Ukaž mi své parazity a já ti povím, kdo jsi

Někteří parazitičtí helminti ("červi"), prvoci a snad i některé bakterie a viry ovlivňují chování svého hostitele cílenými chemickými nebo mechanickými zásahy do jeho nervového systému. Vyvolanými změnami chování zvyšují pravděpodobnost svého přenosu z jednoho hostitele na druhého. (Cílená, účelná, aktivita samozřejmě neznamená aktivitu vědomou, nýbrž pouze to, že paraziti, kteří v důsledku náhodné mutace začali hostitelem manipulovat, se v přírodě šířili rychleji, takže nakonec v populaci daného druhu převládli.)

Učebnicovým příkladem manipulujícího parazita je motolice Dicrocelium dendriticum , která se v rámci svého hostitelského cyklu potřebuje dostat z nakaženého mravence do žaludku některého přežvýkavce, například do ovce. Protože ovce obvykle mravence neloví, vyvinula motolice rafinovaný trik. V nakaženém mravenci se nepohlavně namnoží na klon asi o 50 jedincích, z nichž jeden až dva vcestují do nervových uzlin hostitele. Co zde přesně dělají, to nevíme, ale výsledkem je, že nakažený mravenec ráno vyšplhá na vrchol trávy, zakousne se do něj kusadly a v této nepřirozené poloze setrvá, dokud ho nespolkne pasoucí se ovce nebo dokud teplota nestoupne do té míry, že by mravenec mohl vyschnout (ostatně za vedra se i ovce uchýlí do stínu). V pozdních odpoledních hodinách, kdy se zas ovce začnou pást, vyleze mravenec znova na vrchol trávy, a když se ani teď nedočká, vrátí se na noc do hnízda, kde nabírá síly k dalšímu náročnému dni.

Z prvoků je patrně nejznámějším "manipulátorem" kokcidie Toxoplasma gondii . Tento prvok se potřebuje dostat ze svého mezihostitele, zpravidla hlodavce, do svého definitivního hostitele, jímž je výlučně kočkovitá šelma. V mezihostiteli prvok vytváří klidová stadia - tkáňové cysty (především v mozku a ve svalech). Svému hlodavci zdánlivě neškodí, pouze čeká, zda tohoto mezihostitele nesežere definitivní hostitel, kočkovitá šelma. Pouze ve střevě kočkovité šelmy se totiž tento prvok dokáže pohlavně množit. Vytvoří odolné oocysty, a ty odcházejí s trusem do prostředí, kde se jimi nakazí nový mezihostitel (hlodavec nebo jiný teplokrevný obratlovec). Tím se dokončí prvokův vývojový cyklus.

Výzkumy však prokázaly, že paraziti v tkáňových cystách "nelenoší", nýbrž ovlivňují mezihostitelovo chování, čímž zvyšují svou šanci dostat se do střeva kočky. Nakažené myši jsou méně bázlivé, mají horší nervosvalovou koordinaci a pomalejší únikové reflexy. Mechanizmus, jímž prvok chování svého hostitele ovlivňuje, není znám, existují však doklady pro to, že se tak děje prostřednictvím některého neuromodulátoru (látky ovlivňující přenos nervového vzruchu), patrně dopaminu, v mozkové tkáni.

Mezihostitelem toxoplazmy může být kterýkoli teplokrevný obratlovec a vysokou promořenost vykazuje i lidská populace. V České republice nese tkáňové cysty tohoto prvoka přibližně každý třetí člověk, v Německu a ve Francii dokonce 70 % lidí a v mnoha afrických zemích až 90 %. U nás se člověk nejčastěji nakazí syrovým či nedostatečně teplotně upraveným masem, někdy také potravou znečistěnou oocystami, které s trusem vylučuje kočka. Lidská toxoplazmóza probíhá většinou jako velmi lehké onemocnění, takže bývá mylně považována za běžnou virózu. Imunitní systém zdravého člověka se s akutní nákazou velmi rychle vyrovná, lidé se uzdraví, ovšem zůstanou už do smrti nositeli tkáňových cyst. Za normálních okolností se o svém doživotním společníkovi vůbec nedovědí. Při závažném selhání imunity (například při aidsu) nebo uměle navozené imunosupresi (např. při transplantacích orgánů) se paraziti v jejich těle začnou rychle množit a mohou svého hostitele i zabít. Za hlavní zdravotní riziko toxoplazmózy se však považuje možnost přenosu parazita z matky na plod v průběhu těhotenství. Nákaza plodu může být v některých případech provázena vznikem vážných vývojových poruch. Nebezpečí přenosu se však poněkud přeceňuje.

Vysoká promořenost lidské populace a fakt, že po krátkém akutním onemocnění nevykazují osoby s latentní toxoplazmózou známky nemoci, činí systém toxoplazma-člověk ideálním modelem pro výzkum manipulační hypotézy. Člověka samozřejmě nemůžeme nakazit parazitem a zjišťovat, jaké změny v jeho chování nákaza vyvolá. Vzhledem k nedostatku velkých kočkovitých šelem v našich luzích a hájích s ním ani nemůžeme provést predační pokus (nemůžeme sledovat, zda jsou infikovaní lidé častěji kořistí dravce). V tomto směru je lepším pokusným modelem systém hlodavec-kočka.

