5.3. Паразитическая деятельность ноземы

Гусеницы тутового шелкопряда заражаются пебрнной, заглатывая
споры с пищей. Начальная зона поражения — клетки эпителия
средней кишки, е которые проникает спороплазма ноземы.
Патологические изменения в клетках, вызванные инфекцией.
Размножение паразита в клетке сопровождается увеличением ее размеров,
нарушаются структурные особенности цитоплазмы, она разжижается,
мутнеет, клеточная оболочка становится тонкой и менее прочной;
жир и гликоген постепенно исчезают, образуются вакуоли, в которые
проникает паразит. По наблюдениям Исихары (1969), ядро
клетки изредка также поражается ноземой. Такое высказывание противоречит
общепринятому мнению, что паразит никогда не поселяется
в ядре. Тем не менее оно уменьшается, приобретает несвойственную
ему форму, хроматин собирается в виде различных по размеру и нерегулярных
по форме глыбок; п конце концов ядро распадается, а клетка
гибнет. С утратой жизнедеятельности клеток пораженные на 2/3 ткани
функционально парализуются.
Зараженные, набухшие клетки вытесняются молодыми регенеративными
клетками. Содержимое разрушенных клеток (вегетативные
стадии ноземы, незрелые и зрелые споры) выпадают в общую полость
тела — в гемолимфу или в просвет пищеварительного тракта. Например,
клетки трахей вытесняются в гемолимфу, а не в просвет трахей,
так как этому мешают тенидии (спиральные утолщения экзокути-
кулы трахей). Клетки жирового тела, мышц и шелкоо!делительной
железы, разрушаясь, изливают содержимое в гемолимфу. Базальная
перепонка в гиподерме после гибели гиподермальных клеток разру-
шэется, и споры из такого разрушенного очага попадают п гемолимфу.
Внутри прогонов и резервуара железы споры никогда не наблюдаются,
как и в выделенной пебринозной гусеницей шелковине, если
только спора пе пристала к ее поверхности по:->же. Клетки мальпигиевых
сосудов, разрушаясь, освобождают содержимое в просвет сосудов,
н споры возбудителя пебр;;ны выводятся в задний кишечник вместе
с экскретом. Иначе ведут себя клетки слюнных желез и эпителия
средней кишки. На 12—15-й день после заражения гусениц клетки
тех и других разрушаются и их содержимое выпадает б просвет книп-и
(рис. ’92). Часть паразитов выводится при этом наружу
вместе с экскрементами, а некоторое количество зрелых спор, как предполагают, тут же под действием кишечного сока выбрасывают стрекательную нить и,таким образом, начинается
новый цикл развития паразита. Эта вторичная инфекция паразита, размножившегося в теле гусеницы, называется ауто-инфекцией (самозаражением).
Способ распространения ноземы в теле шелкопряда. Источником появления в теле шелкопряда спор нового поколения являются зараженные клетки, которые участвуют в дальнейшем увеличении количества фокусов поражения. Внутриклеточные стадии паразита, по Штемпелю, не в состоянии переходить из пораженной клетки в соседнюю.
Только в клетках жирового тела, в гиподерме, в соединительной
ткани, т. е. во всех случаях, когда индивидуальные границы клеток
слабо выражены, плазмодии ноземы, как он предполагал, могут перемещаться
в соседние участки, в результате ряда последовательных
делений.
Контактное заражение спорами ноземы невозможно, если она не
попала в кишечник вместе с кормом; после выхода из споры паразит
проникает в тело гусеницы, атаковав ее со стороны кишечной полости.
Споры, попавшие на раневую поверхность кожных покровов или внесенные
в них коготками ложных ножек, не могут вызвать заражения.
Полагают, что, попадая в гемолимфу, они не развиваются и из них не
может выйти спороплазма. В литературе упоминались случаи заражения
насекомых ноземой в результате повреждения хищниками и паразитами
кожных покровов; так, перепончатокрылый паразит-наездник
заражал ноземой капустную белянку, репную белянку, боярышницу
он вводил нм под кожу Nosema rn.eciili с помощью яйцеклада, загрязненного
перед этим спорами при откладке яиц в тело пебринозной
гусеницы. Достоверность подобных сообщений можно было бы объяснить,
если предположить что в гемолимфе (участвующей в качестве
ннокулюма), наряду со спорами, присутствует активная стадия —
спороплазма.
