Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 12
1. Ткани, производящие клетки крови 12
2. Современное состояние учения о гемопоэзе у рыб 17
3. Современное состояние учения о гемопоэзе у земноводных 26
4. Современное состояние учения о гемопоэзе у пресмыкающихся
.5. Клетки периферической крови 38
.6. История изучения и общая характеристика гемопоэза 55
.7. Морфология форменных элементов крови млекопитающих 61
.8. Классификация форменных элементов крови рыб, земновод- 68
ных, пресмыкающихся
.9. Тканевые компоненты стромы и микроокружения кроветвор- 77
ных органов
10. Организация иммунной системы рыб, земноводных, 81
пресмыкающихся
Глава 2. Материалы и методы исследования 83
Глава 3. Клеточный состав органов кроветворения рыб 87
3.1. Клеточный состав органов кроветворения хрящевых рыб 87
(на примере ската)
3.1.1. Мезонефрос как кроветворный орган 87
3.1.2. Селезенка как кроветворный орган
3.1.3. Гемопоэтические образования пищеварительного тракта 99
3.1.4. Сердце как орган кроветворения 105
3.2. Клеточный состав органов кроветворения костистых рыб (на 113 примере воблы)
3.2.1. Кроветворная ткань передней части почки 113
3.2.2. Туловищная почка как кроветворный орган 122
3.2.3. Морфофункциональные особенности селезенки 128
3.2.4. Морфофизиологические особенности тимуса 134
3.2.5. Особенности кроветворения в пищеварительном тракте 138
3.2.6. Кроветворная функция сердца 149
3.2.7. Гемопоэтические образования в жабрах 153
3.2.8. Кроветворение в полостях черепных костей 159
3.2.9. Состояние периферической крови у половозрелых особей 164
Глава 4. Клеточный состав органов кроветворения земноводных (на примере озерной лягушки) 179
4.1. Органы кроветворения в личиночный период развития 179
озерной лягушки
4.1.1 .Мезонефрос как кроветворный орган 179
4.1.2. Печень как кроветворный орган 184
4.1.3. Селезенка как кроветворный орган 189
4.1.4. Морфофизиологические особенности тимуса 195
4.1.5. Гемопоэтические образования пищеварительного тракта 197
4.1.6. Красный костный мозг как кроветворный орган 199
4.2. Органы кроветворения половозрелых особей озерной лягушки
4.2.1. Кроветворение в красном костном мозге 205
4.2.2. Особенности селезенки как кроветворного органа 214
4.2.3. Морфофизиологические особенности тимуса 222
4.2.4. Кроветворение в пищеварительном тракте 230
4.2.5. Кроветворение в «лимфатических узлах» 238
4.2.6. Состояние периферической крови 243
Глава 5. Клеточный состав кроветворных органов пресмыкаю- 257 щихся (на примере прыткой ящерицы)
5.1. Костный мозг как кроветворный орган 257
5.2. Морфофункциональные особенности селезенки 265
5.3. Морфофизиологические особенности тимуса 272
5.4. Кроветворение в пищеварительной системе 278
5.5. Кроветворение в лимфатических узлах 288
5.6. Состояние периферической крови 292
Обсуждение 305
Заключение 316
Выводы 339
Список литературы 3
- История изучения и общая характеристика гемопоэза
- Селезенка как кроветворный орган
- Печень как кроветворный орган
- Морфофизиологические особенности тимуса
Введение к работе
Актуальность исследования. Путь, который помогает изучить отдельные элементы биологической проблемы, установить взаимосвязь процесса и тем самым подойти к пониманию явления в целом, - это обращение к филогенетически менее организованным формам жизни с постепенным переходом от групп, в которых данное явление только зарождалось, к группам, в которых оно усложнилось (Купер Э., 1980; Селезнев С.Б. , 1999; Ройт А. и др., 2000; Галактионов В.Г., 2004). Для понимания различных физиологических состояний в клинической и научной практике широко используются показатели, связанные с важнейшей тканью организма позвоночных - кровью. Правильное представление о кроветворении, составе и свойствах крови помогает достаточно точно распознавать нормальные и патологические процессы в организме. Не будучи объединенной в единый орган, кровь все же является целостной системой, своеобразным подвижным органом, имеющим строго определенную морфологическую структуру и постоянные весьма многочисленные функции (Заварзин А.А.,1953; Горышина Е.Н., Чага О.Ю., 1990; Хамидов Д. Х. и др., 1978).
