МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МУСКУЛАТУРЫ ТРЕМАТОДЫ Fasciola hepática

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследовано морфологическое строение и функциональные свойства мускулатуры у плоских червей Fasciola hepatica (Trematoda, Fasciolidae), опасного паразита сельскохозяйственных животных и человека. Окраску мускулатуры тела фасциол проводили гистохимически с помощью флуоресцентно меченого фаллоидина и анализировали с помощью флуоресцентной микроскопии. Обнаружено наличие окраски в продольных, кольцевых и диагональных мышечных волокнах стенки тела червя, в кольцевых и диагональных мышечных волокнах, окружающих просветы разветвленного кишечника, а также в трубчатых мышечных структурах репродуктивного тракта. В брюшной и ротовой присосках трематоды обнаружены плотно упакованные и интенсивно окрашенные слои мышечных волокон. Физиологические исследования, проведенные на мышечных препаратах, полученных из F. hepatica, продемонстрировали наличие спонтанной сократительной активности мышечных препаратов. Нейропептид GYIRF, из семейства FMRFамид-подобных пептидов, примененный в ранге концентраций 1—10 мкМ, дополнительно стимулировал сокращение мышечных препаратов у F. hepatica, увеличивая частоту и амплитуду мышечных сокращений по сравнению с их базовой активностью. Полученные сведения будут использованы при дальнейшем изучении механизмов мышечного сокращения у паразитических червей, мускулатура которых является мишенью действия существующих антипаразитарных препаратов.

Об авторах

Н. Д Крещенко

Институт биофизики клетки Российской академии наук - обособленное подразделение ФИЦ «Пущинский научный центр биологических исследований РАН»

