Использование географических методов при анализе распространения шистозоматоза в восточной части Африканского континента (Л. В. Максимова и Е. Л. Райх) [1965 - - Методы медико-географических исследований]

Изучение распространения тропических паразитарных заболеваний в Африке показывает, что их связи с окружающей средой многообразны и по-разному проявляются в различных географических условиях. Это дает основание предполагать, что паразитарные заболевания подчинены некоторым общим географическим закономерностям, в том числе законам горизонтальной зональности и высотной поясности. В связи с этим не оправдывает себя изучение формирования нозоареалов инвазионных заболеваний по заболеваемости населения и лишь в связи с социальными факторами, как это предлагают И. И. Елкин и В. К. Яшкуль (1964 а, б; 1965).

Анализ географического распространения природных предпосылок к тропическим паразитарным заболеваниям в различных зонах восточной части Африки дает возможность установить, в каких районах в пределах зон заболевание вероятно существует вопреки отсутствию данных, или где оно может возникнуть при определенных условиях. Только после этого следует рассмотреть (в историческом плане) влияние социально-экономических условий на формирование современных нозоареалов в пределах тех территорий, где имеются предпосылки для возникновения заболеваний. В качестве примера можно привести географический анализ формирования структуры ареала шистозоматоза человека в восточной части Африки.

К природным предпосылкам существования шистозомной инвазии относятся наличие пресноводных моллюсков, являющихся промежуточными хозяевами шистозом. К шистозомной инвазии восприимчивы многие виды моллюсков Bulinus и Biomphallaria, обитающие в водоемах в восточной части Африки. Ведущую роль в распространении мочеполового шистозоматоза играют Bulinus (Bulinus) truncatus, Bulinus (Physopsis) globosus, Bulinus (P.) nasutus productus, B. (P.) nasutus nasutus, B. (P.) africanus, a кишечного - Biomphalaria alexandrina, Biomphalaria preifferi. Экологическая амплитуда указанных видов моллюсков очень широка. Однако возможность их существования определяется: наличием воды в водоемах в течение большей части года, присутствием водной растительности, богатством микрофлоры, небольшими скоростями течения, а также достаточной освещенностью и прозрачностью. Химический состав воды, по крайней мере в восточной Африке, не играет существенной роли в распределении этих моллюсков (Malek, 1958; Helmy, 1953; Webbe, 1962). Для выявления различий природных предпосылок к шистозоматозу в разных ландшафтных зонах восточной Африки следует выделить основные типы местности по их гидротермическому режиму.

Поскольку подавляющая часть этой территории находится в пределах тропических и экваториальных широт, температура практически не лимитирует распространение моллюсков, хотя многочисленными исследованиями установлено, что изменения температуры воды оказывают влияние на интенсивность размножения моллюсков. Развитие шистозомной инвазии в моллюсках, по мнению ряда исследователей (Nagaty, 1962; Barlow, 1939; Gaud, 1958), не может происходить при температуре воды ниже 10°С. Столь низкая температура воды отмечена лишь в зимний период на крайнем севере и юге континента в пределах субтропиков. Таким образом, только на севере и на юге материка должна существовать сезонность в передаче инвазии, обусловленная температурными условиями. В экваториальных и тропических широтах сезонность передачи отсутствует.

Если температурный режим водоемов восточной Африки не оказывает существенного влияния на распространение шистозоматоза, то различия в гидрологическом режиме играют первостепенную роль. Лишь незначительная часть восточной Африки характеризуется достаточным увлажнением. Годовой коэффициент увлажнения местности, т. е. отношение суммы осадков к величине испаряемости за год (Иванов, 1958), 100% и более отмечается в зоне парковых и высокотравных саванн на побережье Индийского океана в пределах Кении, Танганьики и Мозамбика, а также в приэкваториальных районах Уганды и Судана. Значительные годовые осадки и относительно равномерное распределение их в течение года обусловливают обилие в этих районах множества постоянных водоемов (озера, реки) и тем самым создают наиболее благоприятные природные предпосылки для возникновения и распространения шистозоматоза. Обилие в этой зоне озер и медленно текущих рек, заросших густой водной растительностью, ведет к широкому распространению в прибрежной зоне этих водоемов моллюсков Biomphalaria - промежуточных хозяев кишечного шистозоматоза. В постоянных водоемах моллюски могут обитать круглый год. Однако сезонное увеличение количества осадков ведет к сокращению их численности в связи с увеличением скорости воды и ее мутности (рис. 1 а).

