were noted below 1% (0.9 and 0.1%, respecively). Adult mosquitoes were represented by 52.1% of the collected specimens, the remaining were larvae (47.9%).

The only 11 mosquitoes (1.5%) of the total collection, were infected with B. burgdorferi s.l. The positive immunofluorescence reaction was observed exclusively in mosquitoes of the genus Culex (imagines and larvae) and Aedes (only imagines). Spirochaetes of B. burgdorferi s.l. were detected in 7 females (2.2%) and in 3 males (4.2%). The prevalence of B. burgdorferi s.l. was higher in females of the Aedes genus (14.8%) than in the Culex genus (1.0%). B. burgdorferi spirochaetes were also detected in Aedes and Culex male on the level 2.8% and 1.4%, respectively. Among the collected mosquito larvae of the Cx. pipiens the prevalence of B. burgdorferi s.l. was 0.3%. Besides determined percentage diferences in infection level between adult mosquitoes and larvae of Culex genus no statistical differences were found (p=0.1631). Significant differences in infection level were found only between adult mosquitoes belonging to Culex and Aedes genera (p=0,0011).

191

Table 1. Prevalence of mosquitoes infection with spirochaetes of B. burgdorferi s.l. in Wrocław area

*those species, whose number of specimens formed over 50% of examined genera.

Discussion Up to now, spirochaetes have been detected by microscopic method in a few

mosquito species such as Cx. pipiens, Ae. aegypti, Ae. canadensis (Theobald), Ae. stimulans (Walker) and Aedes triseriatus (Say) (Sinton and Shute 1939, Magnarelli and Anderson 1988). Žakovska et al. (2000, 2002) showed the presence of B. burgdorferi s.l. by DFM method (verified by PCR method) not only in adults (Aedes sp.) but also in Culex pipiens larvae from the city Brno. Earlier research carried out by Halouzka (1993) in the Czech Republic resulted in detecting higher B. burgdorferi s.l. infection level (from 3.5% to 4.3%) in Ae. vexans (4.1%) and Cx. pipiens complex of mosquitoes. In the South Moravia spirochaetes were also found in Ae. cantans and Ae. sticticus (Halouzka et al. 1997).

In Poland, mosquitoes as potential vectors of B. burgdorferi s.l. bacteria were examined only by some authors. Kubica-Biernat et al. (1998) found mostly by IFA method spirochaetes incidence in mosquito females belonging to Aedes, Culex and Anopheles genera (0,5%), which were caught in the vicinity of Gda�sk and in Białowieski primeval forest. Kosik-Bogacka et al. (2002) using only IFA method recorded 3.2 and 0.6% B. burgdorferi s.l. spirochaetes infection in 650 Aedes females in Szczecin vicinity.

The raported detection of spirochaetes in 1.5% mosquitoes indicates their potential role in the epidemiology of Lyme disease. A long-lasting survey of mosquito population dynamics in the Wroclaw area has proved the presence of constant larvae breeding sites and occurrence of plague-like numbers of adult mosquitoes in direct neighbourhood of buildings and city parks (Lonc and Rydzanicz 2003, Rydzanicz and Lonc 2003). It results in frequent exposition of Wroclaw’s inhabitants to mosquito biting.

The presence of B. burgdorferi s.l. spirochaetes in males and larvae of mosquitoes may indicate a probably transstadial and transovarial transfer of the bacteria. It suggests that this phenomen on occurs not only in ticks, but in blood-sucking insects as well. The low rate of B. burgdorferi s.l. infection in mosquitoes, compared to the ticks, probably results from a short time of bacteria survival (2 weeks) in a mosquito organisms (Magnareli et al. 1987).

Number of mosquitoes collected (%)

Number of mosquitoes IFA positive (%) Genus Dominant

species* females larvae males Total females larvae males Total

AEDES Ae. vexans, Ae. cinereus

105 (14.2) 0 28

(3.8) 133 (18)

5 (4.8) 0 2

(7.1) 7

(5.3)

Culex Cx. pipiens 201 (27.1)

355 (48.0)

44 (5.9)

600 (81)

2 (1.0)

1 (0.3)

1 (2.3)

4 (0.7)

Culiseta Cs. annulata 7 (0.9) 0 0 7

(0.9) 0 0 0 0

Anopheles An. maculipennis

1 (0.1) 0 0 1

(0.1) 0 0 0 0

TOTAL 314

(42.3) 355

(48.0) 72

(9.7) 741

(100) 7

(2.2) 1

(0.3) 3

(4.2) 11

(1.5)

192

References Buczek A., Błaszak Cz. 2002. Stawonogi w medycynie. Wyd. Drukarnia LIBER,

Lublin, ss. 306. Buczek A., Błaszak Cz. 2005. Stawonogi – ró�norodno�� form i oddziaływa�. Wyd.

KOLIBER, Lublin, ss. 374. Burgdorfer W., Barbour A.G., Hayes S.F., Benach J.L., Grunwaldt E., Davis J.P. 1982.

Lyme disease-a tick-borne spirochetosis? Science 216:1317-1319. Burgdorfer W., Anderson J.F., Gern L., Lane R.S., Piesman J., Spielman A. 1991.

Relationship of Borrelia burgdorferi to its arthropod vectors. Scand. J. Infect. Dis. – Suppl. 77, 35-40.

Doby J.M., Anderson J.F., Couatarmanach A., Magnarelli L.A., Martin A.1986. Lyme disease in Canada with possible transmission by an insect. Zentralbl. Bacteriol. Microbiol.. Hyg. [A], 263, 488-490.

Hard S. 1966. Erythema chronicum migrans (Afzelii) associated with mosquito bite. Acta Derm. Venereol. 46: 473-476.

Halouzka J. 1993. Borreliae in Aedes vexans and hibernating Culex pipiens molestus mosquitoes. Biologia (Bratislavia) 48: 123-124.

Halouzka J., Postic D., Hubálek Z. 1997. Isolation of Borrelia afzelii from mosquitoes. Med. Vet. Entomol. 12: 101-103.

Halouzka J., Wilske B., Stunzner D., Sanogo Y.O., Hubalek Z. 1999. Isolation of Borrelia afzelii from overwintering Culex pipiens biotype molestus mosquitoes. Infection 27: 275-277.

Hard S. 1966. Erythema chronicum migrans (Afzelii) associated with mosquito bite. Acta Derm. Venereol. 46: 473-476.

Hubálek Z., Halouzka J. 1997. Distribution of Borrelia burgdorferi sensu lato genomic groups in Europe, a review. Eur. J. Epidemiol. 13: 951-957.

Hubálek Z., Halouzka J. 1998. Prevalence rates of Borrelia burgdorferi sensu lato on host-seeking Ixodes ricinus ticks in Europe. Parasitol. Res. 84: 167-172.

Hubálek Z., Halouzka J., Jurcicova Z. 1998. Investigation of haematofagous arthropods for borreliae summarized data, 1988-1996. Folia Parasitol. 45: 67-72.

Kosik-Bogacka D., Bukowska K., Ku�na-Grygiel W. 2002. Detection of Borrelia burgdorferi sensu lato in mosquitoes (Culicidae) in recreation areas of the city of Szczecin. Ann. Agric. Environ. Med. 9 (1): 55-57.

Kosik-Bogacka D., Ku�na-Grygiel W., Bukowska K. 2004. The prevalence of spirochaete Borrelia burgdorferi sensu lato in ticks Ixodes ricinus and mosquitoes Aedes spp. within a selected recreational area in the city of Szczecin. Ann. Agric. Environ. Med. 11: 105-108.

Kubica-Biernat B., Sta�czak J., Racewicz M., Kruminis-Łozowska. 1998. Detection of etiolgical agent of lyme borreliosis in native mosquitoe (Diptera: Culicidae) population. Wiad. Parazytol. 44: 756-757.

Lonc E., Rydzanicz K. 2003. Mosquito larvae (Diptera: Culicinae) collected from water bodies in the Wrocław area. Wiad. Parazytol. 49 (1): 93.

Luger S.W. 1990. Lyme disease transmitted by a biting fly. N. Engl. J. Med. 322: 1752. Magnarelli L.A., Anderson J.F., Barbour A. G. 1986. The etiologic agent of Lyme

disease in deer flies, horse flies, and mosquitoes. J. Infect. Dis. 154: 355-358. Magnarelli L.A., Freier J.E., Anderson J.F. 1987. Experimental infection of mosquitoes

with Borrelia burgdorferi, the etiologic agent of Lyme disease. J. Infect. Dis. 156: 694-695.

193

Magnarelli L.A., Anderson J.F. 1988. Ticks and biting infection with the etiologic agent of Lyme disease, Borrelia burgdorferi. J. Clin. Microbiol. 26: 1482-1486.

Monadskij A.S. 1951. Liinki krovososušich komarov SSSR i sopredelnych stran (podsem. Culicinae). Opredeliteli po faune SSSR. 37, Moskva-Leningrad.

Rydzanicz K., Lonc. E. 2003. Species composition and seasonal dynamics of mosquito larvae in the Wrocław, Poland area. Journ. Vect. Ecol. 28 (2): 28: 255-266.

Rydzanicz K., Sobczy�ski M., Baraniecka I. 2005. rodowiskowe uwarunkowania wieczornej aktywno�ci komarów (Diptera: Culicinae) na terenie Wrocławia. Wiad. Parazytol. 51: 287-294.

Sanogo Y.O., Hálouzka J., Hubalek Z., Nemec M. 2000. Detection of spirochetes in, and isolation from, Culicinae mosquitoes. Folia Parasitol. 47: 79-80.

Sinton J.A., Shute P.G. 1939. Sprochaetal infections of mosquitoes. J. Trop. Hyg. 9: 125-126.

Skierska B. 1971. Klucze do oznaczania owadów Polski. Cz��� XXVIII. Muchówki-Diptera. Zeszyt 9a. Komary-Culicidae. Larwy i poczwarki (z uwzgl�dnieniem jaj niektórych gatunków). PWN, Warszawa.

Skierska B. 1977. Klucze do oznaczania owadów Polski. Cz��� XXVIII. Muchówki-Diptera. Zeszyt 9b. Komary-Culicidae. Postacie dojrzałe. PWN, Warszawa.

Žakowska A., Denis M., Pejchalowá. 2000. Spirochaetes in Aedes species, Culex pipiens pipiens larvae and hibernating Culex pipiens molestus mosquitoes detected with dark field microscopy (DFM) and polymerase chain reaction (PCR) methods. Biologia, Bratislavia 55: 667-670.

Žakowska A., Nejedlá P., Holíková A., Denis M. 2002. Positive findings of Borrelia burgdorferi in Culex (Culex) pipiens pipiens in the surrounding of Brno city determined by the PCR method. Ann. Agric. Environ. Med. 9: 257-259.

194

195

Ryzyko zaka�enia kr�tkami Borrelia burgdorferi s.l. w biotopach le�nych okolic Warszawy

Marta Hajdul1, Małgorzata Zaremba1, Grzegorz Karbowiak2, Edward Si�ski1 1Zakład Parazytologii, Instytut Zoologii, Wydział Biologii, Uniwersytet Warszawski ul. Miecznikowa 1, 02-096 Warszawa, e-mail: esinski@biol.uw.edu.pl 2Instytut Parazytologii im. W. Stefa�skiego PAN ul. Twarda 51/55, 00-818 Warszawa

Risk of infection with Borrelia burgdorferi s.l. in wooded biotops around Warsaw, Poland

Abstract The objective of the present study was to determine the seasonality of risk of acquiring

infection with Borrelia burgdorferi s.l. from wooded, recreational regions of Warsaw, Poland. The study was carried out on a monthly basis in heterogeneous, deciduous woodland at Bielany and Kabaty, between April and October 2003 and 2004. The prevalence of tick infection with B. burgdorferi s.l. was determined using the PCR method. This study confirms that risk of infection with spirochetes is solely determined by the distribution and abundance of I. ricinus stages capable of transmitting B. burgdorferi s.l. to humans. Seasonal changes in day length, temperature and humidity are important environmental factors that dictate ticks seeking activity. An extremely high abundance of ticks infected with B. burgdorferi s.l. (all ticks, females and nymphs 15,9%, 29.7 and 16.2%, respectively), may significantly contribute to the risk of infection, especially in the late spring.

Wst�p Borrelia burgdorferi, kr�tki z grupy Spirochetae, s� etiologicznym czynnikiem

boreliozy u ludzi i zwierz�t. Kr�tki B. burgdorferi s.l. przenoszone s� pomi�dzy ró�nymi gatunkami ptaków i ssaków przez kleszcze z rodzaju Ixodes. W Europie głównym wektorem dla B. burgdorferi s.l. jest powszechnie wyst�puj�cy kleszcz pospolity - Ixodes ricinus (Gray 1991). Z wcze�niejszych bada� prowadzonych w drugiej połowie lat 90-tych w ró�nych rejonach Polski, wynika �e odsetek kleszczy I. ricinus zaka�onych kr�tkami B. burgdorferi s.l. wynosi od kilku do kilkunastu procent (Kubica-Biernat i Sta�czak 1998). Kr��enie B. burgdorferi w �rodowisku naturalnym

196

jest uwarunkowane liczebno�ci� wła�ciwego wektora oraz obecno�ci� w danym biotopie zwierz�t stanowi�cych ich naturalne �ródło (Randolph i Storey 1999). Takie czynniki jak: (1) geograficzne rozmieszczenie i stopie� zag�szczenia kleszczy zaka�onych kr�tkami Borrelia, (2) zag�szczenie populacji ptaków i ssaków zaka�onych kr�tkami, oraz (3) lokalne wła�ciwo�ci biotopów, wpływaj� znacz�co na zró�nicowanie ryzyka boreliozy u ludzi (Fish, 1995). W Polsce, w rejonach endemicznych dla I. ricinus, zaka�enie kr�tkami B. burgdorferi s.l. jest wysokie, si�gaj�c od 15 do 20% (Si�ski i wsp. 1994, Wegner i wsp. 1994, Si�ski i wsp. 1997, Skotarczak i Wodecka 2002, Michalik i wsp. 2003). W nielicznych z dost�pnych bada� podejmowano prób� okre�lenia ryzyka zaka�enia kr�tkami Borrelia w rekreacyjnych biotopach le�nych i parkach wi�kszych aglomeracji miejskich (Wegner i wsp. 1997, Michalik i wsp. 2003, Humiczewska 2005).

Celem przedstawionych bada� było okre�lenie ryzyka zara�enia kr�tkami B. burgdorferi s.l. w dwóch kompleksach le�nych Warszawy. Badania przeprowadzono na podstawie szczegółowej analizy ekstensywno�ci zara�enia kleszczy I. ricinius kr�tkami i ich liczebno�ci na poszczególnych powierzchniach badawczych. W badaniach uwzgl�dniono wpływ pory roku oraz �redniej temperatury i wilgotno�ci na aktywno�� kleszczy.

Materiał i metody Badania prowadzono w latach 2003 i 2004 w dwóch biotopach le�nych na

obszarze Warszawy - w Lasku Biela�skim i w lesie Kabackim. Oba biotopy stanowi� gr�d typowy Tilio-Carpinetum, z wyj�tkiem jednej powierzchni w lesie Biela�skim, któr� mo�na zaklasyfikowa� do gr�du niskiego Tilio-Carpinetum corydaletosum. W ka�dym z tych biotopów wyznaczono po dwie powierzchnie badawcze po 100 m2. Kleszcze w fazie niepaso�ytniczej zbierano metod� dragowania płacht� o wymiarach 1 × 1.5 m (blanket dragging) po wyznaczonej powierzchni. Kleszcze zbierano w dwóch sezonach ich aktywno�ci: w okresie wiosennym i jesieni�. Na ka�dej powierzchni przeprowadzano od 8 do 12 zbiorów mi�dzy godzin� 9.00 a 11.00 oraz po godzinie 17.00. Zag�szczenie kleszczy na danej powierzchni wyliczano ze wzoru:

gdzie: K – liczba zebranych kleszczy F - liczba przeci�gni�� P - pole badanej powierzchni.

Zebrane kleszcze po oznaczeniu do gatunku i segregacji na stadia rozwojowe przechowywano w 70% alkoholu etylowym. Izolacj� DNA kleszczy prowadzono wg metody opisanej przez Rijpkema i wsp. (1996). Ekstensywno�� zara�enia kleszczy kr�tkami B. burgdorferi s.l. badano metod� reakcji ła�cuchowej polimerazy (PCR) wg Picken’a i wsp. (1996), stosuj�c startery FL6b i FL7b, amplifikuj�ce charakterystyczny dla rodzaju Borrelia fragment genu fla koduj�cy białka flageliny. Wyniki analizowano za pomoc� testu ANOVA – wieloczynnikowej analizie wariancji, wcze�niej dane przystosowano do rozkładu normalnego przekształcaj�c je wg wzoru: X =log 10 (liczba kleszczy +1). Tak przekształcone dane poddano analizie w programie GLIM 4.0 (ang.

K ×××× 100 X = F ×××× P

197

system for general linear interactive modeling). Dane dotycz�ce ekstensywno�ci zara�enia kleszczy kr�tkami B. burgdorferi s.l. analizowano statystyczne, opieraj�c si� na log-liniowych tablicach kontyngencji (ang. maximum likelihood technique based on log linear analysis of contingency tables) w programie StatGraph v.7.

Wyniki W ci�gu dwóch lat bada� zebrano i przeanalizowano ł�cznie 3064 kleszcze I.

ricinus (tab. 1).

Tabela 1. Liczba kleszczy I. ricinus i procentowy udział poszczególnych stadiów rozwojowych. Kleszcze I. ricinus Larwy Nimfy Samice Samce Razem Liczba 74 1979 491 520 3064 % wszystkich zebranych 2.4 64.6 16.0 17.0 100

Dominuj�cym stadium rozwojowym kleszczy były nimfy, w równej proporcji, ale mniej licznie stwierdzano samice i samce, natomiast larwy zbierano sporadycznie. Liczebno�ci i zag�szczenia wszystkich stadiów zebranych na poszczególnych powierzchniach przedstawia tab. 2.

Tabela 2. Liczba i zag�szczenie kleszczy I. ricinus badanych na wyznaczonych powierzchniach w roku 2003 i 2004. Rok Liczba kleszczy (zag�szczenie na 100 m2) Kabaty A Kabaty B Bielany A Bielany B 2003 516 (25.8) 159 (8.0) 754 (39.7) 417 (21.9) 2004 191 (9.6) 100 (5.0) 540 (23.5) 387 (16.8)

W celu okre�lenia poszczególnych czynników mog�cych mie� wpływ na zag�szczenie kleszczy oraz ich stadiów rozwojowych w badanych biotopach przeprowadzono statystyczn� analiz� wariancji (ANOVA) z normalnym rozkładem bł�dów dla wszystkich badanych powierzchni. Analizowanymi czynnikami były: rok, okres bada� (sezon), pora bada� oraz wpływ samej powierzchni. Okresy aktywno�ci wyznaczono na podstawie zmian liczebno�ci kleszczy w badanych miesi�cach. Wyró�niono okres pierwszy, który przypada w miesi�cach: kwiecie� – lipiec i okres drugi, przypadaj�cy w miesi�cach sierpie� – pa�dziernik. Dla wszystkich analizowanych kleszczy istotny wpływ na zag�szczenie maj�: powierzchnia i okres aktywno�ci oraz korelacja rok versus okres bada�. Obrazuje to bardzo dobrze przykład zag�szczenia nimf (tab. 3).

198

Tabela 3. Czynniki wpływaj�ce na zag�szczenie nimf w �rodowisku. Analiza statystyczna zbiorów z 2 okresów aktywno�ci (test ANOVA, rozkład bł�dów normalny).

Rodzaj czynników

Zmiana odchylenia standardowego

Zmiana stopni

swobody

Współczynnik stopniowania

Miara wariancji F=A/B/C

Prawdo-podobie�stwo

P 1 v 2 v 3 v 4 5,597 3 0,7182 2,597698 0,1<p<0,05

1 v 2 v 3 0,3598 3 0,7052 0,17007 ns

1 v 2 v 4 0,2085 3 0,7041 0,098708 ns

1 v 3 v 4 0,5819 3 0,7068 0,274429 ns

2 v 3 v 4 0,005628 1 0,7129 0,007895 ns

1 v 2 0,2364 3 0,6642 0,118639 ns

1 v 3 1,636 3 0,6737 0,80946 ns

1 v 4 1,492 3 0,6727 0,739309 ns

2 v 3 9,105 1 0,7341 12,40294 p<0,001

2 v 4 0,04204 1 0,672 0,06256 ns

3 v 4 0,09513 1 0,6724 0,141478 ns

1 46,46 3 0,9821 15,76893 p<0,001

2 3,661 1 0,7237 5,058726 0,025<p<0,010

3 75,49 1 1,178 64,08319 p<0,001

4 1,198 1 0,7081 1,691851 ns

Całkowite odchylenie dla badanego modelu wyniosło 91,354; współczynnik stopniowania - 0,6921 1 = powierzchnia odłowu, 2 = rok bada�, 3 = okres bada�, 4 = pora odłowu kleszczy

W roku 2003 kleszcze wyst�powały najliczniej na Bielanach A (39,7 os./100m2), na Bielanach B było ich 21,9 os./100m2. W roku 2004 zag�szczenie na obu powierzchniach zmalało. Na powierzchni Bielany A wyniosło 23,5 os./100m2, na powierzchni Bielany B– 16,8 os./100m2. Podobna tendencja miała miejsce w Lesie Kabackim; w 2003 roku na powierzchni Kabaty A odnotowano 25,8 os./100m2, na powierzchni Kabaty B– zaledwie 7,9 os./100m2. W roku 2004 zag�szczenie na Kabatach A spadło drastycznie do poziomu 9,6 os./100m2, natomiast na Kabatach B odnotowano niewielki spadek do 5,0 os./100m2.

Zag�szczenie nimf Nimfy I. ricinus były najliczniej znajdywanym stadium kleszczy. Najwi�ksze

ich zag�szczenie zanotowano na powierzchni Bielany A (w roku 2003: 32,53 nimf/100m2, w roku 2004: 17,43 nimf/100m2). Na powierzchni Bielany B zanotowano około 50 % mniejsze zag�szczenie – w roku 2003 wyniosło ono 14,05 nimf/100m2, a w 2004 - 9,26 nimf/100m2. W lesie Kabackim na powierzchni Kabaty A zag�szczenie nimf jest najwy�sze w 2003 roku (11,3 nimf/100m2), co potwierdza ogóln� tendencj� mówi�c�, �e w roku 2003 kleszczy było blisko 85 % wi�cej ni� w roku nast�pnym. W roku 2004 na Kabatach A zag�szczenie nimf wynosi 3,5 nimf/100m2. Kabaty B s� powierzchni�, na której nimfy wyst�puj� najmniej licznie– w 2003 roku: 6,35 nimf/100m2, w 2004: 2,85 nimf/100m2. Zale�no�ci statystyczne ukazuj� wyra�n� korelacj� dwuczynnikow� – rok × sezon zbioru oraz rok × okres aktywno�ci.

199

Zag�szczenie stadiów dorosłych Kleszcze dorosłe s� najliczniejsz� grup� zaraz po nimfach obecn� w lasach

miejskich Warszawy. Najwi�ksze zag�szczenie dorosłych osobników I. ricinus zaobserwowano na powierzchni Kabaty A w roku 2003 – 14,4 os./100m2. Najmniejsze za� na powierzchni Kabaty B, zarówno w 2003 roku– 1,6 os. /100m2 jak i w 2004 roku – 2,1 os. /100m2. Na pozostałych powierzchniach zag�szczenie w obu latach waha si� od 5,4 os. /100m2 (Bielany B, rok 2003) do 7,2 os. /100m2 (Bielany A, rok 2004). Sezonowa aktywno�ci kleszczy I. ricinus i ekstensywno�� zara�enia B. burgdorferii

Dynamika sezonowej aktywno�ci kleszczy w badanych biotopach le�nych Warszawy �ci�le zwi�zana jest w temperaturami powietrza i gruntu oraz z wilgotno�ci�. Po serii upałów w lipcu 2003 nast�piła susza, co spowodowało drastyczny spadek liczby kleszczy w �rodowisku. Istotny wpływ na spadek liczebno�ci kleszczy na porównywanych powierzchniach obu biotopów le�nych miały takie czynniki jak �rednia temperatura przy gruncie i wilgotno�� powietrza. W mniej wilgotnym biotopie Lasku Biela�skiego (powierzchnie A i B) obserwowano bardzo wyra�ny wiosenny szczyt aktywno�ci na przełomie czerwca i lipca 2003 roku tylko na powierzchni A, przy stosunkowo niskiej �redniej temperaturze (ok. 140C) i wilgotno�ci powietrza 77% oraz jesienny szczyt aktywno�ci, który w porównaniu z wiosennym szczytem był w obu badanych latach na bardzo niskim poziomie (ryc. 1). Natomiast na powierzchni B, w tym samym okresie, stwierdzano minimaln� aktywno�� jesieni� przy stosunkowo wysokiej �redniej temperaturze. Podobnie, w czerwcu w 2003 roku, obserwowano wysok� aktywno�� kleszczy w Kabatach na powierzchni A, nisk� w roku 2004 (ryc. 2) oraz w obu latach na powierzchni Kabaty B.

Ryc. 1. Sezonowa aktywno�� kleszczy w latach 2003 i 2004 w Lasku Biela�skim (powierzchnia A).

0255075

100125150175200225250275300

kwiec

ie� maj

czerw

ieclip

iec

sierpi

e�

wrzesie�

pa�d

zierni

k

kwiec

ie� maj

czerw

ieclip

iec

sierpi

e�

wrzesie�

pa�d

zierni

kmiesi�c

liczb

a kl

eszc

zy

0,02,55,07,510,012,515,017,520,022,525,027,530,0

�red

nia

tem

pera

tura

liczba kleszczy �rednia temp. gruntu

* wilgotno�� powietrza 77% ** wilgotno�� powietrza 67%

*

**

2003 2004

200

Ryc. 2. Sezonowa aktywno�� kleszczy w latach 2003 i 2004 na Kabatach (powierzchnia A)

0255075

100125150175200225250275300

kwiec

ie� maj

czerw

ieclip

iec

sierpi

e�

wrzesie�

pa�d

zierni

k

kwiec

ie� maj

czerw

ieclip

iec

sierpi

e�

wrzesie�

pa�d

zierni

kmiesi�c

liczb

a kl

eszc

zy

0,02,55,07,510,012,515,017,520,022,525,027,530,0

�red

nia

tem

pera

tura

liczba kleszczy �rednia temp gruntu

Ekstensywno�� zara�enia kleszczy I. ricinus kr�tkami B. burgdorferi s.l. okre�lono na podstawie bada� technik� PCR z 664 prób DNA izolowanego z kleszczy, w tym: 491 prób DNA z pojedynczych samic oraz 165 prób DAN izolowanych ł�cznie z 5 nimf wybranych losowo do badanej próby oraz 5 prób DNA izolowanego ł�cznie z 5 larw. W analizie statystycznej, w sumie uwzgl�dniono wyniki z przebadanych w reakcji PCR 1343 osobników kleszczy I. ricinus. Uzyskane wyniki z larw i nimf analizowano ł�cznie, co nie miało negatywnego wpływu na cało�� uzyskanych wyników. Ekstensywno�� zara�enia wszystkich badanych kleszczy wynosiła 15,9%. Najcz��ciej były zara�one samice- w 29,7%, zara�enie nimf wynosiło 16,2%. Uwzgl�dniaj�c badane biotopy i rok bada� wykazano, �e zara�enie wszystkich badanych kleszczy wahało si� od 10,7% (Kabaty 2004 rok) do 20 % w biotopach Lasku Biela�skiego w 2004 roku. Statystycznie istotny wpływ na zara�enie kr�tkami B. burgdorferi s. l. maj� takie czynniki jak: okres aktywno�ci versus stadium rozwojowe kleszcza oraz okres aktywno�ci versus powierzchnia badawcza (tab.4).

* **

2003 2004

* wilgotno�� powietrza 77% ** wilgotno�� powietrza 67%

201

Tabela 4. Analiza statystyczna czynników maj�cych wpływ na zara�enie kleszczy Ixodes ricinus kr�tkami Borrelia burgdorferi s. l.– minimalny wystarczaj�cy model istotnych interakcji czynników:

Interakcje tłumacz�ce

zmienno�� danych

Wpływ poszczególnych �ródeł zmienno�ci na model

Dopasowanie minimalne wystarczaj�cego modelu

�2 stopnie swobody P1 �2 stopnie swobody P2

stadium rozwojowe*)

8,0820 3 0,0443 85,2696 130 0,9991

okres aktywno�ci × stadium*)

9,3828 3 0,0246 4,45654 58 1,000

okres aktywno�ci × powierzchnia zbioru

8,4525 3 0,0375

*) larwa, nimfa, samica, samiec P1 = prawdopodobie�stwo, �e eliminacja wpływu interakcji czynników lub pojedynczego czynnika nie b�dzie miała znacz�cego wpływu na model P2 = prawdopodobie�stwo, �e dane nie ró�ni� si� znacz�ce od minimalnego modelu opisanego przez główne czynniki i ich interakcj�

Przy analizie wpływu temperatury powietrza i gruntu na ekstensywno��

zara�enia nie stwierdzono istotnych korelacji. Zauwa�alny był słaby zwi�zek pomi�dzy liczb� kleszczy w �rodowisku a ekstensywno�ci� zara�enia.

Dyskusja Wyst�powanie kr�tek B. burgdorferi w �rodowisku naturalnym jest

uwarunkowane wysokim zag�szczeniem wła�ciwego wektora oraz obecno�ci� w danym biotopie zwierz�t b�d�cych naturalnym �ródłem tych bakterii (Randolph i Storey 1999).

W Polsce zara�enie kleszczy I. ricinus kr�tkami B. burgdorferi było stwierdzone po raz pierwszy w 1993 r., w okolicach Olsztyna (Wegner i wsp. 1994). W latach pó�niejszych badaniami zostało obj�tych wiele regionów kraju, zarówno na północy, w centrum, jak i na południu Polski. Ekstensywno�� zara�enia kleszczy kr�tkami B. burgdorferi, przy dokładnej analizie populacji ponad 100 kleszczy ka�dego stadium rozwojowego, wahała si� od 6,5 do 11,5% w biotopach le�nych okolic Gda�ska oraz od 7,3 do 14,6% w biotopach le�nych, w dawnym woj. szczeci�skim. W rejonach południowo-wschodnich (Krosno, Tarnów, Zamo�� i Lublin ekstensywno�� zara�enia kleszczy wahała si� w granicy 3,6 do 25,0%, natomiast w rejonach centralnych (Radom, Warszawa) w granicach 22,2-23,7% (Kubica-Biernat i Sta�czak 1998). Praca Michalika i wsp. (2003) zmierzaj�ca do okre�lenia zagro�enia zara�enia kr�tkami Borrelia z udziału kleszczy w �rodowisku miejskim wykazała, �e 16,2 % wszystkich badanych kleszczy było zara�onych kr�tkami Borrelia.

W prezentowanych badaniach, na wszystkich powierzchniach, stwierdzano zbli�ony odsetek zara�e�. Ekstensywno�� zara�enia wszystkich kleszczy w ci�gu dwóch lat wynosiła 15,9%, a na poszczególnych powierzchniach wahała si� od 10,7% do 20,0%. W porównaniu z innymi badaniami prowadzonymi na terenach

202

rekreacyjnych w Polsce wynika, �e wyniki te s� zbli�one (Wegner i wsp. 1997, Nowosad i wsp. 1999, Humiczewska i wsp. 2003). Obserwowane ró�nice w zag�szczeniu i aktywno�ci kleszczy I. ricinus na poszczególnych powierzchniach mog� by� rezultatem: (1) dynamicznych zmian czynników biotycznych, np. składem szaty ro�linnej oraz ró�norodno�ci i dost�pno�ci zwierz�t, które s� �ywicielami kleszczy, oraz (2) czynników abiotycznych, w�ród których najistotniejsz� rol� ogrywaj� temperatura i wilgotno�� (Alekseev i Dubinina 1998, Buczek 2000). Temperatura przy gruncie w okresie bada� wiosennych wahała si� od 6,5ºC do 16,5ºC, w czasie bada� jesiennych wynosiła od 17,0ºC do 4,5ºC (z maksimum 21,0ºC). rednia miesi�czna wilgotno�� powietrza w tym okresie wahała si� od 63 do 83%, co według Buczek (1998), mo�e sprzyja� maksymalnej aktywno�ci kleszczy z rodzaju Ixodes. Bardzo powa�ne konsekwencje borreliozy, szczególnie przewlekłe postaci choroby, uzasadniaj� konieczno�� prowadzenia bada� �rodowiskowych przez biologów i epidemiologów. Wyniki tych bada� pozwalaj� okre�li� ekologiczne ryzyko zaka�enie w danym biotopie, gdzie kleszcze I. ricinus wyst�puje endemicznie.

Wnioski Analizowane wyniki wskazuj�, �e kleszcze I. ricinus, które s� wektorami

kr�tków B. burgdorferi, wyst�puj� do�� licznie w badanych biotopach le�nych Warszawy i okolic. Ryzyko zara�enia kr�tkami B. burgdorferi s.l. jest zwi�zane ze stadium rozwojowym kleszcza. Dwa stadia rozwojowe kleszczy I. ricinus: samice i nimfy mog� stanowi� dla ludzi powa�ne zagro�enie zara�eniem kr�tkami Borrelia, szczególnie pod koniec okresu wiosennego, na przełomie czerwca i lipca.

Przedstawione badania były cz��ciowo finansowane przez MEiN (grant no.

2PO4C 09827).

Literatura Alekseev A., Dubinina H. 1998. Temperature gradients as a main cause of Ixodes tick

emergence from the litter. Wiad. Parazytol. 44: 373. Buczek A. 1998. Physiology of ticks (Ixodida) in non-parasitic phase of life cycle.

Wiad. Parazytol. 44: 375. Buczek A. 2000. Interakcje pomi�dzy stawonogami, patogenami i �ywicielami. W:

Buczek A., Błaszak Cz. (red), Stawonogi paso�ytnicze i alergogenne. KGM, Lublin: 97-114.

Fish, D. 1995. Environmental risk and prevention of Lyme disease. Am. J. Med. 98 (suppl. 4A): 2-9.

Gray J.S. 1991. The development and seasonal activity of the tick, Ixodes ricinus: a vector of Lyme borreliosis. Rev. Med. Vet. Entomol. 79: 323-333.

Humiczewska M. 2005. Ekologiczne uwarunkowania prewalencji kleszcza pospolitego Ixodes ricinus oraz zaka�enia kr�tkami Borrelia burgdorferi na zachodnim wybrze�u Bałtyku. W: Buczek A., Błaszak Cz. (red). Stawonogi: Ró�norodno�� form i oddziaływa�. Koilber, Lublin: 225-233.

Kubica-Biernat B., Sta�czak B. 1998. Prevalence of Borrelia burgdorferi in selected tick population in different areas of Poland. Wiad. Parazytol. 44: 387.

Michalik J., Hofman T., Buczek A., Skoracki M., Sikora B. 2003. Borrelia burgdorferi s.l. in Ixodes ricinus (Acari: Ixodidae) ticks collected from vegetation and small rodents in recreational areas of the city of Poznan. J. Med. Entomol. 40: 690-697.

203

Nowosad A., Jenek J., Głazaczow A., Wal M. 1999. Kleszcze Ixodes ricinus z lasów komunalnych Poznania oraz zaka�enie ich Borrelia burgdorferi. Przegl. Epidemiol. 48: 461-465.

Picken M.M., Picken R.N., Hann D., Cheng Y., Strle F. 1996. Single-tube nested polymerase chain reaction assay based on flagellin gene sequences for detection of Borrelia burgdorferi sensu lato. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 15: 489-498.

Randolph S.E., Storey K. 1999. Impact of microclimate on immature tick-rodent host interaction (Acari: Ixodidae): implications for parasite transmission. J. Med. Entomol. 36: 741-748.

Rijpkema S., Nieuwenhuijs J., Franssen F.F.J., Jongejan F. 1994. Infection rates of Borrelia burgdorferi in different instars of Ixodes ricinus ticks from the Dutch North Sea Island of Ameland. Exp. Appl. Acarol. 18: 531-542.

Si�ski E., Karbowiak G., Siuda K., Buczek A., Jongejan F. 1994. Zaka�enie kleszczy Borrelia burgdorferi w wybranych rejonach Polski. Przegl. Epidemiol. 48: 461-465.

Si�ski E., Rijpkema S.G.T. 1997. Wyst�powanie zaka�e� Borrelia burgdorferi s.l. u kleszczy Ixodes ricinus w miejskim i podmiejskim biotopie le�nym. Przegl. Epidemiol. 51: 431-435.

Skotarczak B., Wodecka B. 2002. Wyst�powanie Ixodes ricinus na wybranych terenach rekreacyjnych województwa szczeci�skiego. Wiad. Parazytol. 28: 201-206.

Wegner Z., Racewicz M., Kubica-Biernat B., Kruminis-Łozowska W., Sta�czak J. 1997. Wyst�powanie Ixodes ricinus na zalesionych terenach Trójmiasta i ich zaka�enie kr�tkami Borrelia burgdorferi. Przegl. Epidemiol. 51: 11-20.

Wegner Z., Sta�czak J., Racewicz M. 1994. Pierwsze doniesienie o wyst�powaniu kr�tków Borrelia w kleszczach (Ixodidae) na wybranych terenach Polski. Biul. Inst. Med. Morsk. Gda�sk 27: 67-68.

204

205

Liczebno�� populacji Ixodes ricinus oraz zaka�enie ich kr�tkami Borrelia burgdorferi na zalesionych terenach doliny Słupi

Mirosława Humiczewska1, Krystian Rajski2 1Zakład Ekologii Człowieka, Uniwersytet Szczeci�ski, 71-065 Szczecin, al. Piastów 40B 2Katedra Chorób Wewn�trznych Medycyny Weterynaryjnej, Uniwersytet Warmi�sko-Mazurski, 10-957 Olsztyn, ul. Oczapowskiego 14

Abundance of the tick Ixodes ricinus population and its infection with the spirochaete Borrelia burgdorferi in forested areas of the River Słupia Valley

Abstract The ticks were collected, using a cloth collector, from May until October 2003 and 2004

at sited located in areas frequented by tourists and mushroom pickers, with the aim to reveal the pattern of seasonal activity of Ixodes ricinus and to find out if it depended on microclimate, i.e., temperature and humidity prevalent at collection sites. It was also of interest to determine the extend of tick infection with the spirochaete Borrelia burgdorferi. A total of 2076 were collected, the larvae, nymphs, and adults contributing 511, 869, and 696 individuals, respectively. One peaks of activity were identified, in June 2003 during while in 2004 two activity peaks could be observed: in May and September. Among the ticks collected, 224 individuals (10,8 %) were infected with B. burgdorferi; the group of infected ticks consisted of 29 larvae, 114 nymphs and 81 adults. Compared to other areas of Western Pomerania, the percentage of infected ticks was clearly lower. The tick abundance was relatively low as well, which is attributed by the authors to low humidity (averaging less than 70 %).

Wst�p Wzrost zainteresowania kleszczem pospolitym Ixodes ricinus datuj�cy si� od lat

90-tych, przyczynił si� w znacznym stopniu, do poznania jego liczebno�ci i rozprzestrzenienia w wielu regionach kraju (Siuda, 1991, 1996, Si�ski 1994, Wegner i wsp.1997, Humiczewska 1995, 2001, Humiczewska i wsp., 2003, Nowosad i wsp. 1999, Skotarczak i wsp. 2002). Jednak w du�ej mierze potencjał zoonotyczny Ixodes ricinus wi�kszo�ci terenów Polski jest mało znany lub nierozpoznany (Siuda 1996). Do

206

takich regionów nale�y wschodnia cz��� Pomorza Zachodniego obejmuj�ca m. in. dawne woj. słupskie. Po raz pierwszy badania liczebno�ci kleszczy na tym terenie przeprowadzono w latach 2000-2002 (Humiczewska 2004). W 2003 i 2004 r. terenem odłowów był Park Krajobrazowy Dolina Słupi rozci�gaj�cy si� wzdłu� biegu rzeki Słupi. Park ten obejmuje obszar ponad 30.000 ha, charakteryzuje si� du�� lesisto�ci� (ok. 70 %), o przewadze borów sosnowych, ale z du�� domieszk� drzew li�ciastych. Wyst�puj� tu te� liczne jeziora naturalne i zaporowe, które s� miejscem rekreacji mieszka�ców Słupska i okolic. Oprócz rozpoznania liczebno�ci i aktywno�ci sezonowej I. ricinus celem bada� było okre�lenie w jakim stopniu s� one zaka�one kr�tkami B. burgdorferi i tym samym, jakie stanowi� zagro�enie dla przebywaj�cych tam osób.

Materiał i metody Obszar bada� obejmował lasy Parku Krajobrazowego Dolina Słupi,

wchodz�cego w skład makroregionu Pojezierza Zachodniopomorskiego, a �ci�lej jego wschodni� cz��� (Kondracki 1978). Badania prowadzono w pobli�u pi�ciu miejscowo�ci: Konradowo, Gał�zów, Kartkowo, Ło�nik, Krzynia, wzdłu� szlaków turystycznych i brzegów jezior. Ze wzgl�du na atrakcyjno�� tych terenów s� one masowo odwiedzane przez turystów i zbieraczy runa w okresie wiosenno-letnim. Wybierano stanowiska o drzewostanie mieszanym i bogatym runie. Podszyt stanowiły krzewinki borówek, paprocie, trawy, mchy, krzewy bzów, głogów i tarniny. Kleszcze zbierano przez omiatanie flanelow� flag� �ciółki i ro�lin do wys. 80 cm. Zbioru dokonywano raz w miesi�cu od maja do pa�dziernika mi�dzy godzin� 9 a 16. Aktywno�� sezonow� kleszczy okre�lano obliczaj�c liczebno�� wszystkich zebranych osobników w czasie jednego odłowu przez jedn� osob� w ci�gu jednej godziny. Zag�szczenie populacji kleszcza pospolitego na danym terenie obliczano stosuj�c metod� poletek badawczych, polegaj�c� na odłowie kleszczy z poletka o powierzchni 100 m2 w czasie pół godziny, przez jedn� osob� (Siuda 1991, 1993, Nowosad i wsp. 1999). Ka�dorazowo przy zbiorze mierzono temperatur� i wilgotno�� stanowisk na których prowadzono badania.

Do oceny zaka�enia kleszczy I. ricinus kr�tkami B. burgdorferi zastosowano swoist� metod� amplifikacji DNA– polimerazow� reakcj� ła�cuchow� (PCR), z primerami specyficznymi dla B. burgdorferi sensu lato. Reakcj� amplifikacji prowadzono w termocyklerze Mastercykler u�ywaj�c starterów BOR1 (5’-CCA ACT TTA TCA AAT TCT GC-3’) i BOR2 (5’-CCA AAT ACA GAA AAA TCG CTT-3’). Elektroforez� produktów PCR przeprowadzano w 3 % �elu agarozowym z bromkiem etydyny. Produkty reakcji wykrywano przez hybrydyzacj� z sond� DNA wyznakowan� digoksygenin�. Ka�da seria reakcji obejmowała oprócz prób badanych kontrol� dodatni� (amplifikacji DNA wyizolowanego ze szczepu B. burgdorferi B31 oraz ujemn� - zamiast DNA dodawano wod� (Jenek, Głazaczow 1996).

Wyniki i dyskusja Wyniki odłowu kleszczy w obu sezonach wegetacyjnych przedstawia tabela 1.

Odłowiono ogółem 2076 wszystkich osobników, w tym najwi�cej było nimf– 869 (41,8 %), a najmniej larw– 511 (24,6 %). Postacie dojrzałe stanowiły 33,5 % zbioru tj. 696 osobników. Na poszczególnych stanowiskach proporcje larw, nimf i postaci dojrzałych kształtowały si� bardzo ró�nie (tab. 1).

207

Tabela 1. Liczebno�� i odsetek stadiów rozwojowych Ixodes ricinus na zalesionych obszarach doliny Słupi w latach 2003-2004.

Liczba odłowionych kleszczy

Ogółem Larwy Nimfy Dojrzałe Miejsce odłowu

N N % N % N %

Temperatura oC

Wilgotno�� %

Kondratowo 440 65 14,8 182 41,4 193 43,8 20 68

Gał�zów 481 157 32,6 159 33,1 165 34,3 20 69

Kartkowo 379 111 29,3 163 43,0 105 27,7 18 61

Ło�nik 486 139 28,6 226 46,5 121 25,0 19 64

Krzynia 290 39 13,4 139 47,9 112 38,6 19 59

Ł�CZNIE 2076 511 24,6 869 41,8 696 33,5 19 64

Cech� charakterystyczn� zbioru z 2003 r. jest du�y udział postaci larwalnych. W

okolicach Gał�zowa i Kartkowa odsetek larw si�gał 40 %, przy czym w Gał�zowie stanowiły bezwzgl�dn� przewag� nad pozostałymi postaciami (tab. 2). Larw nie znaleziono jedynie w okolicach Krzyni, a w Konradowie stanowiły ok. 13 %. Postacie dojrzałe na trzech stanowiskach stanowiły ok. 30 % zbioru (okolice Krzyni, Gał�zowa i Konradowa), a najmniej było ich w okolicach Ło�nika, ok. 6 %.

Tabela 2. Liczebno�� i odsetek wszystkich odłowionych kleszczy Ixodes ricinus oraz zaka�onych kr�tkami Borrelia burgdorferi w 2003 r.

Liczba procent odłowionych kleszczy Liczba i procent zaka�onych osobników

Ogół Larwy Nimfy Dojrzałe Ogół Larwy Nimfy Dojrzałe Miejsca odłowu

n n % n % n % n % n % n % n %

Konradowo 232 32 13,8 122 16 78 33,6 31 13 3 9,3 16 13,1 12 15,4

Gał�zów 289 118 40,8 93 32,2 78 27 43 14 7 6 28 30,1 8 10,3

Kartkowo 210 84 40 101 48 25 12 28 13,3 9 10,7 17 16,8 2 8

Ło�nik 253 90 35,6 147 58,1 16 6,3 17 6,7 6 6,7 9 6,1 2 12

Krzynia 94 0 0 65 69,1 29 30,9 11 11 0 0 11 17 0 0

OGÓŁEM 1078 324 30 526 49 226 21 130 12,1 25 7,7 81 15,3 24 10,6

W 2004 r. liczba odłowionych kleszczy była nieco ni�sza, ni� w poprzednim, a najwi�kszy odsetek stanowiły postacie dojrzałe i to na wszystkich stanowiskach. W Konradowie stanowiły one zdecydowan� wi�kszo��, bo ponad 55 % zebranych

208

kleszczy, a w Krzyni 42 %. Zdecydowanie mniej było larw (ok. 18 %), a odsetek nimf wynosił ok. 30 % (tab. 3).

Tabela 3. Liczebno�� i odsetek wszystkich odłowionych kleszczy Ixodes ricinus oraz zaka�onych kr�tkami Borrelia burgdorferi w 2004 r.

Liczba procent odłowionych kleszczy Liczba i procent zaka�onych osobników

Ogół Larwy Nimfy Dojrzałe Ogół Larwy Nimfy Dojrzałe Miejsca odłowu

n n % n % n % n % n % n % n %

Konradowo 208 33 15,8 60 28,8 115 55,2 20 9,6 1 3,1 6 10 13 12,1

Gał�zów 192 39 20,3 66 34,3 87 45,3 17 8,8 0 0 5 7,5 12 13,7

Kartkowo 169 27 16 62 36,7 80 47,3 16 9,4 1 3,7 6 9,6 9 11,2

Ło�nik 233 49 21 79 33,9 105 45,1 19 8,1 0 0 8 10,1 11 10,4

Krzynia 196 39 19,9 74 37,7 83 42,3 22 11,2 2 5,1 8 10,8 12 14,4

OGÓŁEM 998 187 18,7 341 34,2 470 47,1 94 9,4 4 2,1 33 9,6 57 12,1

W całym sezonie 2003 r. odnotowali�my tylko jeden szczyt aktywno�ci, który miał miejsce w czerwcu, - zebrano wówczas 386 wszystkich osobników (ryc. 1). By� mo�e spowodowane to było warunkami pogodowymi jakie panowały w 2003 r.: chłodne miesi�ce wiosenne i bardzo ciepłe i suche lato. Wpłyn�ło to prawdopodobnie na wyst�pienie tylko jednego wczesno-letniego szczytu, a wi�c podobnie jak to ma miejsce w strefie klimatu �ródziemnomorskiego. W 2004 r. wyst�piły dwa szczyty aktywno�ci: w maju - 289 osobników (przy bezwzgl�dnej przewadze form dojrzałych) i we wrze�niu - 229 osobników (ryc.1). W naszej strefie klimatycznej kleszcze wykazuj� aktywno�� od połowy kwietnia do pocz�tków listopada, zwykle z dwoma szczytami aktywno�ci: wiosennym i jesiennym lub pó�no-letnim (Kolpy 1962, Nillson 1988, Talleklint i wsp. 1993, Mameteau i wsp. 1998, Lindgren, Gustafson 2001). Jednak konkretne daty rozpocz�cia aktywno�ci I. ricinus mog� by� zmienne nawet na tym samym stanowisku. Zale�y to od wielu czynników abiotycznych takich jak temperatura, wilgotno��, rze�ba terenu, a nawet grubo�� pokrywy �nie�nej (Kolpy 1962, Lindgren, Gustafson 2001). Najni�sz� aktywno�� odnotowali�my, w naszych badaniach, w pa�dzierniku przy temperaturze 10 i 12o C i wilgotno�ci 66 %. Dla kleszczy optimum temperatury mie�ci si� w granicach 16o-26o C, a temperatur� krytyczn� jest 0o C (Kolpy 1962, Nillson 1988). Wydaje si�, �e czynnikiem ograniczaj�cym aktywno�� w pa�dzierniku była temperatura, poniewa� przy podobnej wilgotno�ci, lecz wy�szej temperaturze aktywno�� kleszczy była o wiele wy�sza. Czynnikiem abiotycznym, który w sposób dominuj�cy determinuje aktywno�� kleszczy jest wilgotno�� powietrza, a optymalna wilgotno�� dla kleszczy to ponad 90 do 100 %, (Kolpy 1962, Grey i wsp. 1992, Buczek 2000, Lindgren, Gustafson 2001). W 2003 r. na terenach obj�tych badaniami, wilgotno�� powietrza była du�o ni�sza, �rednio wynosiła 65 %, a we wrze�niu spadła do 58 %; jedynie w czerwcu była nieco wy�sza– 70 %, wtedy te� odnotowali�my najwi�ksz� liczebno�� kleszczy.

209

Przeci�tne zag�szczenie populacji kleszczy na terenach Parku Krajobrazowego Dolina Słupi wynosiło 15 osobników na 100 m2. Na poszczególnych stanowiskach zag�szczenie populacji kleszczy charakteryzowało si� du�� rozpi�to�ci�: od 5 do 37 osobników/100 m2. Najni�sze odnotowano w okolicach Krzyni, i tu wyra�nie wida� zale�no�� od wilgotno�ci. (tab. 1). Ogólnie mo�na stwierdzi�, �e zag�szczenie kleszczy w Parku Krajobrazowym Dolina Słupi jest znacz�co ni�sze (ok. 2-3 razy), ni� w pozostałych dot�d badanych regionach Pojezierza Zachodnio-Pomorskiego (Humiczewska 2001, 2004). Wi��e si� to, jak nale�y s�dzi�, z ni�sz� wilgotno�ci� na terenie obecnie badanym. I tak �rednia wilgotno�� na Pojezierzu Drawskim nie spadała poni�ej 90 %, podobnie jak na Pojezierzu. I�skim (Humiczewska 2004). Według wielu autorów zag�szczenie kleszczy charakteryzuje si� du�� fluktuacj� nawet niezale�nie od wilgotno�ci i temperatury, poniewa� zale�ne jest nie tylko od �rodowiska abiotycznego, lecz równie� od dost�pno�ci �ywicieli na danym terenie (Nillson 1988, Wegner i wsp. 1997, Siuda 1991, 1996, Nowosad i wsp. 1999, Si�ski 1999, Si�ski i Pawełczyk 1999).

Z po�ród wszystkich zebranych kleszczy, 224 osobników było zaka�onych kr�tkami B burgdorferi. Zaka�enie kleszczy �rednio kształtowało si� w granicach 10,8 %, dla wszystkich postaci rozwojowych. Najni�szy procent zaka�enia stwierdzili�my u larw, tj. ok. 5 %, natomiast u postaci dojrzałych i nimf �redni procent zaka�enia kształtował si� w granicach 11-13 %, przy du�ej rozpi�to�ci na poszczególnych stanowiskach (tab. 4). I tak u nimf w zale�no�ci od miejsca odłowu, odsetek zaka�onych osobników wahał si� od ok. 7 % do 20 % (tab. 4). Podobnie du�y rozrzut zaka�enia stwierdzili�my u postaci dojrzałych i nimf w zbiorze z 2003 r., mianowicie u dojrzałych kleszczy od 0 % w okolicach Krzyni do ponad 15 % u kleszczy zebranych w Konradowie, a u nimf od 6 % w Ło�niku do 30 % w Gał�zowie (tab. 2).

Ryc. 1. Aktywno�� sezonowa kleszczy Ixodes ricinus na zalesionych terenach doliny Słupi w latach 2003 - 2004

0

100

200

300

400

500

600

700

maj czerwiec lipiec sierpie� wrzesie� pa�dziernik

Licz

ebno��

2003

2004

2003/2004

210

Tabela 4. Liczebno�� i odsetek kleszczy Ixodes ricinus zaka�onych kr�tkami Borrelia burgdorferi w latach 2003-2004.

Liczba i procent zaka�onych osobników

Ogółem Larwy Nimfy Dojrzałe Miejsce odłowu

n % n % n % n %

Konradowo 51 11,6 4 6,1 22 12,1 25 12,9

Gał�zów 60 12,5 7 4,4 33 20,7 20 12,1

Kartkowo 44 11,6 10 9 23 14,1 11 10,4

Ło�nik 36 7,4 6 4,3 17 7,5 13 10,7

Krzynia 33 11,4 2 5,1 19 13,6 12 10,7

Ł�CZNIE 224 10,8 29 5,6 114 13,1 81 11,6

W przedstawionym zbiorze zwraca uwag� du�y odsetek zaka�onych nimf. W wi�kszo�ci przypadków najwy�szy procent zaka�enia wyst�puje w�ród osobników dojrzałych (Wegner i wsp. 1997, Nowosad i wsp. 1999, Humiczewska 2001, 2004, Skotarczak i Wodecka 2002, Humiczewska i wsp. 2003), natomiast w prezentowanym zbiorze �redni odsetek zaka�enia jest jednakowy u nimf i u postaci dojrzałych. Porównuj�c �rednie zaka�enie kleszczy na terenie Parku Krajobrazowego Dolina Słupi z terenami poło�onymi bardziej na zachód np. z Pojezierzem Drawskim lub I�skim mo�na zauwa�y� ni�szy procent nosicielstwa kr�tków u kleszczy z terenów Doliny Słupi. Ró�nica jest znacz�ca, np. na Pojezierzu Drawskim �rednie zaka�enie kleszczy wynosiło ok.25 %, a na I�skim ok. 22 % (Humiczewska 2004). Niski stosunkowo odsetek zaka�onych kleszczy oraz niewielkie zag�szczenie przenosi si� na mał� zachorowalno�� ludzi na borelioz� w Słupsku i przyległym regionie, w porównaniu z innymi regionami kraju. Wg danych słupskiego Sanepidu w latach 2002-2003 r. było rozpoznanych 64 przypadków boreliozy, podczas gdy w zachodniopomorskim, w tym samym okresie 183, a w Podlaskim a� 818. Mo�na wi�c uzna� badany teren za stosunkowo bezpieczny dla ludzi, poniewa� ryzyko pokłucia i zaka�enia si� borelioz� w okolicach Słupska jest mniejsze ni� w wielu innych regionach Polski.

Literatura Buczek A. 2000. Interakcje mi�dzy stawonogami, patogenami i �ywicielami. W:

Stawonogi paso�ytnicze i alergogenne. KGM Lublin: 97-114. Gray J. S., Kahl O., Janetzki C., Stei J. 1992. Studies of the ecology of lyme disease in a

deer forest in County Galway, Ireland. J. Med. Entomol. 29: 915-920. Humiczewska M. 1995. Zaka�enia przenoszone przez kleszcze. Med. Dypl.. 4: 119-122. Humiczewska M. 2001. Aktywno�� sezonowa kleszczy Ixodes ricinus w biotopach

nadwodnych i le�nych Szczecina i okolic oraz ich zaka�enie kr�tkami Borrelia burgdorferi. Wiad. Parazytol. 47: 389-393.

Humiczewska M. 2004. Ekologiczne uwarunkowania rozmieszczenia Ixodes ricinus na Pojezierzu Zachodniopomorskim. Zool. Pol. 47: 77-84.

211

Humiczewska M., Kołodziejczyk L., Rozen W., Kozłowska A., Białek S., Sych Z. 2003. Ekstensywno�� zaka�enia kleszcza pospolitego Ixodes ricinus kr�tkami Borrelia burgdorferi sensu lato w lasach Północno-Zachodniej Polski. Wiad. Parazytol. 49: 255-257.