Помимо клинической диагностики кровь и органы гемопоэза являются объектами для исследования организмов разного филогенетического уровня. В этом отношении функциональные и морфологические характеристики отдельных гемопоэтических ростков в каждом классе позвоночных имеют существенные различия (Житенева Л.Д. и др., 2001; Ямщиков Н.В. и др., 2007; Силс Е.А., 2008). С этих позиций определенный интерес представляет класс рыб, земноводных и пресмыкающихся – представителей разных ступеней эволюции позвоночных животных. Интерес к сравнению этих животных связан с тем, что они существуют в разных средах, что, несомненно, отразилось на механизме кроветворения и иммунной защиты. Кроме того, выяснение особенностей эволюционной динамики тканей позволяет объяснить с исторических позиций сущность патологических процессов, прогнозировать их, биологически обосновать мероприятия, направленные на ликвидацию или восстановление пораженной области (Хамидов Д. Х. и др., 1978).
На настоящий момент существуют вопросы, связанные с гематологией, на которые необходимо получить ответы для более полного осмысления генетического родства животных даже далеко стоящих друг от друга в эволюционном древе. Недостаточно подробно изучены особенности организации и функционирования гемопоэтической ткани рыб, земноводных и пресмыкающихся. В этом случае сравнительно-эволюционный подход оказывается весьма плодотворным при анализе сложных биологических явлений, часто не поддающихся прямому экспериментальному изучению (Купер Э., 1980; Селезнев С.Б., 1999; Житенева Л.Д. и др. 2001,2004).
Накопленный к настоящему времени материал, касающийся этой области, характеризуется недостатком фактов и достаточно противоречив (Заварзин А.А., 1953; Иванова Н.Т.,1970, 1982; Купер Э., 1980; Золотова Т.Е.,1989; Пестова И.М., Четверных В.Н. , 1990; Житенева Л.Д. и др.,2004).
Большинство литературных сведений посвящалось вопросам морфологии и физиологии форменных элементов периферической крови в связи с проблемами токсикологии и болезней этих животных (Остроумова И.Н., 1957; Калашникова З.М., 1976; Хамидов Д. Х. и др., 1978; Крейтцманн Х.Л., Франке П., 1983; Hine P.M., Wain J.M., 1988; Аносова Н.В. и др., 1989; Житенева Л.Д., 1989; Сахарова Н.Ю., 2004 Fournier M. et ol., 2005 и др.). Гистологические исследования, наряду с подсчетами форменных элементов крови, наиболее полно отражают количественную и качественную стороны гемопоэза, его мощность и потенциальные возможности. Но морфофункциональная характеристика кроветворных органов у рыб, земноводных и пресмыкающихся, где подробно рассмотрена топография, строение, качественный и количественный состав формирующихся клеток в сравнительном аспекте - практически отсутствует в научной литературе.
Это и побудило к исследованиям процесса гемопоэза у представителей класса рыб, земноводных и пресмыкающихся.
Цель и задачи исследования. Целью исследования явилось установление закономерностей цитогенеза, а также выявление характера прогрессивных изменений качественного и количественного состава гемопоэтических клеток в органах кроветворения представителей рыб, земноводных и пресмыкающихся.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
-
Выявить особенности морфологии органов гемопоэза с учетом принадлежности исследованных животных к разным классам.
-
Определить качественный и количественный состав клеток крови, продуцируемых органами кроветворения исследованных животных.
