БИОЛОГИЯ ВНУТРЕННИХ ВОД, 2015, № 3, с. 67-71
= ИХТИОЛОГИЯ
УДК 597.583:619+597-181.87
ПЕРВОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ ДЕРМАТОФИБРОСАРКОМЫ У СУДАКА Sander lucioperca L. РЫБИНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА
© 2015 г. Е. А. Заботкина, Ю. В. Герасимов
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, 152742 пос. Борок, Ярославская обл., Некоузский р-н, e-mail: zabel@ibiw.yaroslavl.ru Поступила в редакцию 10.01.2014 г.
С использованием трансмиссионной электронной микроскопии исследована цитологическая структура опухолей, впервые обнаруженных у судака из Рыбинского водохранилища. Выявлены клетки с измененной структурой ядра и цитоплазмы и содержащие вирусоподобные включения. Рассмотрено сходство обнаруженных изменений с дерматофибросаркомой рыб в США и Канаде.
Ключевые слова: судак, дерматофибросаркома, субклеточные изменения, Рыбинское водохранилище.
DOI: 10.7868/S0320965215030171
ВВЕДЕНИЕ
Дерматофибросаркома судака — опухолевое заболевание вирусной природы, распространенное у рыб в пресных и морских водоемах СНГ, США и Канады [1, 3, 8, 19]. В основном поражаются судаки обыкновенный Sander lucioperca (Linnaeus, 1758) и светлоперый S. vitreus (Mitchill, 1818), берш S. volgensis (Gmelin, 1758) и маринка Schizothorax sp. (Heckel, 1838). Экспериментально доказана возможность заражения канадского судака Sander canadensis (Griffith, Smith, 1834) и желтого окуня Perca flavescens (Mitchill, 1814) путем внутримышечных или подкожных инъекций бесклеточным инокулятом опухоли от зараженных рыб, что позволяет включить эти виды в список возможных хозяев вируса [6]. Новообразования располагаются на различных участках тела, редко — на голове, губах или грудных плавниках. Они имеют овальную или удлиненную форму, беловато-серую или светло-серую окраску, выступают над поверхностью кожи. Поверхность опухоли гладкая или сморщенная, консистенция плотная. Паренхима представлена веретеновид-ными или овальными клетками и незначительным количеством тонких коллагеновых волокон [1], иногда клетки окружены плотным коллагено-вым матриксом с костными метаплазиями [6, 15]. Исследования ряда авторов [10, 13, 14] показали, что у светлоперого судака подобные опухоли вызывают четыре вида вирусов, из них два относятся к ретро-вирусам. Вирусная природа инфекций подтверждена экспериментально на биохимическом и субмикроскопическом уровнях, выявлена сезонная распространенность заболевания и ин-
волюция опухолей в летний период [7, 11, 12, 18, 24-26].
В Европейской России очаги данного заболевания зарегистрированы в оз. Белое (Вологодская обл.) и низовьях р. Волги. Весной 2013 г. в газете Волжская Коммуна [27] появились сообщения о вспышке данного заболевания в Саратовском водохранилище. Характерная особенность заболевания в этих регионах — присутствие опухолей у половозрелых рыб в весенне-осенний период. Сведений о наличии опухолей у судака в зимний период не найдено. В 2012 г. в Молож-ском плесе Рыбинского водохранилища впервые обнаружен судак с внешними признаками дерма-тофибросаркомы.
Цель работы — электронно-микроскопическое исследование клеточной структуры опухоли у судака, выловленного в Рыбинском водохранилище.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В сентябре 2012 г. в Рыбинском водохранилище выловлена особь с признаками заболевания — самка судака в возрасте 13+ длиной тела 72.6 см и массой 7060 г.
Для исследования структуры опухоли кусочки ткани предварительно замораживали в жидком азоте, затем фиксировали для электронной микроскопии по стандартной методике [2]. Материал помещали в смесь Аралдита и Эпона и приготавливали ультратонкие срезы на ультратоме Nova. Далее срезы окрашивали уранилацетатом и цитратом свинца [2] и просматривали на электронном микроскопе Jem1100 при ускоряющем напряжении 80 кВ.
67
5*
Рис. 1. Фибробластоподобные клетки и пучки и отдельные нити коллагеновых фибрилл в опухоли: а — общий вид ткани, видны ядра фибробластов с зонами деконденсации хроматина, б — структура коллагеновых волокон разной степени формирования, хорошо заметна поперечная исчерченность зрелых волокон; ПФ — пучки фибрилл, Я — ядро.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Выявлено, что исследованная ткань содержит фибробластоподобные клетки, нерегулярно расположенные, окруженные дезориентированными коллагеновыми волокнами, одиночными или собранными в пучки (рис. 1).
Отмечены изменения структуры ядра и цитоплазмы клеток. В ядрах зарегистрировано разрежение ядрышковой зоны, значительная декон-денсация гетеро- и эухроматина, появление ла-меллярных структур и инвагинаций (рис. 2). Незначительное количество клеток имеет расширенные каналы шероховатого эндоплазматиче-ского ретикулума (диаметром <250 нм) с секреторными пузырьками. Отмечено появление в цистернах каналов электронно-плотных включений
Рис. 2. Аномалии ядер фибробластов: а — ламелляр-ная структура, б — разрежение гетерохроматина; ГХ — гетерохроматин, ЗД — зона деконденсации, ЭХ — эух-роматин, Яд — ядрышко.
округлой формы и волокон, экскреция плотных включений из клетки (рис. 3).