Jenek J., Głazaczow A. 1996. Ocena wyst�powania kr�tków Borrelia burgdorferi sensu lato w kleszczach Ixodes ricinus w wybranych rejonach Wielkopolski metod� ła�cuchowej reakcji polimerazy (PCR). Przegl. Epidemiol. 50: 383-386.

Kolpy I. 1962. Badania nad ekologi� kleszcza Ixodes ricinus na terenie województwa olszty�skiego Zeszyty Naukowe WSR Olsztyn. 15: 171-189.

Kondracki J. 1978. Geografia fizyczna Polski. PWN, Warszawa. Lindgren E, Gustafson R. 2001. Tick born encephalitis in Sweden in climate change.

Lancet 358 (9275): 16-28. Mameteau S, Seegers H., Jolivet F., L’Hostis M. 1998.Assesment of the risk of

infestation of pastures by Ixodes ricinus due to their phyto-ecological characteristics. Vet. Res. 29:487-496.

Nillson A. 1988. Seasonal occurrence of Ixodes ricinus (Acari) in vegetetion and on small mammals in southern Sweden. Hol. Ecol. 11: 161-165.

Nowosad A., Jenek J., Głazaczow A., Wal M. 1999. Kleszcze pospolite Ixodes ricinus z wybranych lasów komunalnych Poznania oraz ich zaka�enie kr�tkami Borrelia burgdorferi sensu lato. Przegl. Epidemiol.. 53: 299-308.

Si�ski E., Karbowiak G., Siuda K., Buczek A., Jongejan F. 1994. Zaka�enie kleszczy Borrelia burgdorferi w wybranych rejonach Polski. Przegl. Epidemiol. 48:461-465.

Si�ski E. 1999. Enzootyczne �ródła nowych infekcji przenoszonych przez kleszcze. Wiad. Parazytol. 45: 135-142.

Si�ski E., Pawełczyk A. 1999. Detection of reservois for lyme borreliosis in the Mazury district. Poland. Zentral. Bacteriol. 289: 698-703.

Siuda K. 1991. Kleszcze (Acari: Ixodida) Polski. Cz��� I. PWN, Warszawa - Wrocław . Siuda K. 1993. Kleszcze (Acari: Ixodida) Polski. Cz��� II. Systematyka i

rozmieszczenie. PTP, Warszawa. Siuda K. 1996. Bionomical and ecological characteristic of ticks (Acari: Ixodida) of

significant medical importance on the territory of Poland. Roczniki A. M. w Białymstoku 41: 11-19.

Skotarczak B., Wodecka B. 2002. Wyst�powanie Ixodes ricinus na wybranych terenach rekreacyjnych b. województwa szczeci�skiego. Wiad. Parazytol. 48: 201-206.

Talleklint L., Jaenson T., Mather T. 1993. Seasonal variation in the capacity of the bank vole to infect larvae ticks with the lyme disease spirochete, Borrelia burgdorferi. J. Med. Entomol. 30: 812-815.

Wegner Z., Racewicz M., Kubica-Biernat B., Krumnis-Łozowska W., Sta�czak J. 1997. Wyst�powanie kleszczy Ixodes ricinus na zalesionych terenach Trójmiasta i ich zaka�enie kr�tkami Borrelia burgdorferi. Przegl. Epidemiol.: 51: 11-20.

212

213

Preliminary studies on the prevalence of Borrelia burgdorferi sensu lato in Ixodes ricinus (L.) within Nadbu�a�ski Landscape Park

Antoni Piotr Ciepiela1, Tomasz Komo�2, Hubert Sytykiewicz1

1Department of Molecular Biology and Biophysics, University of Podlasie, 2Scientific Circle of Molecular Biologists, University of Podlasie, B. Prusa 12, 08-110 Siedlce, Poland, e-mail: tomek.komon@wp.pl

Abstract The aim of presented studies was to determine the frequency of Borrelia burgdorferi

sensu lato occurrence in the selected Ixodes ricinus /L./ population within Nadbu�a�ski Landscape Park (central-eastern Mazovian province, Poland). Individuals of common tick were collected within five forest educational-nature paths: „Korczew-Mogielnica-Korczew” (Korczew), „Torfowisko Kules” (Sadowne), „Uroczysko Sterdy�” (Ceranów), „Uroczysko Ceranów” (Ceranów), „Huta Gruszczyno-Treblinka” (Stoczek, Miedzna, Kosów Lacki). The spirochetes DNA was identified with the application of polymerase chain reaction (PCR). Borrelia burgdorferi sensu lato was detected in 29 individuals (7.3%) of the total number of tested ticks. The infection rate in females, males and nymphs was 15.2%, 10.0% and 4.7%, respectively. The highest percentage of spirochete infection (9.6%) was stated in ticks occurring within the „Uroczysko Sterdy�” educational-nature path, while the lowest (3.0%) in „Huta Gruszczyno-Treblinka”.

Introduction Lyme disease (borreliosis) is a multisystem zoonotic, tick-born disease with a

wide spectrum of symptoms affecting the skin, heart, and sometimes the nervous and musculoskeletal systems. This infection is caused by the spirochete Borrelia burgdorferi sensu lato which is mainly transmitted by Ixodes ricinus /L./ (Franz and Krause 2003). This bacterium exists in 13 genospecies of which three are pathogenic to human in Europe (Borrelia garinii, Borrelia afzelii and Borrelia burgdorferi sensu stricto) (Hubálek and Halouzka 1997). Determination of the proportion of ticks infected with analysed spirochete is very important to evaluate the risk of Lyme disease acquisition (Hayes and Piesman 2003). In Poland, since the first B. burgdorferi was detected in 1993 within common tick (D�browski et al. 1994), many researchers conducted studies on the occurrence this etiological agent of borreliosis in many populations of common tick (Skotarczak 2000, Humiczewska 2001, Cisak et al. 2002,

214

Skotarczak et al. 2002, Chmielewska-Badora et al. 2003, Humiczewska et al. 2003, Spausta et al. 2003, Wodecka 2003, Sta�czak et al. 2004).

Material and methods Study area. The Nadbu�a�ski Landscape Park is situated in central-eastern

Mazovian province (Poland), and protects natural values of the unique Bug River Valley. It is localized not far from Warsaw (40 km), with good communication system, provides an ideal area for recreation and tourism. Tested ticks were collected in the surroundings of five the most frequently visited by people educational-nature paths: „Korczew - Mogielnica - Korczew” (Korczew), „Torfowisko Kules” (Sadowne), „Uroczysko Sterdy�” (Ceranów), „Uroczysko Ceranów” (Ceranów), „Huta Gruszczyno-Treblinka” (Stoczek, Miedzna, Kosów Lacki).

Tick collection. Individuals of Ixodes ricinus /L./ (common tick) were collected in July-August 2005 by dragging a light woolen flag over the plants. Immediately after collection, the ticks were immersed in 70% ethanol.

DNA extraction. Common tick DNA was isolated using QIAamp® DNA Mini Kit (QIAGEN GmbH, Hilden, Germany) according to the protocol prepared by manufacturer. Adult ticks (males and females) were analysed individually, nymphs were pooled by 5 samples.

Polymerase chain reaction (PCR). Detection of spirochete DNA was based on the application of PCR-Borrelia diagnostic kit (DNA Gda�sk II, Poland). Complementary primers for the fragment of fla gene, encoding the flagellum protein (flagellin) were used. PCR mixture contained: 20 mm3 Master Mix (primers, buffer, redistilled water, MgCl2), 0.5 mm3 hyperthermostable polymerase Delta 2, 2.5 mm3 dNTPs mixture (2 mM), and 2.0 mm3 DNA isolated from ticks. Positive control was DNA of Borrelia burgdorferi sensu lato (DNA Gda�sk), whereas the negative one - sterile redistilled water. The samples were initially denatured for 120 s at 93°C and 40 cycles performed (93°C for 30 s, 52°C for 60 s, 72°C for 60 s). PCR products were identified with the use of electrophoresis in 1.0% agarose gel in standard conditions and staining with ethidium bromide. DNA Molecular Weight Marker 100 bp Ladder (AMRESCO, USA) was applied for mass evaluation of the PCR product. Results of the amplification were visualised by UV transillumination.

Results There were collected 392 individuals of I. ricinus (79 females, 40 males and 273

nymphs) within Nadbu�a�ski Landscape area. The DNA of Borrelia burgdorferi sensu lato was detected in 29 individuals of ticks (7.3%). Females were the most infected by this pathogen (15.2%), males in the intermediate degree (10.0%), while nymphs in the lowest (4.8%) (tab.1).

The highest prevalence of this bacterium species (9.6%) was ascertained in ticks collected within the „Uroczysko Sterdy�” (Ceranów) educational-nature path. In „Huta Gruszczyno-Treblinka” (Stoczek, Miedzna, Kosów Lacki), only 3.0% of ticks were infected. In the case of remaining three sampling sites, the infection incidence was similar and ranged between 7.7-7.9% (tab.2). The occurrence of B. burgdorferi DNA in the population of common tick at different collection sites is shown in Figure 1. The prevalence of females ranged from 7.7% („Huta Gruszczyno-Treblinka”) to 19.5% („Uroczysko Sterdy�”). The absence of spirochetes in males were observed in „Huta Gruszczyno-Treblinka”, however the highest prevalence (16.6%) was noted within „Torfowisko Kules” educational-nature path. Minimum infected rate calculated for

215

nymphs ranging from 2.1-6.3% for „Huta Gruszczyno-Treblinka” and „Korczew-Mogielnica-Korczew”, respectively.

Discussion Studies on the prevalence of Borrelia burgdorferi sensu lato in common tick

have been carried out by many researchers in Poland and Europe (Hubálek and Halouzka 1998).

In the Nadbu�a�ski Landscape Park, within collection sites 7.3% of ticks were infected with analysed spirochete species. In Poland, the higher infection rate of this pathogen confirmed with the use of PCR technique was observed in ticks collected from Gda�sk, Gdynia, and Sopot - 12.4% (Sta�czak et al. 2004), Tarnowskie Góry aministrative district, 16.5% (Spausta et al. 2003), D�bie Forest Park (in Szczecin) - 17.0% (Skotarczak et al. 2002), Wielkopolska - 22.4% (Jenek and Głazaczow 1996), Pozna� - 22.6% (Nowosad et al. 1999), lake shores in Szczecin region - 29.6% (Humiczewska 2001), Lublin - 11.3%, Kraków - 15.5%, and Katowice - 37.5% (Sta�czak et al. 1999).

Table1. Infection rates in common tick with Borrelia burgdorferi sensu lato within Nadbu�a�ski Landscape Park

Type of sample Number of tested ticks

Number of positive samples Prevalence (in %)

Females 79 12 15.2

Males 40 4 10.0

Nymphs 273 13* 4.8**

Total 392 29 7.3

* - minimal number of infected nymphs; ** - minimum infected rate (pooled by 5 individuals)

Table2. Prevalence of Borrelia burgdorferi sensu lato in common ticks within selected collection sites of the Nadbu�a�ski Landscape Park

Collection site Number of tested ticks

Number of positive samples Prevalence (in %)

Uroczysko Sterdy� 83 8 9.6

Torfowisko Kules 88 7 7.9

Uroczysko Ceranów 90 7 7. 8

Korczew - Mogielnica - Korczew 65 5 7.7

Huta Gruszczyno - Treblinka 66 2 3.0

Total 392 29 7.3

216

0

5

10

15

20

25

US UC HGT TK KMK

Collection site

Pre

vale

nce

[%]

females males nymphs

Fig.1. Occurrence (in %) of Borrelia burgdorferi sensu lato within analysed ticks at different sampling sites.

Abbreviations: US - Uroczysko Sterdy�, UC - Uroczysko Ceranów, HGT - Huta Gruszczyno- Treblinka, TK - Torfowisko Kules, KMK - Korczew-Mogielnica-Korczew.

Other authors, applying the same method, obtained similar results concerning the infection rate in ticks with B. burgdorferi. Wodecka and Skotarczak (2000) revealed occurrence of 8.9% infected individuals of I. ricinus collected from north-western Poland. In Bydgoszcz, Sta�czak et al. (1999) noted 7.4% infected ticks. Chmielewska-Badora et al. (2003) surveying areas of Lublin region, have found that 6.3% of I. ricinus ticks were infected by this pathogen. Cisak et al. (2002) detected the presence of the analysed spirochete in 5.3% of tick specimens collected from the same areas. Also the studies based on IFA (indirect immunofluorescence assay) obtained comparable results: 8.8% in Białystok province, (Wegner et al. 1995), and 8.1% north-eastern provinces (Białystok, Olsztyn, Elbl�g) (Sta�czak et al. 1999). In another paper, Wegner et al. (1997) using the same method, proved that in the Tri-City area the percentage of positive samples of I. ricinus amounted to 10.3%. Bukowska et al. (2003) detected the presence of analysed spirochete in 11.6% of ticks collected in the forest areas of Szczecin in 2000 and 9.6% in 2001. The study carried out by Humiczewska et al. (2003) in the Western Pomerania demonstrated that 12.1-17.2% individuals of I. ricinus were infected with this species of pathogen.

Recent prevalence reports from several countries in Europe described spirochetes infecting 38.3% of common tick population in Košice, Slovakia (Derdáková et al. 2003), 15.0-32.6% in Switzerland (Casati et al. 2004), 17.9% in Bonn, Germany (Maetzel et al. 2005), 13.3% in Moscow, Russia (Masuzava et al. 2005), 3.3% in north France (Halos et al. 2005).

In the present study a higher infection level of females and males in comparison to nymphs was observed. This tendency is cosistent with the results obtained by most authors conducting experiments in Poland and Europe. For example, Michel et al. (2003) found 5-42% of infected adult ticks and 4-23% of nymphs among the total number of I. ricinus specimens in Munich (Germany). Hildebrandt et al. (2003) noted that 20.6% of females, 21.4% of males, and 8.6% of nymphs collected from Thuringia (Germany) were infected by B. burgdorferi. According to Christova et al. (2003) adult forms of ticks in Sofia (Bulgaria) are much more infected with spirochetes (23.0%) compared to nymphs (6.0%). Kosik-Bogacka et al. (2004) detected 36.4% of adults, and 15.5% of nymphs in Szczecin recreational area infected by this bacterium species.

217

However, Wodecka (2003) has found the highest infection rate in females (9.4%), followed by nymphs (3.8%) and males (2.5%) in ticks collected in north-western Poland.

Conclusions The preliminary results proved the epidemiological importance of Borrelia

burgdorferi sensu lato in central-eastern Poland, and the role of I. ricinus ticks in the epidemiology and epizootiology of borreliosis. In the present study, the analysed pathogen was detected in all tested populations of ticks within Nadbu�a�ski Landscape Park. For that reason, any human contact with a single individual of common tick in the areas of this Park poses a high risk of Lyme disease acquisition.

Acknowledgements This investigation was supported by gratuitous reagents received from DNA

Gda�sk II (Poland), QIAGEN Gmbh (Germany), and AMRESCO (USA).

References Bukowska K., Kosik-Bogacka D., Ku�na-Grygiel W. 2003. The occurrence of Borrelia

burgdorferi sensu lato in the populations of Ixodes ricinus in forest areas of Szczecin during 2000-2001. Ann. Agric. Environ. Med. 10: 5-8.

Casati S., Bernasconi M.V., Gern L., Piffaretti J.C. 2004. Diversity within Borrelia burgdorferi sensu lato genospecies in Switzerland by recA gene sequence. FEMS Microbiol. Lett. 238: 115-123.

Chmielewska-Badora J., Cisak E., Zwoli�ski J., Dutkiewicz J. 2003. Ocena wyst�powania kr�tków Borrelia burgdorferi sensu lato w kleszczach Ixodes ricinus na terenie wybranych rejonów Lubelszczyzny przy zastosowaniu metody ła�cuchowej reakcji polimerazy (PCR). Wiad. Parazytol. 49: 165-171.

Chodynicka B., Łukaszuk C., Puciło K., Poczobut P., Flisiak I., Trybuła J. 1997. Badania wst�pne nad wyst�powaniem kr�tków Borrelia w kleszczach na terenie Białostocczyzny. Przegl. Dermatol. 84: 179-182.

Christova I., van de Pol J., Yazar S., Velo E., Schouls L. 2003. Identification of Borrelia burgdorferi sensu lato, Anaplasma and Ehrlichia species, and spotted fever group Rickettsiae in ticks from southeastern Europe. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 22: 535-542.

Cisak E., Chmielewska-Badora J., Rajtar B., Zwoli�ski J., Jabło�ski L., Dutkiewicz J. 2002. Study on the occurrence of Borrelia burgdorferi sensu lato and tick-borne encephalitis virus (TBEV) in ticks collected in Lublin region (eastern Poland). Ann. Agric. Environ. Med. 9: 105-110.

D�browski J., Schonberg A., Wegner Z., Sta�czak J., Kruminis-Łozowska W. 1994. The first isolation of Borrelia burgdorferi from Ixodes ricinus (Acari, Ixodidae) ticks in Poland. Bull. Inst. Mar. Trop. Med. Gdynia, 1-4: 61-64.

Derdáková M., Halánová M., Stanko M., Štefaniková., isláková L., Pet’ko B. 2003. Molecular evidence for Anaplasma phagocytophilum and Borrelia burgdorferi sensu lato in Ixodes ricinus ticks from eastern Slovakia. Ann. Agric. Environ. Med. 10: 269-271.

Franz J.K., Krause A. 2003. Lyme disease (Lyme borreliosis). Best Pract. Res. Clin. Rheumatol. 17: 241-264.

Halos L., Jamala T., Maillarda R., Beugnetc F., Le Menachd A., Boulouisa H.-J., Vayssier-Taussata M. 2005. Evidence of Bartonella sp. in questing adult and

218

nymphal Ixodes ricinus ticks from France and co-infection with Borrelia burgdorferi sensu lato and Babesia sp.. Vet. Res. 36: 79 – 87.

Hayes E.B., Piesman J. 2003. How can we prevent Lyme disease? N. Engl. J. Med., 348: 2424-2430.

Hildebrandt A., Schmidt K.H., Wilske B., Dorn W., Straube E., Fingerle V. 2003. Prevalence of four species of Borrelia burgdorferi sensu lato and coinfection with Anaplasma phagocytophila in Ixodes ricinus ticks in central Germany. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 22: 364-367.

Hubálek Z., Halouzka J. 1997. Distribution of Borrelia burgdorferi sensu lato genomic groups in Europe, a review. Eur. J. Epidemiol. 13: 951-957.

Hubálek Z., Halouzka J. 1998. Prevalence rates of Borrelia burgdorferi sensu lato in host-seeking Ixodes ricinus ticks in Europe. Parasitol. Res. 84: 167-172.

Humiczewska M. 2001. Aktywno�� sezonowa kleszczy Ixodes ricinus w biotopach nadwodnych i le�nych Szczecina i okolic oraz ich zaka�enie kr�tkami Borrelia burgdorferi. Wiad. Parazytol. 47: 389-393.

Humiczewska M., Ku�na-Grygiel W., Kołodziejczyk L., Białek S., Kozłowska A., Rozen W., Sych Z. 2003. Ekstensywno�� zaka�enia populacji Ixodes ricinus kr�tkami Borrelia burgdorferi sensu lato w lasach północno-zachodniej Polski. Wiad. Parazytol. 49: 255-271.

Jenek J., Głazaczow A. 1996. Ocena wyst�powania kr�tków Borrelia burgdorferi sensu lato w kleszczach Ixodes ricinus w wybranych regionach Wielkopolski metod� ła�cuchowej reakcji polimerazy (PCR). Przegl. Epidemiol. 50: 383-386.

Maetzel D., Maier W.A., Kampen H. 2005. Borrelia burgdorferi infection prevalences in questing Ixodes ricinus ticks (Acari: Ixodidae) in urban and suburban Bonn, western Germany. Parasitol. Res. 95: 5-12.

Masuzawa T., Kharitonenkov I.G., Kadosaka T., Hashimoto N., Kudeken M., Takada N., Kaneda K., Imai Y. 2005. Characterization of Borrelia burgdorferi sensu lato isolated in Moscow province-a sympatric region for Ixodes ricinus and Ixodes persulcatus. Int. J. Med. Microbiol., 294: 455-464.

Michel H., Wilske B., Hettche G., Göttner G., Heimerl C., Reischl U., Schulte-Spechtel U., Fingerle V. 2003. An ospA-polymerase chain reaction/restriction fragment length polymorphism-based method for sensitive detection and reliable differentiation of all European Borrelia burgdorferi sensu lato species and OspA types. Med. Microbiol. Immunol. 193: 219-22.

Nowosad A., Jenek J., Głazaczow A., Wal M. 1999. Kleszcze pospolite Ixodes ricinus (Linnaeus, 1758) z wybranych lasów komunalnych Poznania oraz ich zaka�enie kr�tkami Borrelia burgdorferi sensu lato. Przegl. Epidemiol. 53: 299-308.

Skotarczak B. 2000. Wykrywanie Borrelia burgdorferi sensu lato w kleszczach Ixodes ricinus metod� ła�cuchowej reakcji polimerazy (PCR). Wiad. Parazytol. 46: 93-99.

Skotarczak B., Wodecka B., Cichocka A. 2002. Coexistence DNA of Borrelia burgdorferi sensu lato and Babesia microti in Ixodes ricinus ticks from north-western Poland. Ann. Agric. Environ. Med. 9: 25-28.

Spausta G., Wiczkowski A., Ciarkowska J., Strzelczyk J., Trapp G., Adamek B., Zalewska-Ziob M. 2003. Cz�sto�� wyst�powania Borrelia burgdorferi sensu lato u kleszczy Ixodes ricinus z okolic Tarnowskich Gór. Wiad. Parazytol. 49: 39-45.

Sta�czak J., Gabre R.M., Kruminis-Łozowska W., Racewicz M., Kubica-Biernat B. 2004. Ixodes ricinus as a vector of Borrelia burgdorferi sensu lato, Anaplasma phagocytophilum and Babesia microti in urban and suburban forests. Ann. Agric. Environ. Med. 11: 109-114.

219

Sta�czak J., Racewicz M., Kubica-Biernat B., Kruminis-Łozowska W., D�browski J., Adamczyk A., Markowska M. 1999. Prevalence of Borrelia burgdorferi sensu lato in Ixodes ricinus (Acari, Ixodidae) in different Polish woodlands. Ann. Agric. Environ. Med. 6: 127-132.

Wegner Z., Racewicz M., Kubica-Biernat B., Kruminis-Łozowska W., Sta�czak J. 1997. Wyst�powanie kleszczy Ixodes ricinus (Acari, Ixodidae) na zalesionych obszarach Trójmiasta i ich zaka�enie kr�tkami Borrelia burgdorferi. Przegl. Epidemiol. 51: 11-20.

Wegner Z., Sta�czak J., Racewicz M., Kruminis-Łozowska W., Kubica-Biernat B. 1995. Wyst�powanie kr�tków Borrelia burgdorferi w kleszczach Ixodes ricinus na terenie województwa białostockiego. Mi�dzynarodowe sympozjum nt. Borelioza z Lyme i inne choroby przenoszone przez kleszcze, Białowie�a 28-29 kwietnia: 12

Wodecka B. 2003. Detection of Borrelia burgdorferi sensu lato DNA in Ixodes ricinus ticks in north-western Poland. Ann. Agric. Environ. Med. 10: 171-178.

Wodecka B., Skotarczak B. 2000. Genetyczna zmienno�� Borrelia burgdoferi s.l. u kleszczy Ixodes ricinus zebranych w północno-zachodniej Polsce. Wiad. Parazytol. 46: 475-485.

220

221

Cervus elaphus i Ixodes ricinus jako rezerwuar Bartonella w Północno-Zachodniej Polsce

Małgorzata Adamska Katedra Genetyki, Uniwersytet Szczeci�ski, Szczecin, al. Piastów 40B, 71 – 065, e-mail: adamska@univ.szczecin.pl

Cervus elaphus and Ixodes ricinus as a reservoir of Bartonella in North - Western Poland

Abstract The purpose of the study was to assess the prevalence Bartonella in red deer (Cervus

elaphus) from north-western Poland forest. Supplementary, ticks infesting red deer were also screened in order to ascertain their role as vectors and reservoirs of Bartonella. The samples of blood and spleen from 31 animals from north-western Poland and 53 Ixodes ricinus ticks collected from animals were PCR-screened. Bartonella DNA was detected by using pair of primers complementary to the intergenic spacer (ITS) between the 16S and 23S rRNA genes, which is used for identification of over a dozen species of this genus. Products of two different sizes were detected d sequenced: 176 bp product identified as B. bovis and 257 bp product identified as B. schoenbuchensis. The 176 bp amplicons were detected in blood and spleen from 10 animals (32,26%), the 257 bp fragments were detected in blood and spleen from 5 animals (16,13%). Generally, Bartonella infection rate in C. elaphus amounted to 45,16% of animals. No amplicons were obtained from ticks. The results show that C. elaphus may be a reservoir for at least two species, i.e. B. bovis and B. schoenbuchensis.

Wst�p Rodzaj Bartonella to Gram ujemne bakterie b�d�ce fakultatywnymi paso�ytami

wewn�trzkomórkowymi. Wykazuj� one tropizm do erytrocytów oraz komórek �ródbłonka naczy� krwiono�nych gospodarza (Dehio i wsp. 2004). Przez dłu�szy czas do rodzaju Bartonella zaliczano tylko jeden gatunek – B. bacilliformis, jednak�e wł�czono do niego równie� gatunki z rodzaju Rochalimea oraz Grahamella. Odkryto równie� szereg nowych gatunków bartonelli i obecnie rodzaj ten liczy kilkana�cie gatunków (Breischwerdt i Kordick 2000, Roux i wsp. 2000).

Rezerwuar Bartonella spp. stanowi� ró�ne gatunki ssaków, w tym równie� człowiek. Ka�dy gatunek bartonelli wykazuje okre�lone preferencje co do �ywiciela,

222

jednak�e coraz cz��ciej wykrywa si� poszczególne gatunki tych bakterii u ró�nych �ywicieli (Breischwerdt i Kordick 2000). Wektorem bartonelli s� krwiopijne stawonogi. Przez długi czas nie uwa�ano kleszczy za wektor tych bakterii, dopiero w latach dziewi��dziesi�tych ubiegłego wieku zacz�to rozwa�a� rol� kleszczy w transmisji Bartonella (Chang i wsp. 2000, 2001).

Celem prezentowanej pracy było poznanie prewalencji Bartonella u jelenia europejskiego (Cervus elaphus). Wcze�niejsze badania wykazały obecno�� DNA Bartonella oraz Anaplasma phagocytophilum we krwi i tkankach saren (Capreolus capreolus) odstrzelonych na tym samym obszarze, z którego pochodz� badane jelenie. DNA tych patogenów wykryto tak�e w izolatach z kleszczy Ixodes ricinus zebranych z saren (Adamska i Skotarczak 2004, Skotarczak i Adamska 2005, 2005a, Adamska 2006). Istotne jest wi�c przeprowadzenie bada� maj�cych na celu poznanie roli innych prze�uwaczy oraz �eruj�cych na nich kleszczy w kr��eniu Bartonella w biotopie le�nym.

Materiały i metody Materiały. Próbki krwi w obj�to�ci ok. 1 ml oraz �ledziony w obj�to�ci ok. 2

cm3 zostały pobrane od 31 osobników C. elaphus. Zwierz�ta zostały odstrzelone w okresie od wrze�nia do grudnia 2004 roku w lasach otaczaj�cych miasto Szczecin. Krew była pobierana do probówek zawieraj�cych 100 µl Na-EDTA. Z odstrzelonych zwierz�t zebrano �eruj�ce na nich kleszcze w liczbie 53, wszystkie nale��ce do Ixodes ricinus.

Izolacja DNA. Izolacj� genomowego DNA z kleszczy oraz próbek krwi i �ledziony przeprowadzono z u�yciem zestawu odczynników MasterPureTM DNA Purification Kit (Epicentre, USA) zgodnie z instrukcj� zał�czon� przez producenta.

PCR. Do amplifikacji DNA Bartonella zastosowano protokół PCR opracowany przez Jensena i wsp. (2000) i zmodyfikowany przezów JEN1F i B1623R, sekwencji znajduj�cej si� pomi�dzy genami koduj�cymi 16S-23S rRNA. Amplifikacj� DNA przeprowadzano w termocyklerach T-gradient (Biometra, Germany) i Peltier Thermal Cycler 200 (MJ Research Inc. USA), według profilu termiczno-czasowego podanego przez Jensena i wsp. (2000). Jako matrycy do kontroli pozytywnej u�yto DNA B. quintana uzyskanego z hodowli w komórkach Vero (MRL Diagnostics). Produkty PCR poddawano rozdziałowi elektroforetycznemu w 2,5% agarozie z bromkiem etydyny. Wyniki PCR wizualizowano w �wietle UV i archiwizowano za pomoc� programu komputerowego BioCapt software (Vilber Lourmat, France).

Sekwencjonowanie. Amplikony o ró�nej długo�ci uzyskane z izolatów z krwi od dwóch ró�nych zwierz�t poddano sekwencjonowaniu w Pracowni Sekwencjonowania i Syntezy Oligonukleotydów w Instytucie Biochemii i Biofizyki Polskiej Akademii Nauk w Warszawie. Uzyskane sekwencje zostały porównane z sekwencjami dost�pnymi w Banku Genów w programie komputerowym DNAMAN (Lynnon Biosoft, Kanada).

Wyniki Zbiór kleszczy. Czterna�cie zwierz�t z 31 badanych było infestowanych przez I.

ricinus. Z osobników tych zebrano 53 kleszcze, 38 samic i 15 samców. Intensywno�� zara�enia wynosiła od 1 do 6 osobników I. ricinus na �ywicielu.

PCR. Obecno�� DNA Bartonella wykryto u 14 z 31 badanych zwierz�t, co stanowiło 45,16%. Z reakcji PCR uzyskano amplikony o długo�ci 176 pz i 257 pz. Produkt o długo�ci 176 pz uzyskano z izolatów pochodz�cych od 10 zwierz�t, co stanowiło 32,26%. U trzech spo�ród tych zwierz�t krótszy amplikon uzyskano z izolatów zarówno z krwi jak i �ledziony, u pozostałych siedmiu – tylko z izolatów ze

223

�ledziony. Produkt o długo�ci 257 pz uzyskano z izolatów pochodz�cych od pi�ciu zwierz�t (16,13%); u dwóch – z obydwu izolatów, tj. z krwi i �ledziony, u trzech – tylko z izolatów ze �ledziony. Nie wykryto obecno�ci DNA Bartonella w izolatach z kleszczy.

Sekwencjonowanie. Analiza sekwencji nukleotydów produktu o długo�ci 176 pz wykazała, �e sekwencja ta jest charakterystyczna dla B. bovis. Podobie�stwo z sekwencj� B. bovis pochodz�c� z Banku Genów (numer akcesyjny AY116638) wynosiło 97,18%. Sekwencja amplikonu o długo�ci 257 pz okazała si� by� najbardziej podobna do sekwencji B. schoenbuchensis, a podobie�stwo z sekwencj� z Banku Genów (numer akcesyjny AY116639) wynosiło 58,91%.

Dyskusja Poszczególne gatunki Bartonella wykazuj� pewn� specyficzno�� wobec

gatunków �ywicielskich, co jak s�dzi wielu autorów jest po cz��ci spowodowane preferencjami, jakie wykazuj� wzgl�dem przenosicieli. Jednak�e zarówno zwierz�ta rezerwuarowe, jak i wektory dla bakterii z rodzaju Bartonella nie s� jeszcze dokładnie poznane. W Stanach Zjednoczonych izolowano Bartonella sp. z krwi ró�nych grup dziko �yj�cych zwierz�t, m.in. od kotowatych, psowatych, gryzoni i prze�uwaczy (Breischwerdt i Kordick 2000, Chang i wsp. 2000, Kosoy i wsp. 2004).

Pierwszy przypadek zaka�enia prze�uwaczy Bartonella sp. zaobserwowali Donatien i Lestoquard w 1934 roku (Bermond i wsp. 2002). Dla nowo odkrytego gatunku zaproponowali nazw� B. bovis lub Haemobartonella bovis, poniewa� został wykryty u bydła domowego (Bos taurus). W 2001 r. Dehio i wsp. wyizolowali z krwi saren pochodz�cych z Niemiec nowy gatunek – B. schoenbuchii (pó�niej nazw� zmieniono na B. schoenbuchensis). Rok pó�niej dwa nowe gatunki Bartonella wyizolowane od europejskich prze�uwaczy opisali Bermond i wsp. Gatunek B. capreoli został wyizolowany z krwi sarny, a B. bovis - z krwi krowy. Obydwa zwierz�ta pochodziły z Francji. B. bovis wyizolowano nie tylko od europejskiego bydła, ale tak�e od przedstawicieli rodzaju Bos w Stanach Zjednoczonych i Afryce oraz ameryka�skiego jelenia. Dane te sugeruj�, �e rezerwuarem B. bovis nie jest jeden gatunek (Bos taurus), ale szereg gatunków dzikich i domowych prze�uwaczy na całym �wiecie. W 2004 r., równie� od osobników z francuskich stad bydła, Maillard i wsp. wyizolowali kolejny gatunek – B. chomelii.

Badania dotycz�ce rezerwuaru Bartonella sp. w Polsce s� nieliczne i dotycz� głównie gryzoni (Bajer i wsp. 2001, Pawełczyk i wsp. 2004). Badania prze�uwaczy prowadzone do tej pory dotyczyły sarny (C. capreolus) i wykazały, �e jest ona rezerwuarem B. bovis i B. capreoli. Badane osobniki pochodziły z dwóch populacji z terenów le�nych w okolicach miasta Szczecina. Osobniki z pierwszej populacji zostały odstrzelone od listopada 2003 do stycznia 2004 r. oraz w kwietniu i maju 2004 r., a z drugiej populacji – od kwietnia do czerwca 2004 r. oraz w listopadzie i grudniu 2004 r. Ogólne zaka�enie badanych zwierz�t wynosiło 27,6% u osobników z pierwszej populacji, oraz 21,4% u osobników z drugiej populacji (Skotarczak i Adamska 2005, 2005a). Z prezentowanych bada� wynika, �e równie� C. elaphus pełni istotn� rol� w kr��eniu Bartonella w ekosystemach le�nych w Północno-Zachodniej Polsce, gdy� ogółem zaka�enie dla wszystkich badanych zwierz�t wynosiło 45,16%. Wykrycie we krwi lub �ledzionie 32,26% badanych C. elaphus DNA o sekwencji charakterystycznej dla B. bovis, a tak�e wcze�niejsze wykrycie DNA tego patogenu we krwi C. capreolus potwierdza tez�, �e B. bovis zaka�a równie� dzikie prze�uwacze. Sekwencja dłu�szego z amplikonów, otrzymanego z izolatów 16,13% badanych zwierz�t, wykazywała najwi�ksze podobie�stwo do sekwencji charakterystycznej dla B. schoenbuchensis,

224

jednak jest ono zbyt małe aby okre�li� jaki patogen został wykryty u tych osobników. Konieczne b�dzie wi�c zsekwencjonowanie wi�kszej ilo�ci amplikonów. Poniewa� u saren odstrzelonych na tym samym obszarze, co badane jelenie stwierdzono we krwi i tkankach obecno�� DNA A. phagocytophilum (Adamska i Skotarczak 2004, Adamska 2006), nale�ałoby przebada� na obecno�� DNA tego patogenu równie� jelenie.

DNA Bartonella wykrywano znacznie cz��ciej w izolatach ze �ledziony ni� z krwi. U 10 zwierz�t stwierdzono obecno�� DNA patogenu tylko w �ledzionie, a jedynie u 5 jednocze�nie we krwi i w �ledzionie. U �adnego z osobników nie stwierdzono obecno�ci DNA Bartonella tylko we krwi. Mo�e to �wiadczy� o długim czasie trwania infekcji.

Poniewa� prze�uwacze rzadko s� infestowane przez pchły, przypuszcza si�, �e wektorem bartonelli w�ród tej grupy zwierz�t s� najprawdopodobniej inne paso�yty. Przez długi czas nie uznawano kleszczy jako wektora bakterii z rodzaju Bartonella, jednak�e ze wzgl�du na to, �e prze�uwacze s� cz��ciej zara�one przez kleszcze ni� przez pchły, uwa�a si�, �e te stawonogi mog� one odgrywa� znacz�c� rol� w transmisji Bartonella sp. (Chang i wsp. 2000). Badania dotycz�ce saren pochodz�cych z lasów otaczaj�cych miasto Szczecin wykazały, �e kleszcze I. ricinus stanowi� wa�ne ogniwo w kr��eniu Bartonella w biotopie le�nym. Kleszcze zebrane z jeleni odstrzelonych na tym samym terenie równie� nale�ały do gatunku I. ricinus. W �adnym izolacie z kleszczy �eruj�cych na badanych jeleniach nie wykryto DNA Bartonella, odstrzelone zwierz�ta musiały wi�c zosta� zaka�one wcze�niej przez inne osobniki I. ricinus lub inny gatunek stawonoga b�d�cy wektorem Bartonella.

Wnioski 1. C. elaphus jest rezerwuarem Bartonella spp. 2. Co najmniej dwa gatunki Bartonella mog� wykorzystywa� C. elaphus jako �ywiciela: B. bovis i prawdopodobnie B. schoenbuchensis.

3. Zaka�enie C. elaphus bartonell� charakteryzuje si� prawdopodobnie długim przebiegiem.

4. Kleszcze pełni� istotn� rol� jako wektor Bartonella spp.

Literatura Adamska M. 2006. Detecting Anaplasma phagocytophilum DNA in blood of roe deer

and in ticks from North-Western Poland. Medycyna Weterynaryjna 62: 201-203. Adamska M. Skotarczak B. 2004. Detection of DNA of Anaplasma phagocytophilum in

blood, spleen and liver of roe deer (Capreolus capreolus) from northwestern Poland. In: “Multidisciplinarity for parasites, vectors and parasitic diseases”: edit. Santiago Mas-Coma, Medimond Italia 315-318.

Bajer A., Pawełczyk A., Behnke J.M., Gilbert F.S., Si�ski E. 2001. Factors affecting the component community structure of haemoparasites in bank voles (Clethrionomys glareolus) from the Mazury Lake District region of Poland. Parasitology 122: 43-54.

Bermond D., Boulouis H-J., Heller R., Van Laere G., Monteil H., Chomel B., Sander A., Dehio C., Piemont Y. 2002. Bartonella bovis Bermond et al. sp. nov. and Bartonella capreoli sp. nov., isolated from European ruminants. Int. J. Syst. Evol. Microb. 52: 383-390.

Breischwerdt E.B., Kordick D.L. 2000. Bartonella infections in animals: carriership, potential reservoir, pathogenicity, and zoonotic potential for human infection. Clinic. Microb. Rev. 13: 428-438.

225

Chang C.C., Chomel B.B., Kasten R.W., Heller R.M., Ueno H., Yamamoto K., Bleich V.C., Pierce B.M., Gonzales B.J., Swift P.K., Boyce W.M., Jang S.S., Boulouis H.J., Piemont Y., Rossolini G.M., Riccio M.L., Cornaglia G., Pagani L., Lagatolla C., Selan L., Fontana R. 2000. Bartonella spp. isolated from wild and domestic ruminants in North America. Emerging Infectious Disease 6: 306-311.

Chang C.C., Chomel B., Kasten R.W., Romano V., Tietze N. 2001. Molecular evidence of Bartonella spp. in questing adult Ixodes pacificus ticks in California. J. Clinic. Microb. 39: 1221-1226.

Dehio C., Lanz C., Pohl R., Behrens P., Bermond D., Piemont Y., Sander A. 2001. Bartonella schoenbuchii sp. nov., isolated from the blood of deer. Int. J. Syst. Evolution. Microbiol. 51: 1557-1565.

Dehio C., Piemont Y. 2002. Bartonella bovis Bermond et al. sp. nov. and Bartonella capreoli sp. nov., isolated from European ruminants. Int. J. Syst. Evolution. Microbiol. 52: 383-390.

Dehio C. 2004. Molecular and cellular basis of Bartonella pathogenesis. Annual Review of Microbiology 58: 365-390.

Jensen W., Fall M.Z., Rooney J., Kordick D.L., Breitschwerdt A.B. 2000. Rapid identification and differentiation of Bartonella species using a single–step PCR assay. J. Clinic. Microbiol. 38: 1717-1722.

Kosoy M.Y., Mandel E., Green D., Marston E.L., Childs J.E. 2004. Prospective studies of Bartonella of rodents. Part I. Demographic and temporal patterns in population dynamics. Vector-Borne and Zoonotic Diseases 4(4): 285-295.

Maillard R., Vayssier–Taussat M., Bouillin C., Gandoin C., Halos L., Chomel B., Piemont Y., Boulouis H.J. 2004. Identification of Bartonella strains isolated from wild and domestic ruminants by a single-step PCR analysis of the 16S-23S intergenic spacer region. Vet. Microbiol. 1: 63-69.

Pawełczyk A., Bajer A., Behnke J.M., Gilbert F.S., Si�ski E. 2004. Factors affecting the component community structure of haemoparasites in common voles (Microtus arvalis) from the Mazury Lake District region of Poland. Parasitol. Res. 92: 270-84.

Roux V., Eykyn S.J., Wyllie S., Raoult D. 2000. Bartonella vinsonii subsp. berkhoffii as an agent of afebrile blood culture – negative endokarditis in a human. J. Clinic. Microbiol. 38: 1698-1700.

Skotarczak B., Adamska M. 2005. Detection of Bartonella DNA in roe deer (Capreolus capreolus) and in ticks removed from deer. European Journal of Wildlife Research 51: 287-290.

Skotarczak B., Adamska M. 2005. Capreolus capreolus i Ixodes ricinus jako rezerwuar Bartonella w Polsce Północno-Zachodniej. Wiad. Parazytol. 51: 139-143.

226

227

Q Fever - epidemiological and clinical aspects

Krzysztof Tomasiewicz, Hanna Fota-Markowska Department of Infectious Diseases, Medical University of Lublin, Biernackiego 9, 20-089 Lublin

Abstract The official incidence of human Q fever in Poland is extremely low. During last 10

years just a few cases were reported. The most important question is whether the official registration reflects the true problem. It can be anticipated that some cases pass undiagnosed, or are mislabelled as influenza or similar illnesses. Some observations both from Poland and from other countries may support the opinion, that Q fever should be still considered in the differential diagnosis of febrile diseases. On the other hand, one should remember that Coxilella burnetti is on the short-list for organisms thought to be potential threats for bioterrorism.

Infections of humans most commonly occur as a result of consumption of contaminated food or water, or inhalation of C. burnetii in air that contains aerosolised particles from contaminated tissues, fluids or excreta of infected animals. Transmission from man to man is extremely rare, although there are some case reports of sexual transmission and of human-to-human transmission as a result of contact with an infected patient

The clinical presentation of Q fever in humans varies widely and is non-specific. At least one-half of all people infected with C. burnetii show no signs of clinical illness. The course of symptomatic infection may be both acute and chronic. In about 50% of these patients atypical pneumonia may develop. In some patients acute hepatitis is observed

The methods of control include education of persons at high risk of infection, adequate disinfection and disposal of animal products of conception restrict access to cow and sheep sheds, barns and laboratories with potentially infected animals, and stress the value of inactivation procedures such as pasteurization of milk. The specific profilaxis is possible in some countries, where vaccine is used. For example, a vaccine for Q fever has been developed and has successfully protected humans in occupational settings in Australia. Only an inactived whole cell (Q-Vax) vaccine is available and recommended for workers with occupational risk of exposure to C. burnetii

Introduction The official incidence of human Q fever in Poland is extremely low. During last

10 years just a few cases were reported. The most important question is whether the official registration reflects the true problem. It can be anticipated that some cases pass

228

undiagnosed, or are mislabeled as influenza or similar illnesses. Some observations from Poland and other countries may support the opinion, that Q fever should be still considered in the differential diagnosis of febrile diseases. On the other hand, one should remember that Coxilella burnetti is on the short-list for organisms thought to be potential threats for bioterrorism (Washington State Department of Health 2005, Cisak, et al 2003).

Epidemiology Q fever is a zoonotic disease caused by the rickettsial organism C. burnetti that

is a pleomorphic coccobacillus with a Gram-negative cell wall. The most common reservoirs are domestic animals, primary cattle, sheep and goats, domestic pets (dogs, cats), and wild rodents, birds. Ticks are the natural primary reservoir of this organism and are responsible for the transmission of C. burnetti among animals but are not considered to be a major vector of infection for humans. C. burnetii is probably not associated with rickettsial disease in these animals, and humans are the only known host to develop illness as a result of infection (Marrie 1995, Marrie 2003)

Infection of humans most commonly occur as a result of consumption of contaminated food or water, or inhalation of C. burnetii in air that contains aerosolised particles from contaminated tissues, fluids or excreta of infected animals (Maurin et al 1999, Hellenbrand et al 2001). Transmission from man to man is extremely rare, although there are some case reports of sexual transmission and of human-to-human transmission as a result of contact with an infected patient. Two laboratory outbreaks occurred in 1947 and 1948. Exposure to a patient’s sputum that contained high concentrations of C. burnetii caused a hospital outbreak in 1948 (Bossi et al 2004, Fournier 1998, Mann 1985, Kikuth and Bock 1949).

Most of outbreaks reported in Europe, United States and Australia had been the consequence of direct exposure to infected animals or animal product. The mode of transmission in most cases was the most probably across inhalation of infected aerosols. Infectious dust produced by shearing of sheep whose wool was presumably contaminated with infected tick feces was suspected as possible source of transmission since shearing and disease occurrence were temporally associated in 3 of these 11 outbreaks and as the main source in one other outbreak (Maurin et al 1999, Hellenbrand et al 2001). Dry weather or wind blowing from areas where sheep were located was thought to play a contributory role in at least 14 outbreaks (Tissot-Dupont et al 2004).

The study carried out from 1995 to 1997 in the rural area near Marseille was shown to have an incidence of Q fever 5.4 times higher than that of the area of Marseille. This hyperendemicity could be due to wind blowing through an extensive sheep-rearing area before reaching the study area. The main peak of Q fever cases occured in April and May in the disease-hyperendemic area, 1 month after the second lambing season, which takes place when the strongest winds blow (Tissot-Dupont et al 1999). In a Swiss study, Q fever also developed in 415 persons who lived on a valley road along which sheep were herded to mountain pastures (Dupuis et al 1987).

Although ticks are important vectors of infection they are seldom considered as a source for human infection. However some experts sugest that contact of infected ticks' faeces may result in human Q fever. If this route of transmission cannot be rule out one should remember that C. burnetti can remain in the faeces of ticks for extremely long periods (Marrie 2003, Marrie 1995).

Seroprevalence studies of C. burnetii antibodies both in human populations and in animals have been performed in many countries. However testing is not representative particularly in animals because the disease is generally asymptomatic, it

229

has supported the opinion the infection is not uncommon. In 1998, a survey of Q fever was performed in state veterinary laboratories in Germany (Hartung 1999). This showed that 7.8% of 21,191 tested cattle, 1.3% of 1,346 tested sheep, and 2.5% of 278 tested goats had evidence of C. burnetii infection by various tests.

In 2003 Cisak et al. have conducted the study of seroprevalence to Coxiella burnetii among farming population in the Lublin region. examined farmers. In 17.8% of examined farmers antibodies to Coxiella burnetii phase I antigen were found, indicative of chronic infection or convalescent phase of Q fever. The results of similar studies performed in other European countries have shown the prevelance ranged from 4% in blood donors in Switzerland to 45% in selected populations in the Netherlands (Cisak et al 2003, Euro Surveill 1997). It may be hypothesised that these results may reflect the past infection in humans, but on the other hand the presence of the infectious agent in environment needs to be taken into considerations.

Clinical features The clinical presentations of Q fever in humans varies widely and is non-

specific. At least one-half of all people infected with C. burnetii show no signs of clinical illness. The course of symptomatic infection may be both acute and chronic. In acute cases the incubations period varies from 9 to 39 days, but is usually 2 to 3 weeks and probably depends on the number of organisms that infect the patient. The higher invective dose may be responsible for severe disease. Acute Q fever may manifest as a self-limiting febrile illness with flu-like symptoms (most commonly), lasting for 1-3 weeks, with sudden onset high fever, chills , profuse sweating headache, fatigue, myalgia, malaise and muscle aches, nausea, vomiting, diarrhoea, abdominal pain, non-productive cough, sore throat and chest pain (Marrie 2003).

In about 50% of these patients atypical pneumonia may develop. This pneumonia is usually mild, with dry cough, fever, and minimal chest symptoms, however in some of them acute respiratory distress may lead to severe disease. Symptoms usually last 10-90 days and mortality rate is aproximately 0.5-1.5%. Chest X-ray is usually non-specific. The main differential diagnoses are with other pneumonias caused by Legionella pneumophila, Mycoplasma pneumoniae, Chlamydia psitacci and Chlamydia pneumoniae (Woodhead 2002, Marrie 2003). In some patients acute hepatitis is observed. It may be similar to other infective hepatitis of different etiology or (more common) is presented as acute or chronic granulomatous hepatitis. Cases of meningoencephalitis or encephalitis, aseptic meningitis, myelitis, optic neuritis and peripheral neuropathy have also been reported. In contrast to other rickettsioses, rash is rare: maculopapular or purpuric exanthema is found in only 10% of cases. Other uncommon anifestations include: haemophagocytosis, haemolytic anaemia, transient hypoplastic anaemia, thyroiditis,gastroenteritis, pancreatitis, lymphadenopathy mimicking lymphoma, erythema nodosum, bone marrow necrosis, mesangioproliferative glomerulonephritis (antiphospholipid antibodies) and ruptured spleen. In general, most patients will recover to good health within several months. Only 1%-2% of people with acute Q fever die of the disease (Marrie 2003, Raoult and Marrie 1995).

Chronic Q fever is defined as disease that persists for more than 6 months. It may occur even within several years after primary infection and includes endocarditis, which almost exclusively affecting patients with abnormal or prosthetic heart valves. Other manifestations of chronic Q fever are aseptic meningitis, encephalitis and osteomyelitis. In some cases the disease may manifest as an uneplained fever. A chronic

230

fatigue-like syndrome has been reported in some Q fever patients. In patients with chronic Q fever, the death rate may be as high as 25% to 60% (Brouqui et al 1993).

Serological tests remain the most important laboratory diagnostic tools. Fourfold or greater change in antibody titer to C. burnetii phase II or phase I antigen in paired serum specimens ideally taken 3-6 weeks apart is the best available criterium for diagnosis. Patients with acute Q fever typically produce antibody respone against to phase II antigen of C. burnetti, wheras those with chronic disease typically elicit high levels antibodies against C. burnetti phase I antigen. The other acceptable criteria for diagnosis include isolation of C. burnetii from a clinical specimen by culture, or demonstration of C. burnetti in a clinical specimen by detection of antigen or nucleic acid (Fournier et al 1998, Stein and Raoult 1992).

Antibodies to phase I and II antigens have been known to persist for months or years after initial infection.

The results of several studies have shown that greater accuracy in the diagnosis of Q fever can be achieved by looking at specific levels of classes of antibodies other than IgG, namely IgA and IgM. Combined detection of IgM and IgA in addition to IgG improves the specificity of the assays and provides better accuracy in diagnosis. Increased IgG and IgA antibodies to phase I are often indicative of Q fever endocarditis (Tissot-Dupont et al 1994, Fournier 1998).

Treatment As most of the cases of acute Q fever are asymptomatic they resolve

spontaneously without antibiotic treatment. Nevertheless, treatment may shorten the duration of illness and decrease the risk of complications, especialy of endocarditis.

Doxycyclin is still considered as a drug of choice and is most effective when given within the first 3 days of illness. The therapy of chronic Q fever, especialy of Q fever related endocarditis is much more difficult. It often requires at least 2 years' treatment with a combination of antibiotics, e.g. rifampicin/ciprofloxacin or rifampicin/doxycycline or tetracycline/cotrimoxazole. Alternatively, doxycycline/hydroxychloroquine is given for long-term therapy (Calza et al 2002, Marrie 2003)

Methods of control Q fever cases are reported mainly in some specific populations and it is thought

to be occupational disease of sheep and dairy farmers, veterinary researchers, abbatoir workers. Thus the methods of control include education of persons at high risk of infection, adequate disinfection and disposal of animal products of conception restrict access to cow and sheep sheds, barns and laboratories with potentially infected animals, and stress the value of inactivation procedures such as pasteurization of milk. The specific profilaxis is possible in some countries, where vaccine is used. For example, a vaccine for Q fever has been developed and has successfully protected humans in occupational settings in Australia. Only an inactived whole cell (Q-Vax) vaccine is available and recommended for workers with occupational risk of exposure to C. burnetii (laboratory workers, abattoir workers, veterinarians etc). There are some investigations and trials conducted with alternative, modern vaccine, for example a chloroform:methanol residue (CMR) vaccine, that seems to be more safr and immunogenic (Washington State Department of Health 2005, Marrie 2003). These studies are of great importance particularly when considering Q fever as a possible agent for use in biowarfare.

231

References Bossi P., Tegnell A., Baka A., et al. 2004. Bichat guidelines for the clinical

management of Q fever and bioterrorismrelated Q fever Eurosurveillance. 9(12): E19-20 (http://www.eurosurveillance.org).

Brouqui P., Tissot-Dupont H., Drancourt M., et al. 1993. Chronic Q fever. Ninety-two cases from France, including 27 cases without endocarditis. Arch Intern Med. 153: 642-648.

Calza L., Attard L., Manfredi R., et al. 2002 Doxycycline and chloroquine as treatment for chronic Q fever endocarditis.J. Infect. 45(2):127-129.[abstract].

Cisak E., Chmielewska-Badora J., Mackiewicz B., et al. 2003. Prevalence of antibodies to Coxiella burnetti among farming populations in eastern Poland. Ann. Agric. Environ. Med. 10: 265–267.

Dupuis G., Petite J., Peter O., et al. 1987. An important outbreak of human Q fever in Swiss Alpine valley. Int. J. Epidemiol. 16: 282-287.

Fournier P.E., Marrie T., Raoult D. 1998. Diagnosis of Q fever. J. Clin. Microbiol. 36: 1823-1834.

Hartung M. 1999. Bericht über die epidemiologische Situation der Zoonosen in Deutschland für 1998. Übersicht über die Meldungen der Bundesländer. Berlin: Bundesinstitut für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterinärmedizin.

Hellenbrand W., Breuer T., Petersen L. 2001. Changing Epidemiology of Q Fever in Germany, 1947-1999. Emerg. Infect. Dis. 7(5), 789-796.

Kikuth W., Bock M. 1949. Twenty-three cases of laboratory infection with Q fever. Med. Klin. 44: 1056-1060.

Mann J., Douglas J., Inglis J., et al. 1985. Q fever; person to person transmission within a family. Thorax 41:974-975.

Marrie T.J. 2003. Coxiella burnetii pneumonia. Eur. Respir. J. 21: 713-719. Marrie T.J. 1995. Coxiella burnetii. In: Mandell G.L., Bennett J.E., Dolin R., (eds.),

Principles and practice of infectious diseases. Vol 2. New York: Churchill Livingstone:1727-1735.

Marrie T.J. 2003. In: Oxford Textbook of Medicine. Warrell D.A. et al. (eds.), 4th Edition. OUP.

Maurin M., Raoult D. 1999. Q fever. Clin. Microbiol. Rev. 12: 518-553. Raoult D., Marrie T. 1995. Q fever. Clin. Infect. Dis. 20: 489-496. Stein A., Raoult D. 1992. Detection of Coxiella burnetti by DNA amplification using

polymerase chain reaction. J. Clin. Microbiol. 30(9): 2462–2466. Tissot-Dupont H., Amadei M.A., Nezri M., et al. 2004. Wind in November, Q fever in

December. Emerg. Infect. Dis. 10(7): 1264-1269. Tissot-Dupont H., Torres S., Nezri M., et al. 1999. Hyperendemic focus of Q fever

related to sheep and wind. Am. J. Epidemiol. 150: 67-74. Tissot-Dupont H., Thirion X., Raoult D. 1994. Q fever serology: cutoff determination

for microimmunofluorescence. Clin. Diagn. Lab. Immunol. 1: 189-196. Washington State Department of Health: Surveillance and Reporting Guidelines for Q

Fever www.doh.wa.gov/notify/guidelines/qfever. Woodhead M. 2002. Community-acquired pneumonia in Europe: causative pathogens

and resistance patterns. Eur. Respir. J. 20: 20-27.

232

233

Zmiany �rodowiskowe a zachorowania na choroby odkleszczowe

Joanna Zajkowska1, Maciej Kondrusik1, El�bieta Malzahn2, Sławomir Pancewicz1, Sambor Grygorczuk1, Justyna Ku�mierczyk1, Piotr Czupryna1, Teresa Hermanowska –Szpakowicz1

1Klinika Chorób Zaka�nych i Neuroinfekcji Akademii Medycznej w Białymstoku, Białystok, 15-540, ul.�urawia 14 2Instytut Badawczy Le�nictwa Zakład Lasów Naturalnych w Białowie�y, neuroin@amb.edu.pl

Enviromental changes and morbidity of tick borne diseases

Abstract Observed marked increased incidence of variety tick borne diseases in many parts of

Europe is cause of analysis climatic changes as well antropogenic influence on habitat structure. One of the analyzed factors is tendency to increase of spring temperatures, especially the third decade of the April. In such conditions (spring temperatures 7oC- 10oC) let the nymphs and larvas of Ixodes ricinus feed simultaneously on the rodents. The resulted high viremia of small mammals, lasting up to 7 days increases the risk of infection Ixodes ricinus so dangerous for humans.