Na druhou stranu pokusné osoby nemusíme kupovat za drahý peníz od specializovaných firem a jejich chování v různých situacích nemusíme zjišťovat složitými etologickými pokusy, ale na mnohé se jich můžeme zeptat. Tyto technické výhody byly jedním z důvodů, proč jsme si před sedmi lety zvolili lidskou latentní toxoplazmózu jako model pro studium manipulační hypotézy. (Hlavním důvodem ovšem bylo, že u člověka - na rozdíl od hlodavců - trvá akutní fáze toxoplazmózy jen velmi krátce ve srovnání s délkou následné doživotní latentní fáze. To znamená, že změny v chování osob, které zjistíme například deset let po nákaze, nebudou patrně vedlejším důsledkem akutního onemocnění, ale spíše projevem manipulační aktivity parazita.) Náš výzkum zahrnoval měření reakčních dob infikovaných osob, studium změn jejich psychiky a predační pokus, v němž však místo šelem figurovaly automobily.

Zpomalené reakce nakažených osob
Pokusné osoby sledovaly bílý čtverec na obrazovce počítače. Jejich úkolem bylo stisknout tlačítko v okamžiku, kdy se čtverec objeví. Reakční dobu počítač měřil s přesností na tisícinu sekundy. Výsledek ukázal, že po celou dobu pokusu, trvajícího tři minuty, reagovaly nakažené osoby statisticky významně pomaleji než nenakažené. Zhoršení výkonů bylo výrazné zejména ve druhé a třetí minutě, což by ukazovalo, že nakažené osoby mají zhoršenou schopnost dlouhodobého soustředění.
Horší výsledky nakažených osob mohly být způsobeny buď aktivitou parazita během latentní toxoplazmózy, nebo tím, že některé testované osoby prodělaly toxoplazmózu nedávno a dosud se plně nezotavily. O tom, které vysvětlení je správné, lze snadno rozhodnout. Kdyby totiž zhoršení reakční doby bylo důsledkem nedávno prodělané choroby, musely by se reakční časy s odstupem od infekce zlepšovat. V našem souboru osob jsme však zjistili, že s přibývající dobou od infekce (přesněji řečeno se snižující se hladinou specifických protilátek) se reakční časy infikovaných osob prodlužují. To ukazuje, že zhoršování neuromotorické výkonnosti je spíše projevem aktivity parazita v průběhu latentní toxoplazmózy než průvodním jevem toxoplazmózy akutní.

Změny v psychice
Toxoplasma gondii zřejmě manipuluje svým hostitelem také prostřednictvím některých neuromodulátorů. Hladiny mnohých neuromodulátorů ovlivňují lidskou psychiku, a proto lze očekávat, že se zásahy do neuromodulátorových hladin způsobené prvokem projeví u infikovaných osob. Tuto hypotézu jsme postupně ověřovali na pěti nezávislých souborech pokusných osob. Ve všech případech jsme zjistili, že mezi nenakaženými a nakaženými osobami existují statisticky významné rozdíly v některých psychologických faktorech, které jsme zjišťovali Cattellovým osobnostním dotazníkem. U nakažených mužů byl zjištěn pokles síly superega, tj. ochoty respektovat společenské normy, vzestup podezřívavosti či žárlivosti a vnitřní nejistota. U nakažených žen byl naopak zjištěn vzestup společenskosti, srdečnosti či otevřenosti a také o něco větší síla superega, síla vůle, a naopak pokles podezřívavosti a žárlivosti. U žen, které byly testovány v průběhu těhotenství, byla navíc zjištěna vyšší inteligence a větší vnitřní nejistota. Pro odborníky podotýkáme, že jsme vždy prováděli korekci na vícenásobné testy a vždy odfiltrovávali vliv stáří osob i případných dalších rušivých proměnných.
Zjištěné rozdíly mezi nakaženými a nenakaženými mohou mít dvě protichůdné příčiny. Mohou za ně být odpovědné změny způsobené parazitem, ale také je možné, že naopak osoby s určitým typem psychiky mohou být náchylnější k činnostem, při kterých se lze nakazit. Například muži s nízkou ochotou respektovat společenské normy mohou častěji jíst syrové maso nebo společenštější a srdečnější ženy mohou častěji chovat kočku.
Odpověď na to, které vysvětlení je správné, tedy zda změna psychiky nákaze předcházela, nebo ji následovala, může poskytnout analýza dat. Naše výsledky (existence závislosti mezi délkou nákazy a intenzitou psychických změn) nakonec jednoznačně potvrdily platnost hypotézy, že změny psychiky nastávají teprve po nákaze, a to postupně, v období latentní toxoplazmózy.
Skutečnost, že posuny ve většině psychologických faktorů jsou u mužů a u žen opačné, zatím nedokážeme vysvětlit. Je snad možno uvažovat o tom, že posuny jsou ve skutečnosti u obou pohlaví stejné, ale buďto muži, nebo ženy se snaží příslušné změny při vyplňování dotazníků utajit. Nelze však přehlédnout ani fakt, že i v našich pokusech s laboratorními myšmi toxoplazmóza ovlivňovala frekvenci některých vzorců chování u samců opačně než u samic.

