The anterior esophageal region of Schistosoma japonicum is a secretory organ
- 1. National Institute for Parasitic Diseases
- 2. University of York
Description
The esophagus of blood-feeding schistosomes has been largely neglected although its posterior portion was designated as a gland decades ago. However, we recently showed it plays a pivotal role in blood processing. It is clearly demarcated into anterior and posterior compartments, both surrounded by a mass of cell bodies. Feeding movies revealed that erythrocytes accumulate in the anterior compartment before entering the posterior, indicating that a distinct process is executed there. We therefore investigated ultrastructural aspects and possible functions of the anterior region.The heads of adult Schistosoma japonicum were detached and prepared for both transmission and scanning electron microscopy to define the detailed ultrastructure of the anterior esophagus. Cryosections of heads were also prepared for immunocytochemistry and confocal microscopy to define the pattern of intrinsic host antibody binding in the anterior esophageal lining.The anterior syncytial lining of the esophagus is highly extended by long, thin corrugations of cytoplasm projecting towards the lumen. Strikingly in the male worm, the tips of the corrugations are further expanded by numerous threads of cytoplasm, producing a spaghetti-like appearance in the central lumen. Flattened, pitted cytoplasmic plates are interspersed in the tangled mass of threads. Abundant, morphologically distinct light vesicles of varied size and contents are manufactured in the cell bodies, from where they traffic through cytoplasmic connections to the corrugations and out to the tips. Clusters of vesicles accumulate in expanded tips in males, together with occasional mitochondria whilst females have more mitochondria but fewer vesicles. The membranous contents of light vesicles are secreted mainly from the tips, but also from the sides of the corrugations. They coat the surfaces and then form organised self-adherent membrane figures when shed into the lumen. Host antibody binds strongly in a characteristic pattern to the anterior esophageal lining indicating that the secretions are highly immunogenic.We suggest that the anterior esophageal region is an independent secretory organ. The contents of light vesicles are released into the esophageal lumen via the tips of corrugation to interact with incoming blood. Our immediate task is to establish their composition and role in blood processing.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
تم إهمال مريء البلهارسيا التي تتغذى على الدم إلى حد كبير على الرغم من أن الجزء الخلفي منه تم تعيينه كغدة منذ عقود. ومع ذلك، أظهرنا مؤخرًا أنه يلعب دورًا محوريًا في معالجة الدم. من الواضح أنه مقسم إلى حجرات أمامية وخلفية، وكلاهما محاط بكتلة من أجسام الخلايا. كشفت تغذية الأفلام أن كريات الدم الحمراء تتراكم في الحجرة الأمامية قبل الدخول إلى الخلف، مما يشير إلى تنفيذ عملية متميزة هناك. لذلك قمنا بالتحقيق في الجوانب الهيكلية الفائقة والوظائف المحتملة للمنطقة الأمامية. تم فصل رؤوس البلهارسيا اليابانية البالغة وإعدادها لكل من الفحص المجهري الإلكتروني للإرسال والمسح الضوئي لتحديد البنية التحتية الفائقة التفصيلية للمريء الأمامي. كما تم إعداد عمليات قطع الرأس بالتبريد من أجل كيمياء الخلايا المناعية والفحص المجهري البؤري لتحديد نمط ارتباط الجسم المضاد للمضيف الداخلي المنشأ في بطانة المريء الأمامية. تمتد البطانة المخلوية الأمامية للمريء بشكل كبير من خلال تموجات طويلة ورقيقة من السيتوبلازم تنبثق نحو التجويف. بشكل لافت للنظر في الدودة الذكورية، يتم توسيع أطراف التموجات بشكل أكبر من خلال العديد من خيوط السيتوبلازم، مما ينتج عنه مظهر يشبه المعكرونة في التجويف المركزي. تتخلل الصفائح السيتوبلازمية المسطحة والمنهارة كتلة الخيوط المتشابكة. يتم تصنيع حويصلات ضوئية وفيرة ومتميزة من الناحية الشكلية ذات أحجام ومحتويات متنوعة في أجسام