Сравнительные аспекты локализации нейропептида FMRF-амида в нервной системе нескольких видов плоских червей

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ ЛОКАЛИЗАЦИИ НЕЙРОПЕПТИДА FMRF-АМИДА В НЕРВНОЙ СИСТЕМЕ НЕСКОЛЬКИХ ВИДОВ ПЛОСКИХ ЧЕРВЕЙ

Крещенко Н.Д.*, Шейман И.М. *,Теренина Н.Б.**

*Учреждение Российской академии наук Институт биофизики клетки РАН **Центр Паразитологии Института проблем экологии и эволюции

им. А.Н. Северцова РАН.

Введение. Нервная система, также как и мускулатура плоских червей, являются потенциальной мишенью для разработки новых лекарственных антипаразитарных препаратов. В последнее время внимание исследователей привлекли два семейства природных нейропептидов, обнаруженных у плоских червей. Это NPF - подобные пептиды и FMRF-подобные пептиды (Gustafsson et al., 2002): было выделено четыре FMRF-подобныx пептида (YIRFамид из Bdelloura Candida; GYIRFамид - из Dugesia tigrina и B. Candida; ЯТЖРамид -из Artioposthia triangulatus и GNFFRFамид из Moniezia expansa (Day, Maule, 1999)). NPF-семейство представлено пятью пептидами, выделенными у цестод M. expansa; у турбеллярий A. triangulatus; у трематод SChistosoma mansoni и S. japonicum (McVeigh et al., 2005) и Schmidtea mediterranea (T. Day, личное сообщение). Физиологическая функция этих пептидов у паразитических плоских червей остается малоизученной. Планарии используются в качестве биологической модели для исследования регуляторных функций химических и физических факторов на процессы морфогенеза, регенерации и развития (Крещенко, 2009). Известно, что FMRF-подобные пептиды вызывали сокращение мускулатуры тела у турбелляриий Procerodes littoralis (Moneypenny et al., 2001). NPF и FMRF стимулировали регенерацию глотки в передних фрагментах тела, а NPF ускорял рост головной регенерационной бластемы и стимулировал пролиферативную активность стволовых клеток, необластов, у планарий Girardia tigrina (Kreshchenko, 2008; Keshchenko et al., 2008).

В настоящей работе приведены сведения о строении нервной системы у двух видов планарий - лабораторной расы, Girardia tigrina (Turbellaria, Dugasiidae) и природных Polycelis tenuis (Turbellaria, Planariidae), собранных в озерах и старицах в окрестностях реки Оки (Пущино, Московская область). Полученные результаты сравниваются с соответствующими данными, полученными в отношении паразитических плоских червей.

Материалы и методы. Исследование проведено с помощью иммуноцитохимического метода и конфокальной лазерной сканирующей микроскопии, с использованием антител к FMRFамиду для выявления элементов нервной системы и окраски TRITC-меченным фаллоидином для визуализации мускулатуры тела.

245

Результаты. Результаты показали, что FMRF- иммунореактивность присутствует в большом количестве в центральной (ЦНС) и периферической нервных системах планарий. FMRFамид был выявлен в парном церебральном (головном) ганглии, который имеет форму подковы у G. tigrina и форму бабочки у P. tenuis. Интенсивная окраска к FMRFамиду была обнаружена в брюшных нервных стволах, отходящих от головного ганглия, в комиссурах, соединяющих брюшные нервные стволы. Интересно, что в головном ганглии у G. tigrina FMRF-иммунореактивность была более слабой, по сравнению с более интенсивной его окраской у P. tenuis. Расположенные на переднем конце тела примитивные глаза (парные мозговые - у G. tigrina и многочисленные мелкие краевые - у P. tenuis) были окружены тонкими FMRF-иммунопозитивными нервными волокнами, исходящими, по всей видимости, от периферической нервной сети. FMRF-иммунореактивность была интенсивной в периферической нервной системе, где многочисленные тонкие волокна и тела клеток формировали субэпителиальный и субмышечный нервный плексусы. А также в глоточной нервной системе у G. tigrina и P. tenuis, в которой продольные и кольцевые нервные тяжи образуют решетчатую структуру. У базального конца глотки обнаружено кольцевое нервное утолщение. Гибкая и подвижная хвостовая часть тела G. tigrina снабжена многочисленными FMRF-иммунореактивными клетками и волокнами. У размножающейся половым способом планарии P. tenuis интенсивная иммунореактивность к FMRFамиду присутствовала в волокнах, иннервирующих трубчатые структуры репродуктивной системы.

