WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

Эпителиоциты дистального отдела канальцев – это высокие и очень широкие у основания клетки (от 17,67,1 мкм у линя до 10,310,1 мкм у гольца), ядро занимает центральное положение, иногда смещено к базальной части. Для цитоплазмы характерно наличие свободных рибосом, хорошо развитого ГЭР, а также большего числа более крупных по сравнению с другими типами эпителиоцитов митохондрий, что, скорее всего, связано с факультативной реабсорбцией воды, осуществляющейся против большего, по сравнению с другими участками канальца, градиента концентрации (Гинецинский, 1964; Смит, 1986). В цитоплазме встречаются лизосомы и аппарат Гольджи, отдельные каналы шероховатого эндоплазматического ретикулума. Кроме того, в клетках морских видов выявлено большое количество везикул, наличие которых, возможно, обусловлено секрецией K+ в этом участке канальца, а также более выраженной факультативной реабсорбцией воды по сравнению с пресноводными (Гинецинский, 1964; Смит, 1986). Апикальная часть клеток образует лопастевидные цитоплазматические выросты.

Таблица Средние морфометрические параметры эпителиоцитов и субклеточных структур всех исследованных видов (мкм) Отдел канальца Клетка Зона Щеточная Микро Микро (LB) эндоцитоза каемка (L) ворсинки реснички (d) (L) (d) Проксимальный (14,8±0,48) (эпителиоциты 3,53±0,22 3,27±0,16 0,14±0,01 0,24±0,(7,53±0,43) I типа) Проксимальный (10,1±0,33) (эпителиоциты 1,47±0,09 1,54±0,06 0,20±0,01 0,24±0,(7,64±0,48) II типа) Промежуточный (9,68±0,34) 0,40±0,05 0,28±0,(8,11±0,83) Дистальный (14,4±0,49) (10,3±0,42) Примечание: L – длина, В – максимальная ширина, d – диаметр.

Таким образом, выявленные особенности ультраструктуры эпителиоцитов в основных отделах нефрона у пресноводных и морских рыб отражают различия в способах ионной регуляции у данных видов рыб и являются адаптивными признаками к жизни в воде с различной соленостью. Отличия в размерных характеристиках каждого типа эпителиоцитов у разных видов имеют, по-видимому, видовую специфику, тогда как другие признаки (количество и плотность секреторных гранул и лизосом, положение митохондрий, плотность цитоплазмы, различные включения и т.д.) связаны, скорее всего, не с особенностями морфологии различных типов эпителиоцитов, а со степенью функциональной активности клеток. Вне зависимости от среды обитания для всех видов показано сходное изменение длины эпителиоцитов, зоны эндоцитоза, щеточной каемки, диаметра микроворсинок от проксимального к дистальному отделу нефрона (табл. 3).

Анализ структуры про- и мезонефроса морских и пресноводных костистых рыб, принадлежащих к отрядам Карпообразные и Окунеобразные, позволил выявить как общие черты, характерные для всех видов, так и специфичные признаки, сохранившиеся на тканевом, клеточном и субклеточном уровнях организации и отражающие связь со средой обитания исследованных видов.

Глава. 4. Влияние сублетальных концентраций кадмия на структуру головной и туловищной почек карпа, гольца и окуня 4.1. Изменения в соотношении лейкоцитов пронефроса Результаты исследований показали, что под действием токсиканта в головной почке карпа, гольца и окуня изменилось соотношение всех рассматриваемых типов клеток, в первую очередь это выразилось в лимфопении, нейтрофилии и эозинофилии.

