Гемоцити інтактної та інвазованої трематодами жабурниці китайської (Mollusca, Unionidae, Anodontinae)

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГЕМОЦИТИ ІНТАКТНОЇ ТА ІНВАЗОВАНОЇ ТРЕМАТОДАМИ ЖАБУРНИЦІ КИТАЙСЬКОЇ (MOLLUSCA, UNIONIDAE, ANODONTINAE)

А.П. СТАДНИЧЕНКО,

Житомирський державний університет імені Івана Франка

вул. Велика Бердичівська, 40, Житомир, 10008

О.І. УВАЄВА, Житомирський державний університет імені Івана Франка вул. Велика Бердичівська, 40, Житомир, 10008

Д.А. ВИСКУШЕНКО, Житомирський державний університет

імені Івана Франка

вул. Велика Бердичівська, 40, Житомир, 10008

О.Д. ШИМКОВИЧ, Казанський (Приволзький) федеральний університет

вул. Кремлівська, 18, Казань, 420008, Російська Федерація

Анотація

Досліджено морфологічні особливості і деякі кількісні характеристики формених елементів гемолімфи жабурниці китайської Sinanodonta woodiana (Lea, 1834), представлених у неї чотирма категоріями гемоцитів - прогемоцитами, базофільними і еозинофільними гранулоцитами, а також макронуклеоцитами. У жабурниць інвазованих спороцистами і церкаріями трематоди Rhipidocotyle companula Dujardin, 1845 виявлено низку патогенних порушень у гемоцитів усіх наявних у них категорій, ступінь вираженості яких зумовлюється інтенсивністю інвазії.

Ключові слова: жабурниця китайська, трематодна інвазія, гемоцити, патоморфологічні і кількісні порушення

Abstract

A.P. Stadnychenko, O.I. Uvaeva, D.A. Vyskushenko, O.D. Shimkovich Zhytomyr Ivan Franko State University, Ukraine Kazan Federal University, Russia.

THE HAEMOCYTES OF INTACT AND INFECTED WITH TREMATODES OF CHINE POND MUSSEL (MOLLUSCA, UNIONIDAE, ANODONTINAE).

The hemolymph of Sinanodonta woodiana (Lea, 1834) consists of plasma and cells of four types: prohemocytes (cambial cells), macronucleocytes, basophilic and eosinophilic granulocytes. The three latter cell types derive from the cambial cells though mitosis. The cellular sizes are: prohemocytes 14.3±0.4, basophilic granulocytes 20.9±0.7, young eosinophilic granulocytes 23.8±0.6, older eosinophilic granulocytes 25.7±0.1, macronucleocytes 26.1±0.3. All cells and their nuclei are roundish. Nuclear chromatin is either fine-grained fairly evenly distributed in the karyoplasm (in basophilic granulocytes), or more or less grouped dark-colored small (2-5-6) chromatin blocks. NC- ratio is maximum in macronucleocytes (0.6±0.01). NC-ratio of prohemocytes is 0.4±0.01, that of basophilic granulocytes is 0.3±0.01. NC-ratio of eosinophilic granulocytes is 0.2±0.01. Eosinophilic cells prevail in hemolymph elements: the young eosinophilic granulocytes make up 25.1±0.4 % and the older eosinophilic cells are up to 27.9±0.6 % of all hemocytes. The major functions of hemolymph cells are transport and protection.

Transport is particularly pronounced in basophilic granulocytes in the form of phagocytosis. The protective function of hemocytes of different categories is manifested in a different way. Thus, some of the basophilic granulocytes develop into nephrocytes, which accumulate numerous (11-23) vacuoles of yellow-green-brown color. The vacuoles are subsequently excreted by the mollusk through the kidneys. The protective function of eosinophilic granulocytes is realized as false agglutination (these hemocytes clog into lumps that close wounds), which helps preventing blood loss. Also, eosinophilic granulocytes merge into multinucleated plasmodium, accumulating in large quantities around various foreign bodies (parasites or fragments of destroyed tissues) and encapsulating them to isolate from host tissues.

At Northern Black Sea Coast, Chinese pond mussel is a common intermediate host of the trematode Rhipidocotyle companula Dujardin, 1845.