Штемпель считал, что в распространении инфекции в организме
гусениц участвуют только планонты. У более поздних авторов воз-

можноеть самозаражения за счет нового поколения спор также вызвала
сомнение, так как в организме гусениц достоверно 1(изестной средой,
способной активировать покоящуюся спору н вызвать выбрасывание
стрекательной нити, являлся кишечный сок. Впрочем, по мнению
Вейзера (1966), аутоинфекция спорами новой генерации у микроспоридий
возможна в исключительных случаях, так как, по ею словам,
«пустые оболочки спор (после выхода из них инфекционной стадии
паразита) были случайно обнаружены в тканях некоторых насекомых
». Факт этот представляется нам сомнительным.
Возможно, что очаги повреждения во время метаморфоза могут
перемещаться при участии фагоцитов, а также в результате развития
новых органов бабочки из содержащих паразита имагинальных дисков.
«Вторично инфицирующая форма» ноземы. Сомневаясь относительно
возможности инвазирования клегок спороплазмой, попавшей в гемолимфу
без участия стрекательной нити, Исихара (1968, 1969) вместе
с тем показал возможность заражения спорами взвеси клеток шелкоотделительной
железы, суспензированными в гемолимфе (вне организма
гусениц); перед тем как поместить споры в гемолимфу, он обработал
нх слабым водным раствором калийной щелочи, чтобы вызвать выбрасывание
стрекательной ниги. В этих опытах он обнаружил, что, помимо
молодых спор нового поколения, в клетках и гемолимфе встречаются
двуядерные формы, похожие на спороплазму. От спороплазмы, которая
ьведена с помощью стрекательной нити в клетку или оказалась
выброшенной из споры в гемолимфу, эти формы отличались несколько
большими размерами, изменчивыми и менее правильными (амебовидными)
очертаниями и значительно более сильной восприимчивостью
к красителям. Они возникают из тех спороплазм, которые были
введены в клетку с помощью стрекательной нити, но не стали размножаться
в ней. В отличие от остальных они способны покинуть зараженную
клетку, выйти в гемолимфу, мигрировать к другим клеткам
и внедриться в них, проделывая после этого весь нормальный путь развития,
вплоть до спорообразования. На основе полученных нм электронных
микрофотографий Исихьра пришел к выводу о существовании
у ноземы особой стадии перезаражеиня тканей в теле насекомого; по
его мнению, именно она осуществляет дальнейшее распространение
инфекции от клетки к клетке. Он назвал ее «вторично инфицирующей
формой>.
До начала спорогонии, т. е. не ранее чем через 2—1 дня после
заражения клеток шелкоотделительной железы, вторично инфицирующие
формы (ВИФ) не появлялись. Как уже отмечалось, Штемпель
обнаруживал планонтов в гемоцеле через два дня после заражения.
По мнению Иснхары, он принимал ВИФ за своих планонтов, точно
так же, как Ивабуши (1913), который видел их в клетках эпителия
опариол. Треджеру удалось заразить культуру тканей тутового шелкопряда
ноземой, используя в качестве инокулюма гемолимфу пебриноз-
ных шелковичных червей; он считал при этом, что инвазирующей стадией
в его опыте были планонты. По мнению же Иснхары, источником
инфекции могли стать гемоциты, содержащие, помимо спороплазмы
и спор, ВИФ. Действительно, Треджер не смог заразить культуру
клеток, когда гемолимфа была взята в качестве инокулюма у шелковичных
червей через день после их заражения; он сам отметил, что гемо-
лимЛа становится заразной только через два дня после инокуляции
червей. Сведениями о причинах превращения спороплазмы в ВИФ,
о способах выхода из зараженной клетки и внедрения в другую Исихара
(1969), по его признанию, не располагал.
