The influence of сestodes parasitizing in the small intestine of herring gull chicks on the activity of the host proteases

Full Text

Согласно современным данным, в тонком кишечнике серебристых чаек Larus argentatus (Pontoppidan, 1763), гнездящихся на Мурманском побережье Баренцева моря, обнаружено 10 видов цестод из четырех семейств (Dilepididae, Hymenolepididae, Tetrabothriidae и Aploparaksidae) (Куклин, Кисова, 2007; Kuklin, Kuklina, 2021). Гельминтофауна взрослых чаек насчитывает 9 видов ленточных червей, нелетающих птенцов – 6 видов (Kuklin, Kuklina, 2021). Цестоды Tetrabothrius erostris (Loennberg, 1889) (Cestoda: Tetrabothriidae), Microsomacanthus ductilus (Linton, 1927) (Cestoda: Hymenolepididae), Alcataenia larina (Krabbe, 1869) (Cestoda: Dilepididae), Wardium cirrosa (Krabbe, 1869) и W. fryei (Mayhew, 1925) (Cestoda: Aploparaksidae) паразитируют как у взрослых особей, так и у птенцов. Ленточные черви Arctotaenia tetrabothrioides (Loennberg, 1890) (Cestoda: Dilepididae), у которых в качестве облигатного окончательного хозяина выступают кулики (Спасская, Спасский, 1978), паразитировали в тонком кишечнике только у птенцов серебристой чайки (Kuklin, Kuklina, 2021). Сделано предположение, что обнаруженные различия связаны с кормовыми предпочтениями взрослых птиц и птенцов, а также с низкой резистентностью молодых птиц к инвазии неспецифичными гельминтами.

При использовании методов биохимического анализа изучали влияние инвазии ленточными червями на показатели обмена веществ серебристых чаек для оценки их физиологического состояния (Куклина, 2015; Kuklina, Kuklin, 2006). Установлено, что у серебристых чаек (как у взрослых особей, так и у птенцов) при инвазиях цестодами T. erostris и M. ductilus увеличивалась интенсивность белкового и углеводного обменов и активизировались процессы работы иммунной системы (Куклина, 2015; Kuklina, Kuklin, 2006). Отмечено, что наиболее выраженные нарушения в обмене веществ серебристых чаек, независимо от их возраста, зарегистрированы при высокой интенсивности инвазии указанными видами цестод. Выявленные изменения биохимических показателей могут свидетельствовать о недостатке питания птиц (снижение концентрации триглицеридов), потреблении пищи с низким содержанием белка (снижение концентрации магния) и конкурентных взаимоотношениях гельминтов с хозяином за питательные вещества.

Цестоды используют позвоночных животных в качестве окончательного хозяина и завершают свое развитие в желудочно-кишечном тракте. В последнее время активно проводятся работы по изучению влияния ленточных червей на пищеварительную активность рыб и морских птиц (Куклина, Куклин, 2017; Izvekova, Solovyev, 2016; Kuklina, Kuklin, 2018; Frolova, Izvekova, 2022). Установлено, что заражение цестодами вызывает изменения в активности пищеварительных ферментов, главным образом активности ферментов гидролиза белков – протеаз. Увеличение протеолитической активности наблюдалось в кишечнике у серебристых чаек L. argentatus при инвазии W. cirrosa и у моевок Rissa tridactyla (Linnaeus, 1758) при заражении A. larina, в кишечнике щуки Esox lucius (Linnaeus, 1758) при заражении Triaenophorus nodulosus (Pallas, 1781) (Куклина, Куклин, 2017; Izvekova, Solovyev, 2016; Kuklina, Kuklin, 2018). Снижение активности протеаз в слизистой оболочке кишечника зарегистрировано у моевки и серебристой чайки в местах локализации T. erostris, а также при инвазии Caryophyllaeus laticeps (Pallas, 1781) и Eubothtium rugosum (Batch, 1786) леща Abramis brama (Linnaeus, 1758) и налима Lota lota (Linnaeus, 1758), соответственно (Izvekova, Solovyev, 2016; Kuklina, Kuklin, 2016a, 2018; Frolova et al., 2019). Более того, установлено, что общее снижение активности протеаз происходит прежде всего за счет уменьшения активности сериновых протеаз (трипсина и химотрипсина) (Izvekova, Solovyev, 2016; Frolova et al., 2019). Авторы подчеркивали, что независимо от изменений активности протеаз (повышение или понижение их активности в кишечнике хозяина) важная составляющая влияния цестод – способность ингибировать активность протеаз хозяев и активность коммерческого трипсина (Frolova, Izvekova, 2022). Так, установлено, что экскреторно-секреторные продукты и экстракты цестод T. nodulosus из кишечника щуки ингибируют активность протеаз (трипсина и химотрипсина) (Frolova, Izvekova, 2022). Авторы отметили, что наиболее высокой ингибирующей активностью обладают экстракты неполовозрелых червей.