Таким образом, в этой зоне природные предпосылки оптимальны для существования шистозомной инвазии.

В зоне типичных и опустыненных саванн (годовой коэффициент увлажнения местности составляет 0-25%) появляется засушливый период, продолжительность которого варьирует от 100-200 дней в типичной саванне и до 250 - в опустыненной. Количество постоянных водоемов невелико и постепенно сокращается к северу и к югу по мере возрастания аридности. Наибольшую роль для моллюсков среди постоянных водоемов в этой зоне играют крупные озера (Виктория, Танганьика, Малави и др.), поскольку многие реки восточной Африки порожисты, имеют быстрое течение, скалистое дно и непригодны для их обитания. Несмотря на то, что сезонный ритм характерен и для крупных озер, а, следовательно, и для моллюсков, обитающих в них, тем не менее достаточно активное размножение моллюсков происходит круглогодично, и сезонность заражения шистозоматозом выражена нечетко (рис. 1 б). Как и в предыдущей зоне, в озерах селятся преимущественно моллюски Biomphalaria, вто время как моллюски Bulinus, которые мирятся с большими скоростями течения воды, встречаются чаще в реках. В связи с этим наблюдаются различия в возбудителе. Так, сбследование школьников (от 12 до 19 лет) на южном берегу озера Виктория показало, что среди детей младшего школьного возраста, которые купаются в реках, впадающих в озеро, преобладает мочеполовой шистозоматоз, а в старших возрастных группах, занятых рыбной ловлей на озере, - кишечный (Jordan, Randall, 1962).

Рис. 1. Сезонный ритм численности моллюсков в различных природных зонах восточной Африки: а - Танга, зона парковых и высокотравных саванн (наблюдения 1957-1957 гг.) по Webbe, Msangi, 1958; б - Мванза, зона типичных саванн и редколесий (наблюдения 1959-1961 гг.) по Webbe, 1962; в - окресности Солебери, зона типичных саванн и редколесий (наблюдения 1962-1963 гг.) по Shiff, 1961 с изменениями; г - окресности Хартума, зона пустынь (наблюдения 1957-1958 гг.); по Malek, 1962; д - окресности Каира, зона пустынь (наблюдения 1935-1936 гг.) по Bulinus (Ph) globosus, г) и д) Bulinus (B) truncatus); 2 - моллюски Biomphalaria boissyi; 3 - темпиратура воды; 4 - средний суточный расход выды; 5 - осадки; 6 - площадь водной поверхности

Особое значение как места обитания моллюсков в этой зоне приобретают временные водоемы, наполняющиеся водой во время дождей и паводков. Количество этих водоемов и продолжительность их существования определяют наличие моллюсков и длительность периода передачи инвазии. Многочисленные исследования в восточной Африке показывают, что моллюски Bulinus, обитающие во временных водоемах, могут переносить длительный период высыхания, достигающий по данным G. Webbe и A. S. Msangi (1958) 5-8 месяцев для Bulinus (P) nasutus productus и В(Р) globosus в Танганьике и по данным С. Н. Barlow (1933, цитируется по Ayad, 1956) 6 месяцев для Bulinus truncatus в Судане. Хотя лабораторные наблюдения показывают, что моллюски Biomphalaria также могут переносить длительное пересыхание водоемов (по Barlow, 1935, 6 месяцев), однако сообщений о наличии моллюсков Bicmphalaria во временных водоемах саванн восточной Африки нам не известно.

На границе саванн с пустыней продолжительность пересыхания естественных водоемов так велика, что существование моллюсков в них становится невозможным. По данным Е. A. Malek (1958), там, где среднегодовое количество осадкоь становится меньше 300 мм, моллюски во временных водоемах отсутствуют. На севере района эта граница проходит около 16° с. ш.

При наполнении водоемов с началом дождливого периода начинается активное размножение моллюсков и возрастает их численность (рис. 1 в). Наиболее благоприятные условия для моллюсков наступают в середине теплого сезона, когда температура водоемов достигает 22-25°С (Schiff, 1964 а, б). С наступлением сухого и более прохладного сезона (зима северного и южного полушарий) интенсивность размножения моллюсков резко сокращается, однако общее количество моллюсков в водоемах велико и в их популяциях преобладают взрослые особи, инфицированность которых шистозомами выше, чем молодых (Webbe, 1963). По мере высыхания водоемов происходит уменьшение объема воды и значительное увеличение концентрации церкарий. Поэтому наиболее опасным сезоном для заражения человека в типичной и опустыненной саванне является период, предшествующий высыханию водоемов. Возможность заражения шистозоматозом в начале периода дождей связана с тем, что из выживших инфицированных моллюсков уже через несколько дней после заполнения водоемов начинают выделяться церкарий шистозом.

