Svepelektronmikroskopi observationer av hedgehog magen masken, Physaloptera clausa (spirurida: Physalopteridae)

svepelektronmikroskopiska observationer av hedgehog magen masken, Physaloptera clausa
(spirurida: Physalopteridae) Bild Sammanfattning
Bakgrund
Physaloptera clausa
(spirurida: Physalopteridae) nematoder parasiterar magen av den europeiska igelkotten (Erinaceus europaeus
) och orsaka viktminskning, anorexi och magsår. Den aktuella studien är den första morfologiska beskrivning av vuxna P. clausa
magarna hos infekterade igelkottar, med hjälp av svepelektronmikroskop (SEM).
Metoder
Från juni till oktober 2011, 10 P. clausa
från igelkott fixerades, torkades, överdragna och utsattes för SEM-undersökning.
Resultat
Hanar och honor (22-30 mm och 28-47 mm respektive) var kraftigt, med nagelband reflektera över läpparna till bilda en stor cefaliska collarette och visande fina tvärgående skiktningar i båda könen. Munnen präglades av två stora, enkla triangulära sido pseudolabia, varje beväpnade med externa och interna tänder. Inne munhålan, kan observeras en cirkel av interna små tänder. Runt munnen, var fyra sub-median KRANIE papiller och två stora amphids också observerats. Den främre änden av både manliga och kvinnliga bar en utsöndrings por på den ventrala sidan och ett par sidoflimmer livmoderhalscancer papiller. I den kvinnliga masken, var vulva ligger i mitten och äggen kännetecknades av släta ytor. Den bakre änden av den kvinnliga masken var Stumpy med två stora phasmids i närhet till dess ände. Den bakre änden av den manliga hade stor lateral Alae, förenade med varandra anteriort tvärs den ventrala ytan, med subequal och olikartade spicules, samt fyra par stalked pre-kloak papiller, tre par av post-kloak papiller, och två phasmids. Tre fastsittande papiller inträffade anteriort och fyra baktill till kloaken.
Slutsatser
nuvarande SEM Studien ger den första djupgående morfologiska karakterisering av vuxna P. clausa
, och belyser likheter och skillnader med P. bispiculata P . herthameyerae, Heliconema longissimum Mössor och turgida turgida
.
Nyckelord
Hedgehog Nematode Physaloptera clausa
Morfologi Svepelektronmikroskopi bakgrund
Vuxna nematoder av släktet Physaloptera
Rudolphi 1819, förekommer i magen och sällan i tunntarmen av amfibier, reptiler, fåglar och ett brett spektrum av insektsätande och allätande däggdjur i hela världen [1-6]. Den första posten i Physaloptera
en pungdjur var att Ortlepp [1], som beskrev en art från en näspunggrävling australiska näspunggrävlingar nasuta
Geoffroy, som dog på London Zoo. Ortlepp inte namnge arter, eftersom asymmetrin av den ventrala kaudala papiller på svansen av den manliga var onormal [1, 7]. 1999, Norman och Beveridge redescribed den Physaloptera
arter (P. peramelis
, P. thalacomys, Mössor och Physaloptera
sp. Från Isoodon macrourus
både australiska näspunggrävlingar nasuta Mössor och) i bandicoots (Marsupialia: Perameloidea) i Australien [7]. Vuxna honor är ovoviviparous och livscykeln innebär insekter inklusive skalbaggar, kackerlackor och syrsor som mellanvärdar och reptiler som transportvärdar [8-13]. Parasiten är vanligtvis stadigt fäst vid slemhinnan i den slutgiltiga värden, varifrån de livnär sig på blod. Det har rapporterats [14] att parasiterna kan ibland ändra sin bindningsställe, därför orsakar bildandet av ett stort antal små ödematösa sår och följaktligen blödning, inflammation och ökad slemproduktion. Tunga infektioner leda till blodbrist, svaghet, anorexi, diarré, kakexi, och viktminskning. Diagnos bygger ofta på observation av kliniska tecken och parasit ägg i avföringen hos ryggradsdjur värd [14].
