Понедельник, 11 марта 2024 06:16

Паразиты влияют на организм хозяина с помощью нейросекреторных нейронов

Оцените материал
(1 Голосовать)

Ученые Института общей и экспериментальной биологии СО РАН (Улан-Удэ) совместно с коллегами из Московского государственного университета обнаружили новый адаптационный механизм воздействия ленточных червей на своих хозяев: они секретируют (выделяют) вещества с помощью нервных клеток. Нейросекреторный материал может влиять на физиологию и нервную систему хозяина паразитов. Статьи об исследовании опубликованы в журналах Zoology и Doklady Biological Sciences.

Паразиты, обитающие внутри тела, в месте контакта с тканями хозяина секретируют вещества, необходимые для разных целей. Некоторые из них используются для регуляции иммунного ответа и нервной системы и, как следствие, поведения хозяина. Секрет вырабатывается паразитами либо в свободном виде, либо упакованным в специальные внеклеточные везикулы — отдельные пузырьки, покрытые оболочкой из мембраны. 

«Для изучения механизмов выработки секрета мы анализировали ультратонкие срезы ленточных червей (50—70 нм). У пяти видов были обнаружены чашеобразные нервные окончания нейросекреторных нейронов, выделяющие вещества в организм хозяина. Они находятся в тегументе», — отметил ведущий научный сотрудник ИОЭБ СО РАН доктор биологических наук Иван Александрович Кутырев.

Поверхность тела ленточных червей — это вывернутый наружу тонкий кишечник, она покрыта синцитиальным эпителием, тегументом. У ленточных червей эпителий имеет уникальное строение: у клеток нет границ, они сливаются в единый пласт — синцитий.

Ученые выделили из рыб-хозяев плероцеркоиды — личинки цестод. Они инкубировались в течение суток в питательной среде с добавлением сыворотки крови хозяев, в которой содержались иммунные комплексы. 

«Мы наблюдали, каким образом паразиты будут реагировать и защищаться от этих комплексов. С помощью мощных электронных сканирующих микроскопов на поверхности тегумента были обнаружены выходы секрета шарообразной формы. При воздействии сыворотки крови их количество увеличивалось почти в 50 раз, то есть паразит защищался выработкой большого количества секрета. Особенно сильно он выделялся через 6—12 часов после начала инкубации. Тот факт, что секреция увеличивается в ответ на сыворотку крови хозяина, указывает, в том числе, на важную экзосекреторную функцию нейросекторных нейронов, которые представляют собой новый тип железы у цестод (ленточных червей)», — прокомментировал Иван Кутырев.

Оказалось, что сначала в глубоких слоях тегумента образуются органеллы — мембранно-ограниченные везикулы, которые могут содержать в себе и секрет нейронов. Они переносятся в дистальную цитоплазму (верхний слой) тегумента; после чего увеличивается количество внеклеточных везикул и вакуолей, высвобождаемых на его поверхность. Секреторные продукты располагаются послойно, и уже через сутки вокруг паразита формируется защитный слой — циста. 

Циста — наиболее известный пример уклонения от иммунной системы — это образование защитных оболочек вокруг паразитов. С одной стороны, в ответ на вторжение иммунная система изолирует паразита внутри капсул, состоящих из соединительной ткани и клеток иммунной системы. С другой стороны, и некоторые гельминты могут образовывать вокруг себя цисту из секретируемых веществ, а также стимулируют образование капсулы из соединительнотканных элементов хозяина. Таким образом они защищают себя от воздействия его иммунного ответа. Даже больше — паразиты могут стимулировать рост кровеносных сосудов в этой капсуле, чтобы обеспечить себе питательные вещества.

Интересно, что нейросекреторный материал, высвобождаемый из свободных окончаний цестод в организм хозяина, может выступать в качестве манипулятивного фактора, влияющего на его иммунную и эндокринную системы.

Исследователи предполагают, что мишени нейросекреторных нейронов изученных цестод — это протоки эккринных фронтальных желез; продольные и круговые мышцы подкожной области и базальная мембрана тегумента. 

«Впервые для ленточных червей был описан процесс нейроэкзокринной секреции. Все мы знаем, что нервные клетки необходимы для передачи электрических сигналов внутри организма. Также широко известен факт нейроэндокринной секреции, при которой нервные клетки выделяют биологически активные вещества для регуляции процессов внутри организмов. Нейроэкзокринная же секреция, при которой нервные клетки секретируют биологически активные вещества в окружающую среду, — очень редкий факт в живой природе и впервые описан для цестод», — сказал Иван Кутырев.

Есть исследования, которые показывают, что заражение паразитами меняет содержание нейромедиаторов в головном мозге хозяев. 

По словам ученого, паразиты в процессе длительной эволюции научились менять работу эндокринной и нервной системы и, как следствие, управлять поведением хозяев. Например, токсоплазма — одноклеточный паразит — манипулирует поведением своего промежуточного хозяина мыши, чтобы быстрее попасть в окончательного хозяина — кошку. Зараженный грызун становится чересчур рискованным, меньше прячется и тревожится, а главное — нестерпимо жаждет выйти кошке навстречу.

А грибок кордицепс, выделяя специальные вещества, влияет на нервную систему муравья, сбивая циркадные ритмы. Из-за этого муравьи перестают работать и начинают сидеть на листьях: чем выше заползут, тем лучше для гриба, поскольку это помогает распространить как можно больше спор. Волосатики, похожие на круглых червей — нематод, во взрослом возрасте живут в воде, а личинка поселяется в организме хищных насекомых. После того как личинка созревает, она заставляет насекомых мигрировать к воде, которую здоровые насекомые недолюбливают. Ученые выяснили, что насекомых-хозяев привлекает поляризованный свет, проще говоря, отблеск солнца от воды. После приближения хозяина к водоему личинка выходит из организма хозяина и мигрирует в воду. В некоторых случаях паразит даже заставляет насекомых прыгать в воду, что приводит к гибели самих хозяев.

Полина Щербакова

Иллюстрации предоставлены исследователем 

Прочитано 290 раз