Email: nkreshch@rambler.ru
Пущино, Россия

Список литературы

  1. Бронштейн А. М., Малышев Н. А., Федянина Л. В. и Давыдова И. В. Фасциолез с длительным бессимптомным течением у больного из Туркменистана, осложнившийся острой механической желтухой: описание случая и обзор литературы. Эпидемиология и инфекционные болезни, 21 (2), 92—98 (2016).
  2. Сафиуллин Р. Т. Распространение и экономический ущерб от основных гельминтозов жвачных животных. Ветеринария, 6, 28—32 (1997).
  3. Alba A., Grech-Angelini S., Vázquez A. A., Alda P., Blin Q., Lemmonier L., Chauvin A., Chartier C., Douchet P., Hurtrez-Boussès S., Rey O., Foata J., Boissier J., and Quilichini Y. Fasciolosis in the mediterranean island of Corsica (France): insights from epidemiological and malacological investigations. Food Waterborne Parasitol., 30, e00188 (2023). doi: 10.1016/j.fawpar.2023.e00188
  4. Nyagura I., Malatji M. P., and Mukaratirwa S. Occurrence of Fasciola (Digenea: Fasciolidae) species in livestock, wildlife and humans, and the geographical distribution of their intermediate hosts in South Africa — a scoping review. Front. Vet. Sci. 9, 935428 (2022). doi: 10.3389/fvets.2022.935428
  5. Романенко Н. А., Горохов В. В., Сергиев В. П., Колесникова М. А., Успенский А. В., Молчанов И. А., Гурьева С. С. и Горохова Е. В. Заболеваемость фасциолезом человека. Медицинская паразитология и паразитарные болезни 2, 57—59 (2008).
  6. Никонорова М. А., Волчкова Е. В., Хорошилова И. А., Киушкина И. Н., Немилостива Е. А. и Арсеньева И. В., Трудности ранней диагностики у человека (описание клинического случая). Эпидемиология и инфекционные болезни, 1, 44—49 (2018).
  7. Теренина Н. Б. и Густафссон М. К. С, Функциональная морфология нервной системы паразитических плоских червей (Товарищество научных изданий КМК, М., 2014).
  8. Толстенков О. О., Прокофьев В. В., Теренина Н. Б., Галактионов К. В., Действие некоторых фармакологических веществ на двигательную активность церкарий Cryptocotyle lingua (Heterophyidae). Паразитология, 4, 346—370 (2010).
  9. Halton D. W. and Maule A. G. Flatworm nerve-muscle: structural and functional analysis. Can. J. Zool., 82, 316-333 (2004).
  10. Mair G. R., Maule A. G., Day T.A., and Halton D. W. A confocal microscopical study of the musculature of adult Schistosoma mansoni. Parasitology, 121 (2), 163170 (2000).
  11. Tolstenkov O. O., Terenina N. B., Serbina E. A., and Gustafsson M. K. S. The spatial relationship between the musculature and the 5-HT and FMRFamide-immunoreactivities in cercaria, metacercaria and adult Opisthorchis felineus (Digenea). Acta Parasitologica, 55, 123-132 (2010). doi: 10.2478/s11686-010-0024-4
  12. Terenina N. B., Kreshchenko N. D., Mochalova N. V., Nefedova D. V., Voropaeva E. L., Movsesyan S. O., Demiaszkiewicz A., Yashin V. A. and Kuchin A. V. The new data on the serotonin and FMRFamide localization in the nervous system of Opisthorchis felineus metacercariae. Acta Parasitologica, 65, 361-374 (2020). doi: 10.2478/s11686-019-00165-2
  13. Petrov A. and Podvyaznaya I. Muscle architecture during the course of development of Diplostomum pseudospathaceum Niewiadomska, 1984 (Trematoda, Diplostomidae) from cercariae to metacercariae. J. Helminthology, 90 (3), 321-336 (2016). doi: 10.1017/S0022149X15000310
  14. Крупенко Д. Ю. Пространственная организация мускулатуры церкарий Himasthla elongata (Trematoda: Echinostomatidae). Паразитология, 45 (6), 449460 (2011).
  15. Krupenko D. Y. Muscle system of Diplodiscus subclavatus (Trematoda: Paramphistomida) cercariae, pre-ovigerous and ovigerous adults. Parasitol. Res., 113 (3), 941-952 (2014). doi: 10.1007/s00436-013-3726-3
  16. Salvador-Recatalà V. and Greenberg R. M. Calcium channels of schistosomes: unresolved questions and unexpected answers, Wiley Interdisciplinary Reviews: Membrane Transport and Signaling, 1 (1), 85-93 (2012). doi: 10.1002/wmts.19
  17. Graham M. K., McGeown J. G., and Fairweather I. Ionic mechanisms underlying spontaneous muscle contractions in the liver fluke, Fasciola hepatica. Am. J. Physiol., 277, R374-R383 (1999). doi: 10.1152/ajpregu.1999.277.2.R374
  18. Hrckova G., Velenbny S., Halton D. W., and Maule A. G. Mesocestoides corti (syn. M. vogae): modulation of larval motility by neuropeptides, serotonin and acetylcholine, Parasitology, 124, 409-421 (2002). doi: 10.1017/s0031182001001329