Целью работы стало изучение влияния некоторых видов цестод на пищеварительную систему серебристых чаек. Для достижения поставленной цели проведена оценка влияния цестод A. tetrabothrioides, T. erostris, A. larina, M. ductilus и W. cirrosa на активность протеаз слизистой оболочки тонкого кишечника птенцов серебристой чайки. Выявлены способности цестод адсорбировать на поверхности тегумента протеазы и ингибировать их активность.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Объект исследования

Материалом для представленного исследования стали птенцы серебристой чайки L. argentatus (n = 23). Птиц отлавливали в районе островов Гавриловского архипелага Мурманского побережья Баренцева моря (Кандалакшский государственный природный заповедник) в июле 2010, 2015 и 2018 гг.

Птиц усыпляли хлороформом, вскрывали, вырезали желудочно-кишечный тракт и отделяли тонкий кишечник. Тонкий кишечник делили на три фрагмента: проксимальный, медиальный и дистальный. Каждый фрагмент тонкого кишечника вскрывали вдоль, раскрывали и извлекали гельминтов, которых использовали для анализов и экспериментов. Слизистую оболочку тонкого кишечника птиц снимали скребком для биохимического анализа.

Определение способности цестод адсорбировать на поверхности тегумента протеазы хозяина

Для определения способности цестод адсорбировать на поверхности тегумента протеазы хозяина использовали метод последовательной десорбции (Кузьмина, 1976). Цестод, извлеченных из тонкого кишечника серебристых чаек, помещали в 5 мл раствора Рингера для теплокровных животных (0.9% р-р NaCl, 1.15% р-р KCl, 1.22% р-р CaCl₂ , 2.11% р-р KH₂ PO₄, 3.8% MgSO₄, 0.1 М фосфатный буфер, рН 7.4 в 1 л дистиллированной воды) и встряхивали на ротаторе Multi Bio RS-24 (Латвия) в течение 30 с, получая фракцию Д₁. Затем цестод переносили в 5 мл раствора Рингера для теплокровных животных и встряхивали на ротаторе в течение 15 мин, получая фракцию Д₂. Аналогичным образом получены последующие фракции Д₃ и Д₄. Фракции Д₁, Д₂, Д₃ и Д₄ замораживали для последующего биохимического анализа. Цестод использовали для паразитологического анализа, а их гомогенаты – для экспериментального исследования.

Паразитологический анализ

Систематический статус обнаруженных гельминтов устанавливали с использованием определителей и сводок (Спасская, Спасский, 1978; Темирова, Скрябин, 1978; Бондаренко, Контримавичус, 2006; Ryzhikov et al., 1985). Обнаружены и идентифицированы цестоды: A. tetrabothrioides, T. erostris, A. larina, M. ductilus и W. cirrosa (табл. 1). Производили подсчет паразитов и рассчитывали значения средней интенсивности инвазии (СИИ) для каждого фрагмента тонкого кишечника.

Таблица 1. Морфологические особенности цестод

Table 1. Morphological features of cestodes

Приготовление проб для определения ингибиторной активности цестод

После проведения процедуры последовательной десорбции, описанной выше, цестод еще трижды отмывали раствором Рингера для теплокровных животных, взвешивали и гомогенизировали в этом же растворе для теплокровных животных в соотношении массы к объему 1 : 10. Гомогенаты центрифугировали при 9000 об/мин в течение 5 мин при 4°С на центрифуге Centurion Scientific CR4000R (Britain). Надосадочную жидкость разливали по пробиркам, замораживали и использовали для ингибирования активности протеаз.

