Ichthyophthirius multifiliis , часто называемый « Ich », [1] [2] — паразитическая инфузория, описанная французским паразитологом Фуке [ кто? ] в 1876 году. В роду встречается только один вид, который также дал название семейству. Название буквально переводится как «рыбья вошь со многими детьми». Паразит может заражать большинство видов пресноводных рыб и, в отличие от многих других паразитов, проявляет низкую специфичность к хозяину. Он проникает в эпителий жабр , кожу и плавники рыбы-хозяина и находится в качестве питающейся стадии (трофонта) внутри эпидермиса . Он виден как белое пятно на поверхности рыбы, но из-за своей внутренней микросреды обитания он является истинным эндопаразитом , а не эктопаразитом . [3]
Это вызывает заболевание, обычно называемое болезнью белых пятен из-за макроскопически видимых трофонтов (до 1 мм в диаметре) на коже и плавниках. Трофонт, непрерывно вращаясь, окружен клетками хозяина (эпидермальными клетками и лейкоцитами ), создавая крошечное возвышение кожи. Эти светоотражающие узелки распознаются как белые пятна. [4] [5]
При нарушении строгих правил биологической безопасности паразит может быть занесен в рыбоводный комплекс при переносе рыбы или оборудования из зараженных систем. Когда организм попадает в крупное рыбоводное хозяйство, его трудно контролировать из-за его быстрого репродуктивного цикла. Если не контролировать, инфекция может привести к 100% смертности в аквариуме.
Строгие меры управления, включая механические и химические методы, обычно применяются и могут удерживать инфекцию на приемлемом уровне на фермах. Однако эти меры являются дорогостоящими с точки зрения рабочей силы, химикатов и потерянной рыбы. [6]
Исследования в рамках проекта ParaFishControl проекта Horizon2020 указали на ряд новых подходов к контролю. Например, иммунная система рыб обладает способностью бороться с вторгающимися паразитами, и в будущем может быть разработана вакцина. [7] [8] Кроме того, новые бактериальные продукты (поверхностно-активные вещества из Pseudomonas ) могут напрямую убивать внешние стадии паразита, не причиняя вреда хозяину. [9]
Ichthyophthirius multifiliis наносит значительный ущерб жабрам и коже двумя способами. Во-первых, теронты проникают в эпителий хозяина, и когда количество паразитов велико по отношению к размеру рыбы, проникновение может непосредственно убить рыбу, нарушив целостность поверхности рыбы. Во-вторых, если вторжение прошло успешно, вторгшиеся теронты трансформируются в стадию трофонта в эпидермисе рыбы, где они развиваются и многократно увеличивают свой объем. [10] [11] Когда трофонты вырываются из своего эпидермального местонахождения, наступает сильное изъязвление, что приводит к высокой смертности хозяина. Осморегуляция рыбы нарушается как проникновением, так и побегом трофонта. Повреждение жабр хозяина также снижает эффективность дыхания рыбы, уменьшая потребление ею кислорода из воды.
Жизненный цикл паразита прямой, что означает, что в передаче не участвуют промежуточные хозяева. Он включает стадию трофонта, находящегося на поверхности рыбы (жаберный эпителий, кожа и эпидермис плавников). Эта стадия является стадией питания, которая непрерывно поглощает клеточный детрит и живые клетки хозяина в своем эпидермальном местоположении, что позволяет паразиту быстро расти в течение короткого времени - в зависимости от температуры.
Когда трофонт достигает определенного размера (100-1000 мкм), он вырывается из эпидермиса хозяина и свободно плавает как томонт (также покрытый ресничками). Через несколько минут или часов томонт прикрепляется к любой поверхности в пруду или аквариуме и образует толстую, студенистую стенку цисты. Это называется стадией томоцисты.
Внутри томоцисты происходит ряд митотических делений клеток, и в зависимости от температуры образуется до 1000 дочерних клеток (томитов). Они покидают томоцисту, проникая через стенку цисты, после чего плавают в воде аквариума в поисках хозяина-рыбы, в которую они быстро и эффективно проникают, если она наивна и неиммунизирована. [4]
Этот жизненный цикл сильно зависит от температуры воды, и весь жизненный цикл занимает примерно от 7 дней при 25 °C до 8 недель при 5-6 °C. [12]
Инфекция нарушает осморегуляцию и дыхание хозяина. Вторичные бактериальные и грибковые инфекции распространены из-за нарушения эпителиальных выстилок. Когда трофонты вырываются из эпидермиса, незащищенные (не покрытые слизистыми клетками) клетки становятся доступными для других патогенов.
