線蟲隸屬線形動物門的線蟲綱(Class Nematoda),是無脊椎動物中一個很大的類群,不但種類多,而且數(shù)目也極大,估計全球約有1萬余種。大多數(shù)線蟲營自生生活,廣泛分布在淡水、海水、沙漠和土壤等自然環(huán)境中;營寄生生活的只是其中很少的種類,常見的寄生于人體并能導致嚴重疾患的線蟲約有10余種。重要的有蛔蟲、鉤蟲、絲蟲、旋毛蟲等。
形態(tài)
1.成蟲 典型的線蟲呈兩側(cè)對稱的圓柱形,前端一般較鈍圓,后端則逐漸變細,體不分節(jié)。寄生人體的線蟲,不同種類蟲體的大小長短相差懸殊。除極少數(shù)蟲種外,均為雌雄異體。雄蟲一般比雌蟲小,且尾端多向體腹面卷曲或膨大。
體壁 自外向內(nèi)由角皮層、皮下層和縱肌層組成(圖16-1)。
圖16-1 線蟲橫切面模式圖示體壁結(jié)構(gòu)
⑴角皮層:由皮下層分泌物形成,無細胞結(jié)構(gòu),含蛋白質(zhì)(角蛋白、膠原蛋白)、碳水化合物及少量類脂等化學成分。質(zhì)堅具彈性、光滑,覆蓋于體表及口孔、肛孔、排泄孔、陰道等部位。在蟲體前端、后端常具有由角皮形成的一些特殊結(jié)構(gòu),如唇瓣、乳突、翼、嵴及雄蟲的交合著傘、交合刺等。這些結(jié)構(gòu)除分別與蟲體的感覺、運動、附著、交配等生活活動有關(guān)外,同時也常是鑒定蟲種的重要依據(jù)。
⑵皮層:在角皮層之內(nèi),由合胞體組成,無細胞界限,含豐富糖原顆粒、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及酯酶、磷酸酶等。此層在蟲體背面、腹面和兩側(cè)面的中央均向內(nèi)增厚、突出,形成四條縱索,分別稱為背索、腹索和側(cè)索。背索和腹索較小,其內(nèi)有縱行的神經(jīng)干;兩條側(cè)索明顯粗大,其內(nèi)有排泄管通過。兩索之間部分稱為索間區(qū)。
⑶縱肌層:在皮下層之內(nèi),由單一縱行排列的肌細胞組成,此層被縱索分成兩個亞背區(qū)和兩個亞腹區(qū)。肌細胞由可收縮的纖維部分和不可收縮的細胞體構(gòu)成,前者鄰接皮下層呈垂直排列,含肌球蛋白和肌動蛋白,其協(xié)同作用使肌肉收縮與松馳;后者發(fā)達并突入原體腔,含胞核、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、糖原和脂類,能貯存大量糖原是其重要功能之一。根據(jù)肌細胞的大小、數(shù)量及排列方式,可分為三種肌型(圖16-2)。在每一索間區(qū)內(nèi)只有2~5個大肌細胞者,稱為少肌型(meromyarian type),如鉤蟲;肌細胞多,且細胞體突入原體腔明顯者,稱為多肌型(polymyarian type),如蛔蟲;肌細胞多而細小,細胞體不明顯者,稱為細肌型(holomyarian type),如鞭蟲(圖16-2)。
圖16-2 線蟲的肌型(仿Ichiro Miyaxaki)
原體腔 在體壁與消化管之間的腔隙,因無體腔膜覆蓋,故稱為原體腔(procoele)。腔內(nèi)充滿富含蛋白質(zhì)、葡萄糖和鈉、鉀、氯、鋅、鐵等多種元素的原體腔液,成為組織器官間營養(yǎng)物質(zhì)、氧和代謝產(chǎn)物交換的介質(zhì)。由于封閉液體的流體靜力學原理,對于保護內(nèi)部器官和蟲體的運動、排泄等功能均起重要作用。
消化系統(tǒng)(圖16-3) 線蟲的消化系統(tǒng)包括消化管和腺體。消化管由口孔、口腔、咽管、中腸、直腸和肛門組成,是完全的消化道。口孔在頭部頂端,其周常被唇瓣圍繞。不同蟲種的口腔形狀不一,有的蟲種口腔變大,形成口囊(brccal capsule)。咽管通稱食管,圓柱形,下段常有膨大部分,其形狀是重要的分類特征。咽管腔的橫切面呈三叉狀,一向腹面,兩向背側(cè)面。咽管與中腸相接處常有三葉活瓣,以控制食物的流向。大多數(shù)線蟲的咽管壁肌肉內(nèi)有3個咽管腺,背咽管腺一個,較長,開口于口腔中;亞腹咽管腺2個,開口于咽管腔中。