Биология внутренних вод, 2022, № 4, стр. 425-430

ВВЕДЕНИЕ

Изучение отношений в системе “паразит–хозяин” – актуальное направление в экологических исследованиях, поскольку позволяет выявлять процессы коадаптации всех сочленов, формирующих эту биологическую систему. Гельминты отряда лентецов (Pseudophyllidea), имеющие обширный ареал распространения, встречаются у представителей всех классов позвоночных животных, включая костистых рыб, многие из которых – промысловые объекты. Ремнецы (семейство Ligulidae) имеют важнейшее эпизоотологическое значение. На стадии плероцеркоида, локализуясь в брюшной полости тела, в основном, карповых рыб, они инициируют летальные заболевания, тем самым регулируя численность хозяина в популяции. Имеются данные о широком распространении лигулид на всех континентах и о массовых эпизоотиях в водоемах Европы, Азии и Северной Америки, вызванных этими паразитами (Пронин, Пронина, 2005; Жохов, Пугачева, 2012; Матишов и др., 2013; Shakarboev et al., 2015; Sohn et al., 2016; Scholz, Kuchta, 2016; Gabagambi, Skorping, 2017; Lagrue et al., 2018; Иванков и др., 2020), что негативно сказывается на рыбодобывающей промышленности.

Вся организация ремнецов приспособлена к максимальному использованию в своих жизненных процессах организма хозяина (Дубинина, 1966). Известно, что представители сем. Ligulidae оказывают патогенное воздействие на организм, инициируя функциональные изменения и атрофию внутренних органов, нарушение поведенческих механизмов у рыб (Brown et al., 2002; Извекова, Тютин, 2011; Силкина и др., 2012; Bozorgnia et al., 2016; Aydogan et al., 2018; Мазур и др., 2020; Biswas, Ash, 2021). В результате их жизнедеятельности организм переходит в фазу “истощения”, рыба теряет возможность активно перемещаться, всплывает на поверхность воды и поедается рыбоядными птицами – окончательными хозяевами для паразитов (Дубинина, 1966).

Одна из систем, обеспечивающих оптимальный уровень функционирования организма, – эритрон. Это сложнейшая структурно-функциональная система, включающая циркулирующие в сосудистом русле эритроциты, органы эритропоэза и эритроразрушения, а также факторы, регулирующие процессы кроветворения (цитокины, гормоны). Изучение этой гомеостатической системы позволяет оценивать реактивные изменения эритроидного ростка кроветворения в аспекте механизмов адаптации в условиях воздействия абиотических и биотических факторов среды. Структурно-функциональные трансформации в эритроне достоверно отражают патологические состояния в организме рыб при многих паразитарных инвазиях (Головина, Тромбицкий, 1989; Tavares-Dias et al., 2008; Corrêa et al., 2013; Khurshid, Ahmad, 2013; Мазур, Толочко, 2015; Sousa et al., 2020).

Серебряный карась Carassius auratus – доминантный дополнительный хозяин для одного из видов сем. Ligulidae – Ligula (Digramma) interrupta (Logan, 2004). Рыба заражается, поедая инвазированных олигохет – первых промежуточных хозяев цестоды. Имеются немногочисленные сведения по региональной эпизоотологии и органной морфопатологии зараженных диграммой рыб (Пронин, Пронина, 2005; Однокурцев, Апсолихова, 2009; Чугунова, Шадрин, 2018), выявлены отдельные аспекты иммунопатологии (Кутырев и др., 2011; Мазур и др., 2020). Также ранее нами обнаружены у Cаrassius auratus и Rutitus rutilus lacustris L., 1758, зараженных ремнецами, анемия, цитоморфологические нарушения и дегенеративные внутриклеточные аномалии эритроцитов периферической крови (Мазур, Пронин, 2006; Мазур и др., 2016). Данные о функционировании эритроидного ростка в органах гемопоэза хозяина при инвазии Ligula interrupta отсутствуют.