Типичное поведение клинически инфицированных рыб включает:
Проникновение теронта может вызвать беспорядочное плавание и движения, отражающие раздражение поверхности рыбы. Трофонт не виден невооруженным глазом, пока он не поест рыбу и не вырастет до диаметра около 0,3-0,5 миллиметра. Белые пятна могут достигать более 1 мм в диаметре и легко распознаются на коже и плавниках, тогда как трофонты, прикрепленные к жабрам, трудно увидеть из-за жаберной крышки (operculum ) .
Кожа: Инфекции ихтиофтириоза обычно видны как одно или несколько характерных белых пятен на теле или плавниках рыбы. Белые пятна представляют собой отдельные клетки, называемые трофонтами, которые питаются клетками хозяина (клетки эпидермиса и лейкоциты, привлеченные к месту) и могут вырасти до 1 мм в диаметре. [3] [10] Тяжелые инфекции с последующими поражениями после выхода трофонтов оставляют кожу неровной, пушистой и сероватой.
Жабры: инфекция жабр может привести к дыханию на поверхности и усилению вентиляционных движений жаберных крышек.
Из-за низкой специфичности паразита к хозяину инфекция Ich известна во всех исследованных системах пресноводных рыб. Однако восприимчивость и воздействие различаются между видами хозяев. Радужная форель , сом и угри являются высоковосприимчивыми видами рыб, и неконтролируемое заражение приводит к почти 100% смертности. Некоторые карповые , такие как данио-рерио , имеют более высокую врожденную защиту и могут избавиться от инфекции быстрее, чем другие виды.
Макроскопически видимые трофонты (белые пятна) на коже или плавниках часто являются основой для предварительного диагноза инфекции I. multifiliis . Диагноз может быть подтвержден микроскопическим исследованием мазков кожи и жабр. Соскобы кожи, плавников или жабровых поверхностей (с помощью покровного стекла или скальпеля) и последующее размещение на предметном стекле микроскопа с несколькими каплями воды под покровным стеклом следует исследовать под световым микроскопом (увеличение 20-400 крат). Трофонт медленно вращается, покрыт быстро бьющимися ресничками и имеет заметное подковообразное макроядро. Молекулярная диагностика может быть основана на знании генов, кодирующих i-антиген паразита [13] , и проводится с помощью ПЦР и количественной ПЦР в реальном времени .
Различные химиотерапевтические препараты могут применяться для лечения инфицированных рыб и инфицированных рыбоводческих систем, но всегда следует соблюдать осторожность во время любого лечения. Некоторые препараты токсичны для определенных видов рыб, и любой метод лечения должен учитывать вид рыб (некоторые не переносят определенные лекарства). Малахитовый зеленый ранее был препаратом выбора, но из-за его канцерогенности этот органический краситель теперь запрещен в некоторых странах. [ необходима цитата ] Формалин при многократном применении (30–50 мг/л) убивает инфекционных теронтов и томонтов, но из-за его канцерогенности следует использовать другие химиотерапевтические препараты. Сульфат меди , метиленовый синий и перманганат калия эффективны, но сомнительны с точки зрения экологии. Медь все еще может применяться в некоторых странах, но ее легко передозировать. Рекомендуемая дозировка составляет 0,15–0,3 мг/л, а концентрация никогда не должна превышать 0,4 мг/л. Медь заметно более токсична для рыб в мягкой воде, чем в жесткой. Такие препараты, как метронидазол и гидрохлорид хинина, также эффективны, но для их приобретения требуется рецепт от ветеринарного органа.
Экологически чистые продукты включают перекись водорода и продукты, выделяющие перекись водорода, такие как перкарбонат натрия и надуксусная кислота . [6] Эти соединения можно добавлять в воду аквариума и уничтожать теронты и томонты, но они не влияют на стадию трофонта в коже рыбы. Токсичность перекиси водорода увеличивается при более высоких температурах. Хлорид натрия при применении в концентрации не менее 7,5 г/л подавляет образование инфекционных теронтов в томоцистах. [12] При использовании в концентрации 10 г/л в течение 14 дней паразит может быть уничтожен в системе рециркуляционной рыбоводной фермы.
