Зараженность черноморско-каспийской тюльки (Clupeonella cultriventris) в Камском водохранилище цестодой рода Proteocephalus и гистологическое исследование кишечника рыбы при инвазии данными паразитами

Введение. Черноморско-каспийская тюлька (килька) Clupeonella cultriventris (Nordmann, 1840) является единственным представителем семейства Clupeidae (Cuvier 1816), принадлежащим к солоновато-водному понто-каспийскому виду рыб, который массово расселился по всему Волго-Камскому бассейну. Тюлька адаптировалась к условиям среды и занимает устойчивое положение в экосистеме. Она имеет высокую плотность и часто доминирует среди пелагических видов рыб большинства водохранилищ [1].

В Камском бассейне тюлька впервые зарегистрирована как вид-вселенец в 1971 г. в Воткинском водохранилище, в 1975 г. — в Камском [2], в 1979 г. — в Нижнекамском [3]. До 2014 г. данные по количеству тюльки в Камском водохранилище в официальной рыбопромысловой статистике отсутствуют. С 2014 по 2020 гг. относительная ее численность на разных участках водохранилища составляла от 0,1 % до 0,2 % от общего улова [4].

Вследствие расселения чужеродных видов животных возникает вероятность распространения связанных с ними паразитов [5]. Установлено, что в бассейне реки Волги за 20 лет количество паразитов-вселенцев увеличилось в 3 раза ввиду увеличения числа чужеродных видов рыб и беспозвоночных. Из 47 зарегистрированных чужеродных видов паразитов 80 % являлись случайными интродуцентами, а 20 % расширили свой ареал в пределах водоема. При этом 75 % локально натурализовались, а 15 % натурализовались и распространились по водохранилищам [6]. Основными векторами распространения инвазий в бассейне Волги являются случайная интродукция с хозяевами и саморасселение вместе с хозяевами. Так, было обнаружено естественное расширение ареала цестод Eubothrium rugosum, Cystidicola farionis, Proteocephalus longicollis, Triaenophorus crassus с севера на юг вследствие создания водохранилищ, которые классифицируются как «слабопроточные озера» [6].

Изучение ассоциированных с рыбами-вселенцами чужеродных паразитов актуально, так как они могут использоваться в качестве биологических меток для исследования миграционной активности, определения вектора и направления распространения при прогнозировании динамики численности популяций хозяев-вселенцев [7]. Однако исследованию паразитофауны непресноводной тюльки посвящены немногочисленные статьи. Сообщается, что у каспийской кильки в целом наблюдается обеднение видового состава паразитов. Специфическими для сельдевых являются трематоды, личинки анизакидных нематод и скребни [8]. У тюльки из Азовского моря обнаружены изоподы, личинки трематод и анизакидных нематод [9]. У тюльки из Черного и Азовского морей дополнительно найдены моногенеи, цестоды, трематоды и скребни [10]. В казахстанском секторе Каспийского моря у C. сultriventris обнаружены нерегистрируемые ранее анизакидные нематоды [11]. Стоит учесть, что указанные гельминты имеют эпидемиологическое значение [12], поэтому потенциально их можно рассматривать как источник инвазии.

Относительно пресноводных форм черноморско-каспийской тюльки в период 2000–2010 гг. в Иваньковском, Рыбинском, Горьковском, Чебоксарском и Шекснинском водохранилищах наблюдали отсутствие специфических для сельдевых паразитов, единично обнаруживали молодых цестод, метацеркарии и мариты трематод, неполовозрелых нематод, глохидии и рачки [13]. За последние пять лет публикации посвящены обследованию тюльки из Горьковского водохранилища на наличие метацеркарий трематод [5], из Иваньковского — на наличие кровепаразитов [14], которые неспецифичны для сельдевых.

Материалов по исследованию гистологических изменений у тюльки при инвазионных болезнях крайне мало. Описаны гистологические изменения в кишечнике C. сultriventris caspia из Среднего и Южного Каспия при инвазии специфичными трематодами при совместных неопластических процессах во внутренних органах [15].

С момента вселения C. сultriventris в Камское водохранилище прошло 50 лет, однако исследования паразитофауны и гистологических изменений в кишечнике тюльки при неспецифических инвазиях отсутствуют. Цель работы — изучить зараженность черноморско-каспийской тюльки в Камском водохранилище цестодой рода Proteocephalus и выполнить гистологическое исследование кишечника рыбы при данной инвазии.

Материалы и методы. C. cultriventris (n=83) отобрана в осенне-зимний период 2024 г. в нескольких районах Камского водохранилища: в верхнем районе около деревни Быстрая (59°25' с.ш., 56°23' в.д.); в центральном районе около острова Бор (58°96' с.ш., 56°22' в.д.); и в нижнем районе напротив поселка Хохловка (58°13' с.ш., 56°20' в.д.). Обработку ихтиологического материала осуществляли согласно общепринятым методикам [16]. Паразитологическое исследование выполняли на кафедре инфекционных болезней ФГБОУ ВО ПГАТУ по методике И.Е. Быховской-Павловской [17], осуществляли морфологическую идентификацию по определителю [18], рассчитывали паразитологические индексы.

