Доклады Российской академии наук. Науки о жизни, 2021, T. 496, № 1, стр. 24-27

Цестоды – глубоко специализированная группа паразитических плоских червей, в состав которой входят возбудители опасных заболеваний человека и животных. Гистологическая организация цестод сильно модифицирована; основные ткани имеют синцитиальное строение [1–3]. Выделительная система цестод представлена протонефридиями, но в связи с большими размерами тела взрослых червей она сильно усложнена: значительная ее часть представлена синцитием [4–6]. Одним из наиболее интересных вопросов морфологии цестод на данный момент остается вопрос о том, имеются ли у цестод самостоятельные терминальные клетки (циртоциты), характерные для других плоских червей. По одним данным, у цестод нет отдельных циртоцитов [7, 6 ], и вся выделительная система представляет собой синцитий, а по другим – проксимальные части канальцев выделительной системы заканчиваются самостоятельными терминальными клетками [5, 8, 9]. Хауэлл [8] указывает на наличие пор между циртоцитом и нефридиальной воронкой и отвергает идею существования у цестод протонефридиев. Для выяснения этого и других вопросов мы предприняли собственные исследования выделительной системы плероцеркоидов Pyramicocephalus phocarum (Fabricius, 1780) Monticelli, 1890 (Diphyllobothriidea: Diphyllobothriidae).

Плероцеркоиды P. phocarum получены из трески в Кандалакшском заливе Белого моря, зафиксированы для ультраструктурных и иммуноцитохимических исследований по методикам, разработанным для цестод [10]. Ультратонкие срезы получали на микротоме Leica EM UC7, просматривали под трансмиссионным электронным микроскопом JEM-1011. Замороженные срезы (5 мкм) окрашивали антителами к серотонину (5-HT) и α-тубулину (α-TUB) и фаллоидином с флуоресцентной меткой. Препараты исследовали на конфокальном микроскопе Nikon.

Экскреторная система P. phocarum представлена системой каналов разного диаметра, открывающихся наружу порой на заднем конце тела, и циртоцитами, замыкающими терминальные канальцы в паренхиме (рис. 1а). В субтегументе и кортикальной паренхиме имеется развитая сеть периферических каналов. В сколексе и передней части тела имеется два центральных продольных канала, которые на заднем конце дихотомически ветвятся. На заднем конце тела канальная система плероцеркоида открывается многочисленными порами в мочевой пузырь, имеющий форму вытянутой трубки со складчатой поверхностью. Стенки мочевого пузыря образованы впячиванием тегумента. В месте соединения эпителия впадающих каналов и тегумента мочевого пузыря нами обнаружены кольцевые септированные десмосомы. У разных видов цестод на более ранней стадии развития – процеркоид, описаны парные экскреторные поры, расположенные перед церкомером [11, 12].

Рис. 1.

Выделительная система P. phocarum. (а) – схема, межклеточные контакты обозначены короткими стрелками; (б) – иммуномечение F-актина и серотонина (5-HT) в циртоцитах (стрелки); (в) – продольный срез циртоцита и нефридиальной воронки (стрелки); (г) – поперечный срез фильтрационного комплекса. (Ci – реснички, Cmv – микроворсинки циртоцита; EN – ядро цитона экскреторного синцития, EX – экскреторный канал, Lp – лептотрихии, MT – микротрихии, MV – микроворсинки, N – ядро циртоцита, NF – воронка канальца, NFmv – микроворсинки нефридиальной воронки, R – корешки, T – тегумент, TD – терминальный каналец).

Процеркоиды цестод – паразиты беспозвоночных, и обитают в гемоцеле первого промежуточного хозяина, преимущественно ракообразных [1, 6, 7, 11, 12]. Следующая стадия, плероцеркоиды – паразиты позвоночных, обитают как в тканях, так и в полости тела хозяина. Причины формирования общего мочевого пузыря с одним отверстием у плероцеркоидов цестод, включая P. phocarum, не до конца понятны и требуют дальнейших исследований.

