Значение «стрекательные клетки. Кишечнополостные Стрекательные клетки характерны

Характернейшая особенность всех кишечнополостных, в том числе медуз, полипов, кораллов, - наличие стрекательных, или крапивных, клеток, которые развиваются из недифференцированных промежуточных клеток.

Каждая стрекательная клетка содержит хитиновую капсулу овальной или продолговатой формы. Стенки капсулы двухслойны. За счет первого (наружного) слоя на переднем конце капсулы формируется маленькая крышечка, второй же слой впячивается внутрь и дает начало тонкой спирально закрученной трубочке, называемой стрекательной нитью.
Полость капсулы заполнена ядовитой жидкостью.
На внешней поверхности стрекательной клетки имеется чувствительный волосок - книдоциль. Он представляет собой жгутик, сходный по устройству со жгутиком простейших, но, в отличие от них, неподвижный. Книдоциль окружен пальцевидными выростами цитоплазмы - микроворсинками, которые можно увидеть только с помощью микроскопа.
Малейшее прикосновение к книдоцилю вызывает возбуждение стрекательной клетки, проявляющееся в стремительном, подобном выстрелу, выворачивании стрекательной нити. В зависимости от деталей строения и способа воздействия на врага или жертву, различают множество типов строения стрекательных капсул.
Рассмотрим лишь главнейшие из них.

Одни имеют длинную, снабженную шипами нить. При "выстреле" такой капсулы нить вонзается в тело жертвы и изливает содержимое капсулы, вызывающее местное или общее отравление.
У других капсул нить короткая, лишенная шипов. Такие нити только опутывают жертву.
Наконец, имеются липкие нити, которые удерживают добычу приклеиванием. Они же могут служить и для временного приклеивания животного при передвижении.

Стрекательные клетки располагаются по всей поверхности тела кишечнополостных, но их наибольшие скопления наблюдаются на щупальцах и вокруг ротового отверстия, т.е. в местах, где они нужнее всего.
После "выстрела" стрекательная клетка погибает и на ее месте или поблизости от него развивается новая.
Интересно, что стрекательные капсулы могут действовать и после гибели животного. Так, прикосновение к мертвым, выброшенным на берег медузам может вызвать сильные покраснения кожи, сопровождающиеся жжением.

При поедании кишечнополостных некоторыми турбелляриями и заднежаберными моллюсками, часть стрекательных клеток переходит в тело хищника. Здесь стрекательные клетки располагаются в наружных покровах и могут нормально функционировать.

Стрекательные клетки, особенно содержащие ядовитую жидкость в капсулах, - грозное оружие, которое используется кишечнополостными (медузами, полипами, кораллами) и для защиты и для нападения. Мелкие животные, соприкасаясь с кишечнополостными, приклеиваются, опутываются и пронзаются стрекательными нитями, а в их тело попадает яд, вызывающий паралич или смерть.
После этого жертва переносится щупальцами к ротовому отверстию и проглатывается. Даже довольно крупные животные часто оказываются пораженными ядом стрекательных капсул, вызывающим сильнейшую боль.

Сила воздействия яда различных видов кишечнополостных на человека неодинакова: некоторые из них совершенно безвредны, другие представляют собой серьезную опасность.
После прикосновения к нашим черноморским медузам корнеротам или аурелиям, вы почувствуете жжение, которое тем сильнее, чем нежнее кожа в месте контакта с медузой и похоже на ожог крапивой. Эти неприятные ощущения быстро проходят, не оставляя следа.
Однако в море имеется много гораздо более опасных кишечнополостных , прикосновение к которым может вызвать тяжелое заболевание и даже смерть человека. Так, многие актинии , обитающие, в том числе, и в Японском море, вызывают не только "ожоги", но и длительное опухание места контакта.
Тем не менее, наиболее неприятные последствия заключаются не в "ожогах" и опухолях, а в общем отравлении организма ядом стрекательных клеток.

