Jak komáři nacházejí lidi: oxid uhličitý, teplo a pach kůže

Hledání začíná oxidem uhličitým

Komáří hledání začíná oblakem oxidu uhličitého. Každý náš výdech ho uvolňuje a ten se šíří po větru dost daleko na to, aby samici upozornil na blízkost teplokrevného hostitele. Sorrells a kolegové v roce 2022 v časopise eLife ukázali o tomto prvním signálu něco důležitého. Při práci s Aedes aegypti předali jediný pětisekundový pulz oxidu uhličitého a poté sledovali chování. Samice zůstávaly ve zvýšeném loveckém stavu více než deset minut a byly mnohem vnímavější k tělesnému teplu. Některé se krmily náhražkami krevní potravy až čtrnáct minut po původní expozici. Tento stav se objevil jen u nekrmených samic hledajících krev; nedávno krmené samice a samci ho nevykazovali. Oxid uhličitý tedy nejen přitahuje. Přepíná komára do přetrvávajícího režimu hledání.

Tělesné teplo a infračervené záření z blízka

Když je komár nablízku, teplo se stává použitelným kompasem. Chandel a jeho kolegové v roce 2024 v časopise Nature ukázali, že samice Aedes aegypti vnímají tepelné infračervené záření vycházející z lidské kůže. Autoři popisují infračervené záření jako vynikající směrový podnět na střední vzdálenost, který působí společně s ostatními smysly, nikoli sám. Samice dávaly přednost infračervenému zdroji až do vzdálenosti zhruba 70 cm, za níž preference prudce klesala a ve vzdálenosti 80 cm dosáhla indexu preference 0,15, zatímco v 90 cm už žádná nebyla. Přidání oxidu uhličitého, lidského pachu a infračerveného záření o 34 stupních Celsia zdvojnásobilo chování spojené s hledáním hostitele. Index hledání hostitele stoupl z 6,50 % na 12,93 %. Přitažlivost vrcholila při 34 stupních Celsia, tedy při teplotě lidské kůže.

Molekulární spínač pro detekci tepla

Infračervený podnět závisí na specifickém teplem aktivovaném kanálu. Chandel a jeho kolegové uvádějí, že detekce tepelného infračerveného záření vyžaduje TRPA1, iontový kanál exprimovaný v neuronech na špičce tykadel komára. V těchto neuronech jsou vedle něj dva opsiny a při nízké intenzitě infračerveného záření zvyšují citlivost. Systém se chová jako teploměr naladěný na kůži. Preference sledovala teplotní rozdíl mezi cílem a okolním vzduchem, takže podnět slábne, jak se prostředí blíží teplotě kůže. Tento detail vysvětluje, proč komáři v nejteplejší části velmi teplého dne méně loví a proč záleží na kombinaci podnětů. Samotné teplo cestu málokdy dokončí, zužuje jen závěrečný přiblížení, jakmile oxid uhličitý a pach už hmyz přivedly blízko.

Pach kůže je osobní

Různé lidi přitahuje různý počet štípnutí a De Obaldia a jeho kolegové zkoumali proč. V roce 2022 v časopise Cell testovali 64 zdravých lidí. Každý nosil šest hodin po umytí na předloktích nylonové rukávy a nošená tkanina byla použita ve dvouvolbových olfaktometrických testech s Aedes aegypti. Tým provedl více než 2 330 behaviorálních testů během 174 experimentálních dní. Preference se ukázaly pozoruhodně stálé měsíce i roky a platily napříč dvěma divokými kmeny komárů. Nejpřitažlivější subjekt skóroval čtyřikrát výše než druhý nejpřitažlivější a více než stokrát výše než dva nejméně přitažlivé. Chemické analýzy tento žebříček spojily s vyššími hladinami karboxylových kyselin v kůži, zejména kyseliny pentadekanové, heptadekanové a nonadekanové.

Atraktivitu nevysvětlí jediný receptor

Tým De Obaldia také testoval, zda atraktivitu člověka řídí jediná receptorová dráha. Mutantní komáři bez ionotropních koreceptorů Ir8a, Ir25a nebo Ir76b byli celkově výrazně méně přitahováni lidským pachem, přesto stále rozlišovali velmi atraktivní jedince od málo atraktivních. Orco mutanti si zachovali preferenční pořadí divokého typu. Výsledek znamená, že rozdíl mezi lidmi nevysvětluje žádná jediná receptorová dráha. Přispívají směsi pachů, hladiny kyselin i další sloučeniny. Pro čtenáře, který se snaží pochopit, proč ho komáři štípou různě často, je to užitečný kontext. Atraktivita není jediná chemikálie ani jediný gen v komárovi. Je to složený signál z lidské kůže a hmyz jej čte prostřednictvím několika paralelních systémů.

Směs utvářejí bakterie na kůži

Mikroby na kůži pomáhají vytvářet chemické látky, které komáři cítí. Verhulst a kolegové v roce 2011 v časopise PLoS ONE publikovali studii, která to testovala na Anopheles gambiae sensu stricto, přenašeči malárie. Zúčastnilo se 48 dospělých mužů ve věku 20 až 64 let a emise odebrané z jejich nohou byly testovány proti amoniakovému standardu v olfaktometrických biotestech. Vysoce atraktivní jedinci měli významně vyšší bakteriální abundanci, ale nižší diverzitu než málo atraktivní jedinci. Při hloubce sekvenování 1000 byla fylogenetická diverzita ve skupině málo atraktivních o 38 % vyšší. Druhy Staphylococcus byly ve vysoce atraktivní skupině 2,62krát početnější, zatímco druhy Pseudomonas byly v málo atraktivní skupině 3,11krát početnější. Autoři uzavírají, že složení kožní mikrobioty přímo ovlivňuje atraktivitu hostitele.

Proč je to důležité pro prevenci

Upřednostňování lidské krve je částečně dědičný znak populací komárů, nikoli neměnná vlastnost každého druhu. McBride a kolegové v roce 2014 v časopise Nature studovali domácí a lesní formu Aedes aegypti v Keni. Lesní samice dávaly přednost morčeti, kdežto domácí samice slabě upřednostňovaly člověka a celkově reagovaly zhruba dvakrát častěji. Autoři spojili tento posun se zvýšenou expresí a citlivostí receptoru pro pachy Or4 na ligandy, který reaguje na složku lidského pachu odpovídající 6-methyl-5-hepten-2-onu, známému jako sulkaton. Ve studovaných populacích segregovalo sedm hlavních alel Or4 a oba účinky dohromady vysvětlily 92 % variability. Tento výzkum vysvětluje, proč se oxid uhličitý, teplo a chemie kůže spojují v tak účinný lovecký systém a proč fyzické bariéry a správně zvolené repelenty zůstávají praktickou ochranou.

Sources

• Nature: Termální infračervené záření řídí hledání hostitele u komárů Aedes aegypti
• Cell: Rozdílná přitažlivost komárů k lidem souvisí s hladinou karboxylových kyselin z kůže
• eLife: Přetrvávající behaviorální stav umožňuje komárům vytrvalé lovení lidí
• PLoS ONE: Složení mikrobioty lidské kůže ovlivňuje atraktivitu pro komáry přenášející malárii
• Nature: Evoluce preference komárů pro člověka ve spojení s čichovým receptorem