В ходе лекции Владимир Воронин, д. б. н., проф. кафедры аквакультуры и болезней рыб Санкт-Петербургского государственного университета ветеринарной медицины, рассмотрит миксоспоридиозы, миксоспоридии, а также микроспоридии: жизненный цикл паразитов, методы диагностики и профилактики.
Содержание
Миксоспоридии
Миксоспоридии — это паразиты, вызывающие болезнь. Соответственно, болезни будут называться миксоспоридиозами. Это многоклеточные спорообразующие паразиты. Они являются облигатными паразитами со сложным жизненным циклом, и объединяются в тип Myxozoa. В этом типе Myxozoa два класса. В классе Myxosporea развитие паразитов протекает в рыбах и аннелидах — это олигохеты или полихеты.
При этом в рыбах (промежуточных хозяевах) и беспозвоночных (окончательных хозяевах) образуются споры разных размеров. Если споры, которые образуются в рыбах, имеют обычно овальную форму или, веретеновидную, как правило, без отростков, то споры, которые выделяются в воду из олигохет, обычно имеют длинные хвостовые отростки.
В обоих случаях споры имеют стрекательные или полярные капсулы, которые содержат стрекательную нить, и, соответственно, амебоидный зародыш, которым содержится генетический материал. На изображении схема споры с двумя стрекательными капсулами, в которой свернута в рулон полярная нить. Они многоклеточные, то есть каждая структура возникла из отдельной клетки, поэтому такая спора была изначально пятиклеточная, потом из каждой клеточки образовалась отдельная структура: каждая створка — это клетка, каждая полярная капсула — это тоже отдельная клетка.
Ранее при изучении миксоспоридий рыб считалось, что эти паразиты с прямым циклом развития — то есть от рыбы передаются к рыбе. Спора попадает во внешнюю среду из рыбы, другая рыба заглатывает эту спору, стрекательные нити выбрасываются, потом створки спора открываются, и в воду выходит амебоидный зародыш, который проникает в рыбу и заражает ее.
Однако в 1986 году, американские ученые выяснили, что у Миксоспоридии сложный жизненный цикл, в ходе которого овальные яйцевидные споры опускаются на дно водоема, проглатываются олигохетами (мелкие червячки, которые живут в илу, в грунте, и в их кишечнике). Происходит выброс полярных нитей. Выходит амебоидный зародыш, начинает размножаться, и через длительное время, через 3−4 месяца, из этих олигохет начинают выходить другие споры.
Эту спору с длинными отросточками можно увидеть в центре. Это плавучая стадия — та, которая вышла из олигохет, но предварительно она там очень долго развивалась.
У них уже три стрекательные капсулы там тоже свернута нить, и рыбы, плавая в воде, зацепляются за эти споры, может быть, проглатывает, может быть, во время дыхания эти споры цепляются за жабры, и происходит выброс опять стрекательных нитей, выходит амебоидный зародыш, и тогда рыба заражается этим амебоидным зародышем.
В рыбе опять начинается множественное деление. Сами эти вегетативные стадии, начальные стадии (до образования спор), чем-то напоминают амеб. Вначале эти «амебы» съедают ткань рыбы, размножаются, и только заключительном этапе начинается спорообразование, и образуются вот такие споросложные формы. В американских рыбных хозяйствах миксозамоз форели — это очень серьезное заболевание и наносит колоссальный убыток экономике.
Можно бороться с паразитами, убивая олигохет — паразитических червей на дне пруда. Это проще, чем уничтожать споры внутри рыбы. Прерывая цикл жизни олигохет, например, высушивая или обрабатывая пруд химией, можно остановить развитие паразита. Это новый эффективный подход к лечению миксоспоридиозов.и сейчас, если посмотреть научную литературу, очень много статей, очень много публикаций посвящено как раз изучению и жизненного цикла этих паразитов, и другим аспектам.
