Кіріспе
Паразиттің түрі – Myxobolus cerebralis – лососьтәрілердің (лосось және форель түрлері) миксоспоралық паразиті, ол шаруашылықта өсірілген лосось пен форельде, сондай-ақ жабайы балық популяцияларында айналып жүру ауруын қоздырады. Алғаш рет 1893 жылы Германияда көкбалықта сипатталған, бірақ оның таралу аймағы кеңейіп, Еуропаның көп бөлігінде (оның ішінде Ресей), АҚШ, Оңтүстік Африка, Канада және басқа да елдерде өсірілген және жабайы балықтардың тасымалдануы арқылы пайда болды. 1980 жылдары M. cerebralis тіршілік циклын аяқтау үшін түтікшелі олигохеттер (сегменттелген құрттардың бір түрі) қажет екені анықталды. Паразит, нематоцисттерге ұқсас капсулалардан шығарылған полюстік жіпшелермен жасушаларын тесіп, иесін жұқтырады. Бұл лососьтәрілердің шеміршегі мен жүйке тініне жұғады, нәтижесінде иесінде қара құйрық, омыртқа деформациясы және балықтың алдыңғы бөлігінде деформациялар дамитын, қауіпті инфекция тудырады. Айналып жүру ауруы жас балықтарға (шабақтар мен уылдырықтарға) әсер етеді және сүйек деформациясын және неврологиялық зақымдануды тудырады. Балықтар қалыпты жүзудің орнына, еңкейіп, бұралап жүзеді, тамақтану қиынға соғады және жыртқыштарға осал болады. Шабақтардың өлім-жітім деңгейі жоғары, жұқтырған популяциялардың 90% дейін, ал тірі қалғандарының шеміршегінде, сүйегінде және жүйке тінінде орналасқан паразиттерден деформацияланады. Олар паразиттердің резервуары болып табылады, ол балық өлгеннен кейін суға шығарылады. M. cerebralis – балықтардағы ең маңызды және патогенді миксозоандардың бірі. Бұл миксоспораның патологиясы мен симптомдары ғылыми тұрғыда сипатталған алғашқы миксоспора болды. Паразит адамға жұқпайды. Миксозоандардың таксономиясы мен атаулары күрделі тарихқа ие. Бастапқыда балық миын (сондықтан «cerebralis» есімдік қосымшасы) және жүйке жүйесін жұқтырады деп есептелген, бірақ кейіннен негізінен шеміршек, сүйек тіні және жүйке тінін жұқтыратыны анықталды. Ағзаны дәлірек сипаттау үшін атауын Myxobolus chondrophagus деп өзгерту әрекеті номенклатура ережелеріне байланысты сәтсіз аяқталды. Кейіннен Triactinomyxon dubium және T. gyrosalmo (Actinosporea класы) деп аталған организмдердің, шын мәнінде, M. cerebralis-тің триактиномиксон сатылары екені анықталды, оның тіршілік циклы триактиномиксон сатысын қамтиды. Сол сияқты, басқа актиноспоралар да әртүрлі миксоспоралардың тіршілік циклдарына енгізілді.
Myxobolus cerebralis is a myxosporean parasite of salmonids (salmon and trout species) that causes whirling disease in farmed salmon and trout and also in wild fish populations. It was first described in rainbow trout in Germany in 1893, but its range has spread and it has appeared in most of Europe (including Russia), the United States, South Africa, Canada and other countries from shipments of cultured and wild fish. In the 1980s, M. cerebralis was found to require a tubificid oligochaete (a kind of segmented worm) to complete its life cycle. The parasite infects its hosts with its cells after piercing them with polar filaments ejected from nematocyst like capsules. This infects the cartilage and possibly the nervous tissue of salmonids, causing a potentially lethal infection in which the host develops a black tail, spinal deformities, and possibly more deformities in the anterior part of the fish. Whirling disease affects juvenile fish (fingerlings and fry) and causes skeletal deformation and neurological damage. Fish "whirl" forward in an awkward, corkscrew like pattern instead of swimming normally, find feeding difficult, and are more vulnerable to predation. The mortality rate is high for fingerlings, up to 90% of infected populations, and those that do survive are deformed by the parasites residing in their cartilage, bone, and neurological tissue. They act as a reservoir for the parasite, which is released into water following the fish's death. M. cerebralis is one of the most economically important myxozoans in fish, as well as one of the most pathogenic. It was the first myxosporean whose pathology and symptoms were described scientifically. The parasite is not transmissible to humans. The taxonomy and naming of both M. cerebralis, and of myxozoans in general, have complicated histories. It was originally thought to infect fish brains (hence the specific epithet cerebralis) and nervous systems, though it soon was found to primarily infect cartilage, skeletal tissue, and nervous tissue. Attempts to change the name to Myxobolus chondrophagus, which would more accurately describe the organism, failed because of nomenclature rules. Later, the organisms previously called Triactinomyxon dubium and T. gyrosalmo (class Actinosporea) were found to be, in fact, triactinomyxon stages of M. cerebralis, the life cycle of which was expanded to include the triactinomyxon stage. Similarly, other actinosporeans were folded into the life cycles of various myxosporeans.