Приготовление проб для определения активности протеаз

Навеску слизистой оболочки тонкого кишечника серебристых чаек взвешивали и гомогенизировали в 0.05 М трис-HCl буфере рН 7.5 в соотношении массы к объему 1 : 20. Полученные гомогенаты центрифугировали при 9000 об/мин в течение 5 мин при 4°С на центрифуге Centurion Scientific CR4000R (Britain). Надосадочную жидкость сливали в пробирки, замораживали и использовали для биохимических исследований.

Определение активности протеаз

Общую активность протеаз (трипсин КФ 3.4.21.4, химотрипсин КФ 3.4.21.1 и дипептидазы КФ 3.4.12.18) определяли с использованием 0.3% раствора азоказеина (Sigma, USA) в качестве субстрата, приготовленного на 0.05 М трис-HCl буфере рН 7.5 (Alarcón et al., 2002). К 0.5 мл гомогената слизистой оболочки добавляли 1.0 мл 0.3% раствора азоказеина. Смесь инкубировали при 40°С в течение 1 ч. Реакцию останавливали добавлением 1.0 мл 0.3М ТХУ (трихлоруксусная кислота). Затем центрифугировали при 9000 об/мин в течение 5 мин при +4°С на центрифуге Centurion Scientific CR4000R (Britain). Оптическую плотность супернатанта измеряли в кювете толщиной 1 см при длине волны 440 нм на спектрофотометре Jenway 6305 un/vis (Britain).

Параллельно с анализом общей активности протеаз проводили реакции для определения подклассов протеаз (Alarcón et al., 2002). Использовали ингибиторы: 100 мМ PMSF (фенил-метил-сульфонил-флуорид) (Sigma, USA), растворенный в DMSO (диметилсульфоксид) (Sigma, USA), – ингибитор сериновых протеаз; 0.5 М ЭДТА (этилендиаминтетрауксусная кислота) (Sigma, USA), растворенный в 1 М NaOH, – ингибитор металлопротеаз; 1 мМ Е-64, растворенный в дистиллированной воде (Sigma, USA), – ингибитор цистеиновых протеаз. К 0.5 мл гомогената слизистой оболочки тонкого кишечника добавляли 50 мкл определенного ингибитора, перемешивали и инкубировали в течение 15 мин при комнатной температуре. Затем проводили измерения протеолитической активности с использованием 0.3% раствора азоказеина, как описано выше (Alarcón et al., 2002).

Активность протеаз представлена в условных единицах (усл. ед.) (значения оптической плотности на 1 г влажной массы ткани слизистой оболочки тонкого кишечника за 1 час). Рассчитано соотношение (%) подклассов протеаз.

Общую активность протеаз и подклассов протеаз измеряли в гомогенатах слизистой оболочки тонкого кишечника птиц и во фракциях Д₁, Д₂, Д₃ и Д₄ . Общую активность протез определяли при исследовании способности цестод ингибировать активность протеаз в слизистой оболочке тонкого кишечника и активность коммерческого трипсина. При анализе влияния заражения цестодами на протеолитическую активность (протеаз и подклассов протеаз) в слизистой оболочке тонкого кишечника в качестве контроля использовали активности протеаз в слизистой оболочке тонкого кишечника незараженных птенцов серебристых чаек.

Определение ингибирующей способности цестод

Для изучения ингибирующей активности использовали гомогенаты цестод, а в качестве источника протеаз служили гомогенаты слизистой оболочки кишечника птенцов серебристой чайки и коммерческий трипсин (MP Biomedicals, USA) (0.01 мг/мл), растворенный в 0.05 М трис-HCl буфере, рН 7.5. Для определения ингибиторной активности к 0.5 мл гомогената слизистой оболочки или к 0.5 мл раствора трипсина добавляли 100 мкл гомогената ленточных червей и инкубировали в течение 15 мин при комнатной температуре. Параллельно в пробу гомогената слизистой оболочки или раствора трипсина добавляли специфичный ингибитор сериновых протеаз (100мМ PMSF) в объеме 100 мкл, а в контрольную пробу – аналогичный объем раствора Рингера для теплокровных животных. Протеолитическую активность во всех пробах измеряли с использованием 0.3% раствора азоказеина (Alarcón et al., 2002). Результаты ингибирования представлены в процентах от контрольных значений активности протеаз в слизистой оболочке тонкого кишечника и активности коммерческого трипсина.