Physaloptera clausa
orsakar allvarliga magsår i den europeiska igelkotten (Erinaceus europaeus
), och har varit rapporteras från Israel, Italien, Tyskland, Turkiet, och Polen [15-19]. Hittills finns det en brist på information om morfologin av arter inom familjerna Physalopteridae och spiruridae [6, 20-30]. Den aktuella studien behandlar denna lucka i kunskap genom att rapportera den första SEM beskrivning av vuxna P. clausa
magarna hos infekterade igelkottar.
Metoder
igelkott är taggig däggdjur som har blivit populära som exotiska husdjur i detta område. Dessa djur spelar en roll i överföringen av en mängd olika virus, bakterier, svampar och parasiter, varav vissa har zoonotiska betydelse [31]. Till exempel föreslås att igelkottar kan vara värd för trikiner
spp i vissa delar av världen [32]. Dessa djur är smittade med gastrointestinala nematoder. En av parasiterna i igelkottar är Physaloptera clausa
en vanlig art i familjen av Physalopteridae. Vuxna honor är ovoviviparous och leddjursarter fungerar som mellanvärdar. I infekterade angripna djur, kan ett stort antal parasiter leda till svaghet, kakexi, anemi, lätt diarré och viktminskning. Dessutom P. clausa
kan fungera som en vektor av leptospiros tillhandahålla en föroreningskälla för djur och människor [15]. Därför, både igelkott och P. clausa
kan vara viktigt att studera.
Från juni till oktober 2011, tolv slaktkroppar (vissa hittades döda på gårdar och några dödades av motorfordon på vägen) av igelkott (6 kvinnor och 6 män) remitterades till Institutionen för patobiologi, vid fakulteten för veterinärmedicin, Urmia University, Iran. Parasitologiska och histopatologiska undersökningar utfördes speciellt för insamling av magen nematoder. Vid obduktion var överbelastning av fäststället nematoder och ödem, erosion och en förtjockad magsäcksväggen observerats. Totalt 10 maskar (5 honor och 5 män) valdes för SEM-undersökning. Maskarna tvättades i 2% natriumkakodylatbuffert (pH 7,2), och rensas sedan med Lactophenol lösning (25% glycerol, 25% mjölksyra, 25% fenol, 25% destillerat vatten). Prover identifierades som P. clausa
baserad på morfologiska funktioner såsom KRANIE arrangemang; avstånd i vulva från främre änden av den kvinnliga; antal, storlek och placering av manliga stjärtfenan papiller; cuticular utsmyckning av den ventrala delen av post svansen; form och storlek av nålar [2, 3, 33-37]. Maskarna placerades därefter i 4% glutaraldehyd och granskas vid avdelningen för patologi och molekylär medicin, McMaster University, Kanada. Nematoderna sattes i färsk 4% glutaraldehyd under 2 h, efter fixerades i 1% osmiumtetraoxid i kakodylatbuffert (pH 7,2) vid 4 ° C under 1 h och dehydratiserades genom en serie av ökande etanolkoncentrationer (50, 75, 96 och 100%). Worms torkades sedan med flytande CO 2 i en kritisk punkt torrare apparat (Critical PointDrier, Model no. 2800, Ladd Research Industries, Burlington, VT, USA). Varje mask placerades på en numrerad aluminium stump, som belades med guld i en jon beläggnings sputter enhet (Sputter Coater, Modell nr. E5100, Polaron Instruments, USA) och undersöktes med en JEOL JSM-840 svepelektronmikroskop drivs vid 20 kV . Fotografier togs med en digital inhämtningssystemet för analoga SEM (GW Electronics, Norcross, GA, USA).