Исихара проводил наблюдения за инвазионным этапом развития
ноземы вне организма — на суспензии клеток, поэтому П. Лбе решил
дополнить их результатами заражения самих гусениц. Он скармливал
во втором возрасте листья шелковицы с высушенной на них суспензией
спор и спустя 30—60 и 120 мин фиксировал гусениц целиком
в жидкости Карнуа, готовил парафинированные срезы и окрашивал их
по методу Хамма для исследования под световым микроскопом. Через
30 мин после поедания листьев в передней и средней кишке были обнаружены
покоящиеся и развивающиеся споры, а также вышедшие из
спор спороплазмы с небольшим количеством цитоплазмы, окружающей
ядра. Спороплазма, по Абе, растет и развивается в кишечнике, становится
значительно большей по размеру клеткой, округлой или
овальной, с двумя ядрами и вакуолью.
Оставалось неясным, как именно удается споре приблизиться к
эпителиальной стенке кишечника на дистанцию «выстрела» стрекательной
нити, преодолев заслон из перитрофической мембраны. Абэ
видел в своих препаратах спороплазмы возле и внутри перитрофической
мембраны (рис. 93); некоторые из них оказались возле края раб-
дориума (наружного слоя) цилиндрического эпителия; другие же проникали
сквозь рабдориум цилиндрических клеток — зоны всасывания
продуктов пищеварения.
Вышедшей из споры спороплазме на пути от полости пищеварительного
тракта к ге.моцелю предстоит преодолеть трассу с интенсивным
двусторонним движением (пищеварительного сока и продуктов
пищеварения), которая пересекает три зоны: перитрофическую мембрану,
енфоноглиф и зону рабдориума. Из осторожности Абэ не пы-
талсл опровергать сложившиеся до него мнения о губительности для
спороплазмы пребывания ее в кишечном соке. Вместе с тем он высказал
предположение, что перитрофическая мембрана выполняет по отношению
к спороплазме, введенной в нее стрекательной нитью защитную
функцию.
Абэ проследил за последующим распространением инфекции
в общей полости зараженной гусеницы, после того, как гусеницам
второго возраста были сведены с кормом споры возбудителя пебрины.
Чепез 24 ч паразит наблюдался в гранулоцитах (зернистых гемоци-
тах'; это были первые клетки, которые поражаются ноземой. Грануло-
liпт;и причисляются к наиболее активным фагоцитам; создается впечатление,
что для первичной инвазии ноземы в клетки насекомого оказывается
необходимым соучастие самой пораженной клетки в форме
активного поглощения ею паразита.
Паразит размножается в гранулоцитах и развивается в них в крупные
ацидофильные клетки (АФК). Через 48 ч после заражения большинство
особей паразита становятся АФК. За гем ноземы начинают

покидать оккупированные гемоциты, оставляя после себя пустые
вакуоли; они превращаются в амебоподобную клетку с псевдоподна/" -
ным способом передвижения, цитоплазма которых содержит два ядр >.
Эти амебоиды перемещаются вместе с током гемолимфы. Через дго:
суток в зараженных этим путем клетках мышечного слоя, окружающего
среднюю кишку, обнаруживаются пустые, оставленные ими вакуоли,
а через 72 ч после его заражения АФК появляются в бокало-
видных клетках кишечного эпителия; возле базовой мембраны этш
клеток видны опустевшие вакуоли, а в противоположном конце клеток,
обращенном к полости кишечника, появляются споробласты.
Та же картина к этому сроку наблюдается и в цилиндрических клетках
эпителия, а через четверо суток возле базовой мембраны этих
клеток появляется большое количество свободных вакуолей, а на
участках клеток, обращенных к просвету кишечника, образуются
споры.
Абэ считает АФК ответственными за начало инфекции, а амебо-
ндов— за ее распространение. Представление Исихары о превращении
спороплазмы в активную ВИФ в работах Абэ получили дальнейшее
развитие: АФК и амебоиды оказались звеньями процесса возникновения
ВИФ. Чтобы обнаружить признаки преобразования первичной
инфекционной формы, Абэ поместил споры после водного раствора
калийной щелочи в культуральную среду Грейса.Через 30—60 мин.
пребывания спор в искусственной среде в капле на предметном стекле
появляются спороплазмы, тождественные по своему виду тем, которых
он видел на препаратах из кишечника гусениц. Через час они обнаруживают
способность к дальнейшему развитию, увеличиваются в размерах,
меняют тинкториальные свойства (отношение к красителям):
протоплазма утрачивает свою базифилию, свойственную молодым
клеточным элементам, и становится ацидофильной.