Kleszczowe zapalenie mózgu jest chorob� endemicznie wyst�puj�c� w wielu krajach Europy. Wzrost zachorowa� na kleszczowe zapalenie mózgu w ci�gu ostatnich lat, jest markerem wzrostu wyst�powania chorób odkleszczowych (Randolph 2004). W Polsce przełomowym rokiem był rok 1993, w którym liczba zachorowa� na t� wirusow� chorob� była trzydziestokrotnie wy�sza ni� w latach poprzednich (ryc. 1 i 2).

234

0

50

100

150

200

250

300

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

woj.bialostockiePolska

Ryc. 1. Liczba zachorowa� na kleszczowe zapalenie mózgu w Polsce i województwie

białostockim(do reformy administracyjnej w 1998) w latach dziewi��dziesi�tych.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

woj.białostockiePolska

Ryc. 2. Zapadalno�� na kleszczowe zapalenie mózgu w Polsce i woj. białostockim (do reformy administracyjnej w 1998 r)w latach dziewi��dziesi�tych, na 100 000 mieszka�ców.

235

W kolejnych latach liczba zachorowa� w�ród ludzi w wielu krajach europejskich pozostaje nadal na znacznie wy�szym poziomie porównaniu do lat osiemdziesi�tych (Randolph 2002, 2004). Podobne spostrze�enia dotycz� boreliozy. Analiza przypadków leczonych w poradniach dermatologicznych zgłoszonych z objawami odpowiadaj�cymi wczesnej boreliozie w postaci rumienia w�druj�cego erytema migrans w 1993r. do ponad 400 przypadków w stosunku do niewielu w latach wcze�niejszych (Chodynicka 1998).

Kolejnym rekordowym rokiem znacznego znacznego wzrostu zachorowa� na choroby odkleszczowe w Polsce był 2003r. Podobne zjawisko obserwowano w krajach takich jak Litwa, Łotwa, Estonia, Norwegia, Szwecja, Włochy, Słowenia (Randolph 2004). Ponadto wzrosły nie tylko liczby przypadków ale pojawiły si� nowe ogniska ich wyst�powania w Norwegii, Szwecji, Finlandii, Danii, Niemczech, Austrii i Szwajcarii (Broker 2003, Talleklint 1998).

Ten zauwa�alny w Europie wzrost zachorowa� na choroby odkleszczowe, którego nie mo�na wytłumaczy� jedynie lepsz� wykrywalno�ci� i diagnostyk�, skłania do poszukiwania czynników mog�cych wpływa� na t� sytuacj�. Wyst�powanie chorób odkleszczowych w�ród ludzi wkraczaj�cych w biocenoz� le�n� jest efektem naturalnego kr��enia patogenu w przyrodzie, które zapewnia rezerwuar patogenu (kr�gowce) i wektor (kleszcz to te� rezerwuar), a tak�e warunki �rodowiska. Zachorowania w�ród ludzi s� tylko czubkiem góry lodowej tego co si� dzieje w �rodowisku (biocenozie le�nej), gdy� człowiek jest zaka�any przypadkowo i nie bierze udziału w naturalnym kr��eniu patogenu.

Aktywno�� kleszczy (wektora) warunkuj� sezonowe zmiany klimatu co wi��e si� z sezonowo�ci� zachorowa� u ludzi. Od kilku lat przedstawiane s� dane dotycz�ce warunków meteorologicznych wskazuj�cych na zmiany klimatu i krajobrazu w wielu krajach europejskich (Randolph 2002).

Makroregion północno- wschodniej Polski posiada wybitne walory przyrodnicze i w pełni wa�ne funkcje ekologiczne zarówno w skali europejskiej jak i krajowej. Na terenie tym skupione s� utrzymuj�ce si� od lat ogniska endemiczne kleszczowego zapalenia mózgu z tendencj� wzrostow� od lat dziewi��dziesi�tych takich wska�ników jak zapadalno�� i ekspansja terytorialna. Na terenach tych obserwuje si� równie� wysok� zapadalno�� na borelioz� w porównaniu do reszty Polski (Stefanoff 2004). Powiaty o wysokiej zapadalno�ci na kleszczowe zapalenie mózgu (białostocki, hajnowski, suwalski) charakteryzuje si� znacznie wi�kszym odsetkiem zalesienia w porównaniu z tymi bez wyst�powania tej choroby (Stefanoff 2004).

Analiza czynników meteorologicznych, wa�nych dla prze�ycia kleszczy w badaniach własnych jak i podobnych prowadzonych w krajach s�siednich wykazała istotny wzrost �rednich temperatur miesi�cznych w kwietniu, a szczególnie w jego trzeciej dekadzie. Wiadomo, i� nimfy Ixodes ricinus rozpoczynaj� �erowanie wiosn� przy wzro�cie temperatury powy�ej 7oC, natomiast larwy przy temperaturach powy�ej 10oC.

236

kwiecie�-�rednie temperatury w dekadachBIAŁYSTOK

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

11,0

12,0

13,0

14,0

15,0

16,0

17,0

18,0

19,0

20,0

1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004

1 dekada

2 dekada

3 dekada

Liniow y (3 dekada)

Liniow y (1 dekada)

Liniow y (2 dekada)

Ryc. 3. rednie temperatury w miesi�cu kwietniu w latach 1970-2004 (oC)

Wzrost temperatur powy�ej 10oC umo�liwia zbie�ny w czasie szczyt aktywno�ci biologicznej larw i nimf na tych samych �ywicielach, jakimi s� drobne ssaki, w których wiremia utrzymuje si� do 7 dni. Powoduje to wzrost odsetka zainfekowanych kleszczy, b�d�cych głównym czynnikiem determinuj�cym wyst�powania naturalnych ognisk kleszczowego zapalenia mózgu. Zatem wykazany trend wzrostowy �rednich temperatur w trzeciej dekadzie kwietnia, sprzyja intensywniejszemu kr��eniu patogenu w�ród drobnych ssaków i endemicznemu utrzymywaniu si� ognisk w biocenozie. Rok 1993 i 2003 był wyj�tkowo ciepły, a liczba zachorowa� w tych latach w�ród ludzi wyj�tkowo du�a (ryc. 1, 2, 4)(Kondrusik 2004).

KZM-zachorowania

0

50

100

150

200

250

300

350

1999 2000 2001 2002 2003 2004

woj.podlaskie

Polska

KZM-zapadalno��

02468

101214161820

1999 2000 2001 2002 2003 2004

woj.podlaskie

Polska

Ryc.4. Zachorowania i zapadalno�� na kleszczowe zapalenia mózgu w Polsce i województwie podlaskim w latach 1999-2004 (po reformie administracyjnej).

237

Poza zmianami klimatu istnieje jednak szereg czynników antropogenicznych które wymagaj� wnikliwej uwagi. Zmiany w �rodowisku spowodowane przez człowieka, stwarzaj�ce �rodowisko dla kleszczy takie jak zalesianie nie uprawianych terenów rolniczych, osuszanie bagien mog� sprzyja� rozszerzaniu si� obszarów intensywnego wyst�powania kleszczy. Znaczenie mog� mie� rekonstytucje stad zwierz�t (np. �ubrów w Białowieskim Parku Narodowym) czy stad hodowlanych, poprzez zwi�kszanie rezerwuaru zwierz�cego, który umo�liwia przetrwanie kleszczy.

Populacja zubrów w Puszczy Białowieskiej w latach 1970-2002

0

100

200

300

400

1960 1970 1980 1990 2000 2010

sztu

ki

Ryc.5. Wzrost liczebno�ci �ubrów w Puszczy Białowieskiej w latach 1970-2004

Niew�tpliwie istotnym czynnikiem wpływaj�cym na wzrost zachorowa� w�ród ludzi s� zmiany socjalne. Bardziej aktywny kontakt z lasem zapewnia wzrastaj�ca liczba wła�cicieli działek le�nych. Starzenie si� populacji wzrost grupy emerytów, tradycyjnie zbieraj�cych grzyby, wzrost bezrobocia powoduje wzrost dorywczego zarobkowego zbierania owoców runa le�nego. Zmiany potwierdza analiza struktury demograficznej chorych hospitalizowanych w Klinice Chorób Zaka�nych i Neuroinfekcji AM w Białymstoku jak te� analiza demograficzna zgłoszonych zachorowa� osób do TSSE na choroby odkleszczowe.

Niew�tpliwie wa�ny wpływ na wyst�powanie zachorowa� na kleszczowe zapalenie mózgu miało wprowadzenie szczepie� przeciw tej chorobie w zakładach pracy, w których pracownicy nara�eni s� na pokłucia przez kleszczy. Aktualnie liczba zachorowa� w grupach le�ników, stra�y przygranicznej, zmalała niemal do zera. Natomiast liczba osób szczepionych ze wzgl�du na pobyt w terenach endemicznych pozostaje nadal niewielka i niedostateczna.

Po wzro�cie liczby osób szczepionych (głównie przez zakłady pracy) w wyniku epidemii kleszczowego zapalenia mózgu w roku 1993r. ilo�� corocznie wykonywanych szczepie� pozostaje wci�� na tym samym poziomie mimo akcji edukacyjnych i promocji szczepie�.

Analiza zapadalno�ci na kleszczowe zapalenie mózgu na terenie Polski wskazuje na najwy�sz� zapadalno�� w trzech powiatach województwa podlaskiego: białostockim, suwalskim i hajnowskim.

238

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

pow

iat

biał

osto

cki(1

)

pow

iat

hajn

owsk

i(2)

pow

iat

suw

alsk

i(3)

pow ierzchnia oszczególnych w alorachprzyrodniczych-ogółem

pow całk w ha

Ryc.6.Odsetek obszarów le�nych obj�tych ochron� (rezerwaty przyrody, parki krajobrazowe, obszary chronionego krajobrazu)

Obecno�� kompleksów le�nych na terenie tych powiatów, obj�tych ró�n� form� ochrony wskazuje na mniejszy wpływ ludzkiej interwencji na obecno�� rezerwuaru zwierz�cego, wyst�powanie i zmienno�� w populacji kleszczy. Bardziej istotne wydaj� si� naturalne zmiany �rodowiskowe, przede wszystkim zwi�zane z klimatem, jak i regionalnymi i miejscowymi zmianami w dystrybucji i rozmieszczeniu gatunków drobnych gryzoni i du�ych zwierz�t dzikich, które mog� by� �ywicielami i rezerwuarami kleszczy.

Niezwykle ciekawych spostrze�e� dostarczaj� prace prowadzone na terenie Puszczy Białowieskiej. Obszar ten jest obszarem o zachowanych warunkach naturalnych, gdzie ingerencja człowieka ograniczona jest do minimum. Zapadalno�� na kleszczowe zapalenie mózgu na terenie powiatu hajnowskiego pozostaje jedn� z najwy�szych w Polsce.

Prowadzenie przez Instytut Badawczy Le�nictwa, Zakład Lasów Naturalnych w Białowie�y monitoringu le�nego w ekosystemach Puszczy Białowieskiej, wa�ne ze wzgl�du na ich du�y obszar, wielofunkcyjno�� i walory przyrodnicze, a tak�e ze wzgl�du na narastaj�ce prawdopodobie�stwo ich przekształce� i degeneracji na skutek globalnych zmian klimatu i lokalnych antropogenicznych zmian warunków �rodowiskowych, dostarcza niezwykle interesuj�cych danych (Malzahn 2005).

Puszcza Białowieska charakteryzuje si� wieloma cechami wyró�niaj�cymi j� spo�ród lasów Polski i Europy. Miedzy innymi jest to: wysoki stopie� naturalno�ci, du�a zwarto�� i rozległo�� kompleksu le�nego oraz wyst�powanie wszystkich głównych siedlisk le�nych spotykanych na obszarze �rodkowej Europy– od skrajnie ubogich do wybitnie �yznych od skrajnie suchych do bagiennych. Ranga znaczenia Puszczy Białowieskiej na mapie obiektów chronionych w �wiecie ro�nie, co było powodem, �e w roku 1977 UNESCO uznało BPN jako Rezerwat Biosfery, a w 1979 wpisano na list� wiatowego Dziedzictwa UNESCO.

239

Analiza warunków klimatycznych w Puszczy Białowieskiej w latach 1950-2003 wykazała, �e wyst�puj� wyra�ne zmiany w ilo�ci dni w kategoriach temperatur. Stwierdzono powolne zmniejszanie si� dni z temperaturami najni�szymi przy jednoczesnym zwi�kszaniu si� dni z temperaturami najwy�szymi (Malzahn 2005). Efektem tych zmian jest stopniowe podwy�szanie si� �redniej rocznej temperatury powietrza wywołanej głównie coraz cieplejszymi półroczami zimowymi, których wy�sza temperatura powoduje tak�e wcze�niejsze topnienie �niegu i wcze�niejsze odpływy wody. W analizowanym okresie �rednia temperatura powietrza wzrosła o 0,9oC w tym półroczach zimowych a� o 1,3o, a w półroczach letnich o 0,6oC. Du�e ró�nice zaobserwowano w terminach rozpocz�cia okresu wegetacji. Od 1989r. wyst�puj� coraz wcze�niejsze terminy rozpocz�cia (24.03-13.05) okresu wegetacji (Malzahn 2005).

Wyniki tych bada� s� podobne do wniosków wynikaj�cych z analiz własnych wskazuj�cych, i� wczesna, wilgotna wiosna, i wzrost �rednich temperatur w ko�cu kwietnia wydaj� si� by� najbardziej istotne dla rozwoju kleszczy i kr��enia patogenów chorób odkleszczowych. Wydaje si�, �e zmiany klimatyczne w postaci ocieplenia w okresie wiosny maj� znacznie wi�ksze znaczenie ni� jakiekolwiek inne czynniki antropogeniczne na wzrost zachorowa� u ludzi na choroby odkleszczowe.

Podzi�kowania W pracy wykorzystano dane za dostarczenie których składami serdeczne

podzi�kowania Panu dr Krzysztofowi Niedziałkowskiemu z Zakładu Badania Ssaków PAN w Białowie�y. i Panu in�. Michałowi Wróblowi z Instytutu Badawczego Le�nictwa

Literatura Broker M., Gniel D. 2003. New foci of tick–borne encephalitis virus in

Europe:Consequences for travelers from abroad. Trav. Med. Inf. Dis. 1: 181-184. Chodynicka B., Flisiak I. 1998. Epidemiology of erythema migrans in north-eastern

Poland. Rocz. Akad. Med. Bialymst. 43: 271-277. Kondrusik i wsp. Zachorowania na kleszczowe zapalenie mózgu (KZM) w

województwie białostockim/podlaskim w latach 1993-2002. Malzahn E. 2005. Ocena stanu �rodowiska le�nego w strefie małych zagro�e�.

Dokumentacja bada�. Bialowie�a. Randolph S. 2002. Predicting the risk of tick-borne diseases. Int. J. Microbiol. 33: 6-10. Randolph S. 2004. Evidence that climate change has caused”emergence” of tick-borne

diseases in Europe? Int. Med. Microbiol. 293: 5-15. Stefanoff P. 2004. Factors influencing tick borne encephalitis endemicity in Poland.

Abstract of a thesis presented to the Faculty of the University At Albany, SUNY. Talleklint L.I. i wsp. 1998. Increasing geographical distribution and density of Ixodes

ricinus (Acari: Ixodide) in central and northern Sweden. J. Med. Entomol. 35: 521-526.

240

241

Konserwacja terenów zielonych– czynnik ryzyka chorób odkleszczowych?

Brygida Adamek1, Alicja Ksi��ek2, Anna Szczerba-Sachs2, Janusz Kasperczyk3, Andrzej Wiczkowski1 1Katedra i Zakład Ogólnej Biologii Lekarskiej, �lska Akademia Medyczna w Katowicach, Zabrze, ul. H. Jordana 19, 42-800; e-mail:bradamek@slam.katowice.pl 2Wojewódzka Stacja Sanitarno-Epidemiologiczna 40-957 Katowice, ul. Raciborska 39 3Katedra i Zakład Medycyny i Epidemiologii �rodowiskowej, �lska Akademia Medyczna w Katowicach, Zabrze, ul. H. Jordana 19, 42-800

The greenery maintenance – a risk factor of tick-borne diseases?

Abstract

Being vertebrates haematophagus ectoparasites, ticks serve for numerous pathogens as reservoir hosts and vectors as well. Lyme borreliosis (LB) and tick-borne encephalitis (TBE), transmitted predominantly by tick Ixodes ricinus are the most important tick-borne diseases in Poland. It is obvious that forest services are in a high risk of those diseases, but there is no data on the greenery maintenance services occupational exposure. The group of 35 healthy greenery maintenance workers, 26 of horticulturist (25 women,1 man) and 9of mowers (men) were inquired about age, the period of working under tick bite exposure, number of tick bites incidence and preventive methods usage. Those persons have never had anti-TBE and/or anti-LB serological tests and anti-TBE vaccinated. The anti-TBE and anti-Borrelia burgdorferi s.l. IgM and IgG serum antibodies presence was analyzed with ELISA methods. For the anti- Borrelia burgdorferi s.l positive and “grey zone” results the Western-blot confirming tests were conducted. In the study group 17 (48,6%) persons had the tick bites noticed, but only 3 persons had worn proper clothes and none of them used repellents. There were no positive results according to anti-TBE serum antibodies. In 11 persons the anti- LB IgM positive test results and in 2 the ”grey zone” were obtained, but Western-blot analysis confirmed only 5 positive results and none of the ”grey zone”. The only one anti-LB IgG positive result was not confirmed with the Western-blot test. Concluding, the greenery maintenance workers seem to be not aware of the tick-borne diseases risk connected with their occupation. Serological tests used in LB diagnostics, even combining the ELISA and Western-blot methods, could be confusing, especially in asymptomatic cases. The information on tick-transmitted diseases and the prophylaxis spreading for the greenery maintenance workers should be considered.

242

Wst�p Wyst�pienie choroby transmisyjnej jest wynikiem działania patogenów

(wirusów, bakterii, grzybów, pierwotniaków, robaków), które w ła�cuchu epidemiologicznym stanowi� jedno z czterech ogniw: patogen, dawca patogenu (człowiek lub zwierz� kr�gowe), wektor- stawonóg i biorca patogenu (Buczek 2003b). Spo�ród paso�ytniczych stawonogów najwi�ksze znaczenie epidemiologiczne w Polsce maj� kleszcze (Ixodida) (Buczek 2000). Znaczenie medyczne i weterynaryjne kleszczy wynika nie tyle z bezpo�redniego oddziaływania na �ywiciela, co przede wszystkim z mo�liwo�ci przenoszenia drobnoustrojów chorobotwórczych (Olszewski i wsp. 2005). S� one okresowymi paso�ytami zewn�trznymi, których kolejne stadia rozwojowe (larwa, nimfa, posta� dorosła) wchodz� w kontakt z �ywicielem na czas potrzebny do całkowitego nassania (Niewiadomska 2001). Larwy kleszczy pobieraj� krew z drobnych ssaków, małych ptaków i czasem gadów, nimfy paso�ytuj� na ssakach �redniej wielko�ci i na ptakach, za� imago spotyka si� na �rednich i du�ych ssakach, wyj�tkowo na bardzo du�ych ptakach; człowieka atakuj� wszystkie stadia rozwojowe (Lonc 2001). Kleszcze w trakcie �erowania zaka�aj� si� arbowirusami, kr�tkami i riketsjami wyst�puj�cymi we krwi �ywiciela, a w ich organizmie drobnoustroje mog� rozwija� si� i prze�ywa� nawet przez bardzo długi okres nie trac�c wirulentno�ci (Buczek 2000). W�ród chorób zaka�nych przenoszonych przez kleszcze, które nabrały istotnego znaczenia wymienia si� przede wszystkim borelioz� i kleszczowe zapalenie mózgu (KZM) (Naruszewicz- Lesiuk i Magdzik 2000). W Polsce skutecznym wektorem dla kr�tków Borrelia burgdoferi s� larwy, nimfy i samice kleszcza pospolitego – Ixodes ricinus- najcz��ciej i najliczniej wyst�puj�cego gatunku kleszcza w biotopach le�nych (wilgotne lasy li�ciaste i mieszane (Siuda 1993). Kleszczowe zapalenie mózgu wyst�puje endemicznie na le�nych terenach Niemiec, Austrii, Skandynawii i Europy Wschodniej, a wirusy przenoszone s� na człowieka przez kleszcze w okresach ich najwi�kszej aktywno�ci (Bannister i wsp. 1998). Nara�enie na ukłucia potencjalnie zaka�onych kleszczy na stanowisku pracy z cał� pewno�ci� dotyczy pracowników słu�b le�nych (Kurnatowski 2001), co znalazło wyraz w uregulowaniach prawnych (art.237§1 pkt.2 i 3KP, Rozporz�dzenie Rady Ministrów z dnia 30 lipca 2002 r. w sprawie wykazu chorób zawodowych (..), Dz.U. z dn. 19 sierpnia 2002r.). Wobec stwierdzenia obecno�ci kleszczy zaka�onych Borrelia spp. na terenach rekreacyjnych du�ych miast aglomeracji �l�skiej (Pet`ko i wsp. 1997, Spausta i wsp. 2003), grup� zawodowo nara�on� na kontakt z kleszczami wydaj� si� równie� pracownicy słu�b zajmuj�cych si� utrzymaniem miejskich terenów zielonych. Na terenie l�ska nie analizowano do tej pory zawodowego nara�enia na choroby transmisyjne w tej grupie pracowników. Niniejsze badanie przeprowadzono w ramach realizacji zało�e� projektu Phare: „Wdro�enie prawa pracy w zakresie bezpiecze�stwa i higieny pracy wł�czaj�c kwestie czynników biologicznych w pracy” w zwi�zku z wej�ciem w �ycie Rozporz�dzenia w sprawie szkodliwych dla zdrowia czynników biologicznych w �rodowisku pracy oraz ochrony zdrowia pracowników zawodowo nara�onych na te czynniki (Dz. U. nr 81, poz. 716 z dn. 11 maja 2005 r.). Rozporz�dzenie zalicza Borrelia burgdorferi, Borrelia duttoni, Borrelia recurrentis, Borrelia spp. do czynników drugiej grupy zagro�enia, to jest takich, „które mog� wywoływa� choroby u ludzi, mog� by niebezpieczne dla pracowników, a rozprzestrzenienie ich w populacji ludzkiej jest bardzo prawdopodobne” (zał.nr 1 w/w rozporz�dzenia).

Materiały i metody Badaniami obj�to 35 pracowników Wojewódzkiego Parku Kultury i

Wypoczynku (WPKiW) w Katowicach zajmuj�cych si� utrzymaniem terenów

243

zielonych. Przyj�to, �e sta� pracy badanych nie b�dzie krótszy ni� 3 lata. Do projektu nie wł�czono osób z rozpoznanymi chorobami przewlekłymi (w tym z borelioz�), pozostaj�cych w leczeniu immunosupresyjnym oraz leczonych antybiotykami w ci�gu 3 miesi�cy poprzedzaj�cych badanie. Ka�demu z uczestników badania przedstawiono informacj� na temat realizowanego projektu i od ka�dego uzyskano pisemn� zgod� na udział w badaniu. Indywidualnie przeprowadzany wywiad obejmował dane na temat wieku, sta�u pracy w warunkach ekspozycji na ukłucia kleszczy, stosowanych �rodków ochrony osobistej, wykonywanych wcze�niej bada� diagnostycznych w kierunku boreliozy i/lub kleszczowego zapalenia mózgu, ewentualnego przebycia szczepie� ochronnych przeciwko KZM. Ze wzgl�du na zró�nicowanie zakresu wykonywanych czynno�ci zawodowych wyró�niono grup� A- ogrodników oraz B- kosiarzy. Do bada� laboratoryjnych pobierano 6 ml krwi pełnej na skrzep z �yły łokciowej, w godzinach przedpołudniowych. Po odwirowaniu w surowicy oznaczano obecno�� przeciwciał klasy IgM i IgG przeciwko Borrelia burgdorferi s.l. metod� immunoenzymatyczn� – ELISA (Biomedica Medizinproducte GmbH&Co KG w klasie IgM i IgG) oraz przeciwciał klasy IgG przeciwko wirusowi kleszczowego zapalenia mózgu (FSME ELISA IgG/IgM Testkit, Genzyme Virotech GmbH). Jako wynik dodatni przyjmowano poziom przeciwciał >11 BBU/ml, wyniki >9,0 BBU/ml <11,0 tworzyły tzw. „szar� stref�”, wynik <9,0 BBU/ml traktowano jako ujemne. U osób, u których badanie metod� ELISA potwierdzało obecno�� przeciwciał przeciwko Borrelia burgdorferi s.l, jak i dla przypadków wyników z zakresu „szarej strefy” wykonano testy potwierdzenia dla przeciwciał klasy IgM i IgG metod� Western-blot (Borrelia EcoLine, Genzyme Virotech GmbH). Uzyskane dane analizowano za pomoc� pakietu Statistica. Dla porówna� mi�dzygrupowych zastosowano test Chi kwadrat Pearsona; test U-Mann Whitneya, ANOVA Kruskala Wallisa oraz wielokrotne porównania �rednich rang dla wszystkich prób. We wszystkich obliczeniach za poziom istotny przyj�to warto�� p<0,05.

Wyniki W�ród osób badanych ogrodnicy (grupa A) stanowili 74% (26 osób; 25 kobiet i

1 m��czyzna) w wieku od 24 - 38 – �rednia 32,1 lata. redni czas pracy w warunkach nara�enia na ukłucia kleszczy wynosił w tej grupie 16 lat. Kosiarze (grupa B) stanowili 26% (9 osób; m��czy�ni) w wieku od 26 - 40 – �rednia 34,8 lat, a �redni czas pracy w warunkach ekspozycji wynosił w tej grupie 12 lat. �adna z badanych osób nie przebyła szczepie� przeciwko KZM. Podczas wykonywania pracy 17 osób odnotowało incydenty ukłucia przez kleszcze. Stosowane przez pracowników �rodki ochrony przedstawiono w tab. 1. Tabela 1. Odnotowane incydenty ukłucia przez kleszcze oraz stosowane przez badanych �rodki prewencyjne. Grupa (n)

odnotowane ukłucia kleszczy

ubiór ochronny

krótki r�kaw

prysznic po pracy

przegl�d odzie�y

repelenty

A (26)

14 53,8%

1 3,8%

14 53,8%

18 69,2%

14 53,8%

0 0%

B (9)

3 3,3%

2 22,2%

5 55,5%

9 100%

2 22,2%

0 0%

razem 17 48,6%

3 8,6%

19 55,5%

27 77,7%

16 45,7%

0 0%

244

Nie stwierdzono korelacji pomi�dzy faktem odnotowania ukłucia kleszcza a stosowanymi �rodkami ochrony. Natomiast osoby pracuj�ce w krótkich r�kawach rejestrowały takie ukłucia znamiennie cz��ciej (p=0,048). W analizowanej grupie osób nie było przypadku wykonania w przeszło�ci bada� serologicznych w kierunku boreliozy i/lub kleszczowego zapalenia mózgu. W wyniku przeprowadzonych bada� u �adnej z osób nie stwierdzono obecno�ci przeciwciał przeciwko wirusowi kleszczowego zapalenia mózgu. Wyniki bada� serologicznych w kierunku obecno�ci przeciwciał przeciwko Borrelia burgdorferi s.l. przedstawiono w tab. 2.

Tabela 2. Wyniki bada� serologicznych w kierunku obecno�ci przeciwciał przeciwko B. burgdorferi s.l. Grupa (n)

IgM(+) ELISA

IgM(+) Western-blot

IgM „szara strefa”

IgM Western-blot

IgG(+) ELISA

IgG(+) Western-blot

A (26)

7 26,9%

4 2 7,7%

0 1 3,8%

0

B (9)

4 44,4%

1 0 0 0 0

razem 11 31,4%

5 2 0 1 0

Nie stwierdzono znamiennej korelacji pomi�dzy odnotowaniem ukłucia przez

kleszcza a obecno�ci� przeciwciał klasy IgM przeciwko B.burgdorferi s.l.(p=0,956). Podobnie nieistotne okazały si� zwi�zki tego parametru ze stosowanymi �rodkami ochrony powłok ciała. Znamienna statystycznie okazała si� natomiast zale�no�� pomi�dzy obecno�ci� przeciwciał a wykonywaniem przegl�du odzie�y (p=0,0055).

Dyskusja Kleszcze stanowi� z jednej strony rezerwuar drobnoustrojów, a z drugiej

przekazuj� czynniki chorobotwórcze w obr�bie tego samego gatunku (transmisja wewn�trzgatunkowa- transstadialna, transowarialna i transspermalna oraz współ�erowanie) i osobnikom innych gatunków (transmisja mi�dzygatunkowa), pełni�c rol� wektora choroby transmisyjnej (Golvan 2000, Buczek 2003b, Olszewski i wsp. 2005). Cz�sto�� zaka�e� kleszczy kr�tkami z rodzaju Borrelia w Europie waha si� w du�ych granicach od kilku do kilkudziesi�ciu procent (Buczek 2003b). Borelioza z Lyme stanowi w całej Europie narastaj�cy problem epidemiologiczny. W ostatnich latach jest to najcz��ciej wyst�puj�ca u ludzi choroba zaka�na przenoszona przez kleszcze (Tylewska-Wierzbanowska 2001). Kr��enie kr�tek B. burgdorferi w �rodowisku jest uwarunkowane wyst�powaniem w danym biotopie zwierz�t b�d�cych naturalnym �ródłem infekcji, w Europie do tej grupy zwierz�t zalicza si� 16 gatunków ssaków i 16 gatunków ptaków (Si�ski 2002). Na terenie województwa �l�skiego od kilku lat obserwowany jest sukcesywny wzrost liczby zarejestrowanych przypadków boreliozy, osi�gaj�c w 2005 r. liczb� 535 (MZ56 2005). W wi�kszo�ci – 87% przypadków w latach 1999-2003 - stanowi� one skutek ekspozycji na ukłucia kleszczy w warunkach rekreacji (Adamek i wsp. 2004). Badania przeprowadzone na terenach zielonych Trójmiasta potwierdziły obecno�� zaka�enia kleszczy kr�tkami Borrelia w warunkach du�ej aglomeracji (Wegner 1997). Pet`ko i wsp. (1997) odnotowali wzgl�dnie wysoki (15%) odsetek zaka�e� kr�tkami Borrelia kleszczy z podmiejskich terenów zielonych i parków miejskich Katowic, podkre�laj�c, �e wyst�powanie zaka�onych kr�tkami kleszczy na terenach zielonych du�ych miast jest w Europie

245

rodkowej zjawiskiem cz�stym. Badana grupa pracowników WPKiW, ogrodników i kosiarzy, pracowała w warunkach zawodowej ekspozycji na ukłucia kleszczy �rednio odpowiednio 16 i 12 lat. Badania przeprowadzone w grupie czynnych pracowników le�nictwa wykazały wzrost nara�enia na zaka�enie kr�tkami Borrelia wraz ze sta�em pracy (Pancewicz i wsp. 2001), brak natomiast takich bada� w innych grupach zawodowych. W�ród uczestników badania- ogrodników i kosiarzy- nie potwierdzono takiej zale�no�ci, aczkolwiek wpływ na taki wynik mogła mie� ich stosunkowo niewielka liczebno��. U �adnej z osób do chwili badania nie wyst�powały objawy �adnej z chorób transmisyjnych, nie miały one równie� wykonywanych bada� serologicznych w kierunku boreliozy i/lub kleszczowego zapalenia mózgu. Incydenty ukłucia przez kleszcza odnotowało 17 (48,6%) osób. Nie wyklucza to mo�liwo�ci przebycia takich incydentów u pozostałych osób. Składniki �liny stawonogów maj� działanie przeciwbólowe, hamuj� miejscowe reakcje zapalne i zmniejszaj� kurczliwo�� naczy� krwiono�nych, co umo�liwia pobieranie krwi i pozostawanie w skórze a� do momentu pełnego nassania (Buczek 2003a). Futerał cementowy i płynna �lina zawieraj� równie� substancje bakteriobójcze, co ma istotne znaczenie dla transmisji riketsji, wirusów kleszczowego zapalenia mózgu i kr�tków z rodzaju Borrelia- stanowi ochron� przed flor� bakteryjn� skóry �ywiciela. Wirusy lokalizuj� si� w gruczołach �linowych głodnych kleszczy, kr�tki Borrelia s� tam transportowane po rozpocz�ciu �erowania (Olszewski i wsp. 2005). rodki ochrony przed atakiem kleszczy w warunkach naturalnych obejmuj� wła�ciwy ubiór (długie nogawki spodni �ci�gane gumk�, kryte buty, bluzy z długim r�kawem), jasne ubranie ułatwiaj�ce zebranie kleszczy podczas przegl�du odzie�y po powrocie, stosowanie repelentów (Buczek 2003b). Stosowanie tych �rodków w badanej grupie przedstawia tab. 1. Zaledwie 3 osoby nosiły odpowiedni ubiór, połowa badanych pracowała w bluzach z krótkimi r�kawami, nikt nie stosował repelentów. Wyniki ankiety sugeruj� nisk� �wiadomo�� nara�enia na patogeny przenoszone przez kleszcze, a co za tym idzie, niewielk� potrzeb� stosowania �rodków zapobiegawczych. W patogenezie boreliozy najistotniejsz� wydaje si� by� zdolno�� do przełamania naturalnych barier i mechanizmów odporno�ciowych przez bakteri�; zmiana antygenów powierzchniowych bakterii w czasie zaka�enia, heterogenno�� niektórych antygenów (Zajkowska i wsp. 2005). W Europie stwierdzono obecno�� pi�ciu genogatunków B. burgdorferi powoduj�cych zró�nicowanie obrazu klinicznego choroby u ludzi: B.b sensu stricto (cz�sta przyczyna postaci stawowej), B.garinii (cz��ciej powoduj�ca neuroborelioz�), B. afzelii (znacz�co cz��ciej zwi�zana z pó�nymi zmianami w obr�bie skóry ko�czyn), B. valaisiana, B. lusitaniae; w�ród kleszczy regionu karpackiego Polski i Słowacji przewa�a zaka�enie B. garinii (Pet`ko 2002). Odpowied� immunologiczna na antygeny kr�tków Borrelia w pierwszych tygodniach od zaka�enia polega na wzmo�onej czynno�ci komórek jednoj�drzastych, stwierdza si� nadczynno�� limfocytów B, obecno�� przeciwciał klasy IgM w surowicy (najwy�sza mi�dzy 3 a 6 tygodniem), obecno�� krioprecypityn i kr���cych kompleksów immunologicznych, natomiast swoiste przeciwciała klasy IgG powstaj� stopniowo w ci�gu miesi�cy, z odpowiedzi� na 12 lub wi�cej polipeptydów kr�tków (Steere 2001). Zaka�enie nie zawsze ulega manifestacji klinicznej, u cz��ci osób mo�e przez wiele lat przebiega� bezobjawowo i ujawni� si� dopiero na etapie zmian pó�nych (Bannister i wsp. 1998, Steere 2001). W�ród badanych osób u nikogo nie wyst�powały objawy mog�ce sugerowa� konieczno�� przeprowadzenia bada� diagnostycznych w kierunku boreliozy. Pomimo to u 11(31,4%) osób metod� immunoenzymatyczn� (ELISA) stwierdzono w surowicy obecno�� przeciwciał klasy IgM, bez równoczesnej obecno�ci przeciwciał w klasie IgG, co sugerowałoby istnienie wczesnego etapu zaka�enia kr�tkami Borrelia. Pobudzenie odpowiedzi immunologicznej po pierwszym kontakcie z

246

patogenem mo�e zapewni� ochron� przed kolejnymi nadka�eniami. Tłumaczyłoby to rzadsze ujawnianie si� choroby we wczesnej fazie u osób nara�onych na cz�stsze kontakty z kleszczami (Zał��ny i wsp. 2002). Metody serologiczne ELISA, uwa�ane za podstawowe, stwarzaj� niekiedy trudno�ci interpretacyjne, m.in. ze wzgl�du na stosowanie przez producentów ró�nych antygenów kr�tka, pochodz�cych od ró�nych jego genogatunków (Kondrusik i wsp. 2004). Do�wiadczony lekarz praktyk ma cz�sto trudno�ci z interpretacj� wyników bada� serologicznych, szczególnie wówczas, gdy otrzymuje dwa lub wi�cej testów, a ka�dy z nich wykonywany był w innej pracowni (Dziubek 2000). Zalecane jest wi�c dwustopniowe badanie serologiczne: ELISA, a nast�pnie weryfikacja wyniku dodatniego lub w�tpliwego testem western blotting (Steere 2001). Wyniki bada� serologicznych wykonanych zgodnie z powy�szymi zaleceniami przedstawiono w tab. 2. W przypadku przeciwciał klasy IgM dodatni wynik testu potwierdzenia uzyskano w 5 przypadkach z 11 dodatnich wyników badania metod� ELISA, jedyny dodatni wynik badania w kierunku przeciwciał klasy IgG nie został potwierdzony testem Western-blot, podobnie jak dwa przypadki obecno�ci przeciwciał klasy IgM w zakresie „szarej strefy”. Coraz wi�ksz� rol� w diagnostyce chorób zaka�nych odgrywa metoda polimerazowej reakcji ła�cuchowej (polymerase chain reaction, PCR) jako metoda o du�ej czuło�ci, wykrywaj�ca obecno�� materiału genetycznego drobnoustrojów chorobotwórczych. Czynnikiem mog�cym zmniejsza� w praktyce czuło�� metody PCR jest du�e zró�nicowanie genetyczne B. burgdorferi sensu lato, co przekłada si� na trudno�� w doborze sekwencji swoistych dla gatunku i jednocze�nie niezmiennych w jego obr�bie, jak równie� fakt, �e kr�tki mog� wyst�powa� w płynach ustrojowych i tkankach tylko okresowo i w ograniczonych ilo�ciach. Z tego te� powodu ujemny wynik badania metod� PCR nie mo�e by� obecnie podstaw� do wykluczenia boreliozy, a tak�e nie zaleca si� tej metody jako badania przesiewowego (Kondrusik i wsp. 2004). Negatywne wyniki bada� serologicznych i nisk� czuło�� badania metod� PCR mo�e tłumaczy� równie� obecno�� bakterii w postaci cyst b�d� skupienia ich w formie kolonii w ludzkim organizmie (Zajkowska i wsp. 2005). Wirusami kleszczowego zapalenia mózgu zaka�onych jest znacznie mniej kleszczy pospolitych na terenie Europy, a mianowicie od 0,07 – 4,1% populacji (Buczek 2003b). Na rozprzestrzenianie kleszczy i przenoszonych przez nie patogenów maj� wpływ czynniki abiotyczne, przede wszystkim wilgotno�� i temperatura. Wirusy KZM w organizmie samic utrzymywały si� w wilgotno�ci 97%, nie stwierdzono ich u kleszczy przetrzymywanych w wilgotno�ci 75%. (Buczek 2000). W Polsce kleszczowe zapalenie mózgu wywołuje kompleks zbli�onych antygenowo wirusów z rodzaju Flavivirus, rodziny Togaviridae (Kurnatowski 2001. Człowiek zara�a si� wirusem w czasie �erowania zaka�onego kleszcza, a tak�e w czasie wtarcia odchodów zaka�onego kleszcza, spo�ycia zainfekowanego mleka i jego przetworów (Buczek 2003b), a nawet drog� oddechow� znajduj�cym si� w kurzu kałem zaka�onych kleszczy (siano) (Kurnatowski 2001). Na terenie województwa �l�skiego w ostatnich latach zgłoszono zaledwie 8 przypadków tej neuroinfekcji, przy czym w 2005 roku - �adnego (MZ56, 2005). Zaka�enie wirusem KZM równie� mo�e przebiega� bezobjawowo z nast�powym wytworzeniem przeciwciał (Bannister i wsp. 1998), ale w grupie badanych pracowników WPKiW nie stwierdzono serologicznych dowodów takiego kontaktu. Optymizm mo�e by� jednak przedwczesny wobec poło�enia województwa �l�skiego w s�siedztwie rejonów endemicznych w Czechach (Daniel i Kriz 2002). Najpewniejsz� form� zabezpieczenia si� jest wykonanie pełnego szczepienia ochronnego, które powinno si� przeprowadza� zim� przed okresem aktywno�ci kleszczy (Kurnatowski 2001). W profilaktyce choroby z Lyme zastosowanie efektywnej szczepionki napotyka na trudno�ci z uwagi na ró�norodno�� polipeptydów poszczególnych genogatunków

247

kr�tka (Hermanowska- Szpakowicz 2000), powstaje wi�c konieczno�� stosowania mechanicznych i chemicznych sposobów prewencji ataków kleszczy.

Wnioski 1. Wyniki ankiety sugeruj� nisk� �wiadomo�� nara�enia na patogeny przenoszone

przez kleszcze, a co za tym idzie, niewielk� potrzeb� stosowania �rodków zapobiegawczych.

2. Zró�nicowanie antygenowe genogatunków Borrelia burgdorferi s.l. mo�e by� przyczyn� braku zgodno�ci wyników testów serologicznych w kierunku boreliozy. Nawet standardowe ł�czenie testu ELISA z testem potwierdzenia nie rozwiewa w�tpliwo�ci interpretacyjnych w poszczególnych przypadkach, szczególnie bezobjawowych.

3. Nale�y rozwa�y� potrzeb� obj�cia pracowników zajmuj�cych si� utrzymaniem terenów zielonych programem informacyjnym i profilaktyk� w zakresie chorób transmisyjnych.

Literatura Adamek, B., Ksi��ek, A., Szczerba-Sachs A., Wiczkowski A. 2004. Analiza

uwarunkowa� epidemiologicznych zachorowa� na borelioz� z Lyme zarejestrowanych na terenie województwa �l�skiego w latach 1999-2003. W: Buczek A. Błaszak C. (red.), Stawonogi. Interakcje paso�yt- �ywiciel. LIBER, Lublin: 207-213.

Bannister B.A., Begg N.T., Gillespie S.H. 1998. Choroby zaka�ne. Wydawnictwo Medyczne Urban&Partner, Wrocław.

Buczek A. 2000. Interakcje mi�dzy stawonogami, patogenami i �ywicielami. W: Buczek A. Błaszak C. (red.), Stawonogi paso�ytnicze i alergogenne. Wydawnictwo KGM, Lublin: 97-114.

Buczek A. 2003a. Aspekty medyczno-weterynaryjne stawonogów kłuj�co- ss�cych. Materiały XVI Zjazdu Polskiego Towarzystwa Epidemiologów i Lekarzy Chorób Zaka�nych. Referaty, Białystok: 74-79.

Buczek A. 2003b. Choroby paso�ytnicze. Epidemiologia. Diagnostyka. Objawy. Wydawnictwo Drukarnia LIBER, Lublin.

Daniel M., Kriz B. 2002. Maps of tick-borne encephalitis incidence in the Czech Republic in 1971-2000. National Institute of Public Health.

Dziubek Z. 2000. Obecne problemy w rozpoznawaniu chorób zaka�nych w kraju. Przegl. Epidemiol. Suplement 3. 54: 40-42.

Golvan Y.J. 2000. Atlas parazytologii. Volumed, Wrocław. Hermanowska-Szpakowicz T. 2000. Aspekty kliniczno- terapeutyczno- profilaktyczne

chorób przenoszonych przez kleszcze. Przegl. Epidemiol. Suplement 3. 54: 209-216.

Kondrusik M., Grygorczuk S., Skotarczak B., Wodecka B., Pancewicz S., Zajkowska J., Wierzbi�ska R., Hermanowska- Szpakowicz T. 2004. Ocena wyst�powania materiału genetycznego Borrelia burgdorferi we krwi obwodowej chorych na borelioz� metod� ła�cuchowej reakcji polimerazowej. Pol. Merk. Lek. 17: 593-596.

Kurnatowski P. 2001. Wybrane parazytozy i grzybice człowieka. W: Lonc. E. (red.), Parazytologia w ochronie �rodowiska i zdrowia. Volumed, Wrocław: 123- 156.

Lonc E. 2001. Systematyczny przegl�d i charakterystyka paso�ytów sensu lato. W: Lonc E. (red.), Parazytologia w ochronie �rodowiska i zdrowia. Volumed, Wrocław: 63-122.

248

Meldunki o zachorowaniach na choroby zaka�ne i zatrucia zwi�zkami chemicznymi w Polsce. 2005. Pa�stwowy Zakład Higieny, Instytut Naukowo-Badawczy, Zakład Epidemiologii wraz z Głównym Inspektoratem Sanitarnym, Departament Przeciwepidemiczny i O�wiaty Zdrowotnej. MZ 56.

Naruszewicz-Lesiuk D., Magdzik W. 2000. Choroby zaka�ne na ziemiach polskich w dwudziestym wieku. Przegl. Epidemiol. Suplement 3. 54: 5-9.

Niewiadomska K. 2001. Biologiczne wła�ciwo�ci układu paso�yt- �ywiciel. W: Niewiadomska K. Pojma�ska T. Machnicka B. Czubaj A. (red.), Zarys parazytologii ogólnej. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa: 224-321.

Olszewski K., Borys M., Jedli�ski M., Horak Ł., Buczek A. 2005. Mechanizmy transmisji czynników chorobotwórczych z kleszczy (Acari: Ixodida) do �ywicieli. W: Buczek A Błaszak C. (red.), Stawonogi. Ró�norodno�� form i oddziaływa�. Koliber, Lublin: 241-253.

Pancewicz S.A., Olszewska B., Hermanowska-Szpakowicz T., Kondrusik M., Zajkowska J.M., Grygorczuk S., Wierzbi�ska R. 2001. Wybrane aspekty epidemiologiczne boreliozy z Lyme w�ród mieszka�ców województwa podlaskiego. Przegl. Epidemiol. 55: 187-94.

Pet`ko B. 2002 Lyme borreliosis in Carpathian Region of Central Europe- ecological aspect of diagnostics. W: Buczek A. Błaszak C. (red.), Stawonogi w medycynie. Wydawnictwo Drukarnia LIBER, Lublin: 93-104.

Pet`ko B., Siuda K., Stanko M., Tresova G., Krabowiak G., Friová J. 1997. Borrelia burgdorferi sensu lato in the Ixodes ricinus tcks in Southern Poland. Ann. Agric. Environ. Med. 4: 263-269.

Tylewska-Wierzbanowska S. 2001. Epidemiologia boreliozy z Lyme w Polsce. Przegl. Epidemiol. Suplement 2. 55: 141-142.

Si�ski E. 2002. Transmisja Borrelia sp.: ekologiczne i fizjologiczne oddziaływania wektor-patogen-�ywiciel. W: Buczek A., Błaszak Cz. (red.), Stawonogi w medycynie. Wydawnictwo Drukarnia LIBER, Lublin: 81-92.

Spausta G., Wiczkowski A., Ciarkowska J., Strzelczyk J., Trapp G., Adamek B., Zalewska-Ziob M. 2003. Cz�sto�� wyst�powania Borrelia burgdorferi sensu lato u kleszczy Ixodes ricinus z okolic Tarnowskich Gór. Wiad. Parazytol. 49: 39-45.

Steere A.C. 2001. Borelioza z Lyme. W: Interna Harrisona t. II. Wydawnictwo Czelej Sp.z o.o. Lublin: 1570-1574.

Wegner Z., Racewicz M., Kubica-Biernat B., Kruminis-Łozowska W., Sta�czak J. 1997. Wyst�powanie kleszczy Ixodes ricinus (Acari, Ixodidae) na zalesionych obszarach Trójmiasta i ich zaka�enie kr�tkami Borrelia burgdorferi. Przegl. Epidemiol. 51: 12-20.

Zajkowska J., Hermanowska- Szpakowicz T., Rubel J. 2005. Atypowe postacie Borrelia burgdorferi- nast�pstwa kliniczne. Pol. Merk. Lek. 18: 115-119.

Zał��ny W., Flisiak R., Prokopowicz D. 2002. Ekspozycja na kleszcze a przebieg kliniczny boreliozy z Lyme u mieszka�ców Białowie�y. Przegl. Epidemiol. 56: 419-424.

249

Powi�zania alergogennych roztoczy i grzybów

Ewa Szlendak Katedra Entomologii Stosowanej, SGGW, 02-776 Warszawa, ul. Nowoursynowska 159, e-mail: szlendak@alpha.sggw.waw.pl

Praca została opracowana w ramach projektu nr 2P06R 044 29 finansowanego przez Ministerstwo Edukacji i Nauki

Relation between mites and fungi

Abstract Various aspects of relations of allergenic mites and fungi are reviewed and discussed.

Mites can feed and develop on various fungi species. Presence of selected species of fungi in mite diets is important and may contribute to the sterol and vitamin requirements of these arthropods. Some other species of fungi are important symbionts of mites and their presence allows mites to feed on food predigested by fungi. Other species of fungi are distributed and spread by mites which transfer microorganisms both on their sticky body surface and though their digestive tract. Simple preventive methods of maintenance of low temperatures and humidity and keeping house hygiene are recommended to reduce occurrence of certain species of mites and fungi.

Roztocze i grzyby wyst�puj�ce w kurzu domowym, magazynach czy przetwórniach �ywno�ci stanowi� jedno z licznych �ródeł alergenów, które mog� wywoływa� zmiany chorobowe, manifestuj�ce si� mi�dzy innymi w postaci atopowego nie�ytu nosa, wyprysku atopowego czy atopowej astmy oskrzelowej.

Do grzybów wymienianych jako istotne w alergologii zaliczane s� rodzaje: Alternaria, Cladosporium, Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Pullularia, Merulius, Candida, Rodotorula i Trichophyton (Bogacka i Małolepszy 2002).

Grzyby rozwijaj�ce si� m.in. na zawilgoconych �cianach pomieszcze� mieszkalnych i gospodarskich z rodzajów Alternaria, Cladosporium, Aspergillus czy Penicillium stanowi� jedno ze �ródeł alergenów uczulaj�cych osoby wra�liwe na ple�nie. Ogrodnicy, rolnicy i zootechnicy nara�eni s� m.in. na kontakt z grzybami z rodzajów Cladosporium, Sclerotinia czy Monilia rozwijaj�cymi si� cz�sto w szklarniach, spichlerzach, przechowalniach owoców i warzyw, stodołach, stajniach czy oborach. Wybrane gatunki grzybów z rodzajów Candida, Trichophyton, Aspergillus i

250

in. paso�ytuj�ce na ludziach, powoduj�ce dermatozy czy układowe grzybice mog� tak�e stanowi� przyczyn� alergii (Bebłowska 1995).

Bogacka i Małolepszy (2002) opisali okoliczno�ci, w których intensyfikuj� si� objawy uczulenia u pacjentów wra�liwych na alergeny grzybowe. Tego typu reakcje obserwowano u osób uczulonych m.in. po kuracjach antybiotykami, czy spo�yciu pokarmów długo przechowywanych w chłodniach (owoców i warzyw) lub produktów wytwarzanych z udziałem grzybów (serów, piwa, szampana, ciasta dro�d�owego itp.). Objawy uczulenia u alergików wra�liwych na alergeny grzybów wzmagały si� tak�e podczas pracy w ogrodzie, oraz w czasie przebywania w pomieszczeniach o wysokiej wilgotno�ci wzgl�dnej powietrza.

Identyfikacja alergenów grzybów w naszym otoczeniu napotyka na szereg trudno�ci. Brakuje szybkich i tanich metod ilo�ciowych i jako�ciowych identyfikuj�cych gatunki grzybów w pomieszczeniach. Trudno jest równie� szacowa� zawarto�� tych mikroorganizmów w warunkach polowych, cho�by ze wzgl�du na zale�no�� zawarto�ci grzybów i ich zarodników w powietrzu od zmiennych warunków pogody. Szybkie metody wykrywania grzybów w ludzkim organizmie (PCR) s� kosztowne, a tak�e wymagaj� pobierania materiału in situ, a znacznie bardziej czasochłonne posiewy mikologiczne mog� by� prawidłowo ocenione wył�cznie przy pomocy specjalistów (Bogacka i Małolepszy 2002).

Wilgotne siedliska wielu gatunków grzybów stanowi� tak�e doskonałe miejsce rozwoju roztoczy. Do roztoczy b�d�cych �ródłem alergenów uczulaj�cych ludzi, w ich miejscach zamieszkania, nale�� przede wszystkim gatunki: Dermatophagoides pteronyssinus, D. farinae i Euroglyphus maynei zaliczane do rodziny (Pyroglyphidae) oraz inne gatunki rz�du Acaridida, rzadziej tak�e z rz�dów Tarsonemida, Gamasida, Actinedida czy Oribatida (Boczek 2003). Za główne �ródło alergenów roztoczowych uwa�a si� drobiny ich kału, grudki pokarmu zawieraj�ce enzymy trawienne, wylinki i samo ciało roztoczy (Solarz 2002).

Roztocze wyst�puj�ce w kurzu domowym preferuj� temperatury nie wy�sze ni� 30oC i wysok� wilgotno�� wzgl�dn� powietrza. Te parametry odpowiadaj� tak�e, jak wspomniano wy�ej, warunkom optymalnym dla rozwoju niektórych gatunków grzybów, które stanowi� niekiedy pokarm roztoczy (Wakuli�ski i wsp., w druku). Inne gatunki grzybów mog� odgrywa� istotn� rol� nadtrawianiu pokarmu roztoczy tak jak to ma miejsce np. w przypadku D. pteronyssinus, dla którego grzyby z rodzaju Pityrosporum prawdopodobnie nadtrawiaj� naskórek ludzki, stanowi�cy jedno ze �ródeł pokarmu tych i pokrewnych gatunków roztoczy (Solarz 2002).

Obecno�� grzybów z rodzaju Aspergillus stwierdzano w przewodzie pokarmowym roztoczy z rodziny Pyroglyphidae, i sugerowano, �e by� mo�e stanowi� one istotny element po�ywienia roztoczy kurzu domowego (Fain i wsp. 1990). Obserwowano bowiem znacznie lepszy rozwój populacji roztoczy na diecie zawieraj�cej A. amstelodami w porównaniu z kontrol� (Bronswijk i Sinha 1973), a obecno�� A. penicilloides w diecie D. pteronyssinus wydaje si� mie� udział w pokrywaniu zapotrzebowania na witaminy i sterydy u tych roztoczy (Saint Georges-Gridelet 1987). Jednocze�nie te same gatunki grzybów, w warunkach wilgotno�ci wzgl�dnej powietrza powy�ej 80%, szybko si� rozmna�aj� wywieraj�c szkodliwy wpływ na rozwój roztoczy (Fain i wsp. 1990).

Roztocze wykazuj� tendencje gromadzenia si� w miejscach, gdzie znajduj� pokarm. Roztocze powszechnie wyst�puj�ce w przechowalniach �ywno�ci w Polsce, w tym gatunki Acarus siro i Tyrophagus putrescentiae (Acaridae) pojawiaj� si� te� w kurzu w mieszkaniach. Oprócz uszkodze� produktów przechowywanych, roztocze tych gatunków powoduj� znacznie wi�ksze straty przez zanieczyszczanie przechowywanej

251

�ywno�ci odchodami i wylinkami. Obecno�� wylinek i martwych osobników w pokarmie bywa przyczyn� podra�nie� przewodu pokarmowego (Boczek 1980, Boczek i Czajkowska 2003) czy wymienionych wy�ej uczule�. Obecno�� licznych roztoczy na niewielkiej przestrzeni, w efekcie, przyczynia si� do zawilgocenia siedliska, co z kolei sprzyja rozwojowi grzybów saprofitycznych, towarzysz�cych roztoczom lub b�d�cych podstawowym czy te� uzupełniaj�cym pokarmem niektórych gatunków tych szkodników.

Roztocze wyst�puj�ce w kurzu, czy przechowalniach próbowano zwalcza� zarówno pestycydami (Bronswijk i wsp. 1987), jak i metodami niechemicznymi. Główne znaczenie w metodzie niechemicznej przypisuje si� obni�aniu wilgotno�ci wzgl�dnej powietrza.

Roztocze przemieszczaj�c si�, rozprzestrzeniaj� mikroorganizmy i infekuj� nimi kolejne siedliska. Transport strz�pków czy zarodników grzybów i bakterii mo�e by� zwi�zany z ich wyborem przez paj�czaki, je�li stanowi� one �ródło pokarmu roztoczy. Grzyby i bakterie mog� by� te� przypadkowo zawlekane s� do nowych siedlisk przylepione do ciała roztoczy (Wakuli�ski i wsp.2006, w druku).