Таксономия
M. cerebralis – балықтарды қоздыратын 1350 миксозоан паразитінің бірі. Бұрын Protozoa түріне жатады деп есептелген, бірақ таксономистер M. cerebralis-тің Cnidaria типіне жақын екенін анықтады. Осы ерекшеліктерге иесін ұстап тұрып, оған шабу үшін қолданылатын қысқаша тілшелер – цнидоцисталар кіреді. M. cerebralis-тің бір жасушадан салыстырмалы түрде үлкен спораларға дейінгі әртүрлі даму сатылары бар, олардың бәрі толыққанды зерттелмеген. Бұл күрделі тіршілік циклы екі түрлі иесізді және көптеген даму кезеңдерін қамтиды. Бұл кезеңдер митоз, эндогения, плазмотомия немесе, мүмкін, мейоз арқылы жүзеге асады. Тіршілік циклының бастапқы кезеңінде M. cerebralis лосось тұқымдас иесіне сырттан бекінеді. Олар қысқаша тілшелерін пайдаланып иесізді жұқтырып, сүйек тіні мен жүйке жүйесінің деформациясына себеп болады. Бүгінде миксозоандар, бұрын көпжасушалы протозойлар деп саналған, көптеген ғалымдар оларды жануарлар деп қарастырады, бірақ олардың статусы ресми түрде өзгермеген. Жақында жүргізілген молекулалық зерттеулер олардың Bilateria немесе Cnidaria-мен байланысты екенін көрсетеді, морфологиялық жағынан Cnidaria жақын, себебі екі топтың да сыртқа шығарылатын жіпшелері бар. Bilateria кейбір генетикалық зерттеулерде сәл жақын болды, бірақ олар иесіздің материалымен ластанған үлгілерді қолданған екені анықталды, ал 2015 жылғы зерттеу олардың книдарийлер екенін растады.
Морфология
M. cerebralis бір жасушалы түрлерден салыстырмалы түрде ірі спораларға дейін әртүрлі көптеген сатылардан тұрады, олардың бәрі толыққанды зерттелмеген.
Триактиномиксондық кезең
Балықтарды жұқтыратын триактиномиксон споралары бір стильден тұрады, оның ұзындығы шамамен 150 микрометр (мкм) және әрқайсысының ұзындығы 200 микрометр болатын үш процесс немесе "құйрық" болады. Бұл споралар көбінесе сопақ пішіндес және асимметриялық симметрияны көрсетеді. Стильдің соңындағы спороплазмалық пакет клеткалық қаптамамен қоршалған 64 жас клетканы қамтиды. Сонымен қатар, үш полярлы капсула бар, олардың әрқайсысында 170 мен 180 мкм аралығында оралған полярлы жіпше бар, әр жіпшеде шамамен 5-6 орам кездеседі. Осы сатыда да, миксоспора сатысында да (жоғарыдағы суретті қараңыз) полярлы жіпшелер жылдам түрде қожайынның денесіне еніп, спороплазманың кіре алатын тесігін жасайды. Осы полярлы жіпше пайда болғаннан кейін, ол қожайынға бекіне алады.
Спороплазмалық саты
Балық-қожайындармен жанасқанда және полярлық капсулалардың атқыланғанда, триактиномиксонның орталық стиліндегі спороплазма эпителийге немесе ішек қабырғасына өтеді. Алдымен, бұл спороплазма митозға түсіп, көбірек амебоидты жасушаларды құрайды, олар терең тіндерге еніп, мидың хряшчына жетеді.
Миксоспоралық кезең
Миксоспоралар, балық-иесінің ішіндегі спорогониялық жасуша кезеңдерінен дамиды және линза тәрізді болады. Олардың диаметрі шамамен 10 микрометрге тең және алты жасушадан тұрады. Осы жасушалардың екеуі полярлық капсула құрайды, екеуі бірігіп екі ядролы спороплазманы құрайды, ал қалған екеуі қорғаныш жапырақшаларын құрайды. Миксоспоралар олигохеттерге жұқпалы және қорытылған балық шеміршегінің қалдықтарында табылады. Туыстар арасындағы морфологиялық ұқсастықтарға байланысты оларды туыс түрлерден ажырату көбінесе қиынға соғады. M. cerebralis – сальмонд тәрізді балықтардың шеміршегінде табылған жалғыз миксоспора, бірақ теріде, жүйке жүйесінде немесе бұлшық еттерінде осыған ұқсас басқа да түрлер кездесуі мүмкін.