Многие представители класса Myxosporea вызывают тяжелые заболевания, часто со смертельным исходом, и в Чехии эти паразиты называют рыбоморками. Действительно, когда миксоспоридии в массе развивается в рыбе, то рыбе бывает тяжело, и дело заканчивается смертельным исходом. Также сравнительно недавно было выяснено, что помимо этой группы паразитов есть еще один вариант, и этот второй вариант отнесли к классу Malасosporea. Что здесь особенного? Тоже паразиты развиваются в рыбе, но окончательным хозяином является не олигохет, а мшанки.
Мшанки — невидимые глазу водные организмы, растущие как веточки и фильтрующие воду. Если где-то мы видим какая-то грязь, снимаем ее, как бы, такую пленочку, это чаще всего мшанки. Они бывают морскими и пресноводными. Мшанки — важная часть водной экосистемы, и через них передается отдельная группа миксоспоридий, что важно учитывать в изучении водных паразитов.
Одна из миксоспоридий этой группы вызывает тяжелейшее заболевание у форели — пролиферативная почвенная болезнь форели, которая была впервые обнаружена в Англии. Эта миксоспоридия сейчас одна из наиболее интенсивно изучаемых групп паразитов рыб. В нашей стране такие случаи встречаются очень редко, так как условия выращивания в садках исключают развитие этого паразита. В целом, для диагностики нужны специальные знания и оборудование, поэтому многие паразитарные болезни остаются малоизученными у нас.
В целом, выращивание морских рыб в садках привело к распространению миксоспоридий, вызывающих гибель рыб. Эти паразиты не только у пресноводных, но и у морских рыб, вызывая вспышки заболеваний. Разнообразие видов рыб способствует появлению различных миксоспоридий, некоторые из которых очень опасны.
Миксозомоз или вертеж форели
В России это заболевание и паразит, который является его причиной, пока не зарегистрирован. Возможно, заболевание есть у нас, но информации недостаточно. Если оно есть в США и Европе, значит, может быть и в России, просто мы еще не достигли полного понимания.
Возбудитель миксоспоридия — Myxosoma cerebralis или Myxobolus cerebralis. Эти вот амебоподобные стадии, которые развиваются в хрящевых тканях молодой форели.
Здесь можно увидеть, как может позвоночник искривляться у рыб. Это может быть искривление, вызванное какими-то другими причинами. Но когда паразит съедает хрящи у молодых рыбок, то будет происходить деформация позвоночника. Чтобы поставить диагноз, надо смотреть в микроскоп, находить споры, подтверждая, что это споры именно Myxosoma cerebralis. Например, у какого-нибудь Хариуса очень похожие споры будут просто в нервной системе. Так, миксоспоридии — очень сложная группа для изучения, все споры очень похожи друг на друга.
В современном исследовании паразитов произошли значительные прорывы благодаря молекулярным методам. Теперь ученые могут определять разные виды паразитов, даже если их споры выглядят одинаково по форме и размеру, что раньше приводило к объединению их в один вид. Раньше считалось, что если спора одинакового размера и формы, то это один вид, но сейчас эта точка зрения пересматривается. Наука активно развивается, и многие сведения из учебников могут со временем измениться или дополниться новыми открытиями.
Особенно ярко это проявляется в изучении миксоспоридий — паразитов, которые сейчас пересматриваются и требуют обновления учебных материалов. В новых исследованиях выявлено много нового, ранее неизвестного.
Что касается болезни, вызванной этими паразитами, то она в основном поражает молодь с еще развивающимися хрящами и позвоночником. Паразит разрушает хрящи, что приводит к искривлению позвоночника по мере его формирования. В США эта болезнь очень распространена и хорошо изучена. Новые открытия о сложном жизненном цикле паразита помогают по-новому взглянуть на методы его лечения и борьбы с ним.
На изображении выше мы видим споры, так выглядят споры этого паразита под микроскопом. А здесь целая группа рыб, которая страдает этим вертежом. Дело в том, что часть рыбы, конечно, погибнет, часть рыбы выживет, но когда у вас взрослая рыба будет вся «кривая-косая», продать ее потребителю будет очень непросто. Соответственно, растить такую рыбу дальше уже нет смысла.
