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Immune defense and biological responses induced by toxics in Annelida

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Abstract:

The phylum Annelida comprises primitive coelomates that possess specially developed cellular immunity against pathogens. Active phagocytosis by coelomocytes occurs in the struggle against bacteria in Polychaeta and Oligochaeta. Encapsulation plays an important role in defense against parasites, and experimental studies have demonstrated that cooperation between different coelomocyte populations occurs in this process. Spontaneous cytotoxicity of coelomocytes against xenogenic or allogenic cells is analogous with that of vertebrate natural killer cells. Graft rejection is a model for studying the activity of these cells. Accelerated rejection following multiple transplantation reveals that the cellular immune defense system has a short-term memory. In humoral immunity, agglutinins aggregate foreign material and their level is enhanced by antigens; in Annelida, however, no specificity analogous to vertebrate antibodies has been revealed, except for weak specificity of some antigen-binding proteins. Hemolytic substances have been detected, particularly in Oligochaeta, where a fetidin possesses bactericidal activity. Lysozyme and some antibacterial proteins also occur in Polychaeta. Annelida react to physical and chemical insults by various processes. These responses are mainly due to synthesis of stress-induced proteins, inhibition of enzyme activity, and modulation (inhibition or stimulation) of the activity of enzymes involved in the detoxification of xenobiotics. Moreover, these responses frequently differ from those of vertebrates, particularly in terms of the nature of inducers. In other respects, these responses are extremely variable in Annelida, even in closely related species.

Les annélides sont des coelomates primitifs dont l'immunité cellulaire contre les agents pathogènes est particulièrement développée. La phagocytose intense opérée par les coelomocytes assure la lutte contre les bactéries, aussi bien chez les polychètes que chez les oligochètes. L'encapsulation intervient davantage dans la lutte contre les parasites. Des expériences ont mis en lumière la coopération de diverses populations de coelomocytes dans ce processus. La cytotoxicité spontanée des coelomocytes contre les cellules xénogènes et allogènes n'est pas sans rappeler celle des cellules lymphocytes tueurs des vertébrés. Le rejet de greffe peut servir de modèle dans l'étude de l'activité de ces cellules. À la suite de greffes consécutives, le temps de rejet devient de plus en plus court, ce qui reflète la mémoire à court terme des cellules du système immunitaire. Dans l'immunité humorale, les agglutinines agglomèrent des particules étrangères et leur teneur est stimulée par ces antigènes. Cependant, chez les annélides, il ne semble pas y avoir de spécificité comparable à celle des anticorps de vertébrés, sauf peut-être une faible spécificité dans le cas de certaines protéines qui se lient aux antigènes. Des substances hémolytiques ont été détectées, particulièrement chez des oligochètes où a également été trouvée une fétidine à propriétés bactéricides. Du lysozyme et quelques protéines antibactériennes ont également été rencontrés chez les polychètes. Les annélides réagissent de diverses façons aux assauts physiques et chimiques de leur environnement, par la synthèse des protéines due au stress, par l'inhibition de l'activité enzymatique et par la modulation (inhibition ou stimulation) des enzymes responsables du processus de détoxication des xénobiotiques. Ces réponses sont souvent différentes de celles observées chez des vertébrés, particulièrement en ce qui concerne la nature des agents inducteurs. À d'autres égards, les réactions sont extrêmement variables au sein du phylum des annélides, même chez des espèces très apparentées.

Document Type: Research Article

Publication date: 2001-02-01

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  • Published since 1929, this monthly journal reports on primary research contributed by respected international scientists in the broad field of zoology, including behaviour, biochemistry and physiology, developmental biology, ecology, genetics, morphology and ultrastructure, parasitology and pathology, and systematics and evolution. It also invites experts to submit review articles on topics of current interest.
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