Нематология

Соевая цистовая нематода и яйцеклетка СЕМ

Нематология — научная дисциплина, занимающаяся изучением нематод, или круглых червей типа Нематода (Nematoda) из группы линяющих, беспозвоночных, которые являются одним из крупнейших в царстве животных по количеству видов (описано 80 000 видов, предполагается до 500 000). Область исследования нематологии во многом перекрывается с гельминтологией, изучающей паразитических червей (глисты), к которым относятся круглые черви (около 15 000 видов из них паразиты человека, животных и растений), такие как аскариды, волосатики, острицы и другие.

Термин

Название «Нематология» происходит от трёх греческих слов: νήμα — «нить» и εἶδος — «форма» + λόγος — «учение» — наука о нитевидных «кру́глых червях».

История науки

Хотя нематологические исследования восходят ко временам Аристотеля или даже раньше, нематология как независимая дисциплина берёт свое начало в середине — конце XIX века.

До 1750 года было зарегистрировано большое количество наблюдений за нематодами, многие из которых были сделаны выдающимися великими умами древней цивилизации. Гиппократ (ок. 420 г. до н. э.), Аристотель (ок. 350 г. до н. э.), Цельс (ок. 10 г. до н. э.), Гален (ок. 180 г. н. э.) и Реди (1684 г.) описывали нематод, паразитирующих на людях или других крупных животных и птицах. В 1683 году, Антони фон Левенгук (1632—1723) построил первый «грубый» микроскоп, который позволил ему создавать и видеть увеличенные изображения, слишком маленькие, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Левенгук исследовал многие вещи: капли дождя, слюну и гниющие вещества.

Бореллус (1653) был первым, кто наблюдал и описал свободноживущую нематоду, которую он назвал «уксусным угрем», а Тайсон (1683) использовал грубый микроскоп для описания грубой анатомии кишечного круглого червя человека Ascaris lumbricoides.

С 1750 до начала 1900-х годов нематологические исследования продолжали носить описательный и таксономический характер, сосредоточившись в основном на свободноживущих нематодах и паразитах растений и животных. В течение этого периода ряд продуктивных исследователей внесли свой вклад в область нематологии в Соединенных Штатах и за рубежом. Начиная с Нидэма и продолжая Коббом, нематологи составляли и постоянно пересматривали широкую описательную морфологическую таксономию нематод. Кобб заложил основы систематики нематод и описал более 1000 различных видов нематод.

Подъём и развитие нематологии произошли в середине XIX века. Вышли в свет монографии учёных Дюжардену (1845), Бастиану (1865), Де Ману (1884), в которых описываются некоторые виды нематод, паразитирующих на растениях.

В конце XIX века открываются и описываются некоторые виды нематод паразитирующие на растениях. Обнаружен вид нематод (Anguina graminis), вызывающий образование галлов не листьях злаков. Проведены первые наблюдения над нематодами, паразитирующими на корнях.

В XX веке приходятся основные исследования биологии многих видов нематод, их систематизация и разработка способов борьбы. И благодаря усилиям немецкого исследователя Кобба нематология получила признание науки. Он предложил понятия «нематология», «нематолог», «нематицид».

Выдающимся нематологом того времени считают немецкого учёного Гоффарта. Большой вклад в нематологию внёс И. Н. Филипьев. Им написаны фундаментальные труды по морским и пресноводным нематодам. Большое внимание он уделил изучению патогенных и почвенных нематод. Его книга «Нематоды вредные и полезные в сельском хозяйстве» (1934) явилась событием не только в советской, но и в зарубежной литературе.

Быстрое развитие нематологии и связанная с этим необходимость усиления сотрудничества в международном масштабе привели к созданию в 1953 году Европейского общества нематологов. Вместе с профессором Филипьевым с 1932 года работает Кирьянова Екатерина Сергеевна, которая до 1976 года возглавляла сектор гельминтологии Института зоологии АН СССР.