При сравнении данных о локализации FMRFамида у двух видов планарий и паразитической трематоды из перикардиальной полости моллюсков, Aspidogaster conchicola (Trematoda, Лвр1ёо§ав1геа)(данные полученные нами ранее), обнаружены черты сходства и различия. Сходство: 1) У всех исследованных видов червей FMRF-иммунореактивность была ярко выражена как в центральной, так и в периферической нервной системе; 2) FMRF-иммунопозитивные клетки с телами размером 10-12 pm, являются биполярными и мультиполярными нейронами и расположены как в ЦНС, так и в периферической нервной сети, в узлах, на пересечении нервных стволов и комиссур; 3) все мышечные структуры богато иннервированы FMRF-иммунопозитивными нервными элементами (глотка, ротовое отверстие, мускулатура тела, органы прикрепления - прикрепительный диск, присоска), это указывает на возможную роль пептида в регуляции разных типов мышечной активности - движения, локомоции, репродуктивного поведения, прикрепления-присасывания, питания; 4) у видов, размножающихся половым путем, репродуктивные структуры интенсивно снабжены иммунореактивными к FMRFамиду нервными волокнами, что указывает на возможную прямую или опосредованную роль пептида в регуляции процессов развития. Различие: 1) Главное отличие - хорошо развитое ортогональное строение ЦНС у A. conchicola, содержащей три пары продольных нервных стволов, отходящих от двух церебральных комиссур (Теренина и др., 2009), в то время как у

246

планарий G. tigrina и у P. tenuis нервная система является более централизованной, с выраженной одной парой главных (брюшных) нервных стволов и парным головным ганглием (называемым мозгом); 2) меньшее число FMRF-иммунопозитивных нервных клеток у паразитических червей, по сравнению со свободноживущими; 3) существенно более развитая периферическая FMRFергическая нервная сеть у планарий, чем у паразитов.

В целом, паттерн пептидэргической иммунореактивности, наблюдаемый в нервной системе паразитических и свободноживущих видов соответствуют друг другу, указывая на их близкое филогенетическое родство. Черты аккумуляции и интеграции нервной системы, обнаруженные у планарий, могут быть связаны со свободноживущим образом жизни и необходимостью адаптации к разнообразным условиям окружающей среды. Обилие FMRFамид-подобной иммунореактивности в нервной системе плоских червей указывает на важную роль нейропептидов в процессах регуляции их жизнедеятельности, двигательной активности и развития. (Поддержано грантами РФФИ № № 08-04-00271 и 09-04-00243).

Литература: 1. Крещенко Н.Д. //Онтогенез. - 2009. - V. 40.- P. 3-18. 2. Теренина Н.Б., Толстенков О.О., Крещенко Н.Д., Густафссон М. //Сб. мат.научн.конф.«Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями». -2009.-вып.10. - C.386-389. 3. Day T.A., Maule A.G. //Peptides.- 1999. - V. 20. - P. 999-1019. 4. Gustafsson M.K.S., Halton D.W., Kreshchenko N.D., Movsessian S.O., Raikova O.I., Reuter M., Terenina N.B. //Peptides. - 2002. - V. 23. P. 20532061. 5. Kreshchenko N., Sedelnikov Z., Sheiman I., Reuter M., Maule A., Gustafsson M.K.S. //Cell and Tissue Research. - 2008. V. 331. - P. 739-750. 6. Kreshchenko N. //Acta Biologica Hungarica. - 2008. - V. 59. - P. 199-207. 7. McVeigh P., Kimber M.J., Novozhilova E., Day T.A. //Parasitology. - 2005.- V. 131. P. S41-S55. 8. Moneypenny C.G., Kreshchenko N., Day T.A., Moffett C., Halton D.W., Maule A.G. //Parasitology. - 2001. - V.122. - P. 447-455.