Колебания соотношения лейкоцитов в пронефросе, по-видимому, могут быть связаны с перераспределением этих клеток между почками и периферической кровью. Увеличение индекса сдвига лейкоцитов (ИСЛ) относительно контроля во время эксперимента свидетельствует об усилении гранулопоэза в головной почке рыб, скорее всего, связано с развитием воспалительной реакции в органе под действием ионов кадмия (табл. 4). Уменьшение ИСЛ у карпа на 7 сут опыта может быть вызвано не только уменьшением доли незрелых форм гранулоцитов, но и увеличением долей плазматических клеток и лимфоцитов в органе. Ранее было отмечено, что кадмий модифицирует белки организма, в результате чего иммунная система организма рыб воспринимает их как чужеродные, реагируя синтезом антител (Крючков, Бойко, 2002). Как известно, именно плазматические клетки продуцируют на своей поверхности антитела, а лимфоциты «помогают» им реагировать при гуморальном иммунном ответе (Галактионов, 1995).

Следует отметить, что изменения в соотношении лейкоцитов при действии различных концентраций кадмия носят неспецифический характер, выражающийся в снижении числа лимфоцитов и увеличении клеток миелоидного ряда, свидетельствующий об изменении темпов кроветворения и направленности процессов клеточной дифференцировки в сторону усиления миелопоэза. Подобные изменения в соотношении лейкоцитов ранее были показаны при воздействии различных по химической природе токсикантов (Heath, 1995; Лапирова, 2000; Балабанова и др., 2003; Заботкина, Лапирова, 2003, 2004б; Степанова, 2003; Заботкина и др., 2007).

Таблица Индекс сдвига лейкоцитов (ИСЛ) Вид рыбы Карп Голец Окунь Срок экспозиции Контроль 0,962 0,651 0,7 сут 0,601 0,933 2,14 сут 0,881,2 0,862,3 1, 21 сут 1,072 0,892, 28 сут 1,453 0,Примечание: здесь и далее значения с различными цифровыми индексами для каждого вида достоверно отличаются между контролем и сроками экспозиции (p0,05; ANOVA, LSD тест). Расчет индекса сдвига лейкоцитов, представленного в таблице, указан в главе «Материалы и методы».

4.2. Изменения структуры мезонефроса Результаты исследований показали, что в норме структура интерстициальной и нефрогенной тканей и ультраструктура клеток почек карпа, гольца и окуня подобна таковой, описываемой в главе 3, а также в работах других авторов (Bielek, 1980a, b;

Cenini, 1984; Балабанова, 2002). В ходе эксперимента у исследованных видов обнаружено развитие воспалительной реакции, включающей 2 взаимосвязанных процесса: альтерация и экссудация ткани (табл. 5). Показано, что эти процессы имеют строго определенную последовательность.

Эксперимент Таблица Основные этапы структурных изменений ренальной ткани мезонефроса и ее клеток при действии сублетальных концентраций ионов кадмия I этап 1. Повреждение митохондрий 2. Образование ядерной петли в лейкоцитах, опустошение гранул в гранулоцитах (табл. 6) 3. Увеличение количества секреторных гранул, размыкание межклеточных контактов в проксимальных канальцах.

4. Лизис содержимого палочковых клеток 5. Увеличение размеров и количества фагосом в макрофагах 6. Некробиоз клеток лимфомиелоидной ткани (табл. 7) а. Гиперемия кровеносных сосудов клубочка, утолщение базальной мембраны боуменовой капсулы б. Инфильтрация нефрогенной ткани эритроцитами, лимфоцитами, нейтрофилами и клетками с радиально расположенными везикулами II этап 1. Расширение цистерн шероховатого эндоплазматического ретикулума в лимфоцитах и клетках с радиально расположенными везикулами 2. Разрушение эпителиоцитов проксимального отдела канальцев 3. Размыкание межклеточных контактов и последующее разрушение эпителиоцитов дистальных участков канальцев а. Появление лейкоцитов и включений в просвете дистальных канальцев III этап 1.Разрастание соединительной ткани вокруг разрушенных канальцев 2. Белковая дистрофия лимфомиелоидной ткани Примечание: цифрами обозначены морфопатологии, входящие в процесс альтерации ткани, буквами – в процесс экссудации.