Өмірлік цикл
Myxobolus cerebralis екі қожайынды өмірлік циклға ие, олар – лосось тәрізді балықтар және түтікшелі олигохеттер. Қазірге дейін M. cerebralis инфекциясына сезімтал деп танылған жалғыз құрт – Tubifex tubifex, бірақ ғалымдар қазір T. tubifex деп атайтын нәрсе шындығында бірнеше түрден тұруы мүмкін. Алдымен, миксоспоралар түтікшелі құрттармен жұтылады. Құрттың ішек қуысында споралар полярлық капсулаларын шығарып, полярлық жіпшелер арқылы ішек эпителийіне жабысады. Содан кейін қабықша жапырақшалары тігіс бойымен ашылады және екі ядролы ұрықтық жасуша құрттың ішек эпителий жасушаларының арасына еніп кіреді. Бұл жасуша көбейіп, мерогония деп аталатын жыныссыз жасуша бөліну процесі арқылы көптеген амебоидты жасушаларды жасайды. Көбею процесінің нәтижесінде 10-нан астам көршілес құрт сегменттеріндегі эпителий жасушаларының жасушааралық кеңістігі жұқтырылуы мүмкін. Жұққаннан кейін 60-90 күн өткен соң, паразиттың жыныстық жасушалары спорогенез процесінен өтеді және панспороцисттерге айналады, олардың әрқайсысында сегіз триактиномиксон сатысындағы споралар болады. Бұл споралар олигохеттің анусы арқылы суға шығарылады. Сонымен қатар, балық жұқтырылған олигохетті жеу арқылы да жұқтыруы мүмкін. Жұқтырылған түтікшелі құрттар кем дегенде бір жыл бойы триактиномиксонды бөліп шығара алады. Триактиномиксон споралары су ағындарымен тасымалданады, олар тері арқылы лосось тәрізді балықтарды жұқтыра алады. Бұл споралардың балыққа енуіне бірнеше секунд уақыт кетеді. Бес минут ішінде спороплазма деп аталатын ұрықтық жасушалар жиынтығы балықтың эпидермисіне еніп, бірнеше сағаттан кейін спороплазма балықтың ішінде таралатын жеке жасушаларға бөлінеді. Балықтың ішінде жасушаішілік және жасушааралық сатылар оның шеміршегінде жыныссыз эндогения арқылы көбейеді, яғни жаңа жасушалар ескі жасушалардың ішінде өседі. Балықтың ішіндегі соңғы саты – миксоспораның пайда болуы, ол спорогония арқылы қалыптасады. Олар балық шірігенде немесе жегенде сыртқы ортаға шығарылады. Жақындағы зерттеулер кейбір балықтар тірі кезінде де жұқпалы миксоспораларды бөліп шығара алатынын көрсетіп тұр. Миксоспоралар өте төзімді: "Myxobolus cerebralis споралары кем дегенде 3 ай бойы -20°C температурада тоңдыруға, кем дегенде 5 ай бойы 13°C температурада сазда тозуға және солтүстік су жыланының (Esox lucius) немесе жасыл қаздың (Anas platyrhynchos) ішегі арқылы өтуге, жұқпалылығын жоғалтпай төтеп бере алады" деп дәлелденген. Триактиномиксонның өмір сүру ұзақтығы температураға байланысты 34 күн немесе одан азды құрайды.
Патология
M. cerebralis инфекциясынан туындаған ересек бұршақ көбелектің сүйек деформациясы. M. cerebralis инфекциясы сальмондардың кең ауқымында кездеседі: «Атлантикалық» сальмондарының сегіз түрі, Salmo; «Тынық мұхиты» сальмондарының төрт түрі, Oncorhynchus; шараның төрт түрі, Salvelinus; сұр балық, Thymallus thymallus; және Hucho hucho. M. cerebralis балық-иесіне триактиномиксон спораларын тіркеу, тіндер мен жүйкелер арқылы түрлі сатылардағы қозғалыс, сондай-ақ хрящты қорыту арқылы зиян келтіреді. Балықтың құйрығы қараюы мүмкін, бірақ хрящтағы зақымданулардан басқа, ішкі органдары көбінесе сау көрінеді. Басқа белгілеріне сүйек деформациясы және жас балықтарда «айналу» мінез-құлқы (құйрықты қуу) жатады, бұл тепе-теңдіктің жоғалуынан деп есептелген, бірақ шындығында омыртқа миы мен ми сабағының төменгі бөлігінің зақымдануынан туындайды. Тәжірибелер көрсеткендей, балықтар миксоболосты теріде (антиденелерді пайдалану арқылы мүмкін) өлтіре алады, бірақ паразиттер орталық нерв жүйесіне көшкеннен кейін оларға шабуыл жасамайды. Бұл жауап түрлерге қарай өзгереді. T. tubifex-те ішек қабырғасынан триактиномиксон спораларының шығуы құрттың шырышты қабығына зақым келтіреді; бұл бір құртта мыңдаған рет болуы мүмкін және қоректік заттардың сіңірілуіне кедеріл келтіреді деп саналады. Споралар құрттан температура 10 °C мен 15 °C аралығында ғана шығарылады, сондықтан жылы немесе салқын судағы балықтардың жұқтыру ықтималдығы төмен, ал жұқтыру деңгейі маусымға қарай өзгереді.