Resultat
alla maskar bort från magen av de undersökta igelkottar identifierades som P. clausa
. Maskarna var vita till färgen, stout och nagelband reflekterades över läpparna att bilda en stor cefaliska collarette (Figures1A-C). Runt buckal öppningen, var fyra cefaliska papiller och två stora amphids observer (Figures1B, C). Munhålan, omgiven av en tjock vägg, var cylindrisk och som kännetecknas av två stora, enkla triangulära sido pseudolabia, var och beväpnade med externa (Figur 1B) och interna (Figures1C, D) tänder. Figur 1 svepelektronmikro visar främre änden av kvinnliga Physaloptera clausa. A, Cephalic papiller (tunna pilar), cefaliska collarette (tjock pil), och flimmer livmoderhalscancer papilla (CP). Bar = 150 | im. B, Triangulär lateral pseudolabia (LPL), utvändiga tänder (T), en av två amphids (A), två av fyra cefaliska papiller (CP), och cefaliska collarette (stjärna). Bar = 42,9 | j, m. C, Två amphids (A), fyra cefaliska papillae (CP), cefaliska collarette (stjärna), och en cirkel av inre små tänder i munnen (pilspets). Bar = 100 | j, m. D, högre förstoring av insidan av munnen (stjärna), och inre små tänder (T). Bar = 5 um. Review, en utsöndrings por och ett par sidoflimmer livmoderhalscancer papiller med ett kluster av små papiller observerades på den ventrala ytan av den främre änden av både manliga och kvinnliga (Figures2A, C). Nagelbanden präglades av fina tvärgående strimmor i båda könen (Figures2B-D). I en kvinnlig mask, var en onormal cilierade cervikal papilla observerades (Figur 2B). Alla kvinnliga maskar bar en enda papilla 589 um från den främre änden (figur 2D). Figur 2 svepelektronmikro visar främre änden av kvinnliga Physaloptera clausa. A, Högre förstoring av cilierade cervikal papilla (CP), och en samling av små papiller (P). Bar = 10 ^ m. B, högre förstoring av en onormal flimmer livmoderhalscancer papilla (pilspets) och cuticular tvär strimmor (TS). Bar = 20 ^ m. C, Högre förstoring av utsöndrings poren (EP), och cuticular tvärgående strimmor (TS). Bar = 20 ^ m. D, högre förstoring av en enda papilla (stjärna), och cuticular tvär strimmor (TS). Bar = 7,5 pm.
Honorna var 28-47 mm lång och 1,3-1,6 mm bred. Den kvinnliga vulva var belägen framför mitten av kroppen. Mönstret av nagelband runt vulva skilde sig från de cuticular tvärgående strimmor (figur 3A). Äggen var ovala, med släta ytor och mätte 38 x 52 m (Figur 3B). Anal por var belägen vid den bakre änden (figur 3C). Vid trubbiga rundade bakre änden har två subterminal stora phasmids observeras, cirka 222 pm från den bakre änden (Figur 3D). Figur 3 svepelektronmikro visar kvinnliga Physaloptera clausa. A, Vulva (V), och nagelband runt vulva (stjärnor). Bar = 20 ^ m. B, ägg (ägg). Bar = 3 | im. C, Anal por (AP). Bar = 75 ^ m. D, Högre förstoring av phasmids (Ph). Bar = 85,7 pm.
Hanarna var 22-30 mm lång och 0.82-1.31 mm bred. Den manliga svans bar stora sido Alae möte ventralt framför kloaken; de spicules var subequal och avvikande (Figur 4A, B, D). Medan den högra spikler präglades av en vass spets (Figur 4B), den vänstra spikler hade en tjock ände (Figures4A, D). Anteriort och posteriort till kloaken, tre och fyra fastsittande papiller, respektive, observerades (Figur 4D). Den bakre änden av den manliga kännetecknades av närvaron av fyra par av stalked pre-kloak papiller (Figur 4B-D), tre par av post-kloak papiller (Figur 4D-F) och två phasmids (Figur 4E, F). Figur 4 svepelektronmikro visar bakre änden av manliga Physaloptera clausa. A, caudal Alae (CA), och spikler (S). Bar = 429 | j, m. B, Stjärt Alae (stjärna), fyra smög precloacal papiller (PrCP), tre postoacal papiller (POCP) och cuticular åsar (CR). Bar = 375 | j, m. C, Högre förstoring av fyra av stalked precloacal papiller (PrCP), och cuticular åsar (CR). Bar = 75 ^ m. D, smög precloacal papiller (PrCP), postcloacal papiller (POCP), tre (pilspets) och fyra (pilar) fastsittande papiller direkt till främre och bakre till kloak, respektive vänster spikler (LS), och cuticular åsar (CR). Bar = 100 | j, m. E, stegade precloacal papillae (PrCP), postcloacal papillae (POCP) och phasmids (Ph). Bar = 150 | im. F, högre förstoring av postcloacal papiller (POCP), och fasmid (Ph). Diskussion
nuvarande SEM studie Bar = 60 pm.