Wi�kszo�� bada� relacjonuj�cych zwi�zek mi�dzy roztoczami przechowalnianymi i grzybami koncentrowała si� dotychczas na oszacowaniu czasu rozwoju i płodno�ci roztoczy hodowanych na ró�nych dietach grzybowych (Griffiths 1959, Sinha 1962, 1964, 1966; Sinha i Wallace, 1966, Czajkowska, 1970, Parkinson i wsp. 1991). Okre�lano tak�e gatunki grzybów spotykanych w siedliskach roztoczy, zwykle bez wskazania czy obecno�� tych grzybów jest przypadkowa (Hubert i wsp. 2003). Badania Griffithsa (1959) i Hubert’a i wsp. (2003) sugeruj�, �e roztocze wybieraj� spo�ród licznych gatunków niektóre gatunki grzybów. Griffiths (1959), opisał rozwój Acarus siro i Tyrophagus castellanii na ró�nych gatunkach grzybów, spo�ród których roztocze potrafiły aktywnie wybiera� takie grzyby z grupy Aspergillus glaucus jak: A. repens, A. ruber i A. amstelodami rozwijaj�ce si� w warunkach ni�szej wilgotno�ci i gatunki A. candidus, A. ochraceus, A. flavus preferuj�ce wy�sz� wilgotno��.

Okre�lenie preferencji pokarmowych roztoczy hodowanych na dietach zawieraj�cych ró�ne gatunki grzybów dostarcza danych o roli roztoczy w rozprzestrzenianiu alergogennych grzybów. W ekosystemie przechowywanego ziarna stwierdza si� wyst�powanie co najmniej trzech grup grzybów reprezentatywnych dla odr�bnych faz sukcesji. S� to gatunki typowo polowe np. Fusarium culmorum, F. avenaceum, Alternaria alternata, gatunki charakterystyczne dla przechowalni, inicjuj�ce proces zagrzewania ziarna np. Penicillium cyclopium, P. notatum oraz gatunki rozwijaj�ce si� wtórnie np. Aspergillus ochraceus, A. flavus (Wakuli�ski i wsp. 2006, w druku). Dane literaturowe (Griffiths i wsp. 1959, Thomas i Dicke 1971, Hubert i wsp. 2003) wskazuj�, �e roztocze wyst�puj�ce w przechowalniach mog� by� efektywnymi wektorami niektórych z wymienionych gatunków grzybów. Jednocze�nie grzyby z w/w rodzajów s� odpowiedzialne za wywoływanie alergii u ludzi (Bogacka i Małolepszy 2002).

Wyniki opisanych wy�ej bada� zach�ciły nas do podj�cie serii testów w celu okre�lenia, czy istniej� preferencje pokarmowe roztoczy w wyborze mi�dzy siedmioma w/w gatunkami grzybów. Próbujemy ustali�, czy kultury akseniczne s� bardziej atrakcyjne w stosunku do ziarniaków pszenicy nadtrawianych przez grzyby oraz jak czas nadtrawiania pokarmu wpływa na jego atrakcyjno�� dla A. siro i T. putrescentiae. Ilo�ciowe i jako�ciowe badania popłuczyn z powierzchni ciała roztoczy pochodz�cych z hodowli masowej, z dodatkiem wskazanych gatunków grzybów oraz badania homogenatu z ciała roztoczy pozyskanych z wybranych testów arenowych pozwol� na

252

rozpoznanie gatunków grzybów zjadanych lub przenoszonych przez te roztocze. Wyniki bada� pomog� w znalezieniu odpowiedzi jaka jest rola roztoczy w rozprzestrzenianiu grzybów i identyfikacji czynników wpływaj�cych na ich wybór. Te zagadnienia wydaj� si� by� wa�ne, gdy� roztocze stanowi�c istotne �ródło alergenów mog� znacznie zwi�ksza� swoje szkodliwe oddziaływanie poprzez przenoszenie okre�lonych gatunków grzybów.

Badania nad wyst�powaniem i powi�zaniami grzybów i roztoczy kurzu domowego prowadzone były w szerokim zakresie (Horak 1987, Saint Georges-Gridelet de 1987, Hay i wsp. 1992). Okre�lone zostały równie� czynniki wpływaj�ce na liczebno�� roztoczy w kurzu domowym (Hart 1998, Simpson i wsp. 2001, Solarz 2002, 2003, Boczek i Czajkowska 2003, Buczek 2003) oraz wskazano potencjalne metody, które mog� ogranicza� liczb� roztoczy i ich alergenów w kurzu domowym (Fain, 1990, Solarz 2002, Buczek 2003). Jednak przeprowadzone w�ród studentów ankietowe badania pilota�owe wykazały, �e znajomo�� metod ochrony przed alergenami zawartymi w kurzu domowym jest nadal niewystarczaj�ca (Szlendak i wsp. 2004). Niektóre z tych metod, np. zmierzaj�ce do kontrolowania wilgotno�ci wzgl�dnej powietrza poprzez regularne wietrzenie pomieszcze�, obni�anie wilgotno�ci wzgl�dnej powietrza do 40-50% i temperatury do 20oC, stosowanie centralnego ogrzewania i filtrów HEPA w pomieszczeniach, czy te� metody zalecaj�ce cz�ste sprz�tanie mieszka� z wykorzystaniem odkurzaczy zaopatrzonych w systemy mikro filtrów oraz cz�ste pranie po�cieli w wysokich temperaturach z dodatkiem preparatów chemicznych utrudniaj�cych rozwój roztoczy, ograniczaj� tak�e wyst�powanie i rozwój niektórych gatunków alergogennych grzybów. Stosowanie tych metod, w sposób istotny mogłoby wpłyn�� na zmniejszenie liczby roztoczy i grzybów, a tym samym alergenów przez nie produkowanych, oraz na stan zdrowia zarówno pacjentów- alergików, jak i ludzi wolnych od alergii atopowej.

Literatura Bebłowska M. 1995. Grzyby �ródłem alergii. „Astma i Alergia” on line 4/5 1995:

http://www.astma.edu.pl/wydawnictwo.php?id=13&art=97 Boczek J. 1980. Zarys akarologii rolniczej. PWN: 354 pp. Boczek J., Czajkowska B. 2003. Roztocze magazynowe i kurzu domowego. Themar,

Warszawa: 132 pp. Boczek J. 2003. Roztocze wywołuj�ce alergie u ludzi i zwierz�t domowych. Biul. Pol.

Stow. Prac. DDD 3(34): 28-30. Boczek J. 2003. Mites as sources of allergens inducing allergic reactions in humans and

domestic animals. W: Buczek A., Błaszak Cz (red.), Stawonogi i �ywiciele, Wyd. Liber, Lublin: 383-394.

Bogack� E., Małolepszy J. 2002. Znaczenie kliniczne alergii na antygeny grzybów. Alergia 2/13. http://www.alergia.org.pl./lek/archiwum/02_02/znaczenie.html

Bronswijk J.E.M.H. van, R.N. Sinha. 1973. Role of fungi in the survival of Dermatophagoides in house dust environment. Environ. Entomol. 2: 142-145.

Bronswijk J.E.M.H. van, Reumer J.W.F., Pickard R. 1987. Fungicyde induced reduction of pyroglyphid mites and their allergens in mattress dust. Exp. Appl. Acarol. 3: 271-278.

Buczek A. 2003. Choroby paso�ytnicze, epidemiologia, diagnostyka, objawy. Wyd. Liber: 451 pp.

Czajkowska B. 1970. Rozwój rozkruszków na niektórych gatunkach grzybów. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 109: 219-238.

253

Fain A., Guerin B., Hart B.J. 1990. Mites and allergic disease. B. Guerin (ed.), Allerbio, Varennes en Argonne: 190 pp.

Griffiths D.A., Hodson A.C., Christensen C.M., 1959. Grain storage fungi associated with mites. J. econ. Entom. 52: 514-518.

Hart B. 1998. Life cycle and reproduction of house-dust mites: environmental factors influencing mite populations. Allergy, 53, Suppl. 48: 13-17.

Hay D.B., Hart B.J., Pearce R.B., Kozakiewicz Z., Douglas A.E. 1992. How relevant are house dust mite-fungal interactions in laboratory culture to the natural dust system? Exp. Appl. Acarol. 16: 37-47.

Horak B. 1987. Preliminary study on the concentration and species composition of bacteria, fungi and mites in samples of house dust from Silesia (Poland). Allergologia et Immunopathologia 15: 161-166.

Hubert J., Stejskal V., Kubatova A., Munzbergowa Z., Vanova M., Zdarkova E. 2003. Mites as selective fungal carriers in stored grain habitats. Exp. Appl. Acarol. 29: 69-87.

Parkinson C.L., Jamieson N., Eborall J., Armitage D.M. 1991. Comparison of the fecundity of tree species of grain store mites on fungal diets. Exp. Appl. Acarol. 12: 297-302.

Saint Georges-Gridelet D., de 1987. Vitamin requirements of the European house dust mite Dermatophagoides pteronyssinus (Acari: Pyroglyphidae) in relation to its fungal association J. Med. Entomol. 24: 408-411.

Simpson A., Woodcock A, Custovic A. 2001. Housing characteristic and mite allergen levels: to humidity and beyond. Clinical and Experimental Allergy 31: 803-805.

Sinha R.N. 1962. A note of associations of some mites wit seed-borne fungi from Manitoba and Saskatchewan. Proc. Ent. Soc. Manitoba 18: 51-53.

Sinha R.N. 1964. Ecological relationships of stored product mites and seed-borne fungi. Proc. 1st. Internat. Congr. Acarology, Acarologia 6: 372-389.

Sinha R.N. 1966. Feeding and reproduction of some stored products mites on seed-borne fungi. J. econ. Entom. 59(5): 1227-1232.

Sinha R.N., Wallace H.A.H. 1966. Association of granary mites and seed-borne fungi in stored grain and in outdoor and indoor habitats. Ann. Entomol. Soc. Amer. 59: 1170-1181.

Solarz K. 2002 W: Deryło A. (ed.), Parazytologia i akaroentomologia medyczna. PWN, Warszawa: 507 pp.

Solarz K. 2003. Pyroglyphidae (Acari: Astigmata) Polski; fauna, biologia, ekologia i epidemiologia, ryzyko ekspozycji na roztocze z rodziny Pyroglyphidae w Polsce. Rozprawa habilitacyjna. l�ska Akademia Medyczna w Katowicach. Ann. Acad. Med. Siles. Supl. 52: 244 pp.

Szlendak E., Szczesny W., Nowacka A. 2004. Metody ochrony przed roztoczami kurzu domowego stosowane przez studentów. W: Buczek A., Błaszak Cz, (red.), Stawonogi interakcje paso�yt- �ywiciel Wyd. LIBER: 289-298.

Wakuli�ski W. Szlendak E. Boczek J. 2006. Relacje grzybów i roztoczy w ekosystemie przechowalni. Post�py Nauk Rolniczych. Wyd. Dabor. (w druku).

254

255

Transmisja bakterii chorobotwórczych przez meszki z rodzaju Simulium (Insecta, Diptera) w �rodowiskach podmiejskich Warszawy

Lidia Chomicz1, Bohdan Staro�ciak2, Konrad Perkowski3, Anna Baranowska-Korczyc1, Violetta Rehlis4, Beata Kubica-Biernat5 1Zakład Biologii Medycznej Akademii Medycznej, 02-018 Warszawa, ul. Nowogrodzka 73, e-mail: lchomicz@amwaw.edu.pl 2Zakład Mikrobiologii Farmaceutycznej AM, 02-007 Warszawa, ul. Oczki 3 3Zakład Ortodoncji A M, 02-005 Warszawa, ul. Lindleya. 4 4 Katedra i II Klinika Chirurgii Szcz�kowo- Twarzowej Akademii Medycznej, 02-005 Warszawa, ul. Lindleya 4. 5 Zakład Parazytologii Tropikalnej MIMMiT Akademii Medycznej w Gda�sku, 81-519 Gdynia, ul. Powstania Styczniowego 9B

Pathogenic bacteria transmitted by blackflies from genus Simulium (Insecta, Diptera) in suburban regions of Warsaw

Abstract During the last few years, various factors result in frequent attacks of blood sucking

flies on man observed in a vicinity of human habitation in suburban areas of Warsaw, Poland. In our previous papers we described primary pathological changes caused by blackfly bites in the human skin.

In this report we present results of our preliminary studies on occurrence of microorganisms on/in females of blackflies from genus Simulium. List of the detected bacteria is presented and risk of development of local and/or general secondary infections in the person affected is discussed.

Wst�p Czynniki klimatyczne, ale w znacznej mierze tak�e post�puj�ca antropopresja,

wyra�aj�ca si� w ró�norodnych zmianach wielu parametrów �rodowiska przyrodniczego, powoduj� m. innymi wzrost prewalencji ró�nych ektopaso�ytów, stwierdzany w ostatnich latach w otoczeniu siedzib ludzkich w Polsce (Wójcik i wsp.

256

2000, Buczek i wsp. 2000, Niesiołowski i Bokłak 2001, Chomicz i wsp. 2001, Olszewski i wsp. 2002). Spo�ród owadów hematofagicznych muchówki z rodziny Simuliidae uwa�ane s� za jedne z bardziej dokuczliwych i szkodliwych, w Europie przypadki ich agresywno�ci wobec człowieka opisywane s� z terenów W�gier, Jugosławii, Słowacji i Polski (Nohel 1980, Niesiołowski 1980, Chomicz i wsp. 2001, 2002a,b, Bokłak i Wegner 2003). Nasilenie ataków meszek na człowieka w podmiejskich rejonach Warszawy w latach 2000-2004 spowodowało wzrost cz�sto�ci wyst�powania zmian skórnych u ludzi. W poprzednich pracach dokonali�my oceny zmian cytologicznych, histopatologicznych i ultrastrukturalnych w obrazie naskórka i skóry wła�ciwej, b�d�cych skutkiem uk�sze� tych muchówek (Chomicz i wsp. 2001, 2002a,b, 2003). Podj�li�my te� prób� okre�lenia udziału czynników �rodowiskowych w nasilaniu si� ataków meszek w �rodowisku człowieka (Chomicz i wsp. 2004).

Niezwykle wa�ne s� tak�e inne medyczne konsekwencje inwazji meszek na ludzi, zwi�zane z potencjalnym zagro�eniem infekcjami wtórnymi (Bokłak i Wegner 2003). Znana jest epidemiologiczna rola meszek jako biologicznych wektorów gro�nych mikrofilarii Onchocerca volvulus, wywołuj�cego „�lepot� rzeczn�” w endemicznych tropikalnych rejonach Afryki i Ameryki Łaci�skiej. Choroba pinto (carates), powoduj�ca �lepot� w�ród Indian w Ameryce Południowej, wywoływana przez kr�tka Treponema careteum tak�e jest przenoszona przez meszki (Knoz 1980, Jedlicka 1982, Bokłak i Wegner 2003). Oprócz mo�liwej transmisji ró�nych patogenów, w tym bakterii w�glika, z głównych �ywicieli meszek - zwierz�t hodowlanych - na człowieka, zwraca uwag� ich potencjalna rola jako wektorów wirusa p�cherzykowego zapalenia błony �luzowej jamy ustnej (Mead i wsp. 2000).

Wiadomo, �e te hematofagiczne owady mog� mechanicznie przenosi� tr�d, d�um�, tularemi�, zapalenie mózgu, jednak uwa�a si�, �e w naszym kraju nie wyst�puje problem przenoszenia chorób na ludzi za po�rednictwem meszek (Knoz 1980, Bokłak i Wegner 2003).

W ostatnich latach cz��ciej obserwuje si� w naszym kraju masowe pojawy meszek, agresywnych w stosunku do człowieka, w pobli�u du�ych skupisk ludzkich (Bokłak i Wegner 2003). Pomimo wyst�powania tego zjawiska, wg naszej wiedzy, brak aktualnych danych z terenu Polski, dotycz�cych potencjalnej roli meszek jako rezerwuarów bakterii. Opisane przez nas ataki tych muchówek na ludzi, utrzymuj�ce si� nadal w okresie wiosennym w kilku rejonach podmiejskich Warszawy, uzasadniaj� podj�cie próby zbadania zagro�enia infekcjami, których przyczyn� mog� by� bakterie, transmitowane przez meszki; w niniejszym opracowaniu przedstawiamy wyniki naszych pilota�owych bada� w tym zakresie.

Materiał i metody Materiał do analizy stanowiły meszki, odłowione w okresie IV-VI 2005 r. w

pobli�u siedzib ludzkich, w peryferyjnych dzielnicach Warszawy, z przewag� zabudowy niskiej i przydomowymi ogródkami. Wyboru miejsca i czasu pozyskiwania meszek do bada� dokonano w oparciu o nasze wcze�niejsze obserwacje. Owady zbierano do jałowych zakr�canych pojemników o pojemno�ci 150 ml. Spo�ród odłowionych hematofagicznych muchówek, zidentyfikowanych jako samice Simulium sp., 40 wybranych losowo, po homogenizacji przeznaczono do dalszej analizy mikrobiologicznej i mikologicznej; 10 meszek poddano dekapitacji i odr�bnie przebadano homogenaty głowy i odwłoka.

Uzyskany materiał wyj�ciowy posłu�ył do wykonania posiewów na stałe podło�a: agar i agar krwawy, z dodatkiem 5% odwłóknionej krwi owczej. Uzyskane czyste hodowle barwiono metod� Grama. Do dalszej identyfikacji u�yto podło�y

257

wybiórczo-ró�nicuj�cych: podło�a Chapmana w celu wykrycia gronkowców, MacCokney’a - dla pałeczek Enterobacteriaceae. Stosowano technik� posiewu redukcyjnego. W celu izolacji grzybów u�yto podło�a Sabouraud; do identyfikacji grzybów dro�d�opodobnych z rodzaju Candida zastosowano płytki Chromagar-Candida BBL.

Wyniki Jako�ciowa analiza mikrobiologiczna materiału wyj�ciowego wykazała 14

szczepów bakteryjnych, reprezentuj�cych 10 gatunków bakterii Gram+ i Gram-. Badania mikologiczne nie wykazały obecno�ci grzybów. Nie stwierdzono istotnych ró�nic w gatunkowym składzie drobnoustrojów, wykrytych w cz��ci głowowej i w odwłoku meszek, wobec czego uzyskane dane przedstawione zostan� ł�cznie.

Wykryte bakterie Gram dodatnie: Staphylococcus aureus- gronkowiec złocisty Staphylococcus epidermidis- gronkowiec skórny Enterococcus faecium, Enterococcus faecalis - paciorkowce kałowe Micrococcus luteus Bacillus spp.

Gram ujemne: Escherichia coli - pałeczka okr��nicy, Enterobacter cloacae Enterobacter agglomerans Pseudomonas aeruginosa - pałeczka ropy bł�kitnej

Ogółem bakterie zostały wykryte u 9 spo�ród badanych w tym kierunku meszek (18%). Wy�ej wymienione drobnoustroje wyst�powały z ró�n� cz�sto�ci�: u 3 muchówek (6%) stwierdzili�my obecno�� tylko jednego gatunku bakterii, 2 gatunki bakterii wyst�powały z prewalencj� 10%, a współwyst�powanie 3 ro�nych drobnoustrojów stwierdzili�my u jednej meszki (2%). Najwi�ksz� intensywno�� spo�ród bakterii Gram+ wykazały paciorkowce kałowe: E. faecium, E. faecalis, w�ród bakterii Gram- E. cloacae.

Dyskusja Krwiopijne samice meszek – to z jednej strony dokuczliwe paso�yty zewn�trzne,

atakuj�ce bydło i ludzi, z drugiej – wektory, uczestnicz�ce w transmisji parazytoz oraz gro�nych chorób infekcyjnych, których czynniki etiologiczne przenoszone s� na pokrywach ciała owadów lub rozwijaj� si� w ich wn�trzu. W naszych pilota�owych badaniach dokładne okre�lenie, czy wykryte drobnoustroje znajdowały si� na powierzchni meszek czy wewn�trz organizmu nie było mo�liwe. Wyizolowane przez nas bakterie nale�� do gatunków o znacznej zdolno�ci adaptacyjnej i małych wymaganiach (Zaremba i Borowski 1997, Młynarczyk i Młynarczyk 2004a,b), mog� wi�c bytowa� zarówno w �rodowisku zewn�trznym jak i w układzie pokarmowym muchówek.

Gram+ ziarenkowce fekalne E. faecium i E. faecalis- to bakterie oportunistyczne, poza miejscem stałego bytowania - wyra�nie patogeniczne. Najcz��ciej powoduj� ropnie, gro�ne zaka�enia dróg moczowych, dróg �ółciowych, zapalenie wsierdzia. Wielolekooporne szczepy fekalnych paciorkowców s� jednym z najcz�stszych czynników zaka�e� szpitalnych. S. aureus, Gram+ gronkowce złociste

258

cz�sto wyst�puj� w �rodowisku człowieka; nierzadkie jest nosicielstwo tych bakterii w przedsionku nosa, gardle. Gronkowiec ten rozprzestrzenia si� łatwo z miejsca kolonizacji, przy obni�onej odporno�ci organizmu powoduj�c bardzo gro�ne zaka�enia układowe, ropnie, zaka�enia endodontyczne, zapalenia ko�ci �uchwy i �linianek.

S. epidermidis - gronkowiec skórny, dawniej uwa�any za gatunek nie chorobotwórczy, wyst�puje cz�sto w nosogardzieli, izolowany jest ze �liny i płytek naz�bnych. Powoduje zaka�enia zwi�zane z działaniami terapeutycznymi np. wkłuciami do�ylnymi, jest czynnikiem etiologicznym zapalenia ko�ci �uchwy, dzi�seł, zaka�e� endodontycznych. Mikrokoki bytuj� tak�e w �rodowisku człowieka, na ludzkiej skórze i błonach �luzowych; uwa�ane za nie chorobotwórcze, u osób z obni�on� odporno�ci� powoduj� zaka�enia oportunistyczne.

Gram- pałeczki E. coli bytuj� w przewodzie pokarmowym człowieka, uczestnicz�c jako symbionty w rozkładzie pokarmu i syntezie witamin z grup B i K; trafiaj� one do gleby i wody z odchodami zwierz�t i człowieka. Przy obni�onej odporno�ci ludzkiego organizmu pałeczki E. coli mog� powodowa� powa�ne schorzenia układu pokarmowego, ostre infekcje układu moczowego, zaka�enia szpitalne, s� czynnikiem etiologicznym biegunek dorosłych i dzieci, zaka�e� dróg oddechowych, a tak�e najcz�stsz� przyczyn� posocznicy. Gram- bakterie.

E. cloacae, bardzo odporne na działanie czynników abiotycznych, wyst�puj� w �rodowisku, s� te� składnikiem normalnej „mikroflory” jelitowej. Mog� one powodowa� biegunki, ostre infekcje dróg moczowych, a nawet posocznice. P. aeruginosa- pałeczka ropy bł�kitnej powoduje wiele ci��kich zaka�e�: zapalenie płuc, wsierdzia, opon mózgowych. Bardzo małe wymagania od�ywcze tych bakterii ułatwiaj� im kolonizacj� ontocenoz pozajelitowych.

Powy�szy przegl�d danych n.t. bakterii, wykrytych u meszek, wskazuje, �e wi�kszo�� z nich to gatunki oportunistyczne, zdolne do utrzymywania si� w �rodowisku zewn�trznym, ale tak�e zwi�zane z powierzchni� ludzkiego ciała i układem pokarmowym. W warunkach obni�enia odporno�ci, poza miejscem stałego bytowania staj� si� one gro�nymi patogenami, czynnikami cz�sto ci��kich schorze� lokalnych oraz ogólnoustrojowych. Prawdopodobna droga i sposób wprowadzania tych drobnoustrojów do ludzkiego organizmu przez samice meszek pozostaje w zwi�zku z rodzajem pokarmu i sposobem jego pobierania przez te hematofagiczne muchówki. Zagro�enia zdrowia człowieka infekcjami wtórnymi, które mog� by� powodowane przez wykryte przez nas bakterie oportunistyczne transmitowane przez meszki, uzasadniaj� podj�cie dalszych bada� kompleksowych dla oceny wra�liwo�ci wykrytych szczepów bakterii na czynniki abiotyczne, chemioterapeutyki i antybiotyki.

Literatura Bokłak E., Wegner E. 2003. Znaczenie gospodarczo-medyczne meszek (Diptera,

Simuliidae) i ich zwalczanie. W: Buczek A., Błaszak Cz. (red.), Stawonogi i �ywiciele. Wyd. Liber. Lublin: 341-350.

Buczek A., Buczek L., Ku�mierz A., Olszewski K. 2000. Zmiany w skórze �ywicieli spowodowane przez kleszcze (Acari: Ixodida). Kazimierz Dolny. II Mi�dzynarodowe Seminarium: Stawonogi paso�ytnicze, alergogenne i jadowite - znaczenie medyczne i sanitarne: 46.

Chomicz L., Kowalewski C., Chomicz A., Walski M., Kubica-Biernat B. 2001. Medyczne konsekwencje cz�stszego wystepowania Simulium sp. w otoczeniu siedzib ludzkich. Kazimierz Dolny. III Mi�dzynarodowe Seminarium: Stawonogi paso�ytnicze, alergogenne i jadowite - znaczenie medyczne i sanitarne: 31.

259

Chomicz L., Kowalewski C., Swiderski Z., Walski M. 2002a. Histopathological and ultrastructural changes in human skin as a result of black fly attack in suburban area of Warsaw, Poland. J. of Investigative Dermatology 119, 3: 765.

Chomicz L., Walski M., Turkowicz M., Zawadzki P. J., Kubica-Biernat B., Szubi�ska D., D�browska J. 2002b. Zró�nicowane zmiany skórne u osób zaatakowanych przez paso�ytnicze stawonogi z rodzaju Simulium (Insecta, Diptera), Ctenocephalides (Insecta, Siphonaptera) i Argas (Arachnida, Acarina). W: Buczek A., Błaszak Cz. (red.), Stawonogi w medycynie. Znaczenie medyczne i epidemiologiczne. Wyd. Liber, Lublin: 205 -213.

Chomicz L., Walski M., �ebrowska J., Zawadzki P.J., Kowalewski C., Kubica-Biernat B., Mazurkiewicz M. 2003. Zmiany cytologiczne w skórze człowieka jako skutek ataków meszek z rodzaju Simulium (Insecta, Diptera). W: Buczek A., Błaszak Cz. (red.), Stawonogi i �ywiciele. Wyd. Liber, Lublin: 429-436.

Chomicz L., �ebrowska J., Kubica-Biernat B., Konopka M. 2004. Czynniki wpływaj�ce na wzrost cz�sto�ci atakowania ludzi przez meszki z rodzaju Simulium (Insekta, Diptera) w podmiejskich rejonach Warszawy. W: Buczek A., Błaszak Cz. (red.), Stawonogi. Interakcje paso�yt - �ywiciel. Wyd. Liber, Lublin: 81-85.

Jedlicka L. 1982. Simuliosis a niektóre aspekty medicinskeho vyznamu muskovitych (Diptera, Simuliidae). CS. Dermat. 6: 325 -332.

Knoz J. 1980. Simuliidae – 2.celed’ Simuliidae – Muchnickoviti. In: Chwala M. (ed.), Krevsajici mouchy a stre�ci – Diptera. Fauna CSR. Praha, 22: 144-281.

Mead D.G., Ramberg F.B., Besselsen D.G., Mare C.J. 2000. Transmission of vesicular stomatitis virus from infected to noninfected black flies co-feeding on nonviremic deer mice. Science. 287: 485- 487.

Młynarczyk G., Młynarczyk A. 2004a. Paciorkowce i organizmy podobne. W: Łuczak.M., Swoboda-Kope� E (red.), Wybrane zagadnienia z mikrobiologii jamy ustnej,. Wyd. Czelej. Lublin: 173 -189.

Młynarczyk G., Młynarczyk A. 2004b. Gronkowce. W: Łuczak.M., Swoboda-Kope� E (red.), Wybrane zagadnienia z mikrobiologii jamy ustnej. Wyd. Czelej. Lublin: 191 - 203.

Niesiołowski S. 1980. Znaczenie zdrowotne i gospodarcze meszek (Simuliidae, Diptera) z uwzgl�dnieniem aktualnego stanu bada� nad tym zagadnieniem w Polsce. Wiad. Parazytol. 28: 663-677.

Niesiołowski S., Bokłak E. 2001. Meszki (Diptera, Simuliidae). Fauna słodkowodna Polski.11A: 200.

Nohel J. 1980. Simuliaza – choroba spowodowana ukłuciami owadów z rodziny mustykowatych. Wiad. Parazytol. 28: 271-273.

Olszewski K., Ku�mierz A., Buczek L., Buczek A. 2002. Zmiany skórne wywołane �erowaniem kleszczy Ixodes ricinus (Linneaus, 1758) i Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) w obrazie mikroskopu elektronowego w badaniach własnych. W: Buczek A., Błaszak Cz. (red.), Stawonogi w medycynie. Znaczenie medyczne i epidemiologiczne. Wyd. Liber. Lublin: 197-203.

Wójcik A.R., Wasielewski L., �bikowska E., Grygon-Franckiewicz B. 2000. Przypadki akarozy u ludzi wywołane przez obrze�ka goł�biego (Argas reflexus Fabricius, 1794). Kazimierz Dolny. II Mi�dzynarodowe Seminarium: Stawonogi paso�ytnicze, alergogenne i jadowite - znaczenie medyczne i sanitarne: 70.

Zaremba M. L., Borowski J. 1997. Mikrobiologia Lekarska. PZWL, Warszawa.

260

261

Drobnoustroje izolowane z synantropijnych muchówek Calliphoridae (Insecta, Diptera) w miejskim rejonie przyszpitalnym

Lidia Chomicz1, Janusz Piekarczyk2, Bohdan Staro�ciak3, Barbara Siemi�ska - Piekarczyk4, Beata Kubica-Biernat5, Konrad Perkowski4 1 Zakład Biologii Medycznej Akademii Medycznej, 02-018 Warszawa, ul. Nowogrodzka 73, e-mail: lchomicz@amwaw.edu.pl 2 Katedra i II Klinika Chirurgii Szcz�kowo- Twarzowej Akademii Medycznej, 02-005 Warszawa, ul. Lindleya 4 3Zakład Mikrobiologii Farmaceutycznej AM, 02-007 Warszawa, ul. Oczki 3 4Zakład Ortodoncji A M, 02-005 Warszawa, ul. Lindleya. 4 5Zakład Parazytologii Tropikalnej MIMMiT Akademii Medycznej w Gda�sku, 81-519 Gdynia, ul. Powstania Styczniowego 9B

Microorganisms isolated of Calliphoridae (Insecta, Diptera) in hospital urban region

Abstract Calliphoridae are world-wide distributed Diptera which are known as vectors of

causative organisms of various human diseases. During the last summer, numerous Calliphoridae flies occurred in a vicinity of hospital in the city of Warsaw. In this report we present results of our studies on occurrence of microorganisms on/in the insects. The list of bacteria and fungi detected is presented and assessment of risk of secondary diseases they can cause is discussed.

Wst�p W otoczeniu człowieka na całym �wiecie wyst�puje wiele gatunków

synantropijnych much, których morfologia i biologia decyduj� o ich du�ym znaczeniu dla epidemiologii i patologii człowieka ze wzgl�du na udział tych owadów w transmisji form rozwojowych paso�ytów, bakterii, grzybów i wirusów.

Plujki Calliphoridae nale�� do jednej z 18 rodzin, obejmuj�cych synantropijne muchówki, wyst�puj�ce w Polsce. Te pospolite, do�� du�e muchy o zielonej, niebieskiej

262

lub granatowej barwie, z charakterystycznym metalicznym połyskiem, wykazuj�ce niezwykł� ruchliwo�� i szybko�� rozwoju, z łatwo�ci� dostosowuj� si� do zmieniaj�cych si� warunków �rodowiska miejskiego. Bytuj� one w �rodowisku zewn�trznym, �eruj� i rozwijaj� si� w miejscach gnicia i fermentacji odpadków, odchodów, �mieci i t. p., obfitych w drobnoustroje, w tym chorobotwórcze, które mog� zarówno zatrzymywa� si� na szorstkiej powierzchni ciała much, jak te� trafia� do wn�trza ich układu pokarmowego. Ró�ne gatunki plujek, szczególnie w stadium imago przenosz�cych si� z łatwo�ci� do pomieszcze�, zwi�zanych z działalno�ci� człowieka, s� szkodnikami sanitarnymi, które roznosi� mog� mikroorganizmy, zaka�aj�c �ywno�� nieprzetworzon�, produkty �ywno�ciowe, a tak�e bezpo�rednio ludzi. W naszym kraju znany jest udział tych owadów w transmisji chorób układu pokarmowego: zatru� pokarmowych, czerwonki bakteryjnej, letnich biegunek niemowl�t (Gliniewicz i wsp. 2002, Sawicka i wsp. 2003, Draber- Mo�ko 2003, 2004).

W warunkach miejskich, przy du�ej g�sto�ci zaludnienia, dost�p do kuchennych odpadków, produktów rozkładu tkanek, �mieci, produkowanych przez człowieka i nierzadko składowanych w niewła�ciwy sposób, ułatwia rozwój populacji much. S� one szkodnikami sanitarnymi, uci��liwymi i trudnymi do zwalczania nie tylko w mieszkaniach prywatnych, ale tak�e w budynkach u�yteczno�ci publicznej, w tym w szpitalach (Gliniewicz i wsp. 2002, Sawicka i wsp. 2003, Czapla-Wodzisławska i wsp. 2005).

Post�puj�ca antropopresja przejawia si� m. in. w dynamice procesu adaptacji Calliphoridae, które znakomicie potrafi� spo�ytkowa� atrakcyjne dla ich rozwoju zmiany warunków �rodowiska miejskiego, łatwo lokalizuj�c i dobrze wykorzystuj�c nowe zasoby pokarmowe oraz docieraj�c do nowopowstałych miejsc, dogodnych dla ich rozwoju. Owady te mog� by� szczególnie gro�ne w obiektach szpitalnych, zarówno ze wzgl�du na ryzyko wyst�pienia infekcji wtórnych u hospitalizowanych chorych, jak te� na udział plujek w dyspersji coraz liczniejszych lekoopornych szczepów szpitalnych. Dane z ostatnich 10 lat wskazuj� na wzrost cz�sto�ci wyst�powania much w wielu szpitalach w Polsce (Sawicka i wsp. 2005), tym bardziej konieczne jest aktualizowanie naszej wiedzy o patogenicznych gatunkach mikroorganizmów, które s� przenoszone przez te synantropijne owady.

W letnich miesi�cach (VI-VIII) 2005 r. obserwowali�my pojawienie si� licznej populacji plujek i nasilon� ich aktywno�� w s�siedztwie du�ego kompleksu szpitalnego w Warszawie - w niniejszej pracy przedstawiamy wyniki naszych bada� nad wyst�powaniem drobnoustrojów chorobotwórczych u Calliphoridae w tym przyszpitalnym rejonie miejskim.

Materiał i metody Materiał do bada� stanowiły plujki, odłowione w okresie od czerwcu do sierpnia

2005 r. wokół budynków oraz w pomieszczeniach w pobli�u obiektów szpitalnych w �ródmiejskim rejonie Warszawy. Owady złowione przy u�yciu siatki entomologicznej zbierano do jałowych pojemników. W�ród 50 odłowionych much zidentyfikowano 2 gatunki, Calliphora vicina i Lucilla sericata. 30 much poddano analizie mikrobiologicznej oraz mikologicznej; 15 plujek zdekapitowano i homogenaty głowy oraz wypreparowanych z odwłoka cz��ci układu pokarmowego przebadano odr�bnie. Materiał ten u�yto do posiewu na stałe podło�a agarowe; czyste hodowle barwiono metod� Grama. Do dalszej identyfikacji u�yto podło�y wybiórczo-ró�nicuj�cych; stosowano technik� posiewu redukcyjnego. Do hodowli grzybów u�yto podło�a Sabouraud oraz płytki Chromagar-Candida BBL.

263

Wyniki Analiza mikrobiologiczna i mikologiczna wykazała obecno�� 14 szczepów

bakteryjnych, reprezentuj�cych 12 gatunków bakterii Gram+ i Gram- oraz 4 szczepy, nale��ce do trzech gatunków grzybów. Poni�ej przedstawiamy wykaz gatunków bakterii i grzybów, zidentyfikowanych za pomoc� testów wybiórczo-ró�nicuj�cych w homogenatach głowy (g) oraz jelit (j).

Bakterie Gram- dodatnie: Enterococcus faecium g, Enterococcus faecalis j. Micrococcus luteus g, + j. Bacillus subtilis j. Bacillus sp. g, + j.

Bakterie Gram-ujemne: Acinetobacter baumani j. Pseudomonas aeruginosa j. Escherichia coli j. Enterobacter cloacae g, + j Enterobacter agglomerans g, + j. Klebsiella oxytoca j. Proteus mirabilis j.

Cztery gatunki, izolowane z cz��ci głowowej, stwierdzono tak�e w jelitach plujek, w których ł�cznie wykryto11 gatunków bakterii.

Grzyby Aspergillus sp. g, + j. Candida albicans g, Candida glabrata g,

Ogółem wymienione bakterie i grzyby zostały wyhodowane z 27 spo�ród badanych w tym kierunku much (90%). Poszczególne drobnoustroje wyst�powały z ró�n� cz�sto�ci�. U trzech much (10%) wykryto współwyst�powanie 3 ró�nych gatunków bakterii, u trzech innych plujek – obecno�� 2 ró�nych gatunków; z pozostałych much wyizolowano po jednym szczepie bakterii. Współwyst�powanie E. cloacae i M. luteus stwierdzono u 3 plujek (10%); bakterie te wyizolowano zarówno z cz��ci głowowej jak i z wn�trza jelita much. Ka�dy ze szczepów K. oxytoca, E. coli, P. aeruginosa, P. mirabilis wykryto tylko jeden raz, u ró�nych much, wszystkie -wewn�trz odwłokowych cz��ci ich układu pokarmowego.

Grzyby wyhodowano z 8 much (26,6%), w tym u dwóch stwierdzono zarówno Candida albicans jak i Candida glabrata, a u 6 much wykryto obecno�� grzyba ple�niowego Aspergillus sp.. We wszystkich tych przypadkach oprócz grzybów wyizolowano od jednego do trzech szczepów bakterii.

Dyskusja Ocena wyst�powania w szpitalach owadów –szkodników sanitarnych -

prowadzona konsekwentnie od 1995r. przez PZH wykazała, oprócz dominuj�cych populacji karaczanów i mrówek, tak�e cz�st� obecno�� much. Wyniki bada� z 2004 r.

264

wskazuj� na wyst�powanie much w znacznie wi�kszej liczbie obiektów ni� w latach poprzednich (Sawicka i wsp. 2005).

Transmisja chorobotwórczych mikroorganizmów przez niekłuj�ce muchówki ma głównie bierny charakter, przy czym du�e znaczenie ma zdolno�� drobnoustrojów do utrzymania wirulentno�ci w przewodzie pokarmowym much, z których �lin� i odchodami dokonywa� si� mo�e dyspersja patogenów - i powodowanych przez nie chorób - w �rodowisku człowieka. Jak wynika z danych literaturowych (Greenberg 1971, Draber- Mo�ko 2003) Calliphora vicina i Lucilla sericata mog� uczestniczy� w dyspersji kilkudziesi�ciu potencjalnie patogenicznych gatunków bakterii, pierwotniaków, grzybów, helmintów.

W�ród Gram-ujemnych bakterii, wyizolowanych z much w naszych badaniach, siedem gatunków: E. coli, P. aeruginosa, A. baumani, E. cloacae, E. agglomerans, K. oxytoca, P. mirabilis to pałeczki z rodziny Enterobacteriaceae o szczególnym znaczeniu klinicznym. S� one powszechne w glebie, wodzie, przewodzie pokarmowym zwierz�t; w prawidłowych warunkach mog� wyst�powa� jako symbionty, ograniczone do jelita człowieka. Rozsianie zaka�enia tymi bakteriami mo�e ujawni� ich patogeniczne własno�ci, szczególnie gro�ne w sytuacjach obni�onej odporno�ci ludzkiego organizmu. Pałeczki E. coli oraz ró�ne szczepy Enterobacter mog� powodowa� biegunki u dorosłych i dzieci, zaka�enia dróg oddechowych, ostre infekcje układu moczowego, w tym zaka�enia szpitalne, a tak�e s� najcz�stsz� przyczyn� posocznicy. A. baumani - �rodowiskowe pałeczki niefermentuj�ce s� naturalnie oporne na wiele antybiotyków. Gro�ne jest namno�enie tych bakterii na �ywno�ci. Wykrywa si� je w biofilmach, tworz�cych si� w przewodach wodnych unitów dentystycznych, a powodowane przez nie zaka�enia s� szczególnie gro�ne dla osób z zaburzeniami odporno�ci (Wróblewska i Piotrowska 2004). P. mirabilis – bakterie gro�ne zarówno dla chorych ambulatoryjnych jak i hospitalizowanych, powoduj� zaka�enia ran, dróg moczowych, a tak�e s� czynnikiem etiologicznym posocznicy.

Gram-dodatnie paciorkowce fekalne E. faecium i E. faecalis, wchodz�ce w skład prawidłowej „mikroflory” jelitowej człowieka - to bakterie oportunistyczne, które ujawniaj� swoj� patogeniczno��, gdy trafi� poza jelito. Mog� one powodowa� ropnie, gro�ne zaka�enia dróg moczowych, dróg �ółciowych, zapalenie wsierdzia; s� jednym z najcz�stszych czynników zaka�e� szpitalnych. Infekcje tych bakterii s� trudne do leczenia ze wzgl�du na wielolekooporno��. Mikrokoki, równie� bytuj�ce w �rodowisku człowieka, na ludzkiej skórze i błonach �luzowych, uwa�ane s� za nie chorobotwórcze, jednak niekiedy mog� one by� powodem zaka�e� oportunistycznych, szczególnie u osób z obni�on� odporno�ci� (Zaremba i Borowski 1997, Młynarczyk i Młynarczyk 2004a,b).

Grzyby wyhodowane przez nas z Calliphoridae s� szeroko rozpowszechnione w �rodowisku, cz�ste s� zaka�enia ludzi, szczególnie dro�d�opodobnymi gatunkami z rodzaju Candida, z zanieczyszczonym– tak�e przez muchy – po�ywieniem wzgl�dnie poprzez zabrudzone przedmioty. Oportunistyczne infekcje grzybicze ró�nych układów stanowi� powa�ny problem medyczny, przy czym wyst�pieniu kandidiozy sprzyjaj� mi�dzy innymi: antybiotykoterapia, zaburzenia metabolizmu, choroby ogólnoustrojowe, niedo�ywienie, immunosupresja (Pietruski 1995). Kandidoza jamy ustnej pozostaje cz�sto w zwi�zku z zaburzeniami i defektami odporno�ci (Słotwi�ska i Wierzbicka 1998).

Nasilona aktywno�� populacji plujek w s�siedztwie du�ego kompleksu szpitalnego, u których stwierdzili�my kilkana�cie gatunków potencjalnie chorobotwórczych bakterii i grzybów przy braku owadoszczelno�ci wi�kszo�ci pomieszcze� szpitalnych, wskazuje na istnienie powa�nego ryzyka wyst�pienia infekcji

265

wtórnych, zwłaszcza u hospitalizowanych chorych. Jednocze�nie wzrasta prawdopodobie�stwo udziału plujek w dyspersji lekoopornych szczepów szpitalnych w �rodowisku. Nasze obserwacje potwierdzaj� konieczno�� d��enia do wprowadzenia zintegrowanych metod zwalczania szkodników, w tym Calliphoridae, w obiektach szpitalnych, zalecanych przez PZH (Sawicka i wsp. 2005), z poło�eniem nacisku na działania ochraniaj�ce szpital przed inwazj� owadów, które powinny obejmowa� tak�e tereny w najbli�szym s�siedztwie obiektu. Wskazuj� zarazem na potrzeb� aktualizacji danych o szczepach drobnoustrojów, najcz��ciej transmitowanych w okre�lonym rejonie, dla oceny zagro�e� epidemiologicznych i skutecznych działa� prewencyjnych.

Literatura Czapla-Wodzisławska D., Adamek B., Szczerba- Sachs A., Wiczkowski A.,

Krzanowska E. 2005. Owady- szkodniki sanitarne w szpitalach województwa �l�skiego w latach 2003-2004. W: Buczek A., Błaszak Cz. (red.), Stawonogi. Ró�norodno�� form i oddziaływa�. Koliber, Lublin: 149-155.

Draber- Mo�ko A. 2003. Synantropijne muchówki i ich rola epidemiologiczna. W: Buczek A., Błaszak Cz. (red.), Stawonogi i �ywiciele. Wydawnictwo Liber, Lublin: 361-369.

Draber-Mo�ko A. 2004. Fauna Polski. Fauna Poloniae T.23. Calliphoridae. Plujki (Insecta: Diptera). Fundacja Natura Optima Dux. Warszawa 2004.

Gliniewicz A., Sawicka B., Czajka E. 2002. Owady - szkodniki sanitarne w �rodowisku miejskim. Zagro�enia i mo�liwo�ci zwalczania. W: Buczek A., Błaszak Cz. (red.), Stawonogi w medycynie. Wydawnictwo Drukarnia Liber, Lublin: 165-179.

Greenberg B. 1971. Flies and Disease. Vol. I. Princeton University Press. Princeton. Nev Jersey.

Młynarczyk G., Młynarczyk A. 2004a. Paciorkowce i organizmy podobne. W: Łuczak.M., Swoboda-Kope� E (red.), Wybrane zagadnienia z mikrobiologii jamy ustnej,. Wyd. Czelej. Lublin: 173 -189.

Młynarczyk G., Młynarczyk A. 2004b. Gronkowce. W: Łuczak.M., Swoboda-Kope� E (red.). Wybrane zagadnienia z mikrobiologii jamy ustnej. Wyd. Czelej, Lublin: 191 – 203.

Pietruski J.K. 1995. Zaburzenia odporno�ci w kandydiazie jamy ustnej. Przegl�d pi�miennictwa. Czasopismo Stomatologiczne, XLIII, 4: 282-286.

Sawicka B., Gliniewicz A., Czajka E. 2003. Zintegrowana metoda zwalczania owadów – szkodników sanitarnych w pomieszczeniach szpitalnych. W: Buczek A., Błaszak Cz. (red.), Stawonogi i �ywiciele. Wydawnictwo Liber, Lublin: 469-476.

Sawicka B., Gliniewicz A., Mikulak E. 2005. Wyst�powanie i zwalczanie szkodników sanitarnych w szpitalach w Polsce. W: Buczek A., Błaszak Cz. (red.), Stawonogi. Ró�norodno�� form i oddziaływa�. Koliber, Lublin: 367-374.

Słotwi�ska S.M., Wierzbicka M. 1998. Zaka�enie grzybami w zapaleniu przyz�bia. Czasopismo Stomatologiczne, LI, 4: 237-240.

Wróblewska M., Piotrowska W. 2004. Etiologia i epidemiologia zaka�e� w praktyce stomatologicznej. W: Łuczak.M., Swoboda-Kope� E. (red.), Wybrane zagadnienia z mikrobiologii jamy ustnej. Wyd. Czelej, Lublin: 355 -366.

Zaremba M. L., Borowski J. 1997. Mikrobiologia Lekarska. PZWL, Warszawa.

266

267

Karaczany w �rodowisku szpitalnym jako przenosiciele patogennych bakterii. Wst�pna ocena zagro�enia*

Aleksandra Gliniewicz1, Katarzyna Pancer2, Daniel Rabczenko3, Bo�ena Sawicka1, Hanna Stypułkowska-Misiurewicz2 1Zakład Zwalczania Ska�e� Biologicznych Pa�stwowego Zakładu Higieny, 00-791 Warszawa, ul. Chocimska 24, e-mail: agliniewicz@pzh.gov.pl 2Zakład Bakteriologii Pa�stwowego Zakładu Higieny, 00-791 Warszawa, ul. Chocimska 24, e-mail: kpancer@pzh.gov.pl 3Zakład Statystyki Medycznej Pa�stwowego Zakładu Higieny, 00-791 Warszawa, ul. Chocimska 24, e-mail: daniel@medstat.waw.pl

* Praca wykonana w ramach projektu badawczego 3 P05D 10624 „Synantropijne karaczany jako mo�liwe �ródło zaka�e� w �rodowisku szpitalnym. Oszacowanie ryzyka dla pacjentów.”

German Cockroaches in a Hospital Environment as carriers of pathogenic bacteria. Preliminary Risk Assessment

Abstract The aim of our study was to do preliminary assessment of the risk in a hospital, where

four factors were present: 1. Occurrence of German cockroaches resistant to insecticides, 2. Presence on their external parts of bodies bacterial strains pathogenic to humans, 3. showing resistance to several antibiotics and chemiotherapeutics and 4. showing reduced sensivity to several surface disinfectants. For every out of four mentioned agents a point scale was proposed. Fifth hospitals (A, B, C, D, E) were evaluated according to scale proposed. The risk was expressed as a product of points for every object. The study showed, that the lowest risk was evaluated for the hospital C, where number of isolated from cockroaches bacterial strains was smallest. The greatest risk caused by 4 factors studied was evaluated for the hospital A. It was determined mostly by great number of isolated from cockroaches bacterial strains, their resistance to antibiotics and chemiotherapeutics and lowered susceptibility to surface disinfectants.

268

Wst�p Szpitale, podobnie jak inne budynki w strukturze miejskiej, mog� by� zasiedlane

przez organizmy niepo��dane w otoczeniu człowieka. W Polsce stwierdzono, �e w znacznym odsetku obiektów lecznictwa wyst�puj� owady (Krzemi�ska i wsp.1997, Sawicka i wsp. 2005). W badaniach prowadzonych w latach 1990-1994 stwierdzono ich obecno�� w ponad 71% szpitali w Polsce; w latach 2000– 2004 w ponad 43%.

Obecno�� karaczanów, (jak i innych stawonogów) w szpitalach jest wysoce niepo��dana. Oprócz tego, �e owady te mog� powodowa� niepotrzebne, dodatkowe stresy u chorych ludzi, to liczne doniesienia wskazuj� na ich mo�liw� rol� jako biernych wektorów b�d� rezerwuarów patogennych mikroorganizmów.

Na powierzchni ciała karaczanów bytuj�cych w szpitalach stwierdzono obecno�� chorobotwórczych dla człowieka drobnoustrojów (Graffar i Mertens 1950, Sramova i wsp. 1992, Czajka i wsp. 2003). Znane s� tak�e doniesienia o roli epidemiologicznej roli tych owadów (Tarshis 1962, Burgess 1974).

Eliminacja karaczanów prusaków ze �rodowiska �ycia człowieka jest du�ym problemem. Stosowanie insektycydów powoduje wyselekcjonowanie owadów opornych, niewra�liwych nie tylko na jeden, ale tak�e na kilka insektycydów (Georghiou i wsp. 1983). Do tej pory na �wiecie stwierdzono szczepy karaczanów prusaków oporne na 42 substancje aktywne nale��ce do głównych grup chemicznych insektycydów, w regionach �wiata poło�onych na 5 kontynentach (www.pesticideresistance.org).

W Polsce w latach 90-tych stwierdzono wyst�powanie w szpitalach populacji tych owadów charakteryzuj�cych si� wysokim poziomem oporno�ci na najcz��ciej stosowane insektycydy: permetryn�, deltametryn�, bendiokarb (Gliniewicz i wsp. 1996). W wyniku rozpowszechnienia uzyskanych wyników i praktycznych spostrze�e� braku efektywno�ci, stosowanie preparatów zawieraj�cych te substancje aktywne zostało w latach pó�niejszych w skali kraju ograniczone (Sawicka i wsp. 2005).

W latach 2003– 2004 prowadzono w ramach projektu 3P05D10624 prace dotycz�ce wyst�powania karaczanów prusaków w szpitalach i ich mo�liwej roli jako wektorów patogennych drobnoustrojów w tym �rodowisku. Z powierzchni ciała odłowionych w pomieszczeniach szpitalnych owadów izolowano flor� bakteryjn�, identyfikowano drobnoustroje, nast�pnie oznaczano lekowra�liwo�� szczepów i ich podatno�� na działanie �rodków dezynfekuj�cych do odka�ania powierzchni, stosowanych w szpitalach. Wyizolowano ł�cznie 80 szczepów bakterii, w tym tak�e takie, posiadaj�ce mechanizmy lekooporno�ci typu AmpC(+), ESBL (+) i MLSb oraz MRCNS. Takie szczepy mog� by� rezerwuarami genów oporno�ci, które mog� by� przenoszone na inne drobnoustroje. Obecno�� tych bakterii na powierzchni ciał ruchliwych owadów, przemieszczaj�cych si� swobodnie mi�dzy pomieszczeniami w szpitalu mo�e stwarza� warunki do ich łatwego rozprzestrzeniania si� w tym �rodowisku.

Celem pracy było wst�pne opracowanie modelu oszacowania zagro�enia, jakie w szpitalu mo�e stwarza� sytuacja determinowana nast�puj�cymi zjawiskami wyst�puj�cymi jednocze�nie:

1. Wyst�powanie populacji karaczanów prusaków wykazuj�cych zmniejszon� wra�liwo�� na jeden lub wi�cej insektycydów;

2. Obecno�� na powłokach ich ciał bakterii nale��cych do gatunków znanych jako potencjalnie chorobotwórcze dla człowieka;

3. Oporno�� wyizolowanych szczepów bakteryjnych na antybiotyki i chemioterapeutyki, co mo�e powodowa� wydłu�enie czasu i zwi�kszenie kosztów leczenia;

269

4. Nieskuteczno�� stosowanych w szpitalach preparatów dezynfekcyjnych (do odka�ania powierzchni) wobec badanych szczepów bakteryjnych, co mo�e powodowa� rozprzestrzenienie si� tych bakterii w �rodowisku szpitalnym.

Materiały i metody Do przeprowadzenia analizy zagro�enia wykorzystano uzyskane uprzednio dane

zawarte w publikacjach (Czajka 2003, Gliniewicz i wsp. 2003, Gliniewicz i wsp. 2004). Badania te dotyczyły 5 szpitali, oznaczonych odpowiednio symbolami A, B, C, D i E. W obiektach A, B, C karaczany odławiano w pomieszczeniach na oddziałach szpitalnych, w obiektach D i E– w kuchniach. Nast�pnie izolowano z powierzchni ciał owadów flor� bakteryjn�, przeprowadzano identyfikacj� patogenów, okre�lano ich lekooporno�� oraz wra�liwo�� na st��enia u�ytkowe stosowanych preparatów do dezynfekcji powierzchni.

W prezentowanej pracy, w celu oszacowania zagro�enia powodowanego przez wyst�powanie ł�cznie wymienionych czynników, dla ka�dego z nich opracowano „skal� zagro�enia” w nast�puj�cy sposób:

1. Oporno�� na insektycydy Dla testowanych populacji karaczanów ze szpitali A, B, C, D i E oznaczano

wra�liwo�� na insektycydy - deltametryn�, bendiokarb, chlorpiryfos i fipronil, wyra�on� jako warto�� współczynnika oporno�ci R otrzymanego poprzez porównanie wielko�ci LC50 populacji terenowej i LC50 populacji laboratoryjnej, wra�liwej. Za Cochranem (Cochran 1995) przyj�to, �e dla metody wyznaczania współczynnika oporno�ci na podstawie LC50 problemy ze zwalczaniem owadów wyst�puj�, gdy R�2,0.

W zale�no�ci od wyst�powania oporno�ci na konkretny insektycyd przyznawano 3, 5, 5 i 1 punkt odpowiednio dla bendiokarbu, deltametryny, chloriryfosu i fipronilu. Liczba przyznanych punktów zale�ała od cz�sto�ci stosowania preparatów zawieraj�cych ten insektycyd w szpitalu. Maksymaln� liczb� punktów było wi�c 14. Ogólny wynik obliczano według wzoru 1+(suma punktów)/14. Wynik waha� si� wi�c mógł pomi�dzy 1 (brak oporno�ci na insektycydy) a 2 (oporno�� na wszystkie 4 insektycydy).

2. Liczba i przynale�no�� taksonomiczna wyizolowanych szczepów bakteryjnych, oporno�� na antybiotyki i chemioterapeutyki

Wyizolowano 80, zidentyfikowano 65 szczepów bakteryjnych. 15 stanowiły Gram-dodatnie pałeczki. Szczegółow� identyfikacj� flory bakteryjnej wyizolowanej z powierzchni ciał karaczanów prusaków odłowionych w szpitalach zawarto w pracy (Czajka i wsp. 2003).

Na podstawie analizy cz�sto�ci wyst�powania danych taksonów w�ród mikroorganizmów powoduj�cych zaka�enia szpitalne ustalono punktacj� w zakresie 0-5 punktów, gdzie 5 wi�zane jest z bakteriami najcz��ciej izolowanych z zaka�e� szpitalnych np. Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae itp., a warto�� 0 odpowiada bakteriom bardzo rzadko obserwowanymi w tego typu zaka�eniach. Proponowan� punktacj� przedstawia tab.1.

270

Tabela 1. Punktowa skala zagro�e� jakie dla człowieka mog� stanowi� wyizolowane z karaczanów bakterie.