  19. Novozhilova E., Kimber M. J., Qian H., McVeigh P., Robertson A. P., Zamanian M., Maule A. G., Day T. A. FMRFamide-like peptides (FLPs) enhance voltagegated calcium currents to elicit muscle contraction in the human parasite Schistosoma mansoni. PLoS Negl. Trop. Dis., 4 (8), e790 (2010). doi: 10.1371/journal.pntd.0000790
  20. Wang W., Wang L., and Liang Y. S. Susceptibility or resistance of praziquantel in human schistosomiasis: a review. Parasitol. Res., 111, 1871-1877 (2012). doi: 10.1007/s00436-012-3151-z
  21. Greenberg R., Ca2+ signalling, voltage-gated Ca2+channels and praziquantel in flatworm neuromusculature. Parasitology, S131 (1), 97-108 (2005). doi: 10.1017/S0031182005008346
  22. Fairweather I., Brennan G. P., Hanna R. E. B., Robinson M. W., and Skuce P. J. Drug resistance in liver flukes. Int. J. Parasitol. Drugs Drug. Resist., 12, 39-59 (2020). doi: 10.1016/j.ijpddr.2019.11.003
  23. Kreshchenko N. D. and Maule A. G., Investigation of peptide-induced and spontaneous and muscle activity in parasitic worm, a liver fluke, Fasciola hepatica. In Proc. Int. Symp. “Biological Motility: Basic Research and Practice” (Pushchino, 2006), pp. 28-29.
  24. Fellowes R. A., Maule A. G., Marks N. J., Geary T. G., Thompson D. P. and Halton D. W., Modulation of the motility of the vagina vera of Ascaris suum in vitro by FMRFamide-related peptides. Parasitology, 116, 277287 (1998).
  25. Mousley A., Marks N. J., Halton D. W., Geary T. G., Thompson D. P., and Maule A. G. Arthropod FMR-Famide-related peptide modulated muscle activity in helminths. Int. J. Parasitol., 34, 755-768 (2004).
  26. Wieland T. Modification of actins by phallotoxins. Naturwiss., 64, 303-309 (1977). doi: 10.1007/BF00446784
  27. Pollard T. D. and Weihing R. R., Actin and myosin and cell movement. CRC Crit. Rev. Biochem., 2 (1), 1-65 (1974). doi: 10.3109/10409237409105443.
  28. Matthews J. B., Tally K. J., Smith J. A., and Awtrey C. S., F-actin differentially alters epithelial transport and barrier function. J. Surg. Res., 56, 505-509 (1994). doi: 10.1006/jsre.1994.1081
  29. Chazotte B. Labeling cytoskeletal F-actin with rhodamine phalloidin or fluorescein phalloidin for imaging. Cold Spring Harb. Protoc., 5, pdb.prot4947 (2010). doi: 10.1101/pdb.prot4947
  30. Rieger R., Salvenmoser W., Legniti A., Reindl S., Adam H., Simonsberger P., and Tyler S., Organization and differentiation of the body-wall musculature in Macrostomum (Turbellaria, Macrostomidae). Hydrobiologia, 227, 119-129 (1991). doi: 10.1007/BF00027591
  31. Wahlberg M. H. The distribution of F-actin during the development of Diphyllobothrium dendriticum (Cestoda). Cell Tiss. Res., 291 (3), 561-570 (1998). doi: 10.1007/s004410051025
  32. Stitt A. W., Fairweather I., Trudgett A. G., Johnston C. F., and Anderson S. M. L. Localisation of actin in the liver fluke, Fasciola hepatica. Parasitol. Res., 78, 96-102 (1992).
  33. Mair G. R., Maule A. G., Shaw C., Johnston C. F. and Halton D. W. Gross anatomy of the muscle systems of Fasciola hepatica as visualized by phalloidin-fluorescence and confocal microscopy. Parasitology, 117, 7582 (1998).
  34. Stewart M. T., Marks N. J., and Halton D. W., Neuroactive substances and associated major muscle systems in Bucephaloides gracilescens (Trematoda: Digenea) metacercaria and adult. Parasitol. Res., 91 (1), 12—21 (2003).
  35. Kumar D., McGeown J. G., Reynoso-Ducoing O., Ambrosio J. R., and Fairweather I., Observations on the musculature and isolated muscle fibres of the liver fluke, Fasciola hepática. Parasitology, 127, 457—473 (2003). doi: 10.1017/s0031182003003925
  36. Maule A. G., Shaw C., Halton D. W., and Tim L., GNFFRFamide: a novel FMRFamide-immunoreactive pepetide isolated from the sheep tapeworm Moniezia expansa. Biochem. Biophys. Res. Comm., 193 (3), 1054-1060 (1993).
  37. Maule A. G., Shaw C., Halton D. W., Curry W. J., and Thim L. RYIRFamide: a turbellarian FMRFamide-related peptide (FaRP). Regul. Pept. 50, 37-43 (1994).
  38. Johnston R. N., Shaw C., Halton D. W., Verhaert P., and Baguna J., GYIRFamide: a novel FMRFamide-related peptide (FaRP) from the triclad turbellarian, Dugesia tigrina. Biochem. Biophys. Res. Comm., 209 (2), 689-697 (1995).