Ger morfologiska beskrivningar av både manliga och kvinnliga P. clausa
, för första gången. Cefaliska regionen, var kvinnans vulva, ägg, anal porer och phasmids visas. I den manliga masken, var morfologiska uppgifter om den bakre änden, inklusive pre-kloak och efter kloak papiller, fastsittande papiller, spicules, phasmids och cuticular åsar beskrivits. Dessutom var likheter och skillnader med P. bispiculata, P. herthameyerae, Heliconema longissimum
och Turgida saftspända
diskuteras. Sälja The cefaliska strukturer av P. clausa
var liknande de i P. bispiculata
[22]. Munnen av P. clausa
har två stora, enkla triangulära sido pseudolabia, varje beväpnade med utvändiga kuggar, med en cirkel av interna små tänder inuti munhålan; i motsats härtill är den cefaliska ände P. bispiculata
kupolformad, sammansatt av två halvcirkulära kanter i sidled kringliggande den orala öppning. Läpparna är tillplattade på insidan och odelad. Varje läpp uppbär ett par kommaformade cefaliska papiller symmetriskt belägen på ytan av en hemi kupol [22]. På liknande sätt som P. bispiculata
, förutom den stora tripartite tand, flera mindre är närvarande längs den inre kanten av varje läpp hos P. clausa
[22]. I en annan SEM studier av P. herthameyerae
n. sp., den cefaliska ände består av två halvcirkulära pseudolips, lateralt omger den orala öppning [27]. Varje läpp bar ett par av cefalisk papiller, tre porösa liknande avgränsade regioner, med en nagelband mönster som skiljer sig från ytan av det främre partiet. De interna marginaler läpparna kännetecknades av ett par cuticular veck, med ett tredelat tand projiceras mellan dem, var och en bär en por på insidan och en fjärde yttre tand [27]. På samma sätt, det muntliga öppning av en annan Physalopterid nematod, Heliconema longissimum
är omgiven av två sido pseudolabia. Varje pseudolabium bär två stora submedian KRANIE papiller och ovala latero-terminala fördjupningar med en liten sido amphid belägen vid foten av varje pseudolabium. Också är den inre ytan av varje pseudolabium som kännetecknas av en triangulär tand och enkel plan tand vid varje dorsoventral extremitet [26]. De många denticles på insidan av munhålan av P. clausa
liknar de som observerats i Turgida turgida
, en parasitisk nematod av Virginia pungråttan didelphis virginiana
, först rapporterades av Matey et al <[23]. br>. Funktionen hos dessa denticles är ännu oklart, om än en funktion för fastsättning vid magväggen har hypoteser [38]. I den föreliggande studien har två laterala amphids observeras. Nematod amphids finns i en mängd olika former och storlekar, några antagligen rent Chemosensory och vissa ljusmottagande, med en tillhörande körtel [39]. Den funktionella typen av de amphids av P. clausa
är fortfarande okänd. Dessutom var ett par sidoflimmer livmoderhalscancer papiller med ett kluster av små papiller observerades vid den främre änden av både manliga och kvinnliga P. clausa.
Livmoderhalscancer papiller är ofta mycket små och oansenliga, vilket har lett till den felaktiga slutsatsen att de är frånvarande i vissa arter. De större, iögonfallande livmoderhalscancer papiller varierar i form, från tunna, nål-liknande bihang till komplexa strukturer med denticulate bakre gränser. Positionen, storlek och form av hals papiller används som taxonomiska tecken. Med tanke på deras struktur och ställning, är det troligt att de fungerar som mekano-receptorer [40], som är väsentliga för deras passage genom ett litet utrymme [41].
Vulva P. clausa
var belägen framför mitten av kroppen. Vulva bländare på P. bispiculata
är beläget i den främre regionen, posteriort om matstrupen [22], medan den vulvar öppningen av P. herthameyerae
var 5,71-10,1 mm från den främre änden [27]. I H. longissimum
, är vulva beläget på 39-66% av kropps längd från den apikala änden, medan det är beläget 1,14-1,36 mm från den bakre änden av kroppen av P. obtusus
[24, 26]. Närvaron av ägg i det manliga reproduktiva systemet av P. bispiculata
beskrevs av Oliveira-Menezes et al.