Цель работы – исследовать состояние эритропоэза у серебряного карася при заражении L. interrupta в условиях локальных биоценозов.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Биологический материал получен в июле 2011 г. и 2013 г. из неводных уловов серебряного карася в озерах Долгое и Черемуховое (бассейн оз. Байкал, Республика Бурятия), неблагополучных по диграммозу. По данным Пронина и Прониной (2005) и наших исследований, ремнец L. interrupta – абсолютный доминантный паразит серебряного карася, обитающего в этих озерах. Поэтому сложившаяся система “паразит–хозяин” уникальна и максимально приближена к экспериментальным условиям (с минимальной зараженностью другими видами паразитов).

Выборка рыб состояла из особей одного размерно-возрастного состава – 3+…5+, длина 145–182 мм, масса 100–184 г (незараженные особи) и 2+…5+, длина 150–180 мм, масса 120–174 г (зараженные)). Незараженные особи были половозрелыми самками и самцами (1 : 1), у зараженных рыб пол не был определен из-за ингибирования развития гонад. Число извлеченных из полости рыб плероцеркоидов варьировало от 1 до 19 экз. в одной особи. Морфобиологические исследования проводили по общепринятым методикам (Правдин, 1966).

Для определения клеточного состава органов гемопоэза брали отпечатки пронефроса и селезенки (по три стекла от каждой рыбы), которые после высушивания на воздухе и последующей фиксации спирт-эфиром (1 : 1) окрашивали азур-эозином по Романовскому–Гимза (Сборник…, 1999). Эритроидные клетки подсчитывали с помощью светового микроскопа MC300 (Micros, Австрия) при увеличении в 1350 раз. В каждой группе рыб (незараженных и зараженных) считали по 3000 клеток. Популяционную идентификацию эритроцитов проводили по атласу клеток крови (Иванова, 1983).

Результаты исследований обрабатывали с помощью cтатистических программ. Для сравнения различий между показателями применяли критерий Манна–Уитни (U-тест).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Клеточные элементы эритроидного ряда в органах гемопоэза (пронефросе и селезенке) у C. auratus представлены пролиферирующими (эритробласты), созревающими (дифференцировочные стадии – базофильные, полихроматофильные, оксифильные нормобласты) и зрелыми формами (табл. 1). Обнаружено, что в пронефросе незараженных рыб зрелые эритроциты – самая многочисленная группа клеток. В селезенке этих же особей, напротив, наблюдали более высокий темп эритроидной пролиферации и дифференцировки.

Анализ результатов исследования пронефроса и селезенки показал различия в клеточном составе их эритроидного ростка между незараженными и зараженными рыбами (табл. 1). В пронефросе карася, зараженного L. interrupta, отмечено более низкое число зрелых эритроцитов (в 2.8 раза, р < 0.01) и увеличение числа незрелых форм: эритробластов (в 1.9 раза, р < 0.05), полихроматофильных (в 1.8 раза, р < 0.05) и оксифильных (в 2.7 раза, р < 0.01) нормобластов.

Исследование популяционного состава эритроцитов в селезенке зараженных карасей выявило обратную тенденцию: значимое увеличение числа зрелых эритроцитов и снижение числа незрелых их форм (в 1.3 раза, р < 0.05) по сравнению с незараженными особями, в основном за счет эритробластов и оксифильных нормобластов.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

У костистых рыб отсутствует единый орган кроветворения. Гемопоэтическая, в том числе эритропоэтическая, активность зафиксирована в про- и мезонефросе (Иванова, 1983; Головина и др., 2003; Флерова и др., 2020). Эритропоэз – сложный и строго регулируемый процесс, необходимый для гомеостаза крови посредством непрерывного образования эритроцитов (Ganz, 2019). Эритроцитарный состав органов кроветворения у всех исследуемых особей карася был представлен зрелыми эритроцитами и незрелыми их формами – пролиферирующими и созревающими. Первыми морфологически распознаваемыми пролиферирующими клетками в эритроне карася были эритробласты. Эти клетки в процессе дифференцировки давали базофильные, а затем полихроматофильные нормобласты. Полихроматофильные нормобласты дозревали в последующем до оксифильных нормобластов и зрелых эритроцитов, основная функция которых производить кислород–транспортный белок – гемоглобин.