Статистический анализ

Показатели активностей ферментов и СИИ представлены в виде среднего значения ± стандартной ошибки (± SE). Статистический анализ выполнен с помощью программных пакетов “Microsoft Excel 2010” и STATISTICA 6.0 (StatSoft, Inc., Талса, Оклахома, США). Сравнения между значениями активностей ферментов в тонком кишечнике птенцов серебристой чайки и СИИ проводили с использованием непараметрического критерия Уилкоксона–Манна–Уитни при уровне значимости р < 0.05. Изучение взаимосвязи морфометрических параметров цестод и активности протеаз в слизистой оболочке тонкого кишечника серебристых чаек проводили с помощью двухфакторного дисперсионного анализа.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Цестоды A. tetrabothrioides, T. erostris, A. larina, M. ductilus и W. cirrosa паразитировали в тонком кишечнике птенцов серебристой чайки. Установлено, что A. tetrabothrioides, T. erostris, A. larina имели максимальную СИИ в медиальных фрагментах тонкого кишечника птенцов (табл. 2). В проксимальном фрагменте тонкого кишечника в наибольшем количестве обнаружены M. ductilus, в дистальном фрагменте – W. cirrosa.

Таблица 2. Средняя интенсивность инвазии (среднее значение ± стандартная ошибка, экз.) цестод во фрагментах тонкого кишечника птенцов серебристой чайки Larus argentatus

Table 2. Mean intensity (mean ± standard error, ind.) of cestodes in the segments of the small intestine of the herring gull chicks Larus argentatus

Согласно результатам биохимического анализа, общая активность протеаз снижалась при инвазии M. ductilus в проксимальном фрагменте, при инвазии T. erostris и A. tetrabothrioides в медиальном фрагменте и при инвазии A. larina в дистальном фрагменте тонкого кишечника птенцов серебристой чайки относительно контрольных значений (р < 0.05) (табл. 3). Общая активность протеаз повышалась в проксимальных фрагментах тонкого кишечника при паразитировании A. larina, T. erostris, A. tetrabothrioides и W. cirrosa, а также в медиальном фрагменте при заражении W. cirrosa по сравнению с контролем (р < 0.05). Достоверные изменения активностей сериновых протеаз в слизистой оболочке тонкого кишечника серебристой чайки зафиксированы главным образом во фрагментах с максимальными значениями СИИ цестодами. Уменьшение активности сериновых протеаз зарегистрировано в проксимальном фрагменте тонкого кишечника при инвазии M. ductilus, в медиальном фрагменте – при инвазии A. tetrabothrioides, T. erostris и A. larina, в дистальном фрагменте – при инвазии W. cirrosa и A. larina относительно контрольных значений (р < 0.05). Повышение активности цистеиновых протеаз установлено в медиальном фрагменте при инвазии M. ductilus и A. larina, а также в дистальном фрагменте при инвазии W. cirrosa и A. larina (р < 0.05). Кроме того, при паразитировании M. ductilus в проксимальном фрагменте отмечено снижение активности металлопротеаз в 2 раза по сравнению с аналогичным показателем контрольного значения (р < 0.05). В то же время при заражении A. tetrabothrioides, A. larina и W. cirrosa в проксимальном фрагменте зафиксировано увеличение активности металлопротеаз (р < 0.05).

Таблица 3. Общая активность протеаз и подклассов протеаз в слизистой оболочке тонкого кишечника птенцов серебристой чайки в местах локализации цестод

Table 3. Total activity of proteases and protease subclasses in the small intestine mucosa of the herring gull chicks at the sites of cestode localization

Примечание. * Различия достоверны относительно контроля, р < 0.05.

При использовании двухфакторного дисперсионного анализа не обнаружены взаимосвязи активности протеаз (общей активности протеаз, активности металлопротеаз, сериновых и цистеиновых протеаз) в слизистой оболочки тонкого кишечника птиц с размерными характеристиками сколексов и стробил цестод A. tetrabothrioides, T. erostris, A. larina, M. ductilus и W. cirrosa.

Установлено, что все исследованные цестоды способны адсорбировать на поверхности тегумента протеолитические ферменты. Во всех фракциях, смытых с поверхности червей, определена активность протеаз. Следует отметить, что активность сериновых протеаз во всех десорбированных фракциях превышала активность металлопротеаз (р < 0.05) (рис. 1).