Продолжая эти исследования, Абэ совместно с Фудзиварой (1979)
описал цикл развития простейшего (Plastophora sp., отряд Microsporidia,
семейство NosemaliJae), споры которого в отличие от ноэемы
тутового шелкопряда образуются из многоядерных споробласгов и оказываются
заключенными в цисту. Виды этого простейшего паразитируют
иа разных насекомых и могут инфицировать гусениц тутового шелкопряда.
Проглоченные шелковичным червем споры выбрасывают в средней
кишке стрекательную нить, которая вонзается в многослойную
перитрофическую мембрану. Вышедшие из спор спороплазмы проникают
сквозь рабдориум в цилиндрические клетки переднего отдела
средней кишки, где развиваются в длинные, батснообразные плазмодии
(шизонты), в результате многократного деления бинуклеарного
аппарата простейшего. Затем многоядерный шизонт делится на двуя-
ядерные округлые клетки, которые являются вторично инфицирующей
формой (ВИФ). Они выходят в полость средней кишки (очевидно, между
пернгрофической мембраной и эпителием) и инвазируют здоровые
клетки цилиндрического эпителия среднего и заднего участков средней
кишки. Здесь они вновь развиваются в четкообргзные многоклеточные
шизонты; последние делится на бинуклеарные округлые формы,
которые с т а н о в я т с я споронтами. Споронты развиваются в крупные
и округлые формирования, сопровождающиеся многократным делением
juep, н образуют панспоробласт, который превращается в цисту со
спорами.
Последовательность поражения органов и тканей гусеницы. Описана
избирательная приуроченность ноземы к какому-либо одному
органу или тканн: например, пчелиной ноземы — к эпителию кишечника,
ноземы саранчи — к жировому телу. Нозема тутового шелко-
прядг относится к тем видам, которые характеризуются способностью
вызывать генерализованную инфекцию с поражением в о х , без исключения,
органов и тканей. В свое время это послужило поводом для
Леберта (1958) назвать этот микроорганизм Panhistophytou ovatuni,
что в буквальном переводе означает «яйцевидный, живущий во всех
тканях».
Существует известная последовательность в распространении инфекции
в организме. Вейзер (1966) приводит об этом следующие сведения.
На второй день после скармливания гусеницам спор пебрины
и заражения клеток эпителия средней кишки паразит проникает
в мышечную ткань кишечника, на третий день — в жировое тело,
затем в шелкоотделительные железы и мальпигиевы сосуды. Далее
заражается трахейный матрикс и подкожная соединительная ткань.
В последнюю очередь нозема проникает в соединительную ткань яичников
и семенников и далее — внутрь гонад.
Японский ученый К. Мигтани считает, что все органы гусеницы
по последовательности заражения могут быть разбиты на четыре
группы: 1) эпителий средней кишки; 2) кольцевые и продольные мышцы
кишечника; 3) мальпигиевы сосуды, трахеи, шелкоотделительные
железы, жировое тело, гемоциты; 4) г иподерма, спинной сосуд, нервная
система, половые железы.
Разница срока появления ноземы в каждой из этих групп тканей
составляет примерно двое суток. Между стадиями аг амного размножения,
незрелыми спорами и зрелыми спорами проходит в среднем
около суток. Поданным Миттани, у большинства тканей споры появляются
на протяжении восьми дней с момента заражения, за исключением
четвертой группы, которая заражается только на десятый день.
На 14-й день с момента заражения все ткани гусеницы содержат много
спор. В гемолимфе споры новой генерации из разрушенных клеток
появляются сравнительно поздно. В передний и задний отделы кишечного
тракта (стомодеум и проктодеум) гусениц нозема проникает со
стороны общей полости, из гемолимфы, после поражения всех остальных
органов. Мальпигиевы сосуды поражаются на всем своем протяжении,
как секреторный, более толстый участок, впадающий в кишечник,
так и реабсорбционный (всасывающий) тонкий и длинный отдел.