Таким образом, в зоне типичной и опустыненной саванн природные предпосылки создают условия для существования круглогодичной инвазии преимущественно кишечным шистозоматозом в постоянных водоемах и резко выраженной сезонной ивазии мочеполовым шистозоматозом во временных водоемах.

В зоне пустынь годовой коэффициент увлажнения местности практически равен 0 и поверхностный сток отсутствует. Поэтому зона пустынь лишена природных предпосылок для существовав ния шистозоматоза.

В средиземноморской субтропической области на юге материка, несмотря на высокий годовой коэффициент увлажнения местности (около 100%) резко выраженная сезонность выпадения осадков ведет к тому, что большая часть водоемов наполнена водой только в зимний дождливый период, когда средние месячные температуры воздуха не превышают 10-12°С. Таким образом, здесь создаются условия, неблагоприятные для обитания моллюсков.

Горные районы восточной Африки характеризуются своеобразным гидрологическим режимом водоемов. Первостепенную роль здесь играют температурные условия, т. к. падение температуры водоемов с высотой вместе с уменьшением концентрации растворенного кислорода создают неблагоприятные условия как для обитания моллюсков, так и для существования шистозом. Вертикальная граница распространения инфицированных моллюсков в горах различна в разных зонах. Она лежит наиболее высоко в приэкваториальной части и снижается в тропиках. Наибольшая высота, на которой были найдены инфицированные моллюски, в восточной Африке, достигает 1974 м в районе Кигези в Уганде (Schwetz, 1951), где наряду с инвазированными моллюсками Biomphalaria были выявлены и больные кишечным шистозоматозом. Несколько ниже располагается верхняя граница шистозоматоза в Кении. По данным Тисдейла (Teesdale, 1962) она проходит здесь на высоте 1800 м. В Драконовых горах в Свазиленде граница мочеполового шистозоматоза снижается до 1200 м, а кишечного - до 750 м над уровнем моря (Pitchford, 1958).

Особые условия орошения и дренажа территории характеризуют долины крупных рек с их интразональными условиями. Так, в долине Нила обилие воды в сочетании с высокими температурами создают условия исключительно благоприятные для существования моллюсков Bulinus не только в зоне саванн, но и в зоне пустынь. Сезонный ритм жизни моллюсков в Ниле связан с режимом стока реки. Наиболее неблагоприятным для них является период половодья, т. к. мутные воды нарушают места обитания моллюсков, уничтожая растительность. Максимальное размножение моллюсков в Ниле наблюдается после половодья, а наибольшая численность и зараженность моллюсков бывает в весенние и летние месяцы, предшествующие половодью (рис. 1 г). Сезонный ритм жизни моллюсков в дельте Нила определяется не только режимом стока, но и термическими условиями (рис. 1 д). Зимнее понижение температуры ведет к сокращению численности моллюсков и полному прекращению заражения человека (Barlow, 1939).

Географический анализ природных условий восточной Африки выявил возможность существования шистозоматоза человека в разных зонах. Однако при реализации предпосылок в болезнь существенное значение приобретают социальные компоненты географической среды. Поэтому география болезни в значительной мере определяется социально-географическими условиями. Широко известно, что гиперэндемичные и эндемичные по шистозоматозу районы находятся не только в зоне высокотравных и парковых саванн, наиболее благоприятных в природном отношении для возникновения заболевания, но и в зоне сухих саванн и даже пустынь. По мере роста аридности климата водоисточники становятся все более редкими, и в связи с этим концентрация населения около них возрастает. Таким образом, в аридных областях возникают условия, способствующие широкому распространению заболевания при наличии в водоемах инфицированных моллюсков. К тому же дефицит воды в этих районах вызывает потребность в развитии искусственного орошения. Орошая аридные территории, человек изменяет природные условия и создает природные предпосылки к существованию шистозоматоза. При этом наиболее благоприятные условия для распространения шистозоматоза складываются в районах постоянного орошения, т. к. при бассейновом орошении передача инвазии осуществляется только в период заполнения каналов паводковыми водами. Поэтому переход от бассейнового орошения к постоянному, наблюдающийся в ОАР и Судане, ведет к интенсивному распространению заболевания среди населения. Так, например, уже через три года после замены бассейнового орошения постоянным в 4 районах провинций Кена и Асуан пораженность населения увеличилась с 2-10% до 44-75% (Klialil, 1949, цитируется по Lanoix, 1958).

