Kliešte sú obligátne, krv cicajúce parazity domácich, voľne žijúcich zvierat a človeka, vektormi pôvodcov vírusových, bakteriálnych a parazitárnych ochorení. Kliešť obyčajný (Ixodes ricinus) je najrozšírenejším a epidemiologicky najvýznamnejším druhom kliešťa v Európe. Výskum kliešťov bol doteraz zameraný prevažne na štúdium ich ekológie, spektra hostiteľov, na prítomnosť patogénov spôsobujúcich ochorenia ľudí a zvierat. V ostatnom období sa pozornosť venuje aj potenciálnemu vplyvu elektromagnetického smogu na jeho správanie.

Úvod

Správanie kliešťov, ako reagujú na rôzne vonkajšie vplyvy a podnety, je predmetom intenzívneho výskumu. Študovaný bol napr. vplyv fyzikálnych faktorov (teplota, vlhkosť), ktoré sú určujúcimi faktormi pre aktivitu kliešťov. Vplyv elektromagnetického poľa (EMP) na kliešte bol pozorovaný autormi článku v pilotných štúdiách a bol dokázaný vplyv rádiofrekvenčného rozhrania (RF) EMP na správanie kliešťov Dermacentor reticulatus (1, 2, 3). Pochopenie správania kliešťov ako vektorov je dôležitým aspektom pri prevencii ochorení ľudí a zvierat.

EMP je fyzikálne pole, ktoré sa skladá z dvoch na seba navzájom pôsobiacich zložiek, a to z magnetickej a elektrickej. Elektrické pole vzniká v okolí objektu s elektrickým nábojom. Jeho intenzita je závislá od elektrického náboja a vzdialenosti od telesa. Elektromagnetické spektrum je definované rozsahom všetkých frekvencií elektromagnetického žiarenia. Celé spektrum EMP zahŕňa neionizujúce a ionizujúce žiarenie, delí sa podľa amplitúdy vĺn a frekvencie. EMP môže mať prirodzený pôvod ako napríklad atmosférické prepätia, slnečné žiarenie alebo môže byť umelo produkované ľudskou činnosťou, ako napríklad televízne, rádiové a mobilné vysielače, elektrické zariadenia, vedenie elektrického napätia, ktoré v prostredí vytvárajú „elektromagnetický smog“ (4).

Už koncom 19. storočia sa objavili prvé experimentálne a vedecké práce súvisiace s vplyvom vysokofrekvenčných EMP na látkové prostredie, a teda aj na živé biologické tkanivá. V období po 2. svetovej vojne sa záujem vedcov sústreďoval prevažne na dôsledky pôsobenia ionizujúceho žiarenia. Štúdium vplyvu rádiofrekvenčných vĺn na fyzikálno-chemické vlastnosti látok a na niektoré jednoduchšie biologické systémy vyvrcholilo v období tridsiatych rokov minulého storočia (5).

Umelo vytvorená rádiofrekvenčná časť elektromagnetického spektra (RF– EMP) sa nachádza v pásme od jednotiek kHz (meteorologické prostriedky) až po 300 GHz (rádioastronómia) (NTRF 2019) (6). Je prítomná všade v netienenom prostredí a ovplyvňuje skoro celý ekosystém na planéte. Stala sa tak nezanedbateľným vplyvom, ktorý treba vziať do úvahy pri pozorovaní živej a neživej prírody.

Cieľ

Cieľom našej štúdie bolo získať nové poznatky o dôsledku umelého elektromagnetického žiarenia na ekologické a etologické charakteristiky a parazitohostiteľské interakcie kliešťov Ixodes ricinus (kliešť obyčajný) v súvislosti s prítomnosťou prenášaných patogénov.

Pre experiment boli vybrané dospelé kliešte (140 samíc a 160 samcov), ktoré boli zozbierané metódou vlajkovania z prízemnej vegetácie. Vlajkovanie prebiehalo ťahaním bielej flanelovej látky (1 × 1 m) po prízemnej vegetácii na okrajoch lesa a lesných chodníkov v Košickom lesoparku (48,745°N; 21,277°E). Skúmavky s priedušným uzáverom so živými kliešťami boli uložené v klimatizovanej komore pri teplote 16 °C a 90 % relatívnej vlhkosti vzduchu so 16- : 8-hodinovým svetelným režimom. S kliešťami bolo zaobchádzané tak, aby nedošlo k ovplyvneniu experimentu pachmi alebo inou externou stimuláciou.