Диагностика нематодозов у людей и животных

Жизненный цикл стрептоцерки Mansonella

Прижизненная диагностика нематодозов у людей и животных в основном осуществляется по исследованию фекалий, так как основное место паразитирования нематод — это пищеварительная система и кишечник. Целью всех исследований является поиск яиц паразитов, которые позволяют верифицировать вид нематоды. Как правило, применяют методы Фюлллеборна, Бермана, Калантаряна, Харады и Мори с их модификациями. Исследования фекалий у человека для обнаружения личинок проводятся в основном при подозрении на стронгилоидоз и токсокароз, так как у человека, вызванные этими гельминтами заболевания протекают в ларвальной форме. Поскольку личинки нематод у теплокровных животных и человека чувствительны к температурным колебаниям, то есть требуют термостатных условий, для исследования берут теплые и свежие испражнения. В нативных препаратах, полученных с применением методов обогащения, фильтрации и миграции личинок (при градиенте температур растворов, содержащих фекалии), исследователи стремятся обнаружить живых подвижных личинок и определить их морфологические характеристики.

Материалы и методы

В исследованиях используется гистокопрологический метод, позволяющий обнаружить нематод и личинок в гистологических препаратах кала. Далее методика получения гистологического препарата стандартна — обезвоживание, проводка по парафину и получение блоков с последующей резкой материала и окраской срезов в гематоксилин-эозине. В окрашенных препаратах можно увидеть личинок, их кутикулы, яйца гельминтов, оплодотворенные и не оплодотворенные, поврежденные или вступившие в эмбриогенез, что иногда позволяют определить вид паразита. Несомненным достоинством данной методики является обнаружение в микропрепаратах личинок и кутикул личинок нематод, которые по строению у различных видов нематод однотипны, представляют собой кольцеобразные структуры, в виде цепочек с утолщенным телом. В препаратах в одном поле зрения может встречаться несколько личинок, что характеризует высокую их концентрацию и фактически миграционную фазу развития нематод. При лечении нематодозов, метод позволяет контролировать эффективность лечения по деструкции и исчезновению личинок в препарате, хотя, как показала практика, личинки достаточно устойчивы внутри организма хозяина, либо происходит их рециркуляция с повторным появлением их в кишечном содержимом, либо возникает повторное заражение. Поэтому с химическими антигельминтиками применяют энтеральные сорбенты, а иногда приходится прибегать к плазмоферезу.

Вклад в другие науки

Нематологи в 1800-х годах также внесли важный вклад в другие научные области. Бючли (1875) впервые наблюдал образование полярных телец путем деления ядер у нематоды, Бенеденв 1883 году впер­вые опи­сал со­зре­ва­ние яиц и оп­ло­до­тво­ре­ние у ас­ка­ри­ды, изучал Ascaris megalocephala, когда обнаружил отделение половин каждой из хромосом от двух родителей и механизм менделевской наследственности, и Бовери (1893) показал доказательства непрерывности зародышевой плазмы и того, что сама может рассматриваться как побочный продукт, не влияющий на наследственность.

Caenorhabditis elegans является широко используемым модельным видом, первоначально для развития нервной системы, а затем для генетики.

Учёные-нематологи

Натан Кобб

Литература

• Малахов В. В. Нематоды: строение, развитие, система и филогения. — Москва: Наука, 1986. — 215 с. — 750 экз.

• Chen, Z. X., Chen, S. Y., and Dickson, D. W. 2004. A Century of Plant Nematology. Pages 1-42 in: Nematology Advances and Perspectives, Vol 1. Tsinghua University Press, Beijing, China.

• Chitwood, B. G., and Chitwood, M. B. 1950. An Introduction to Nematology. Pages 1-5 in: Introduction to Nematology. University Park Press, Baltimore.

• Mai , W. F., and Motsinger, R. E. 1987. History of the Society of Nematologists. Pages 1-6 in: Vistas on Nematology. J. A. Veech and D. W. Dickson, eds. Society of Nematologists, Inc. Hyattsville, Maryland.

• Steiner, G. 1960. Nematology-An Outlook. Pages 3-7 in: Nematology: Fundamentals and Recent Advances. J. N. Sasser and W. R. Jenkins, eds. The University of North Carolina Press, Chapel Hill.

• Thorne, G. 1961. Introduction. Pages 1-21 in: Principles of Nematology. McGraw-Hill Book Company, Inc., New York.

• Van Gundy, S.D. 1980. Nematology — status and prospects: Let’s take off our blinders and broaden our horizons. Journal of Nematology 18:129-135.

Ссылки

• The Society of Nematologists