-
Провести сравнительный цитологический анализ органов кроветворения представителей рыб, земноводных и пресмыкающихся.
-
Установить филогенетическую изменчивость качественного и количественного состава гемопоэтических клеток в органах кроветворения животных разных систематических групп.
Научная новизна исследования. Впервые в сравнительном аспекте проведено подробное исследование качественного и количественного состава клеточных компонентов, особенностей организации органов кроветворения животных разных систематических групп. Выявлены морфофункциональные признаки дефинитивного кроветворения у рыб (на примере воблы, ската), земноводных (на примере озерной лягушки), пресмыкающихся (на примере прыткой ящерицы). Установлены и доказаны закономерности преобразования гемопоэтической ткани по мере усложнения организации животных. Доказано, что у исследованных животных впервые выделение иммунной системы из общей системы кроветворения наблюдается у представителя костистых рыб (воблы). Описана локализация развивающихся элементов крови эритроцитопоэтического, лимфоцитопоэтического, миелоцитопоэтического и моноцитопоэтического рядов у разных животных в кроветворных органах в период половозрелости.
На основании различий по качественному и количественному составу формирующихся клеток крови в органах кроветворения, а также по особенностям их организации у представителей разных классов животных, высказана концепция о влиянии образа жизни и степени развития организма на становление и преобразование органов гемопоэза.
Положения, выносимые на защиту:
1. У представителя костистых рыб – воблы, в полостях челюстных костей черепа и перикарде присутствует гемопоэтическая ткань.
2. Наряду с изменением организации органов кроветворения исследованных животных, существенно меняется качественный и количественный состав пролиферирующих и созревающих в них гемопоэтических клеток.
3. У представителей земноводных и пресмыкающихся, наряду с сокращением количества очагов гемопоэза, по сравнению с рыбами, наблюдается постепенное отделение иммунной системы из общей системы кроветворения, трансформация кроветворных органов, выполнявших ранее функции формирования всех клеточных элементов крови.
4. Тимус преобразуется в лимфоидный орган у костистых рыб, а кроветворная ткань, ассоциированная с пищеварительным трактом, преобразуется в лимфоидную ткань – у земноводных.
5. Селезенка исследованных животных постепенно утрачивает функцию универсального органа кроветворения.
6. В гемопоэтической ткани красного костного мозга земноводных и пресмыкающихся появляется структурная единица - гемопоэтический островок.
7. Сравнительный анализ топографии, цитоархитектоники и гистологии кроветворных органов и тканей представителей класса рыб, земноводных и пресмыкающихся демонстрирует историческую направленность этой системы по линии морфологического прогресса, которая обусловлена изменением среды обитания.
Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследований значительно расширяют представления об особенностях гемопоэза органов кроветворения у представителей животных разных таксономических групп, вносят определенный вклад и дополнение в понимание механизмов и принципов организации структуры системы гемопоэза, что позволяет представить эволюционные изменения гемопоэтических клеток и кроветворной ткани у этих животных в виде единого процесса.
Практическая ценность результатов исследования состоит в том, что разработанные гематологические показатели позволяют применять их для экспертной оценки физиологического состояния половозрелых рыб, земноводных и пресмыкающихся, обитающих в естественных условиях Астраханской области. Представленные табличные данные о состоянии клеток крови эритроидного ряда, лейкограммы всех животных помогут в проведении различных мониторинговых исследований.