الخلايا، من حيث تمر عبر وصلات السيتوبلازم إلى التموجات والخروج إلى الأطراف. تتراكم مجموعات الحويصلات في أطراف موسعة عند الذكور، جنبًا إلى جنب مع الميتوكوندريا العرضية في حين أن الإناث لديهن المزيد من الميتوكوندريا ولكن عدد الحويصلات أقل. يتم إفراز المحتويات الغشائية للحويصلات الخفيفة بشكل أساسي من الأطراف، ولكن أيضًا من جوانب التموجات. يغطون الأسطح ثم يشكلون أشكالًا غشائية منظمة ذاتية الالتصاق عند إلقاءها في التجويف. يرتبط الجسم المضاد للمضيف بقوة في نمط مميز ببطانة المريء الأمامية مما يشير إلى أن الإفرازات شديدة المناعة. نقترح أن منطقة المريء الأمامية هي عضو إفرازي مستقل. يتم إطلاق محتويات الحويصلات الضوئية في تجويف المريء عبر أطراف التمويج للتفاعل مع الدم الوارد. مهمتنا الفورية هي تحديد تكوينها ودورها في معالجة الدم.Translated Description (French)
L'œsophage des schistosomes hématophages a été largement négligé bien que sa partie postérieure ait été désignée comme une glande il y a des décennies. Cependant, nous avons récemment montré qu'il joue un rôle central dans le traitement du sang. Il est clairement délimité en compartiments antérieur et postérieur, tous deux entourés d'une masse de corps cellulaires. Les films d'alimentation ont révélé que les érythrocytes s'accumulent dans le compartiment antérieur avant d'entrer dans le compartiment postérieur, indiquant qu'un processus distinct y est exécuté. Nous avons donc étudié les aspects ultrastructuraux et les fonctions possibles de la région antérieure. Les têtes de Schistosoma japonicum adultes ont été détachées et préparées pour la microscopie électronique à transmission et à balayage afin de définir l'ultrastructure détaillée de l'œsophage antérieur. Des cryosections de têtes ont également été préparées pour l'immunocytochimie et la microscopie confocale afin de définir le modèle de liaison des anticorps hôtes intrinsèques dans la muqueuse œsophagienne antérieure. La muqueuse syncytiale antérieure de l'œsophage est fortement étendue par de longues et minces ondulations de cytoplasme se projetant vers la lumière. De manière frappante dans le ver mâle, les extrémités des ondulations sont encore élargies par de nombreux fils de cytoplasme, produisant un aspect spaghetti dans la lumière centrale. Des plaques cytoplasmiques aplaties et piquées sont intercalées dans la masse enchevêtrée de fils. Des vésicules légères abondantes et morphologiquement distinctes de taille et de contenu variés sont fabriquées dans les corps cellulaires, d'où elles circulent à travers les connexions cytoplasmiques vers les ondulations et vers les extrémités. Les grappes de vésicules s'accumulent dans les pointes élargies chez les mâles, ainsi que des mitochondries occasionnelles tandis que les femelles ont plus de mitochondries mais moins de vésicules. Le contenu membraneux des vésicules légères est sécrété principalement par les pointes, mais aussi par les côtés des ondulations. Ils enduisent les surfaces et forment ensuite des figures membranaires auto-adhésives organisées lorsqu'ils sont jetés dans la lumière. L'anticorps de l'hôte se lie fortement selon un schéma caractéristique à la muqueuse œsophagienne antérieure indiquant que les sécrétions sont hautement immunogènes. Nous suggérons que la région œsophagienne antérieure est un organe sécrétoire indépendant. Le contenu des vésicules légères est libéré dans la lumière œsophagienne par les extrémités de l'ondulation pour interagir avec le sang entrant. Notre tâche immédiate est d'établir leur composition et leur rôle dans le traitement du sang.Translated Description (Spanish)
