Оксид азота в нервной системе трематод

ОКСИД АЗОТА В НЕРВНОЙ СИСТЕМЕ ТРЕМАТОД

Теренина Н.Б., Мовсесян С.О.

Центр паразитологии Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН

Введение. Паразитические плоские черви имеют хорошо развитую нервную систему, которая играет важную роль в регуляции различных функций паразитов. Интерес к изучению нейрональных сигнальных систем у трематод обусловлен рядом причин. Исследования в данном направлении дают возможность приблизиться к пониманию нейрохимических механизмов жизнедеятельности паразитического организма, расшифровке основ взаимоотношения паразита и хозяина, а также использовать полученные сведения как научная основа для разработки антипаразитарных препаратов, целенаправленно воздействующих на гельминтов.

Имеющиеся в литературе данные показывают, что в центральных и периферических отделах нервной системы трематод, принадлежащих к различным таксономическим группам, имеющих разные циклы развития и хозяев, а также различную локализацию в нём, содержатся серотонинергические и пептидергические (FMRFамидергические) компоненты Данные о локализации этих веществ, наряду с фармакологическими, биохимическими и физиологическими сведениями, говорят о том, что серотонин и нейропептиды являются нейромедиаторами нервной системы трематод Предполагается, что эти вещества принимают участие в регуляции сократительной активности мускулатуры стенки тела, прикрепительных органов, репродуктивной, пищеварительной и экскреторной системы трематод .

Открытие в последние годы свойств оксида азота (NO) как нового нейронального регулятора физиологических процессов и первого известного трансмиттерного газа, выполняющего нейромедиаторную функцию у млекопитающих [2, 3 и др.] дало толчок к исследованию этого уникального нейронального сигнального вещества у других животных. Оксид азота относится к новой атипичной категории нейрональных сигнальных веществ, который, в отличие от классических нейромедиаторов, имеет потенциально новый, уникальный тип сигнального механизма. Предполагают, что оксид азота является одной из первых биологических сигнальных молекул. Оксид азота генерируется из аминокислоты L-аргинина семейством высоко регулируемых ферментов, синтазами оксида азота (NO-синтазами). В связи с тем, что NO имеет короткий период жизни и труден для изучения, его исследования фокусируются, главным образом, на изучении фермента его синтеза - синтазы оксида азота, ферменте, образующем NO из аргинина.

В данной работе приводятся результаты исследования наличия и локализации структур, содержащих оксид азота у трематод, имеющих важное медицинское и ветеринарное значение - Opisthorchis felineus Rivolta, 1884

420

(Opisthorchidae), Paramphistomum cervi Zeder, 1790 (Paramphistomidae Fischoeder, 1901); Fasciola hepatica Linnaeus, 1758 (Fasciolidae Railliet, 1895).

Материалы и методы. В работе использовали взрослых трематод -Opisthorchis felineus, Paramphistomum cervi, Fasciola hepatica. Гельминтов фиксировали в 4%-ном параформальдегиде при температуре +40С и затем переносили в 10% раствор сахарозы в 0,1 М фосфатном буфере (рН 7,4). Работа проводилась как на тотальных препаратах, так и на криостатных срезах (20 мкм). Для идентификации структур, содержащих фермент синтеза оксида азота ^О-синтазу), использовали НАДФН-диафоразный (никотинамид-динуклеотидфосфат) (НАДФН-д) гистохимический метод [1]. Метод основан на определении фермента НАДФН-диафоразы, известного как маркёр NO-синтазы - фермента синтеза оксида азота.

Результаты и обсуждение. У Opisthorchis felineus положительное НАДФН-диафоразное окрашивание, свидетельствующее о наличии NO-ергических структур, обнаружено в центральных отделах нервной системы - в области расположения головных ганглиев, центральной комиссуре, связывающей их, главных нервных стволах. Специфическая окраска на синтазу оксида азота присутствует вдоль мышц ротовой и брюшной присосок, глотки, конечного отдела половой системы. Позитивная реакция на фермент наблюдалась в округлых структурах, расположенных среди мышц ротовой и брюшной присосок. Отмечена положительная НАДФН-д окраска в простатических железах трематоды.