Выявленные различия в строении и локализации гемопоэтической ткани позволяют глубже осмыслить становление этой системы у различных классов животных. Эти данные используются в учебном процессе в преподавании курсов физиологии, гистологии, цитологии, иммунологии, эмбриологии для студентов специальностей «Водные биоресурсы и аквакультура», «Биоэкология» в Астраханском государственном техническом университете, а также в научной работе.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Астраханского государственного технического университета (1998-2009), Международной научной конференции «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря (Астрахань, 2006), 7-й Международной конференции «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2006), Международном симпозиуме «Тепловодная аквакультура и биологическая продуктивность водоемов аридного климата» (Астрахань, 2007), Международной конференции, посвященной 75-летию Астраханского государственного технического университета «Экология биосистем: Проблемы изучения, индикации и прогнозирования» Астрахань, 2007), 2-ой научной конференции с участием стран СНГ «Современные проблемы физиологии и биохимии водных организмов» (Петрозаводск, 2007), Международном Форуме по проблемам науки, техники и образования III тысячелетие – новый мир (Москва, 2007), X Международной научной конференции, посвященной 450-летию Астрахани «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря и водоемов внутреннего стока Евразии» (Астрахань, 2008), IV Международной научно-практической конференции «Человек и животные» (Астрахань, 2008), XII Всероссийской научно-практической конференции «Образование-наука-технологии; XI Всероссийской научно-практической конференции «Агропромышленный комплекс и актуальные проблемы экономики регионов», XI Международной научно-практической конференции «Экологические проблемы современности» (Майкоп, 2008), Международной научной конференции «Актуальные проблемы экологической физиологии, биохимии и генетики животных» (Саранск, 2009), VI Международной научно-практической конференции «Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов» (Элиста, 2009), Международной научно-практической конференции «Способы и технологии интенсификации» (Астрахань, 2009).
Публикация результатов исследования. Всего опубликовано 79 научных работ, из них 55 по материалам диссертации, в том числе 10 в ведущих научных журналах, перечень которых утвержден ВАК.
Объем и структура работы. Диссертационная работа построена по классическому типу и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, трех глав с описанием результатов собственных исследований, их обсуждением, заключения, выводов и библиографического списка. Диссертация изложена на 364 страницах, содержит 59 таблиц, 211 рисунков. Список литературы включает 314 источников, в том числе 86 иностранных.
История изучения и общая характеристика гемопоэза
Костные рыбы (Osteichthyes) представляют собой таксономически сложную и разнородную по морфофункциональным характеристикам группу, ископаемые остатки которых обнаруживаются в девонских отложениях (около 400 млн. лет назад) (Абдурахманов Г.М. и др., 2001; Билич Г.Л., Крыжановский В.А., 2002; Яблоков А.В., Юсуфов А.А., 2006).
Рассматривая гемопоэз у низших позвоночных, следует отметить, что в литературе о нем нет единого мнения. Так, одни исследователи считают, что, помимо второстепенных, основными органами кроветворения у рыб являются почки, другие отдают предпочтение селезенке, третьи — почке и селезенке. Особенностями дефинитивного гемопоэза у рыб, как и у других низших позвоночных животных, является территориальное разделение миело - и лим-фопоэза (впрочем, полной ясности в этом вопросе пока не достигнуто) и интра-васкулярное кроветворение (Кауфман З.С., 1990; Lin Н.Т. et al., 2005; Ложни-ченко О.В., 2005а, 2005 г; Fishelson L., 2006).
Кроветворные органы у рыб значительно отличаются от аналогичных органов высших позвоночных. Для рыб характерно наличие множественных (и, по-видимому, взаимозаменяемых) мест и органов кроветворения. К ним принадлежат селезенка, почка, эндотелий сосудов, слизистая кишечника, жаберный аппарат, сердце, «лимфоидный орган» в черепе рыб, тимус. Вместе с тем у рыб, наряду с экстраваскулярным (вне сосудов), имеется и интраваскулярное (внутри сосудов) кроветворение, продолжающееся в течение всей жизни (Калашникова З.М., 1981).
У челюстноротых рыб отсутствуют лимфоидный ряд дифференцировки клеток костного мозга, лимфоузлы и лимфоидная ткань, ассоциированная с кишечником. Однако, у них хорошо развит тимус и селезенка, диффузная лимфоидная ткань кишечника и лимфомиелоидная ткань в почках и печени. Важная особенность лимфомиелоидной ткани рыб заключается в том, что в печени «примитивных» форм (у костистых рыб - еще и в селезенке и почках) присутствует множество мелано-макрофагальных центров (Ройт А. и др., 2000).