Для гистологического исследования отбирали кишечник инвазированных цестодами экземпляров, фиксировали 4-процентным раствором формальдегида. Изготовление препаратов выполняли в лаборатории гистопатологии ГБУЗ ПК «Краевая детская клиническая больница» по стандартной методике. Готовые гистологические срезы сканировали с помощью автоматической системы Vision Assist (West Medica, Австрия) и программного обеспечения для автоматизации микроскопии Vision (ООО «Медика Продакт», Россия). Математическую обработку полученных данных выполняли в программе Microsoft Excel.

Результаты исследования. Анализ паразитологических индексов выявил неравномерную зараженность тюльки цестодами рода Proteocephalus в разных районах Камского водохранилища: самая высокая экстенсивность инвазии (ЭИ) отмечалась в центральном районе; примерно в 4 раза ниже — у рыбы из верхнего района (при этом интенсивность инвазии (ИИ) в этих районах была примерно одинаковой); особи из нижнего района оказались свободными от данной инвазии. Неполный биологический анализ показал, что размерно-весовые параметры рыбы из верхнего и нижнего районов были существенно лучше, чем экземпляров из центрального района, — примерно в 2 раза по весу и в 1,2 раза по длине (таблица 1).

При неполном гельминтологическом вcкрытии в кишечнике тюльки мы обнаружили неполовозрелых цестод, относящихся к роду Proteocephalus (рис. 1). Видовую идентификацию не выполняли, так как цестоды находились в предвзрослой стадии. При изучении морфологии сколекса они соответствовали описанию P. torulosus ввиду наличия четырех боковых присосок при отсутствии апикальной.

При гистологическом исследовании препаратов в полях зрения находились свободнолежащие цестоды Proteocephalus sp. на ювенальной стадии развития (рис. 2).

На уровне слизистой оболочки и подслизистого слоя кишечника обнаружены патологические изменения в тканях. Эпителий находился в состоянии десквамации, строма ворсинок рыхлая и отечная (рис. 3).

По внутренней поверхности подслизистого слоя прерывисто располагались клетки вытянутой формы с овальными ядрами (рис. 4).

Обсуждение и заключение. Для черноморско-каспийской тюльки характерна размерная изменчивость, которая зависит от кормовой базы водоема, включая размеры пищевых частиц, от температурных режимов под влиянием ГЭС, от наличия хищников и конкурентов, а также от развития промысла. На основании проведенных исследований размерную изменчивость тюльки из волжских водохранилищ связывают с условиями обитания и давностью вселения вида [2]. Однако, если учитывать ЭИ, то можно предположить, что зараженность рыбы кишечными гельминтами также влияет на ее размерно-весовые характеристики, что подтверждается исследованиями других цестодозов [19]. Недавно было установлено, что во время инвазии цестоды выделяют ингибиторы ферментов, что приводит к снижению протеолитической активности слизистых оболочек кишечника [20] и, как следствие, нарушению пищеварения и ассимиляции питательных веществ.

Протеоцефалюсы у тюльки находились в кишечнике, что согласуется с литературными данными при индикации других видов [21][22]. Однако стали появляться сообщения о локации личинок семейства Proteocephalidae [21], личинок P. ambloplitis вне кишечника у вторых промежуточных хозяев-рыб [23].

Первое упоминание об обнаружении Proteocephalus sp. (juv) у кильки в Волго-Донском канале [24] датируется 50-ми годами прошлого века, когда создавались каскады водохранилищ и бассейны каналов [25]. Затем данная инвазия регистрировалась в Рыбинском водохранилище в 2000-2001 гг. (ЭИ 2,4±1,6 [26]); в 2005 г. (ЭИ 0,6±0,6 [13]); при появлении вселенца с 1993 г. [25]. Позднее сообщается, что неспецифические, редкие цестоды относились к P. percae (juv) [13].

Обнаружение незрелых цестод может быть связано с сезонной полицикличностью, зависящей от географического положения и экологических условий [21]. Для протеоцефалюсов характерен долгий препродуктивный период, охватывающий большую часть года, и короткий репродуктивный — менее двух месяцев. Численность популяции, соответственно, в препродуктивный период — более 99 %, в репродуктивный — около 0,02 % [21, 27]. Рост, созревание и элиминация цестод зависят от температурных условий среды, гормонального фона хозяина [21], его физиологического состояния, устойчивости кормовой базы и внутривидовой конкуренции [27].

При идентификации необходимо проводить генетическое подтверждение ввиду высокой изменчивости протеоцефалюсов [27–29], при детекции личиночных форм, понимания эпизоотологии [22] и инвазии одновременно несколькими видами Proteocephalus sp. [30]. Отсутствие апикальной присоски является нехарактерным признаком, в одной кладе могут находиться виды с отчетливой апикальной присоской, тогда как виды без нее включены в разные клады [31].