腺體分泌物中含有幫助消化食物或具有抗原性的各種酶,如蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶及乙酰膽堿酯酶等。腸管為非肌性結(jié)構(gòu),腸壁由單層柱狀上皮細胞構(gòu)成,內(nèi)緣具微絨毛,外緣為基膜。腸細胞內(nèi)含有豐富的線粒體、糖原顆粒、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及核蛋白體等,具有吸收和輸送營養(yǎng)物質(zhì)的功能。雄蟲的直腸通入泄殖腔,雌蟲的肛門通常位于蟲體末端的腹面。
生殖系統(tǒng)(圖16-3)寄生人體的線蟲,其雄性生殖器官通常為一條單管,由睪丸、儲精囊、輸精管、射精管及交配附器組成,屬單管型。睪丸分生發(fā)區(qū)和生長區(qū)兩部分。前者是精原細胞分裂發(fā)育為精母細胞之處;后者的末端多與儲精囊相連,通入輸精管。射精管開口于泄殖腔。有些蟲種在射精管處有一對腺體,能分泌粘性物質(zhì),交配后栓塞雌蟲陰門。雄蟲尾端幾乎均具有1個或1對角質(zhì)交合刺,由引帶和神經(jīng)控制,可以自由伸縮。線蟲的雌性生殖器官也是管狀結(jié)構(gòu),一般包括卵巢、輸卵管、子宮、排卵管、陰道和陰門等部分。多數(shù)蟲種在輸卵管近端有一受精囊;遠端與子宮相連。卵母細胞在受精囊內(nèi)與精子結(jié)合使之受精。寄生人體的大多數(shù)雌蟲均具有結(jié)構(gòu)相同的兩套雌性生殖管道,屬雙管型。兩個排卵管匯合通入一個陰道,開口于蟲體腹面的陰門。陰門的位置依蟲種而異,但均在肛門之前。
神經(jīng)系統(tǒng)(圖16-3) 線蟲神經(jīng)系統(tǒng)的中樞部分是咽部神經(jīng)環(huán),為神經(jīng)節(jié)的聯(lián)合體。由此向前、向后發(fā)出縱行的神經(jīng)干,均位于背索和腹索中,各神經(jīng)干之間尚有神經(jīng)連合。線蟲的感覺器官主要是分布在頭部和尾部的乳突、頭感器和尾感器。乳突主要分布在口孔周圍和蟲體末端,具有觸覺功能;感器的基本結(jié)構(gòu)是神經(jīng)細胞和支持細胞,有些蟲種的感器尚與腺體細胞相通,除具有使蟲體對機械的或化學的刺激作出反應(yīng)的功能外,并能調(diào)節(jié)腺體的分泌作用。一些蟲種缺尾感器。
排泄系統(tǒng)(圖16-3) 線蟲的排泄系統(tǒng)有管型和腺型兩種。有尾感器亞綱的蟲種為管型結(jié)構(gòu),無尾感器亞綱的蟲種為腺型。管型的基本結(jié)構(gòu)是一對長排泄管,由一短橫管相連,在橫管中央腹面有一小管經(jīng)排泄孔通向體外。有些蟲種尚有一對排泄腺與橫管相通,其分泌物與蟲體的脫鞘有關(guān)。腺型則只有一個具大細胞核的排泄細胞,其位于腸管前端,開口在咽部神經(jīng)環(huán)附近的腹面。
圖16-3 線蟲內(nèi)部結(jié)構(gòu)模式圖
2.蟲卵 寄生線蟲的蟲卵一般為卵圓形,卵殼多為黃色、棕黃色或無色。卵殼主要是由三層組成:外層較薄,來源于受精卵母細胞的卵膜,稱為卵黃膜或受精膜,由脂蛋白構(gòu)成;中層較厚,稱為殼質(zhì)層(chitinous layer),含殼質(zhì)及蛋白質(zhì),能抵抗外界的機械壓力,是卵殼的主要組成部分;內(nèi)層薄,稱為脂層或稱蛔甙層(ascaroside),含脂蛋白和蛔甙,具有調(diào)節(jié)滲透作用的重要功能。既防止水溶性物質(zhì)從外界滲入卵內(nèi),也防止卵內(nèi)物質(zhì)向外漏出。有些蟲種,如蛔蟲,當蟲卵通過子宮時,卵殼外附加一層由子宮壁分泌的酸性粘多糖-鞣化蛋白復(fù)合物,稱為蛋白質(zhì)外膜。此層對蟲卵水分的保持,防止過快干枯死亡有一定的作用。自人體內(nèi)排出時,蟲卵內(nèi)細胞發(fā)育的程度因蟲種而異,有的線蟲卵內(nèi)的細胞尚未分裂,如受精蛔蟲卵;有的已分裂為數(shù)個細胞,如鉤蟲卵;有的則已發(fā)育為蝌蚪期胚,如蟯蟲卵;有的蟲種,蟲卵內(nèi)的胚胎在子宮內(nèi)即發(fā)育成熟,自陰門排出時已為幼蟲階段,如絲蟲。