Таблица Влияние сублетальных концентраций ионов кадмия на интенсивность дегрануляции гранулоцитов в туловищной почке исследованных видов рыб Вид рыбы Карп Голец Окунь Срок эозинофил базофил нейтрофил эозинофил эозинофил экспозиции Контроль 0,211 0,081 0,031 0,041 0,7сут 0,792 0,452 0,202 0,041 1,14сут 1,252 3,634 0,463 0,333 0, 21сут 2,903 3,043 4,804 0,282, 28сут 4,373 3,554 0,583 0,Примечание: расчет индекса дегрануляции гранулоцитов, представленного в таблице, указан в главе «Материалы и методы».

Эксперимент Таблица Степень развития некробиоза в интерстициальной ткани мезонефроса под действием ионов кадмия (%) Вид рыбы Карп Голец Окунь (N=10) (N=10) (N=10) Срок экспозиции Контроль 67,7±2,04 79,1±0,95 44,4±0,7 сут 66,0±1,74 65,5±1,64 35,7±0,14 сут 48,3±2,53 56,7±1,83 35,3±0, 21 сут 35,7±3,92 60,5±1, 28 сут 37,9±4,32 50,7±3,Примечание: в таблице указана доля интерстициальной ткани без некробиотических признаков от общей площади ренальной ткани.

Некоторые из наблюдаемых нами морфопатологий зафиксированы у других видов рыб при различных схемах экспериментов по влиянию токсикантов на почки рыб (Shrivastava, Pandey, 1986; Гамбарян, Лаврова, 1989; Ooi, Law, 1989; Singhal, Jain, 1997; Моисеенко, 1998; Степанова и др., 1998; Madden, Fowler, 2000; Заботкина, Лапирова, 2003, 2004; Drastichova et al., 2003) и указывают на тяжелые функциональные изменения органа и возможной интоксикации рыб вследствие нарушения выведения продуктов обмена. Наше предположение подтверждается ранее обнаруженными нарушениями ионрегулирующей и экскреторной функций почек у некоторых карповых и скорпеновых рыб из районов, загрязненных кадмием (Brown et, al., 1984; Griffin, 2001; Julian et al., 2001; Фомин, 2002; Feng et al., 2004).

По мнению С.М. Короткова и И.А. Скульского (1996), основное действие кадмия связано с атакой на сульфгидрильные группы белков мембран и с блокированием дыхательных процессов в митохондриях. Эти данные подтверждаются ультраструктурными исследованиями, проведенными в нашей работе, а также результатами других авторов, где показано, что среди прочих мембранных органоидов митохондрии оказались наиболее чувствительны к действию токсиканта. Обнаружены деградация митохондрий и образование постмитохондриальных вакуолей в хлоридных клетках жаберного эпителия и иммунокомпетентных клетках пронефроса и селезенки различных видов рыб (Матей, 1996; Балабанова, 1997а, 1998). Повреждение мембран митохондрий возможно связано не только с действием кадмия на белки, но и с гипокальциемией в органе, которая приводит к «вымыванию» кальция из матрикса митохондрий (Матей, 1996;

Сарис, Карафоли, 2005; Моисеенко и др., 2006; Hollis et al., 1999).

Увеличение размеров макрофагов за счет увеличения количества и размеров фагосом в этих клетках, наличие разрушенных остатков клеток практически во всех фагосомах указывает на гибель большого числа эритроцитов, а также лейкоцитов лимфоидного и зернистого рядов дифференцировки. Проявление фагоцитирующих способностей гранулоцитов, увеличение количества опустошенных гранул в этих клетках показывает участие гранулоцитов в утилизации поврежденных элементов тканей и подтверждает развитие и некробиотических явлений в лимфомиелоидной ткани мезонефроса у всех исследованных особей уже на ранних сроках воздействия Эксперимент токсикантом. Гибель клеток лимфомиелоидной ткани позволяет предположить снижение устойчивости рыб к различным заболеваниям. Расширение цистерн шероховатого эндоплазматического ретикулума в цитоплазме лимфоцитов и клеток с радиально расположенными везикулами возможно связано с усилением синтетической функции в клетках, возникшей в результате воздействия токсиканта и не являющейся специфической реакцией на кадмий. Подобные ультраструктурные изменения иммунокомпетентных клеток в почках и селезенке карпа (Cyprinus carpio L.) наблюдали ранее при иммунизации рыб без токсического воздействия поллютантов (Балабанова, Заботкина, 1988; Заботкина, Балабанова, 1989).