Цитоплазма большей части клеток (рис. 4) имеет околоядерные зоны, в каналах шероховатого эндоплазматического ретикулума которых аккумулированы пентагонально-округлые электронно-плотные вирусоподобные включения. Размер частиц варьирует от 170 до 195 нм. Зоны не отделены мембраной от остальной части цитоплазмы.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Обнаруженная у судака опухоль характерна для фибросарком, описанных в работах [1, 3, 5, 15]. Об этом свидетельствует присутствие в ткани опухоли фибробластов, структура которых подобна таковой фибробластов других позвоночных [4], и
ПЕРВОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ ДЕРМАТОФИБРОСАРКОМЫ У СУДАКА
69
Рис. 3. Различные типы фибробластов: а — с инвагинацией ядра, расширенными каналами шероховатого эндоплазматического ретикулума (стрелками отмечены каналы ретикулума с волокнами коллагена и везикулами), б — с околоядерным скоплением вирусоподобных частиц; ВПЧ — вирусоподобные частицы, ЛС — ламеллярная структура, ЭЦ — экзоцитоз, ЯИ — ядерная инвагинация. Остальные обозначения, как на рис. 2.
коллагеновых волокон разной степени зрелости и разного диаметра, как одиночных, так и собранных в пучки.
Разрежение хроматина в ядрах клеток может быть вызвано его деконденсацией и переходом в активное состояние [4]. Косвенно этот факт можно связать с синтезом компонентов вирусоподобных частиц в околоядерных зонах цитоплазмы. По данным работы [10], формирование нуклео-капсид вирусов происходит, в зависимости от типа вируса, и в ядре, и в цитоплазме клеток. Пуле с соавт. [20] показали, что при обнаружении инфекции в водоеме вирусная ДНК и РНК содержались в клетках не только эпидермиса, но и жабр, печени, почек как у больных, так и у здоровых рыб. У больных рыб соотношение вирусной
Рис. 4. Вирусоподобные частицы в цитоплазме клеток: а — единичная частица в везикуле (указана стрелкой), б — различные стадии формирования вирусоподобных частиц; МТХ — митохондрия, ШЭР — шероховатый эндоплазматический ретикулум. Остальные обозначения, как на рис. 3.
РНК/ДНК в >3 раза превышало таковое здоровых рыб. Приведенные факты подтверждают предположение авторов о связи деконденсации хроматина в ядре с усилением синтеза вирусных частиц.
Ровнак и Квакенбуш [21] показали, что при поражении Sander vitreus вирусом фибросаркомы судака в стадии развития опухоли регистрируется <1 копии вирусной ДНК на клетку, при регрессии опухоли — <50 копий. Перенос и возможность заражения особей минимальны на стадии развития опухоли. Эксперименты с искусственным инфицированием молоди рыб выявили, что минимальная концентрация вируса должна составлять >107 копий/мл бесклеточного инокулята [9]. Чаще всего заболевание наблюдается у особей трех-шестилетнего возраста, реже — у рыб старше [8].
При повышении температуры воды до 20° С опухоль регрессирует в 32% случаев. При регрессии отмечена лимфоидная инфильтрация, связанная с вакуолярной дегенерацией клеток опухоли и ко-агуляционный некроз [15]. Надсон с соавт. [17] методом иммунофлюоресценции показали сходство локализации в клетке одного из белков кап-сида вируса (ОгГ С) и цитохрома с, связанного с мембраной митохондрий. По их мнению, вирус локализуется в этих клеточных органеллах, а также может инициировать апоптоз клеток при регрессии опухоли. Как и в исследовании авторов, Надсон с соавт. [17] указали на локализацию вирусных белков в околоядерной зоне, однако в отличие от них можно утверждать, что в околоядерной зоне цитоплазмы присутствуют как вирусоподобные частицы, так и митохондрии (рис. 4).
Выделенные из ретровируса С-типа гу-цикли-ны способны влиять на экспрессию генов и процессы пролиферации клеток двух клеточных линий мышей, как подавляя, так и стимулируя эти процессы, и вызывать гибель клеток путем апо-птоза [9, 21, 23].
В США и Канаде при инфекции вирусом дер-мальной саркомы судака (ЖБЗ) поражаются рыбы в возрасте 3—6 лет и старше преимущественно в весенний период при температуре воды <10° С с быстрой регрессией опухоли к началу лета при повышении температуры воды [8, 19, 21]. На территории России и Казахстана также отмечено поражение рыб в возрасте 3—4 лет и старше [1, 3]. В оз. Белое и Саратовском водохранилище опухоли наблюдали у половозрелых рыб промысловых размеров, больных рыб в оз. Белое встречали в уловах в период осень — весна [данные авторов, 27]. В Рыбинском водохранилище судак с опухолью выловлен в сентябре, сообщений о вылове больных рыб летом нет. Проникновение фибросаркомы судака в Рыбинское водохранилище произошло скорее всего из системы Шекснинское водохранилище — оз. Белое, а не из Нижней Волги, так как сведения о вылове больной рыбы в водохранилищах выше Волгоградского водохранилища (кроме сообщений о вспышке этого заболевания в Саратовском водохранилище в 2013 г.) отсутствуют. По-видимому, особенности этиологии этого заболевания на территории России и Казахстана вызваны спецификой водоемов, температурным режимом с длительным зимним периодом и связанными с ними особенностями жизненного цикла судака.
Заболевание не вызывает уменьшения численности популяций рыб, но отрицательно сказывается на товарном виде ры
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.