生活史
線蟲的基本發(fā)育過程分為蟲卵、幼蟲和成蟲三個階段。
某些種線蟲的蟲卵,在適宜的條件(溫度、濕度、氧)下,能在外界環(huán)境中發(fā)育成熟,并能孵化出幼蟲。孵化時由于卵內(nèi)幼蟲的活動及其分泌孵化酶(酯酶、殼質(zhì)酶、蛋白酶)的作用,破壞各層卵殼,使水分浸入,卵內(nèi)壓力增高,導致卵殼破裂,幼蟲得以孵出,并進一步發(fā)育為感染期蚴后,才感染人體,如鉤蟲;有些蟲種的蟲卵在外界只能發(fā)育至感染期卵(內(nèi)含幼蟲),當其進入人體內(nèi)后,在腸道特殊環(huán)境條件(溫度、pH、二氧化碳等)刺激下,才能卵化出幼蟲,如蛔蟲;一些直接產(chǎn)幼蟲的蟲種,其幼蟲需在中間宿主體內(nèi)發(fā)育為感染期蚴后,通過中間宿主再感染人體,如絲蟲。
線蟲的幼蟲在發(fā)育中最顯著的特征是蛻皮(molting)。蛻皮時,皮下層組織先行增厚,舊角皮與其分離,同時由皮下層分泌物逐漸形成新角皮。舊角皮在幼蟲分泌的蛻皮液(主要含亮氨酸氨肽酶)作用下,自內(nèi)向外逐漸溶解,最終導致破裂而脫掉。幼蟲的發(fā)育一般分為四期,共蛻皮四次。有些蟲種第二次蛻皮后,發(fā)育為感染期幼蟲,此為寄生性線蟲生活史中由自生生活向寄生生活轉(zhuǎn)化的一個重要過渡階段。此期幼蟲不太活動,也不攝食,只能利用體內(nèi)貯存的物質(zhì),以脂類代謝為主,維持最低的能量消耗。一般幼蟲經(jīng)第四次蛻皮后進入皮蟲期,逐漸發(fā)育成熟。
根據(jù)生活史中有無中間宿主,可將線蟲發(fā)育過程分為兩種類型:生活史中無中間宿主者,稱為直接發(fā)育型,其過程較簡單,寄生腸道的線蟲多屬此型,如鉤蟲。屬于此發(fā)育類型的線蟲,亦可統(tǒng)稱為土源性線蟲。生活史中有中間宿主者,稱為間接發(fā)育型,其過程較復(fù)雜,寄生組織內(nèi)的線蟲多屬此型,如絲蟲。屬于此發(fā)育類型的線蟲,亦可統(tǒng)稱為生物源性線蟲。另外,某些種線蟲的生活史包括自生世代和寄生世代現(xiàn)象,其過程更為復(fù)雜,如糞類圓線蟲。
在線蟲生活的環(huán)境中,各種理化因素對其發(fā)育都有影響,其中尤以溫度、濕度和氧更為重要。線蟲卵和幼蟲在外界發(fā)育時,一般需要適宜的溫度和濕度,高溫或低溫都會抑制其生長發(fā)育;若溫度過高,將加速蟲體的耗竭,以致死亡。另外,當土壤濕度較低時,易引起蟲體失水www.med126.com,代謝降低;若濕度過大,土壤中氧含量低,也不利蟲體的生存。不同蟲種、各發(fā)育階段及其活動狀況對氧的需求也不完全相同。成蟲一般能適應(yīng)人體內(nèi)的環(huán)境,一旦因其他疾病引起生理變化時,也會導致蟲體的排出或死亡。
生理
營養(yǎng)與代謝 線蟲在它們所生活的環(huán)境中獲取食物,寄生在腸腔中的線蟲,多以腸內(nèi)容物為食。如蛔蟲。有些蟲種可咬破腸粘膜,則以血液或粘膜物質(zhì)為食。如鉤蟲。寄生在組織、器官內(nèi)的線蟲,以體液或組織液為食。如絲蟲。線蟲的成蟲期主要是通過糖類代謝,從中獲取能量維持生存。許多種線蟲體內(nèi)都具有三羧酸循環(huán)中所需的酶,在氧充分時,均能通過三羧酸循環(huán)獲取足夠的能量。某些線蟲(如蛔蟲),由于長期適應(yīng)腸腔的低氧環(huán)境,多通過糖酵解及替代途徑,從無氧代謝中獲得較多的能量。氨基酸及蛋白質(zhì)代謝在線蟲生長、繁殖、產(chǎn)卵等過程中廣泛存在,其代謝產(chǎn)物主要是氨,它能改變細胞的pH,影響通透性m.payment-defi.com/wsj/。游離氨的排出主要是通過體表擴散,而離子狀態(tài)銨則是通過腸道排出,而不是通過排泄系統(tǒng)。多數(shù)線蟲的幼蟲期是以活躍的脂代謝獲取能量。