Утолщение базальной мембраны боуменовой капсулы, гиперемия сосудов клубочка и как следствие появление в них, а также в просвете капсулы большого количества эритроцитов, нейтрофилов и клеток с радиально расположенными везикулами, эмиграция лимфоцитов из просвета сосудов в проксимальные и дистальные участки канальцев, являются следствием изменения физико-химических свойств пораженных тканей и влекут за собой образование экссудата (Ярыгин, Серов, 1977). Наличие большого количества лейкоцитов и включений, предположительно белковой природы, в просвете канальцев к 14 сут экспозиции в токсиканте согласуется с вышеприведенными данными и подтверждает развитие воспалительного процесса в органе.

Следует отметить, что наши исследования согласуются с ранее опубликованными работами, в которых авторы указывают наибольшую чувствительность проксимальных участков канальцев к действию ионов металла (Bhattacharya et. al., 1978; Forlin et al., 1986; Shrivastava, Pandey, 1986; Гамбарян, Лаврова, 1989; Hamilfon et al., 1989; Ooi, Law, 1989; Singhal, Jain, 1997; Madden, Fowler, 2000). Некоторые авторы это явление связывают с тем, что металлотионеины парадоксальным образом усиливают действие кадмия на почки, так как показано, что из-за их низкой молекулярной массы белки проникают сквозь гломерулы и поступают в клетки проксимального канальца, где деградируют в лизосомах, высвобождая связанные ионы, в результате чего происходят тяжелые дегенеративные изменения в проксимальных участках канальцев (Райс, Гуляева, 2003).

Увеличение числа секреторных гранул в цитоплазме эпителиоцитов I типа проксимального отдела канальцев, скорее всего, связано с участием этих органелл в деградации металлотионеинов и удалении кадмия из организма (Olsson, Hogstrand, 1987; Malins, Ostrander, 1994; De Smet et al., 2001; Райс, Гуляева, 2003; Немова, 2005).

Наблюдаемое размыкание межклеточных контактов канальцев нефрона связывают с «вымыванием» кальция из кальциевых сайтов этих контактов (Матей, 1996; Улумбеков, Челышев, 2001).

Таким образом, выявленную нами последовательность изменений в ренальной ткани под действием ионов кадмия можно рассматривать как систему неспецифических реакций на действие большинства токсикантов. Данные изменения могут служить дополнительным гистологическим критерием при проведении мониторинговых исследований по оценке влияния на рыб антропогенных факторов среды.

В главе «Заключение» приводятся основные результаты и выводы, полученные в диссертационной работе.

ВЫВОДЫ 1. В мезонефросе костистых рыб доля интерстициальной ткани от общей площади ренальной ткани убывает в ряду: пресноводные карпообразные – пресноводные окунеобразные – морские окунеобразные. Различие в соотношении нефрогенной и интерстициальной тканей является адаптацией, позволившей окунеобразным освоить водоемы с широким диапазоном солености.

2. Соотношение различных форм лейкоцитов в головной почке коррелирует с чувствительностью рыб к дефициту кислорода в воде и не зависит от типа питания и миграционной активности.

3. У пресноводных и морских костистых рыб ультраструктура агранулоцитов, бокаловидных, палочковых клеток и клеток с радиально-расположенными везикулами сходна. Среди клеток миелоидного ряда выявлено 5 типов нейтрофилов и 3 типа эозинофилов по структурным признакам вторичных гранул. Зависимость ультраструктуры гранул от обитания видов в морской или пресной воде не обнаружена.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»