The trematode inhabits the mollusk's gonads. The parasitic sporocysts and cercariae were found in 29 % of examined mollusk specimens. Infestations were weak (up to 10 % of gonads were affected) in 22.4 % of infected mollusks, moderate (10 to 50 % of gonads) in 70 % of contaminated mollusks. Only 7.6 % of infected pond mussels were hyperinfected (100 % of gonads were affected).

Weak trematode infestation is accompanied by localized damage. The total number and volume of parasitic focal lesions are generally insignificant. Moderate infection, and especially a hyperinfection cause not only the lesions in the hostal biotope, but also the overall pathological process in mollusk hosts. Simultaneously, the prohemocytes and basophilic granulocytes as well as their nuclei reduce in size. The total number of prohemocytes also declines by 1.7 times. The greatest decrease in the nuclear-cytoplasmic ratio (by a factor of 1.5-2) is noted also for prohemocytes and basophilic granulocytes. The vacuolization of karyoplasm and cytoplasm, the basophilization of cytoplasm, the degenerative changes in hemocyte nuclei (karyopicnosis, karyorexis, karyolysis), and the total number of aging and dying hemocytes are directly related to the level of infection intensity.

Key words: Sinanodonta woodiana, trematodes, haemocytes, pathomorphological and quantative breaks

Вступ

Жабурниця китайська Sinanodonta woodiana (Lea, 1834) - звичайний компонент континентальних прісних водойм Амуро-Японської і Китайської підобластей Сино-Індійської зоогеографічної області [10]. Завдяки притаманній цьому виду широкій екологічній валентності, цей молюск успішно розселився останнім часом по прісноводних гідромережах різних континентів. На сьогодні його виявлено у 20 країнах Європи, у Центральній і Північній Америці [14, 18, 19, 21]. В Україну ця жабурниця потрапила по дунайському інвазійному коридору [6, 7, 12]. У сьогодення густонаселені популяції S. woodiana представлені у пониззі Дунаю (Одеська обл.). Виявлено її й у Закарпатті - у р. Латориці [11]. Незважаючи на широке розселення по планеті і зазвичай великі показники загальної чисельності і щільності її популяцій, S. woodiana не став досі об'єктом ані для загальних гістологічних, ані для гематоцитологічних досліджень. Вивченням ж гемоцитів низки видів прісноводних двостулкових [9] і черевоногих молюсків [8], здійсненими понад півстоліття назад, беззаперечно доведено, що якісні і кількісні характеристики формених елементів їхньої гемолімфи можуть розцінюватись як показники стану. Мета дослідження - виявити якісний склад, морфологічні особливості і кількісні характеристики клітинних елементів гемолімфи інтактних і інвазованих трематодами особин жабурниці китайської.

На сьогодні є у наявності лише декілька публікацій, у яких йдеться про морфологічні особливості клітинних елементів внутрішнього середовища жабурниць - Anodonta cygnea (Linnaeus, 1758) і A. anatina (Linnaeus, 1758) [8, 9, 15-17, 20]. Щодо S. Woodiana, роботи подібного плану нам не відомі. В умовах постійно зростаючого рівня антропогенного забруднення гідротопів, цінність таких досліджень є безсумнівною, адже за ступенем як якісних, так і кількісних змін, які стосуються тих чи інших категорій гемоцитів, можна судити про рівень впливу на них негативних чинників середовища і про можливі наслідки його не лише для жабурниці китайської, але в цілому для гідросистем, до складу яких вони входять. Роль гемоцитів у здійсненні різних процесів життєдіяльності молюсків важлива і різноманітна. Адже саме ці клітинні елементи гемолімфи забезпечують такі їхні захисні реакції як фагоцитоз, лейкоцитоз, інкапсуляція. Бактерицидні властивості гемоцитів зумовлені наявністю у цитоплазмі лізосомних ферментів. При пораненнях гемоцити скупчуються у чималих кількостях, закупорюючи ушкодження кровоносних судин циркуляторної системи молюсків, зупиняючи у такий спосіб кровотечі, що виникають при пораненнях. Крім того, гемоцити здійснюють транспортування по організмі молюсків поживних речовин і перенесення до їхніх нирок кристалів сечової кислоти.