Однако более вероятно что нозема проникает в этот орган через гемолимфу,
а не со стороны кишечника. Хотя гиподерма и трахеи — одного
и того же эктодермального происхождения и стигмы дыхательного
аппарата анатомически непосредственно связаны с кожными покровами
насекомого, нозема обнаруживается в трахеях даже несколько
раньше, чем в гиподерме. После оккупации паразитом концевых трахейных
(«звездчатых») клеток поступление кислорода в обе пуживаемую
ими зону уменьшается, возникает явление местного кислородного
голодания.
Как уже отмечалось, опыты искусственного заражения шелковичных
червей, проведенные Абэ, показали, что темп развития паразита
может быть более быстрым и, что особенно существенно, начало распространения
инфекции приурочено к гемоцелю, а не к эпителию
кишечника, куда он проникает со стороны общей полости.
При нозематозе насекомых одним из наиболее часто и обильно поражаемых
органов является жировое тело. Клетки его богаты резервными
веществами, постоянно пополняемыми за период интенсивного
роста личинок и увеличения размеров самого органа. Вместе
о тем паразитирование в клетках жирового тела представляет значительно
меньшую опасность для жизнедеятельности организма, чем нарушение
функции каких-либо других органов, а сохранение жизни
Насекомого отвечает интересам паразита, в особенности облигатного,
каким являются микроспоридии. Нанесенный ущерб сказывается на
благополучии насекомого, главным образом в период окукливания,
когда его потребность в резервном запасе жира и белка резко возрастает.
При сильном истощении клеток жирового тела под влиянием
инфекции наступление линьки на куколку затягивается или сформировывается
только торакальная часть куколочных покровов. Большинство
же куколок погибают, не завершив метаморфоз. Соедини тельная
ткань поражается значительно чаще и во многих случаях оказывается
первичным очагом для следующею распространения
ноземы в прилежащие ткани; соединительная ткань между пучками
мышечных волокон становится исходным участком для перемещения
инфекции в мышечные клетки, соединительная ткань оболочки
гонад служит промежуточным этапом для заражения самих
гонад.
Скорость развитии болезни при одной и той же дозе инокулюма
на единицу массы насекомого зависит от его возрастных размеров,
которые у гусениц тутового шелкопряда изменяются значительно,
В младших возрастах оккупация органов и тканей происходит скорее,
чем в старших. У гусениц большего размерадля выведения органа из
строя нужен большой срок, и потому участие генеративных клеток
в восстановлении пораженных тканей оказывается более эффективным.
Темп развития паразита в теле гусеницы зависит также от количества
проглоченных ею спор. По данным А. И. Хаханова (1956),
новые споры обнаруживаются в яичнике при дозе заражения в 2 тыс.
спор на гусеницу — через 6 дней, при дозе V' тыс. спор — через 48 ч.
В связи с зависимостью темпа от размеров тела насекомого пебрина
проявляется в младших возрастах чаще всего в острой форме, а в старших
она носит характер медленно протекающего, хронического заболевай
ия.
При малых дозах инфекции не все органы гусеницы оказываются
поражены возбудителем пебрины к концу личиночного периода.
Сказывается последовательность их заражения и меньшая скорость
распространения инфекции при низких дозах инокулюма, а не только
различная степень выраженности местного тканевого иммунитета,
если он, как предполагают, имеется у тутового шелкопряда. Вместе
с тем на темпе инфекции сказывается общее состояние сопротивляемости
организма по отношению к паразиту, обусловленной индивидуальными
и популяционными особенностями шелкопряда и влиянием
на сопротивляемость организма внешних условий, в которых
протекает выкормка. У ослабленных выкормок убыль гусениц от пебрины
более заметна.
Признаки и течение болезни. Пебрина поражает все стадии насекомого
— от грены до бабочки включительно. Почти все внешние
признаки этого заболевания не специфичны. Многие из них могут
возникнуть как результат физиологических нарушений неинфекционного
происхождения. Только при интенсивном заражении совокупность
хорошо выраженных признаков создает более или менее
характерную картину.
Пебринозные кладки грены при слабом заражении внешне неотличимы
от здоровых. При сильном заражении бабочек не вся грена
откладывается ими, ьследствие чего размер кладок оказывается меньше
нормального. Порядок откладки гречы также нарушается. Исли грена
откладывается больными бабочками клеющих пород, то кладка бывает
слабо приклеенной, неправильно размещенной или склеенной
в комки, вне всякой связи с круговым движением бабочек, характерным
для этого процесса, i сильнозараженных кладках содержатся
так называемые неоплодстворенные яйца, точнее — погибшие до образования
пнгмента серозной оболочки. Часть зародышей пог ибает позднее,
в разные периоды жизни, причем это становится особенно заметным
во время инкубации. Зараженная грена развивается неравномерно.