El esófago de los esquistosomas que se alimentan de sangre se ha descuidado en gran medida, aunque su porción posterior se designó como glándula hace décadas. Sin embargo, recientemente demostramos que desempeña un papel fundamental en el procesamiento de la sangre. Está claramente delimitado en compartimentos anterior y posterior, ambos rodeados por una masa de cuerpos celulares. Las películas de alimentación revelaron que los eritrocitos se acumulan en el compartimento anterior antes de entrar en el posterior, lo que indica que allí se ejecuta un proceso distinto. Por lo tanto, investigamos los aspectos ultraestructurales y las posibles funciones de la región anterior. Se desprendieron las cabezas de Schistosoma japonicum adulto y se prepararon tanto para la transmisión como para la microscopía electrónica de barrido para definir la ultraestructura detallada del esófago anterior. También se prepararon criosecciones de cabezas para inmunocitoquímica y microscopía confocal para definir el patrón de unión intrínseca del anticuerpo huésped en el revestimiento esofágico anterior. El revestimiento sincitial anterior del esófago está muy extendido por corrugaciones largas y delgadas de citoplasma que se proyectan hacia el lumen. Sorprendentemente en el gusano macho, las puntas de las corrugaciones se expanden aún más por numerosos hilos de citoplasma, produciendo una apariencia similar a los espaguetis en el lumen central. Las placas citoplasmáticas aplanadas y picadas se intercalan en la masa enredada de hilos. En los cuerpos celulares se fabrican abundantes vesículas ligeras morfológicamente distintas de tamaño y contenido variados, desde donde circulan a través de conexiones citoplásmicas hacia las corrugaciones y hacia las puntas. Los grupos de vesículas se acumulan en puntas expandidas en los machos, junto con mitocondrias ocasionales, mientras que las hembras tienen más mitocondrias pero menos vesículas. El contenido membranoso de las vesículas ligeras se secreta principalmente de las puntas, pero también de los lados de las corrugaciones. Cubren las superficies y luego forman figuras de membrana autoadherentes organizadas cuando se vierten en el lumen. El anticuerpo del huésped se une fuertemente en un patrón característico al revestimiento esofágico anterior, lo que indica que las secreciones son altamente inmunogénicas. Sugerimos que la región esofágica anterior es un órgano secretor independiente. El contenido de las vesículas ligeras se libera en el lumen esofágico a través de las puntas de corrugación para interactuar con la sangre entrante. Nuestra tarea inmediata es establecer su composición y papel en el procesamiento de la sangre.Files
s13071-014-0565-8.pdf
Files
(4.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:192d4fb702e165697ed06cffcb1d5ad9
|
4.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- المنطقة المريئية الأمامية للبلهارسيا اليابانية هي عضو إفرازي
- Translated title (French)
- La région oesophagienne antérieure de Schistosoma japonicum est un organe sécrétoire
- Translated title (Spanish)
- La región esofágica anterior del Schistosoma japonicum es un órgano secretor
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2152323918
- DOI
- 10.1186/s13071-014-0565-8
References
- https://openalex.org/W109841753
- https://openalex.org/W1565225910
- https://openalex.org/W1587917039
- https://openalex.org/W1981976269
- https://openalex.org/W1984767049
- https://openalex.org/W1989605998
- https://openalex.org/W2005767890
- https://openalex.org/W2007560536
- https://openalex.org/W2055859867
- https://openalex.org/W2058072358
- https://openalex.org/W2074121924
- https://openalex.org/W2075411328
- https://openalex.org/W209770324
- https://openalex.org/W2130162256
- https://openalex.org/W2151648760
- https://openalex.org/W2172942400
- https://openalex.org/W2299938145
- https://openalex.org/W2312431627
- https://openalex.org/W2313382149
- https://openalex.org/W2315286139
- https://openalex.org/W2323580363
- https://openalex.org/W2324816759
- https://openalex.org/W2334243865
- https://openalex.org/W2397202961
- https://openalex.org/W295026815