Большую роль в распространении мочеполового шистозоматоза в северной аридной части восточной Африки сыграла мусульманская религия. Мусульманский обычай экскреции на берегах водоемов и омовения приводят к такому интенсивному заражению водоемов, какого не наблюдается в районах с немусульманским населением.

На формирование ареала шистозоматоза влияют также миграции населения, являющиеся одной из характерных особенностей стран восточной Африки. В качестве примера можно привести возникновение и распространение шистозоматоза в зоне саванн Судана (Ayad, 1956), где, как видно на прилагаемой карте (рис. 2), районы распространения шистозоматоза совпадают с основными путями миграционных потоков населения.

Все эти примеры показывают, что кружево ареала шистозоматоза определяется социально-экономическими компонентами, но возникновение болезни возможно лишь там, где имеются или создаются соответствующие природные предпосылки.

Таким образом, в результате исследования удается выявить существенные различия в природных предпосылках существования шистозоматоза разных зон восточной Африки. Здесь природные предпосылки для наличия инвазии имеются только в саваннах. При этом наилучшие условия возникают в наиболее увлажненных их районах, в высокотравных и парковых саваннах. В пустынных и субтропических районах восточной Африки отсутствуют зональные предпосылки шистозоматоза. Однако развитие орошения в аридных районах приводит к возникновению природных предпосылок существования шистозоматоза. Отчетливо выявляются также зональные различия в сезонности заражения, в видах заболевания (мочеполовой и кишечный шистозоматоз), его интенсивности и т. д. Поэтому распространение шистозоматоза имеет резко выраженные зональные черты, и расширение ареала болезни происходит по разному в различных зонах восточной Африки.

Рис. 2. Пораженность населения мочеполовым шистозоматозом в ОАР и республике Судан (из Welt-Seuchen Atlas 1956) с добавлениями из Ayad, 1956). 1 - свыше 60%; 2 - 40-60%; 3-10-40%; 4 - миграционные потоки населения; 5 - границы природных зон; 1 - зона парковых и высокотравных саванн; II зона - типичных саванн и редколесий; III - зона опустыненных саванн; IV - зона пустынь

Анализ природных предпосылок распространения шистозоматоза имеет большое практическое значение. Шистозоматоз встречается во всех странах восточной Африки и приносит большой экономический ущерб. Хотя инвазия протекает большей частью скрыто, и выраженные случаи заболевания, по мнению Фарука (Farooq, 1964), составляют лишь 25-35% от общего числа инвази-рованных шистозомами лиц, однако даже если принимать во внимание только выявленные случаи заболевания, пораженность населения велика, хотя и значительно варьирует в разных странах и в пределах каждой из них. Примером того, какой огромный ущерб экономике страны может принести шистозоматоз, является ОАР, где по данным Фарука (Farooq, 1964) в 1963 г. более половины населения было поражено шистозоматозом (14 млн. чел.). По данным Халиля (Khalil, 1949) 25% смертности в стране приходится на долю этого заболевания (цит. по Fairley, 1951). Значительное снижение производительности труда вследствие высокой пораженности населения шистозоматозом ведет к тому, что ОАР, по подсчетам экспертов ВОЗ, ежегодно теряет около 80 млн. египетских фунтов (Официальные документы ВОЗ, 1963).

Кроме того, в связи со слабой водообеспеченностью значительной части территории восточной Африки дальнейший экономический прогресс большинства стран невозможен без широкого развития орошения, что неминуемо приведет к расширению местообитаний моллюсков, являющихся промежуточными хозяевами шистозом, и, следовательно, к расширению ареала болезни. Так, р. связи с развитием орошения отмечено появление шистозоматоза в области Гезира в Судане, в Танганьике, Родезии (Clarke, 1961; Greany, 1952; Stephenson, 1947).

Анализ природных предпосылок шистозоматоза помогает выработать наиболее эффективные способы борьбы с заболеванием v меры его предупреждения. Как показал опыт борьбы с шистозоматозом в Родезии и Судане, положительные результаты были получены только после того, как были приняты во внимание природные особенности районов и экологические особенности обитающих в их пределах моллюсков.

Литература

Елкин И. И., Яшкуль В. К. (а). Проблемы эпидемиологической географии. «ЖМЭИ», 1964, № 9, 55-60.

Елкин И. И., Яшкуль В. К. (б). Основные проблемы эпидемиологической геогоафии. Понятие о нозоареалах. «ЖМЭИ»,. 1964, № 11,48-54.