Потенциально тюлька из Камского водохранилища может быть инвазирована четырьмя видами протеоцефалюсов: Р. реrсае, P. cernuaе, P. torulosus и P. longicollis. Учитывая биологические особенности и потребности [28], экологический тип поведения хозяина [29], для тюльки возможна инвазия Р. реrсае. Тюлька теплолюбива, типичный плантофаг, предпочитает борельный равнинный комплекс, в водоеме данная инвазия регистрируется у окуней [32]. Р. реrсае широко распространен в Палеарктике, отличается полигостальностью [28], обладает полиморфизмом [27][28]. Для него характерен годичный цикл развития [21, 27]. Для Р. реrсае описаны абортивные (тупиковые) хозяева, в которых они не развиваются [28]. Р. реrсае имеет филогенетическую связь с P. longicollis — сходство 98 %, несмотря на генетическую отдаленность хозяев [31].

Условия водоема [28] и узкая специфичность [31] не подходят для инвазии тюльки P. cernuaе, но тип питания и экологического поведения [28][29], цикл развития [21][26] — такие, как у Р. реrсае, и представляют возможность для инвазии P. cernuaе. В Камском водохранилище P. cernuaе регистрировали у ерша [32, 33] и окуня [32]. Экспериментально установлено, что неспецифические хозяева могут являться транспортными для молодых и зрелых цестод, в которых они не развиваются, но выживают [21]. Генетически P. cernuaе имеет высокий процент сходства (94–99 %) с P. percae [31].

У тюльки также может развиваться инвазия P. torulosus. Среди карповых из Камского водохранилища P. torulosus обнаруживали у плотвы, елеца, язя, уклеи, леща [33]. Среди карповых установлено несколько гостальных группировок P. torulosus, зависящих от вида хозяина и пищевой специализации [34]. У разных видов хозяев паразит образует отдельные экологические формы [34], отличающиеся фенотипически. Одинаковый характер питания тюльки и уклеи предполагает вероятность инвазии. Гостальная радиация обеспечивает условия для генетической изменчивости, что способствует развитию устойчивости и пластичности цестоды карповых [34]. Данный вид морфологически отличается от всех представителей рода, формирует отдельную кладу, имеет низкое генетическое сходство с другими видами протеоцефалюсов [31].

Для P. longicollis характерен полиморфизм органов прикрепления [29], он зарегистрирован у широкого круга рыб разных отрядов: миногообразных, окунеобразных, сельдеобразных, трескообразных [35]. В Камском водохранилище никогда не регистрировался. Тип водоема и тип питания [28], цикл развития [21] подходят для инвазии данным видом, однако температурные режимы не характерны (хотя, учитывая изменение климата, такую инвазию нельзя исключать). Зафиксирован случай адаптации P. longicollis у Cobitis taenia (вьюновые) и Perca fluviatilis (окуневые) [21].

Говоря о гистологических изменениях в кишечнике рыбы при инвазии цестодами рода Proteocephalus sp., интересно сопоставить полученные нами результаты у тюльки с данными публикаций, касающихся других видов рыб. Так, при инвазии специфическим для европейского сома (Silurus glanis) видом P. osculates с ЭИ 6 %, ИИ 1-17, выявлены механические повреждения ткани кишечника, некроз, воспаление, точечные кровоизлияния вследствие фиксации паразита, а также пониженную секрецию слизи, инфильтрацию лимфоцитами в слизистый и подслизистый слои кишечника [36].

Описаны гистологические изменения у электрического сома (Malapterurus electricus) при инвазии двумя формами цестод семейства Proteocephalidae вида Corallobothrium solidum (ЭИ 75 %, ИИ 1-50), а также африканского гигантского сома Heterobranchus bidorsalis при заражении половозрелыми Proteocephalus sp. (ЭИ 40 %, ИИ 1-4). У обоих видов сомов представителей взрослых цестод находили в кишечнике, и только у M. electricus личинки C. solidum обнаружили под кожей и на брыжейке. В кишечнике M. electricus фиксировали некроз и деформацию мышечной оболочки, кровоизлияния, инфильтрацию тканей клетками воспаления и эозинофилами. Отмечено, что взрослые формы C. solidum и Proteocephalus sp. прочно крепятся к слизистой кишечника, вызывая повышение отделения слизи и застойные явления в стенке кишечника. Вследствие повреждений и нарушения пищеварения, конкуренции за питательные вещества у рыбы возникает физиологический стресс [23].

В нашем исследовании, посвященном тюльке, мы не наблюдали взрослых цестод (только предвзрослые формы, свободно лежащие в кишечнике) и высокой ИИ, фиксации паразитов, инвазии внутренних органов, кровоизлияний в кишечнике. При микроскопии выявлено хроническое воспаление слизистого и подслизистого слоев кишечника, что характерно для незначительных патологических процессов, но, вероятно, достаточно, чтобы вызвать стресс у хозяина. Для уточнения паразито-хозяинных отношений между C. cultriventris и Proteocephalus sp. необходимы дополнительные исследования, включающие генетическую идентификацию.