Рисунок 1. Доли сериновых протеаз и металлопротеаз во фракциях, десорбированных с поверхности тегумента цестод M. ductilus, A. tetrabothrioides, T. erostris, A. larina и W. cirrosa (%). Доля сериновых протеаз превышала долю металлопротеаз (*различия достоверны относительно значений доли металлопротеаз, р < 0.05). 1 – фракция Д₁, 2 – фракция Д₂, 3 – фракция Д₃, 4 – фракция Д₄

Figure 1. The proportion of serine proteases and metalloproteases in different fractions washed of cestode tegument M. ductilus, A. tetrabothrioides, T. erostris, A. larina и W. cirrosa (%). The proportion of serine proteases exceeded the proportion of metalloproteases (*the differences are significant relative to the values of the proportion of metalloproteases, p < 0.05). 1 – fraction Д₁, 2 – fraction Д₂, 3 – fraction Д₃, 4 – fraction Д₄

Экспериментальные исследования показали, что гомогенаты цестод A. tetrabothrioides, T. erostris, A. larina и W. cirrosa ингибировали активность коммерческого трипсина, а значения инактивации имели показатели, аналогичные показателям при действии специфического ингибитора сериновых протеаз – PMSF (р > 0.05) (рис. 2).

Рисунок 2. Влияние гомогенатов цестод и PMSF на активность коммерческого трипсина (0.01 мг/мл). Представлены доли ингибирования активности коммерческого трипсина гомогенатами цестод и PMSF (%)

Figure 2. Effect of cestode homogenates and PMSF on the activity of commercial trypsin (0.01 mg/ml). The figure shows the proportion of inhibition of commercial trypsin activity by cestode and PMSF homogenates (%)

Кроме того, гомогенаты T. erostris и W. cirrosa снижали активность протеаз из слизистой оболочки тонкого кишечника птенцов серебристой чайки в большей степени по сравнению с другими видами цестод (р < 0.05) (рис. 3). При воздействии на активность протеаз слизистой оболочки гомогенаты червей имели более высокий ингибиторный эффект относительно PMSF. Исключение составил гомогенат M. ductilus – значения долей ингибирования активности протеаз при влиянии гомогената M. ductilus и PMSF не имели достоверных различий.

Рисунок 3. Влияние гомогенатов цестод и PMSF на активность протеаз слизистой оболочки тонкого кишечника птенцов серебристой чайки. Представлены доли ингибирования активности протеаз гомогенатами цестод и PMSF (%). Гомогенаты цестод A. tetrabothrioides, T. erostris, A. larina и W. cirrosa обладали более высоким ингибиторным эффектом по сравнению с воздействием PMSF (ингибитора сериновых протеаз) (*различия достоверны относительно значений доли ингибирования PMSF, p < 0.05)

Figure 3. Effect of cestode homogenates and PMSF on the activity of proteases of the small intestine mucosa in herring gull chicks. The figure shows the proportion of inhibition of protease activity by cestode and PMSF homogenates (%). Cestode homogenates A. tetrabothrioides, T. erostris, A. larina and W. cirrosa had a higher inhibitory effect compared with PMSF (serine protease inhibitor) (*differences are significant relative to the values of the proportion of PMSF inhibition, p < 0.05)