Experiment

Experiment prebiehal v Radiation – Shielded tube (RST), etologickej aparatúre špeciálne navrhnutej a skonštruovanej autormi článku pre štúdium správania kliešťov (3) (Obrázok č. 1). RST modul pozostáva z dvoch polypropylénových túb (115 mm dĺžka, 30 mm vonkajší priemer tuby), ktoré sú navzájom priechodne spojené a na oboch stranách uzavreté. Polovica tejto aparatúry je pokrytá medenou trubicou s hrúbkou 1 mm. Meď zabezpečuje úplné tienenie od EMP. Celý experiment bol založený na voľnom výbere miesta kliešťa v ožiarenej alebo tienenej časti trubice (arény). Vytvorených bolo 30 RST modulov, ktoré boli umiestnené v odtienenej (anechoickej) komore (Obrázok č. 2) (model 1710-100, COMTEST, NL). Ako zdroj RF-EMP bol použitý generátor N5183A (Agilent, MY), ktorý bol spojený s anténou HF907 (Rohde a Shwarty, Mníchov, Nemecko). Vybraná experimentálna frekvencia bola štandardná IEEE 802.11ac 900 MHz RF-EMP, ktorá predstavuje frekvenciu používanú mobilnými operátormi. Výstupný výkon bol vypočítaný tak, aby anténa vo vzdialenosti 2 m generovala 1 mW.m^-2 a intenzitu 0,6 V.m^-1. Teplota v anechoickej komore bola 22 °C a relatívna vlhkosť vzduchu 60 %, merané použitím jednotky LabQuest 2 (Vernier Software & Technology, Oregon, USA).

Do stredu každého RST modulu bolo vložených 10 kliešťov I. ricinus rovnakého pohlavia. Kliešte boli vystavené 900 MHz RF-EMP žiareniu po dobu 24 hodín. Celý experiment prebiehal v absolútnej tme, aby nedošlo k ovplyvneniu kliešťov svetelným podnetom. Po uplynutí expozície boli kliešte vybrané z jednotlivých RTS arén, zvlášť zo zatienenej a zvlášť z nezatienenej časti, spočítané a uložené do samostatných skúmaviek so 70-percentným etanolom pre následné zistenie prítomnosti patogénov dôkazom DNA použitím metódy polymerázovej reťazovej reakcie (PCR).

Molekulárne metódy zisťovania prítomnosti patogénov v kliešťoch

DNA bola izolovaná metódou alkalickej hydrolýzy z každého kliešťa samostatne. Na PCR amplifikáciu bolo použitých 5x Hot FIREpol Blend Master Mix (Solis Biodyne) s 10 mM MgCl₂ v celkovom objeme 25 µl, ktorý pozostával z 5µl FIREpol mastermix, 1µl (reverse, forward) primer, 13 µl voda pre molekulárnu biológiu a 5 µl DNA. Molekulárna detekcia Rickettsia spp. bola robená podľa protokolu Regnery a kol. 1991 (7) a Borrelia burgdorferi s.l. komplex podľa Derdákovej a kol. (2003) (8).

Štatistické analýzy boli vykonané pomocou softvéru R development Core Team, 2014, kde štatistickú významnosť predstavovala hodnota p = 0,05. Analyzovaná bola preferencia pohybu kliešťov k tienenej alebo ožiarenej časti RST arén a či tento pohyb súvisí s patogénmi, ktorými sú kliešte infikované.

Výsledky

V predloženej štúdii bolo použitých 300 kliešťov I. ricinus: 140 samíc a 160 samcov. Vyše 60 % kliešťov po 24 hodinách experimentu preferovalo časť RST modulu, ktorý bol exponovaný EMP, 40 % v zatienenej časti.

Molekulárnymi metódami bola zistená prítomnosť B. burgdorferi s. l. u 92 jedincov a Rickettsia spp. u 49 jedincov. Z celkového počtu 92 kliešťov infikovaných B. burgdorferi s. l. bolo 59 v nezatienenej a 33 v zatienenej časti modulov. Zo 49 jedincov infikovaných Rickettsia spp. bolo 37 v nezatienenej a 12 v zatienenej časti arény.