Grupy bakterii Szczepy bakteryjne

Wazno�� gatunkowa

Grupy bakterii Szczepy bakteryjne Wa�no��

gatunkowa

Streptococcus oestobularis 0 Citrobacter

3 Streptococcus salivarius 0 Enterobacter cloacae 4

Streptococcus mitis 0 Enterobacter sakazakii 1 Streptococcus oralis 0 Klebsiella oxytoca 3 Enterococcus durans 1 Serratia marcescens 4

Enterococcus casseliflavus 2 Serratia liquefaciens 2 Enterococcus avium 2 Serratia sp. 1

Enterococcus faecalis 4 Pseudomonas putida 1 Enterococcus faecium 4 Pseudomonas aeruginosa 3

Leuconostoc sp. 0 Aerococcus viridans 0 Z

iare

nkow

ce G

ram

(+) k

atal

azo(

-)

Lactococcus garvieae 0 Staphylococcus hominis 2 Staphylococcus equorum 1

Staphylococcus epidermidis 4 Staphylococcus haemolyticus

2 Staphylococcus cohnii

subsp. Cohnii 1

Staphylococcus xylosus 1

Zia

renk

owce

Gra

m(+

) ka

tala

zo (+

)

Micrococcus luteus 0 Pa

łecz

ki G

ram

(-)

Oznaczaj�c oporno�� wyizolowanych szczepów bakteryjnych na antybiotyki i chemioterapeutyki, poszukiwali�my tak�e okre�lonych mechanizmów oporno�ci takich jak: metycylino-oporno��, MLSb (oporno�� na makrolidy, linkozamidy, streptograminy B), ESBL (beta-laktamazy o rozszerzonym spektrum działania), beta-laktamazy typu AmpC, metalobetalaktamazy (MLB). Okre�lonym mechanizmom oporno�ci przyznano liczb� punktów: oporno�� na metycylin� (5 punktów); MLSb (3 pkt), ESBL (5 pkt), AmpC (3pkt) oraz po 1 punkcie za oporno�� na antybiotyki z poszczególnych grup (fluorochinolony, aminoglikozydy, tetracykliny, antybiotyki beta-laktamowe z wył. ESBL i AmpC i in.).

Zało�ono, �e wyst�powanie owadów na oddziałach zwi�ksza ryzyko o 100% w porównaniu do wyst�powania owadów w kuchni. Dla szpitali, w których owady wyst�powały na oddziałach, wynik punktowy zwi�zany z liczb� wyizolowanych szczepów i antybiotyko-oporno�ci� mno�ono przez 2.

3. Wyst�powanie w badanych szczepach mikroorganizmów zmniejszonej wra�liwo�ci na stosowane w szpitalach �rodki dezynfekuj�ce do powierzchni.

Badano wra�liwo�� wybranych szczepów bakterii pochodz�cych z 5 testowanych szpitali na 3 �rodki dezynfekuj�ce stosowane do odka�ania powierzchni. Zało�ono, �e oporno�� na jeden �rodek zwi�ksza ryzyko o 50%. Wynik punktowy dla oporno�ci na �rodki dezynfekcyjne obliczany był według wzoru 1+ (liczba �rodków, na które wykazano odporno��)*0.5. Wynik mógł zatem waha� si� pomi�dzy 1 (brak oporno�ci na wszystkie �rodki) do 2.5 (oporno�� na wszystkie �rodki).

Sumaryczny wynik Sumaryczny wynik obliczany był jako iloraz wszystkich po�rednich składowych.

271

Wyniki Wyniki oblicze� prezentuj� tabela nr 2 i wykres nr 1.

Tabela 2. Punktowe oszacowanie ryzyka na podstawie podstawowych danych (oporno�ci karaczanów na insektycydy, liczby i składu gatunkowego wyizolowanych bakterii, ich antybiotyko- oporno�ci oraz wra�liwo�ci na �rodki dezynfekuj�ce do odka�ania powierzchni) powodowanego przez poszczególne czynniki w badanych szpitalach. Dla szpitali A, B i C zagro�enie powodowane przez wyizolowane szczepy bakterii oraz ich antybiotyko- oporno�� zwi�kszono odpowiednio o 100%

Dane podstawowe

Szpital Oporno��

karaczanów na

insektycydy (skalowana)

Liczbowe przedstawienie

zagro�enia powodowanego

przez wyizolowane szczepy bakterii

Liczbowe przedstawienie

zagro�enia powodowanego przez oporno�� na antybiotyki

Oporno�� na �rodki

dezynfekcyjne (skalowana)

Punktowa skala

ryzyka

A 1.43 26 /52 32 /64 2 9508.6

B 1.79 16 /32 20 /40 1.5 3428.6 C 1.64 16 /32 14 /28 1 1472.0 D 1.64 45 32 1.5 3548.6 E 1.64 43 40 2 5651.4

Jak wynika z danych zamieszczonych w tabeli 2, najwy�sza oporno�� na insektycydy wyst�powała w szpitalu B. Karaczany prusaki tam wyst�puj�ce były niewra�liwe na 3 z 4 badanych insektycydów. Były to chlorpiryfos, deltametryna i fipronil. Najbardziej wra�liwe na insektycydy były karaczany odłowione w szpitalu A: wykazywały wra�liwo�� na 2 substancje aktywne (bendiokarb i chlorpiryfos). W szpitalach C, D i E karaczany były wra�liwe tylko na 1 spo�ród 4 testowanych zwi�zków owadobójczych. Najwi�cej bakterii izolowano z owadów odłowionych w lokalizacjach D i E (kuchnie szpitalne), co ukazuj� zamieszczone w tab.2 warto�ci zagro�enia (odpow. 45 i 43 punkty). Bior�c pod uwag� jednak wi�ksze niebezpiecze�stwo zwi�zane z wyst�powaniem patogenów na oddziałach szpitalnych, po dokonanej korekcie to uwzgl�dniaj�cej, najwi�ksze zagro�enie uzyskano dla szpitala A. W przypadku zagro�enia powodowanego oporno�ci� szczepów bakterii na antybiotyki, najwi�ksz� warto�� punktow� obliczono równie� dla obiektu A, a najmniejsz�– dla szpitala C. W tym ostatnim nie stwierdzono równie� obecno�ci w�ród badanych szczepów bakteryjnych oporno�ci na 3 testowane �rodki dezynfekuj�ce (tab.2). W szpitalach A i E badane szczepy bakterii były oporne na 2 z testowanych �rodków df, w szpitalach B i D– na jeden.

Jak wynika z bada�, najwi�ksze zagro�enie wg. zastosowanej skali punktowej oszacowane zostało w szpitalu A (9508.6 punktów) (ryc. 1). Zagro�enie to było powodowane przede wszystkim obecno�ci� wielu patogennych i opornych na antybiotyki szczepów bakteryjnych. Niektóre z nich były tak�e niewra�liwe na �rodki dezynfekuj�ce do powierzchni (tab.2). W tym przypadku karaczany były najbardziej wra�liwe na insektycydy w�ród 5 populacji badanych. Najni�sze zagro�enie wg przeprowadzonych szacunków wyst�powało w szpitalu C (1472.0 punktów, ryc. 1).

272

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000P

unkt

owa

skal

a ry

zyka

A B C D ESZPITAL

Ryc 1. Punktowe oszacowanie ryzyka powodowanego przez 4 czynniki: Wyst�powanie populacji karaczanów prusaków wykazuj�cych zmniejszon� wra�liwo�� na jeden lub wi�cej insektycydów, obecno�� na powłokach ich ciał lekoopornych bakterii chorobotwórczych, niewra�liwych na �rodki dezynfekuj�ce do odka�ania powierzchni, dla 5 badanych obiektów szpitalnych.

Wynikało ono z niewielkiej liczby obecnych tam szczepów bakterii opornych na antybiotyki, wra�liwych tak�e na �rodki dezynfekuj�ce do powierzchni. Karaczany w szpitalu C wykazywały oporno�� na 3 insektycydy, podobnie jak w szpitalach D i E (tab.2).

Omówienie wyników i dyskusja Analizuj�c nasze wyniki pod wzgl�dem cz�sto�ci wyst�powania bakterii w

zaka�eniach szpitalnych nale�y zwróci� szczególn� uwag� na Gram-ujemne pałeczki nale��ce do gatunku Enterobacter cloacae. Ich obecno�� stwierdzono w 3 spo�ród 5 badanych szpitali, zarówno na oddziałach, jak i w kuchni szpitalnej. Znaczenie i liczba zaka�e� szpitalnych wywoływanych przez bakterie z rodzaju Enterobacter (szczególnie E. cloacae) ro�nie w ostatnich latach, ze wzgl�du na rosn�cy odsetek wielolekoopornych szczepów (Pietrzyk i wsp. 2000, Staszków i wsp. 2000). Szczególnym zagro�eniem dla zdrowia pacjentów s� bakterie wykazuj�ce aktywno�� ESBL- kodowanych na ruchomych elementach genetycznych, �-laktamaz o rozszerzonym spektrum substratowym (ESBL). Oporno�� na cefalosporyny I, II z wyj. cefamycyn i III generacji oraz aztreonam i preparaty ł�czone penicylin z inhibitorami �-laktamowymi. W naszych badaniach stwierdzono, �e 3 szczepy (1 C. freundii i 2 S. liquefaciens) wyizolowane z powłok karaczanów prusaków odłowionych w szpitalu E wykazywało aktywno�� ESBL. Ponadto szczepy te były zdolne do wytwarzania innej beta-laktamazy typu AmpC. Ostatnio geny koduj�ce beta- laktamazy typu AmpC znajdowane s� na plazmidach co umo�liwia ich szybkie rozprzestrzenianie. Ogółem 12

273

pałeczek Gram-ujemnych (w tym 7 szczepów E.cloacae) zdolnych było do derepresji AmpC.

Innym mechanizmem oporno�ci wa�nym z powodu szybkiego i szerokiego rozprzestrzeniania si� jest oporno�� gronkowców na metycylin�. Stwierdzili�my wyst�powanie 3 szczepów MRCNS (metycylino- opornych gronkowców koagulazo- ujemnych), S. hominis i S. equorum w szpitalu A oraz S. xylosus w szpitalu E. Takie szczepy nale�y taktowa� jako niewra�liwe na wszystkie antybiotyki �-laktamowe, w tym preparaty ł�czone penicylin z inhibitorami �-latamowymi (Trzci�ski 1997, Hryniewicz 1999). Ponadto znaleziony na powłokach karaczana w szpitalu A szczep S. epidermidis wykazywał mechanizm MLSb.

Na �wiecie obserwowany jest wzrost liczby zaka�e� enterokokowych. W Polsce, podobnie jak w innych krajach, najcz��ciej izolowane sa Enterococcus faecalis (ok.75-80%), nast�pnie E. faecium (ok. 20%) (Hryniewicz 1998, Szczypa i wsp. 1999). E. casseliflavus i E. gallinarum posiadaj� naturaln� oporno�� niskiego stopnia na wankomycyn� z jednocze�nie zachowan� wra�liwo�cia na teikoplanin� (Szczypa i wsp. 1999). W naszych badaniach stwierdzili�my obecno�c E. faecalis i E. faecium na powłokach karaczanów schwytanych w szpitalu D, natomiast E. casseliflavus w C i E. Na szcz��cie nie znaleziono szczepów opornych na wankomycyn�.

W naszej analizie przypisali�my znaczn� wag� do stwierdzonych mechanizmów oporno�ci ze wzgl�du na mo�liwo�� ich przeniesienia do innych bakterii przy pomocy ruchomych elementów genetycznych. W takim rozumieniu bakterie znajdowane na powierzchni karaczanów prusaków stanowi� rezerwuar genów zwi�zanych z oporno�ci�, co mo�e powodowa� znaczne przedłu�enie oraz wzrost kosztów leczenia. Oporno�� na antybiotyki stanowi znaczn� cz��� składow� wyliczonych przez nas punktów dla szpitala A i E. W wyniku naszych bada� mo�emy przypuszcza�, �e w szpitalu E znalezione bakterie stanowi� jeden z rezerwuarów elementów koduj�cych ESBL. Natomiast w szpitalu A zwraca uwag� znaczna ró�norodno�� zaobserwowanych mechanizmów oporno�ci: MRCNS, MLSb, AmpC.

Na wyst�powanie bakterii w �rodowisku szpitalnym wpływa w znacznym stopniu ich wra�liwo�� na �rodki dezynfekcyjne. W badaniach na wybranych szczepach wobec 3 preparatów stwierdzono skuteczno�� tych �rodków tylko w szpitalu C. W innych szpitalach znaleziono szczepy bakteryjne wobec, których co najmniej 1 �rodek dezynfekcyjny okazał si� nieskuteczny. Wykazana skuteczno�� wszystkich 3 badanych preparatów dezynfekcyjnych wobec wybranych bakterii znalezionych na powłokach karaczanów prusaków w szpitalu C mo�e wynika� zarówno z doboru do bada� szczepów bakteryjnych, stosowania w szpitalu C innego preparatu lub utrzymywania odpowiedniej higieny w pomieszczeniach szpitalnych.

Szpitale s� obiektami specyficznymi, obecno�� tam ludzi o zmniejszonej odporno�ci wymaga utrzymania warunków szczególnej higieny i czysto�ci �rodowiska. Obecno�� owadów nie sprzyja temu, dlatego musz� one by� bezwzgl�dnie eliminowane. Jednak�e stosowanie insektycydów powoduje z czasem wyselekcjonowanie populacji opornych, trudnych do zwalczenia.

Spo�ród badanych 5 szpitali w ani jednym obiekcie nie stwierdzono wyst�powania karaczanów prusaków wra�liwych na wszystkie 4 testowane substancje aktywne. Sytuacja umo�liwiaj�ca najbardziej efektywne zwalczanie karaczanów wyst�powała w szpitalu A: były one wra�liwe na 2 spo�ród 4 insektycydów. Mimo tego jednak oceniono ten obiekt jako szpital o znacznym zagro�eniu ze wzgl�du na obecno�� licznych patogennych i antybiotykoopornych szczepów bakteryjnych. Poniewa� oporno�� na insektycydy jest zjawiskiem progresywnym, w przypadku jej dalszego rozwoju i obserwowanej sytuacji bakteriologicznej mo�e nast�pi� wzrost ryzyka w tym

274

obiekcie. Sytuacja obserwowana w szpitalu B mo�e budzi� zaniepokojenie, poniewa� stwierdzono tam obecno�� owadów opornych na chlorpiryfos– zwi�zek fosforoorganiczny, stosowany bardzo powszechnie w preparatach do opryskiwania i trutkach. Ze wzgl�du na obserwowan� w wielu miejscach (Gliniewicz i wsp. 1996 )oporno�� na insektycydy pyretroidowe, był on uwa�any za skuteczny ich zamiennik w rotacyjnym programie stosowania insektycydów. Zwłaszcza w tym obiekcie mog� wi�c wyst�pi� trudno�ci z eliminacj� karaczanów. Podkre�li� nale�y, �e badania tu prowadzone dotyczyły bliskiego otoczenia chorych (oddział), gdzie preparatami z wyboru powinny by� wła�nie te zawieraj�ce chlorpiryfos w formie niskotoksycznej, mikrokapsułkowanej. Oszacowane ryzyko jest najni�sze dla szpitala C, gdzie mimo, �e wyst�puj�ce tam karaczany wykazuj� oporno�� na 3 insektycydy, pozostałe czynniki brane pod uwag� w naszej analizie osi�gaj� warto�ci najni�sze (tab. 2), co wpływa na niski sumaryczny wynik ko�cowy.

Podsumowanie wyników 1. Najmniejsze zagro�enie, według zaproponowanej skali, wyst�powało w

szpitalu C gdzie wyizolowano z karaczanów prusaków bytuj�cych na oddziale szpitalnym najmniejsz� liczb� chorobotwórczych bakterii.

2. Najwi�ksze zagro�enie powodowane przez badane 4 czynniki (oporno�� karaczanów na insektycydy, liczba wyizolowanych z owadów szczepów bakteryjnych, ich oporno�� na antybiotyki i chemioterapeutyki, wra�liwo�� bakterii na �rodki dezynfekcyjne) wyst�powało w szpitalu A.W znacz�cy sposób wpływała na to liczba wyizolowanych z owadów szczepów bakterii, ich antybiotykooporno�� i niewra�liwo�� na �rodki dezynfekuj�ce.

3. Przeprowadzona wst�pna ocena zagro�enia, w której uj�to 4 czynniki b�dzie w przyszło�ci kontynuowana przy uzupełnieniu o inne elementy.

Literatura Burgess N.R.H. 1974. The potential of cockroaches as vectors of pathogenic organisms.

Ph d thesis, University of London. Cochran D. 1995. Insecticide resistance. In: Rust M.K. et al. Understanding and

controlling the German Cockroach. ed. Oxford Univ. Press. 171-192. Czajka E., Pancer K., Kochman M., Gliniewicz A., Sawicka B., Rabczenko D.,

Stypułkowska-Misiurewicz A. 2003. Charakterystyka bakterii wyizolowanych z powierzchni ciała karaczanów prusaków wyst�puj�cych w �rodowisku szpitalnym. Przegl. Epidemiol. 57: 655-662.

Georghiou G.P, Tetsuo Saito. 1983. Pest resistance to pesticides. Plenum Press, New York.

Gliniewicz A., Czajka E., Laudy A., Kochman M., Grzegorza K., Ziółkowska K., Sawicka B., Stypułkowska-Misiurewicz H.,Pancer K. 2003. German cocroaches (Blattella germanica L.) as a potential source of pothogens causing nosocomal infections. Ind.& Built Environ. 12: 55-60.

Gliniewicz A., Krzemi�ska A., Sawicka B., i in. 1996. Oporno�� prusaków Blattella germanica L. odłowionych w szpitalach na wybrane insektycydy pyretroidowe i karbaminianowe. Roczniki PZH 47: 33.

Gliniewicz A., Pancer K., Mikulak E., Kochman M., Sawicka B., Rabczenko D., Stypułkowska-Misiurewicz H. 2004. Insect pests in hospitals: Occurrence, possible risk they can pose for health and control methods. XXII International Congress of Entomology. 15-21.08.2004 Brisbane. Australia.

275

Graffar M., Mertens S. 1950. Le role des blattes dans la transmission des salmonelloses. Ann. Inst. Past. 79: 654-660.

Hryniewicz W. 1998. Współczesna antybiotykoterapia: spojrzenie mikrobiologa. Mikrobiologia Medycyna 2: 23-29.

Hryniewicz W. 1999. Epidemiology of MRSA. Infection, suppl. 2: 13-16 Krzemi�ska A., Sawicka B., Gliniewicz A. i in. 1997. Wst�pna ocena wyst�powania i

zwalczania owadów– szkodników sanitarnych w szpitalach w Polsce. Rocz. PZH. 48(3): 295-303

Pietrzyk A., Wójkowska-Mach J., Bulanda M., Heczko P.B. 2000. Hospital-acquired pneumonia: analyses of frequency and etiology in polish hospitals during 1998. Przegl Epidemiol. 54: 259-269.

Sawicka B., Gliniewicz A., Mikulak E. 2005. Wyst�powanie i zwalczanie szkodników sanitarnych w szpitalach w Polsce. W: Buczek A., Błaszak C.(eds.), Stawonogi. Ró�norodno�� form i oddziaływa�. Wyd. K. G. M., Lublin: 367-374.

Sramova H., Daniel M., Absolonova V. i in. 1992. Epidemiological role of arthropods detectable in health facilities. J. Hosp. Infect. 20: 281-292.

Staszków E., Wójkowska-Mach J., Kuthan R., Bulanda M., Heczko P. B. 2000. Dominant etiological factors of urinary tract infections in various hospital departments and their resistance to chemioterapeutic agents. Przegl. Epidemiol. 4: 271-279.

Szczypa K., Kawalec M., Baraniak A., Kami�ska T. 1999. Identyfikacja i oznaczanie wra�liwo�ci na antybiotyki bakterii z rodzaju Enterococcus spp. przy u�yciu systemu VITEK oraz innych metod. Mikrobiologia Medyczna 3: 30-34.

Tarshis B. 1962. The cockroach- a new suspect in the spread of infectious hepatitis. Amer. J. Trop. Med. Hyg. 2: 705-711.

Trzci�ski K., Skoczy�ska A., Hryniewicz W. 1997. Diagnostyka, epidemiologia i leczenie zaka�e� wywołanych przez oporne na metycylin� szczepy gronkowca złocistego. Nowa Medycyna 4: 2-3.

http://www.pesticideresistance.org

276

277

Grzyby wodne izolowane na kieł�u zdrojowym Gammarus pulex L. z ró�nych zbiorników wodnych województwa podlaskiego

Bo�ena Kiziewicz, Anna Godlewska, El�bieta Muszy�ska, Bo�enna Mazalska Zakład Biologii Ogólnej, Akademia Medyczna, ul. Kili�skiego 1, 15-089 Białystok, e-mail: bkizbiol@amb.edu.pl

Water fungi isolated on the shrimp Gammarus pulex L. from different water bodies of Podlasie Province

Abstract The occurrence and growth of aquatic fungi on the adult shrimp Gammarus pulex L.

were investigated in laboratory conditions. Water samples were collected from sites of the spring Jaroszówka, river Supra�l, lake Wigry and pond Dojlidy. Twenty-nine species of fungus were isolated on shrimp Gammarus pulex L. from surface water of Podlasie province including 3 of the class Chytridiomycetes and 26 of the class Peronosporomycetes. The highest number of species was identified in the lake Wigry (16), and pond Dojlidy (14), the lowest in the spring Jaroszówka (9). The most common aquatic Peronosporomycetes included Aphanomyces laevis, Aphanomyces irregularis and Saprolegnia ferax, found on the fragments of most shrimp in all sites of research water. Worthy of note is the finding of fungi which occur on chitin-containing substrata, such as Aphanomyces astaci, Aphanomyces irregularis, Catenaria anguillulae and Karlingia chitinophila. From among 29 species of fungi twelve species cause fish diseases. Fungal diseases are often indicative of a more serious problem. Saprolegniasis is a fungal disease of fish the most commonly caused by the Saprolegnia species called water molds. They are common in fresh water. Saprolegniasis is a common fungal disease which affects the external surfaces of fish.

Wst�p Grzyby, stanowi�c biologiczny czynnik gleby i wody, wpływaj� na �rodowisko

naturalne i jego modyfikacj�. Du�e znaczenie odgrywaj� grzyby chitynofilne rosn�ce na chitynowych substratach takich, jak wylinki i skrzydła owadów oraz szkielety stawonogów. Grzyby te zasługuj� na szczególn� uwag� ze wzgl�du na ich wła�ciwo�ci

278

proteolityczne - zdolno�� do rozkładu trudno rozpuszczalnego polisacharydu chityny. Dzi�ki takim wła�ciwo�ciom dokonuj� one mineralizacji odpadów zwierz�cych w glebie i w wodzie (Cooke 1979, Dick 2001).

Niektóre wodne zwierz�ta bezkr�gowe s� wektorami licznych gatunków grzybów dla wielu gatunków ryb. W zwi�zku z tym, �e kieł� zdrojowy Gammarus pulex wyst�puje w wodach powierzchniowych i stanowi pokarm ryb słodkowodnych (Sta�czykowska 1986, Szczerbowski 1993) zainteresowano si� problemem dotycz�cym grzybów potencjalnych paso�ytów ryb, które mog� rosn�� si� na ciele tego skorupiaka. Podczas pobierania pokarmu przez ryby w postaci zooplanktonu kieł�e mog� uczestniczy� w transmisji grzybów wodnych na ryby. Podj�to tak�e prób� ustalenia, które gatunki grzybów wodnych bior� udział w rozkładzie chityny, wchodz�cej w skład pancerzyków skorupiaków, w tym tak�e kieł�y.

Materiały i metody W pracy wykorzystano osobniki dorosłe kieł�a zdrojowego Gammarus pulex L.

jako przyn�ty do izolowania i hodowli grzybów z próbek wody pochodz�cej ze �ródła Jaroszówka w Białymstoku, rzeki Supra�l w pobli�u Białegostoku, ze stawu w Dojlidach w Białymstoku i z Jeziora Wigry w pobli�u Suwałk.

Gammaus pulex nale��cy do obunogów, wyst�puje powszechnie w naszym kraju, preferuje czyste wody płyn�ce. Gatunek ten jest typowo słodkowodny, ale ma te� zdolno�� do wyst�powania w �ródłach mineralnych o znacznym zasoleniu. Mo�na go znale�� ukrytego pod kamieniami, czy kawałkami drewna w potokach, strumieniach i innych ciekach wodnych, rzekach i górnym litoralu jezior. Kieł� potrafi szybko pływa�, dzi�ki silnym ruchom tylnej cz��ci odwłoka. Kieł� zdrojowy jest dobrym pokarmem dla ryb. Obunogi s� nosicielami paso�ytów gro�nych dla ryb i ptaków wodnych (Sta�czykowska 1986).

Badania mykologiczne wykonane zostały w latach 2005/2006. Wod� pobran� z poszczególnych zbiorników, przelewano w warunkach sterylnych do zlewek o pojemno�ci 0,6 dm3, nast�pnie dodawano wysuszone kieł�e, które słu�yły do izolowania i hodowli grzybów z wody.

Po upływie trzech dni przeprowadzano pierwsze, wst�pne badania makro- i mikroskopowe skorupiaków. Kieł�e, na których obecna była grzybnia kilkakrotnie przenoszono do płytek Petriego z wod� destylowan� i prowadzono przez kilkana�cie dni dalsze obserwacje makro i mikroskopowe wzrostu grzybów (Seymour i Fuller 1987).

Na podstawie obserwacji grzybni dokonywano oceny wst�pnej a nast�pnie klasyfikacji szczegółowej. Identyfikacji izolowanych grzybów do gatunku dokonano, opieraj�c si� na cechach morfologicznych i rozwojowych, takich jak plecha wegetatywna, zarodnie i zarodniki, plecha generatywna, l�gnie, oospory oraz plemnie. Do analizy grzybów u�ywano mikroskopu optycznego - powi�ksze� całkowitych 100, 400 i 1000 razy oraz mikrometru okularowego.

Przy oznaczaniu poszczególnych gatunków grzybów posługiwano si� kluczami mykologicznymi Johnsona (1956), Scotta (1961), Waterhousa (1968), Batki (1975), Karlinga (1977) oraz Pystiny (1994).

Wyniki Na Gammarus pulex rozwijało si� 29 gatunków grzybów wodnych izolowanych

z wody powierzchniowej wyznaczonych zbiorników wodnych: �ródeł, rzek, jezior i stawów znajduj�cych si� na terenie województwa podlaskiego (tab. 1, ryc.1). Oznaczone gatunki grzybów nale�ały do dwóch klas 3 do klasy Chytridiomycetes i 26 do klasy Peronosporomycetes. Najwi�cej gatunków oznaczono w wodzie z jeziora

279

Wigry (16) i stawu w Dojlidach (14), najmniej natomiast w wodzie �ródła Jaroszówka (9). Dominowała klasa Peronosporomycetes. Trzy gatunki nale��ce do tej klasy takie jak: Aphanomyces laevis, Aphanomyces irregularis i Saprolegnia ferax rozwijały si� na badanych skorupiakach i izolowane były z wody powierzchniowej wszystkich zbiorników. Oznaczone na kieł�u zdrojowym gatunki takie jak: Aphanomyces astaci, Aphanomyces irregularis, Catenaria anguillulae i Karlingia chitinophila nale�� do grzybów, które rosn� na substratach zawieraj�cych w składzie chityn�. Z 29 stwierdzonych na skorupiaku gatunków grzybów a� 12 stanowi� grzyby, które mog� by� przyczyn� chorób grzybiczych ryb słodkowodnych.

Tabela 1. Porównanie składu gatunkowego grzybów izolowanych na kieł�u zdrojowym Gammarus pulex L. z wody powierzchniowej województwa podlaskiego w latach 2005-2006.

Nazwa stanowiska Królestwo, klasa, rz�d, gatunek ródło

Jaroszówka Rzeka

Supra�l Jezioro Wigry

Staw Dojlidy

STRAMINIPILA Peronosporomycetes Pythiales Myzocytium zoophthorum

Sparrow x

Pythium aquatile Höhnk x P. debaryanum R. Hesse** x x x P. rostratum E.J. Butler x Saprolegniales Achlya debaryana Humphrey

x

A. diffusa Harvey et Johnson**

x x

A. dubia Coker** x A. orion Coker et Couch** x A. polyandra Hildebr.** x A. treleaseana (Humphrey) Kauffman

x

Aphanomyces astaci Schikora*

x x

A. helicoides Minden x A. irregularis W.W. Scott* x x x x A. laevis de Bary** x x x x Dictyuchus monosporus

Leitg.** x x x

Leptolegnia caudata de Bary**

x x

Protoachlya paradoxa Coker

x

Saprolegnia anisospora de Bary

x

S. delica Coker x x S. ferax (Gruith.) Thur.** x x x x S. furcata Maurizio x x

280

S. glomerata Tiesenhausen) A. Lund

x x

S. litoralis Coker x S. monoica Pringsh.** x S. parasitica Coker** x x Thraustotheca clavata (de Bary) Humphrey**

x x

FUNGI Chytridiomycetes Blastocladiales Allomyces arbusculus Butler

x

Catenaria anguillulae Sorokin*

x

Chytridiales Karlingia chitinophila Karling*

x x

Całkowita liczba gatunków

29 9 12 16 14

Legenda: * grzyby wyst�puj�ce na chitynie ** grzyby b�d�ce paso�ytami ryb

Ryc. 1. Liczba gatunków grzybów izolowanych na kieł�u zdrojowym Gammarus pulex L. z wody powierzchniowej województwa podlaskiego

Dyskusja Ze stwierdzonych na kieł�u grzybów nie b�d�cych paso�ytami ryb na uwag�

zasługuj� takie gatunki jak: Allomyces arbusculus, Aphanomyces astaci, Aphanomyces irregularis, Catenaria anguillulae, Karlingia chitinophila, oraz Saprolegnia furcata. Karlingia chitynophila opisany był jako saprotrof wodno-glebowy rosn�cy na substratach zawieraj�cych chityn� (Batko 1975).

281

Do grzybów o podobnych wła�ciwo�ciach nale�y oznaczony w badanych wodach izolowany na skorupiaku Allomyces arbusculus. Harder i Gallwitz-Uebelmesser (1959) oraz Jefrey i Willoughby (1964) wyizolowali z gleby Australii równie� ten gatunek. Kiziewicz (2004) oznaczyła w glebie pochodz�cej z Białowieskiego Parku Narodowego 26 gatunków grzybów wodnych i glebowych a w�ród nich Allomyces arbusculus u�ywaj�c jako przyn�t do izolowania grzybów owadów.

Aphanomyces astaci opisany był jako paso�yt raków, który powoduje masowe �ni�cia (Cerenius i wsp. 1988). Gatunek obserwowano tak�e na skorupiakach planktonowych i bentosowych (Czeczuga i wsp. 1999, 2000, 2004, Czeczuga i Godlewska 2001) oraz na kleszczu pospolitym (Kiziewicz i Czeczuga 2003). Rozwój grzybów paso�ytniczych z rodzaju Aphanomyces i Lagenidium na słodkowodnych skorupiakach planktonowych Eudiaptomus intermedius prze�ledzili Rossetii i wsp. (2002). Grzyby te wytwarzały strz�pk�, któr� okr�cały organizm uniemo�liwiaj�c mu dalszy rozwój. By� mo�e niektóre grzyby wodne mog� by� przyczyn� zanikania tych gatunków zooplanktonu w wodach �ródl�dowych. Podobne spostrze�enia co do grzybów, które prawdopodobnie mog� mie� wpływ na eliminowanie innego gatunku skorupiaka reliktowego Diporeia spp. w Jeziorze Michigan i Huron w Stanach Zjednoczonych maj� Messick i wsp. (2004).

W badaniach własnych oznaczono na kieł�u zdrojowym Leptolegnia caudata. Grzyb ten cz�sto paso�ytuje na skorupiakach (Batko 1975). W Polsce obserwowali go Czeczuga i wsp. (2000) na pancerzach licznych gatunków skorupiaków wchodz�cych w skład zooplanktonu.

Grzyby zoosporowe z rodzaju Pythium mog� tak�e, pomimo tego �e pocz�tkowo zaliczano je do fitosaprotrofów rozwija� si� na skorupiakach: krewetkach i krabach i staj� si� wówczas paso�ytami okresowymi tych organizmów (Goldie- Smith 1956, Hendrix i Campbell 1969 Batko 1975).

Z 29 gatunków grzybów stwierdzonych na kieł�u zdrojowym a� 12 stanowi� grzyby wywołuj�ce choroby grzybicze ryb słodkowodnych. S� one przyczyn� znacznych strat w wyl�garniach, w stawowych gospodarstwach rybnych, jeziorowych i rzecznych. Grzybnia rozwija si� wówczas na uszkodzonych tkankach ryb i ikrze (Prost 1994). Choroby grzybicze ryb, zwane ple�niawkami powodowane s� najcz��ciej przez grzyby nale��ce z rodzajów Achlya, Aphanomyces, Dictyuchus, Saprolegnia i Thraustotheca. Spo�ród rodzaju Saprolegnia ple�niawk� zwan� saprolegnioz� wywołuj� oznaczone podczas bada� gatunki, takie jak: Saprolegnia ferax, Saprolegnia monoica i Saprolegnia parasitica. Powoduj� one du�e straty zarówno w wyl�garniach jak te� w stawach i jeziorach (Hatai i Hoshiai 1992a,b, Willoughby 1994, Kitancharoen i wsp. 1997).

Z kolei z rodzaju Achlya na ikrze i rybach cz�sto wyst�puj� Achlya diffusa, Achlya dubia, Achlya flagellata i Achlya polyandra, które w badaniach własnych równie� rosły na kieł�u zdrojowym. Achlya dubia umiejscawia si� cz�sto na skrzelach, płetwach i skórze ryb. Gatunek ten wyst�pował mi�dzy innymi w wodach Egiptu, gdzie spowodował du�e straty w hodowli ryb (El-Sharouny i Badran 1995). Na ikrze ryb na jednej z farm w Indii stwierdzony został gatunek Achlya flagellata (Sati i Khulbe 1981). Du�e straty w hodowli ryb spowodował tak�e Aphanomyces laevis podczas tarła pstr�ga na terenie Tajwanu (Chien 1981). Gatunek powszechnie uznawany za paso�yta ryb wykrywany był równie� na płazach wodnych (Batko 1975).

282

Wnioski 1. Kieł� zdrojowy Gammarus pulex jest dobrym substratem do izolowania i

hodowli grzybów wodnych, a zwłaszcza gatunków chitynofilnych. 2. Grzyby wodne ze wzgl�du na paso�ytnictwo mog� by� przyczyn� zanikania

skorupiaków w wodach �ródl�dowych. 3. Gammarus pulex, stanowi�cy pokarm niektórych gatunków ryb słodkowodnych

prawdopodobnie mo�e by� wektorem grzybów, gatunków paso�ytniczych dla ryb w miejscach jego wyst�powania.

Literatura Batko A. 1975. Zarys hydromikologii. PWN, Warszawa. Bhargava K.S., Swarup K., Singh CS. 1971. Fungi parasitic on certain fresh water

fishes of Gorakhpur. Indian Biol. 3: 65-69. Cerenius L., Söderhal K., Persson M., Ajaxon R. 1988. The crayfish plague fungus

Aphanomyces astaci. Diagnosis, isolation and pathobiology. Freshwat. Crayfish. 7: 131- 144.

Chien C-Y. 1981. Observations on the growth and morphology of saprolegniaceous fungi isolated of rainbow trout (Salmo gairdneri). Fish Pathol. 15 (3-4): 241-247.

Cooke W.B. 1979. The Ecology of Fungi. CRC Press, Inc. Boca, Raton, Florida. Czeczuga B., Godlewska A. 2001. Aquatic insects as vectors of aquatic zoosporic fungi

parasitic on fishes. Acta Ichthyol. Piscat. 31: 87-104. Czeczuga B., Godlewska A., Kozłowska M. 2000. Zoosporic fungi growing on the

carapace of dead zooplankton organisms. Limnologica. 30: 37-43. Czeczuga B., Godlewska A., Mrozek E. 1999. Zoosporic fungi growing on dead

dragonflies (Odonata). Int. J. Odonatol. 2: 187-197. Czeczuga B., Kiziewicz B., Gruszka P. 2004. Pallasea quadrispinosa G.O. Sars

specimens as vectors of aquatic zoosporic fungi parasiting on fish. Pol. J. Environ. Stud. 13(4): 361-366.

Dick M.W. 2001. The Peronosporomycetes. W: McLauglin D.J., McLauglin E.G., Lemke P.A. (red.), The Mycota VII. Part II. Systematics and evolution. Springer-Verlag, Berlin, Heiderberg: 39-72ss.

El-Sharouny H.M., Badran R.A. 1995. Experimental transmission and pathogenicity of some zoosporic fungi to Tilapia fish. Mycopathologia. 132 (2): 95-103.

Goldie-Smith E.K. 1956. Maintenance of stock cultures of aquatic fungi. J. Elisha Mithell. Sci. Soc. 72: 158-166.

Harder R., Gallwitz-Uebelmesser E. 1959. Über Erphycomyceten australiens. Arch. Microbiol. 32: 115-126.

Hatai K., Hoshiai G. 1992a. Mass mortality in cultured coho salmon (Onchorhyncus kisutch) due to Saprolegnia parasitica Coker. J. Wild. Dis. 28(4): 532-536.

Hatai K., Hoshiai G. 1992b. Saprolegniasis in cultured coho salmon (Onchorhyncus kisutch). Gyo. Kenk. 27(4): 233-234.

Hendrix F.F., Campbell W.A. 1969. A new species of Pythium with spiny oogonia. Mycologia. 61(2): 387-391.

Jefrey J.M., Willoughby L. 1964. A note on the distribution of Allomyces in Australia. Nova Hedwiga. 7: 507-515.

Johnson T.W. 1956. The genus Achlya: morphology and taxonomy. Michigan Univ. Press, Oxford Univ. Press.

Karling J.S. 1977. Chytridiomycetarum Iconographia. An Illustrated and Brief Descriptive Guide to the Chytridiomycetous Genera with a Supplement of the Hyphochytriomycetes. Lubrecht and Cramer. Monticello, New York.

283

Kitancharoen N., Hatai K., Yamamoto A. 1997. Aquatic fungi developing on eggs of salmonids. J. Aquat. Anim. Health. 9(4): 314-316.

Kiziewicz B. 2004. Grzyby zoosporowe na wszołach Bisonicola sedecimdecembrii izolowane z gleby obszaru Białowieskiego Parku Narodowego. W: Buczek A., Błaszak C. (red.), Stawonogi interakcje paso�yt - �ywiciel. Wyd. Liber, Lublin: 273-278.

Kiziewicz B, Czeczuga B. 2003. Wyst�powanie grzybów wodnych na osobnikach Ixodes ricinus. W: Buczek A, Błaszak C. (red.), Stawonogi i �ywiciele. Wyd. Liber, Lublin: 327-339.

Prost M. 1994. Choroby ryb. PWR i L, Warszawa. Messick G.A., Overstreet R.M., Nalepa T.F., Tyler S. 2004. Prevalence of parasites in

amphipods Diporeia spp. from Lakes Michigan and Huron, USA. 59(2): 159-170. Pystina K.A. 1994. Ordines Saprolegniales, Leptomitales, Lagenidiales. W: Melnik VA.

(red.), Definitorium Fungorum Rossiae Classis Oomycetes, Fasc. 1. Nauka, Sankt Petersburg.

Rossetti G., Fratta E., Tireni F., Viglioli S. 2002. Impact of fungal parasite on the reproductive potential of freshwater calanoid Eudiaptomus intermedius. Verh. Internat. Verein. Limnol. 28: 1-5.

Sati C., Khulbe R.D. 1981. A new host record for the fungal genus Achlya. Curr. Sci. 50 (16): 313-317.

Scott W.W. 1961. A Monograph of the Genus Aphanomyces. Virginia Agricultural Experiment Station. Technical. Bulletin. 151: 1- 95.

Seymour R.F., Fuller M.S. 1987. Collection and isolation of water molds (Saprolegniaceae) from water and soil. W: Fuller M.S., Jaworski A. (red.). Zoosporic fungi in teaching and research. Southeastern Publishing, Athens, 125-127.

Sta�czykowska A. 1986. Zwierz�ta bezkr�gowe naszych wód. W S i P, Warszawa. Szczerbowski A. 1993. Rybactwo �ródl�dowe. Instytut Rybactwa ródl�dowego,

Olsztyn. Waterhouse G.M. 1968. The genus Pythium diagnoses (or descriptions) and figures

from the original paper. Mycological Papers, Kiev: 1-50. Willoughby L.G. 1994. Fungi and Fish Diseases. Pisces Press Publication, U.K.

284

IV. STAWONOGI Zmiany skórne i alergie

286

287

Sensitization to storage mites in urban and subagricultural population of Upper Silesia

Ewelina Cichecka1, Hanna Maniurka1, Piotr Szilman1, Ewa Szilman1, Krzysztof Solarz1, Aleksander L. Siero�2 1Department of Parasitology, Medical University of Silesia, Sosnowiec, Ostrogórska 30, 41-200, e-mail: solarzk@slam.katowice.pl 2Department of General and Molecular Biology and Genetics, Medical University of Silesia, Katowice, Medyków 18, 40-752

Abstract Exposure to indoor allergens, especially dust mites has been recognized as a risk factor

for sensitization and allergy symptoms that in extreme conditions could develop into asthma. To determine specific antigens responsible for allergy in patients positive for mite allergy skin tests whole protein extracts from three cultured mite species, Tyrophagus putrescentiae [TP], Acarus siro [AS] and Lepidoglyphus destructor [LD] were obtained. The proteins were fractionated by SDS PAGE and identified by Western blot. The patient antibodies against particular antigens were identified in serum IgE fraction using anti-human anti-IgE monoclonal antibody. According to their environment the patients were divided into two groups. Group I consisted of 16 subjects working and/or living in subagricultural regions of the vicinity of Cz�stochowa; group II included 10 citizens of Zabrze (urban population). Western blot analysis revealed differences in reactivity of sera from patients with fractionated mite antigens. The results revealed a higher rate of sensitization to storage mites in the rural population. Comparing both groups, sensitization to LD and TP was markedly increased in the subagricultural group. However, the sensitization to storage mites was also considerably high in the urban population. When assessing mite allergen reaction using mixture of mite proteins the results of the so called standard allergy skin test are not satisfactory for determining the antigen causing patient allergy. Also, new classes of immunizing proteins have been identified in extracts of all species examined. These new antigens lead to sensitization and are therefore of clinical importance. Testing with storage mites should be considered routine allergological diagnostic procedure. In other words it is necessary to establish methods for identification and quantification of mites in the Upper Silesia.

288

Introduction Allergic disease is a common disorder affecting 40% of the world population.

One of the most important events in the history of allergic disease was the discovery by Voorhorst et al. (1964) that house dust mites (HDM) are the major source of allergens in house dust. Domestic mites are common in homes worldwide, and many species are the sources of potent allergens (Aalberse 1998, Arlian 2002). Many species of storage mites occur in both residential and occupational environments and in processed foods and can cause allergic diseases. Large numbers of storage mite species such as Tyrophagus putrescentiae, Acarus siro and Lepidoglyphus destructor may occasionally occur in dwellings, also in Poland (Solarz 2004). Sensitization to stored-product mites in urban dwellers has been reported in many countries (Luczynska et al. 1990). Generally the role of storage mites in sensitizing and causing allergy in an urban setting is not known (Arlian 2002).

In the present study, a collective of patients living in a rural and urban environments were investigated for specific antigens responsible for allergy. The aim of this work was to identify IgE-binding components in extracts of A. siro, T. putrescentiae and L. destructor to evaluate allergenic reactivity and differences between particular species of mites and both groups of patients examined.

Material and methods Human sera

Whole sera were obtained from 26 patients. According to their environment the subjects were divided into two groups. Group I consisted of 16 patients allergic to HDM (positive skin tests) and working or living in subagricultural regions (vicinity of Cz�stochowa). Group II included 10 citizens of the city of Zabrze, patients suffering from respiratory or dermal symptoms.

Extract preparation

Laboratory grown (25oC and 75% RH) mites (A. siro, T. putrescentiae and L. destructor) were harvested from culture media using a heat aggregation technique (in 45°C). Mite extracts were used fresh and stored for not longer than 16 h at 4°C before use. Mite bodies were heated (95°C, 5 min.), homogenized in sample buffer (pH 6.8: 0.025 M Tris-HCl, 2% SDS, 10% glycerol) and further heated (95°C, 5 min). Identical samples were pooled and loaded 9-14 µg protein/track. Protein determination of mite body extracts of each mite species were done using an adaptation or the Bradford assay.

SDS-PAGE and immunoblotting

SDS-PAGE was performed as described by Laemmli (1970) with the same modifications using a mini-Protean II slab system (Biorad Ltd, U .K.). Electrophoresis was performed at 100 V for 60 min using 12% separating gels. Proteins were electrotransferred by a modified method of Towbin et al. (1979) onto a polyvinylidenedifluoride (PVDF, Immobilon P, Millipore, U .K.) membrane using a mini-Transblot cell (Biorad Ltd, U.K.). Electrotransfer was carried out at 400 mA for 1 hr with cooling. Blotted membranes were blocked for 4 h at ambient temperature (22°C) with 5% caseine milk in Tris-buffered saline (TBST, pH 7.4). Blocked membranes were incubated for 16 hr at 4°C with human sera diluted 1:100 in TBST, washed in TBST and incubated for 1 hr at ambient temperature with anti-human IgE Clone GE-1 (Sigma-Aldrich), diluted 1:1000 in TBST. Air dried probed membranes were loaded in scanner.

289

Statistical evaluation Comparison of the two populations was performed using the Chi-square test.

Results The inhibition results are summarized in table 1 and figures 1-2. Sensitization to

storage mites was detected in all patients examined. Western blot analysis revealed differences in reactivity of the examined sera with fractionated mite antigens. Table 1 shows all mite antigens and allergen components identified in extracts from the examined species of mites and the number of sera which recognized particular antigens in these extracts.

Urban population

Generally, eight, six and five out of 10 tested sera reacted with extracts of T. putrescentiae, L. destructor and A. siro, respectively. Five of 8 sera positive to T. putrescentiae (62.5%) were also positive to L. destructor. The same number of sera positive for T. putrescentiae reacted with extracts of A. siro. Sensitization to L. destructor and A. siro was found in 3 of the examined sera of patients. Western blot analysis revealed six distinct protein fractions of about 7.6-10, 14-16, 24-25, 36-40, 68-70 and 132 kDa in extracts from T. putrescentiae and L. destructor. Moreover, the results revealed two new antigens (identified as protein fractions of about 68-70 and 120 kDa) in extracts from A. siro (fig. 1, tab. 1).

KS L.d. T.p. T.p. T.p. T.p. A.s. A.s.

132 kD→

78 kD→

45.7 kD→

32.5 kD→

18.4 kD→ 7.6 kD→

Fig. 1. The IgE responses of subjects against mite body proteins of Tyrophagus putrescentiae (T.p.), Acarus siro (A.s.), Lepidoglyphus destructor (L.d.) – representative immunoblots. KS – calibrated Molecular Weights of Kaleidoscope Standards.

290

Table 1. Number of sera recognizing IgE-binding components in the examined extracts.

Number of subjects sensitive

Mite species

Protein fractions

(kDa) Urban group

(n = 10)

Subagricultural group

(n = 16)

Lepidoglyphus destructor

7.6-10

14-16

24-25

30-33

36-40

60-63

68-70

140

7

5

4

4

1

1

1

1

0

15

8

15

15

3

15

1

Tyrophagus

putrescentiae

7.6-10

14-16

19-20

24-25

36-40

68-70

132

7

5

0

8

4

2

1`

2

10

1

3

16

16

2

ACARUS SIRO

14-16

19-20

24-25

30-36

68-70

120

0

1

1

1

5

5

1

1

1

2

4

7

Subagricultural population

All of tested sera reacted with extracts of T. putrescentiae, especially with fractions located at 36-40 and 68-70 kDa (tab. 1, fig. 2). A total of 15 of 16 sera (93.75%) from patients showed specific cross reactivity with antigens isolated from extracts of L. destructor (tab. 1). Fifteen and 93.75% of the sera had IgE binding to antigens of both species, whereas proteins of A. siro were bound only by 7/16 (43.75%) of the examined sera. The results revealed that 4 out of tested sera (25%) reacted specifically with antigen identified as protein fractions at 68-70 kDa in extracts from A. siro. Approx. 43.8 percent of the patients’ sera (7/16) recognized new allergens of A. siro at about 120 kDa (tab. 1. fig. 2). Western blot analysis revealed differences in reactivity of sera from patients positive for standard mite allergy skin tests with fractionated mite antigens.

291

Statistical analysis of the distribution of sensitization in both groups examined

Comparison of tested sera shows that sensitization to all species of storage mites examined is more frequent in a subagricultural than in an urban population. Statistical analysis showed, that in this respect especially sensitization to L. destructor and T.putrescentiae is more frequent in the former group (Chi-square test = 30.75, p ≤ 0.0001 and 20.06, p ≤ 0.00001, respectively), whereas for A. siro this difference was statistically not significant (Chi-square test = 0.50, p = 0.48).

Discussion T. putrescentiae, A. siro and L. destructor belong to the storage mites which are

common inhabitats of dust of different stored agricultural products and responsible for occupational allergy among farmers, as well as causing sensitization among bakers and grainworkers (Johansson et al. 1991, 1994, van Hage-Hamsten and Johansson 1998, Arlian 2002, Szilman et al. 2004). These mites may also be a source of allergen exposure in dwellings. Several studies report on sensitization to these mites among urban populations (Ebner et al. 1994, Johansson et al. 1994, Arlian 2002). The greatest exposure to storage mites usually occurs in an occupational and/or rural setting where allergies to these mites are of major importance (van Hage-Hamsten and Johansson 1998, Arlian 2002). CRIE analysis of the T. putrescentiae extract utilizing sera from 24 occupationally exposed farmers in USA identified 14 allergens (Arlian et al. 1997, Arlian 2002). Immunoblotting using sera of farmers identified a 16-kDa protein as a major IgE-binding component of T. putrescentiae extract (allergen Tyr p 2) (Johansson et al. 1991, Arlian et al. 1997, Arlian 2002). This allergen shows more than 50% sequence identity with Lep d 2 of L. destructor and about 40% with allergens of Dermatophagoides spp. (Eriksson et al. 1998). The number of allergens actually identified in extracts of T. putrescentiae was comparable to the number that have been

KS T.p. L.d. A.s. L.d. T.p. L.d. L.d. A.s. L.d. T.p. T.p. T.p.

132 kD→

78 kD→

45,7 kD→

32,5 kD→

18,4 kD→ 7,6 kD→

Fig. 2. The IgE responses of subjects against mite body proteins of Tyrophagus putrescentiae (T.p.), Acarus siro (A.s.), Lepidoglyphus destructor (L.d.) – representative immunoblots. KS – calibrated Molecular Weights of Kaleidoscope Standards

292

identified in the extracts of the house dust mites Dermatophagoides spp. (Aki et al. 1995, Aalberse 1998, Arlian 2002). The mite L. destructor is a major source of mite allergy in European rural environments, but it also causes allergy in urban populations around the world (Gislason and Gislason 1999, Eriksson et al. 2001). Sensitization to storage mites in urban dwellers has been reported in Spain, Denmark, Germany, Croatia and USA (Korsgaard et al. 1985, Luczynska et al. 1990, Ebner et al. 1994, Garcia-Robaina et al. 1996, Macan et al. 1998, Gislason and Gislason 1999, Kanceljak-Macan et al. 2000, Szilman et al. 2004).

When assessing mite allergen reaction using mixture of mite proteins the results of the so called standard allergy skin test are not satisfactory for determining the antigen causing patient allergy. New classes of immunizing proteins have been identified in extracts of all species examined.

Conclusion The results revealed a higher rate of sensitization to storage mites in the rural

population. Comparing both groups, sensitization to L. destructor and T. putrescentiae was markedly increased in the agricultural/subagricultural group. However, the sensitization to storage mites was also considerably higher in the urban population. Testing with storage mites should be considered routine allergological diagnostic procedure. In other words it is necessary to establish methods for identification and quantification of mites in the Upper Silesia.

References Aalberse R.C. 1998. Allergens from mites: implications of cross-reactivity between

invertebrate antigens. Allergy 53 (Suppl. 48): 47-48. Aki T., Kodama T., Fujikawa A., Miura K., Shigeta S., Wada T., Jyo T., Murooka Y.,

Oka S., Ono K. 1995. Immunochemical characterization of recombinant and native tropomyosins as a new allergen from the house dust mite, Dermatophagoides farinae. J. Allergy Clin. Immunol. 96: 74-83.

Arlian L.G. 2002. Arthropod allergens and human health. Annu. Rev. Entomol. 47: 395-433.

Arlian L.G., Vyszenski-Moher D.L., Johansson S.G.O., van Hage-Hamsten M. 1997. Allergenic characterization of Tyrophagus putrescentiae using sera from occupationally exposed farmers. Ann. Allergy Asthma Immunol. 79: 525-529.

Ebner C., Feldner H., Ebner H., Kraft D. 1994. Sensitization to storage mites in house dust mite (Dermatophagoides pteronyssinus) allergic patients. Comparison of a rural and an urban population. Clin. Exp. Allergy 24: 347-352.

Eriksson T.L.J., Johansson E., Whitley P., Schmidt M., Elsayed S., van Hage-Hamsten M. 1998. Cloning and characterisation of a group II allergen from the dust mite Tyrophagus putrescentiae. Eur. J. Biochem. 251: 443-447.

Eriksson T.L.J., Rasool O., Huecas S., Whitley P., Crameri R., Appenzeller U., Gafvelin G., van Hage-Hamsten M. 2001. Cloning of three new allergenns from the dust mite Lepidoglyphus destructor using phage surface display technology. Eur. J. Biochem., 268: 287-294.

Garcia-Robaina J.C., Torre-Morin F., Bonnet-Moreno C.G., Antonin-Arias J., Perez-Santos C., Sanchez-Covisa A. 1996. House dust mites and Der p 1 in Tenerife (Canary Islands, Spain): the relative importance of other non-Dermatophagoides spp. mites. Allergol. Immunopathol. 24: 135-138.

Gislason D., Gislason T. 1999. IgE-mediated allergy to Lepidoglyphus destructor in an urban population – an epidemic study. Short communication. Allergy 54: 878-883.

293

Hage-Hamsten M. van, Johansson S.G.O. 1998. Clinical and immunologic aspects of storage mite allergy. Allergy 53 (Suppl. 48): 49-53.

Johansson E., Borga A., Johansson S.G.O., van Hage-Hamsten M. 1991. Immunoblot multi- allergen inhalation studies of allergenic cross-reactivity of the dust mites Lepidoglyphus destructor and Dermatophagoides pteronyssinus. Clin. Exp. Allergy 21: 511-518.

Johansson E., Borga A., Johansson S.G.O., van Hage-Hamsten M. 1994. Allergenic characterization of Acarus siro and Tyrophagus putrescentiae and their crossreactivity with Lepidoglyphus destructor and Dermatophagoides pteronyssinus. Clin. Exp. Allergy 24: 743-751.

Kanceljak-Macan B., Macan J., Buneta L., Milkovic-Kraus S. 2000. Sensitization to non- pyroglyphid mites in urban population of Croatia. Croatian Med. J. 41: 54-57.

Korsgaard J., Dahl R., Iversen M., Hallas T. 1985. Storage mites as a cause of bronchial asthma in Denmark. Allergol. Immunopathol. 13: 143-49.

Laemmli U.K. 1970. Cleavage of structural proteins during assembly of the head of the bacteriophage T 4. Nature 227: 680-685.

Luczynska C., Griffin R., Davis R.J., Topping M.D. 1990. Prevalence of specific IgE to storage mites (A. siro, L. destructor and T. longior) in an urban population and cross-reactivity with the house dust mite (D. pteronyssinus). Clin. Exp. Allergy 2: 403-406.

Macan J., Kanceljak-Macan B., Zuskin E., Milkovic-Kraus S. 1998. Sensitization to storage mites in urban working environment. Arch. Ind. Hyg. Toxicol. 49: 27-32.

Solarz K. 2004. Distribution and ecology of allergenic mites in Poland. Phytophaga 14: 675-694.

Szilman E., Szilman P., Solarz K., Brewczy�ski P., Siero� A.L. 2004. Sensitization to the storage mite Tyrophagus putrescentiae in urban population of Upper Silesia (Poland). Wiad. Parazytol. 50: 471-476.

Towbin H., Staehelin T., Gordon J. 1979. Electrophoretic transfer of proteins from polyacrylamide gels to nitrocellulose sheets: procedure and some applications. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 76: 4350-4354.

Voorhorst R., Spieksma-Boezeman M.I.A., Spieksma F.T.M. 1964. Is a mite (Dermatophagoides sp.) the producer of the house-dust allergen? Allergy Asthma 10: 329-334.