У моряков, плавающих в тропических морях, уже издавна пользуется дурной славой красивая сифонофора физалия (Physalia physalis). Физалия снабжена большим, до 20 см длиной, плавательным пузырем, поднимающимся над поверхностью воды, от которого свешиваются вниз длиннейшие (до 30 м) ловчие щупальца, снабженные многочисленными стрекательными клетками.
Физалия очень ярко окрашена - пузырь отливает голубым, фиолетовым и пурпурным цветом, все свешивающиеся вниз придатки ультрамариновые. За яркую окраску физалия получила также название "португальского военного кораблика" - в средние века португальцы любили пестро окрашивать свои военные суда.
Плавающая на поверхности моря физалия видна издалека, и пловцы всегда остерегаются соприкосновения с ней, так как можно получить сильнейший "ожог", вызывающий жгучую боль. Пораженный физалией человек, даже если он отличный пловец, с трудом удерживается на воде. Вскоре после этого может наступить общее тяжелое заболевание с повышением температуры, длящееся несколько дней.
Физалия распространена исключительно в тропических морях и очень редко заносится течением и ветром в более теплые моря умеренных широт.

Нередко появляются сообщения о серьезных и даже смертельных отравлениях, вызываемых крупными сцифоидными медузами Chirodropus, Chirqsalmus, и, в особенности, Chironex из отряда кубомедуз , которые считаются одними из самых опасных существ, обитающих на нашей планете. Это тоже обитатели тропических морей. Их еще называют "морскими осами".
Высота колокола этих медуз достигает 10-15 см, по краю его сидят четыре разветвленных щупальца. Яд, содержащийся в их стрекательных клетках, попадая на кожу, вызывает омертвение эпидермиса и плохо заживающие язвы, после которых остаются глубокие рубцы.
Но самая большая опасность таится в воздействии яда на нервную систему, которое может привести к поражению дыхательного центра и вызвать смерть человека.
Впервые на ядовитость этих медуз обратили внимание в годы Второй Мировой войны в Австралии, куда было эвакуировано значительное число европейцев.
Стало известно несколько случаев загадочной гибели людей во время купания, причем на теле погибших не находили явных признаков повреждений. Долгое время тайна оставалась неразгаданной, но потом удалось установить, что причиной гибели является медуза хиродропус.
Получивший "ожог" человек захлебывался и тонул. Было отмечено, что среди пострадавших или погибших были, преимущественно, приезжие. Местные жители, особенно из числа коренного населения Австралии, могли купаться безбоязненно. По-видимому, у них выработался иммунитет к яду этой медузы.

В фауне наших дальневосточных морей также имеется один вид медуз, относящаяся к классу гидроидных, которая вызывает серьезные заболевания при соприкосновении с ней. Местные жители называют эту медузу "крестовичком" (научное название - Gonionemus vertens) за крестообразное расположение четырех темных радиальных каналов, вдоль которых тянутся четыре также темноокрашенные половые железы.
Зонтик медузы прозрачный, слабого желтовато-зеленого цвета, у отдельных экземпляров достигает 25 мм в диаметре, но обычно - 15-18 мм. На краю зонтика крестовичка имеется до 80 щупалец, способных сильно втягиваться и сокращаться. Щупальца этих медуз густо усажены стрекательными клетками, которые располагаются поясками. Посередине длины щупальца имеется присоска, при помощи которой медуза может прикрепляться к различным предметам под водой.
Крестовички обитают в Японском море и вблизи Курильских островов. Они обычно держатся на мелководье, в зарослях морской травы зостеры. В дождливые годы, когда вода у берегов сильно опресняется, медуз-крестовичков почти нет, они погибают. В засушливое лето они могут появляться массами.
Когда одно из щупалец крестовичка случайно коснется плавающего человека, медуза устремляется в этом направлении, пытаясь прикрепиться к нему присоской на щупальце. В этот момент купальщик получает сильнейший "ожог", через несколько минут кожа на теле "ожога" краснеет, покрывается волдырями. Уже через 10-30 минут наступает общая слабость, появляются боли в пояснице, затрудняется дыхание, немеют руки и ноги.

Очень сильный яд вырабатывают стрекательные клетки зоантарий - относительно мало изученных тропических шестилучевых кораллов. Отравление ядом (названным палитоксином) сказывается на деятельности сердца и всей системы кровообращения позвоночных, в том числе и человека. Яд зоантарий оказался в 100 раз сильнее яда кобры.