Zo štatistickej analýzy vyplynulo, že kliešte infikované Rickettsia spp. mali signifikantne väčšiu afinitu k ožiarenej časti RST arény (p = 0,025). U kliešťov infikovaných B. burgdorferi s. l. bolo rozmiestnenie kliešťov v zatienenej a nezatienenej časti arény náhodné (p = 0,516). Táto pilotná štúdia naznačuje, že frekvencia 900 MHz, ktorá predstavuje frekvenciu používanú pre signál mobilných telefónov, je atraktívna pre kliešte, ktoré sú infikované niektorými patogénmi a predstavujú zvýšené riziko ohrozenia zdravia obyvateľstva.

Záver

Pilotná štúdia poukazuje, že kliešte druhu Ixodes ricinus reagujú rozdielne na 900 MHz frekvenciu RF-EMP v závislosti od ich infikovania prenášanými patogénmi. Táto frekvencia používaná mobilnými operátormi na prenos telekomunikačného signálu je atraktívna pre kliešte, ktoré sú infikované baktériami z rodu Rickettsia. Tento poznatok otvára viacero otázok, napríklad, či človekom generovaný elektromagnetický smog v blízkosti ľudských sídiel môže mať dopad aj na zvýšenú hustotu infikovaných kliešťov, ktoré následne predstavujú riziko ohrozenia zdravia obyvateľstva.

Poďakovanie
Táto práca bola podporovaná Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na základe zmluvy č. APVV-17-0372, v rámci projektu Rádiofrekvenčné rozhranie v biológii a ekológii ixodidových kliešťov (vedúca projektu RNDr. Viktória Majláthová, PhD.). Práca vznikla v spolupráci s Univerzitou Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach (Prírodovedecká fakulta, Ústav biologických a ekologických vied), Technickou univerzitou v Košiciach (Fakulta elektrotechniky a informatiky, Katedra elektroenergetiky) a Poznan University of Life Science (Institute of Zoology, Poľsko).

---

Literatúra

1. VARGOVÁ B, KURIMSKÝ J, CIMBALA R, KOSTEREC M, MAJLÁTH I, PIPOVÁ N, TRYJANOWSKI P, JANKOWIAK Ł, MAJLATHOVA V. (2017). Ticks and radio-frequency signals: behavioural response of ticks (Dermacentor reticulatus) in a 900 MHz electromagnetic field. Syst. Appl. Acarol. 22:683–693.
2. VARGOVÁ B, MAJLÁTH I, KURIMSKÝ J, CIMBALA R, KOSTEREC M, TRYJANOWSKI P, JANKOWIAK Ł, RAŠI T, MAJLÁTHOVÁ V. (2018). Electromagnetic radiation and behavioural response of ticks: an experimental test. Exp. Appl. Acarol. 75:85–95.
3. FRĄTCZAK M, VARGOVÁ B, TRYJANOWSKI P, MAJLÁTH I, JERZAK L, KURIMSKÝ J, CIMBALA R, JANKOWIAK Ł, CONKA Z, MAJLÁTHOVÁ V. (2020). Infected Ixodes ricinus ticks are attracted by electromagnetic radiation of 900 MHz. Ticks Tick-Borne Dis. 11:101416
4. NOVÁK I. (2018). Účinky elektromagnetického pole na lidský organismus [online]. [cit. 2018. 01. 04] Dostupné na internete: <http://elektro.tzb-info.cz/13319 ucinkyelektromagnetickeho-pole-na-lidsky-organismus>.
5. STAVROULAKIS P. (2003). Biological effects of electromagnetic fields, Mechanisms, Modeling, Biological Effects, Therapeutic Effects, International Standards, Exposure Criteria. 2003. In: Springer, p. 792, ISBN 978-3-642-07697-8.
6. Nariadenie vlády Slovenskej republiky z 28. novembra 2018, ktorým sa ustanovuje národná tabuľka frekvenčného spektra, Dostupné na internete: https://www.slov-lex.sk/static/prilohy/SK/ZZ/2018/386/20190101_4938880-2.pdf.
7. 7. REGNERY R.L., SPRUILL C.L., PLIKAYTIS B.D. (1991). Genotypic identification of rickettsiae and estimation of intraspecies sequence divergence for portions of two rickettsial genes. J. Bacteriol. 173, 1576–1589.
8. DERDAKOVA M., HALANOVA M., STANKO, M., STEFANCIKOVA A., CISLAKOVA L., PETKO 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.