ОБСУЖДЕНИЕ

При изучении особенностей взаимоотношений в системе «паразит–хозяин» исследователи неоднократно отмечали, что протеазы в слизистой оболочке кишечника хозяина наиболее чувствительны к цестодной инвазии (Извекова, Куклина, 2014; Фролова, Извекова, 2018; Izvekova, 2013). Согласно результатам проведенного исследования, в местах локализации цестод с максимальными значениями СИИ (T. erostris, A. tetrabothrioides, M. ductilus) в медиальном фрагменте тонкого кишечника птенцов серебристой чайки снижалась активность протеаз. Повышение активности протеаз отмечено главным образом в проксимальном фрагменте при паразитировании A. larina, T. erostris, A. tetrabothrioides и W. cirrosa. Изменения общей протеолитической активности в слизистой оболочке кишечника неоднократно регистрировались при изучении инвазий ленточными червями, окончательным хозяином которых были позвоночные животные – рыбы и морские птицы (Куклина, Куклин, 2017; Фролова, Извекова, 2018; Kuklina, Kuklin, 2011, 2016а, 2016b, 2018; Izvekova, Solovyev, 2016; Frolova et al., 2019). Активность протеаз снижалась у серебристых чаек при инвазии T. erostris, Diphylobothrium dendriticum (Cobbold, 1858) и у моевок при инвазии T. erostris, а повышалась у моевок при инвазии A. larina, у серебристых чаек при инвазии W. cirrosa (Куклина, Куклин, 2017; Kuklina, Kuklin, 2011, 2016а, 2016b, 2018). На основании полученных результатов было сделано предположение, что процессы повышения или снижения активности протеаз в слизистой оболочке кишечника инвазированного хозяина зависят от морфологических особенностей прикрепительного аппарата цестод (Извекова, Куклина, 2014). При заражении цестодами с мощным прикрепительным аппаратом, оснащенным крючьями заякоривающегося типа и присосками, активность протеаз повышалась из-за повреждения клеток тонкого кишечника хозяина и выхода в просвет кишечника внутриклеточных ферментов (Куклина, Куклин, 2017; Izvekova, Solovyev, 2016; Kuklina, Kuklin, 2011; Frolova et al., 2019). При заражении цестодами, сколекс которых имеет присоски или ботридии, зафиксировано снижение активности протеаз (Фролова, Извекова, 2018; Izvekova, Solovyev, 2016; Kuklina, Kuklin, 2016а, 2016b, 2018).

В настоящем исследовании представлены результаты инвазии пятью видами цестод, различающихся не только особенностями прикрепительного аппарата, но размерами сколексов и стробил (табл. 1). К крупным видам цестод относятся A. tetra- bothrioides и T. erostris, но органы прикрепления на сколексе представлены присосками и ботридиями соответственно (Темирова, Скрябин, 1978; Ryzhikov et al., 1985, личные данные). Сколексы M. ductilus A. larina и W. cirrosa оснащены четырьмя присосками и крючьями (Бондаренко, Контримавичус, 2006; Ryzhikov et al., 1985). Цестода A. larina обладает самым мощным прикрепительным аппаратом – четыре мускулистые присоски и 20–23 крупных крючка (Ryzhikov et al., 1985). Из всех представленных цестод размеры стробил M. ductilus наименьшие, но диаметр сколекса и размер крючьев превышает таковые у W. cirrosa (Бондаренко, Контримавичус, 2006; Ryzhikov et al., 1985).

Снижение активности сериновых протеаз в тонком кишечнике птенцов серебристой чайки отмечено в местах массовой локализации червей M. ductilus, A. tetra- bothrioides, T. erostris, A. larina и W. cirrosa. Следует отметить, что указанная тенденция (снижение сериновых протеаз в слизистой хозяина при инвазии цестодами с максимальными значениями СИИ) не зависела от морфометрических параметров червей и строения его прикрепительного аппарата. Аналогичные результаты зарегистрированы при заражении синца цестодами Proteocephalus torulosus (Batsch, 1786) (Фролова, Извекова, 2018). Исследователи предположили, что этот факт связан с адсорбцией сериновых протеаз хозяина на поверхности тегумента цестод. В ходе настоящего исследования показано, что цестоды M. ductilus, A. tetrabothrioides, T. erostris, A. larina и W. cirrosa адсорбировали на своей поверхности протеазы, бо́льшую часть из которых представляли сериновые протеазы. Известно, что на протяжении всей своей жизни паразиты, в том числе и цестоды, используют ресурсы, производимые хозяином (Dalton et al., 2004). Ленточные черви, лишенные пищеварительной системы, в тонком кишечнике позвоночных животных абсорбируют нутриенты (аминокислоты, моносахариды и др.) и адсорбируют на поверхности тегумента пищеварительные ферменты хозяина (Dalton et al., 2004; Izvekova et al., 2017).

Кроме того, уменьшение активности сериновых протеаз в тонком кишечнике хозяина может быть вызвано ингибированием цестодами их активности. Экспериментальные исследования показали, что M. ductilus, A. tetrabothrioides, T. erostris, A. larina и W. cirrosa способны инактивировать коммерческий трипсин и протеазы из слизистой оболочки тонкого кишечника чаек. Аналогичные результаты получены при изучении влияния цестод E. rugosum, C. laticeps и T. nodulosus из кишечника налима, леща и щуки соответственно на активность протеаз (Frolova et al., 2019). Более того, авторами установлено, что не только экстракты цестод, но и инкубационная среда, в которой содержались цестоды, блокировала протеазы хозяина и коммерческий трипсин (Frolova, Izvekova, 2023). Из гомогената T. nodulosus выделили и описали два новых белка типа Кунитца, которые потенциально могут выступать в роли ингибиторов сериновых протеаз хозяина (Rogozhin et al., 2019).