Елкин И. И., Яшкуль В. К. Проблемы эпидемиологической географии. Глобальные нозоареалы. «ЖМЭИ», 1965, № 1, 91-97.

Иванов Н. Н. Атмосферное увлажнение тропических и сопредельных стран земного шара. М.-Л., 1958.

Игнатьев Е. И. Принципы и методы медико-географического изучения природных компонентов географической среды. В кн.: «Медицинская география», Иркутск, 1964, 20-41.

Ауad N. Bilharziasis survey in British Somaliland, Eritrea, Ethiopia, the Sudan and Yemen. «Bull. WHO», 1956, 14, 1, 1 - 117.

Barlow С. Н. Futher studies of the revival after drying of the snail hosts of the human schistisomiasis of Egypt. «Amer. J. Hyg.», 1935, 22, N 2 376-391.

Вarlоw С. Н. Seasonal incidence of infestation of the snail hosts with larval human schistosomes. «Amer. J. Hyg.», 1939, 30, N 3, 73-81.

Clarke V. et al. The control of snail hosts of bilharziasis in Southern Rhodesia. «Bull. WHO», 1961, 25, N 4, 549-558.

Fairleу N. H. Schistosomiasis and some of its problems. «Trans. Roy. Soc. trop. Med. and Hyg.», 1951, 45, N 3, 279-306.

Farooq M. Medical and economic importance of schistosomiasis. «J. trop. Med. and Hyg», 1964, 67, 5, 105-112.

Gaud J. Rythmes biologique des mollusques vecteurs des bib harzioses. «Bull. WHO», 1958, 18, N 5-6, 751-759.

Greanу W. H. Schistosomiasis in the Gesira irrigated area of the Anglo-Egyptian Sudan. «Ann. trop. Med. and Parasitol.», 1952, 46, N 3, 250-262.

Jordan P., Randall K. Bilharziasis in Tanganyika: observations on its effects and the effect of treatment in schoolchildren. «J. trop. Med. and Hyg.», 1962, 65, N 1, 1-6.

Helmу М. The effect of environmental factors on the distribution and control of Planorbis boissyi, the intlermediate host of Schistosoma mansoni in the valley of the Nile. «J. trop. Med. Hvg» 1953, 56, N 2, 25-33.

Lanoix J. N. Relation between irrigation engineering and bilharziasis. «Bull. WHO», 1958, 18, N 5-6, 1011 - 1035.

Malek E. A. Factors conditioning the habitat of bilharziasis intermidiate hosts of the family Planorbidae. «Bull. WHO», 1955, 18, N 5-6, 785-818.

Nagatу Н. F. Parasitological aspects of urinary bilharziasis in Egypt. «Acta. Unio. internal, contra cancrum», 1962, 18, N 4,. 618-624.

Pitchford R. J. Bilhasziasis in Swaziland. «Bull. WHO»,. 1958, 18, N 5-6,735-750.

Schwetz J. Schistosomiasis at Lake Bunyonvi Kigezi district, Uganda. «Trans. Roy. Soc. Med. and Hyg.», 1951, 44, N 5, 515-520.

Shiff C. J. (a) Studies on Bulinus (Physopsis) globosus in Rhodesia. I. The influence of temperature of the intrinsic of Liie natural increase. «Ann. trop. Med. Hyg. and Parasitol.», 1964, 58, N 1, 94-105.

Shiff C. J. (b) Studies on Bulinus (Physopsis) globosus in Rhodesia. III. Bionomics of a natural population existing in a temporary habitat. «Ann. trop. Med. Hyg. and Parasitol.», 1964, 58, N 2, 240-255.

Stephenson R. W. Bilharziasis in the Gesira irrigated area of the Sudan. «Trans. Roy. Soc. trop. Med. and Hyg», 1947, 40, N 4, 479-494.

Teesdale C. Ecological observations on the mollusks of significance in the transmission of bilharziasis in Kenya. «Bull. WHO", 1962, 27, N 6, 759-782.

Webbe G. Known transmission pattern of S. haematobium in Taganyika and the possible influence of irrigation on incidence of infection. «East. Afr. Med. J», 1963, 40, N 5, 235-239.

Webbe G., Msangi A. S. Observations on three species of Bulinus on the coast of Africa. «Ann. trop. Med. and Parasitol.», 1958, 52, N 3, 302-314.

Webbe G. Population studies of intermediate host in relation to transmission of bilharziasis in East Africa. In: «Bilharziasis Ciba Foundation Symposium», 1962.