294

295

Osobliwo�ci kliniczne �wierzbu i wszawicy z uwzgl�dnieniem postaci o nietypowym przebiegu

Maria Juszkiewicz-Borowiec, Dorota Wojnowska, Gra�yna Chodorowska, Janusz Urban Katedra i Klinika Dermatologii, Wenerologii i Dermatologii Dzieci�cej Akademii Medycznej w Lublinie, ul. Radziwiłłowska 13, 20-080 Lublin, e-mail: maria.borowiec@am.lublin.pl

Clinical peculiarities of scabies and pediculosis, including the unusual manifestations

Abstract Skin disorders caused by Sarcoptes scabiei mites and Pediculus humanus lice are

common, highly contagious dermatoses. Their clinical presentation is often unusual and causes many diagnostic and therapeutic problems. Improper treatment, which most often results from improper diagnosis, may make them dangerous to the patient’s and his closest environment’s health. Common clinical manifestations of scabies and pediculosis have been discussed in the study. Unusual clinical presentations, including forms typical for children, elderly people and patients with immune defects have also been presented. Pathogenetical factors, changing the course of dermatoses, have been stressed when describing each condition. Suitable diagnostic methods and the differential diagnosis have been suggested for these disorders.

Choroby skóry wywoływane przez �wierzbowce i wszy s� cz�stymi dermatozami. Rozpoznanie kliniczne zwykle nie jest trudne, podobnie leczenie najcz��ciej jest łatwe i skuteczne. Jednak nie zawsze schorzenia te przebiegaj� w sposób typowy. Wielokrotnie manifestacja kliniczna objawów jest myl�ca, sugeruj�ca zupełnie inn� diagnoz�. Wł�czenie niewła�ciwej terapii, najcz��ciej leków glikokortykosteroidowych, nasila infestacj� i mo�e by� niebezpieczne dla zdrowia pacjenta oraz stanowi znaczne zagro�enie dla jego najbli�szego otoczenia.

�wierzb �wierzb (scabies) jest zaka�n� chorob� skóry wywoływan� przez �wierzbowca

ludzkiego (Sarcoptes scabiei var. hominis). Przenosi si� przez bezpo�redni kontakt lub,

296

co ma miejsce zdecydowanie rzadziej, za pomoc� przedmiotów osobistego u�ytku. Infestacja obserwowana jest cz��ciej w du�ych skupiskach ludzkich typu szkoły, domy opieki, wi�zienia. Objawy kliniczne w pierwszej infestacji pojawiaj� si� 2 do 6 tygodni po zara�eniu, przy kolejnym zaka�eniu po znacznie krótszym okresie, tj. po 1 – 3 dniach.

Główne objawy choroby to dokuczliwy �wi�d nasilaj�cy si� w porze nocnej, po ogrzaniu skóry. Wykwity wyst�puj� na skórze gładkiej. Zlokalizowane s� one przede wszystkim na zgi�ciowych powierzchniach nadgarstków, w okolicy dołów pachowych, dołów łokciowych, na brzuchu w okolicy p�pka, wokół brodawek sutkowych u kobiet, na bocznych powierzchniach palców i w przestrzeniach mi�dzypalcowych r�k. U m��czyzn zmiany chorobowe lokalizuj� si� tak�e na skórze moszny i pr�cia. Zwykle wykwitów nie obserwujemy na twarzy i szyi oraz w okolicy mi�dzyłopatkowej. Typowymi zmianami skórnymi s� grudki obrz�kowe i liczne linijne nad�erki powstaj�ce w nast�pstwie drapania skóry przez pacjenta.

U osób dorosłych sporadycznie obserwujemy zmiany na skórze owłosionej głowy. Łój i wi�ksza g�sto�� mieszków włosowych utrudniaj� samicy dr��enie korytarzy (Farrell i wsp. 1998). Elmros i wsp. (1981) opisali zmiany w przebiegu �wierzbu na skórze owłosionej głowy u pacjenta, który w sposób przewlekły stosował miejscowe preparaty glikokortykosteroidowe w celu leczenia łojotokowego zapalenia skóry. Zaj�cie skóry owłosionej głowy zdarza si� u noworodków. Istotne znaczenie w przebiegu zaka�enia maj� zmiany paznokciowe. Masy rogowe pod płytkami paznokciowymi s� rezerwuarem �wierzbowców i mog� by� odpowiedzialne za szerzenie si� infekcji i autoinokulacj�. Pojawia si� koncepcja, aby �wierzb wł�czy� do grupy chorób, dla których typowe jest zaj�cie płytek paznokciowych (Isogai i wsp. 2002). Isogai i wsp. (2002) opisali 86-letniego pacjenta, u którego rezerwuarem �wierzbowców były pogrubiałe, przebarwione białawo płytki paznokciowe stóp. Według autorów były to pocz�tkowe zmiany poprzedzaj�ce zwykły �wierzb. Bardzo wa�nym elementem w infestacji �wierzbowcami jest odruch drapania. Jest to sposób eliminowania populacji �wierzbowców obecnych na skórze, prawdopodobnie poprzez niszczenie ich korytarzy (van der Wal i wsp. 1999). Dlatego wszelkie schorzenia, w których drapanie jest utrudnione nasilaj� infestacj�. Sytuacja taka wyst�puje u pacjentów ze zmienionym progiem odczuwania �wi�du i u chorych, którym drapanie sprawia trudno��, jak np. u pacjentów z chorobami psychiatrycznymi, demencj� starcz�, zespołem Downa i chorob� Parkinsona. U nich cz�sto rozwija si� bardzo zaka�na posta� �wierzbu – �wierzb norweski.

Powikłania �wierzbu s� zwykle nast�pstwem przewlekłego �wi�du, reakcji nadwra�liwo�ci na �wierzbowca i jego wydaliny lub mog� by� konsekwencj� niewła�ciwego leczenia. Do najcz�stszych powikła� nale�� zmiany o charakterze wypryskowym. Liczne nad�erki, powstaj�ce w wyniku drapania skóry s� wrotami zaka�enia dla bakterii, wirusów, grzybów. Obserwuje si� cz�sto zmiany o charakterze liszajca, niesztowic, zapalenia tkanki podskórnej, zapalenia naczy� chłonnych, czy nawet posocznicy lub zapalenia kł�buszków nerkowych. W przebiegu zaka�enia S. scabiei mo�e doj�� do aktywacji immunologicznej z całym wachlarzem nast�pstw klinicznych (Wojnowska i wsp. 2004). Infestacja mo�e indukowa� niektóre choroby autoimmunologiczne, mo�e nasila� lub wyzwala� zmiany w szeregu współistniej�cych dermatozach, a tak�e cz�sto stanowi przyczyn� ich nietypowego przebiegu. Opisano tak� zale�no�� w stosunku do pemphigoidu, p�cherzycy Hailey-Hailey i liszaja płaskiego (Cestari i Martignano 2005).

297

�wierzb dzieci�cy �wierzb dzieci�cy (scabies infantum), szczególnie u noworodków i niemowl�t,

wykazuje szereg cech klinicznych ró�ni�cych go w istotny sposób od �wierzbu osób dorosłych. Wynika to ze zmienionej reaktywno�ci skóry noworodka, u którego system odporno�ciowy nie jest w pełni wykształcony. Typowymi wykwitami w �wierzbie dzieci�cym s� grudki, p�cherzyki i grudko-p�cherzyki na podło�u zmienionym rumieniowo z wyra�nym złuszczaniem. Wykwity wykazuj� tendencj� do zajmowania dłoni i podeszew, a tak�e twarzy. Nasilone zmiany mog� obejmowa� cał� skór� dziecka (Urban i wsp. 2004). Cz�sto obserwuje si� wyst�powanie spryszczenia (eczematisatio) i wtórnego nadka�enia bakteryjnego (impetiginisatio). Ze wzgl�du na odr�bno�ci obrazu klinicznego �wierzbu u najmłodszych wiekowo dzieci niektórzy autorzy postuluj� wyodr�bnienie �wierzbu noworodków (neonatal scabies) jako odmiany klinicznej tej dermatozy (Camassa i wsp. 1995).

�wierzb u osób w starszym wieku U osób w starszym wieku, dochodzi do zmian strukturalnych i funkcjonalnych

skóry. Skóra wykazuje obni�on� zdolno�� wi�zania wody w warstwie rogowej naskórka i znacznie gorsze funkcjonowanie gruczołów ekrynowych i łojowych, co jest przyczyn� jej sucho�ci i �wi�du. Dodatkowo wraz z wiekiem dochodzi do dysregulacji i cz�sto osłabienia odpowiedzi immunologicznej, szczególnie odpowiedzi komórkowej (Laube 2004). Stan taki sprzyja nadka�eniom i przyczynia� si� mo�e do nietypowego przebiegu �wierzbu. Zmiany skórne s� zwykle liczne i mog� wyst�powa�, oprócz miejsc typowych, tak�e w okolicach pach, na skórze owłosionej głowy, dłoniach, podeszwach, łokciach i kolanach. �wi�d u osób starszych o niewyja�nionej etiologii, z towarzysz�cymi mu zmianami na skórze o charakterze wyprysku, złuszczania, nawarstwie� hiperkeratotycznych cz�sto z eozynofili� we krwi obwodowej powinien budzi� podejrzenie �wierzbu.

�wierzb cz�sto przebiega w sposób bardzo nietypowy. Przebieg choroby mog� zmienia� współistniej�ce infekcje, a tak�e osłabiona odporno�� immunologiczna pacjenta. Zwykle zmiany s� bardziej nasilone u chorych z atopowym zapaleniem skóry, z nadwra�liwo�ci� na roztocze, przy nawracaj�cych infestacjach.

�wierzb u osób dbaj�cych o higien� Jest to odmiana �wierzbu bardzo trudna diagnostycznie ze wzgl�du na nie

charakterystyczny obraz kliniczny. Wykwity skórne s� pojedyncze, �wi�d mo�e mie� ró�ne nasilenie. Nale�y jednak pami�ta�, �e chorzy pomimo niewielkiego nasilenia zmian s� �ródłem infekcji.

�wierzb guzkowy �wierzb guzkowy (scabies nodularis), zwany tak�e �wierzbem ziarniniakowym,

jest kliniczn� odmian� �wierzbu, w której wykwitami s� spoiste, drobne, czerwono-fioletowe guzki. Powoduj� one bardzo intensywny �wi�d. Guzki powstaj� w wyniku opó�nionej reakcji nadwra�liwo�ci na antygeny �wierzbowca. Nie s� one zaka�ne i mog� by� obecne przez wiele miesi�cy po leczeniu (de Almeida 2005). Guzki lokalizuj� si� one przede wszystkim w okolicach pach, pachwin i m�skich narz�dów płciowych. Zmiany nale�y ró�nicowa� z odczynem miejscowym po ukłuciu stawonogów, wykwitami pokrzywki barwnikowej i �wierzbi�czki guzkowej oraz z chłoniakiem zło�liwym.

Wykwitów guzkowych nie leczy si� lekami przeciw�wierzbowymi. Wskazana jest miejscowe podanie glikokortykosteroidów pod okluzj� lub podawanie

298

glikokortykosteroidów bezpo�rednio do zmian. W przypadku braku poprawy poleca si� miejscowe stosowanie inhibitorów kalcyneuryny (de Almeida 2005).

Antygeny �wierzbowca mog� indukowa� guzkowe zmiany typu ziarniniaka obr�czkowatego (granuloma annulare). Wilsmann-Theis i wsp. (2003) opisali pacjentk� ze sw�dz�cymi guzkami o obrazie mikroskopowym typowym dla ziarniniaka obr�czkowatego, dodatkowo niektóre wykwity wykazywały cechy histologiczne, stwierdzane w �wierzbie. Udało si� tak�e potwierdzi� obecno�� �wierzbowców w warstwie rogowej naskórka. Według autorów odczyn izomorficzny (objaw Koebnera) był odpowiedzialny za pojawienie si� guzków ziarniniaka obr�czkowatego w tych samych miejscach, w których obecne były wykwity �wierzbu.

�wierzb p�cherzowy �wierzb p�cherzowy (scabies bullosus) jest odmian� kliniczn� �wierzbu

wyst�puj�c� przede wszystkim u osób starszych. Najbardziej charakterystyczne dla tej dermatozy s� pojedyncze, dobrze napi�te p�cherze, ale równie cz�sto spotykamy małe p�cherzyki z tendencj� do grupowania si�, czasami jest to uogólniona osutka p�cherzykowa lub ostre zmiany imituj�ce pemfigoid (Pereiro i wsp. 2001).

Zaproponowano kilka teorii wyja�niaj�cych mechanizm powstawania p�cherzy w przebiegu �wierzbu p�cherzowego. Niektórzy autorzy (Shahab i Loo 2003) wskazuj� na nadka�enie gronkowcem złocistym (Staphylococcus aureus), jako czynnik przyczynowy epidermolizy naskórka, którego wyizolowano w hodowlach z płynu p�cherzowego pobranego od pacjentów ze �wierzbem p�cherzowym. Najcz��ciej jednak istotn� rol� przypisuje si� antygenowi pemfigoidu p�cherzowego. Pierwszy z proponowanych patomechanizmów mówi o penetracji �wierzbowców do granicy skórno-naskórkowej i reakcji krzy�owej z antygenem pemfigoidu p�cherzowego (Kaur i Thami 2003). Shahab i Loo (2003) sugeruj�, �e wydzieliny �wierzbowca o działaniu litycznym zmieniaj� antygen pemfigoidu p�cherzowego, co powoduje wytwarzanie przeciwciał przeciwko błonie podstawnej. Przeciwciała te aktywuj� dopełniacz, dochodzi do przerwania ci�gło�ci na granicy skórno-naskórkowej i tworzy si� p�cherz podnaskórkowy.

Wi�kszo�� osób w starszym wieku ze �wierzbem p�cherzowym jest pocz�tkowo diagnozowana jako pemfigoid p�cherzowy. Dodatkowe utrudnienie stanowi obraz histopatologiczny, który pokazuje podnaskórkowe p�cherze z eozynofilami. Najcz��ciej nie udaje si� dostrzec �wierzbowców. Bezpo�rednia immunofluorescencja wykazuje linijne lub ziarniste złogi IgG i frakcji C3 dopełniacza w obr�bie błony podstawnej, co tak�e mo�e sugerowa� wczesn� faz� autoimmunologicznej choroby p�cherzowej (Kaur i Thami 2003).

�wierzb p�cherzowy mo�e tak�e indukowa� autoimmunologiczne choroby p�cherzowe. Pacjenci w starszym wieku ze �wierzbem p�cherzowym zwykle reprezentuj� dwie grupy; albo maj� podtyp �wierzbu na�laduj�cy chorob� p�cherzow� albo jest to prawdziwa choroba p�cherzowa wyzwalana przez �wierzb na zasadzie objawu Koebnera (Kaur i Thami 2003). Przyjmuje si�, �e je�li w przebiegu �wierzbu u osób starszych pojawiaj� si� zmiany p�cherzowe pacjent musi by� przebadany pod k�tem obecno�ci ewentualnej choroby p�cherzowej, która uległa wyzwoleniu poprzez infestacj�.

�wierzb incognito �wierzb incognito to posta� �wierzbu, który był nieprawidłowo leczony,

najcz��ciej miejscowo aplikowanymi glikokortykosteroidami, w nast�pstwie czego doszło do redukcji odczynu zapalnego i zahamowania odpowiedzi typu komórkowego.

299

Konsekwencj� jest zamaskowanie typowych objawów chorobowych i mo�liwo�� zwi�kszenia populacji �wierzbowców. �wierzb incognito najcz��ciej wyst�puje u małych dzieci, gdzie wła�ciwa diagnostyka �wierzbu bywa bardzo trudna. Haim i wsp. (2005) opisuj� dwoje dzieci ze �wierzbem incognito, które wykazywały uogólnione zmiany zapalne skóry z rozsianymi grudkami i złuszczaniem. Dzieci były wcze�niej leczone doustnymi lekami przeciwhistaminowymi i miejscowymi sterydami. W badaniu mikroskopowym zeskrobin naskórka wykazano obecno�� �wierzbowca. W badaniach laboratoryjnych krwi obwodowej stwierdzono eozynofili�. Autorzy podkre�laj�, �e w przypadku dziecka z erytrodermi�, której towarzyszy złuszczanie nale�y zawsze rozwa�y� ewentualno�� �wierzbu. Z kolei Kim i wsp. (2002) przedstawiaj� przypadek 10-miesi�cznego chłopca z minimalnym stanem zapalnym skóry u którego rozwin�ł si� �wierzb incognito równie� na skutek bł�dnego rozpoznania. Dziecko z diagnoz� pokrzywki barwnikowej leczone było miejscowymi sterydami. Na skórze chłopca obserwowano �ółtawe i czerwono-br�zowe plamy oraz grudki, zlokalizowane na tułowiu i ko�czynach.

�wierzb utajony �wierzb utajony (hidden scabies) to posta� �wierzbu na�laduj�ca inne

dermatozy. Najcz��ciej s� to choroby z grupy chorób p�cherzowych, takie jak: pemfigoid, p�cherzyca, linijna IgA dermatoza p�cherzowa, dystroficzne p�cherzowe oddzielanie naskórka lub te� liszajec p�cherzowy. Obraz kliniczny dermatozy mo�e sugerowa� tak�e choroby skóry, których cech� charakterystyczn� jest rumie� i złuszczanie, takie jak: kontaktowe zapalenie skóry, łuszczyca, zmiany polekowe, skórne chłoniaki. �wierzb guzkowy bywa mylony z histiocytoz� z komórek Langerhansa, pokrzywk� barwnikow� czy odczynami miejscowymi po ukłuciach stawonogów (Cestari i Martignano 2005).

Rozpoznanie �wierzbu utajonego jest szczególnie trudne. Bezold i wsp. (2001) uwa�aj�, �e przy podejrzeniu tej postaci �wierzbu bardzo dobr� metod� diagnostyczn� jest zastosowanie reakcji polimerazy ła�cuchowej (PCR). Opisali oni 57-letni� pacjentk� ze �wierzbem utajonym z obrazem klinicznym sugeruj�cym wyprysk. Badanie histopatologiczne nie było typowe dla �wierzbu, nie znaleziono tak�e �wierzbowców. Diagnoz� postawiono na podstawie wyników badania PCR, które umo�liwiło stwierdzenia DNA �wierzbowca w zeskrobinach naskórka. Po 2 tygodniach po zastosowaniu leczenia przeciw�wierzbowego uzyskano u chorej popraw� kliniczn� i ujemny wynik w badaniu PCR, co dodatkowo potwierdziło fakt wyleczenia chorej.

�wierzb norweski �wierzb norweski (norwegian scabies, crusted scabies) opisany został po raz

pierwszy w 1848 r. przez Boecka i Danielssena u grupy norweskich pacjentów z tr�dem. Jest to nietypowa, wysoce zaka�na posta� �wierzbu, charakteryzuj�ca si� wyst�powaniem du�ej liczby �wierzbowców na skórze. �wierzb norweski wyst�puje przede wszystkim u chorych z zaburzeniami odporno�ci immunologicznej. Roberts i wsp. (2005) przebadali grup� 78 australijskich pacjentów szpitala Royal Darwin Hospital leczonych z powodu �wierzbu norweskiego w latach od 1991 - 2000. Najistotniejszymi czynnikami ryzyka było nadu�ywanie alkoholu, tr�d i cukrzyca w wywiadzie chorobowym. U chorych wykazano istotne zwi�kszenie poziomu IgE i eozynofili� we krwi obwodowej. A� 41% pacjentów wykazywało obecno�� przeciwciał przeciwj�drowych, w tym 13% w wysokim mianie.

Osłabiona odporno�� pacjentów jest przyczyn� nasilenia infestacji i niekontrolowanego jej rozprzestrzeniania si�. Cz�sto jako dodatkowe obci��enie

300

pacjenci wykazuj� zmieniony próg wra�liwo�ci skóry i utrudnion� mo�liwo�� drapania. Organizm reaguje na masywn� infestacj� stanem zapalnym i znacznym pogrubieniem warstwy rogowej naskórka. Ponadto tworz� si� strupy i hiperkeratotyczne nawarstwienia. Zmieniona zapalnie skóra mo�e przyjmowa� posta� erytrodermii.

Zmiany chorobowe w przebiegu �wierzbu norweskiego lokalizuj� si� głównie na i pod płytkami paznokciowymi, na ko�czynach, na skórze owłosionej głowy, na i w okolicach mał�owin usznych, w fałdach skóry i zgi�ciach stawowych. Weatherhead i wsp. (2004) opisali charakterystyczne zmiany płytek paznokciowych u 55 letniej kobiety, b�d�ce nast�pstwem długotrwaj�cego �wierzbu norweskiego. Zmiany te polegały na wyra�nym podłu�nym pobruzdowaniu i pogrubieniu płytek paznokciowych. Wyst�powała tak�e hiperkeratoza podpaznokciowa. Podobne zmiany mog� pojawia� si� w liszaju płaskim, chorobie Dariera i zespole Raynauda.

�wierzb norweski cz�sto wyst�puje u pacjentów z AIDS. Farrell i wsp. (1998) opisali 7 pacjentów z infekcj� HIV-1 i ze �wierzbem norweskim. Zmiany typowe dla infestacji lokalizowały si� przede wszystkim w okolicach skóry owłosionej głowy i mał�owin usznych. Autorzy sugeruj�, �e u pacjentów HIV dodatnich zmiany w obr�bie skóry owłosionej głowy i mał�owin usznych ze znacznymi nawarstwieniami hiperkeratotycznymi powinny sugerowa� �wierzb norweski. Czasami u pacjentów z AIDS �wierzb norweski jest nie rozpoznawany, a zmiany interpretowane s� jako �wi�d towarzysz�cy infekcji HIV. Mo�e to by� przyczyn� rozprzestrzenienia si� infestacji i szeregu wtórnych nadka�e�.

�wierzb norweski wyst�puje tak�e u chorych otrzymuj�cych leczenie immunosupresyjne, u chorych z cukrzyc�, chorobami autoimmunologicznymi tkanki ł�cznej, szczególnie u pacjentów z układowym toczniem rumieniowatym (SLE) i zapaleniem skórno-mi��niowym (DM). Van der Wal i wsp. (1999) opisali epizod wyst�pienia �wierzbu norweskiego u 13-letniej dziewczynki z postaci� dystroficzn� p�cherzowego oddzielania si� naskórka. Do rozwini�cia si� �wierzbu norweskiego u tej pacjentki przyczyniły si� zaburzenia immunologiczne, b�d�ce konsekwencj� nieprawidłowo�ci w od�ywianiu wynikaj�cych ze zmian w zakresie błony �luzowej jamy ustnej i przełyku. Zanik paliczków paznokciowych u chorej przyczyniał si� do niemo�no�ci drapania. Ponadto pacjentka wykazywała opór wewn�trzny zwi�zany z drapaniem bardzo delikatnej skóry.

�wierzb norweski wyst�puje tak�e u dzieci. U noworodków i niemowl�t przyczyn� masywnej infestacji jest niedojrzało�� systemu immunologicznego i nieumiej�tno�� reagowania odruchem drapania na �wi�d (Arya i wsp. 2003). Cz�sto dermatoza jest nieprawidłowo rozpoznawana i wł�czane jest bł�dne leczenie; zazwyczaj s� to leki sterydowe aplikowane na skór�. �wierzb norweski u starszych dzieci wyst�pi� mo�e w przypadku immunosupresji, a tak�e w zwi�zku z niektórymi chorobami neurologicznymi.

�wierzb norweski mo�e stwarza� trudno�ci diagnostyczne równie� z powodu tego, �e zmiany skórne cz�sto na�laduj� inne dermatozy, takie jak: łuszczyca, zmiany polekowe, atopowe zapalenie skóry, łojotokowe zapalenie skóry i chorob� Dariera.

Reakcja idowa w przebiegu �wierzbu Reakcja idowa (autoegzematyzacja, ang. postscabietic id reaction) jest reakcj�

alergiczn� na obecno�� infestacji �wierzbowej. Polega ona na wysiewie osutki p�cherzykowej i krostowej, zwykle symetrycznie, na dłoniach i stopach. Zmianom idowym towarzyszy �wi�d o rozmaitym nasileniu. Reakcja ta jest charakterystyczna dla aktywnego �wierzbu. Cz�sto trwa ona bardzo długo i musi by� ró�nicowana z niemowl�c� krostkowic� (infantile acropustulosis).

303

Diagnostyka �wierzbu opiera si� na badaniu klinicznym i wywiadzie chorobowym. Jednak ze wzgl�du na mo�liwo�� wyst�pienia postaci o przebiegu nietypowym w ka�dym przypadku podejrzanym o �wierzb nale�y przeprowadzi� badania potwierdzaj�ce rozpoznanie. Pobranie zeskrobin naskórka do badania mikroskopowego pozwala cz�sto na wykazanie obecno�ci �wierzbowca, jego jaj i odchodów. Inne proste metody potwierdzaj�ce rozpoznanie to badanie dermatoskopowe i wideodermatoskopowe. W przypadku zmian o niewielkim nasileniu poleca si� wykonanie testu atramentowego lub testu z tetracyklin�. Je�li obraz kliniczny jest niejasny i istnieje konieczno�� ró�nicowania �wierzbu z innymi dermatozami konieczne jest wykonanie badania histopatologicznego (Wojnowska i wsp. 2005).

Wszawica Wszawic� nazywamy dermatozy wywołane przez małe stawonogi, wszy ludzkie

Pediculus humanus). Paso�yty �ywi� si� krwi�, któr� wysysaj� za pomoc� specjalnego aparatu g�bowego. Wyró�niamy trzy typy wszawicy: wszawic� głowow�, wszawic� odzie�ow� oraz wszawic� łonow�.

Wszawica głowowa Wszawica głowowa (Pediculosis capitis) najcz��ciej dotyczy dzieci w wieku

przedszkolnym i szkolnym. Najcz��ciej choruj� osoby ze �rodowisk o niskim poziomie sanitarno-higienicznym. Wszawica głowowa wywoływana jest przez wesz głowow� (Pediculus humanus capitis). Do zaka�enia dochodzi poprzez �cisły kontakt, mo�liwe jest tak�e przeniesienie zaka�enia za po�rednictwem przedmiotów osobistego u�ytku, takich jak: grzebienie, nakrycia głowy, po�ciel. Wszawica mo�e szerzy� endemicznie si� w zamkni�tych skupiskach ludzkich, takich jak: koszary, internaty. Wykazano równie�, �e czesanie włosów wytwarza siły elektrostatyczne, które powoduj� wyrzucenie nimf na odległo�� ponad 1 metra (Burkhart 2003).

Wesz głowowa bytuje na skórze owłosionej głowy. Umiejscawia si� najcz��ciej w okolicy potylicznej i skroniowej, w zwi�zku z czym okolice te wykazuj� zmiany o najwi�kszym nasileniu. Wszy od�ywiaj� si� krwi�, w miejscu ukłucia pojawiaj� si� zmiany rumieniowe, grudki obrz�kowe i b�ble. Charakterystyczny jest silny �wi�d, który jest przyczyn� drapania skóry i powstawania przeczosów. Tworz� si� zmiany s�cz�ce, pokryte strupami, które łatwo ulegaj� wtórnemu zaka�eniu bakteryjnemu.

W wyniku reakcji nadwra�liwo�ci typu opó�nionego na �lin� wszy, wstrzykiwany antykoagulant i fekalia wszy lub reakcji idowej cz�sto powstaj� wykwity, okre�lane nazw� pedikulidy. Wykwity zwykle przyjmuj� posta� pokrzywki grudkowej. S� to grudki obrz�kowe o znacznej spoisto�ci z p�cherzykiem na szczycie. Wysiewaj� si� one symetrycznie w znacznej odległo�ci od miejsca ukłucia.

Wszawicy towarzysz� cz�sto inne infekcje. Drapanie otwiera drog� wtórnym nadka�eniom. Mo�emy obserwowa� piodermie, powierzchowne grzybice, zaka�enia wirusami herpes oraz zmiany wypryskowe okre�lane jako wyprysk wszawiczy (louse eczema). W przypadkach szczególnie zaniedbanych i powikłanych zaka�eniem ropnym mo�e doj�� do sklejenia si� i spl�tania włosów i powstaje kołtun (plica) (Gwie�dzi�ski i Kału�na 1999). Czasami wtórnie pojawia si� niedokrwisto��, skóra twarzy dzieci bywa obrz�kła i blada. Pacjenci z wszawic� cz�sto maj� zapalenie spojówek. W długotrwaj�cej wszawicy mo�e doj�� do powi�kszenie w�złów chłonnych, które s� bolesne, a czasami mog� ulec wtórnemu zropieniu.

W rozpoznaniu ró�nicowym wszawicy głowowej nale�y wzi�� pod uwag� chorob� włosów, b�d�c� reakcj� na fizyczne albo chemiczne uszkodzenie włosa, rozszczep w�złowaty włosa (trichorrhexis nodosa). W rozszczepie w�złowatym włosa

304

powstaj� szarobiałe guzkowate zgrubienia włosa, obraz kliniczny sugeruje wszawic�. Rozstrzygaj�cy jest obraz mikroskopowy, który jest bardzo charakterystyczny - włos przypomina dwa p�dzle wci�ni�te w siebie włosiem. Obraz podobny do gnid wyst�puje równie� w przypadku włosów pochewkowych (Elston 1999a). Jest to choroba włosów o niejasnej etiologii. Pochewki (peripilar keratin casts, pseudonits) obejmuj� pier�cieniowato włosy. S� one pozostało�ciami keratyny powłoczki wewn�trznej pochewki korzenia włosa. Mo�na je przesuwa� wzdłu� włosa, co w sposób istotny ró�ni je od jaj wszy. Pasquale i wsp. (2005) opisali pseudognidy u 7-letniej dziewczynki, która zastosowała na skór� owłosion� głowy dezodorant do ciała. Obraz kliniczny sugerował wszawic�. Rozstrzygaj�ce było badanie mikroskopowe. Infestacj� podobn� w obrazie klinicznym do wszawicy mog� wywoływa� gryzki (Psocoptera). Gryzki od�ywiaj� si� wszystkim co zawiera skrobi�, ch�tnie klejem w oprawach ksi��ek i tapetach. Mog� tak�e infekowa� skór� owłosion� człowieka (Elston 1999b).

Wszawica odzie�owa Wszawica odzie�owa (pediculosis vestimenti, pediculosis corporis) dotyczy

osób bardzo zaniedbanych cz�sto bezdomnych. Zmiany skórne to krwotoczne plamy i grudki obrz�kowe w miejscach ukłu� wszy. Wykwitom towarzyszy �wi�d zmuszaj�cy do drapania, czego nast�pstwem s� linijne przeczosy, nad�erki, strupy. Przewlekły �wi�d jest przyczyn� lichenifikacji i hiperpigmentacji. Charakterystyczne dla wszawicy odzie�owej i wszawicy łonowej s� plamy bł�kitne (maculae coeruleae), które s� �ródskórnymi wylewami w miejscach ukłu� wszy (Steen i wsp. 2004). �wie�e plamy maj� zabarwienie sinofiołkowe, za� starsze szarawe. W nast�pstwie reakcji nadwra�liwo�ci na �lin� i zawarty w niej antykoagulant mog� wysiewa� si� na skórze ró�ne morfologicznie zmiany, pocz�wszy od małych plam do b�bli pokrzywkowych.

Wszawic� odzie�ow� nale�y ró�nicowa� z atopowym zapaleniem skóry, alergicznym kontaktowym zapaleniem skóry, niealergicznym kontaktowym zapaleniem skóry z podra�nienia, ze zmianami polekowymi i osutkami wirusowymi.

Długotrwaj�ca wszawica u osób szczególnie zaniedbanych, jest przyczyn� uogólnionych zmian skórnych, okre�lanych jako „choroba włócz�gów” (morbus vagabundorum) (Orion i wsp. 2004). Przewlekły �wi�d, drapanie powoduj� gł�bokie nad�erki, a utrzymuj�cy si� stan zapalny doprowadza do pogrubienia skóry i przebarwie�. Zwykle doł�cza si� równie� zapalenie mieszków włosowych i czyraki, niesztowice. Najwi�ksze nasilenie zmian stwierdza si� w miejscach przylegania fałdów ubra� i szwów bielizny – w okolicy pach, karku, pasa biodrowego, pachwin i po�ladków.

Wszawica łonowa Wszawica łonowa (pediculosis pubis) jest wywoływana przez najmniejsz� z

wszy – wesz łonow� (Pthirus pubis). Dermatoza wyst�puje głównie u osób dorosłych i nale�y do grupy chorób

przenoszonych drog� płciow�. U 30% pacjentów z wszawic� łonow� stwierdzono współistnienie innych chorób wenerycznych (Ko i Elston 2004). Stwierdzenie wszawicy łonowej powinno obligowa� do przeprowadzenia bada� w kierunku: AIDS, kiły, rze��czki, infekcji chlamydialnych, infekcji wirusem herpes i rz�sistkowicy. Dzieci zara�aj� si� głównie poprzez u�ywanie, wspólnie z chorym, tych samych przedmiotów, przede wszystkim r�czników, bielizny, po�cieli lub te� �pi�c w jednym łó�ku z osob� zaka�on�.

Wszy łonowe bytuj� głównie w okolicach łonowych, ale tak�e we włosach pachowych, u m��czyzn na owłosionej klatce piersiowej, w okolicy brzucha, pachwin,

305

sporadycznie bywaj� spotykane na owłosionej skórze głowy. Najbardziej typowym objawem wszawicy jest �wi�d skóry oraz przeczosy i nad�erki, czasami drobne grudki lub b�ble. Cz�sto wyst�puj� tak�e plamy bł�kitne.

Wszawica powiek Wszawica powiek (pediculosis palpebrarum) jest odmian� kliniczn� wszawicy

łonowej, czasami głowowej (Gwie�dzi�ski i Kału�na 1999). Zaka�enie dotyczy głównie dzieci pochodz�cych z bardzo złych warunków socjalno-ekonomicznych. Wesz umiejscawia si� w okolicach brwi i brzegu powieka, a gnidy przykleja do brwi i rz�s. W miejscu ukłucia wszy powstaje grudka obrz�kowa, rumie�. Zwykle tak�e widoczny jest obrz�k powiek. �wi�d prowokuje drapanie i pocieranie zainfekowanej okolicy, w nast�pstwie czego powstaj� drobne nad�erki. Mo�e doj�� do zapalenia spojówek oka.

Rozpoznanie wszawicy polega na stwierdzeniu �ywych wszy, co jest bardzo trudne poniewa� wesz unika �wiatła. We wszawicy głowowej w celu wykrycia wszy poleca si� wyczesywanie włosów g�stym grzebieniem (Ko i Elston 2004). Stwierdzenie gnid nie �wiadczy o aktywnej infestacji. Przyjmuje si�, �e �ywe gnidy s� w odległo�ci mniej ni� 2 mm od powierzchni skóry (Guenther i wsp. 2005), w ciepłym klimacie mog� by� w odległo�ci znacznie wi�kszej (Meinking i Burkhart 2002). Jedynie zbadanie jaj pod mikroskopem i stwierdzenie obecno�ci �ywych zarodków potwierdza w pełni rozpoznanie (Ko i Elston 2004). Obecno�� wszy w fałdach ubra� i szwach odzie�y jest potwierdzeniem wszawicy odzie�owej. Wszy łonowe natomiast s� łatwo widoczne gołym okiem. Warto�ciow� metod� diagnostyczn� jest ogl�danie skóry pacjenta z podejrzeniem wszawicy w �wietle lampy Wooda, gdy� �ywe gnidy fluoryzuj� w lampie Wooda na perłowo-biało a puste na szaro (Rubeiz i Kibbi 2005).

�wierzb i wszawica s� cz�sto wyst�puj�cymi chorobami skóry, nie zawsze jednak ich rozpoznanie jest łatwe. Obraz kliniczny tych dermatoz cz�sto bywa nietypowy. Potrafi upodabnia� je do szeregu innych chorób. Zmiany obserwowane u osób dorosłych mog� by� zupełnie ró�ne od zmian obserwowanych u dzieci czy osób w wieku starszym b�d� pacjentów z zaburzeniami odporno�ci. Bywa wiele osobliwo�ci w przebiegu klinicznym �wierzbu i wszawicy. Dlatego konieczna jest bardzo skrupulatna diagnostyka, wa�ne jest uwzgl�dnienie ró�nych cech specyficznych które pozwalaj� na odró�nienie tych infestacji od innych chorób skóry. Lekarz stawiaj�cy rozpoznanie i wł�czaj�cy leczenie chorego musi liczy� si� z faktem, �e zła diagnoza stanowi zagro�enie zarówno dla chorego jak i jego otoczenia.

W pracy wykorzystano ryciny autorstwa prof. dr hab. n. med. Janusza Urbana – prawa autorskie zastrze�one.

Literatura Arya V., Molinaro M.J., Majewski S.S., Schwartz R.A. 2003. Pediatric Scabies. Cutis.

71: 193-196. Bezold G., Lange M., Schiener R., Palmedo G., Sander C.A., Kerscher F.M., Peter R.U.

2001. Hidden scabies: diagnosis by polymerase chain reaction. Brit. J. Derm. 144: 614-618.

Burkhart C.N. 2003. Fomite transmission with head lice: A continuing controversy. The Lancet. 361: 99-100.

Camassa F., Fania M., Ditano G., Silvestris A.M., Lomuto M. 1995. Neonatal scabies. Cutis 56: 210-212.

Cestari T.F., Martignano B.F. 2005. Scabies, pediculosis, bedbugs, and stinkbugs: uncommon presentations. Clin. Dermatol. 23: 545-554.

306

De Almeida H.L. 2005. Treatment of steroid-resistant nodular scabies with topical pimecrolimus. J. Am. Acad. Dermatol. 53: 357-358.

Elmros T., Hornqvist R. 1981. Infestation of scabies in the scalp area. Acta Derm. Venereol. (Stockh). 61: 360-362.

Elston D.M.(a). 1999. What’s eating you? Pediculus humanus (head louse and body louse. Cutis 63: 259-264.

Elston D.M.(b). 1999. What’s eating you? Psocoptera (book lice, psocids). Cutis 64: 307-308.

Farrell A.M., Ross J.S., Bunker C.B., Staughton R.C.D. 1998. Crusted scabies with scalp involvement in HIV-1 infection. Brit. J. Dermatol. 138: 188-203.

Guenther L., Maguines S., Austin T.W. 2005. Pediculosis. eMedicine Journal [serial online]. Available at: http://www.emedicine.com/MED/topic1769.htm

Gwie�dzi�ski Z., Kału�na L. 1999. Choroby wywoływane przez insekty i paso�yty. W: Miklaszewska M., W�sik F (red.), Dermatologia pediatryczna. Tom1. Wydawnictwo Volumed, Wrocław: 209-221.

Haim A., Grunwald M.H., Kapelushnik J., Moser A.M., Beigelman A., Reuveni H. 2005. Hypereosinophilia in red scaly infants with scabies. J. Pediatr. 146: 712-712.

Isogai R., Kawada A., Aragane Y., Tezuka T. 2002. Nail scabies as an initial lesion of ordinary scabies. Br. J. Dermatol. 147: 603-603.

Jabło�ska S. 1967. Choroby paso�ytnicze skóry. W: Choroby skóry. PZWL, Warszawa: 316-327.

Kaur S., Thami G.P. 2003. Bullous scabies in an adult. Clin. Exp. Dermatol. 28: 93–94. Kim K.J., Roh K.H., Choi J.H., Sung K.J., Moon K.C., Koh J.K. 2002. Scabies

incognito presenting as urticaria pigmentosa in an infant. Pediatr. Dermatol. 19: 409-411.

Ko C.J., Elston D.M. 2004. Pediculosis. J. Am. Acad. Dermatol. 50: 1-12. Laube S. 2004. Skin infections and ageing. Ageing Res. Rev. 3: 69-89. Meinking T., Burkhart C.N. 2002. Head lice. N. Engl. J. Med. 347: 1381-1382. Orion E., Matz H., Wolf R. 2004. Ectoparasitic sexually transmitted disease: scabies

and pediculosis. Clin. Dermatol. 22: 513-519. Pasquale E., Mazzarello V., Chiarolini F. 2005. Hair casts due to a deodorant spray.

Austral. J. Dermatol. 46: 274-277. Pereiro M., Ronson E., Sanchez-Aguilar D., Toribio J. 2001. Scabies presenting as a

blistering eruption. Cutis 68: 279-280. Roberts L.J., Huffam S.E., Walton S.F., Currie B.J. 2005. Crusted scabies. J. Infection

50: 375-381. Rubeiz N., Kibbi A-G. 2005. Pediculosis. eMedicine Journal [serial online]. Available

at: http://www.emedicine.com/emerg/topic409.htm Shahab R.K.A., Loo D.S. 2003. Bullous scabies. J. Am. Acad. Dermatol. 49: 346-350. Steen C.J., Carbonaro P.A., Schwartz R.A. 2004. Arthropods in dermatology. J. Am.

Acad. Derrmatol. 50: 819-842. Urban J., Wawrzycki B., Wojnowska D., K�dziela-Wypyska G., Juszkiewicz-Borowiec

M., Miturska R., Billewicz-Kraczkowska A. 2004. �wierzb u noworodków, niemowl�t i dzieci szkolnych: przyczyny bł�dów diagnostycznych. W: Buczek A., Błaszak Cz. (red.), Stawonogi. Interakcje paso�yt – �ywiciel. Liber, Lublin: 161-171.

Van der Wal V.B., van Voorst Vader P.C., Mandema J.M., Jonkman M.F. 1999. Crusted (norwegian) scabies in patient with dystrophic epidermolysis bullosa. Br. J. Dermatol. 141: 918-921.

307

Weatherhead S.C., Speight E.L. 2004. Crusted scabies as a cause of longitudinal nail splitting. Clin. Exp. Dermatol. 29: 315-315.

Wilsmann-Theis D., Wenzel J., Gerdsen R., Uerlich M., Bieber T. 2003. Granuloma annulare induced by scabies. Acta Derm. Venereol. 83: 318.

Wojnowska D., Juszkiwicz-Borowiec M., Urban J., Chodorowska G. 2004. �wierzb p�cherzowy i inne nietypowe postacie kliniczne �wierzbu u ludzi. W: Buczek A., Błaszak Cz. (red.), Stawonogi. Interakcje paso�yt – �ywiciel. Liber, Lublin:153-160.

Wojnowska D., Juszkiwicz-Borowiec M., Urban J., Chodorowska G., Pietrzak A. 2005. Dermatoskopia i inne metody diagnostyki �wierzbu u ludzi. W: Buczek A., Błaszak Cz. (red.), Stawonogi. Ró�norodno�� form i oddziaływa�. Koliber, Lublin: 331-338.

308

309

Dynamika zmian skórnych w przebiegu przewlekłego zara�enia Sarcoptes scabiei (Acari, Sarcoptidae)

Lidia Chomicz1, Katarzyna Wo�niak2, Cezary Kowalewski2, Katarzyna Wajda1 1Zakład Biologii Medycznej Akademii Medycznej, 02-018 Warszawa, ul. Nowogrodzka 73, e-mail: lchomicz@amwaw.edu.pl 2Katedra i Zakład Dermatologii AM, 02-008 Warszawa, ul. Koszykowa 82

Dinamics of skin deteriorations in course of prolonged infection with Sarcoptes scabiei (Acari, Sarcoptidae)

Abstract Sarcoptes scabiei var. hominis, the common, worldwide found, microscopic mite is the

causative organism of highly contagious infestation of the human skin, the scabies. Transmission occurs most often by direct contact with a person already infested with the mite, less frequently - by clothing, towels and bedding. The clinical signs and symptoms, a duration and degree of infection with Sarcoptes scabei are highly variable and depend on different factors. Persons with weakened immune systems are at increased risk for a more severe form of scabies.

In this report we describe an unusual case of dermatosis, looking like an ichtiosis, connected with infestation of human skin by the mite, in the mentally retarded person with Down syndrome, living in poor hygiene and social conditions. Because of disseminated, probably prolonged pathological skin changes and damages, the clinical picture was complicated, difficult diagnostically. Diffuse hyperkeratotic plaques occurred as in ichtiosis, and epidermal burrows were not visible. The horny layer scraping taken to look for some developmental stages of mites, after exposition to 10% KOH, was directly, without staining, examined microscopically; also, the material was used for preparation of stained slides to confirm the diagnosis. In each samples examined microscopically, different S. scabiei developmental forms were revealed: males and females, some gravid females with eggs inside their bodies as well as free eggs and larvae. The unusual case of dermatosis in person with a weakened resistance connected with the main congenital disease indicates, that direct microscopic examination of skin scraping is useful – and required for correct differential diagnosis and treatment, especially in the scabies complicated clinically.

310

Wst�p Sarcoptes scabiei var. hominis jest czynnikiem etiologicznym �wierzbu-

niezwykle zaka�nej dermatozy, rozpowszechnionej w całym �wiecie (Buczek 2005a,b). Badania ostatnich lat wykazuj�, �e pomimo istnienia znacznych ró�nic w cz�sto�ci zachorowa�, w niektórych rejonach Polski, np. w województwie podkarpackim, �wierzb stanowi powa�ny problem epidemiologiczny. Autorzy, zajmuj�cy si� tym zagadnieniem, zwracaj� uwag�, �e wpływ na utrzymywanie si� wy�szego poziomu inwazji S. scabiei maj� czynniki, zwi�zane z niskim statusem socjoekonomicznym: niskie dochody ludno�ci, wielodzietno�� rodzin, migracja ludno�ci w poszukiwaniu pracy - powoduj�ce trudno�ci z zachowaniem wła�ciwych standardów sanitarno - higienicznych na tych terenach (Buczek i wsp. 2002). Innym znacz�cym powodem wzrostu zachorowa� na �wierzb jest wci�� zdarzaj�ce si� bł�dne rozpoznanie i leczenie tej dermatozy (Buczek i wsp. 2002, Urban i wsp. 2004). Powa�ne trudno�ci diagnostyczne w ró�nicowaniu S. scabiei dotycz� szczególnie przypadków o nietypowym przebiegu, maskowanym przez podobie�stwo zmian patologicznych do chorób skóry o innej etiologii. Powodem tych trudno�ci jest te� zró�nicowanie obrazu klinicznego, zwi�zane np. z upo�ledzeniem odporno�ci, chorobami rozrostowymi, neurologicznymi oraz nast�pczymi bakteryjnymi zaka�eniami wtórnymi (Jabło�ski i Chorzelski 2001, Wojnowska i wsp.2004, Buczek 2005b). W niniejszej pracy opisujemy dermatoz� o niejednoznacznym obrazie klinicznym, z uogólnionymi zmianami skórnymi w przebiegu choroby podstawowej zespołu Downa oraz inwazji roztoczy S. scabiei var. hominis.

Opis przypadku

Chora ok.38 lat z zespołem Downa była hospitalizowana z powodu nasilenia uogólnionych zmian chorobowych skóry z uporczywym �wi�dem. Upo�ledzenie umysłowe, aczkolwiek �redniego stopnia, stanowiło na tyle istotne utrudnienie w komunikacji, �e przeprowadzenie dokładnego wywiadu, ustalenie trybu �ycia, higieny, diety i czasu wyst�pienia pierwszych objawów chorobowych nie było mo�liwe. Podczas badania oceniono rozległo�� zmian klinicznych; obejmowały one: owłosion� skór� głowy, cał� twarz, ko�czyny górne i dolne, tułów, w tym sutki i plecy. Liczne linijne przeczosy i strupy �wiadczyły o nasilonym �wi�dzie i rozdrapywaniu sw�dz�cych grudek. Stwierdzono tak�e uogólnione nadmierne rogowacenie z hiperkeratotycznymi nawarstwieniami, przypominaj�cymi ichthyosis vulgaris lub atopowe zapalenie skóry (AZS), które to jednostki były rozwa�ane w diagnostyce ró�nicowej.

W celu dokonania ostatecznego rozpoznania pobrano zeskrobiny naskórka z chorobowo zmienionych miejsc. Dla uwidocznienia ewentualnych roztoczy potraktowano próbki zeskrobin na szkiełku podstawowym 10% roztworem KOH. Z tak opracowanego wst�pnie materiału wykonano równie� preparaty barwione (Hematoksylina/ Eozyna).

Ocena mikroskopowa obu rodzajów preparatów wykazała obecno�� licznych form rozwojowych S. scabiei. W ka�dej z 7 próbek (po ok. 0,5 ml) stwierdzano kilkana�cie dorosłych samic i samców, 3-5 sze�ciono�nych larw, 2-5 samic z pojedynczym jajem wewn�trz ka�dej oraz ok. 40- 50 jaj w grupach i pojedynczych. Zdj�cia przedstawiaj� niektóre formy S. scabiei, izolowane od chorej przed terapi� przy u�yciu Jacutinu i uzyskaniem wyra�nej poprawy, widocznej ju� w pierwszym tygodniu leczenia (ryc. 1, 2, 3).

311

Ryc. 1. Ryc. 2.

Ryc. 3.

Ryc. 1. Sarcoptes scabiei – samica;widoczne jedno jajo wewn�trz ciała Ryc. 2. Sarcoptes scabiei – larwa z 3 parami odnó�y Ryc. 3. Sarcoptes scabiei - jaja

Dyskusja W wi�kszo�ci przypadków �wierzbu pierwsze symptomy choroby rozwijaj� si�

po około 2 - 4 -6 tygodni od infestacji (Urban i wsp. 2004, Wojnowska i wsp. 2004, Pawłowski i Stefania 2004). Intensywny �wi�d, nasilaj�cy si� noc�, zwi�zany jest z wi�ksz� ruchliwo�ci� �wierzbowców po ogrzaniu ciała. Widoczne s� wówczas jedne z najwa�niejszych cech rozpoznawczych �wierzbu: kanaliki -korytarze �wierzbowcowe w postaci uwypukle� rogowej warstwy naskórka i ciemne punkty- norki samic, a tak�e zmiany grudkowate. Drapanie sw�dz�cych grudek prowadzi do powstania licznych linijnych przeczosów i strupów. W typowej postaci �wierzbu wykwity obejmuj� najcz��ciej zgi�cia nadgarstka, palce, przestrzenie mi�dzypalcowe, doły łokciowe, pachwiny, brzuch, sutki, po�ladki; twarz, szyja oraz okolica mi�dzyłopatkowa nie s� w takich przypadkach zmienione chorobowo (Pawłowski i Stefaniak 2004, Wojnowska i wsp. 2004, Buczek 2005a,b). Powy�szy obraz kliniczny wskazuje na inwazj� S. scabiei, której ostatecznym potwierdzeniem jest wykrycie paso�yta.

312

W omawianym przez nas przypadku chorej z zespołem Downa rozsianie zmian na całe ciało, na owłosion� skór� głowy, z zaj�ciem twarzy oraz nasilenie zmian o charakterze uogólnionej hyperkeratozy, imituj�cej ichtiosis, uniemo�liwiały zidentyfikowanie korytarzy �wierzbowcowych. Analiza materiału z zeskrobin wykazała przewlekły charakter dermatozy u osoby z obni�on� odporno�ci�, u której doszło do rozwoju niezwykle licznej, dynamicznej populacji �wierzbowców, a w efekcie wyst�pienia wykwitów, masywnych nawarstwie� i złuszcze� o uogólnionym charakterze. W tak skrajnym, klinicznie niejednoznacznym przypadku, trudnym diagnostycznie, gdy w dodatku nie jest mo�liwe uzyskanie niezb�dnych danych z wywiadu, znaczenie rozstrzygaj�ce maj� podstawowe badania dodatkowe (Wojnowska i wsp.2004), a szczególnie mikroskopowa ocena zeskrobin, pobranych ze zmienionego chorobowo naskórka, umo�liwiaj�ca bezpo�rednie wykrycie paso�yta.

Literatura Buczek A., Szczepanik M., Bartosik K., Maciukaj� J., Jasik K. 2002. Epidemiologia

�wierzbu w wiejskich i miejskich �rodowiskach południowo-wschodniej Polski. W: Buczek A., Błaszak Cz. (red.), Stawonogi w medycynie. Wyd. Liber, Lublin: 271 -285.

Buczek A. 2005a. Choroby paso�ytnicze. Epidemiologia, diagnostyka, objawy. Koliber, Lublin.

Buczek A. 2005b. Atlas paso�ytów człowieka. Koliber, Lublin. Jabło�ska S., Chorzelski T. 2001. Choroby skóry. Wyd. V. PZWL, Warszawa. Pawłowski Z., Stefaniak J. 2004. Parazytologia Kliniczna w uj�ciu

wielodyscyplinarnym. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa. Urban J., Wawrzycki B., Wojnowska B., K�dziela-Wypyska G., Juszkiewicz-Borowiec

M., Miturska R., Billewicz-Kraczkowska A. 2004. �wierzb u noworodków, niemowl�t i dzieci szkolnych: przyczyny bł�dów diagnostycznych. W: Buczek A., Błaszak C. (red.), Stawonogi. Interakcje paso�yt-�ywiciel. Liber, Lublin: 161-171.

Wojnowska D., Juszkiewicz-Borowiec M., Urban J.,Chodorowska G. 2004. �wierzb p�cherzowy i inne nietypowe postacie kliniczne �wierzbu u ludzi. W: Buczek A., Błaszak Cz. (red.), Stawonogi. Interakcje paso�yt-�ywiciel. Liber, Lublin:153-160.

V. STAWONOGI Zwalczanie

314

315

Post�powanie w �wierzbie u niemowl�t oraz u kobiet w ci��y i karmi�cych piersi�

Dorota Wojnowska, Maria Juszkiewicz-Borowiec, Gra�yna Chodorowska, Janusz Urban Katedra i Klinika Dermatologii, Wenerologii i Dermatologii Dzieci�cej AM im. Prof. Feliksa Skubiszewskiego, Lublin, Radziwiłłowska 13, 20-080, e-mail: dorotawo@gazeta.pl

Treatment of scabies in infants and pregnant and nursing women

Abstract Infestation of human skin with scabies mites remains a persistent problem in daily

dermatological practice. Scabies is a highly contagious disease of the skin caused by Sarcoptes scabiei var. hominis. Treatment should be simple to use, highly effective, cosmetically acceptable and of course nontoxic to the patient. But the perfect agent remains elusive. Scabies can be treated by topical or oral therapies. Topical treatments include 5-10% precipitated sulfur, crotamiton, benzyl benzoate, 5% permethrin, 1% lindan, 0.5% malathion and allethrin spray. The only oral treatment, ivermectin, is not approved for scabies in Poland as well as some topical compounds. Topical regimens against scabies are often effective without major side effects for adults. But the special attention should be taken when scabicide treatment is recommended for pregnant or nursing women and infants. Because of neurotoxicity of lindan and side effects connected with systemic absorption of benzyl alcohol (benzyl benzoate metabolite) these two compounds should not be used in infants, pregnant women and nursing mothers. The antiscabietic regimens proposed in this special group of patients are reviewed.

Wst�p �wierzb nale�y do powszechnie wyst�puj�cych chorób paso�ytniczych na całym

�wiecie i dotyczy wszystkich socjoekonomicznych grup społecznych. Jednak szczególnie wa�ny problem zdrowotny stanowi w krajach rozwijaj�cych si�, gdzie znaczn� zachorowalno�� stwierdza si� w�ród dzieci i młodzie�y do 15 r.�.. Istotny epidemiologicznie problem stanowi� tak�e zaka�enia w populacji ludzi starszych, przede wszystkim pensjonariuszy domów opieki i zakładów dla przewlekle chorych. Do czynników zwi�kszaj�cych ryzyko zachorowalno�ci na �wierzb nale�� przeludnienie, ubóstwo, zaniedbania higieniczne, niewła�ciwe i/lub pó�ne leczenie chorych. Nowoczesne �rodki transportu i migracje ludno�ci sprzyjaj� zajmowaniu nowych regionów. Epidemie �wierzbu wyst�puj� w cyklach 30-letnich.

316

�wierzb (scabies) u ludzi jest intensywnie sw�dz�c�, wysoce zaka�n� dermatoz�, która rozwija si� w nast�pstwie zaka�enia skóry �wierzbowcem ludzkim (Sarcoptes scabiei var. hominis Linnaeus, 1758). �wierzb szerzy si� za po�rednictwem bezpo�redniego kontaktu z osob� chor�, np. dziecka z zaka�on� matk�, cz�sto w wyniku kontaktu płciowego lub pozapłciowego w�ród członków rodzin. Mo�liwo�� przetrwania paso�ytów �wierzbowca ludzkiego poza skór� człowieka, przez około 24 – 36 godzin w temperaturze pokojowej, zwi�ksza prawdopodobie�stwa zaka�enia lub reinfekcji za po�rednictwem przedmiotów np. r�czników, bielizny, ubra�, po�cieli lub mebli.

Klasyczna posta� �wierzbu cechuje si� obecno�ci� grudko-p�cherzyków i norek �wierzbowcowych w typowym umiejscowieniu. Zmianom skórnym towarzyszy �wi�d nasilaj�cy si� w nocy. Pocz�tkowa infestacja przebiega bezobjawowo i pozostaje niezauwa�ona przez pacjenta. Objawy choroby rozwijaj� si� po 3-6 tygodniach, jako wyraz reakcji immunologicznej typu nadwra�liwo�ci opó�nionej na antygeny paso�yta, jaja i grudki kałowe. Nale�y podkre�li�, �e ka�de kolejne zaka�enie powoduje wyst�pienie objawów klinicznych w ci�gu zaledwie 1 - 3 dni (White i wsp. 2000).