В качестве положительного момента можно сказать, что в садковых хозяйствах вертежа, скорее всего, не будет. Потому что надо, чтобы чтобы в иле были олигохеты, обычно это речки, потому что там обычно цикл протекает, а в больших крупных озерах, на значительном расстоянии от берега, да ещё если под садками большая глубина, таких условий не будет. Таким образом, в садковом хозяйстве мы в безопасности, так как нет возможности проявления этого заболевания.
Бугорковая болезнь лососевых и сиговых рыб
Следующая болезнь, вызываемая миксоспоридиями, — бугорковая болезнь лососевых и сиговых рыб. Её возбудитель тоже принадлежит к миксоспоридиям, но это совершенно другой вид, который встречается у диких рыб. Этот возбудитель давно известен и называется Henneguya zschokkei. Он может поражать и садковых рыб, т. к. при наличии в водоеме диких рыб возможна передача паразита. В Ленинградской области часто заражаются ряпушки.
Он поражает мышцы больных рыб. В мышцах образуются крупные удлинённые белые цисты, внутри которых множество спор. На поверхности тканей появляется бугорок или припухлость — так выглядит характерный признак болезни.
На рисунке можно увидеть спору и характерные изменения — некие бугорки и воспалительные реакции на поверхности тканей у зараженных рыб. При вскрытии из этого бугорка будет вытекать белая густая сметаноподобная жидкость. Если взять образец жидкости и поместить его под микроскоп, накрыв покровным стеклом, то можно увидеть споры паразита. Эти споры имеют очень характерную форму. На микроскопическом изображении споры выглядят овальными с длинными хвостиками — так называемыми жгутиками, что характерно для этого паразита. Это характерная особенность рода Henneguya, к которому относится данный паразит.
Поскольку в основном поражаются дикие рыбы, иногда у отдельных форелей также обнаруживают поражения в мышечной ткани. Однако при садковом выращивании форели и сигов это заболевание обычно не проявляется массово.
Если в водоеме отсутствуют сиги, то вероятность заражения форели в садках этим паразитом практически равна нулю. Например, если в озере есть ряпушка, то через неё форель может заразиться, но массового распространения болезни обычно не происходит.
Как выглядит зараженная рыба? На изображении видно, что снята большая часть кожи, а под ней находится крупная белая циста, которая припухла. Внутри этой цисты образуется огромное количество спор — не просто сотни тысяч, а, возможно, миллионы или даже миллиарды спор.
Хлоромиксоз или желтуха
Следующее заболевание — хлоромиксоз или желтуха. Желтуха форели, желтуха лососи. Довольно редкое заболевание лососевых рыб. Немногочисленные случаи этого заболевания наблюдались на ряде лососевых заводов и форелевых хозяйствах северо-запада России.
Возбудитель — еще одна миксоспоридия, Chloromyxum truttae. Она паразитирует в полости желчного пузыря и желчных протоков. Плазмодии как амебы съедают внутреннюю часть желчного пузыря, вызывают воспаление, потом образуются споры, споры попадают в воду, но в процессе их размножения происходит воспаление желчного пузыря.
Так выглядят эти споры под сканирующим электронным микроскопом. Chloromyxum, имеют очень сложную конструкцию спор. У них четыре полярных капсулы, у них четыре выходных отверстия. При электронной микроскопии форма напоминает грецкий орех. Если мы смотрим под обычным микроскопом, ребра видно не будет и будет казатся, что споры шаровидной формы. Все миксоспоридии очень отличаются друг от друга. Хозяевами Chloromyxum truttae может быть радужная и ручьевая форель, лосось, американская палия.
Это редкое заболевание, хотя вызывает массовую гибель рыб. Последние исследования показывают, что случаи обнаружения паразитов очень редки. В прудах обычного типа, особенно земляных, где могут быть червяки на дне, возможна передача заболевания. В садковых хозяйствах, где такие условия исключены, пока не отмечено случаев заражения хлоромиксозом. Поэтому при правильных условиях выращивания риск паразитарных заболеваний значительно снижается.