The comparative characteristics of neuropeptide FMRF-amide localization in the nervous system of several flatworm species. Kreshchenko N.D., Sheiman I.M., Terenina N.B. Institute of Cell Biophysics RAS, Center of Parasitology A.N. Severtzov Institute of Ecology and Evolution RAS.

Summary. Structure of nervous system has been investigated in two free-living planarian species Girardia tigrina and Polycelis tenuis using confocal laser scanning microscopy and immunostaining to neuropeptide FMRF-amide. Abundant immunostaining to FMRF-amide has been found in cells and fibres comprising a pair of ventral nerve cords, in blobbed (butterfly-like) head ganglion of P. tenuis, and in horseshoed cerebral ganglion of G. tigrina. FMRF-immunoreactive (IR) thin fibres have been found in surrounding eye cups. In peripheral nervous system FMRF-IR was present in commissures, connecting nerve cords, in subepithelial and submuscular nerve plexuses, in muscular pharynx. Tail region of planarians was

247

highly innervated by FMRF-IR cells and fibres. Numerous FMRF-IR nerve fibres have been observed in genital structures of sexually reproduced P. tenuis.

Comparison made with parasitic worms revealed that the general pattern of peptidergic immunoreactivity observed in nervous systems of G. tigrina, P. tenuis and A. conchicola; correspond to each other, indicating close phylogenetic relationship of species studied. Thus free-living species can be used as a biological model for studying of physiological roles of FMRF-like peptides in flatworms.

МОНИТОРИНГ ЭПИЗООТИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ

ФАСЦИОЛЕЗА В СМОЛЕНСКОЙ ОБЛАСТИ ЗА 2005-2010 ГГ.

КротенковВ.П., Буренков С.Н., КушнирЮ.О.

ГНУ Смоленский НИИ сельского хозяйства

В Смоленской области, при численности поголовья крупного рогатого скота более 106 тыс. голов, фасциолёз, вызываемый трематодой Fasciola hepatica, распространен повсеместно в 25 районах области. Заболевание сопровождается снижением молочной и мясной продуктивности.

Цель исследований: предложить рекомендации на административных и хозяйственных уровнях по мерам профилактики и борьбы с гельминтозом.

Результаты мониторинга позволяют: - определить корректирующие действия в тех случаях, когда предлагаемые целевые меры недостаточно эффективны; - обеспечить постоянную оценку и выявить текущее состояние эпизоотического процесса. Алгоритм принятия мер профилактики и борьбы с фасциолёзом включает: - выявление существующей ситуации и её оценка; -разработка лечебно-профилактических мероприятий, направленных на снижение уровня патологических процессов при фасциолёзе, с учётом существующей ситуации в биотопах промежуточного хозяина - малого прудовика; - оценка эффективности применения разработанного комплекса мероприятий по снижению экономического ущерба при фасциолёзе, учитывающего особенности региональных условий.

Анализируя процесс достижения фасциолами половой зрелости, при вскрытии 250 печеней крупного рогатого скота из различных, неблагополучных по фасциолезу хозяйств установлено, что маритогония в организме молодняка происходила за 5 месяцев, о чем свидетельствует обнаружение неполовозрелых фасциол в период с августа по конец декабря текущего года. В августе, сентябре и декабре более 35% фасциол составили неполовозрелые особи. В ноябре, в печени животных первого года выпаса, более 35% трематод были половозрелыми. В конце декабря 86% фасциол достигали половой зрелости. В январе последующего года практически все обнаруженные в желчных ходах печени фасциолы были представлены половозрелыми особями с большим количеством яиц в матке.

248