�wierzb u niemowl�t i małych dzieci Przebieg kliniczny �wierzbu w skrajnych przedziałach wiekowych, tj. u dzieci i

osób w wieku podeszłym mo�e ró�ni� si� od manifestacji zaka�enia u osób dorosłych. U niemowl�t i małych dzieci wykwity w postaci grudko-p�cherzyków i zropiałych p�cherzyków umiejscawiaj� si� głównie na dłoniach, stopach i w fałdach ciała. Mo�liwe jest tak�e zajmowanie szyi, głowy i okolicy zausznej. Zmiany w wymienionej lokalizacji, w klasycznej postaci �wierzbu, u osób dorosłych obserwowane s� sporadycznie. Wykwitom na dłoniach i stopach towarzysz� cz�sto liczne rumienie i grudki obrz�kowe na tułowiu. W odmianie norweskiej �wierzbu, okolice zwykle wolne od zmian, tj. głowa, twarz i szyja pokryte s� nawarstwieniami łusek i strupów. Nierozpoznane, przewlekłe przypadki �wierzbu cechuj� si� powstawaniem silnie sw�dz�cych spoistych wykwitów guzkowych w okolicy pach, pachwin, moszny i pr�cia. W obr�bie guzków rzadko udaje si� znale�� paso�yty, dominuje przetrwała limfoidalna reakcja skóry na antygeny roztocza. Nast�pstwem �wi�du cz�sto jest impetiginizacja skóry, czyli wyst�pienie wtórnego zaka�enia bakteryjnego. Ze zmian ropnych, obecnych głównie na skórze dłoni, nadgarstków i podeszew, izoluje si� przede wszystkim Staphylococcus aureus i Streptococcus grupy A. Niekiedy ropne wykwity bakteryjne dominuj� w obrazie chorobowym, dlatego dokładnie zebrany wywiad, badanie fizykalne oraz testy diagnostyczne mog� by� niezb�dne do postawienia wła�ciwego rozpoznania (Paller 1993, Burns 2004, Chosidow 2000).

Odmienny obraz kliniczny �wierzbu obserwuje si� u osób starszych, co wi��e si� z obni�on� reakcj� immunologiczn� na antygeny �wierzbowca. Cho� �wi�d mo�e by� intensywny, jednak reakcja zapalna ze strony skóry jest słaba, a to powoduje bł�dne rozpoznanie, np. �wi�du starczego (senile pruritus). Konsekwencj� niewła�ciwego rozpoznania jest nieodpowiednie leczenie. Długotrwałe stosowanie silnie działaj�cych kortykosteroidów mo�e prowadzi� do nasilenia �wierzbu, a nawet wyst�pienia postaci norweskiej (Chosidow 2000). U osób le��cych wykwity mog� by� obecne tak�e na skórze górnej cz��ci pleców. Poza tym zwraca uwag� sucho�� skóry, nadmierne złuszczanie naskórka oraz lichenifikacja (Chosidow 2000).

�wierzb u kobiet w ci��y Obraz kliniczny �wierzbu u ci��arnych nie ró�ni si� zasadniczo od klasycznej

postaci �wierzbu. U kobiet cz�sto zajmowana jest skóra sutków, powłok brzusznych,

317

szczególnie okolicy p�pka, po�ladków, okolic zgi�ciowych (np. nadgarstków) i fałdów ciała. Sw�dz�ca osutka grudkowa i/lub p�cherzykowa w �wierzbie mo�e imitowa� dermatozy swoiste dla okresu ci��y. Dermatozy te s� nast�pstwem zmian hormonalnych zachodz�cych w organizmie ci��arnej kobiety, powoduj�cych przestrojenie metaboliczne i immunologiczne. Nale�y do nich przede wszystkim �wierzbi�czka ci��arnych (prurigo gravidarum, prurigo of pregnancy), która rozpoczyna si� mi�dzy 25. a 30. tygodniem ci��y, ust�puje szybko po porodzie i rzadko nawraca w kolejnych ci��ach. Klinicznie charakteryzuje si� obecno�ci� intensywnie sw�dz�cych, grupuj�cych si� drobnych grudek, poza tym przeczosów i strupów. Drobne grudki i linijne nad�erki mog� imitowa� obraz �wierzbu. Kolejn� dolegliwo�ci� spotykan� przede wszystkim mi�dzy 6. a 9. miesi�cem ci��y jest �wi�d ci��arnych (pruritus gravidarum), który mo�e nawraca� w kolejnych ci��ach oraz jest jednym z objawów cholestazy ci��owej. Pruritus gravidarum powstaje prawdopodobnie na skutek nieprawidłowej reakcji w�troby na zwi�kszone st��enie estrogenów. W diagnostyce ró�nicowej �wierzbu nale�y bra� pod uwag� tak�e sw�dz�ce grudki i wykwity pokrzywkowate w przebiegu ci��y (pruritic urticarial papules and plaques of pregnancy, PUPPP). Dermatoza ta charakteryzuje si� obecno�ci� wielopostaciowej osutki zlokalizowanej na skórze podbrzusza, ud, rzadziej po�ladków czy ramion. Choroba dotyczy głównie pierwiastek w trzecim trymestrze ci��y, rzadko nawraca w kolejnych ci��ach. Poza �wierzbem wymaga ró�nicowania tak�e z rumieniem wielopostaciowym, pokrzywk� lub osutkami polekowymi (Rogu�-Skorupska 2000). Tak�e wczesne stadium opryszczek ci��arnych (pemphigoid gestationis), w którym dominuj� grudki obrz�kowe, a nie doszło jeszcze do formowania p�cherzy, mo�e imitowa� �wierzb (Jaworek-Kasperek i Bendkowski 1996, Cox 2000). Opryszczki ci��arnych nale�� jednak do grupy autoimmunologicznych chorób p�cherzowych, zwi�zanych z wytwarzaniem autoprzeciwciał i odkładaniem si� kompleksów immunologicznych w zonie błony podstawnej. Zmianom rumieniowym, grudkowym, a nast�pnie p�cherzowym towarzyszy silny �wi�d. Wykwity zlokalizowane s� pocz�tkowo w okolicy p�pka, szerz�c si� stopniowo na pozostałe okolice ciała. Choroba mo�e wyst�pi� w dowolnym okresie ci��y, przewa�nie jednak ulega zaostrzeniu 1 – 2 dni po porodzie. Cz�sto nawraca w kolejnych ci��ach, czasem tak�e niezale�nie od ci��y, głównie w drugiej fazie cyklu miesi�czkowego (Cox 2000). W okresie ci��y mog� wyst�powa� tak�e inne dermatozy imituj�ce �wierzb. Nale�y do nich zaliczy� mi�dzy innymi: kontaktowe alergiczne zapalenie skóry lub zapalenie skóry z podra�nienia, odczyny na ukłucia stawonogów, wyprysk atopowy, opryszczkowate zapalenie skóry, �wierzbi�czk� guzkow�, liszajec zaka�ny oraz niesztowice. �wierzb norweski (crusted scabies, norwegian scabies), rzadko wyst�puj�cy i mało charakterystyczny, morfologicznie mo�e przypomina� erytrodermi� w przebiegu innych ci��kich dermatoz np. chłoniaków czy łuszczycy.

We wszystkich w�tpliwych klinicznie przypadkach, przed podj�ciem leczenia zaleca si� potwierdzenie zaka�enia Sarcoptes scabiei badaniami dodatkowymi. Najmniej inwazyjn� procedur� jest badanie dermatoskopowe (wykazanie objawu lotni) i test atramentowy, które nale�y przeprowadza� na skórze wcze�niej nie leczonej, najlepiej w obr�bie �wie�ych zmian. Aplikacja ma�ci utrudnia ocen� zmian skórnych i uniemo�liwia wykonanie testu atramentowego. W�tpliwo�ci pozwala rozstrzygn�� tak�e badanie mikroskopowe zeskrobin naskórka lub ocena histopatologiczna wycinka skóry. Cało�� obrazu klinicznego �wierzbu, tj. obecno�� charakterystycznych wykwitów w typowej lokalizacji i �wi�d nasilaj�cy si� nocy, potwierdzone badaniami dodatkowymi stanowi� wskazanie do rozpocz�cia leczenia przeciw�wierzbowego.

318

Leczenie przeciw�wierzbowe u kobiet ci��arnych, karmi�cych piersi� oraz u niemowl�t i małych dzieci

Idealna terapia przeciw�wierzbowa powinna by� nieskomplikowana, wysoce skuteczna, kosmetycznie akceptowalna i nietoksyczna. Niestety, �aden z obecnie stosowanych preparatów nie spełnia wszystkich wymogów jednocze�nie. Cho� leczenie zewn�trzne wydaje si� bezpieczne, to nierzadko wyst�puje oporno�� paso�ytów na stosowany preparat, a wchłanialno�� leku ze skóry do krwi mo�e powodowa� objawy intoksykacji. Przezskórna absorpcja leku wzrasta, je�li na skórze obecne s� przeczosy lub inne uszkodzenia naskórka.

Podawanie leków w okresie ci��y nale�y bezwzgl�dnie ogranicza�. Leki podzielono na 5 kategorii bezpiecze�stwa: A, B, C, D, X. Do kategorii A zalicza si� preparaty bezpieczne i nieszkodliwe dla płodu. Kategoria B obejmuje leki o du�ym prawdopodobie�stwie bezpiecze�stwa, tj. nie stwierdzono w badaniach �adnych zaburze� rozwoju płodu, ale dokumentacja na ten temat jest niewystarczaj�ca. Do grupy B1 zalicza si� leki, które w badaniach na zwierz�tach nie wykazały wzrostu cz�sto�ci uszkodze� płodu. Grupa B2 obejmuje substancje lecznicze nie przebadane na zwierz�tach pod k�tem zagro�e� w okresie ci��y, ale dost�pne dane nie wskazuj� na ryzyko uszkodze� płodu. Grupa B3 obejmuje preparaty, które w badaniach na zwierz�tach wykazały, �e lek mo�e zwi�ksza� cz�sto�� uszkodze� płodu, ale znaczenie tych obserwacji u ludzi nie zostało ostatecznie wyja�nione. Do kategorii C zalicza si� leki powoduj�ce szkodliwe skutki dla płodu lub noworodka (z wyj�tkiem wad rozwojowych), które mog� by� odwracalne. S� stosowane tylko wtedy, je�li według oceny lekarza s� absolutnie niezb�dne. Do kategorii D zalicza si� preparaty, które mo�na stosowa� tylko w przypadku zagro�enia �ycia matki lub płodu. Do kategorii X zalicza si� substancje lecznicze, które s� zabronione u kobiet w ci��y. Przepisuj�c leki w okresie karmienia piersi� nale�y bra� pod uwag� ich przenikanie do pokarmu, gdzie osi�gaj� st��enie równe lub przekraczaj�ce st��enie we krwi obwodowej matki. Istnieje niewiele publikacji na temat mo�liwo�ci i skuteczno�ci leczenia przeciw�wierzbowego u matek karmi�cych. Ze wzgl�du na mo�liwo�� przezskórnej absorpcji leku zaleca si� przerw� w karmieniu piersi� przez kilka dni w czasie i po zako�czeniu leczenia (Burns 2004).

Preparaty siarki str�conej w wazelinie �ółtej U kobiet ci��arnych, karmi�cych i niemowl�t poni�ej 2 miesi�ca �ycia z

klasyczn� postaci� �wierzbu zaleca si� stosowanie 5% -10% (cz�sto 6%) ma�ci siarkowej przez okres 3 kolejnych dni wieczorem. Ma�ci� pokrywa si� całe ciało, od szyi w dół. U niemowl�t niekiedy poleca si� dodatkowo smarowanie szyi i głowy, przewa�nie ma�ci� o ni�szym, np. 2.5% - 3% st��eniu siarki (Burns 2004, Orion i wsp. 2002). W wielu o�rodkach klinicznych w Polsce preferuje si� niskie st��enia ma�ci siarkowej w leczeniu klasycznej postaci �wierzbu u niemowl�t i małych dzieci. Przed leczeniem i po 24 godzinach od ostatniej aplikacji wskazana jest dokładna k�piel. Nast�pnie poleca si� zmian� bielizny, ubra� i po�cieli oraz dokładne mycie i czyszczenie przedmiotów, z którymi stykał si� chory w czasie zaka�enia (Scheinfeld 2004, Flinders i De Schweinitz 2004). Leczenie ma�ci� siarkow� w Polsce jest bardzo powszechne i uwa�ane jest za bezpieczne (Lin i wsp.1988), aczkolwiek brak jest w pi�miennictwie kontrolowanych bada� okre�laj�cych skuteczno�� i bezpiecze�stwo takiej terapii. Zalet� ma�ci siarkowej jest niski koszt leczenia. Cz�sto spotykanym powikłaniem jest kontaktowe zapalenie skóry z podra�nienia (irritant contact dermatitis), szczególnie wtedy, gdy leczenie prowadzone jest dłu�ej ani�eli zalecane 3

319

dni lub stosowane s� wy�sze st��enia siarki. Niektórzy pacjenci nie akceptuj� przykrego zapachu ma�ci i jej tłustej konsystencji.

Krotamiton Krotamiton (crotamiton, krotonylo-N-etylo-o-toluidyna) stosowany jest w 10%

st��eniu, w postaci ma�ci lub lotionu. Lek aplikuje si� na skór� od szyi w dół, na okres 24 godzin przez 2 kolejne dni. Ze wzgl�du na ograniczon� skuteczno�� leku, ocenian� na 60-88% (Fölster-Holst i wsp. 2000) lub 40-50% (www.safe2use.com/poisons-pesticides / pesticides / misc / crotamiton.htm), zalecane jest 5-dniowe leczenie (Orion i wsp. 2002). Krotamiton mo�e by� stosowany w leczeniu �wierzbu guzkowego u dzieci. Poleca si� pozostawienie preparatu na skórze guzka na okres 24 godzin, a nast�pnie zmycie i ponown� aplikacj� na kolejn� dob� (Chosidow 2000, Flinders i De Schweinitz 2004). Mechanizm działania przeciw�wierzbowego krotamitonu nie jest znany. Lek ma wykazywa� dodatkowo efekt przeciw�wi�dowy, paradoksalnie jednak cz�sto prowokuje podra�nienie skóry lub alergiczny wyprysk kontaktowy, a wtórnie �wi�d lub pieczenie. Nale�y unika� przypadkowej aplikacji na błony �luzowe, zwłaszcza oczu, poniewa� mo�e wywoła� zapalenie spojówek. Wchłanialno�� preparatu jest nieznaczna, poni�ej 1%. Krotamiton mo�e by� stosowany u niemowl�t, małych dzieci i w czasie karmienia piersi�, natomiast u kobiet w ci��y tylko warunkowo (brak bada� nad stosowaniem krotamitonu w okresie ci��y na zwierz�tach i na ludziach). Lek nie ma wła�ciwo�ci teratogennych i mutagennych (Fölster-Holst i wsp. 2000]. W Polsce i USA krotamiton nale�y do kategorii C i nie mo�e by� te� stosowany u dzieci poni�ej 2 roku �ycia.

Permetryna Permetryna jest syntetycznym fotostabilnym pyretroidem, stosowanym w

postaci 5% kremu. W wielu krajach, np. w USA, gdzie jest dost�pna pod nazw� handlow� Elimite, jest lekiem pierwszego wyboru (Chosidow 2000, Flinders i De Schweinitz 2004); w Polsce jest mniej popularna i stosowana głównie w leczeniu wszawicy. Permetryna hamuje przepływy w kanałach sodowych i hamuje rozwój paso�yta we wszystkich stadiach rozwojowych. W �wierzbie zaleca si� jednorazow� aplikacj� preparatu na okres około 10 godzin, u niemowl�t na 6 godzin (Fölster-Holst i wsp. 2000, Scheinfeld 2004). Pokrywa si� nim cał� skór�, od szyi w dół. Dawka dla osoby dorosłej wynosi 30g. U dzieci poni�ej 5 roku �ycia Flinders i De Schweinitz (2004) zalecaj� aplikacj� kremu tak�e na głow� i szyj�. Lek jest trudno wchłanialny (poni�ej 2%) ze skóry oraz szybko metabolizowany i inaktywowany przez esterazy. Permetryn� uwa�a si� za lek skuteczny (90-100% efektywno�ci) i bezpieczny (Fölster-Holst i wsp. 2000, Orion i wsp. 2002). Analiza kosztów i bezpiecze�stwa leczenia przeciw�wierzbowego przeprowadzona przez Elgartha (2003) wskazuje na 5% preparat permetryny jako na najlepszy lek przeciw�wierzbowy u niemowl�t i małych dzieci. Ze wzgl�du na ograniczon� absorpcj� do krwioobiegu prawdopodobie�stwo wywołania efektu toksycznego jest około 40 - 400 razy mniejsze ani�eli przy stosowaniu 1% lindanu (Zargeri i wsp. 2006). Permetryna nale�y do leków kategorii B bezpiecze�stwa dla płodu, nie jest teratogenna. Mo�e by� stosowana u niemowl�t powy�ej 2 miesi�ca �ycia i jest lekiem z wyboru u małych dzieci (Burns 2004). Nie jest okre�lone bezpiecze�stwo stosowania u kobiet karmi�cych. W przypadku konieczno�ci stosowania permetryny u matek karmi�cych piersi� zaleca si� czasowe przestawienie dziecka na pokarm sztuczny (Flinders i De Schweinitz 2004). Badanie porównawcze nad skuteczno�ci� 1% lindanu i 5% permetryny w leczeniu �wierzbu wykazały istotnie wy�sz� efektywno�� permetryny (84.6% vs 48.9%) (Zargari i wsp. 2006). Jako działanie niepo��dane w trakcie aplikacji preparatu wymienia si� rumie�, pieczenie

320

skóry oraz nasilenie lub nawrót �wi�du, jednak cz�sto�� objawów ubocznych szacuje si� jako nisk� tj. 2.5 na 1000 aplikacji (Chosidow 2000). Permetryna 5% nie jest zarejestrowana w Polsce, dost�pne s� ni�sze st��enia, tj. 2% lub 0.125% w preparatach pod nazw� handlow� Pipi Lotion, Pipi Family, Pipi Zestaw (http://www.mp.pl/artykuly/?aid=962); permetryna była tak�e w szamponie o nazwie handlowej NIX (do leczenia wszawicy).

Benzoesan benzylu Benzoesan benzylu stosuje si� w postaci lotionu w st��eniu od 10% do 30%. W

Polsce i w innych krajach Europy dost�pny jest w st��eniu 30%. W naturalnej postaci wyst�puje jako jeden ze składników balsamu peruwia�skiego (balsamum peruvianum). Roztworem benzoesanu benzylu smaruje si� skór� na 24 godziny przez 3 lub nawet 5 kolejnych dni. Benzoesan benzylu (10%) mo�e by� stosowany w skojarzeniu z 2% roztworem sulfiramu np. dwie aplikacje w odst�pie 10 minut lub 24 godzin (Chosidow 2000). Brak jest w pi�miennictwie du�ych bada� porównawczych dotycz�cych skuteczno�ci leczenia benzoesanem benzylu (Burns 2004). Jednak według Fölster-Holst i wsp. (2000) odsetek wylecze� waha si� w przedziale 76 do 100%. W Polsce lek dost�pny jest w preparatach Novoscabin oraz Cetriscabin (preparaty znajduj� si� tak�e poza obrotem aptekarskim, np. w sklepach zielarsko-medycznych) i jest dopuszczony do stosowania miejscowego u kobiet ci��arnych. Według Fölster-Holst i wsp. (2000) benzoesan benzylu, ze wzgl�du na toksyczno�� jego metabolitu, alkoholu benzylowego (w wyniku hydrolizy benzoesanu benzylu powstaje kwas benzoesowy i alkohol benzylowy) nie powinien by� zalecany u noworodków i niemowl�t. U małych dzieci nale�y go stosowa� bardzo ostro�nie, a u kobiet w ci��y tylko w wyj�tkowych przypadkach. U matek karmi�cych mo�e by� dopuszczony do leczenia tylko pod kontrola lekarsk�. W przypadku stosowania u niemowl�t zaleca si� rozcie�czenie leku w 2 lub 3 porcjach wody. Poza tym nale�y unika� przedłu�onej lub powtórnej aplikacji. W Europie - dost�pny (np. Niemcy, Francja), w USA nie jest dopuszczony przez Food and Drug Administration do stosowania w leczeniu �wierzbu (Scheinfeld 2004). Do objawów niepo��danych towarzysz�cych terapii nale��: podra�nienie skóry, nadmierna sucho�� i �wi�d. Chory powinien by� poinformowany o potrzebie starannej aplikacji i ochrony błon �luzowych (np. spojówek), poniewa� lek ma wła�ciwo�ci dra�ni�ce.

Malathion Malathion jest insektycydem, w leczeniu �wierzbu i wszawicy głowowej

stosowany jest w 0.5% roztworze wodnym. Jest dost�pny w preparacie pod nazw� handlow� Derbach M lub Ovide. Lek aplikuje si� na skór� na okres 24 godzin, po tym czasie nale�y dokładnie zmy� preparat. Aplikacj� mo�na powtórzy� po tygodniu. Ze wzgl�du na nieprzyjemny zapach, łatwopalno�� oraz depresj� o�rodka oddechowego po ewentualnym przypadkowym spo�yciu, malathion nie jest lekiem podstawowym w terapii �wierzbu. W USA preparat ten stosowany jest tylko w leczeniu opornej wszawicy głowowej. Roztwór malathionu zaliczony został do kategorii B, nie jest wi�c bezwzgl�dnie przeciwwskazany w okresie ci��y. Słabo wchłania si� ze skóry, poza tym jest szybko metabolizowany. Nie stwierdzono znacz�cego wzrostu incydentów wrodzonych malformacji w grupie 22 465 dzieci urodzonych z matek, które stosowały malathion w aerozolu w czasie pierwszego trymestru ci��y. Brak jest randomizowanych kontrolowanych bada� szacuj�cych skuteczno�� malathionu (Scheinfeld 2004, Flinders i De Schweinitz 2004, Burns 2004, http: // www. attract. wales.nhs.uk /question_ answers.cfm?question_id=477). W Polsce preparat nie jest zarejestrowany.

321

Allethrin Allethrin jest pierwszym pestycydem z grupy pyretroidów (typ I). Lek wyst�puje

pod nazw� handlow� Spregal, jest dost�pny w Europie, ale nie jest zarejestrowany w Polsce. Według Pascha i wsp. (2001) allethrin w postaci aerozolu mo�e by� dopuszczony do stosowania u kobiet w ci��y, kobiet karmi�cych piersi� i małych dzieci. Według innych niemieckich autorów lek ten nie jest wskazany w tej grupie chorych (Fölster-Holst i wsp. 2000).

Lindan 1% lindan (gamma benzene haxachloride) w Polsce dost�pny jest w preparacie

Jacutin (�el i emulsja). Nale�y do kategorii C. W USA lindan stosowany jest w przypadku nieskuteczno�ci innych terapii przeciw�wierzbowych i nale�y do kategorii B. Zaleca si� jednorazow� aplikacj� na 10-12 godzin, cho� 6-cio godzinna aplikacja preparatu wydaje si� równie skuteczna. Leczenie mo�na powtórzy� po tygodniu. Lindan wchłania si� przez skór�, około 10 razy silniej ni� permetryna, a z powodu ró�nic w metabolizmie obu preparatów surowicze st��enie lindanu jest 40 razy wy�sze ni� permetryny (Scheinfeld 2004). Ze wzgl�du na znaczn� przezskórn� absorpcj� lek nale�y stosowa� wył�cznie na such� i nieuszkodzon� skór�. Preparat charakteryzuje si� du�� toksyczno�ci� po wchłoni�ciu i prowokowaniem objawów ze strony o�rodkowego układu nerwowego (nudno�ci, wymioty, zawroty głowy, spl�tanie, drgawki). Doniesienia na temat niepo��danych działa� neurologicznych, dotycz� przede wszystkim przypadków nieprawidłowego stosowania, np. aplikacji nadmiernej ilo�ci leku lub przypadkowego spo�ycia. Opis napadu padaczkopodobnego u 3-letniego chłopca z współistniej�c� wrodzon� erytrodermi� potwierdza du�� wchłanialno�� i neurotoksyczno�� leku, szczególnie w przypadku zaburzonej bariery naskórkowej w ró�nych dermatozach (Chosidow 2000). Lindan ponadto mo�e zwi�ksza� ryzyko rozwoju guza mózgu u dzieci (Davis i wsp.1993), dlatego nie nale�y stosowa� go w tej grupie pacjentów (szczególnie poni�ej 3-5 roku �ycia). Jako preparat nale��cy do kategorii C jest przeciwwskazany u kobiet w ci��y, poniewa� maj�c wła�ciwo�ci lipofilne łatwo penetruje przez skór� i mo�e kumulowa� si� w ło�ysku. Matki karmi�ce powinny zaprzesta� karmienia piersi� na minimum 2 dni. Lindanu nie nale�y stosowa� tak�e w norweskiej postaci �wierzbu, u osób z czynnymi dermatozami, takimi jak łuszczyca lub atopowe zapalenie skóry oraz u osób z chorobami neurologicznymi (np. padaczka). Prawidłowe stosowanie lindanu w odpowiedniej grupie pacjentów uwa�ane jest za skuteczne (efektywno�� w przedziale 65-92%) i bezpieczne (Burns 2004, Fölster-Holst i wsp. 2000). Przypadki �wierzbu oporne na leczenie tym preparatem odnotowano np. w krajach obu Ameryk i w Azji. Lekiem skutecznie eliminuj�cym infestacj� była Permetryna (Taplin i wsp. 1991).

Iwermektyna Iwermektyna (Stromectol, Mectizan) pod wzgl�dem budowy podobna jest do

antybiotyków makrolidowych, cho� nie ma wła�ciwo�ci przeciwbakteryjnych. Jest natomiast aktywna wobec licznych ekto- i endoparazytozów. Lek jest w powszechnym u�yciu w lecznictwie weterynaryjnym; w medycynie od 1987 roku stosowany jest w zwalczaniu onchocerkozy i strongyloidozy, a w niektórych krajach tak�e w leczeniu ci��kich postaci �wierzbu. Iwermektyna nale�y do kategorii C, nie powinna by� tak�e stosowana u dzieci wa��cych poni�ej 15 kg. W krajach trzeciego �wiata stosowana jest w leczeniu onchocerkozy tak�e u kobiet ci��arnych oraz karmi�cych piersi� i nie zaobserwowano efektu teratogennego (Flinders i De Schweinitz 2004, Chosidow 2000). W USA Iwermektyna nie jest dopuszczona do leczenia �wierzbu, dotyczy to tak�e wielu

322

krajów Europy. Nie jest te� dost�pna w Polsce. Mechanizm działania leku polega na zaburzeniu GABA-zale�nej neurotransmisji u bezkr�gowców. Lek wi��e si� selektywnie z komórkami nerwowymi i mi��niowymi. W dawkach leczniczych u ssaków nie działa na mózg i rdze� kr�gowy. Z krwi obwodowej łatwo przechodzi do skóry i oka. W niewielkiej ilo�ci lek przenika do mleka. Dawka lecznicza Iwermektyny wynosi 200 ug/kg masy ciała, w celu zwi�kszenia prawdopodobie�stwa całkowitego wyleczenia niezb�dne wydaje si� powtórzenie leczenia po tygodniowej przerwie. Badania porównawcze skuteczno�ci iwermektyny i benzoesanu benzylu wskazuj� na przewag� pojedynczej doustnej dawki iwermektyny. Natomiast pojedyncza aplikacja permetryny wydaje si� by� bardziej efektywna od jednej dawki iwermektyny. Efektywno�� iwermektyny i lindanu jest podobna. Ze wzgl�du na skuteczno��, niski koszt leczenia (około 34 dolary za 5- 6 tabletek po 3mg) oraz łatwo�� podania lek mógłby by� szczególnie przydatny w terapii masywnych zachorowa� na �wierzb w izolowanych du�ych skupiskach ludzi np. domach opieki lub wi�zieniach. Preparat polecany jest przede wszystkim w norweskiej odmianie �wierzbu (Flinders i De Schweinitz 2004, Scheinfeld 2004, Chosidow 2000).

Leczenie �wierzbu norweskiego �wierzb norweski jest ci��k�, uogólnion� postaci� zaka�enia Sarcoptes scabiei,

charakteryzuj�c� si� masywnymi nawarstwieniami łusek i strupów oraz bardzo du�� ilo�ci� paso�ytów na powierzchni skóry. Chocia� skuteczno�� leków zewn�trznych jest ograniczona, to u kobiet w ci��y, karmi�cych piersi� i małych dzieci o wadze do 15 kg nie zaleca si� podawania iwermektyny. W tych przypadkach mo�na zastosowa� ma�� siarkow� lub 5% permetryn�. Wcze�niejsza aplikacja leków keratolitycznych (np. 5-10% ma�� salicylowa i 20-40% mocznik w ma�ci) usuwa zalegaj�c� łusk�, strupy i poprawia dost�p ma�ci do norek �wierzbowcowych w obr�bie naskórka (Chosidow 2000, Scheinfeld 2004). Z powodu masywnej infestacji Sarcoptes scabiei zaleca si� 2- krotne aplikacje permetryny w odst�pach pi�ciodniowych oraz wykonywanie bada� kontrolnych (zeskrobiny naskórka, badanie dermatoskopowe) w celu oceny skuteczno�ci terapii. U dzieci mo�na ł�czy� leczenie permetryn� (I i VII dzie�) z 5-dniow� aplikacj� 10% krotamitonu.

Leczenie uzupełniaj�ce Za skuteczno�� terapii przeciw�wierzbowej odpowiada nie tylko dobór

wła�ciwego �rodka i jego wła�ciwa aplikacja, ale tak�e kontrola i leczenie członków rodziny, partnerów seksualnych i ewentualnie osób z najbli�szego otoczenia. Odpowiednie podanie preparatu polega na starannym pokryciu skóry całego ciała ze szczególnym zwróceniem uwagi na okolic� fałdów pachowych, pachwinowych, bruzd, przestrzeni mi�dzypalcowych, palców r�k i stóp, ł�cznie z paznokciami i hyponychium. Poleca si� wcze�niejsze obci�cie paznokci r�k i stóp, a nast�pnie dokładne wsmarowanie leku pod płytk� paznokciow� (hyponychium). U niemowl�t i małych dzieci, ale tak�e u ludzi starych i chorych z zaburzeniami immunologicznymi cz�sto istnieje potrzeba aplikacji leku na skór� twarzy, skór� owłosion� głowy i okolic� zauszn�. Nale�y omija� okolice oczu i jamy ustnej (ryzyko podra�nienia błon �luzowych). Po leczeniu wskazana jest ciepła k�piel, a nast�pnie pranie r�czników, bielizny i odzie�y w gor�cej wodzie (minimum 60°), prasowanie oraz nieu�ywanie jej przez okres kilku dni. Dezynfekcja powinna obejmowa� tak�e meble, dywany i przedmioty codziennego u�ytku. W trakcie hospitalizacji chorego ze �wierzbem, szczególnie odmian� norwesk�, odwiedziny powinny zosta� ograniczone, ewentualnie

323

osoby odwiedzaj�ce musz� by� odpowiednio zabezpieczone przed zaka�eniem (r�kawiczki i fartuchy ochronne).

Lekarz powinien poinformowa� chorego o mo�liwo�ci utrzymywania si� �wi�du skóry przez okres 1 do 2 tygodni, pomimo przeprowadzenia skutecznego leczenia (Chosidow 2000, Zargari i wsp. 2006). Zewn�trzne preparaty przeciw�wierzbowe maj� działanie dra�ni�ce i wysuszaj� skór�, co dodatkowo nasila �wi�d. W tych przypadkach pomocne s� leki przeciwhistaminowe, ma�ci kortykosteroidowe (np. 1% hydrokortyzon lub 0.1% triamcinolon) i emolienty. Wtórne zaka�enie bakteryjne stanowi wskazanie do systemowego podawania antybiotyku, aktywnego wobec paciorkowców i gronkowców, np. erytromycyny lub cefalosporyn. U chorych z nasilonymi zmianami wypryskowymi, reakcjami alergicznymi w wywiadzie i sucho�ci� skóry nale�y wybra� lek o najmniejszym działaniu dra�ni�cym.

Podsumowanie Podstaw� skuteczno�ci prowadzonego leczenia jest nie tylko dobór

odpowiedniego preparatu leczniczego, wła�ciwe jego stosowanie ale tak�e dobra współpraca z pacjentem. Niepowodzenia w leczeniu �wierzbu wi��� si� z oporno�ci� paso�yta na niektóre substancje lub niedostateczn� aplikacj� leku np. na płytki paznokciowe lub na okolic� hyponychium (szczelina mi�dzy dystaln� cz��ci� płytki a wałem paznokciowym). U małych dzieci, ze wzgl�du na cie�sz� warstw� rogow�, mniejsz� ilo�� łoju i delikatniejsze owłosienie �wierzbowiec mo�e by� obecny w obr�bie skóry twarzy, głowy i w okolicy zausznej. Dokładne badanie fizykalne skóry dziecka, tak�e wspomnianych okolic, oraz ocena dermatoskopowa i test atramentowy ograniczaj� niepowodzenia terapii (Cox 2000).

Obecnie permetryna wydaje si� by� najbardziej skuteczna, daje wy�szy wska�nik wylecze� od krotamitonu i lindanu (Zargari i wsp. 2006, Fölster-Holst i wsp. 2000). Nie ma wi�kszych ró�nic w odsetku wylecze� pomi�dzy krotamitonem i lindanem czy benzoesanem benzylu i siark�. Badania na niedu�ych grupach pacjentów sugeruj�, �e podobne wyniki osi�ga si� tak�e w leczeniu iwermektyn� i benzoesanem benzylu lub iwermektyn� i lindanem (Burns 2004). W oparciu o profesjonalne obserwacje kliniczne obecnie preferuje si� leczenie permetryn�, tak�e kobiet w ci��y, niemowl�t i małych dzieci (Zargari i wsp. 2006). Według White’a i Coxa (2000) krotamiton i ma�� siarkowa s� bezpieczne dla kobiet w ci��y i niemowl�t, jednak skuteczno�� obu preparatów jest cz�sto niewystarczaj�ca. Autorzy polecaj� permetryn�, jako lek o du�ej efektywno�ci terapeutycznej i du�ym profilu bezpiecze�stwa, co ma zasadnicze znaczenie w terapii tej szczególnej grupy chorych.

Literatura Burns D.A. 2004. Diseases caused by arthropods and other noxious animals. In: Burns

T., Breathnach S., Cox N., Griffiths C. (eds.). Rook’s textbook of dermatology. Blackwell Publishing Company. Malden Oxford Carlton. 7th edition. Vol 2. 33.37-33.46.

Chosidow O. 2000. Scabies and pediculosis. Lancet. 355: 819-826. Crotamiton. [w:] http://www.safe2use.com/poisons-pesticides pesticides/ misc /

crotamiton. htm Davis J.R., Brownson R.C., Garcia R.1993. Family pesticide use and childhood brain

cancer. Environ. Contam. Toxicol. 24: 87-92. Elgart M.L. 2003. Cost-benefit analysis of ivermectin, permethrin and benzyl benzoate

in the management of infantile and childhood scabies. Expert. Opin. Pharmacother. 4: 1521-24.

324

Flinders D.C., De Schweinitz P. 2004. Pediculosis and scabies. [w:] http:// www.aafp.org/afp/20040115/341.html

Fölster-Holst R., Rufli T., Christophers E. 2000. Die Skabiestherapie unter besonderer Berucksichtigung des frühen Kindesalters, der Schwangerschaft und Stillzeit. Hautarzt. 51: 7-13.

http://www.attract.wales.nhs.uk/question_answers.cfm?question_id=477 Jaworek-Kasperek K., Bendkowski W. 1996. Dermatozy ci��owe. Przegl Dermatol. 83:

347-352. Lin A.N., Reimer R.J., Carter D.M. 1988. Sulfur revisited (Letter). J Am Acad

Dermatol. 18: 553- 558. Orion E., Ruocco V., Wolf R. 2002. Parasitis skin infestations II, scabies, pediculosis,

spider bites: unapproved treatments. Clin Dermatol. 20: 618-625. Paasch U., Haustein U.F. 2001. Behandlung der endemischen Skabies mit Allethrin,

Permethrin und Ivermectin. Evaluation eines Behandlungskonzeptes. Hautarzt. 52: 31-37.

Paller A.S. 1993. Scabies in infants and small children. Semin. Dermatol. 12: 3-8. Rogu�-Skorupska D. 2000. Dermatozy swoiste dla okresu ci��y. Nowa Medycyna. 11:

6-9. Scheinfeld N. 2004. Controlling scabies in institutional settings. A review of

medications, treatment models and implementation. Am J Clin Dermatol. 5 : 31-37. Taplin D., Porcelain S.L., Meinking T.L., Athey R.L., Chen J.A., Castillero P.M.,

Sanchez R. 1991. Community control of scabies: a model on use of permethrin cream. Lancet. 337: 1016-1018.

White G.M., Cox N.H. 2000. Infestations and tropical disorders. In: Diseases of the skin. A color atlas and text. Mosby, London, Edinburgh, New York, Philadelphia, St Louis, Toronto: 369-372.

White G.M., Cox N.H. 2000. Cutaneous signs of systemic conditions and dermatoses of pregnancy. In: Diseases of the skin. A color atlas and text. Mosby. London, Edinburgh, New York, Philadelphia, St Louis, Toronto: 195-218.

Zargari O., Golchai J., Sobhani A., Dehpour A.R., Sadr-Ashkevari S., Alizadeh N., Darjani A. 2006. Comparison of the efficacy of topical lindane 1% vs permethrin 5%. A randomized, double blind study. Indian J. Dermatol. Venereol. Leprol. 72: 33-36.

325

Leczenie wszawicy głowy– przyczyny niepowodze� terapeutycznych

Gra�yna Chodorowska, Maria Juszkiewicz-Borowiec, Dorota Wojnowska Katedra i Klinika Dermatologii, Wenerologii i Dermatologii Dzieci�cej AM w Lublinie, ul. Radziwiłłowska 13, 20-080 Lublin

Treatment of the head lice infestation– the failures of conventional therapy

Abstract During the last decades not only the prevalence of the head lice infestation has been

increasing but also the failures of the conventional treatment as well. The decreasing efficacy of the currently accepted treatment methods can be attributed to

various factors, including the lice resistance to the commonly applied pesticides, improper diagnosis, inadequate treatment practices, reinfestation from untreated contacts. Development of head lice resistant to current therapies has become a worldwide phenomenon. The main problem related to the treatment failures is that even highly pediculicidal insecticides have not complete ovicidal effect.

Wszawica głowy (pediculosis capitis) jest chorob� zaka�n�, której cz�sto�� w ci�gu ostatnich lat znacznie wzrosła, w zwi�zku z czym stała si� powa�nym problemem społecznym i epidemiologicznym na całym �wiecie.

Badania epidemiologiczne wskazuj�, �e znaczne rozprzestrzenienie infestacji wywołanych przez Pediculus humanus capitis mo�e by� zwi�zane z wieloma czynnikami, nie tylko biologicznymi i medycznymi, ale tak�e z przemianami społecznymi, zwi�kszon� migracj� ludno�ci, jak równie� ze zmieniaj�cym si� stylem �ycia. W poprzednich latach wyst�powanie wszawicy głowy wi�zano głównie ze złymi warunkami bytowymi najubo�szych warstw ludno�ci. Taki pogl�d, słuszny w odniesieniu do wszawicy odzie�owej, nie ma uzasadnienia w przypadku wszawicy głowy. Wszawica głowy wyst�puje bowiem na całym �wiecie, zarówno w krajach wysoko rozwini�tych, jak i w regionach dotkni�tych ubóstwem (Burns 2004).

Badania epidemiologiczne wskazuj�, �e cz�sto�� infestacji jest znacznie wi�ksza w g�sto zaludnionych �rodowiskach du�ych miast w porównaniu do regionów

326

tradycyjnie rolniczych (Burns 2004). Od około 20 lat w Anglii obserwowany jest wyra�ny wzrost liczby zachorowa� w�ród zamo�nych mieszka�ców dzielnic podmiejskich, nale��cych do �rednich klas społecznych, a tak�e uczniów renomowanych szkół z internatem (Burns 2004, Meinking i wsp. 2004). Obecnie wesz głowowa stała si� paso�ytem kosmopolitycznym, przekraczaj�cym granice geograficzne i społeczne. Wysoki wska�nik zachorowa� opisywano w USA, Kanadzie i wielu krajach europejskich. Najcz��ciej choruj� dzieci w wieku 3-11 lat i ich najbli�sze rodziny (Downs i wsp. 1999). Infestacje wsz� głowow� pojawiaj� si� okresowo zwłaszcza w zatłoczonych szkołach w centrum du�ych miast (Flinders i De Schweinitz 2004). Wesz głowowa jest paso�ytem ograniczonym do skóry owłosionej głowy, gdzie stała temperatura i wilgotno�� zapewniaj� jej optymalne warunki �rodowiskowe. Transmisja tych ektopaso�ytów odbywa si� głównie przez bezpo�redni kontakt fizyczny, a tak�e w mniejszym stopniu drog� po�redni� poprzez nakrycia głowy, szczotki grzebienie, ozdoby do włosów, obicia tapicerskie (Downs i wsp. 1999). Poniewa� wszy pobieraj� pokarm co 4-5 godzin i gin� poza �rodowiskiem skóry głowy po kilkunastu godzinach, po�rednia droga zaka�enia po�rednia ma ograniczone znaczenie (Downs i wsp. 1999).

Wszawica głowy jest najcz�stsz� chorob� paso�ytnicz� u ludzi w USA i Europie (Meinking i wsp. 2001). Chocia� w USA liczba nowych zachorowa� oceniana jest na 6-12 mln rocznie, wielu autorów podkre�la, �e dokładne oszacowanie liczby chorych jest trudne (Ko i Elston 2004). Tradycyjnie w USA brano pod uwag� liczb� sprzedanych leków przeciwwszawiczych, jednak�e wraz z rozwojem oporno�ci na leczenie, wska�niki sprzeda�y staj� si� niewiarygodne w ocenie cz�sto�ci wyst�powania infestacji, poniewa� pacjent nieskutecznie leczony jednym lekiem mo�e by� wielokrotnie leczony innymi lekami i pozosta� nadal niewyleczony (Meinking i wsp. 2001).

Rozpoznanie wszawicy głowy polega na stwierdzeniu �ywych paso�ytów i zdolnych do �ycia jaj (Flinders i De Schweinitz 2004). Stwierdzenie pojedynczej wszy upowa�nia do rozpoznania, natomiast gdy widoczne s� na włosach tylko jaja (gnidy), powinny zosta� zbadane mikroskopowo w celu stwierdzenia obecno�ci �ywych zarodków i odró�nienia ich od jaj obumarłych lub pustych osłonek (Burns 2004, Flinders i De Schweinitz 2004). Osłonka jaja pozostała na łodydze włosa po wyl�gni�ciu si� nimfy ma kolor biały i jest łatwiejsza do zobaczenia ni� nieuszkodzone jajo (Burns 2004).

Najlepsz� metod� potwierdzenia rozpoznania jest wyczesywanie włosów g�stym grzebieniem w poszukiwaniu �ywych wszy, mniej skuteczne jest natomiast bezpo�rednie ogl�danie skóry głowy i włosów (Flinders i De Schweinitz 2004). Nale�y pami�ta�, �e wesz głowowa porusza si� wzdłu� łodygi włosa, najcz��ciej blisko skóry głowy, przemierzaj�c około 23 cm /min (Ko i Elston 2004). Ogl�daj�c suche włosy mo�na nie zauwa�y� �ywych paso�ytów, bowiem wszy głowowe unikaj� �wiatła i poruszaj� si� wtedy bardzo szybko (Ko i Elston 2004). Zmoczenie włosów zwi�ksza szans� na znalezienie �ywych wszy, poniewa� przez pewien czas w wilgotnym �rodowisku stawonogi te zamieraj� w bezruchu.

Jedn� z najwa�niejszych przyczyn zwi�kszonej cz�sto�ci wyst�powania infestacji wsz� głowow� na �wiecie jest fakt, �e dotychczasowe metody leczenia okazały si� całkowicie niewystarczaj�ce. Warunkiem skutecznego leczenia wszawicy głowy jest zastosowanie leku, który by wykazywał wła�ciwo�ci owadobójcze zarówno wobec dojrzałych form paso�yta, jak i innych stadiów rozwojowych, to jest nimf i jaj. Wszystkie stosowane leki wykazuj� wła�ciwo�ci bójcze głównie wobec dorosłych osobników wszy głowowej, natomiast ich działanie jajobójcze jest ograniczone.

327

Pomimo przynale�no�ci do ró�nych grup chemicznych, wszystkie miejscowo stosowane insektycydy charakteryzuj� si� zdolno�ci� do wywoływania efektu toksycznego wobec układu nerwowego paso�yta (Flinders i Schweinitz 2004). Mechanizm działania owadobójczego polega na hamowaniu neuroprzeka�ników, a zwłaszcza na blokowaniu acetylocholinesterazy (pestycydy fosforoorganiczne, karbaminiany) lub uszkodzeniu transportu sodu (DDT, pyretroidy) co prowadzi do depolaryzacji błon komórkowych neuronów nerwów obwodowych, pora�enia układu nerwowego i oddechowego stawonogów, a w konsekwencji do �mierci owada (Downs i wsp. 1999, Ko i Elston 2004).

Z punktu widzenia jajobójczej skuteczno�ci stosowanych pestycydów, du�e znaczenie ma fakt, �e układ nerwowy zarodka wykształca si� po 4 dniach embriogenezy. W ci�gu tych kilku dni, gdy układ nerwowy nie jest jeszcze rozwini�ty insektycydy, nie mog� wykaza� swojego działania neurotoksycznego. Z tego powodu niektóre rozwijaj�ce si� zarodki mog� prze�y� pierwsze leczenie i dlatego, aby zabi� nowo wyl�głe nimfy, niezb�dna jest ponowna aplikacja �rodka owadobójczego po 10 dniach (Flinders i Schweinitz 2004). Stwierdzono, �e jajo zawieraj�ce dojrzały do wyklucia zarodek jest najbardziej podatne na jajobójcze działanie insektycydów (Meinking 1999). Pestycydy przedostaj� si� do jaja przez otworki w wieczku (Meinking 1999). Alkohol stanowi�cy składnik preparatów handlowych znacznie zwi�ksza owadobójcze i jajobójcze wła�ciwo�ci pestycydu i jest doskonałym no�nikiem transportuj�cym aktywny składnik przez otworki w wieczku (Meinking 1999). Chocia� wysokie st��enie alkoholu powoduje dodatkowo równie� odwodnienie jaja, st��enie powy�ej 70% uznawane jest za niebezpieczne z powodu łatwopalno�ci (Meinking 1999). Działanie jajobójcze insektycydów prowadzi do obumarcia rozwijaj�cego si� zarodka w obr�bie jaja lub uniemo�liwienia wyl�gania si� nimf z jaj. Opuszczenie jaja przez dojrzał� do wyl�gu nimf� wymaga bowiem sprawnego współdziałania układu nerwowego i oddechowego owada. Bezpo�rednio przed wydostanie si� z jaja nimfa wycina otwór w wieczku przy pomocy chitynowej cz��ci swojego aparatu g�bowego, zasysa powietrze, gwałtownie je wydycha i wypycha wieczko wydostaj�c si� na zewn�trz (Meinking 1999). W przypadku pora�enia układu nerwowego przez pestycyd nimfa nie mo�e opu�ci� jaja, nie mo�e wi�c pobra� pokarmu i w ci�gu kilku godzin obumiera (Meinking i wsp. 2004).

W leczeniu miejscowym wszawicy głowy stosowane s� preparaty owadobójcze nale��ce do ró�nych grup chemicznych. Najcz��ciej s� to naturalne pyretryny i syntetyczne pyretroidy (permetryna), zwi�zki chloroorganiczne (lindan), oraz w niektórych krajach zwi�zki fosforoorganiczne (malation) i karbaminiany (karbaryl).

Naturalne pyretryny, �rodki owadobójcze pochodzenia ro�linnego, s� obecnie w mniejszym stopniu stosowane ni� ich syntetyczne pochodne - pyretroidy. Pierwsze syntetyczne pyretroidy, wprowadzone do leczenia w latach 40-tych XX wieku, łatwo ulegały rozkładowi pod wpływem ciepła i �wiatła. Permetryna stosowana od 1973 r., jako pierwszy ciepłostabilny i �wiatłostabilny pyretroid, ma nisk� toksyczno�� dla ssaków w porównaniu z naturalnymi pyretrynami (Meinking o wsp. 2004). Aplikowana na skór� głowy w postaci 1% roztworów /szamponów, uwa�ana jest za bezpieczny dla ludzi, a tak�e skuteczny �rodek w stosunku do dojrzałych wszy (Flinders i De Schweinitz 2004). Jajobójczo�� tego insektycydu nie przekracza jednak 70% (Meinking i wsp. 2004).

Preparat chloroorganiczny– lindan jest obecnie na �wiecie znacznie rzadziej stosowany ze wzgl�du na swoj� toksyczno��, zmniejszaj�c� si� skuteczno�� oraz długi czas potrzebny do osi�gni�cia efektu owadobójczego (Flinders i Schweinitz 2004). Uwa�a si�, �e jest szczególnie toksyczny dla dzieci i ludzi starszych (Meinking i wsp.

328

2004). Z tego powodu w wielu krajach jest przeciwskazany dla niemowl�t, dzieci, kobiet ci��arnych i osób z nisk� mas� ciała (poni�ej 50 kg) (Meinking i wsp. 2004). Preparat ten jest powoli metabolizowany i dlatego nie powinien by� stosowany wielokrotnie, gdy� mo�e spowodowa� uszkodzenie centralnego układu nerwowego (Ko i Elston 2004). Ponadto lindan wykazuje bardzo słabe działanie jajobójcze– dwudziesto-minutowa aplikacja powoduje zabicie tylko 24% jaj wszy głowowej (Meinking i wsp. 2001). Zdaniem wielu autorów lindan nie jest pestycydem wystarczaj�co skutecznym w leczeniu wszawicy głowy, ani nie jest lekiem bezpiecznym ze wzgl�du na potencjaln� neurotoksyczno�� dla człowieka (Meinking i wsp. 2004).

Silne działanie owadobójcze wykazuje karbaryl, preparat z grupy karbaminianów, jednak w wielu krajach nie jest dopuszczony do stosowania u ludzi z powodu swojego działania karcynogennego i teratogennego stwierdzonego u niektórych gatunków zwierz�t (Burns 2004, Ko i Elston 2004).

Za najskuteczniejszy insektycyd uwa�any jest obecnie malation. Ten pestycyd z grupy zwi�zków fosforoorganicznych w ci�gu 5 minut zabija prawie wszystkie wszy, oraz wykazuje 95% skuteczno�� jajobójcz� (Braun-Falco i wsp. 2002). Malation stosowany prawidłowo jest bezpieczny. (Ko i Elston 2004). Natomiast wadami tego preparatu jest nieprzyjemny zapach, wła�ciwo�ci palne i mo�liwo�� pora�enia układu oddechowego człowieka w razie przypadkowego wypicia (Flinders i De Schweinitz 2004, Ko i Elston 2004). Zarówno malation, jak i karbaryl, pomimo swojej bardzo du�ej skuteczno�ci owadobójczej, maj� bardzo wysok�, skuteczno�� jajobójcz� (Burns 2004). Dotychczas zalecano utrzymywanie tych insektycydów przez 8-12 godzin na głowie. Obecnie wiadomo, �e w przypadku malationu, wystarczy 20 minutowa aplikacja do osi�gni�cia dobrego efektu terapeutycznego (Meinking 2004). Poniewa� oba preparaty rozkładane s� w cieple, nie wolno stosowa� suszarki do włosów po aplikacji pestycydów (Burns 2004). Brak 100% skuteczno�ci tych preparatów stwarza konieczno�� powtórzenia leczenia po 7-10 dniach (Burns 2004). Badania wykazały, �e posta� pestycydu ma niemały wpływ na skuteczno�� leczenia. Bardziej wskazane s� lotiony i płyny ni� szampony, w których st��enie �rodka chemicznego jest niskie i sprzyja rozwojowi oporno�ci (Burns 2004).

W przypadkach wszawicy głowy nie poddaj�cej si� leczeniu zewn�trznemu mo�e okaza� si� potrzebne post�powanie ogólne. W�ród leków ogólnych najcz��ciej bywa stosowana iwermektyna (200mg/dz), która jest lekiem przeciwpaso�ytniczym stosowanym w leczeniu w�gorczycy (strongyloidiosis)(Ko i Elston 2004). Iwermektyna blokuje selektywnie kanały wapniowe w komórkach nerwowych i mi��niowych bezkr�gowców. Lek ten podany doustnie jest skuteczny wobec nimf i dorosłych wszy ale nie ma wła�ciwo�ci jajobójczych, dlatego niezb�dna jest powtórna dawka leku po 7-10 dniach (Flinders i De Schweinitz 2004, Ko i Elston 2004). Znacznie rzadziej stosowany jest lewamisol, lek o działaniu przeciwpaso�ytniczym i immunosupresyjnym (Ko i Elston 2004). Szczególnie interesuj�ce wydaje si� zastosowanie trimetoprimu- sulfametoksazolu w leczeniu ogólnym wszawicy głowy. Lek ten jest całkowicie nietoksyczny dla owadów, natomiast niszczy fizjologiczn� flor� bakteryjn� przewodu pokarmowego wszy powoduj�c niedobór witamin z grupy B, co prowadzi do �mierci owadów (Flinders i De Schweinitz 2004, Burns 2004).

W ostatnich latach obserwowana jest wyra�na tendencja do leczenia tzw. naturalnymi �rodkami, w tym ró�nymi domowymi olejami kupowanymi w sklepach, w tym tak�e w sklepach internetowych (Meinking i wsp. 2001). Wielu pacjentów stosuje niesprawdzone alternatywne produkty, takie jak: wazelina, oliwa, majonez, olejek lawendowy, olejek krzewu herbacianego, nakładane na włosy i skór� głowy (Burns 2004, Ko i Elston 2004, Meinking i wsp. 2004). W przypadku takiego post�powania

329

cz��� dorosłych paso�ytów mo�e zgin�� z powodu uduszenia. Mechaniczne usuwanie stawonogów poprzez wyczesywanie mokrych włosów g�stym grzebieniem co 4 dni przez 2 tygodnie, równie� wykazuje pewn� niewielk� skuteczno�� owadobójcz�, ocenian� na 38% (Flinders i De Schweinitz 2004). Natomiast mycie głowy bez stosowania �rodków owadobójczych nie ma znaczenia leczniczego. Wszy głowowe s� dobrze przystosowane do przetrwania w niesprzyjaj�cym �rodowisku. Przy kontakcie z wod� wszy przylegaj� ko�czynami mocno do łodygi włosa, zamykaj� swoje tchawki chroni�c układ oddechowy przez dostaniem si� wody i utopieniem (Downs i wsp. 1999). Jaja wszy s� równie� odporne na wod�. Samica wszy przykleja gnidy do łodygi włosa substancj� wodoodporn� wytwarzan� przez gruczoły dodatkowe (Meinking 1999). Substancja ta, dawniej uwa�ana za chityn�, okazała si� prostym białkiem zło�onym z 5 aminokwasów, nierozpuszczalnym w wodzie (Meinking 1999). Zastosowanie octu na włosy mo�e nieco zwi�kszy� skuteczno�� wyczesywania dorosłych wszy i jaj (Flinders i De Schweinitz 2004). Niepokoj�cym zjawiskiem jest stosowanie przez pacjentów niebezpiecznych dla zdrowia �rodków chemicznych, takich jak benzyna, insektycydy domowe lub weterynaryjne w �rodowiskach, gdzie utrzymuje si� wszawica głowy z powodu niepowodze� leczenia lub cz�stych reinfekcji (Meinking i wsp. 2004).

Niepowodzenia leczenia wszawicy głowy wi��� si� z wieloma ró�nymi przyczynami. Jedn� z nich s� bł�dy techniczne w stosowaniu leków zewn�trznych, w tym nieprawidłowe rozcie�czenie pestycydu i zbyt krótki czasu aplikacji na skór� głowy. Insektycydy powinny by� stosowane na suche włosy. Aplikacja pestycydu na mokre włosy powoduje znaczne obni�enie st��enia substancji czynnej, zwykle poni�ej st��enia owadobójczego (Ko i Elston 2004). Ponadto zastosowanie do mycia włosów szamponu z od�ywk� spowoduje natłuszczenie łodygi włosa i zmniejszy kontakt włosów z pestycydem (Ko i Elston 2004, Meinking i wsp. 2002a). Du�y udział w niepowodzeniach leczenia ma równie� utrzymuj�cy si� kontakt z osob� chor�, co powoduje stał� reinfestacj� paso�ytami. Wykazano tak�e, �e istotny wpływ na skuteczno�� preparatu handlowego ma nie tylko jego najwa�niejszy składnik– insektycyd, ale zmiana wła�ciwo�ci lub składników podło�a w jakim zawieszona jest substancja czynna (Ko i Elston 2004, Meinking i wsp. 2001).