В почке зараженных ремнецом карасей на фоне низкого числа зрелых клеток нами обнаружена компенсаторная интенсификация эритропоэза. При патологии компенсаторные процессы считаются важной частью адаптационных механизмов в организме. Вместе с тем, согласно работе (Мазур и др., 2016), клеточная миграция из органов кроветворения не приводила к повышению в крови оксифильных нормобластов и зрелых эритроцитов, что в итоге свидетельствовало о неэффективном эритропоэзе.

Селезенка костистых рыб также является органом гемопоэза и функционально напоминает красный костный мозг высших позвоночных (Головина и др., 2003; Noga, 2006). В наших исследованиях в селезенке зараженных L. interrupta рыб наблюдали эритропению, обусловленную преимущественно снижением числа эритробластов и оксифильных нормобластов, что указывало на слабый репаративный ответ в органе.

У зараженных L. interrupta карасей обнаруженные эритропоэтические изменения свидетельствовали о нарушении гомеостаза и снижении эффективности функционирования органов эритропоэза. По данным (Bozorgnia et al., 2016), выявлено, что ремнецы, в частности L. intestinalis L., вызывали у окуня дегенеративные клеточные изменения почечной ткани, вплоть до некроза органа. В работе (Taylor, Hoole, 1989) показано значительное снижение массы селезенки лигулезной плотвы, что связано с уменьшением эритроцитарной массы в органе. Патогенное воздействие L. interrupta на состав красной крови карася было подтверждено наличием значимых отрицательных корреляционных связей между концентрацией гемоглобина, числом эритроцитов, цитолизом и интенсивностью инвазии (Мазур и др., 2016).

Обнаруженные дестабилизационные процессы в органах гемопоэза развиваются из-за комплексного патологического воздействия ремнецов. Токсические продукты жизнедеятельности плероцеркоидов, выступающие, очевидно, как гемолитические факторы, а также механическое повреждение и сдавливание органов и тканей желудочно-кишечного тракта, почек, селезенки вплоть до их атрофии приводят к кровотечениям, ухудшению адсорбции питательных веществ, кислородному дефициту, обуславливая метаболические нарушения и, соответственно развитие механической и алиментарной анемии (Пронина, Пронин, 2005; Сlauss et al., 2008; Извекова, Тютин, 2011; Shoemaker et al., 2012; Bozorgnia et al., 2016). Возможно конкурентное поглощение цестодами питательных веществ, в том числе микро- и макроэлементов, витаминов группы В (Дубинина, 1966; Давыдов, Стражник, 1971; Бекиш и др., 2007; Куклина, Куклин, 2016; Heins, 2017), необходимых для полноценного кроветворения (Новицкий и др., 2009; Павлов и др., 2011; Остроумова, 2012). Следует отметить и возможное нарушение синтеза гуморальных стимуляторов эритропоэза – эритропоэтинов в почке (Kulkeaw, Sugiyama, 2012) из-за редукции почечной ткани.

Выводы. В системе Ligula interrupta – Carassius auratus в организме хозяина происходит ряд структурно-функциональных эритропоэтических перестроек. Данные трансформации, инициируемые паразитом, свидетельствуют о включении компенсаторных механизмов с признаками декомпенсации, и постепенным истощением адаптационных возможностей эритроидного ростка, сопровождающимся нарастанием деструктивных и необратимых патологических процессов. Такая стратегия цестоды способствует скорейшему развитию гельминтов в ослабленном организме промежуточных хозяев и попаданию в организм окончательных хозяев, где заканчивается цикл развития паразита.