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Ein Saft, der Freude macht

Die raffinierten Methoden der Blutsauger

von Prof. Dr. Heinz Mehlhorn

Mehr als 15000 Arten der Arthropoden (Zecken, Milben, Mücken, ­Stechfliegen, Gnitzen, Kriebelmücken, Bremsen, Bettwanzen, Läuse etc.), dazu viele Blutegel und sogar Vampirfledermäuse ernähren sich vom Blut der Wirbeltiere inklusive uns – der sog. Krone der Schöpfung.

Bei den meisten Arten der sog. Dipteren ­(= Fliegen, Mücken) sind es ausschließlich die Weibchen, die Blut saugen, weil sie es unbedingt zur Produktion ihrer Eier benötigen, während sich die Männchen von Pflanzensäften ernähren. Bei Zecken, Milben, Bettwanzen oder Läusen wie auch den Blutegeln oder Vampirfledermäusen (Chupa­cabras) saugen dagegen alle Entwicklungsstadien obligat den „Saft“ den der Mephisto in Goethe’s „Faust“ als „besonderen“ bezeichnet und als Tinte beim Vertrag in Sachen „Gretchen“ verwendet hat und der für alle – Blutsauger und -spender – unzweifelhalt das „Lebenselexier“ darstellt. Nun gibt keiner so etwas Kostbares freiwillig her. Die „Blutspender“ haben daher in der Evolution das grandiose System der Blutgerinnung erfunden und bis ins Feinste – meist sogar ortsspezifisch abgestuft – perfektioniert. Somit sind gegen Blutsauger scheinbar unüberwindbare Hürden aufgebaut, die aber zum Leidwesen des Menschen und der über Blut verfügenden Tierwelt auf’s Eleganteste von den heutigen Blutsaugern überwunden wurden. Jene Arten, die dies geschafft haben, sind auf dem Kampfplatz des Überlebens als „Loser“ in der biologischen Resteverwertung aufgegangen. Um an den Saft des Lebens zu gelangen, mussten aber die Blutsauger zum einen zunächst spezielle Mundwerkzeuge entwickeln, die zum Einstechen in die Haut geeignet sind – also Spitzen und/oder Schneiden aufweisen. Dann musste in den Mundwerkzeugen ein entsprechendes Kanalsystem ausgeformt werden, das die Aufnahme und den Weitertransport des Blutes in das eigene Darmsystem ermöglicht. Somit war die Erfindung von Minipumpen unabdingbar. Bei der Blutaufnahme haben die Arthropoden (Zecken, Insekten) zwei Typen etabliert:
– So stechen z.B. Mücken mit ihren feinen „Zweikanalmundwerkzeugen“, die jeweils einen Nahrungsgang und einen Speichelgang aufweisen, die Blutgefäße ihrer Wirte direkt an und werden so zum sog. „Vessel-feeder“ (Abb. 1).
– Zecken wie aber auch einige Insektengruppen, wie z.B. die Bremsen, Kriebel­mücken, Gnitzen, zerschneiden mit säge­artigen Mundwerkzeugen die Haut, ­so dass dort ein „Blutsee“ entsteht (Abb. 2, 3). Ähnlich verfahren die Blutegel und „Vampire“. Somit wurden ­diese Gruppen zu sog. „Pool-feeder“.

Alle diese sehr hilfreichen und ausgeklügelten Umbildungen der Mundwerkzeuge hätten den Blutsaugern aber nichts genützt, wenn sie nicht ein Verfahren entwickelt hätten, um die Abwehrmaßnahmen der „Blutspender“ auszuhebeln.
– So muss der Stich möglichst unbemerkt bleiben – er darf also während des unmittelbaren Saugakts nicht schmerzen, denn sonst verjagt der Wirt den Blutsauger.

– Dann muss die Blutgerinnung im ­Bereich der Stichstelle unterbunden werden, was die Verstopfung der ­feinen Saugapparate zur Folge hätte.
– Im weiteren ist eine Vasostriktion der zuführenden Blutgefäße auszuhebeln, denn diese würde den Blutzufluss und damit die schnelle Blutaufnahme stören.
– Schließlich müssen auch die Sofortmaßnahmen des Immunsystems des Opfers möglichst stark abgeschwächt werden (Abb. 4).

