научная статья по теме ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ЗАЩИТНОЙ РОЛИ ЭКЗОЦИСТЫ У МЕТАЦЕСТОДЫ MICROSOMACANTHUS LARI BELOGUROV ET KULIKOV, IN SPASSKAJA, 1966 (CESTODA: HYMENOLEPIDIDAE) Биология

Текст научной статьи на тему «ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ЗАЩИТНОЙ РОЛИ ЭКЗОЦИСТЫ У МЕТАЦЕСТОДЫ MICROSOMACANTHUS LARI BELOGUROV ET KULIKOV, IN SPASSKAJA, 1966 (CESTODA: HYMENOLEPIDIDAE)»

БИОЛОГИЯ МОРЯ, 2011, том 37, № 1, с. 71-74

УДК 595.121.55:576.895.121 ПАРАЗИТОЛОГИЯ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ЗАЩИТНОЙ РОЛИ ЭКЗОЦИСТЫ У МЕТАЦЕСТОДЫ MICROSOMACANTHUS LARI BELOGUROV ЕТ KULIKOV, IN SPASSKAJA, 1966 (CESTODA: HYMENOLEPIDIDAE)1

© 2011 г. В. П. Никишин, Д. В. Лебедев

Институт биологических проблем Севера ДВО РАН, Магадан 685000 e-mail: nikishin@ibpn.ru

Статья принята к печати 30.09.2010 г.

Изучено взаимодействие клеток промежуточного хозяина (гаммаруса Eogammarus tiuschovi) с цистицеркои-дом Microsomacanthus lari модификации циклоцерк в случае повреждения окружающей его неклеточной экзоци-сты. Показано, что уже в течение нескольких минут после начала эксперимента наблюдается массовое проникновение в полость экзоцисты предполагаемых гемоцитов хозяина, характеризующихся признаками интенсивной секреции. Продукт секреции (волокнистый материал) в виде крупных скоплений концентрируется в дистальных участках гликокаликса эндоцисты и слоя микроворсинок хвостового придатка цистицеркоида. Результаты рассматриваются как доказательство защитной роли экзоцисты M. lari в случае клеточной реакции организма промежуточного хозяина на инвазию.

Ключевые слова: цистицеркоид, циклоцерк, ультраструктура, экзоциста, гемоциты, ответ хозяина.

Experimental evidence of the defense role of the exocyst in the metacestode of Microsomacanthus lari Belogurov et Kulikov, in Spasskaja, 1966 (Cestoda: Hymenolepididae). V. P. Nikishin, D. V. Lebedev (Institute of Biological Problems of the North, Far East Branch, Russian Academy of Sciences, Magadan 685000)

The interaction of intermediate host (Eogammarus tiuschovi) cells with the cysticercoid of Microsomacanthus lari of the cyclocercus type was examined for the case of damage of the noncellular exocyst surrounding it. Massive penetration of the host cells - supposedly haemocytes characterized by intensive secretion - into the exocyst was observed even during the first several minutes of experiment. Large accumulations of the product of secretion (fibrous material) were concentrated in the distal areas of the endocyst glycocalix and the microvillar layer of the cysticercoid tail appendage. The results provide evidence for the defensive role of the exocyst of M. lari in case of the cellular response of the intermediate host organism to invasion. (Biologiya Morya, Vladivostok, 2011, vol. 37, no. 1, pp. 71-74).

Key words: cysticercoid, cyclocercus, ultrastructure, exocyst, haemocytes, host's response.

Феномен "гемоцитной атаки" на гельминтов, инвази-рующих промежуточного хозяина, хорошо известен. В случае с неспецифичным хозяином результатом этой атаки является инкапсуляция паразита, его последующая меланиза-ция и гибель (Salt, 1970). В случае со специфичным промежуточным хозяином гемоцитная реакция со стороны его организма, весьма интенсивная в первые дни после заражения, по мере развития гельминта снижается и сходит на нет (Robinson, Strickland, 1969; Nikishin, 1992). Предполагалось, что одной из причин успешного отражения "гемоцитной атаки" является формирование развивающимся гельминтом неклеточной цисты (Краснощеков, Томиловская, 1978), однако прямых доказательств этой гипотезы не было. В связи с этим на примере цистицеркоида Microsomacanthus lari (Cestoda: Hymenolepididae) нами проведено экспериментальное изучение роли экзоцисты в защите паразита от реакции организма хозяина.

Материал и методика. Материалом для исследования послужили зрелые цистицеркоиды из естественно инвазиро-ванных гаммарусов Eogammarus tiuschovi, отловленных в северной части Охотского моря. Цистицеркоиды этого вида це-стод относятся к модификации циклоцерк, для которой характерно наличие относительно небольшого неразветвленного

хвостового придатка и неклеточной экзоцисты, окружающей тело цистицеркоида вместе с хвостовым придатком. В процессе эксперимента экзоцисту у цистицеркоида, находящегося в гемоцеле рачка, помещенного на предметное стекло и вскрытого непосредственно перед исследованием, повреждали препаровальной иглой. Через одну-три минуты после этого и затем через каждые 10 мин цистицеркоидов извлекали из рачков, препарировали по стандартной методике для электронной микроскопии и заключали в смесь эпона и аралдита. Изучение проводили на полутонких и тонких срезах с использованием световой и электронной микроскопии соответственно.