  39. Johnston R. N., Shaw C., Halton D. W., Verhaert P., Blair K. L., Brennan G. P., Price D. A. and Anderson P. Isolation, localization, and bio-activity of the FMRFamide- related neuropeptides GYIRFamide and YIRFamide from marine turbellarian Bdelloura candida. J. Neurochem., 67, 814-821 (1996).
  40. Крещенко Н. Д. Пептидергическая сигнализация: иммуноцитохимическое определение FMRF-подобных пептидов в нервной системе планарий. Биол. мембраны, 30 (5-6), 430-437 (2013). doi: 10.7868/S0233475513050095
  41. Magee R. M., Fairweather I., Johnston C. F., Halton D. W. and Shaw C. Immunocytochemical demonstration of neuropeptides in the nervous system of the liver fluke, Fasciola hepatica (Trematoda, Digenea). Parasitology, 98 (2), 227-238 (1989). doi: 10.1017/s0031182000062132
  42. Marks N. J., Halton D. W., Maule A. G. Brennan G. P., Shaw C., Southgate V. R. and Johnston C. F. Comparative analyses of the neuropeptide F (NPF)- and FMRFamide-related peptide (FaRP)-immunoreactiv-ities in Fasciola hepatica and Schistosoma spp. Parasitology, 110 (4), 371-381 (1995).
  43. Brownlee D. J., Brennan G. P., Halton D. W., Fairweather I., and Shaw C. Ultrastructural localisation of FMRFamide- and pancreatic polypeptide-immunoreactivities within the central nervous system of the liver fluke, Fasciola hepatica (Trematoda, Digenea). Parasitol. Res. 80 (2), 117-124 (1994). doi: 10.1007/BF00933778
  44. Terenina N. B., Kreshchenko N. D., Mochalova N. V., and Movsesyan S. O., Serotonin and neuropeptide FMRFamide in the attachment organs of trematodes. Helminthologia, 55 (3), 185-194 (2018).
  45. Day T. A., Maule A. G., Shaw C., Halton D. W., Moore S., Bennet J. L. and Pax R. A., Platyhelminth FMRFamide-related peptides (FaRPs) contract Schistosoma mansoni (Trematoda: Digenea) muscle fibres in vitro. Parasitology, 109, 455-459 (1994).
  46. Hrchkova G., Velebny S., Halton D. W., Day T. A., and Maule A. G. Pharmacological characterization of neuropeptide F (NPF)-induced effects on the motility of Mesocestoides corti (syn. Mesocestoides vogae) larvae. Int. J. Parasitol., 34, 83-93 (2004).
  47. Moneypenny C. G., Maule A. G., Shaw C., Day T. A., Pax R. A., and Halton D. W. Physiological effects of platyhelminth FMRFamide-related peptides (FaRPs) on the motility of the monogenean Diclidophora merlangi. Parasitology, 115 (3), 281-288 (1997). doi: 10.1017/s0031182097001364
  48. Marks N. J., Johnston C. F., Maule A. G., Halton D. W., Shaw C., Geary T. G., Moore S., and Thompson D. P. Physiological effects of platyhelminthes RFamide peptides on muscle-strip preparations of Fasciola hepatica (Trematoda: Digenea). Parasitology, 113, 393-401 (1996).
  49. Graham M. K., Fairweather I. and McGeown J. G. Second messengers mediating mechanical responses to the FARP GYIRFamide in the fluke Fasciola hepatica. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol., 279 (6), R2089-2094 (2000)
  50. Marks N. J., Maule A. G., Halton D. W., Geary T. G., and Shaw C., Pharmacological effects of nematode FMRFamide-related peptides (FaRPs) on muscle contractility of the trematode, Fasciola hepatica. Parasitology, 114, 531-539 (1997).
  51. Blair K. L., Day T. A., Lewis M. C., Bennet J. L., and PaxR. A. Studies on muscle cells isolated from Schistosoma mansoni. A Ca2+-dependent K+ channel. Parasitology, 102, 251-258 (1991).
  52. Day T. A., Maule A. G., Shaw C., and Pax R. A. Structure-activity relationships of FMRFamide-related peptides contracting Schistosoma mansoni muscle. Peptides, 18 (7), 917-921 (1997).
  53. Novozhilova E., Kimber M. J., Qian H., McVeigh P., Robertson A. P. , Zamanian M., Maule A. G,. and DayT. A. FMRFamide-like peptides (FLPs) enhance voltage-gated calcium currents to elicit muscle contraction in the human parasite Schistosoma mansoni. PLoS Negl. Trop. Dis., 4 (8), e790 (2010). doi: 10.1371/journal.pntd.000079
  54. Blair K. L. and Anderson P. A. Physiological and pharmacological properties of muscle cells isolated from the flatworm Bdelloura candida (Tricladia). Parasitology, 109, 325-335 (1994).
  55. Moneypenny C. G., Kreshchenko N., Moffett C. L., Halton D. W., Day T. A., and Maule A. G., Physiological effects of FMRFamide-related peptides and classical transmitters on dispersed muscle fibres of the turbellarian, Procerodes littoralis. Parasitology, 122 (4), 447-455 (2001). doi: 10.1017/s0031182001007508.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024