Пролиферативная почвенная болезнь (ППБ) лососевых
Пролиферативная почвенная болезнь лососевых, которую я упоминал ранее, вызывается необычной миксоспоридией, которая передается через мшанок. Это заболевание распрострастранено в Европе, в Азии, но в основном в Англии. Англичане полностью с этим заболеванием разобрались, они впервые обнаружили, что жизненный цикл протекает через мшанок.
Рыба, выращиваемая в земляных прудах, особенно молодь лосося и форели, часто заболевала и погибала. У погибших рыб отмечали анемию, а также увеличение и бледность почек. При микроскопическом исследовании обнаруживали множество округлых телец непонятной структуры, что долго вызывало споры. В итоге выяснили, что это миксоспоридии, у которых жизненный цикл проходит не через обычных олигохет, а через мшанок — что потребовало многих лет исследований. В садковых хозяйствах такие случаи встречаются очень редко, так как условия там исключают развитие паразита. В нашей стране распространенность этой болезни практически не отмечается.
На изображении видно увеличенную почку у рыбы с множеством включений внутри. Здесь видно, что задняя часть почек или почки правильнее, у рыб всего одна почка, увеличенная, и в этой увеличенной части много включений. Но раз поражаются почки, начинается проблема с кроветворением, с мочевыделением, и такие рыбки, особенно маленькие, в массе погибали.
Микроспоридии
Теперь о микроспоридиях. Ранее их объединяли с миксоспоридиями в группу книдоспоридий, так как у обоих есть стрекающая нить, выбрасываемая из поры. Однако, благодаря исследованиям с помощью электронной микроскопии, выяснилось, что микроспоридии и миксоспоридии — это совершенно разные организмы. Микроспоридия особенно интересна тем, что она еще мельче — споры у нее всего около 5 микрон, что сравнимо с размерами бактерий. Изучать их было сложно до появления электронного микроскопа, так как внутри споры было трудно рассмотреть. У микроспоридий жизненный цикл у рыб обычно прямой. В мире известно около сотни видов этих паразитов, в России — примерно 25. Они очень опасны для рыб и могут быть смертельными. Различия между родами заключаются в том, в каких тканях развиваются и какое поражение вызывают.
Очень интересно, что род Glugea — это просто уникальное явление. Когда одна зараженная клетка рыбы, а это обычно макрофаги, она начинает расти. Эта клетка растет и она достигает размеров несколько миллиметров. Это своеобразная опухоль, но опухоль, выросшая из одной клетки. Когда мы говорим «рак», имеется в виду массовое разрастание клеток, таких малодифференцированных, вот эти клетки просто заполняют собой все, что называется, отнимают жизненные силы у хозяина.
У микроспоридий свой тип опухоли. У микроспоридий развивается опухоль, которая может достигать больших размеров. Например, у небольшой рыбы, такой как корюшка длиной около 5 см, на поверхности тела может образоваться циста размером около 5 мм — то есть очень крупная по сравнению с размером рыбы. Всё это вырастает из одной клетки.
Микроспоридии очень малы, потому что живут и развиваются внутри клеток хозяина. В отличие от вирусов или бактерий, микроспоридии — это эукариоты с полноценным ядром. Они проникают в клетки и полностью подчиняют их себе, заставляя работать на себя. Иногда заражённая клетка превращается в большой шарик, который видно невооружённым глазом — это очень необычно.
Микроспоридии, как и вирусы, заражают практически все виды животных — от инфузорий и рачков до человека. Везде, где есть животные, можно найти микроспоридии, и они очень широко распространены. Особенно много их у насекомых. Если внимательно изучить любое животное, то обязательно обнаружишь микроспоридии, которые по распространенности сравнимы с вирусами. У человека их нашли сравнительно недавно, в основном у людей со СПИДом. Когда иммунитет у человека сильно снижен, микроспоридии начинают паразитировать активно.
