Влияние дефицита кислорода на иммунную систему двустворчатых моллюсков
Effect of hypoxia on immune system of bivalve molluscs
Effect of hypoxia on immune system of bivalve molluscs
Дата
2022
Авторы (alternative)
Название журнала
Номер ISSN
Название тома
Издатель
Аннотация
В течение последних десятилетий исследования иммунной системы двустворчатых моллюсков сфокусированы на изучении влияния факторов внешней среды на базальный статус защитных систем организма. Иммунная система моллюсков чувствительна к действию абиотических факторов, среди которых наиболее существенны температура, солёность воды и уровень растворённого кислорода. Гипоксия широко распространена в прибрежных водах Мирового океана с 1950-х гг.; гипоксические зоны (с концентрацией кислорода менее 0,5 мл O2·л−1) сохраняются на шельфе в течение длительного времени, соответствующего продолжительности жизненного цикла многих гидробионтов. Двустворчатые моллюски, являясь бентосными организмами, часто попадают под воздействие пониженной концентрации растворённого кислорода. Данная группа водных беспозвоночных играет важную роль в функционировании водных экосистем, при этом двустворок активно используют для аквакультурного выращивания. Эффективность культивирования этих организмов напрямую зависит от их иммунного статуса, определяющего устойчивость к заболеваниям. Основу иммунной системы двустворчатых моллюсков составляет комплекс неспецифических реакций клеточного и гуморального компонентов. Гемоциты, циркулирующие в гемолимфе, являются ключевыми эффекторами клеточного иммунного ответа, которые, наряду с барьерными тканями моллюсков, осуществляют синтез гуморальных факторов с широким спектром антимикробной активности. Гемолимфа моллюсков различных видов содержит разные типы клеток, которые отличаются по размерам, морфологии и наличию включений в цитоплазме. Большинство видов двустворок имеет два типа гемоцитов — гранулярные и агранулярные гемоциты; они могут подразделяться на морфотипы в зависимости от числа и окраски гранул, размеров ядра и наличия органелл в цитоплазме. Считается, что гранулоциты являются основными иммунными клетками, осуществляющими фагоцитоз и (или) инкапсуляцию инфекционных агентов, а также их последующую нейтрализацию путём выделения активных форм кислорода, лизирующих ферментов и гуморальных антимикробных белков. Также в комплекс защитных систем организма входит антиоксидантная, тесно связанная с иммунитетом моллюсков, поскольку эта система осуществляет нейтрализацию активных форм кислорода, выделяющихся в процессе активации клеточных иммунных механизмов. Избыток этих веществ оказывает повреждающее действие на клетки моллюсков путём окисления белков, липидов цитоплазматической мембраны и ДНК. В настоящем обзоре приведены данные о влиянии недостатка кислорода на клеточный и гуморальный компоненты иммунной системы и на тканевый антиоксидантный комплекс двустворчатых моллюсков.
Аннотация (alternative)
Over the past decades, research on bivalve immune system is focused on studying the effect of environmental factors on the basal status of defense systems. The immune system of bivalves is greatly affected by abiotic factors, and the most significant ones are water temperature, salinity, and level of dissolved oxygen. Hypoxia is widespread in the coastal waters of the World Ocean since the 1950s. Hypoxic zones (with dissolved oxygen concentration < 0.5 mL O2·L−1) occur in shelf areas for a long time corresponding to the life cycle of many hydrobionts. Being benthic organisms, bivalve molluscs often experience reduced dissolved oxygen concentrations. This group of aquatic invertebrates both plays an important role in aquatic ecosystem functioning and is actively used in aquaculture. The efficiency of bivalve cultivation directly depends on its immune status determining resistance to diseases. The immune system of bivalve molluscs is based on a complex of nonspecific reactions of cellular and humoral components. Hemocytes circulating in the hemolymph are the key effectors of the cellular immune response which, along with the barrier tissues of molluscs, synthesize humoral factors with a wide spectrum of antimicrobial activity. The hemolymph of various bivalve species contains different cell types differing by size, morphology, and granulation of cytoplasm. Most bivalve species have 2 types of hemocytes – granular and agranular ones; those can be subdivided into morphotypes depending on number and color of granules, size of the nucleus, and presence of organelles in the cytoplasm. Granulocytes are considered the main immune cells that perform phagocytosis and (or) encapsulation of infectious agents, as well as their subsequent neutralization by releasing reactive oxygen species, lysing enzymes, and humoral antimicrobial proteins. Moreover, the complex of defense systems includes an antioxidant system which is closely related to mollusc immunity since it neutralizes reactive oxygen species releasing during cellular immune mechanism activation. An excess of these compounds damages mollusc cells by oxidizing proteins, cytoplasmic membrane lipids, and DNA. This article provides data on an oxygen deficiency effect on the cellular and humoral components of the immune system, as well as the tissue antioxidant complex of bivalve molluscs.
Ключевые слова
двустворчатые моллюски, иммунитет, гемоциты, гипоксия, антимикробные белки, антиоксидантный комплекс
Библиографическое описание
Андреева А. Ю., Кладченко Е. С., Гостюхина О. Л. Влияние дефицита кислорода на иммунную систему двустворчатых моллюсков // Морской биологический журнал. 2022. Т. 7, № 3. С. 3-16. https://marine-biology.ru/mbj/article/view/348
https://repository.marine-research.ru/handle/299011/11976
https://repository.marine-research.ru/handle/299011/11976