Damit alle diese Probleme beim erfolgten Stich zusammenwirken können, wurde bei den Blutsaugern – offenbar mehrfach in der Evolution – ein artspezifischer Speichelcocktail entwickelt, der gleichzeitig viele Substanzen enthält. Diese Bestandteile sind allerdings in vielen Bereichen noch unzureichend charakterisiert. Dies liegt vor allem daran, dass dieser meist typisch artspezifisch ausgeprägte Speichel häufig erst kurz vor dem Stich produziert wird und zudem nur in kleinsten Mengen zur Verfügung steht, so dass nur wenig Untersuchungsmaterial von den oft winzigen Blutsaugern zu gewinnen ist. So messen Gnitzen nur etwa 1 mm, Kriebelmücken 3 mm und Haus- oder Fiebermücken auch nur 4–5mm in der Länge. Dennoch sind einige Inhaltsstoffe bekannt und auch molekularbiologisch charakterisiert, wenn meist auch erst in jüngster Zeit und daher bei weitem nicht so umfassend wie das Hirudin der Blutegel, das ja bereits gentechnisch im Labor hergestellt wird.

So ist z.B. bekannt, dass die Apyrase den Kriebelmücken hilft, die Trombozytenaggregation und damit die Blutgerinnung beim Wirt zu behindern, wobei offenbar das Thrombin in seiner Wirkung massiv gestört wird. In jüngster Zeit wurde bei afrikanischen Kriebelmücken, die dort die Erreger der sog. „River Blindness“ (den Wurm Onchocerca volvulus) übertragen, das sog. Simukunin indentifiziert. Dieses Protein (SV-66) gehört zur sog. Kunitz-Protein-Gruppe und hilft bei der Unterbindung der Blutgerinnung, wobei insbesondere die Wirkung des Faktors Xa, der Elatase und des Cathepsins G gestört werden. Im Weiteren soll dieses Protein auch die Entzündungs­reaktionen an der Stichstelle abschwächen.

Speichelinhaltsstoffe der Stechmücken wirken beim Wirt z.T. gefäßerweiternd. Letzteres kann aber auch indirekt erfolgen, wenn der Körper als Stichfolge Histamin ausschüttet, das ebenfalls gefäßerweiternd wirkt und zudem Flüssigkeit ins Wirtsgewebe austreten lässt, was sich letztlich in den allseits bekannten Quaddeln als Stichfolgen insbesondere bei allergisch reagierenden Personen stark manifestiert. Bei den Mückenarten der Gattungen Aedes bzw. Anopheles, die die Erreger der Malaria bzw. des Gelbfiebers, des Dengue-Fiebers etc. übertragen können, wurden gleich ganze Proteinfamilien als wirksam entdeckt. So sollen sog. lange (27–30 kDa) wie auch einige kurze (15–20 kDa) D7-Proteine u.a. sog. Hamadrin) wirtseigene Stoffe wie Serotonin, Histamin und Norepinedrin binden. Durch diese Bindung von biogenen Aminen des Wirts werden offenbar deren Mitwirkung der Gefäßkontrak­tion, bei der Thrombozytenaggregation wie auch bei der Schmerzreduktion gestört. Ähnliche Funktionen werden sog. Lipocalinen der Speicheldrüsen von Zecken bzw. blutsaugenden Raubwanzen (wie den Triatoma-Arten, die die Erreger der Chagas-Krankheit übertragen) zugeschrieben. Da viele derartige Speicheldrüseninhaltsstoffe, wie z.B. das Ixolaris der Zecken, die Blutgerinnung stören, bieten sich diese als Prototypen bei der Entwicklung neuer Blutgerinnungshemmer für die Human- und Tier­medizin an. Die Untersuchung solcher Substanzen kann somit von großem praktischen Nutzen sein und auch neue Einsichten bei den Vorgängen der Erregerüber­tragung durch das Billionenheer der Blut­- sauger liefern.

Literatur
Calvo E, Maus BJ, Anderson KF Ribeiro MC (2005) Function and evolution of a mosquito salivary family. DOI 10.1074/jbc.M510359200
Cupp EW, Cupp MS (1997) Black fly salivary secretions: ­importance in vector competence and disease. J Med Entomol 34: 87-94
Mehlhorn H (ed) (2008) Encyclopedia of parasitology. Vol. 1, 2. Springer, Heidelberg, New York
Mehlhorn B, Mehlhorn H, Walldorf V (2012) Schach den Blutsaugern. Düsseldorf University Press, Düsseldorf
Tsujimoto H, Kotsyfakis M, Francischetti MB et al. (2012) Simukunin from the salivary glands of the black fly Simulium vittatum inhibits enzymes that regulate clotting and inflammatory responses. PLoS One7:e29964

Foto: © Prof. Dr. Heinz Mehlhorn