W przypadku niepowodze� w leczeniu wszawicy najwa�niejsze wydaje si� ustalenie czy ma to zwi�zek z oporno�ci� paso�ytów na zastosowany pestycyd. Szczególnie bowiem niepokoj�cym zjawiskiem epidemiologicznym obserwowanym w ostatnich latach jest zmniejszaj�ca si� skuteczno�� dotychczas stosowanego leczenia wszawicy głowy zwi�zana z narastaj�c� oporno�ci� na pestycydy. Stwierdzenie obecno�ci �ywych wszy u pacjenta po 12 godzinach od aplikacji �rodka owadobójczego na głow� pozwala podejrzewa� oporno�� paso�ytów na zastosowany pestycyd (Flinders i De Schweinitz 2004).

Rozwojowi oporno�ci sprzyja nadmierne nieuzasadnione stosowanie pestycydów. Panuje pogl�d, �e nie nale�y stosowa� chemicznego leczenia bez dowodów aktywnej infestacji w postaci obecno�ci �ywe wszy, a nie tylko jaj (Burns 2004). Ponadto leczenie profilaktyczne osób przebywaj�cych w otoczeniu pacjenta okazało si� nie tylko nieuzasadnione, ale tak�e szkodliwe epidemiologicznie, gdy� przyczynia si� do wytworzenia tolerancji ektopaso�ytów na zastosowany pestycyd (Ko i Elston 2004). Obecnie zaleca si� leczenie osób tylko z potwierdzonym rozpoznaniem wszawicy głowy. Oporno�� wszy na pestycydy rozwija si� najszybciej w tych krajach, w których �rodki chemiczne s� cz�sto i w du�ych ilo�ciach stosowane. W USA stwierdzono, �e wszy zebrane od dzieci z przewlekł� wszawic� głowy wykazywały oporno�� na szeroki zakres st��e� permetryny in vitro (Elston 2003). Natomiast wszy

330

zebrane od dzieci z Azji Południowo-Wschodniej, gdzie pestycydy s� rzadko stosowane były łatwo unieruchamiane przez permetryn� (Elston 2003). Co wi�cej, potwierdzono wcze�niejsze doniesienia o istnieniu krzy�owej oporno�ci tych paso�ytów na ró�ne pyretroidy i pyretryny naturalne (Elston 2003).

Cz�sto spotykanym bł�dem, przyczyniaj�cym si� do rozwoju tolerancji wszy na �rodki chemiczne, jest rozpylanie pestycydów na przedmioty domowe i meble tapicerskie.

Zło�one przyczyny powstawania oporno�ci wszy głowowej na skuteczne wcze�niej pestycydy były przedmiotem zainteresowania wielu badaczy.

Za jeden z najistotniejszych powodów uwa�a si� obecnie wyst�powanie tzw. efektu resztkowego (residual effect) polegaj�cego na oddziaływaniu toksycznym na wyl�gaj�ce si� nimfy niewielkich ilo�ci pestycydów utrzymuj�cych si� po aplikacji w ci�gu kilku dni na skórze głowy i na włosach. Poddawanie wszy subletalnym dawkom insektycydów sprzyja powstawaniu oporno�ci ektopaso�ytów na stosowane preparaty. Permetryna w pierwszym okresie stosowania (w latach 80-tych XX wieku) była wysoce skutecznym �rodkiem owadobójczym. Chocia� aplikowana w postaci 1% szamponu miała tylko 70% jajobójczo��, to przylegaj�c do włosów i skóry głowy wytwarzała efekt resztkowy, co powodowało prawie 100% skuteczno�� po pojedynczej 10 minutowej aplikacji (Meinking i wsp. 2004). W ostatnich latach, stwierdzono znaczne zmniejszenie skuteczno�ci permetryny w leczeniu wszawicy głowy na Florydzie (Meinking i wsp. 2004). Obserwowano tylko 55% efekt owadobójczy i jajobójczy po 2 tygodniach od zastosowanego leczenia i wykazano, �e a� 40% pacjentów wymaga powtórzenia kuracji (Meinking i wsp. 2004).

Wzrastaj�ca tolerancja stawonogów na najcz��ciej stosowane pestycydy prowadzi do powstawania epidemii nie poddaj�cych si� konwencjonalnemu leczeniu. W Czechach w 1992 r obserwowano epidemi� wszawicy w�ród dzieci szkolnych, obejmuj�c� 20% populacji (Elston 2003). Ognisko tej epidemii zwi�zane było z obecno�ci� wszy opornych na permetryn� dopiero zastosowanie 0,3% malationu pozwoliło na opanowanie choroby (Elston 2003).

Tolerancja wszy w stosunku do syntetycznych pyretroidów była opisywana w Anglii, USA, Argentynie, Francji, Izraelu i Czechach (Downs i wsp. 1999, Lee i wsp. 2000, Ko i Elston 2004). Nieskuteczno�� leczenia pyretroidami syntetycznymi w tych krajach spowodowała zmniejszenie ich stosowania oraz zwrócenie uwagi na inne pestycydy, wcze�niej rzadziej stosowane. Zaobserwowano tak�e zwi�kszenie liczby niepowodze� po leczeniu wszawicy głowy lindanem (Meinking i wsp. 2004). Lindan, permetryna wykazały istotny spadek zwłaszcza aktywno�ci jajobójczej (Meinking i wsp. 2001).

Szczególnie niepokoj�ce jest zjawisko oporno�ci na kilka zwi�zków stosowanych do zwalczania wszawicy, np. na permetryn� i malation (Downs i wsp. 1999, Meinking i wsp. 2004).

Dotychczasowe dane wskazuj�, �e oporno�� wszy na insektycydy zwi�zana jest z nasileniem infestacji, oraz z przyj�tymi schematami leczenia i dlatego mo�e by� odmienna w ró�nych krajach i �rodowiskach (Ko i Elston 2004, Meinking i wsp. 2002). Dlatego zdaniem wielu badaczy wybór �rodka chemicznego w leczeniu wszawicy powinien uwzgl�dnia� wiedz� o oporno�ci na insektycydy wyst�puj�cej lokalnie w danym kraju lub regionie geograficznym (Burns 2004). W przypadku niepowodze� leczniczych, wa�ne jest ustalenie, czy ma to zwi�zek z oporno�ci� na pestycydy, czy z bł�dami rozpoznania, aplikacji pestycydu lub zmianami chemicznymi komercyjnego produktu (Burns 2004). Podejrzenie niepowodzenia leczenia na skutek oporno�ci

331

stawonogów powinno spowodowa� zastosowanie pestycydu z innej grupy chemicznej (Burns 2004, Flinders i De Schweinitz 2004).

Zło�ony i niewyja�niony całkowicie mechanizm rozwoju oporno�ci wszy na pestycydy budzi zainteresowanie wielu badaczy. Wydaje si�, �e zjawisku temu mo�e sprzyja� przyspieszona detoksykacja pestycydów zwi�zana z enzymatyczn� oksydacj�, redukcj� i estryfikacj� lub uszkodzenie/modyfikacja miejsc wi���cych insektycydy, a zwłaszcza zmiany w obr�bie kanałów sodowych komórek nerwów obwodowych i acetylocholinesterazy (Downs i wsp. 1999).

Powstrzymanie rozwoju oporno�ci ektopaso�ytów człowieka na stosowane dotychczas pestycydy jest problemem społecznymi i medycznym z zakresu zdrowia publicznego. Wymaga opracowania strategii post�powania opartych na prowadzonych stale badaniach dotycz�cych cech biologicznych wszy głowowej i badaniach epidemiologicznych.

Literatura Braun-Falco O., Plewig G., Wolff H.H., Burgdorf W.H.C. 2002, Diseases caused by

arthropods. In: Dermatology. 2nd Edition, Springer-Verlag Barlin Heidelberg, New York: 360-364.

Burns T. 2004. Diseases caused by arthropods and other noxious animals. In: Burns T., Breathnach S., Cox N., Griffiths Ch. (eds.) Rook’s Textbook of Dermatology. Blackwell Science: 33.16-33.24.

Downs A.M.R., Stafford K.A., Coles G.C. 1999. Head lice: Prevalence in schoolchildren and insecticide resistance. Parasitology Today 15: 1-4.

Elston D.M. 2003. Drug-resistant lice. Arch. Dermatol. 139: 1061-1064. Flinders D., De Schweinitz P. 2004. Pediculosis and scabies. Am. Family Physicians

69: 1-10. Ko Ch.J., Elston D.M. 2004. Pediculosis. J. Am. Acad. Dermatol. 50: 1-12. Lee S.H., Yoon K.S., Williamson M.S., Goodson S., Takano-Lee M., Edman J.,

Devonshire A., Clark M. 2000. Molecular analysis of kdr-like resistance in permethrin-resistant strains of head lice, Pediculosis capitis. Pesticide Biochemistry and Physiology 66: 130-143.

Meinking T.L. 1999. Infestations. Current Problems in Dermatology 11: 75-118. Menking T.L., Clineschmidt C.M., Chen C., Kolber M., Tipping R., Furtek Ch., Voller

M., Guzzi C. 2002. An observer-blinded study of 1% permethrin creme rinse with and without adjunctive combing in patients with head lice. J. Pediatr. 141: 665-670.

Meinking T.L., Entzel P., Villar M.E., Vicaria M., Leinard G., Porcelain S. 2001. Comparative efficacy of treatments for pediculosis capitis infestations. Arch. Dermatol. 137: 287-292.

Meinking T.L., Serrano L., Hard B., Entzel P., Lenard G., Rivera E., Villar M. 2002a. Comparative in vitro pediculicidal efficacy of treatment in a resistant head lice population in the United States. Arch. Dermatol. 138: 220-224.

Meinking T.K.L., Vicaria M., Eyerdam D.H., Viller M., Reyna S., Suarez G. 2004. Efficacy of a reduced application time of Ovide lition (0,5 % malation) compared to Nix creme rinse (1% permethrin) for the treatment of head lice. Pediatric Dermatology 21: 670-674.

332

333

Oporno�� na pedikulicydy jako potencjalny czynnik utrudniaj�cy zwalczanie wszawicy

El�bieta K�dra1, Aleksandra Gliniewicz2

1Instytut Parazytologii im. W. Stefa�skiego PAN, Warszawa, Ul. Twarda 51/55, 00-818, e-mail: elba@twarda.pan.pl 2Zakład Zwalczania Ska�e� Biologicznych, Pa�stwowy Zakład Higieny,, Warszawa, Ul. Chocimska 24, 00-791, e-mail: agliniewicz@pzh.gov.pl

Resistance to pediculicides as the factor diminishingeffectiveness of the pediculosis control

Abstract Treatment failure and tolerance of the Pediculus humanus capitis to insecticides have

been documented over the last decade. Many investigations have shown that the resistance to pediculicides has become a serious problem worldwide, so in this review we will discuss it. Resistance mechanisms have a biochemical basis and are reported for all of the pesticide active ingredients. The widespread application of chemicals for control pests lead to the increasing of resistance. The main tool for prevention of resistance development is surveillance of the susceptibility of Pediculus populations. Resistance management could help to slow the development of resistance and avoid serious problems with ineffective control of resistant populations of P.h.c.

Ustawa o chorobach zaka�nych i zaka�eniach (Dz.U. nr 126 poz. 1384, 2001) definiuje choroby zaka�ne jako „choroby, które zostały wywołane przez drobnoustroje, ich toksyczne produkty, a tak�e przez paso�yty lub inne biologiczne czynniki chorobotwórcze, które ze wzgl�du na charakter i sposób szerzenia si� stanowi� zagro�enie dla zdrowia i �ycia ludzi”. W wykazie chorób zaka�nych i zaka�e� stanowi�cym zał�cznik do tej ustawy wymieniona jest równie� wszawica. W dzisiejszych czasach zjawisko infestacji Pediculus humanus capitis rzadziej jest postrzegane jako powa�ne zagro�enie dla zdrowia, ale raczej jako uci��liwo��. Niemniej jednak niesie ze sob� pi�tno i mo�e by� �ródłem frustracji czy wr�cz wstrz�su w rodzinie czy szkole. Osoba mo�e nie odczuwa� tego, �e jest zara�ona przez długi czas (nawet ponad trzy miesi�ce) pozwalaj�c na rozwój wszawicy (Burgess 1995).

334

Sw�dzenie i niepokój towarzysz�cy infestacji zwykle wzmaga si� przy infekcjach bakteryjnych wynikaj�cych z cz�stego tarcia skóry. Nawet przez wiele tygodni mo�na by� nie�wiadomym nosicielem wszawicy.

Wszawica jest szeroko rozpowszechnionym problemem dotycz�cym nie tylko krajów rozwijaj�cych si�. W krajach europejskich najcz��ciej nie przekracza ona 10% w�ród dzieci szkolnych, ale z wielu krajów tego regionu brak dost�pnych danych (WHO 1997). Ponadto wyniki bada� epidemiologicznych dotycz�cych P. capitis cz�sto s� rozbie�ne m.in. z uwagi na odmienne kryteria i metodyk� przy stwierdzaniu infestacji. Fragmentaryczne badania dotycz�ce zakresu wyst�powania infestacji P. capitis s� niewystarczaj�ce by oszacowa� tendencje rozwojowe tego zjawiska. Przyjmuje si�, �e utrzymuje si� ono w wi�kszo�ci krajów na stałym poziomie (WHO 1997), ale np. w Danii, gdzie zalecano regularne kontrole, stwierdzono w ci�gu kilku lat przyrost przypadków wszawicy (WHO 1997). Tak�e w Rosji odnotowano wyra�ny wzrost przypadków infestacji (Sonin i wsp 1995). Parasitology Today (Downs i wsp. 1999) podaje za Office of National Statistics 6,7-krotny przyrost przypadków wszawicy w wielkiej Brytanii w 1991 w stosunku do roku 1971. Epidemi� wszawicy w szkołach podstawowych odnotowano w Czechach w 1992 r. W niektórych szkołach było zara�onych niemal 20% dzieci (Rupes i wsp. 1995), a przyczyn� epidemii była oporno�� wszy na permetryn�.

Niewiele mo�na znale�� publikacji zawieraj�cych dane o wszawicy w Polsce. Bywa ona monitorowana w�ród dzieci i młodzie�y, ale nie ma oficjalnych danych z domów opieki i noclegowni (Gliniewicz i wsp. 2002). Nowsze doniesienia o wyst�powaniu P.h.capitis dotycz� wybranych szkół lub domów dziecka. W Trójmie�cie kontrolowano dzieci w wieku 6-15 lat oceniaj�c stan infestacji na 3,2% (Wegner i wsp. 1994). Autorzy pracy porównuj�c uzyskane wyniki z analogicznymi sprzed 10 lat konkluduj�, �e wzrosła liczba przypadków wyst�powania wszy. Z kolei analiza odnotowanych incydentów wszawicy w Wałbrzychu w latach 1991-1996 wykazała po pocz�tkowym wzro�cie (w pierwszej połowie badanego okresu), znacz�cy spadek infestacji (Lonc i Okulewicz 2000). Tendencji wzrostowej nie odnotowano natomiast analizuj�c cz�sto�� infestacji P. capitis w szkołach podstawowych na terenie wschodniej Polski w latach 1996-2000. Wszawica w�ród dzieci nie przekraczała 2%, przy czym w znacznym stopniu zale�ała od lokalizacji szkoły w mie�cie (0,48%) lub na wsi (1,59%) (Buczek i wsp. 2004). Badania przeprowadzone w Polsce wykazywały zale�no�� wyst�powania wszawicy od standardu �ycia ludzi, cz�stsze infestacje stwierdzano w regionach biedniejszych, rodzinach wielodzietnych o słabym wykształceniu i niskim stanie higieny. Zupełnie inne wyniki uzyskano podczas bada� epidemiologicznych w Wielkiej Brytanii. Wszawica cz�sto dotyczyła tam �rednich klas społecznych z zamo�nych dzielnic podmiejskich, rodzin składaj�cych si� z osób wykształconych (Downs i wsp. 1999). Badacze wi�zali ten stan rzeczy z mał� skuteczno�ci� leczenia wynikaj�c� mi�dzy innymi z narastaj�cej oporno�ci wszy na dotychczas stosowane pedikulicydy.

Problem oporno�ci wszy głowowej jest niepokoj�cym zjawiskiem mog�cym dotyczy� tak�e Polski. Najcz��ciej stosowane preparaty mog� okaza� si� wówczas mało u�yteczne (tab. 1). Problem ten opisany został w wielu krajach m.in.: Czechach, Francji, Izraelu, Argentynie i Stanach Zjednoczonych (Pray 2003, Rupes i wsp. 1995, Picollo i wsp. 2000). Doniesienia o pojawieniu si� opornych na pyretryny populacji wszy pojawiły si� w 1979 (Blommers 1979); w 1982 r. dotyczyły DDT (Sinniah i Sinniah 1982), kolejne - lindanu (Kucirka i wsp. 1983), pyretroidów i malationu w 1990 (Goldsmid 1990) oraz permetryny w 1995 (Rupes i wsp. 1995). Niepowodzenia w leczeniu klinicznym wszawicy w wielu przypadkach s� skorelowane z rezultatami w

335

testach laboratoryjnych na skuteczno�� pedikulicydów. Zaobserwowano powi�zania pomi�dzy wcze�niejszym cz�stym stosowaniem danego pedikulicydu a niepowodzeniem w leczeniu (Taplin i wsp. 1986).

Tabela 1. Wyst�powanie populacji wszy opornych na pedikulicydy.

Pa�stwo Insektycyd Argentyna permetryna, sumitryna, deltametryna, pyretroidy, pyretryny Australia lindan, permetryna, malation, pyretroidy, pyretryny Holandia lindan, pyretryny Francja permetryna, pyretroidy, pyretryny Izrael permetryna, pyretroidy, pyretryny Panama lindan Czechy permetryna, pyretroidy, pyretryny USA lindan, permetryna, malation, pyretroidy, pyretryny Wielka Brytania lindan, permetryna, malation, pyretroidy, pyretryny

Stosowanie �rodków chemicznych wygodnych do podawania i zdawałoby si� umo�liwiaj�cych najszybsze wyleczenie wszawicy głowy nie zawsze przynosi po��dane efekty. Przyczyn niepowodze� w zwalczaniu wszawicy t� drog� mo�e by� kilka: stały kontakt z osob� zainfestowan�, niewła�ciwe u�ycie �rodka zawieraj�cego insektycyd, niewra�liwo�� jaj na pedikulicydy lub oporno�� zarówno jaj, jak i owadów dorosłych na stosowany �rodek. W Wielkiej Brytanii wobec faktu, i� kilkadziesi�t procent wszy wykazuje niewra�liwo�� na maj�ce zwalcza� je preparaty, zaleca si� mechaniczne oczyszczanie głowy jako bardziej skuteczne (Downs i wsp. 1999).

Rozwijanie oporno�ci jest naturaln� adaptacj� organizmów do warunków �ycia. Insektycydy jako toksyny s� czynnikiem wywieraj�cym siln� presj� selekcyjn�. Przystosowanie si� do ich obecno�ci, wytworzenie oporno�ci na ich działanie pozwala na prze�ycie i zachowanie gatunku. Oporno�� w�ród populacji owadów nie pojawia si� w wyniku działania pestycydu, ale pod wpływem jego presji zwi�ksza si� udział osobników niewra�liwych w populacji. Rozpowszechniaj�ca si� w�ród owadów oporno�� na insektycydy nie jest wynikiem powstawania nowych genów, ale selekcji ju� istniej�cych (Scott 1995). Przyczyny pojawiania si� oporno�ci oraz mechanizmy ich działania s� ju� cz��ciowo poznane, ale nadal trwaj� intensywne badania nad tymi zagadnieniami. Wiadomo, �e ekspozycja wszy na subletalne dawki pedikulicydu sprzyja rozwojowi oporno�ci. Ma to miejsce przykładowo przy niewła�ciwym stosowaniu �rodka polegaj�ce na nało�eniu go na mokre włosy lub zbyt szybkim zmyciu (Meinking 1999). Wielokrotne stosowanie tego samego pedikulicydu zwi�ksza szans� wyselekcjonowania opornej na niego populacji wszy (Chosidow i wsp. 1994). Odnotowano ju� przypadki oporno�ci wszy na ka�dy z powszechnie stosowanych pedikulicydów.

Insektycyd mo�e wnika� do ciała owada ró�nymi drogami: poprzez powłoki ciała, układ pokarmowy czy system tchawek, st�d specyficzne mechanizmy ograniczaj�ce jego szkodliwo�� mog� wykształci� si� na kilku poziomach: ograniczenia penetracji, zmniejszenia wra�liwo�ci miejsc, na które działa czy przyspieszenia jego metabolizowania. Czynniki aktywne popularnych preparatów wszobójczych wnikaj� poprzez system tchawek i działaj� neurotoksyczne. Istniej� dwa główne mechanizmy powoduj�ce niewra�liwo�� owadów. S� to oporno�� metaboliczna zwi�zana z aktywno�ci� pewnych grup enzymów oraz niewra�liwo�� miejsca, do którego ł�czy si� toksyna w normalnych warunkach (target site insensitivity). Na ka�dy z tych

336

mechanizmów składa si� kilka procesów biologicznej detoksykacji (Scott 1995). Nieskuteczno�� w ł�czeniu si� toksyny do okre�lonego miejsca w układzie nerwowym mo�e by� wynikiem zast�pienia tam pewnych aminokwasów innymi. Takim miejscem w synapsach nerwowych jest acetylocholinoesteraza dla karbaminianów (karbaryl) i zwi�zków fosforoorganicznych (malation), a kanał sodowy w otoczce nerwowej dla zwi�zków chloroorganicznych (lindan, DDT) oraz pyretroidów (permetryna). Oporno�� metaboliczna bazuj�ca na detoksykacji enzymatycznej zwi�zana jest ze zwi�kszeniem aktywno�ci monooksygenaz, esteraz czy s-transferazy glutationu (K�dra 2003), co uniemo�liwia toksynie dotarcie do miejsca docelowego. Wszy mog� przejawia� oporno�� wynikaj�c� z posiadania jednego lub wi�kszej liczby mechanizmów detoksykacji, st�d zdolne s� prze�ywa� wy�sze dawki insektycydu (Meinking 1999). Du�ym problemem jest wyst�powanie tzw. oporno�ci krzy�owej oraz oporno�ci na wiele insektycydów jednocze�nie. Akumulacja ró�nych typów oporno�ci prowadzi do niewra�liwo�ci owadów na wiele ró�nych rodzajów pestycydów (Picollo i wsp. 2000). Szeroko rozpowszechniona oporno�� krzy�owa na dwie lub wi�cej klas insektycydów wynika z podobnego sposobu działania i/lub mechanizmu ich detoksykacji np. zwi�zki fosforoorganiczne i karbaminiany.

Substancje aktywne zawarte w �rodkach do zwalczania wszy zabijaj� same owady lub ich jaja, ale niestety mog� tak�e szkodzi� człowiekowi, szczególnie, �e stosowane na skór� głowy, łatwo mog� przez ni� przenika�. U osób poddawanych odwszawianiu z u�yciem �rodków chemicznych odnotowywano takie skutki uboczne jak stany zapalne i podra�nienia skóry, bóle i zawroty głowy, nadpobudliwo��, zwi�kszon� podatno�� na infekcje i ogólne złe samopoczucie (rozbicie) z wyst�powaniem halucynacji (po u�yciu malationu) i uszkodzeniami rogówki (po stosowaniu syntetycznych pyretriodów) wł�cznie (Pesticides News 1999).

Grup� o zwi�kszonym ryzyku infestacji tymi paso�ytami s� dzieci i młodzie� od 3- 14 lat. S� one tak�e bardziej nara�one na ekspozycj� pestycydami. Z uwagi na to, �e maj� jeszcze nie do ko�ca ukształtowany system immunologiczny, niezupełnie dojrzałe mechanizmy detoksyfikacji, w poł�czeniu z gwałtownym wzrostem w tym okresie czyni je bardziej podatnymi i wra�liwymi na ich efekt toksyczny. Z uwagi na toksyczno��, pedikulicydy nie powinny by� stosowane u dzieci do drugiego roku �ycia (Frydenberg i Starr, 2003, Roberts 2002).

Istotne jest, �e oporno�� jest naturaln� ewolucyjn� odpowiedzi� populacji na presj� selekcyjn� mo�e by� zatem jedynie opó�niana, a nie wyeliminowana. Zjawisko oporno�ci mo�e by� kontrolowane jedynie przez przyj�cie i konsekwentne stosowanie pewnych taktyk post�powania. Cz�sto praktykowane zwi�kszanie dawek, czy nieprzemy�lana zmiana preparatu nie do��, �e nie poprawiaj� skuteczno�ci, ale w du�ej mierze przyczyniaj� si� do rozprzestrzenienia oporno�ci w populacji. Niezb�dne jest zwalczanie ognisk wszawicy oraz przewidywanie wyst�powania oporno�ci krzy�owej, w oparciu o znajomo�� warunkuj�cych j� mechanizmów molekularnych, tak by w odpowiednim czasie zastosowa� wła�ciwe �rodki zapobiegawcze. Ogromne znaczenie ma tak�e wła�ciwa edukacja �rodowisk maj�cych styczno�� z problemem wszawicy. W niektórych krajach prowadzone s� specjalne kampanie edukacyjne w �rodowisku szkolnym oraz w�ród piel�gniarek i lekarzy propaguj�ce model najlepszej praktyki dla pozbycia si� tego paso�yta ze szkół podstawowych. „Bug Busting” to metoda (Community Hygiene Concern 1999) powszechnie polecana, popierana przez Ministerstwo Zdrowia w Wielkiej Brytanii. Podobnie „No nit Policy” (National Pediculosis Association, 1999) rekomendowana w USA. Obie metody zalecaj� pozbywanie si� wszy bez u�ycia insektycydów (Ibarra i Hall 1996) i rekomendowane s� jako nietoksyczne, tanie i efektywne.

337

Edukacja prozdrowotna powinna by� skierowana do wszystkich, szczególnie w grupach o zwi�kszonym ryzyku, ale leczy� nale�y tylko potwierdzone przypadki wszawicy. Profilaktyczne stosowanie pedikulicydów czy spryskiwanie nimi obi� mebli jest bł�dem zwi�kszaj�cym prawdopodobie�stwo rozwoju oporno�ci (Ko i Elston 2004). Wła�ciwe preparaty powinny by� stosowane �ci�le wg instrukcji. Je�eli po 24 godzinach od ich zastosowania stwierdzi si� �ywe owady, to prawdopodobnie s� one oporne na dany insektycyd i dalsze traktowanie ich tym samym lub podobnym �rodkiem nie przyniesie po��danego efektu (Witkowski i Parish 2002). Zalecane jest stosowanie dwóch kuracji w obr�bie tygodnia (Meinking 1999).

Do�wiadczenia w zwalczaniu wszawicy z innych krajów mog� posłu�y� do opracowania racjonalnych i najefektywniejszych strategii post�powania z Pediculus humanus capitis tak�e w Polsce.

Literatura Blommers L. 1979. Insecticidal tests on immature head lice, Pediculus capitis

(Anoplura)--A new technique. J. Med. Entomol. 16: 82-83. Buczek A., Markowska-Gosik D., Widomska D., Kawa I.M. 2004. Pediculosis capitis

among schoolchildren in urban and rural areas of eastern Poland. Eur. J. Epidemiol. 19: 491-495.

Burgess I.F. 1995. Human lice and their management. Adv. Parasitol. 36: 271-342. Chosidow O., Chastang C., Brue C., Bouvet E., Izri M., Monteny N., Bastuji-Garin S.,

Rousset J.J., Revuz J. 1994. Controlled study of malathion and d-phenothrin lotions for Pediculus humanus var capitis-infested schoolchildren. Lancet, 344: 1724-1727.

Community Hygiene Concern 1999 http://www.nits.net/bugbusting/cochrane.cfm, dost�pne w styczniu 2006

Downs A.M., Harvey I., Kennedy C.T.C. 1999. The epidemiology of head lice and scabies in the UK. Epidemiol. Infect. 122: 471-477.

Downs A.M., Stafford K.A., Coles G.C. 1999. Head lice: prevalence in schoolchildren and insecticide resistance. Parasitol. Today 15:1-4.

Frydenberg A., Starr M. 2003. Head lice. Aust. Fam. Physician. 32: 607-611. Gliniewicz A., Sawicka B., Czajka E. 2002. Owady-szkodniki sanitarne w�rodowisku

miejskim. Zagro�enia i mo�liwo�ci zwalczania. W: Buczek A., Błaszczak Cz. (red.), Stawonogi w medycynie. Lublin, 165-179.

Goldsmid J.M. 1990. Head louse treatment: is there an insecticide resistance problem? Med. J. Aust. 153: 233-234.

Ibarra J., Hall D.M. 1996. Head lice in schoolchildren. Arch. Dis. Child. 75: 471-473. K�dra E. 2003. Oporno�� stawonogów hematofagicznych – narastaj�cy problem. I:

Mechanizmy oporno�ci na insektycydy. Wiad. Parazytol. 49: 351-356. Ko C.J., Elston D.M. 2004. Pediculosis. J. Am. Acad. Dermatol. 50: 1-12. Kucirka S.A., Parish L.C., Witkowski J.A. 1983. The story of lindane resistance and

head lice. Int. J. Dermatol. 22: 551-555. Lonc E., Okulewicz A. 2000. Related Articles, Scabies and head-lice infestations in

different environmental conditions of Lower Silesia, Poland. J. Parasitol. 86: 170-171.

Meinking T.L. 1999. Infestations. Curr. Probl. Dermatol. 11: 73-118. National Pediculosis Association, 1999, http://www.headlice.org/downloads/nonitpolicy.htm dost�pne w styczniu 2006 Pesticides News, 1999. Head Lice Control –least toxic options. Pesticides News 45: 18-

19 http://www.pan-uk.org/pestnews/homepest/headlice.htm dost�pne w styczniu 2006

338

Picollo M.I., Vassena C.V., Mougabure Cueto G.A., Vernetti M., Zerba E.N. 2000. Resistance to insecticides and effect of synergists on permethrin toxicity in Pediculus capitis (Anoplura: Pediculidae) from Buenos Aires. J. Med. Entomol. 37: 721-725.

Pray W.S. 2003. Pediculicide resistance in head lice: a survey. Hosp. Pharm. 38: 241-246.

Roberts R.J. 2002. Clinical practice. Head lice. N. Engl. J. Med. 346: 1645-1650. Rupes V., Moravec J., Chmela J., Ledvinka J., Zelenkova J. 1995. A resistance of head

lice (Pediculus capitis) to permethrin in Czech Republic. Cent. Eur. J. Public Health. 3:30-32.

Scott J.A. 1995. The molecular genetics of resistance: resistance as a response to stress. Fla. Entomol. 78: 399-414.

Sinniah B., Sinniah D. 1982. Resistance of head louse (Pediculus humanus capitis de Geer) to DDT in Malaysia.Trans R. Soc. Trop. Med. Hyg. 76: 72-74.

Sonin M.D., Bessonov A.S., Roitman V.A., Sergiev V.P. 1995.The environment of the Moscow megalopolis and the problems of parasitic contamination. Med. Parazitol. (Mosk.) 3: 3-7.

Taplin D., Meinking T.L., Castillero P.M., Sanchez R. 1986. Permethrin 1% creme rinse for the treatment of Pediculus humanus var capitis infestation. Pediatr. Dermatol. 3: 344-348.

Ustawa o chorobach zaka�nych i zaka�eniach (Dz.U. nr 126 poz. 1384, 2001). Wegner Z., Racewicz M., Stanczak J. 1994. Occurrence of pediculosis capitis in a

population of children from Gdansk, Sopot, Gdynia and the vicinities. Appl. Parasitol. 35: 219-225.

WHO 1997. Human Lice. Their Prevalence, Control and Resistance to Insecticides. WHO/CTD/WHOPES/97.8. Geneva: WHO. 61.

Witkowski J.A., Parish L.C. 2002. Pediculosis and resistance: the perennial problem. Clin. Dermatol. 20: 87-92.

339

Pyretroidy syntetyczne stosowane do zwalczania kleszczy (Acari: Ixodida)

Alicja Buczek1, Paweł Kuczy�ski1, Dorota Kulina1, El�bieta Tarczy�ska2, Alicja J. Rudek1

1Katedra i Zakład Biologii i Parazytologii Wydziału Lekarskiego Akademii Medycznej im. prof. F. Skubiszewskiego w Lublinie, 20-080 Lublin, ul. Radziwiłłowska 11, 2S.C. Johnson Sp. z o.o., 02-672 Warszawa, ul. Domaniewska 41

Synthetic pyrethroids used in tick control (Acari: Ixodida)

Abstract The synthetic pyrethroids are used worldwide as an effective toxicant for hard and soft

ticks. The influence of these acaricides on tick population, and the resistance of these parasites to synthetic pyrethroids are presented in this paper.

Stawonogi krwiopijne s� najwa�niejszymi wektorami drobnoustrojów chorobotwórczych- wirusów, bakterii, pierwotniaków i helmintów wywołuj�cych choroby zwierz�t i człowieka. W�ród nich du�� rol� w gospodarce �wiatowej odgrywaj� kleszcze (Ixodida). Straty ekonomiczne przez nie wywołane spowodowane s� obni�eniem produktywno�ci bydła (np. jako�ci i ilo�ci mi�sa, ilo�ci mleka), wysok� �miertelno�ci� zwierz�t hodowlanych i innymi stratami wynikaj�cymi z paso�ytowania kleszczy, m.in. zmniejszeniem jako�ci skór i futer wykorzystywanych w przemy�le skórzanym i futrzarskim.

Kleszcze wyst�puj� na całym �wiecie w ró�nych siedliskach, cz�sto poło�onych blisko domów i gospodarstw, przez co znacznie zwi�ksza si� ryzyko atakowania przez te roztocze ludzi i zwierz�ta domowe. Ponadto ze wzgl�du na bytowanie kleszczy w miejscach rekreacji ludzi i w miejscach przebywania niektórych grup zawodowych (le�ników i rolników) stanowi� dla nich zagro�enie chorobami odkleszczowymi w całym okresie aktywno�ci sezonowej tych stawonogów.

Rozprzestrzenienie chorób wywołanych i przenoszonych przez kleszcze mo�na ograniczy� przez przestrzeganie zasad profilaktycznych polegaj�cych przede wszystkim na unikaniu ich siedlisk, wła�ciwym ubiorze podczas przebywania w miejscach lokalizacji kleszczy, na ogl�daniu ciała i ubrania w celu usuni�cia z nich kleszczy oraz

340

na u�yciu repelentów odstraszaj�cych kleszcze (Buczek i wsp. 2003, Czeczko i Niewiadomy 2005). Bardzo du�e znaczenie ma obni�enie liczebno�ci populacji kleszczy, przez co zmniejsza si� kr��enie patogenów w przyrodzie. Przy małej liczbie wrogów naturalnych (Bartosik i wsp. 2004a,b) szczególnego znaczenia nabieraj� metody biologiczne (Olszewski i wsp. 2004) i chemiczne (Buczek i wsp. 2001). Metody biologiczne s� wci�� słabo poznane i nie we wszystkich warunkach mo�liwe do zastosowania. Najskuteczniejsze w zwalczaniu kleszczy s� zatem zwi�zki chemiczne, zwane akarycydami.

Spo�ród akarycydów najwi�ksze zastosowanie w zwalczaniu kleszczy znalazły w�glowodory polichlorowe, zwi�zki fosforoorganiczne, karbaminowe i pyretroidy.

Ze wzgl�du na wybiórczo�� działania pyretroidów, du�� aktywno�� bójcz� i jednocze�nie nisk� toksyczno�� dla innych organizmów znajduj�cych si� w ekosystemach w ostatnich latach du�e zainteresowanie wzbudziła ta grupa zoocydów. Uzyskane w syntezie chemicznej pyretroidy charakteryzuj� si� wi�ksz� trwało�ci�, przez co zwi�kszyło si� ich zastosowanie do zwalczania stawonogów, w tym tak�e kleszczy. Pyretroidy syntetyczne równie� maj� wysoki współczynnik bezpiecze�stwa wyra�ony stosunkiem LD50 dla ssaków i owadów, szybki metabolizm i nie kumuluj� si� w �ywych organizmach. Stanowi� one wi�c mniejsze zagro�enie dla �rodowiska ni� inne grupy zwi�zków chemicznych.

Dotychczas pyretroidy syntetyczne wykorzystywano do zwalczania gatunków kleszczy wyst�puj�cych w Afryce, Australii i USA. Dopiero w ostatnich latach podj�to badania nad skuteczno�ci� działania pyretroidów na kleszcze rozpowszechnione w klimacie umiarkowanym, takie jak: Ixodes ricinus (Linnaeus, 1758) (kleszcz pospolity) i Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) (kleszcz ł�kowy) (Buczek i wsp. w druku).

Historia bada� nad pyretroidami Pyretroidy naturalne od dawna stosowane były do zwalczania szkodników ro�lin

i w higienie zwierz�t. Uzyskiwano je z kwiatów złocieni Chryzanthemum cinerariofolium i C. coccineum. Substancje czynne tych surowców ro�linnych s� zwi�zkami o budowie estrowej wywodz�cymi si� z dwóch kwasów: chryzantemowego i pyretrowego oraz z trzech alkoholi- piretrolu, cynerolu i jasmolonu. Estrami kwasu chryzantemowego s� pyretryna I, cyneryna I i jasmolina II. Natomiast pyretryna II, cyneryna I i jasmolina II s� estrami kwasu pyretrowego. Naturalne pyretroidy rozkładaj� si� pod wpływem �wiatła, wilgoci i zasad. Te cechy fizyczne, a tak�e trudno�ci ich otrzymywania z naturalnych surowców ograniczyły ich wykorzystanie.

Od lat 70. XX wieku na bazie naturalnych pyretroidów zsyntetyzowano zwi�zki, które zdominowały rynek pestycydów w �wiecie. Na przykład w USA w połowie lat 90. pyretroidy syntetyczne stanowiły 23% u�ywanych pestycydów i w�ród zoocydów zajmowały drugie miejsce po zwi�zkach fosforoorganicznych (Rejmer 1997, Soderlund i wsp. 2002). Du�y post�p w syntezie tych zwi�zków rozpocz�ły prace Elliota i współpracowników z Rothamsted Experimental Station w Harpenden. Mi�dzy innymi w wyniku modyfikacji struktury pyretryn uzyskali oni zwi�zki charakteryzuj�ce si� wi�ksz� fotostabilno�ci�, które zachowały jednocze�nie działanie owadobójcze. Pyretroidy syntetyczne s� estrami kwasów cyklopropanokarboksylowych i alkoholi cyklopentenolowych. Stanowi� one zazwyczaj recemiczne mieszaniny steroizomerów. Syntezy syntetycznych pyretroidów polegały na podstawieniu do rdzenia pyretryn innych ugrupowa�. Pierwsze pochodne pyretryny I były estrami rotrenylowymi, jak aletryna, w której dokonano prostej modyfikacji rdzenia pyretryny przez zast�pienie pentadienylowego ła�cucha bocznego pyretryny I syntetyczn�, prostsz� grup� o podobnych cechach elektronowych i sterycznych. W innych syntetycznych zwi�zkach z

341

kolei zast�piono boczny ła�cuch alkenylowy w cz��ci alkoksylowej substytutem aromatycznym. Zast�pienie pier�cienia cyklopentenylowego w cz��ci alkoholowej nienasycon� grup� heterocykliczn� doprowadziło do zsyntetyzowania estrów 5-benzylo-3-furylometylowych (rosmetryny), która wykazywała wi�ksz� fotostabilno�� i wi�ksz� efektywno�� działania owadobójczego. Nast�pnie po kolejnej modyfikacji reszt alkoholowych uzyskano tetrametryn�, bifentryn� i teflutryn�. Poszukiwania zwi�zków o dostatecznej fotostabilno�ci warunkuj�cej ich wykorzystanie w rolnictwie doprowadziło do zsytetyzowania permetryny. Zawiera ona w reszcie alkoholowej podstawnik 3-fenoksybenzylowy, za� w grupie acylowej atomy chloru, które zwi�kszaj� fotostabilno�� poł�czenia bez utraty własno�ci owadobójczych. Jeszcze silniejsze działanie przy zachowaniu fotostabilno�ci uzyskano przez podstawienie grupy cyjanowej w 3-fenoksybenzylowej reszcie deltametryny. O podobnej do permetryny i deltametryny strukturze s� tak�e zwi�zki: cypermetryna, cyflutryna, cyhalotryna, fenpropatryna i tralometryna. Zast�pienie ugrupowania kwasu 2,2-dimetylocyklopropanokarboksylowego reszt� kwasu -izopropylofenylacetylowego doprowadziło do powstania fenwaleratu. Elliot i wsp. (1978) wykazali, �e za toksyczno�� pyretroidów syntetycznych odpowiada geometria i konfiguracja przestrzenna cz�steczek.

Działanie pyretroidów na kanał sodowy zale�y od ich sterospecyficzno�ci. Wła�ciwo�ci owadobójcze maj� izomery cis i trans pier�cienia cyklopropanowego (Elliot i wsp. 1978, Gray 1985).

Mechanizm działania pyretroidów Ze wzgl�du na budow� chemiczn� i działanie pyretroidy dzielono na dwie

grupy: pierwsza zawiera w cz�steczce alkohol descyjano-3-fenylobenzylowy lub inne alkohole i działa głównie na błon� komórkow� peryferyjnych cz��ci aksonu, za� druga- alkohol cyjano-3-fenylobenzylowy i depolaryzuje błon� komórkow� w �rodkowej cz��ci aksonu. Pyretroidy z pierwszej grupy wywołuj� u stawonogów nadpobudliwo�� i konwulsje, za� z drugiej grupy- zaburzenia koordynacji ruchowej.

Pyretroidy s� neurotoksynami o du�ym powinowactwie do centralnego i obwodowego układu nerwowego (Harrow i wsp. 1991). Rozprzestrzenienie ich w organizmie jest mo�liwe dzi�ki du�ej lipofilno�ci. Działanie pyretroidów polega na zmianie dynamiki przepływu kanału sodowego (zwalnianie zamykania kanału). Skutkiem tego jest stały napływ Na+ do komórki, co prowadzi do zaburze� w przewodzeniu bod�ców. Napływ jonów Na+ do wn�trza neuronu w pobli�u błony presynaptycznej płytki motorycznej powoduje uwalnianie glutaminianu, który jest neuroprzeka�nikiem pobudzaj�cym poł�czenia nerwowo-mi��niowe (Piek 1985). Zwi�zanie glutaminianu z receptorem powoduje otwarcie kanału Na+ i Ca2+ i napływ tych jonów do komórki mi��niowej, a w konsekwencji powstanie postsynaptycznego potencjału pobudzaj�cego. Poprzez zmian� poziomu wapnia zaburzaj� one wi�c tak�e homeostaz� wapnia w tkance nerwowej. Ponadto pyretroidy hamuj� aktywno�� pirofosfatazy, ATP-az zale�nych od Ca2+ i Mg2+ , fosfodiesterazy i cyklazy adenylowej (Bloomquist i wsp. 1986, Bloomquist 1993a,b, 1996).

Szybko�� metabolizowania pyretroidów w znacznym stopniu zale�y od ich budowy. Wolniej przebiega metabolizm izomerów cis ni� izomerów trans. Rozkład pyretroidów nast�puje w wyniku hydrolizy wi�zania estrowego i utleniania uwalnianych alkoholi.

342

Wykorzystanie bójczego działania pyretroidów do zwalczania kleszczy Mimo wprowadzanych do u�ytku pyretroidów wci�� mało wiadomo o ich

działaniu na ró�ne stadia rozwojowe kleszczy i na przebieg poszczególnych etapów cyklu �yciowego tych stawonogów. W badaniach nad działaniem kilku pyretroidów przeprowadzonych w naszym laboratorium stwierdzono du�y wpływ permetryny, deltametryny, cypermetryny i alfa-cypermetryny na długo�� i przebieg procesu dojrzewania i składania jaj, przebieg embriogenezy, prze�ywalno�� larw, nimf i postaci dojrzałych oraz zdolno�� reprodukcyjn� samic I. ricinus i D. reticulatus. Najbardziej skuteczn� w niszczeniu najedzonych samic tych gatunków kleszczy okazała si� alfa-cypermetryna, za� do zwalczania głodnych okazów- deltametryna (Kuczy�ski 2006).

Z bada� innych autorów (Friesen i Kaufman 2003) wynika, �e cypermetryna stymuluje produkcj� �ółtka (witelogenez�) u Ornithodoros moubata (Murray, 1877) przez pobudzanie uwalniania czynnika indukuj�cego witellogenez� i uwolnienie hormonu witelogenezy (Taylor i wsp. 1991). Czynnik indukuj�cy witelogenez� (VIF) jest neuropetydem wydzielanym przez synganglion kleszczy (Chinzei i wsp. 1992). Cypermetryna powoduje tak�e zahamowanie rozwoju jajników i zmniejsza w hemolimfie st��enie 20-hydroksyekdysonu (20E, hormon witelogenezy) i witelogeniny u najedzonych okazów. Ponadto powoduje degeneracj� gruczołów �linowych hamowan� przez 20E (Friesen i Kaufman 2003).

Cypermetryna działa ró�nie na Amblyomma hebraeum Koch, 1844 i kleszcze z rodzaju Ornithodoros. Zamiast pobudzania procesu witellogenezy obserwowanego u Ornithodoros, u kleszczy A. hebraeum cypermetryna hamuje produkcj� �ółtka i rozwój jaj, prawdopodobnie cz��ciowo w wyniku hamowania uwalniania 20E (Friesen i Kaufman 2003). Badania wykazały, �e u dziewiczych samic O. moubata subletalne dawki cypermetryny pobudzaj� syntez� witelogeniny i rozwój gonad do postaci charakterystycznej dla najedzonych okazów (Taylor i wsp. 1991). Taki efekt działania tego pyretroidu nie wyst�pował u A. hebraeum (Friesen i Kaufman 2003).

Pyretroidy działaj� bójczo na ró�ne stadia rozwojowe kleszczy w innych st��eniach. Około 50% larw Amblyomma variegatum (Fabricius, 1794) gin�ło przy u�yciu 0,000012% deltametryny, za� 50% nimf przy najni�szym st��eniu 0,0001% (Garris i Barre 1991).

Skuteczno�� pyretroidów w zwalczaniu kleszczy zwi�ksza si� przez jednoczesne podanie atraktantów. Na przykład �miertelno�� samców Argas persicus (Oken, 1818) była znacz�co wi�ksza gdy aktywn� substancj� mieszano z atraktantem (Dusbabek i wsp. 1997).

Silniejszy efekt toksyczny pyretroidów mo�na uzyska� tak�e poprzez ł�czenie ich ze zwi�zkami fosforoorganicznymi, np. deltametryny z etionem (Curtis 1985 wg Beugnet i Chardonnet 1994).

Przeprowadzone w warunkach laboratoryjnych badania nad współdziałaniem czynnika biologicznego i zwi�zku chemicznego- permetryny wykazały mały wpływ grzybów Metarhizium angisopliae na Ixodes scapularis Say, 1821. Przy u�yciu dawki 109 spor/ml wyst�powała 70 % �miertelno�� nimf tego gatunku kleszcza. W warunkach polowych nie zaobserwowano istotnego wpływu grzybów na kleszcze. Nie stwierdzono tak�e interrakcji działania grzybów i permetryny w dawkach 0,25; 2,5; 25; 250 ppm (Hornbostel i wsp. 2005).

Kleszcze pochodz�ce z ró�nych regionów wykazuj� ró�nice w oporno�ci na pyretroidy i inne akarycydy (m.in. Nolan i wsp. 1989, Beugnet i Chardonnet 1994, Guerrero i wsp. 2002, Natala i wsp. 2005). Mog� one tak�e by� oporne na jeden lub na kilka zwi�zków z grupy pyretroidów (Nolan i wsp. 1989, Beugnet i Chardonnet 1994).

343

Wykazano, �e oporno�� ró�nych populacji Boophilus microplus (Canestrini, 1888) w Meksyku uwarunkowana jest genetycznie. W populacjach opornych na pyretroidy stwierdzono mutacje w genach kanałów sodowych (Guerrero i wsp. 2002). Niektóre populacje B. microplus s� oporne na wszystkie grupy akarycydów powszechnie stosowane i zarejestrowane do zwalczania tych kleszczy (Kuna i Kemp 1994 za Crampton i wsp. 1999).

Badania w siedliskach kleszcza jedno�ywicielowego Boophilus decoloratus (Koch, 1844) i dwu�ywicielowego Rhipicephalus eversi eversi Neumann, 1897 oraz kleszczy trój�ywicielowych A. hebraeum i Rhipicephalus appendiculatus Neumann, 1901 na farmach pa�stwowych i prywatnych w Południowej Afryce wykazały, �e larwy kleszczy z pa�stwowych farm wykazywały wy�szy poziom odporno�ci w stosunku do cypermetryny i pewn� odporno�� na chlorfenwinfos, podczas gdy nie były odporne na amitraz. Natomiast kleszcze z prywatnych farm były jednakowo odporne na amitraz, chlorfenwinfos i cypermetryn�. Populacje B. decoloratus były znacznie bardziej odporne na wszystkie testowane akarycydy ni� populacje Rh. evertsi evertsi, Rh. appendiculatus i A. hebraeum. Wskazuje to, �e kleszcze jedno�ywicielowe rozwijaj� silniejsz� odporno�� ni� wielo�ywicielowe. Jedn� z głównych przyczyn oporno�ci tych kleszczy na akarycydy było cz�ste stosowanie tego samego rodzaju substancji (Mekonnen i wsp. 2002).

Mimo coraz cz��ciej podejmowanych w ostatnich latach bada� nad wykorzystaniem ró�nych zwi�zków do zwalczania kleszczy, nie ma skutecznych sposobów ograniczenia liczebno�ci populacji tych stawonogów w przyrodzie. Wci�� aktualne jest wi�c wyzwanie dla chemików i biologów do syntezy nowych zwi�zków działaj�cych na jaja i aktywne stadia kleszczy o małej toksyczno�ci dla innych organizmów znajduj�cych si� w ekosystemie.

Literatura Bartosik K., Kubrak T., Sałata M., Buczek A. 2004a. Natural enemies of ticks (Acari:

Ixodida). I. Invertebrate predators. W: Buczek A., Błaszak C. (red.), Stawonogi. Interakcje paso�yt-�ywiciel. Liber, Lublin: 53-61.

Bartosik K., Kubrak T., Sałata M., Buczek A. 2004b. Natural enemies of ticks (Acari: Ixodida). II. Vertebrate predators. W: Buczek A., Błaszak C. (red.), Stawonogi. Interakcje paso�yt-�ywiciel. Liber, Lublin: 61-67.

Beugnet F., Chardonnet L. 1994. Tick resistance to pyrethroids in New Caledonia. Vet. Parasitol. 56: 325-338.

Bloomquist J.R. 1993a. Neuroreceptor mechanisms in pyrethroid mode of action and resistance. Rev. Pestic. Toxicol. 2:185-226.

Bloomquist J.R. 1993b. Toxicology, mode of action, and target site-mediated resistance to insecticides acting on chloride channels. Mini Review, Comp. Biochem. Physiol 106C: 301-314.

Bloomquist J. R. 1996. Ion channels as targets for insecticides. Ann. Rev. Entomol. 41: 163-190.

Bloomquist J.R., Adams P.M., Soderlund D.M. 1986. Inhibition of gamma- aminobutyric acid-stimulated flux in mouse brain vesicles by polychloroalkane and pyrethroid insecticides. Neurotoxicology. 7: 11-20.

Buczek A., Bartosik K., Olszewski T., Sałata M., Stepuch M. 2003. Metody profilaktyki przeciwkleszczowej stosowane przez mieszka�ców makroregionu lubelskiego. W: Buczek A., Błaszak C. (red.), Stawonogi i �ywiciele. Liber, Lublin: 451-462.

344

Buczek A., Grad K., Kubica K., Ciura D., Maciukaj� J. 2001. Zwi�zki chemiczne stosowane do zwalczania kleszczy (Acari: Ixodida). W: Buczek A., Błaszak C. (red.), Stawonogi. Paso�yty i nosiciele. Wyd. KGM, Lublin: 259-272.

Chinzei Y., Taylor D., Ando K. 1991. Effects of juvenile hormone and its analogs on vitellogenin synthesis and ovarian development in the soft tick, Ornithodoros moubata (Acari: Argasidae). J. Med. Entomol. 28: 506-513.

Chinzei Y., Taylor D., Miura K., Ando K. 1992. Vitelogenesis induction by synganglion factor in adult female tick, Ornithodoros moubata (Acari: Argasidae). J. Acarol. Soc. Jpn. 1: 15-26.

Crampton A.L., Green P., Baxter G.D., Barker S.C. 1999. Monooxygenases play only a minor role in resistance to synthetic pyrethroids in the cattle tick, Boophilus microplus. Exp. Appl. Acarol. 23: 897-905.

Czeczko R., Niewiadomy A. 2005. Pheromones and pest control. In: Buczek A., Błaszak Cz. (eds.), Arthropods. A variety of forms and interactions. Koliber, Lublin: 355-359.

Dusbabek F., Rupes V, Simek P., Zahradnickova H. 1997. Enhancement of permethrin efficacy in acaricide–attractant mixtures for control of the fowl tick Argas persicus (Acari: Argasidae). Exp. Appl. Acarol. 21: 293–305.

Elliot M., Farnham A., Janes N.F., Soderlund D. 1978. Insecticidal activity of the pyrethrins and related compounds. XI. Relative potencies of isomeric cyano-substituted 3-phenoxybenzyl esters. Pestic. Sci.9: 112-116.

Friesen K., Kaufman W. 2003. Cypermethrin inhibits egg development in the ixodid tick, Amblyomma hebraeum. Pestic. Bioch. Physiol. 76: 11-25.

Garris G.I., Barré N. 1991. Acaricide susceptibility of Amblyomma variegatum (Acari: Ixodidae) from Puerto Rico and Guadeloupe. Exp. Appl. Acarol. 12: 171-179.

Gray A.J. 1985. Pyrethroid structure-toxicity relationships in mammals. Neurotoxicology 3:25-35.

Guerrero F.D., Pruett J.H., Li A.Y. 2002. Molecular and biochemical diagnosis of esterase-mediated pyrethroid resistance in a Mexican strain of Boophilus microplus (Acari: Ixodidae). Exp. Appl. Acarol. 28: 257-264.

Harrow I.D., Gration K.A.F., Evans N.A. 1991. Neurobiology of arthropod parasites. Parasitology 102: 59-69.

Hornbostel V.L, Zhioua E, Benjamin M.A., Ginsberg H.S., Ostfeldt R.S. 2005. Pathogenicity of Metarhizium anisopliae (Deuteromycetes) and permethrin to Ixodes scapularis (Acari: Ixodidae) nymphs. Exp. Appl. Acarol. 35: 301-316.

Kuczy�ski P. 2006. Działanie pyretroidów syntetycznych na Dermacentor reticulatus (Fabricius, 1794) i Ixodes ricinus (Linnaeus, 1758) (Acari: Ixodida: Ixodidae) w niepaso�ytniczej fazie cyklu �yciowego. Praca doktorska wykonana w Katedrze i Zakładzie Biologii i Parazytologii AM, Lublin.

Mekonnen S., Bryson N.R., Fourie L.J., Peter R.J., Spickett A.M., Taylor R.J., Strydom T., Horak I.G. 2002. Acaricide resistance profiles of single- and multi-host ticks from communal and commercial farming areas in the Eastern Cape and North-West Provinces of South Africa. J. Vet. Res. 69: 99-105.

Natala A.J., Agyei A.D., Awumbila B. 2005. Susceptibility of Amblyomma variegatum ticks to acaricides in Ghana. Exp. Appl. Acarol. 35: 259-268.

Nolan J., Wilson J.T., Green P.E. 1998. Synthetic pyrethroid resistance in field samples in the cattle tick (Boophilus microplus). Aust. Vet. J. 66: 179-182.

Olszewski T., Stanisławek I.M., Kuczy�ski P., Buczek A. 2004. Biological control of ticks- modern trends and methods. W: Buczek A., Błaszak C. (red.), Stawonogi. Interakcje paso�yt-�ywiciel. Liber, Lublin: 297-305

345

Piek T. 1985. Neurotransmission and neuromodulation of skeletal muscles. In: Kerkut G.A., Gilbert L.I., (eds.), Comparative Insect Physiology, Biochemistry and Pharmacology, vol. 11. Pergamon Press, New York: 55-118.

Rejmer P. 1997. Podstawy ekotoksykologii. Wydawnictwo Ekoin�ynieria, Lublin: 157-174.

Soderlund D., Clark J., Sheets L., Mullin L., Piccirillo V., Sargent D., Stevens, James T., Weiner M. 2002. Mechanisms of pyrethroid neurotoxicity: implications for cumulative risk assessment. Toxicology 171; 1: 3-57.

Taylor D., Chinzei Y., Miura K., Ando K. 1991. Vitellogenin synthesis, processing and hormonal regulation in the tick, Ornithodoros parkeri (Acari: Argasidae). Insect. Biochem. 21: 723-733.

Ryc. 1.

Ryc. 2.

Ryc. 3.

Ryc. 4.

Ryc. 5.

Ryc. 1. Typowy obraz �wierzbu. Ryc. 2. �wierzb dzieci�cy. Ryc. 3. �wierzb dzieci�cy – wykwity na podeszwach. Ryc. 4. Wykwity w �wierzbie guzkowym. Ryc. 5. Zmiany skórne w chorobie włócz�gów.