Недавно была показана эффективность широкого ряда растительных экстрактов, включая чесночный сок, который оказывает токсическое воздействие на теронтов и трофонтов. [14] Биологический контроль также продемонстрировал свой потенциал. Было показано, что липопептид, выделяемый в качестве поверхностно-активного вещества из бактерии Pseudomonas H6 , убивает теронтов, томонтов и томоцист. [9] Он не токсичен для рыб, что говорит о том, что будущий контроль может быть основан на экологически чистых, натуральных продуктах.
Можно применять полное удаление рыбы и повторный перенос в чистые резервуары. Теронты, подвижная и заражающая рыб стадия жизненного цикла ихтиофтириоза, выходят из томоцисты на дне резервуара. Однако без рыбы, к которой можно повторно прикрепиться, теронты погибают в течение 48 часов (при более высоких температурах). Эффективный способ очистить популяцию рыб от ихтиофтириоза — это переносить всех рыб, несущих трофонтов на коже, плавниках или жабрах, в незараженный резервуар каждые 24 часа. Тогда рыбы не заражаются повторно, и через несколько дней (в зависимости от температуры) рыбы избавляются от инфекции, потому что трофонты выходят в течение этого периода. У них недостаточно времени для производства теронтов, так как 24 часа — слишком короткий срок для развития выпущенных томонтов через томоцисты, выпускающие инфекционную стадию. В условиях более холодной воды эти процедуры управления следует продолжать в течение более длительного времени. Другой метод — использовать механическую фильтрацию воды с использованием размеров ячеек 80 микрон. Это удаляет томонты из воды до того, как они осядут и перейдут в стадию томоцисты (этап размножения). [6]
Приоритет следует отдать предотвращению заноса паразита в первую очередь. Новая тепловодная рыба должна проходить карантин не менее четырех недель, а холодноводная рыба — восемь недель. Признание мер биобезопасности для персонала рыбоводческого хозяйства, включая использование биоцидной ножной ванны, отдельной одежды для подразделения, использование отдельного оборудования и дезинфекцию рук до и после обслуживания каждого резервуара, снижает риск распространения паразита между подразделениями. [11]
Реакция хозяина может обеспечить некоторую защиту. Рыбы, выздоравливающие после инфекции, частично защищены от повторного заражения и могут противостоять новому заражению. [4] Профилактика заболевания вакцинацией в настоящее время невозможна из-за отсутствия коммерчески доступной вакцины. Однако несколько исследований выявили потенциальные белки-кандидаты на вакцину, например, i-антигены и другие, паразита, что предполагает возможность создания вакцины в будущем. [7] [8]
Из-за появления и воздействия I. multifiliis в системах пресноводных рыбоводных хозяйств по всему миру, в лабораториях по всему миру проводятся значительные исследовательские работы. Новые препараты и растительные экстракты тестируются на предмет их воздействия на различные стадии паразита.
В европейском исследовательском проекте ParaFishControl, поддерживаемом H2020 , был изучен ряд методов контроля. Паразит может быть размножен в лабораторных условиях - наиболее успешно в хозяевах ( in vivo ), но также клеточные культуры могут поддерживать часть жизненного цикла ( in vitro ) [15] . Экспериментальные вакцины тестируются для будущих целей контроля. [8] Поверхностно-активные вещества (с высоким паразитицидным эффектом) из встречающихся в природе бактерий, таких как Pseudomonas , изучаются и готовятся к продаже. [9] Было показано, что травяные экстракты стимулируют иммунные реакции рыб (и тем самым частично подавляют развитие трофонта), таких как радужная форель . Процедуры управления, основанные на базовом понимании жизненного цикла, могут значительно снизить инфекционное давление. В совокупности эти подходы могут применяться для комплексного контроля инфекций I. multifiliis у аквакультурных рыб. В связи с развитием систем аквакультуры, влияющих на жизненный цикл и патогенность паразитов, необходимы дальнейшие исследования для обеспечения контроля над этим паразитозом и в будущем.
{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: numeric names: authors list (link)