Представители этой группы животных имеют кишечную полость, в которой происходит переваривание захваченной ими пиши. Но переваривание пищи у кишечнополостных происходит не только в кишечной полости‚ но и в отдельных клетках, выстилающих стенки полости. Иначе говоря, наряду с внутрикишечным пищеварением осуществляется и внутриклеточное, что свидетельствует о низкой ступени эволюционного развития этих животных.

В качестве зашиты у кишечнополостных есть особые стрекательные видовые клетки, характерные для простейших одноклеточных организмов. K кишечнополостным относятся прежде всего коралловые полипы где обитает масса разнообразных рыб и медуз ‚ которые могут быть сильно ядовитыми не только в тропических морях, но и в более северных водах. В частности, в Тихом океане встречается сравнительно небольшая медуза крестовичок соприкосновение с которой опасно для человека.

Морская оса , относящаяся к кубомедузам, - одно из самых опасных морских животных. Ее яд воздействует, прежде всего, на сердце, в результате чего может наступить паралич сердечной мышцы в короткие сроки после поражения - от 30 сек до нескольких минут. За это время человек, находящийся в воде, растерявшись, не сможет оказать себе помощь. Не успеют оказать помощь и находящиеся рядом люди. Нередко поражение ядом морской осы заканчивалось гибелью человека прямо в воде. Очень ядовит и хиропсальмус . Его яд по силе действия на организм человека близок к яду морской осы. От его ожога человек может умереть через 3 - 8 мин.

Если более подробно рассмотреть ядовитый аппарат кишечнополостных, то прежде всего обращают на себя внимание особо устроенные клетки, находящиеся в основном на их щупальцах в поверхностном слое ткани. В каждой стрекательной клетке есть образование, внешне похожее на пузырек. Оно получило название - . В пузырьке в виде свернутой спиральки лежит полая нитевидная трубка, сам же пузырек заполнен ядовитой жидкостью. На наружной поверхности стрекательной клетки имеется неподвижный чувствительный волосок - . Именно прикосновение к книдоцилю моментально передается стрекательной клетке, и нить, выбрасываясь, впивается в тело жертвы, изливая в нее яд. Конечно же, не одна такая клетка придет в движение при соприкосновении с животным. Ныряльщик при встрече с кишечнополостным задевает тысячи таких стрекательных клеток.

Прежде всего надо отметить, что по сравнению с ядами многих ядовитых животных, яды кишечнополостных представителей изучены плохо. На это есть много причин, среди которых трудности отлова в необходимом количестве и трудности содержания в лабораторных условиях. Признаки отравления ядами этих животных могут быть различны. Это зависит от вида животного, а также от того, в какую часть организма попадает яд и насколько человек чувствителен к данному яду. Например, наиболее опасны уколы и ужаления в верхнюю треть тела, особенно в лицо и шею. Дети всегда более чувствительны к любому яду по сравнению со взрослыми людьми.

Яды белковой природы, среди которых имеются токсические белки - полипептиды, как лишенные ферментов, так и содержащие их, впервые обнаружены у кишечнополостных животных.

Стрекательный аппарат кишечнополостных иногда вызывает слабую местную реакцию организма при отсутствии общей реакции, а иногда он действует подобно удару электрического тока. Это типично для некоторых кубомедуз, стрекательные клетки которых глубоко проникают в кожу человека, а также для цианей, физалий , жгучего коралла . Представьте себе, что в глубине воды вас ударили электрическим током или приложили к телу раскаленное железо. Можно и утонуть от молниеносного шока.

Распространяющаяся боль может быть пульсирующей или стреляющей, острой. На коже могут возникнуть типичные для сильного поражения экссудативные пузыри, кожные кровоизлияния. Области поражения принимают разную форму, в зависимости от того, какой формы и размера были щупальца ядовитого животного, какая часть их коснулась кожи человека. Среди кишечнополостных есть животные, называемые актиниями , яд этих красивых животных, внешне напоминающих распустившийся цветок, для человека серьезной опасности не представляет, но тем не менее существует так называемая «болезнь ловцов губок», которая возникает при встрече с розовой актинией. При ожогах ею на коже человека образуются большие язвы. Пораженный участок кожи может менять цвет вплоть до черного, а кожа на этом участке значительно теряет чувствительность.