Циртоциты P. phocarum расположены в зоне субтегумента и кортикальной паренхимы (200 клеток/мм²). Клетки лежат ядром к тегументу, а ресничками к центру тела; изредка встречаются парные циртоциты. В циртоцитах впервые обнаружена IR к серотонину (5-НТ), которая охватывает приядерную зону с кинетосомами и корешками ресничек, и участок верши. Экспрессия 5-НТ циртоцитами выявлена впервые и свидетельствует об участии серотонина в моторике ресничного пламени. Кроме того, в перикарионе выявлен F-актин, кольцом охватывающий зону ресничного пучка в его основании (рис. 1б).

В циртоцитах насчитывается до 100 ресничек длиной до 9 µm; их корешки частично прилегают к ядерной мембране и образованы электронно-плотными тяжами без регулярной исчерченности. Пучок ресничек окружен воротничком микроворсинок диаметром 150 нм в виде трубки и тонкими нерегулярными лептотрихиями. Пучок ресничек входит внутрь воронки терминального канальца, которая имеет иное строение, чем эпителий в других отделах выделительной системы. Край воронки образован венчиком длинных пальцевидных выростов, средняя расширенная часть – плотной цитоплазмой, содержащей филаменты; узкая часть воронки имеет стенки с микроворсинками и продолжается в узкий разветвленный канал. Нефридиальная воронка и циртоцит образуют фильтрационный комплекс протонефридиального типа, представленный двумя рядами пальцевидных микроворсинок (рис. 1в, г). Их наружная мембрана несет слой экстраклеточных филаментов (толщина слоя 22 нм), которые организованы в регулярные скопления, чередующиеся по принципу zip-соединения на двух разноименных мембранах. Участие актина в zip-соединении подтверждается цитохимически. Наличие открытых пор (нефростома) без zip-соединения филаментов нами не установлено.

Ультраструктура стенок каналов характеризуется отсутствием межклеточных контактов и имеет синцитиальное строение с разной степенью погруженности ядер. Терминальные канальцы проходят вблизи ядра, ядра цитонов периферических каналов также часто лежат вблизи просвета. Ядра центральных каналов погружены под слои мускулатуры и имеют длинные цитоплазматические мостики, связывающие их с апикальной цитоплазмой. Перикарионы образуют базальные отростки разного диаметра, формирующие протяженные щелевые контакты с клетками паренхимы. Стенки центральных каналов иннервируются нейронами главных нервных стволов, выявленных при окраске на α-тубулин, что доказывает участие нервной системы в их перистальтике.

Таким образом, вся канальная система P. phocarum представляет собой единый синцитий, включающий воронки терминальных канальцев, периферические и центральные продольные каналы. Клеточные контакты в экскреторном синцитии P. phocarum не обнаружены. Наши результаты подтверждают отсутствие десмосом в канальной части системы как аутопоморфию цестод [13]. В отличие от P. phocarum, у взрослых циклофиллид Rauschitaenia ancora (Mamaev, 1959) Bondarenko, Tomilovskaja, 1979 и Diorchis stefanskii Czaplinski, 1956 в стенках каналов отмечены контакты типа септированных десмосом [9]. Отличия имеются и в строении циртоцитов циклофиллид, для которых описаны исчерченные корешки ресничек и наличие септированных десмосом на концах микроворсинок терминальной воронки и циртоцита [9].

Наличие самостоятельных циртоцитов у плероцеркоида P. phocarum противоречит результатам исследований псевдофиллидных цестод [6], к которым ранее относили дифиллоботриид, и поддерживает выводы разных авторов для неодермат в целом [5, 8, 13]. Самостоятельность циртоцитов косвенно подтверждается выявлением серотонина и актина только в терминальной клетке и их отсутствием в стенке канальца. Актин играет важную роль в межклеточной адгезии; серотонин является универсальным сигнальным веществом беспозвоночных, контролирующим разнообразные процессы, в том числе ресничную моторику. Ранее в циртоцитах плероцеркоидов близкого вида дифиллоботриид был обнаружен простагландин Е₂ [14, 15], возможный иммуномодулятор и вазодилататор, что в сочетании с серотонином и актином указывает на активную роль терминальных клеток в циркуляции сигнальных молекул и метаболитов в теле паразитов.