Матеріал і методи досліджень.

Використано 105 екз. S. Woodiana, зібраних вручну одномоментно у червні 2011 р. у пониззі Дунаю (м. Вилкове Одеської обл.). Гемолімфу отримували шляхом прямого знекровлення тварин. Мазки її фіксували в абсолютному етиловому спирті. Забарвлення здійснювали методом Гімза [14]. Сухі мазки досліджували за допомогою методу мікроскопіювання (МБИ-3) із застосуванням масляної імерсії. Прижиттєві спостереження за форменими елементами гемолімфи здійснювали у «завислій краплі» [5]. Гемоцити при цьому підфарбовували слабким розчином нейтрального червоного. При з'ясуванні фагоцитарної активності цих клітин як інородні матеріали використано порошки чорної туші і конго червоного.

Трематодну інвазію виявляли за допомогою мікроскопічного дослідження (ЛОМО Микмед-1 при збільшенні 7^8) тимчасових гістологічних препаратів, виготовлених із тканини гонад жабурниць. Видову належність гельмінта встановлено за методикою А. А. Заварзина [3].

Кількісні результати досліджень опрацьовано методами базової варіаційної статистики [1].

Результати досліджень та їх обговорення.

Внутрішнє середовище S. woodiana - це її гемолімфа. Вона представлена плазмою і зануреними у ній клітинними (форменими елементами - гемоцитами) (табл.).

У жабурниці китайської виявлено 4 категорії клітин, які вперше для цього виду описано нами, - прогемоцити, базофільні і еозинофільні гранулоцити, макронуклеоцити. Три останні з них є похідними від прогемоцитів. Ці клітини здатні до мітотичного поділу. Внаслідок дивергентного диференціюючого розвитку, саме вони й започатковують усі інші категорії клітинних елементів гемолімфи молюсків [20].

Прогемоцити (камбіальні клітини) у невеликій кількості (табл. ) були представлені у всіх, без виключення, досліджених особин жабурниці китайської. Це найменші за розмірами гемоцити, переважно округлої форми. Їхня цитоплазма гіалінова, незерниста, базофільна. Ядро набагато більше, ніж у базофільних і еозинофільних гранулоцитів. Колір його дуже темний. Хроматинові глибки у ньому малочисельні (2-4), дуже великі, тісно зближені між собою. Їхня форма є здебільшого неправильною.

Базофільні гранулоцити завжди більші порівняно з прогемоцитами, але дрібніші від клітин, які належать до інших категорій формених елементів гемолімфи S.woodiana. Вони переважно округлої форми, рідше - овальні або овально-видовжені. Дослідження їхні у «завислій краплі» засвідчують наявність у цих гемоцитів здатності до утворення коротких, але дуже широких лобоподіїв. Цитоплазма гомогенна, базофільна. Ступінь базофілізації її послаблюється з віком клітин. Ядро округле. Хроматин у ньому представлений дрібною зернистістю, рівномірно розподіленою по всій каріоплазмі. Ядерце одне, округлої форми. Спосіб розмноження - мітоз. З усіх похідних прогемоцитів ці гемоцити представлені зазвичай у плазмі гемолімфи S. woodiana у найменшій кількості. Основна їхня функція - фагоцитоз. Частина базофільних гемоцитів перетворюється на нефроцити. Останні накопичують у своїй цитоплазмі численні вакуолі (11-23). Вони заповнені екскретами жовтого, зеленого та коричневого кольорів, згодом виводяться через нирки. Таблиця Кількісні характеристики гемоцитів S. woodiana інтактних і інвазованих трематодою Rhipidocotyle companula Dujardin, 1845

Примітки: n - кількість досліджених молюсків, екз.; lim - мінімальне і максимальне значення, мкм; M±m - середнє значення показника з похибкою до середнього, мкм; CV - коефіцієнт варіації, %.