Menší ostražitost vůči predátorovi
Klíčovou úlohu při ověřování manipulační hypotézy hrají predační testy. Jsou založeny na porovnávání, jaký je podíl nakažených jedinců v kořisti dravce a jaký v normální populaci žijící v daném místě. U člověka klasický predační test nelze provést, lze však najít jeho analogii. Vyšli jsme z představy, že změny v chování infikovaných jedinců, které u hlodavců zvyšují pravděpodobnost jejich ulovení (zvýšená ochota riskovat, prodloužená reakční doba, snížená schopnost dlouhodobého soustředění), mohou u člověka zvyšovat pravděpodobnost úrazu při dopravní nehodě. Jestliže je naše hypotéza správná, potom by frekvence nakažených jedinců mezi oběťmi dopravních nehod měla být významně vyšší než v normální populaci osob žijících v dané lokalitě.
Sledovali jsme proto frekvenci nakažených osob mezi řidiči a chodci, kteří se stali účastníky dopravní nehody. Z pokusu jsme vyloučili cizince, řidiče, kteří nehodu evidentně nezavinili, spolujezdce i všechny osoby, u nichž byl v krvi nalezen alkohol nebo které byly starší než 70 let. Mezi 106 osobami v našem souboru bylo 66 jedinců nenakažených a u 40 jedinců jsme nalezli hladiny protilátek charakteristické pro latentní toxoplazmózu. V Praze se v 90. letech prováděly podrobné serologické průzkumy, při nichž se mimo jiné sledovala i frekvence latentní toxoplazmózy. Tato data jsme použili jako kontrolní soubor, s nímž jsme porovnávali (po odfiltrování vlivu nestejné věkové struktury našeho a kontrolního souboru) frekvenci latentní toxoplazmózy u obětí dopravních nehod. Výsledek ukázal, že riziko dopravní nehody je u nakažené osoby zhruba 2,5krát vyšší než u osoby nenakažené, přičemž v nejmladší sledované věkové kategorii od 15 do 29 let je riziko dokonce 3,7krát vyšší. Latentní toxoplazmóza v Praze tedy statisticky významně zvyšuje pravděpodobnost dopravní nehody.
Na podkladě našich dat a údajů o nehodovosti ve světě, jež jsou k dispozici na WWW stránce Autoklubu ČR, lze velmi zhruba odhadnout množství smrtelných dopravních úrazů, které má na svědomí toxoplazma. Předpokládejme, že počet smrtelných úrazů na 1 000 000 obyvatel za rok je v celosvětovém průměru 100 (u nás to bylo v roce 1998 132 a například v USA 155). Počet obyvatel na zeměkouli dosáhl 6 miliard, průměrná prevalence latentní toxoplazmózy činí 30 %. Vliv latentní toxoplazmózy na riziko smrtelného úrazu při autonehodě je stejný jako její vliv na riziko vážného zranění při autonehodě a odpovídá přibližně zdvojnásobení pravděpodobnosti. Z těchto předpokladů by vyplývalo, že celosvětově zahyne ročně při automobilových nehodách v důsledku latentní toxoplazmózy asi 150 000 lidí (v České republice zhruba 275 osob). Znamenalo by to, že zdánlivě zcela neškodná latentní toxoplazmóza je po malárii druhým nejnebezpečnějším parazitickým onemocněním (a v rozvinutých zemích prvním).

Cílená manipulace, nebo vedlejší projev nemoci?
Na podkladě dosavadních výsledků se zdá, že latentní toxoplazmóza se projevuje změnami v chování a v psychice infikovaných osob. Nemůžeme zatím rozhodnout, zda jsou tyto změny důsledkem prvokovy cílené manipulační aktivity, nebo zda jde pouze o vedlejší průvodní projev parazitárního onemocnění. Naše nejnovější výsledky, které jsme získali porovnáváním klinických dat těhotných žen s latentní toxoplazmózou a bez toxoplazmózy, naznačují, že druhá možnost je pravděpodobnější. Z hlediska fungování vědy nám však naše zkušenost nabízí ještě jeden závěr. Projekt, který začínal jako čistě akademický výzkum zaměřený na testování manipulační hypotézy, tedy hypotézy stojící někde na rozhraní obecné parazitologie a evoluční biologie, nás nakonec přivedl až k jevům, jež by mohly být mimořádně významné ze zdravotního i ekonomického hlediska.
/Projekt byl částečně financován z grantu J13/981131-B4 Ministerstva školství. Autoři děkují všem osobám, které se dobrovolně (a bezplatně) zúčastnily pokusů./
Autoři:Jaroslav Flegr a Jan Havlíček
Převzato z časopisu Vesmír http://www.cts.cuni.cz/vesmir
číslo 12/99 str.667, 668, 669