Актиния - животное, вызывающее "болезнь ловцов губок"

В тяжелых случаях, которые происходят при поражениях щупальцами наиболее опасных сцифомедуз, наблюдается и общая реакция организма, выражающаяся в следующих симптомах:

• озноб;
• тошнота, кончающаяся рвотой;
• одышка, вследствие затруднения дыхания или реакции сердца на яд;
• в мышцах и суставах возникают боли, могут быть спазмы мышц;
• диарея.

может привести к изменению состава крови - эозинофилии, лейкоцитозу, повышению РОЭ. Нередко возникают и, при которых рекомендуется ввести антигистаминные средства. Аллергическая реакция происходит в ответ на воздействие какого-либо фактора, трудно переносимого организмом. Например, чужеродный белок в яде животных. При аллергии организм вбрасывает в кровь некоторые вещества, среди которых - гистамин. Аллергические реакции у некоторых чувствительных лиц могут вызвать даже анафилактический шок, когда резко снижается пульс и прекращается работа сердца.

Называемую «книдоцист» (или «нематоцист»), которая, собственно, и обеспечивает поражение врага или пищевого объекта.

Строение и механизм действия [ | ]

Срабатывание стрекательной клетки

Самый характерный признак книдоцитов - наличие книдоциста. Это сложно устроенная органелла: колбовидная капсула, к которой присоединена пустотелая витая нитевидная структура. Направленная наружу часть книдоцита несёт волосовидный «спусковой вырост», который называется книдоциль. Это неподвижный жгутик , окруженный воротничком из микроворсинок . Книдоциль активируется механически (при прикосновении потенциальной добычи или врага), и тогда книдоцист «выстреливает» - его шипы, расположенные в основании стрекательной нити, прокалывают цель, а полая стрекательная нить выворачивается, вонзаясь в тело жертвы. Это один из самых быстрых биологических процессов. Выворачивание нити занимает микросекунды, при этом подвижная часть книдоциста испытывает ускорение, близкое к 40 000 , а по более новым данным - и до 5 410 000 g (все цифры для гидры). После вонзания книдоциста его токсичное содержимое впрыскивается внутрь ткани организма-мишени. Быстрый эффект введенных нейротоксинов обеспечивает немедленное парализующее влияние на подвижную добычу и позволяет малоподвижным книдариям овладевать ею.

Механизм выстреливания [ | ]

В капсуле нематоциста высока концентрация двувалентных ионов кальция. При активации спускового выроста они высвобождаются из капсулы в цитоплазму книдоцита. Это приводит к формированию значительного градиента концентрации кальция с разных сторон плазматической мембраны книдоцита. В результате возникает осмотическое давление , благодаря которому происходит быстрое поступление воды в клетку из окружающей среды. Такое поступление воды мгновенно поднимает внутриклеточное давление, благодаря чему подвижная часть нематоциста взрывообразно выбрасывается из клетки наружу.

Способы распознавания добычи [ | ]

Тот факт, что нематоцист при некоторых обстоятельствах способен выстреливать самостоятельно, создает проблемы для книдарий. Во-первых, животное при этом может ужалить само себя. Во-вторых, книдоциты являются клетками, которые могут быть использованы лишь один раз, после чего должны быть замещены ценой больших энергетических расходов на формирование аналогичной клетки. Поэтому, с целью регуляции их использования, в организмах животных в ходе эволюции развилась система, при которой книдоциты объединены в «батареи», которые содержат несколько типов стрекательных клеток, присоединённых к поддерживающим их эпителиально-мускульным и образующим на них синапсы нервным клеткам.

Разновидности книдоцитов [ | ]

В целом в разных таксонах книдарий насчитывают более 30 типов книдоцитов. Они могут быть разделены на 4 большие группы:

• Протыкающие: имеют гарпуновидные структуры, которые используются для жаления (стенотелы или пенетранты).
• Клеящие: имеют липкие поверхности, которые используются для приклеивания добычи или приклеивания к субстрату (изорхизы или глютинанты).
• Петлеобразные: имеют лассовидные нитевидные образования, которые, после выстреливания, вращаются вокруг частей тела добычи (щетинок мелких рачков), опутывая её (десмонемы или вольвенты).
• Птихоцисты: специфическая разновидность книдоцита, найденная у трубчатых актиний; используется для создания трубки в почве, в которой живет этот полип.