Еозинофільні гранулоцити - найчисельніша категорія формених елементів гемолімфи жабурниці китайської. Це клітини округлої форми, трохи більші за базофільні гранулоцити. Прижиттєві спостереження за ними свідчать про здатність їх утворювати численні загострені на кінцях філоподії. Цитоплазма зерниста, еозинофільна, нерідко вакуолізована. Залежно від характеру її зернистості, гемоцити цієї категорії поділяють на дві групи: еозинофільні гранулоцити молоді і еозинофільні гранулоцити старіючі [2]. У перших із них зернистість амофільна, украй дрібна і рівномірно розподілена по цитоплазмі. Натомість у других вона еозинофільна, значно грубша і розподілена нерівномірно. Саме у цитоплазмі останніх із них центральна частина грубих зерен нерідко повністю розчиняється і вони набувають кільцеподібного вигляду. Таке явище ми спостерігали у 9,5% досліджених S. woodiana. Раніше ж подібне явище було описане для жабурниць роду Anodonta [4, 20]. Ядро у гемоцитів цієї категорії округле, меншого розміру, порівняно з базофільними гранулоцитами. Хроматин у ньому представлений щільно зближеними великими глибками неправильної форми. Ядерце малопомітне. Спосіб розмноження - амітоз. Основна функція еозинофільних гранулоцитів - захисна (у формі несправжньої аглютинації, яка характеризується об'єднанням цих клітин у клубки і закупорюванні ними поранень). Окрім того, багатоядерні плазмодії, які утворюються злиттям великої кількості цих клітин, здатні оточувати різні інородні тіла, у тому числі й паразитів. Таким способом вони ізолюють їх від тканин організму хазяїна. гемолімфа жабурниця китайська інвазія

Макронуклеоцити - гемоцити округлої форми, котрі майже у 2 рази більші ніж прогемоцити та в 1,1- 1,2 рази - ніж базофільні і еозинофільні гранулоцити. Їхнє ядро дуже крупне, округле, займає центральне місце. Глибки хроматину у ньому збиті докупи і майже не відрізняються між собою.

У гонадах 29% досліджених особин S. woodiana виявлено спороцисти і церкарії трематоди R. companula. Серед інвазованих жабурниць у 22,4% особин спостерігалася інвазія низького рівня (ураження гельмінтами до 10% об' єму гонади звичайного гостального біотопа хазяїв), у 70% - середня інвазія (ураження від 10 до 50% її об'єму), у 7,6% - тотальна інвазія (охоплювала 100% гонади).

За низької трематодної інвазії вплив R. companula на її облігатних хазяїв-молюсків обмежується пошкодженнями локального характеру - руйнацією окремих частин тканини гонади. Інвазія ж середнього рівня, а тим паче тотальна інвазія, спричиняються до розвитку в уражених паразитами жабурниць загального патологічного процесу. До проявів його належать не лише патоморфологічні зміни формених елементів гемолімфи жабурниць, але й зрушення у ній як кількісного співвідношення гемоцитів різних категорій, так і їхньої загальної кількості (табл. 1). У гемоцитах усіх категорій спостерігається розрихлення їхньої каріоплазми та цитоплазми внаслідок інтенсивної вакуолізації. У випадку помірної трематодної інвазії її відзначено у 10% прогемоцитів, 39,8% еозинофільних і у 31,4% базофільних гранулоцитів. У випадку тотальної інвазії подібні дистрофічні порушення є у багато разів сильнішими.

У еозинофільних гранулоцитів і макронуклеоцитів за трематодної інвазії часто спостерігаються якісні дегенеративні зміни, котрі зазвичай полягають у зростанні базофілізації їхньої цитоплазми. У S. woodiana цей симптом зареєстровано у 5,6% еозинофільних гранулоцитів і у 7,5% макронуклеоцитів. Інвазія призводить також до зменшення загальних розмірів ядер у всіх категоріях гемоцитів і до здрібнення клітин, яке супроводжується відповідно зменшенням значень ядерно-цитоплазматичного співвідношення (табл.). Якісні дегенеративні зміни ядер гемоцитів (каріопікноз, каріорексіс, каріолізис) частішають із збільшенням інтенсивності гельмінтної інвазії і, як правило, супроводжуються зміною у гемоцитах їх розташування від центрального до периферійного.

В інвазованих жабурниць збільшується відносна кількість старіючих гемоцитів і частіше трапляються віджилі, мертві клітини у порівнянні з незараженими молюсками.

Висновки