Почка рыб - универсальный орган кроветворения, в котором происходит дифференцировка, пролиферация и созревание клеток всех линий кровяной дифференцировки, в том числе и лимфоидной. Это показано в многочисленных работах (Ellis А.Е., 1977; Zapata А., 1979; Ложниченко О.В., Лепилина И.В., 2003; Ложниченко О.В., 2005е) и дает возможность предположить, что почка -основной орган иммунной системы рыб. Здесь завершается развитие В-лимфоцитов и начинается их функционирование (Irwin M.J., Kaattari S.L., 1986; Федорова Н.Н. и др., 2002). Почка костистых рыб подразделяется на два отдела - пронефрос (передняя или головная, почка) и мезонефрос (задняя или туловищная, почка). Пронефрос на ранних этапах онтогенеза утрачивает экскреторную функцию и превращается в исключительно гемопоэтическии и иммунный орган. Мезонефрос на протяжении всей жизни организма рыб сочетает эти функции. Наибольшая активность иммунных реакций наблюдается именно в головной почке. Так, выделенные из нее неспецифические цитотоксические клетки более активны in vitro в реакциях лизиса трансформированных клеток млекопитающих. В головной почке методом электронной микроскопии и иммуноморфологически показано наличие и функционирование плазматических клеток (Graves S.S. et al., 1984; Гревати А.Д., 1991; Ложниченко О.В., 2005в).
Функциональным аналогом красного костного мозга у костистых рыб считается головной отдел почек (пронефрос) (Солдатов А.А., 2005). Это показано для большинства видов данной систематической группы организмов. Анализ гистологической структуры пронефроса показал присутствие в нем ретикулярных клеток и ретикулиновых волокон. Здесь хорошо развиты мелано-макрофагальные элементы. Размеры очагов эритропоэза в головной почке не постоянны и подвержены сезонным колебаниям. Наиболее активная пролиферация эритроидных клеток в головной почке у костистых рыб происходит в личиночный период онтогенеза (Zuasti A., Ferrer С, 1989; Sordyl Н., Osterland А., 1991; Rodriguez F.A. 1995).
Наряду с пронефросом, активное участие в продукции эритроцитов принимает и средний отдел почек (мезонефрос). Размеры эритроидной популяции клеток в нем у некоторых видов превышают таковые для других ростков гемо-поэза (Fange R., Nilsson S., 1985; Masaharu Т., 1988).
У некоторых хрящевых и у всех костистых рыб большую роль в кроветворении играет почка. В межканальцевой соединительной ткани почки продуцируются все типы клеток крови (Горышина Е.Н., Чага О.Ю., 1990). Н.Т. Ивановой (1995) замечено, что гемопоэз у рыб идет по всей поверхности почки. Иногда наиболее активный гемопоэз выделяют в передней части почки. В почке возможно осуществление всех стадий иммунного ответа независимо от других лимфоидных органов. В литературе описаны рассеянные в гемопоэтиче-ской ткани почки мелано-макрофагальные центры - агрегаты клеток, среди которых обнаружено значительное количество макрофагов. Вероятно, в этих центрах происходят такие процессы, как улавливание антигена макрофагами, его обработка и представление лимфоцитам (Ellis А.Е., 1980).
Э. Купер (1980) отмечает, что у костистых рыб имеются тимус, селезенка и добавочные лимфоцитарные скопления, собранные в своеобразный орган -пронефрос, или головную почку. У них есть плазматические клетки, образующие антитела, и лимфоидные клетки, способные обеспечить клеточный иммунный ответ. У ушастого окуня Lepomis macrochirus в селезенке и пронефросе происходит биосинтез антител. В пронефросе больше антителообразующих клеток, чем в селезенке, что является, по-видимому, отражением его более выраженной лимфоретикулярной морфологии. По своей клеточной структуре пронефрос заметно ближе к лимфатическим узлам млекопитающих. Это согласуется с тем, что пронефрос на протяжении длительной эволюции участвует в фильтрации тканевых жидкостей и в образовании антител. Головная почка костистых рыб фактически представляет собой прототип лимфатического узла млекопитающих (Купер Э., 1980).