У Paramphistomum cervi реакция на нитроксидергические структуры наблюдалась в парных симметричных образованиях у основания ротовой присоски, которые соответствуют расположению церебральных ганглиев. Округлые структуры с положительной реакцией на НАДФН-диафоразу отмечены также в толще мускулатуры ротовой и брюшной присосок. Вблизи брюшной присоски выявлены НАДФН-д положительные волокна. Кроме того, специфическое окрашивание наблюдалось непосредственно между мышечными волокнами ротовой и брюшной присосок и пищевода, вблизи мышечных волокон стенки тела. НАДФН-диафоразное окрашивание отмечено в дистальных отделах половой системы, а также между мышечными волокнами половых выводных протоков - семяизвергательного канала и матки, а также в простатических железах. Положительно окрашенные структуры обнаружены вблизи стенки матки, а также в толще мускулатуры полового сосочка.

У Fasciola hepatica интенсивное окрашивание, свидетельствующее о наличии нитроксидергических элементов, наблюдалось в нейронах и нервных волокнах центральной нервной системы. Крупные и более мелкие НАДФН-д позитивные нейроны обнаружены в главных нервных стволах. Биполярные нейроны и нервный плексус, окружающие ротовую присоску, интенсивно окрашивались на НАДФН-д. Внутри ротовой и брюшной присосок обнаружены большие НАДФН-д позитивные структуры. Кроме того, НАДФН-д окрашивание наблюдалось вдоль мышечных волокон присосок и глотки, в

421

стенке мускулатуры цирруса и в простатических железах. Выявлена положительная НАДФН-д окраска в эпителии кишечника.

Таким образом, в центральной нервной системе исследованных трематод Opisthorchis felineus, Paramphistomum cervi, Fasciola hepatica выявлены структуры, содержащие оксид азота. Эти данные соответствуют немногочисленным сведениям, имеющимся в литературе в отношении других видов трематод (Fasciolopsis buski, Schistosoma mansoni) [4 и др.] и свидетельствуют о том, что в деятельности нервной системы трематод, помимо классических нейромедиаторов (серотонина, ацетилхолина, нейропептидов) принимают участие нитроксидергические структуры, т.е. структуры, содержащие атипичный нейромедиатор оксид азота. Доказательством этому служат также данные радиометрическиого анализа, показавшего наличие активности фермента синтеза оксида азота у фасциолы [5].

Реакция на нитроксидергические структуры у исследованных трематод обнаружена также в ряде ненервных структур - простатических железах, среди мышечных волокон ротовой и брюшной присосок. Представляются интересными данные о наличии специфически окрашенных структур, содержащих оксид азота, в прикрепительных органах, что предполагает участие нитроксидергического механизма в деятельности присосок трематод.

Работа поддержана грантом Российского научного фонда № 14-1600026.

Литература:_1.Dawson T. M., Bredt D. S., Fotui M., Hwang P. M., Snyder S. H. // Proc. Natn. Acad. Sci. U.S.A. 1991. Vol. 88. P. 7797-7801. 2. Ignarro L. J., Buga G. M., Wood K. S., Byrns R. E., Chaudhuri G. // Proc. Natl. Acad.Sci. USA. 1987. Vol. 84. P. 9265 - 9269. 3. Snyder S. H. // Science 1992. Vol. 257. P. 494496. 4.Tandon V., Kar P. K., Saha N. // Parasitol. Int. 2001. Vol. 50, N. 3. Р. 157163. 5.Terenina N. B., Onufriev M. V., Gulyaeva N. V., Moiseeva Y. V., Gustafsson M. K.S. // Parasitology 2003, Vol. 126. P. 585-590.

Nitric oxide in trematode nerve system. Terenina N.B., Movsesyan SO. Center of Parasitology of A.N. Severtzov Institute of Ecology and Evolution of Russian Academy of Sciences, Moscow.

Summary. The nitroxidergic components in the nervous system of Opisthorchis felineus, Paramphistomum cervi, Fasciola hepatica have been examined using histochemical nicotinamide adenine dinucleotide phosphate-diaphorase (NADPH-d) method. The NADPH-d positive staining occurs in the brain ganglia, brain commissure, longitudinal chords, among the muscle fibers of abdominal and oral suckers. The nitroxidergic structures which probably correspond to location of papillae are observed in suckers. The received results suggest the important role of nitric oxide in trematodes - Opisthorchis felineus, Paramphistomum cervi, Fasciola hepatica.

422