2010 [42]. Så vitt vi vet är detta den första rapporten från en manlig physalopterid nematod hyser ägg i kloak regionen, ductus ejaculatorius eller tarmen. Flera ägg observerades limmade av cement till kloaköppningen, med hjälp av svepelektronmikroskop [42]. Ljusmikroskopi visade att vissa hanar hade ett oräkneligt antal embryonerade ägg i ductus ejaculatorius, kloaken och även i den bakre delen av tarmen [42]. Den troliga förklaringen är att äggen utvecklas i den kvinnliga livmodern pumpas av honan eller suga av hanen till kloaköppningen och från denna punkt till tarmen och ductus ejaculatorius. Den manliga masken kanske inte kan utvisa äggen och ett stort antal återfanns i dessa organ. Dessutom kan detta vara en viktig anpassning för parasiten, till exempel män utvisade av värden kan bära ett stort antal ägg och sprida dem till mellanvärdar vid förtäring av dessa värdar [42]. Vulva T. turgida
ligger i den främre änden av kroppen, och som i P. clausa
, den koniska svansen bar en analöppningen, med phasmids placerade posteriort [23]. Phasmids är involverade i utvärderingen av intensiteten hos en given stimulus och hjälper masken att hålla sig kvar och stabilisera i en lämplig miljö [41].
Antalet caudal papiller av manlig P. clausa
var annorlunda än den av manlig P. bispiculata, P. obtusus
och H. longissimum
[22, 24, 26], men liknande den i P. herthameyerae
[27]. I denna studie, bar manliga svans stora sido Alae möte ventralt framför kloak, medan tre och fyra fastsittande papiller observerades anteriort och posteriort till kloak, respektive. Också, fyra par stalked pre-kloak papiller, tre par av post-kloak papiller, och två phasmids var närvarande. Den bakre änden av manliga P. herthameyerae
var ventralt böjd och nagelband verkade lösa, bildar sido stjärtfenan Alae. De tvärgående strimmor av kroppen avslutas i motsvarighet till Alae och de ventrala regionen bore rader av cuticular bead-liknande strukturer, som bildar små åsar flankerar kloaken och tre precloacal papiller. Det centrala området som ligger nedanför det andra paret av post-kloak papiller var slät mot svansen spetsen. 21 papiller var knappliknande. Tre var belägna anterior av kloaköppningen, medan av de fem paren av post-ventrala papiller, var två par ligger på en utbuktning posteriort kloaken och tre par mellan kloaken och slutet av svansen. Fyra pedunculated papiller observerades varje sida av kloak, tillsammans med två phasmids [27]. Den bakre änden av manlig H. longissimum
var spiralformigt lindad, som stöds av fyra tvillingpar med pedunculate pre-anal papiller och sex enkla par av post-anal papiller, varav var och en av de första fyra paren var stora, medan de av de sista två paren var små och fastsittande; ett ytterligare par av mindre post-anal sessila papiller var belägna ventralt på nivån för den första post-anal paret. Varje caudal papilla var omgiven av en ring bestående av många cuticular, papilla liknande utbuktningar [26]. I den aktuella studien, nålar av P. clausa
var subequal och olik; rätt spikler präglades av en vass spets, medan den vänstra spikler av en förtjockad ände. Spicules av H. longissimum
var ojämn och olik den vänstra spikler med en skarpt pekade distal spets och distala halv alate utom för en konisk spets; rätt spikler var bredare, båtformade och avsmalnar mot den distala spetsen [26]. Svansen av manliga P. bispiculata
var ventralt böjd och nagelband verkade lös i området främre till kloak, med två veck. Mellan dessa strukturer och kloaken fanns en djup cuticular tvär vika [22]. 21 knappliknande svans papiller observerades också vid den bakre änden av manliga P. bispiculata
. De phasmids, som var väl avgränsade runda strukturer med porer och stötar på sin yta, är belägna mellan de fjärde och femte par posteroventral papiller [22]. År 2001, Matey et al.