Характерное для последнего периода инкубации побеление и потрескивание
грены наступает недружно. Оживление затягивается на
несколько дней, и часть гусениц гибнет на разных этапах выхода из
яйца.
Плохое оживление грены и большая смертность среди вылупившихся
гусениц — первые приметы заболевания пебриной, обнаруживаемые
перед выкормкой. Гусеницы, вылупившиеся из пебринозноп
грены, погибают в первом и втором возрастах и лишь редко переживают
третью линьку. Для заразившихся при выходе из грены или
вскоре после этого характерны те же симптомы заболевания, что
и для наследственно зараженных; разница лишь в том, что признаки
эти появляются на один-полтора возраста позднее, и i усеницы н значительной
своей части гибнут в первой половине личиночного периода.
При заражении в четвертом, пятом возрастах заболевание протекает
без внешних примет, больные гусеницы завивают нормальные коконы
и превращаются в бабочек.
Пебринозные гусеницы в начальный период заболевания тгряюг
аппетит, становятся очень беспокойными. Затем появляются признаки
истощения, гусеницы слабеют. Эти особенности послужили
поводом для итальянского наименования пебрины — паразитарная
атрофия (CaiHjra, 1931). Ослабевшие гусеницы с трудом линяют
и часто гибнут, не сбросив шкурку. После каждого сна выкормка
редеет, вследствие того, что тяжело больные гусеницы не могут выбраться
на свежий корм и остаются в подстилке.Особенно характерна
для случаев сильного заражения пебриной внезапная изреженность
выкормки, обнаруживаемая после смены подстилки.
Истощение и связанное с ним замедление роста гусениц обусловливают
неравномерность развития выкормки: время снов и возрастов
совмещаются. На такой выкормке бросается е глаза пестрота
возрастного состава. Уже в первом возрасте запаздывает посвегление
гусениц, которое нормально наступает через два-три дня после вылуп-
ливания. В третьем возрасте больные гусеницы дольше обычного
сохраняют зеленовато-серую окраску. То же можно сказать о после-
линочной бурой окраске и о сморщенном виде гусениц, перелинявших
на старшие возрасты. Во второй половине возрастов Фаза утолщения
тела гусениц запаздывает, и на фоне нормально развивающейся
выкормки пебринозные кажутся особенно тонкими. Зрелость у пебри-
нозных гусениц наступает неравномерно и обычно слабо выражена.
У здоровых шелковичных червей нижняя сторона перзого брюшного
сегмента в этот период ааковигся полупрозрачной, у ботьных же,
пошедших на коконники, она остается матовой.
В период массовой завивки гусеницы ползают по подстилке, не
едят, долго остаются матовыми, выделяют немного шелка или не выделяют
его вовсе и, не созрев, погибают. На коконниках наблюдается
гибель на разных стадиях завивки и окукливания. Некоторые
гусеницы окукливаются, не завив кокон. Урожай состоит из коконов
разных размеров — от нормальных до очень мелких с различной по
плотности оболочкой.
Признаки заболевания у куколок внешне мало заметны. При сильном
заражении шелкопряд гибнет на стадии куколки, и труп его
в коконе постепенно высыхает. Иногда на теле куколок появляются
пебринозные черные и свинцовые пятна. Продолжительность жизни
у пебринозных бабочек короче, чем у здоровых; еильнозараженные
погибают, не отложив грены. Спаривание и откладка грены у пебринозных
бабочек протекает вяло. Японские авторы описали много признаков
пебрины у бабочек; черные и свинцовые пятна на теле и крыльях
разной величины и формы, смятые и редуцированные крылья, разная
степень облысения тела и крыльев, вытянутость или вздутость брюшка.
Из этих признаков более или менее характерны только свинцовые и,
может быть, черные пятна. Отсутствие каких бы то ни было признаков
пебрины не может служить указанием на незараженность бабочки,
как и появление этих примет не всегда совпадает с наличием пебрины.