В зависимости от вида у одного организма могут иметься один или разные комбинации из нескольких видов нематоцитов.

Токсичность книдоцитов [ | ]

Нематоцисты содержат очень небольшой объём яда, но он является чрезвычайно сильным: в одном из опытов было показано, что разряд единственного нематоцита может убить личинку дрозофилы, которая больше него в несколько сотен тысяч раз.

Наиболее опасными для человека являются нематоциты кубомедуз . Один из представителей этого класса, морская оса (Chironex fleckeri ), признана Австралийским институтом морских исследований наиболее ядовитым из известных водных животных. Она вызывает чрезвычайно сильную боль, которая часто заканчивается смертью, в некоторых случаях - через 2-3 минуты; шансы на выживание в случае, когда человек ужален морской осой при плавании, стремятся к нулю.

Другие книдарии, такие как медуза львиная грива (Cyanea capillata ), которая описана в рассказе Артура Конан Дойля «Львиная грива» (из цикла о Шерлоке Холмсе), или сифонофора «португальский кораблик », также могут наносить очень сильное поражение человеку, в отдельных случаях приводящее к смерти.

Стрекательные клетки или органы - клетки, встречающиеся у типичных кишечнополостных (Cnidaria) и содержащие особые пузырьки, называемые тоже С. Органы эти разряжаются при раздражении и парализуют мелких животных, а у крупных вызывают ощущение легкого ожога. С. клетки одними считаются за видоизменение чувствующих (Шнейдер), другими - за нервно-мышечные (Клейненберг) третьими - за железистые (Ленденфельд). Наконец, четвертые (Иванцов) - считают их за видоизменение мерцательных клеток. С. клетка, или книдобласт, снабжена на своей поверхности особым плазматическим придатком, или книдоцилем, который в некоторых случаях можно заставить распасться на реснички (мацерацией), а иногда он действительно замещен несколькими ресничками. На противоположном конце С. клетка вытягивается в отросток, который упирается в опорную пластинку и плотно прирастает к ней. Одни считали этот отросток за нервный, другие допускали, что в своей глубоколежащей части он содержит мышечные волокна и сообразно с этим считали С. клетки за чувствующие или за нервно-мышечные. По-видимому, этот отросток не имеет ни того, ни другого значения, а просто является опорной ножкой, но все-таки С. клетки стоят в связи с ганглиозными и получают импульс от них. Внутри клетки содержится тонкая капсула, стенки которой состоят из вещества, похожего на хитин. Внутри капсулы находится жидкое содержимое и спирально свернутая нить. В одних С. клетках эта нить составляет непосредственное продолжение стенок капсулы, ввороченное внутрь ее. При разряжении пузырька нить эта выворачивается и выставляется наружу. Такие пузырьки называются нематоцистами. В других клетках нить эта выбрасывается целиком, и такие пузырьки называются спироцистами. Последние встречаются у высших полипов. С. нить снабжена бывает обращенными назад шипами. Содержимое пузырька, по-видимому, гигроскопичное, ядовитое, жгучее вещество. Затем в некоторых случаях в С. клетках наблюдалась внутри эластическая нить, которая, прикрепляясь к опорной пластинке, проходит через опорную ножку клетки, иногда извиваясь спиралью, а потом окутывает пузырек наподобие клубка и прикрепляется к нему. Относительно самого процесса разряжения было высказано много предположений. Не вполне выяснено, является ли разряд лишь рефлекторным раздражением подэпителиальных нервных клеток, или и сами С. клетки раздражимы при прикосновении, напр., к книдоцилю. Самое выталкивание нити одни считают следствием сокращения опорной ножки и самой клетки, причем приписывают им мышечный характер. Другие, отрицая этот характер означенных частей, пытаются объяснить вытягивание нитей разбуханием содержимого пузырька вследствие поступления воды. Самый механизм поступления ядовитого содержимого пузырька в тело животного, пораженного С. нитью, также не выяснен. Сходный по природе с С. органами образования наблюдаются у простейших (см.