Spekulerats i att det allmänna arrangemanget av manliga stjärtfenan papiller i T. turgida
är densamma som i P. praeputialis
, P. rara
, och P. bispiculata
[23]. Det unika med manliga T. turgida
är närvaron av 22 nd bred svans papilla, som redan hade observerats av Gray och Anderson 1982 [11], som ansåg att det var en oskaftade papilla. Den breda papilla kan representera en distinkt typ av sensorisk struktur [23]. Liknande P. rara
och P. bispiculata
, och i motsats till P. praeputialis
, T. turgida
har parade phasmids [11, 22, 43]. I den aktuella studien, var mönstret av nagelband av manliga P. clausa
vid kloak regionen annorlunda och täckt med små cuticular åsar. Den utsmyckning av den ventrala ytan av den manliga svansen av T. turgida,
som P. bispiculata
innehåller tre olika mönster som uppvisar vissa likheter och skillnader med cuticular egenskaperna hos manliga svans i andra physalopterids [22, . 23]
slutsatser
resultaten av tidigare och nuvarande studier tyder på att morfologiska egenskaper; såsom KRANIE arrangemang; antal uteri; avstånd i vulva från främre änden av den kvinnliga; antal, storlek och placering av manliga stjärtfenan papiller; cuticular utsmyckning av den ventrala delen av manliga svans; Formen och storleken på nålar är viktiga egenskaper som bör beaktas i klassificeringen av physalopterids. Informationen ovan kommer att bidra till att klarlägga biologi denna lilla kända parasit. Även om funktionen av yttre och inre tänder på triangulära sido pseudolabiae, de talrika denticles på den inre sidan av den buckala kaviteten hos P. clausa
, är fortfarande okänd, men de kan ha en viktig roll i nematoden utfodring under dess infästning i magen väggen, och orsaka allvarliga vävnadsskador som observerades vid obduktion. Samtidigt strukturer såsom amphids, phasmids, flimmer livmoderhalscancer papiller med ett kluster av små papiller, svans papiller, fastsittande papiller och nålar beskrivs häri använder SEM, förtjänar ytterligare investgation använder transmissionselektronmikroskop (TEM) riktad mot att bestämma deras funktioner och ( ?) ger fler uppgifter om biologi parasiten.
förklaringar
Erkännanden
författarna uttrycker sin tacksamhet till professor Larry A. Arsenault, chef för elektronmikroskop anläggningen, avdelningen för patologi och molekylär medicin, McMaster University, Kanada, för hans hjälp i att tillhandahålla alla faciliteter under studien. Dessutom är erkänt värdefull hjälp av Mr Ernie Spitzer, chefstekniker och alla tekniker i elektronmikroskop anläggningen. Tack till Mr Seyed Ali Hosseini, Högskolan för elektroteknik, universitetet i Teheran, Iran för hans uppriktiga bistånd i att ta några mikrofotografier. Författarna är särskilt tacksamhetsskuld till Robin S. Houston, M.S., Clinical Laboratory Services, klinisk parasitologi, Institutionen för veterinärmedicin, University of California-Davis, CA, USA för hans konstruktiva synpunkter som förbättrat manuskriptet. Denna studie var en del av en doktorsavhandling av Dr. Tahmine Gorgani och ekonomiskt stöd från Urmia University, Iran.
Författarnas ursprungliga inlämnade handlingarna Images of Nedan finns länkar till författarnas ursprungliga inlämnade handlingarna bilder . 13071_2013_891_MOESM1_ESM.tiff Författaroriginalfilen för figur 1 13071_2013_891_MOESM2_ESM.tiff Författaroriginalfilen för figur 2 13071_2013_891_MOESM3_ESM.tiff Författaroriginalfilen för figur 3 13071_2013_891_MOESM4_ESM.tiff Författaroriginalfilen för figur 4 Konkurrerande intressen
Författarna förklarar att de har inga konkurrerande intressen
Författarnas bidrag
TG. sökte igelkottar, bort maskar och utförde parasitologiska processen med hjälp av ljusmikroskop. SN: utformat projektet överfördes proverna till McMaster University, Kanada, och förberedde prover för SEM undersökning, redigerade SEM micrographs, och utarbetade manuskriptet. AAF: deltagit i utformningen av studien och planera arbetet. DO: deltagit i utformningen av studien, kommenterade SEM-mikrofotografier, utarbetade manuskriptet, och revideras papperet. Alla författare granskat och godkänt manuskriptet.

• Roll γ-glutamyltranspeptidase i patogenesen av Helicobacter suis och Helicobacter pylori-infektion
• Gastric kontra efter pyloric utfodring: en systematisk genomgång