呼吸與滲透 線蟲無呼吸系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng),氧大多是通過其體壁吸收并擴散到體內(nèi)各組織中。有的蟲種,氧是由食物中攝入消化道的。在線蟲的吸收與排泄過程中,水的滲透作用是很重要的,體表及其它一些部位均能進行水的交換。由于體表有類脂成分,易于某些親脂分子滲入體內(nèi)。如有機磷等殺蟲劑,就是利用其具有親脂特性,穿透體壁而發(fā)揮殺蟲效能的。
致病
寄生線蟲機械性破壞和毒性作用對人體的危害程度與蟲種、寄生數(shù)量、發(fā)育階段、寄生部位以及人體對寄生蟲的防御能力與免疫反應(yīng)等因素有關(guān)。
感染階段為幼蟲的寄生線蟲,當幼蟲侵入皮膚時,可以引起皮炎;當幼蟲在體內(nèi)移行或寄生于組織內(nèi)時,可引起局部炎癥反應(yīng)或全身反應(yīng)。成蟲致病多與寄生部位有關(guān),一般均可導致組織出現(xiàn)損傷、出血、炎癥、細胞增生等病變。根據(jù)病程的長短,以及病變程度,患者可表現(xiàn)出不同的臨床癥狀。個別蟲種,則可因人體自身免疫系統(tǒng)的障礙或長期不正確使用激素等,而導致嚴重感染,造成多組織、多器官性損害。
若幼蟲出現(xiàn)遷延移行或成蟲發(fā)生異位寄生等現(xiàn)象時,對人體也會造成判斷困難的各種各樣的臨床癥狀。一般寄生于組織內(nèi)的線蟲比寄生于腸道內(nèi)的線蟲致病性強。
分類
我國常見的寄生人體的線蟲,屬線蟲綱,根據(jù)尾感器的有無劃分為兩個亞綱,其分類見表(表16-1)。
表16-1 我國重要醫(yī)學線蟲的分類
亞綱 | 目 | 科 | 屬 | 種 |
尾感器亞綱 Phasmidea | 小桿目 Rhabditata | 類圓科 Strongyloididae | 類圓線蟲屬 Shrongyloides | 糞類圓線蟲 S.stercoralis |
圓線目 Strongylata | 鉤口科 Ancylostomatidae | 鉤口線蟲屬 Ancylostoma | 十二指腸鉤口線蟲 A.duodenale | |
板口線蟲屬 Necator | 美洲板口線蟲 N.a(chǎn)mericanus | |||
毛圓科 Trichostrongylidae | 毛圓線蟲屬 Trichostrongylus | 東方毛圓線蟲 T.orientalis | ||
管圓科 Angiostrongylidae | 管圓線蟲屬 Angiostrongylus | 廣州管圓線蟲 A.cantonensis | ||
蛔目 Ascaridata | 蛔科 Ascaridae | 蛔線蟲屬 Ascaris | 似蚓蛔線蟲 A.lumbricoides | |
尖尾目 Oxyurata | 尖尾科 Oxyuridae | 住腸線蟲屬 Enterobius | 蠕形住腸線蟲 E.vermicularis | |
旋尾目 Spirurata | 顎口科 Gnathostomatidae | 顎口線蟲屬 Gnathostoma | 棘顎口線蟲 G.spinigerum | |
筒線科 Gongylonematidae | 筒線蟲屬 Gongylonema | 美麗筒線蟲 G.pulchrum | ||
吸吮科 Thelaziidae | 吸吮線蟲屬 Thelazia | 結(jié)膜吸吮線蟲 T.callipaeda | ||
絲蟲目 Filariata | 蓋頭蟲科 Dipetalonematidae | 吳策線蟲屬 Wuchereria | 班氏吳策線蟲 W.bancrofti | |
布魯線蟲屬 Brugia | 馬來布魯線蟲 B.malayi | |||
無尾感器亞綱 Aphasmidea | 鞭尾目 Trichurata | 毛形蟲科 Trichinellidae | 旋毛形線蟲屬 Trichinella | 旋毛形線蟲 T.spiralis |
鞭蟲科 Trichuridae | 鞭蟲屬 Trichuris | 毛首鞭形線蟲 T.trichiura |