Результаты. Экзоциста исследованных цистицеркоидов имеет толщину около 0.5 мкм и образована пятью-семью тонкими пластинками, внешне сходными с утолщенными мембранами и ориентированными параллельно друг другу (см. рисунок, А). Сходное строение имеет экзоциста циклоцерка Fimbriaria fasciolaris (см.: Краснощеков, Плужников, 1984) и криптоцерков дилепидид (Никишин, 2004), а также наружный слой цисты у цистакантов и развивающихся акантелл скребней Filicollis anatis (см.: Nikishin, 1992). Все пространство между телом цистицеркоида, внутренней поверхностью экзоцисты и хвостовым придатком заполнено рыхлым хлопьевидным ма-

1 Работа поддержана Президиумом ДВО РАН (проекты № 09-Ш-А-06-218 и № 09-Ш-В-06-271) и РФФИ-ДВО РАН (проект 09-04-98523-р восток_а).

териалом, в котором рассеяны отдельные везикулы различной формы со светлым содержимым. Хвостовой придаток имеет на поверхности толстый слой неспециализированных микроворсинок, а эндоциста покрыта слоем гликокаликса, пронизанным редуцированными микроворсинками. Такая организация поверхности хвостового придатка и эндоцисты типична для подавляющего большинства известных модификаций цистицер-коидов (Краснощеков, Никишин, 1979). В толще слоя микроворсинок и в пространстве между ним и экзоцистой выявляются многочисленные мелкие гранулы с электронно-плотным содержимым, заполняющим гранулу или полностью, или в виде кольца со светлой сердцевиной (см. рисунок, В, Г).

В пространстве между телом цистицеркоида, хвостовым придатком и экзоцистой недалеко от места ее разрыва обнаружены клетки хозяина, предположительно гемоциты (см. рисунок, Б). Среди них определяются две достаточно четко различимые формы (см. рисунок, В, Д), а также переходные модификации (см. рисунок, Г). Клетки первой формы сильно уплощены, размер клеток до 16 мкм и более при ширине 4-5 мкм, они отличаются относительно светлой и сильно вакуолизиро-ванной цитоплазмой (см. рисунок, В). В большинстве случаев содержимое вакуолей представлено клубками волокнистого материала умеренной электронной плотности; в вакуолях также наблюдаются цитоплазматические фрагменты, ограниченные мембраной, и рыхлая хлопьевидная субстанция неясной структуры. Некоторые вакуоли выглядят пустыми или содержат электронно-плотный материал в виде разного размера капель и ламеллярных телец. В цитоплазме этих клеток определяются многочисленные канальцы гранулярной эндоплазмати-ческой сети (ГЭС), мелкие овальные митохондрии и небольшие скопления волокнистого материала, аналогичного отмеченному в вакуолях.

Клетки второй формы тоже уплощены, но значительно компактнее, их размеры 7.5-8.0 х 3.0-4.0 мкм (см. рисунок, Д). Цитоплазма этих клеток относительно более электронно-плотная и также изобилует вакуолями, однако в содержимом последних отсутствует волокнистый материал. В цитоплазме, как и в первом случае, выявляются канальцы ГЭС и митохондрии, видны скопления свободных рибосом. Ядра обеих разновидностей клеток имеют размеры 4.0-6.0 х 1.5-3.0 мкм и характеризуются волнистыми очертаниями, умеренно-плотной кариоплазмой, отсутствием четкого ядрышка и обилием крупных скоплений гетерохроматина.

В обоих случаях в пространстве между предполагаемыми гемоцитами и цистицеркоидом (его телом и/или хвостовым придатком) наблюдались скопления волокнистого материала в виде клубков (см. рисунок, Б-Д), аналогичного отмеченному в вакуолях клеток первой формы. Эти скопления располагались в дистальном и среднем отделах слоя микроворсинок, покрывающего хвостовой придаток, и в наружном слое гликокалик-са, покрывающего эндоцисту, однако никогда не выявлялись в основаниях обоих слоев, т.е. в непосредственной близости к тегументу цистицеркоида.

Обсуждение. Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы. Во-первых, повреждение экзоцисты вызвало стремительное проникновение в ее полость клеток хозяина, предположительно гемоцитов. Тем самым мнение о неклеточной экзоцисте как защитной структуре, предупреждающей клеточную реакцию организма промежуточного хозяина на инвазию цестодами (Краснощеков, Томиловская, 1978) и скребнями (Robinson, Strickland, 1969; Nikishin, 1992), получает прямое подтверждение. Учитывая морфологическое сходство экзоцисты цистицеркоидов (модификаций циклоцерк и

криптоцерк) и наружного слоя цисты, формирующейся вокруг акантелл скребней, а также то, что промежуточными хозяевами тех и других являются ракообразные и насекомые, можно полагать, что такие неклеточные цисты в обоих случаях выполняют сходную, защитную, функцию.

Во-вторых, анализ литературных данных свидетельствует о том, что среди гемоцитов ракообразных чаще всего выделяются гиалиноциты и гранулоциты (Hose et al., 1992; Giulianini et al., 2007). Однако идентифицировать обнаруженные нами клетки с какой-либо из этих форм в настоящий момент затруднительно. Морфология ядра и отсутствие в цитоплазме гранул характерны для гиалиноцитов, тогда как вакуолизация цитоплазмы и низкое ядерно-плазменное отношение сближают их с гранулярными формами (Martin, Graves, 1985). Следует подчеркнуть, что приведенная классификация гемо-цитов не является исчерпывающей, и в определенных случаях, например при вирусных инвазиях (Shi et al., 2005), их морфология может существенно отличаться от описанных форм в норме. В то же время, нормально развивающиеся в организме ракообразных многоклеточные паразиты подвергаются "гемо-цитной атаке" (особенно ярко выраженной на ранних стадиях постэмбриогенеза паразита), в которой участвуют нормальные гранулоциты и гиалиноциты (Dezfuli et al., 2008).

В-третьих, в общих чертах становится ясным механизм действия предполагаемых гемоцитов на паразита. Установлено, что проникшие в полость экзоцисты клетки хозяина выделяют порции вол

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.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Биология»