Здесь мы увидим живые споры миксоспоридий — некие овальные тела. Когда сделали электронную микроскопию, стало ясно, что спора, несмотря на свои всего 5 микрон, представляет собой очень сложную структуру. Внутри находится свернутая полярная нить, а также пластинки полиэропласта и амебоидный зародыш — ядро с маленьким ободком цитоплазмы. Вся эта конструкция ждет момента попадания в кишечник хозяина. Там полярная нить быстро выбрасывается с большой скоростью, словно игла шприца, и ядро вводится в клетку хозяина. Этот процесс очень похож на работу бактериофагов — вирусов, которые вводят свою ДНК или РНК в клетки. Отличие лишь в том, что нить внутри споры может быть очень длинной — например, при размере споры 5 микрон нить может достигать 500 микрон. Это удивительно, но логично: чем длиннее нить, тем дальше она сможет проникнуть и пробить стенки клеток хозяина в кишечнике, где много других организмов и бактерий.
Миксоспоридии и микроспоридии — это уникальные паразиты, которые совершенно разные по своему строению и жизни. Хотя у обоих есть способность выбрасывать нить из споры, механизм их действия и структура отличаются.
Сейчас мы немного остановимся на конкретных случаях заражения рыб микроспоридиями. Был один случай, в котором я непосредственно принимал участие, ездил специально на Сахалин, потому что нашли микроспоридий, но надо было разобраться, а что же это на самом деле. Действительно, эта проблема оказывается в Японии, на Хоккайдо, на рыбоводных заводах молодь поражается этой микроспоридией, а у нас заражалась горбуша, которая возвращается из моря в реки, причем заражение производителей было довольно сильное.
И в чем особенность этой микроспоридии, Glugea takedai, она названа takedai в честь японского ученого, который впервые открыл эту микроспоридию, нашел, что паразит развивается в мышцах, причем в мышцах как скелетных, так и сердечной мускулатуры.
Но поскольку у нас поражается горбуша, которая идет в реки, после нереста горбуша погибает, и дальше след паразита теряется, видимо, потом заражается молодь, которая уходит опять в море. Для нас это небольшая проблема, а вот для японцев, которые выращивают молодь несколько лет у себя в бассейнах, эта микроспоридия оказалась очень вредоносной и вызывала гибель рыб.
На изображении можно увидеть сердце горбуши, пораженное цистами микроспоридий. Видно, что от сердца уже фактически ничего не осталось, серьезное поражение. Но, тем не менее, рыба еще была жива, рыба плавала и пыталась идти на нерест. Поймана она в речке, в процессе хода на нерест в верховье реки.
Еще то, что иногда может нам встретиться, но сейчас встречается довольно редко, это плистофороз ладожской корюшки. В мышцах этой корюшки развиваются микроспоридии, образуя белые цисты. Если не рассматривать их очень внимательно, то, в принципе, можно и не заметить этого паразита при обычном осмотре рыбы. Но вообще внешне это выглядит так, если продавить эту корюшку, снять шкуру с неё, кожу, мышцы продавить под стеклом, то мы увидим белые цисточки, которые поражают мускулатуру. Раньше это носило массовый характер, сейчас увидеть вот такую зараженную корюшку бывает очень сложно.
Сейчас у нас с данными паразитами не возникает особых проблем с микроспоридиями и миксоспоридиями, особенно в садковом хозяйстве. Однако при встрече с дикой рыбой или в других случаях эти паразиты могут встретиться, и тогда нам придется их определить. Поэтому знание о том, как выглядят эти паразиты, будет очень полезным в будущем.
Владимир Воронин, д. б. н., проф. кафедры аквакультуры и болезней рыб Санкт-Петербургского государственного университета ветеринарной медицины. Лекция проведена в рамках курса «Болезни лососевых и сиговых рыб при садковом выращивании в условиях Северо-Запада России».