Наряду с этим, повышение активности цистеиновых протеаз зафиксировано в медиальном фрагменте тонкого кишечника при инвазии M. ductilus и A. larina, в дистальном фрагменте при инвазии W. cirrosa и A. larina. Ранее установлено, что при инвазии цестодами A. larina моевки и W. cirrosa серебристой чайки в местах локализации общая протеолитическая активность также увеличивалась в слизистой оболочке тонкого кишечника хозяина (Куклина, Куклин, 2017; Kuklina, Kuklin, 2011). Можно сделать предположение, что увеличение активности цистеиновых протеаз, в состав которых входят лизосомальные ферменты, происходит вследствие повреждения клеток эпителия крючьями прикрепительного аппарата вышеперечисленных цестод (табл. 1). Данные о повышении активности цистеиновых протеаз согласуются с данными об инвазии щуки ленточными червями T. nodulosus (Izvekova, Solovyev, 2016).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В местах максимального скопления ленточных червей M. ductilus, A. tetrabothrioides, T. erostris, A. larina и W. cirrosa в тонком кишечнике птенцов серебристой чайки отмечено достоверное снижение активности сериновых протеаз. Такое снижение активности связано с адсорбцией фермента на поверхности тегумента цестод и ингибированием его активности цестодами. Повышение активности цистеиновых протеаз при инвазии цестодами M. ductilus, A. larina и W. cirrosa, вероятно, вызвано повреждением клеток тонкого кишечника прикрепительным аппаратом червей.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы выражают благодарность Ежову А. В. (Мурманский морской биологический институт РАН, Мурманск, Россия) за помощь в сборе материала, а также администрации и сотрудникам Кандалакшского государственного природного заповедника за помощь в проведении полевых работ (Кандалакша, Россия).

ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ

Работа выполнена по теме «Экология, физиология и паразитология птиц Арктического бассейна в условиях климатических и антропогенных трансформацией среды обитания» (№124013000721-1) в рамках государственного задания ММБИ РАН.

СОБЛЮДЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ

Все процедуры, выполненные в исследованиях с участием животных, соответствовали этическим стандартам, утвержденным правовыми актами РФ, принципам Базельской декларации и рекомендациям Комиссии по биоэтике Мурманского морского биологического института Российской академии наук (Протокол № 4 от 24 февраля 2024 г.).

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Авторы данной работы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

About the authors

M. M. Kuklina

Author for correspondence.
Email: MM_Kuklina@mail.ru
Russian Federation, Мурманск

V. V. Kuklin

Email: MM_Kuklina@mail.ru
Russian Federation, Мурманск

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Figure 1. The proportion of serine proteases and metalloproteases in different fractions washed of cestode tegument M. ductilus, A. tetrabothrioides, T. erostris, A. larina и W. cirrosa (%). The proportion of serine proteases exceeded the proportion of metalloproteases (*the differences are significant relative to the values of the proportion of metalloproteases, p < 0.05). 1 – fraction Д1, 2 – fraction Д2, 3 – fraction Д3, 4 – fraction Д4

Download (164KB)

Indexing metadata

3. Figure 2. Effect of cestode homogenates and PMSF on the activity of commercial trypsin (0.01 mg/ml). The figure shows the proportion of inhibition of commercial trypsin activity by cestode and PMSF homogenates (%)

Download (79KB)

Indexing metadata

4. Figure 3. Effect of cestode homogenates and PMSF on the activity of proteases of the small intestine mucosa in herring gull chicks. The figure shows the proportion of inhibition of protease activity by cestode and PMSF homogenates (%). Cestode homogenates A. tetrabothrioides, T. erostris, A. larina and W. cirrosa had a higher inhibitory effect compared with PMSF (serine protease inhibitor) (*differences are significant relative to the values of the proportion of PMSF inhibition, p < 0.05)

Download (79KB)

Indexing metadata