Участие селезенки в эритропоэзе оспаривается во многих работах. Некоторые авторы рассматривают ее как орган, в котором протекают исключительно процессы лимфо -, тромбо- и гранулопоэза (Muiswinkel W.B. et al., 1991; Rodriguez F.A., 1995). Эритроидные элементы на разных стадиях дифференциров-ки были обнаружены в селезенке ряда видов морских и пресноводных рыб (А1-ford Р.В. et al., 1993; Galindez E.J., Aggio M.C., 1998; Ложниченко O.B., Федорова Н.Н., 2004 б). Авторы отмечают, что гистоструктура селезенки у них имеет сходные черты с селезенкой высших позвоночных (Muiswinkel W.B. et al., 1991; Заботкина E.A., 2005). Эритроидный росток в ней локализован преимущественно в красной пульпе (Froehly M.F. et al., 1986). Отмечено, что интенсивность эритропоэза в данном органе уступает таковой в почках (Houston А.Н. et al., 1996). Наиболее активная пролиферация эритроидных элементов была обнаружена в селезенке костистых рыб только на ранних стадиях онтогенеза. С возрастом данные процессы подавлялись (Masaharu Т., 1988; Quesada J., 1994).
Н.Т. Иванова (1970) отметила, что в состав микроструктуры селезенки входит гладкая мышечная и соединительная ткани. В ней особое развитие получает ретикулярная ткань, располагающаяся по ходу кровеносных сосудов. Основную же массу в селезенке составляют форменные элементы крови (Blax-holl Р.С., 1983; Mikali V., Perduchizzi F. 1990; Quesada J. et al., 1990; Alvarez F. et al., 1993; Ложниченко O.B., Федорова H.H., 2004a; Ложниченко O.B., 2005д).
Селезенка как кроветворный орган
Эксперименты с животными проводились с соблюдением «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приказ № 742 от 13.11.84). У всех рыб, взятых для гистологического анализа, были исследованы следующие органы кроветворения: селезенка, туловищная и головная почка, тимус, сердце, кости головы, стенки кишечника, жабры, кроме того, изготавливались мазки крови. У лягушек и ящериц взяты кусочки тканей селезенки, тимуса, красного костного мозга, всех отделов пищеварительного тракта, «лимфатические узлы» подкрыльцовой области и изготовлены мазки крови. Также у этих животных для исследования взяты сердце и почки.
Физиологические методы. Изучение гематологических показателей крови проводилось по методикам, рекомендуемым А.А. Кудрявцевым, и др., (1969), Д.Х. Хамидовым и др., (1978), Н.Т. Ивановой (1982), Л.Д. Житеневой, Т.Г. Полтавцевой, О.А. Рудницкой (1989). Идентификация форменных клеток крови осуществлялась по атласам Н.Т. Ивановой (1984) и В.Н. Никитина (1949), Г.И. Козинца (1998, 2004), С.Л. Козинца и др. (2006), Р.П. Самусева и др. (2004), изменения форменных элементов - согласно рекомендациям Л.Д. Житеневой (1989), О.Н. Давыдова (2006). Мазки крови окрашивались по методу Романов-ского-Гимза гематоксилин-эозином (Волкова О.В., Елецкий Ю.К. 1982). Проводили измерение и подсчет клеток крови исследуемых животных (воблы, озерной лягушки, прыткой ящерицы). Подсчет форменных элементов как красной, так и белой крови проводили методом четырех полей, т.е. более 500 эритроцитов и 200 лейкоцитов в мазке (Иванова Н.Т, 1984; Житенева Л.Д, 1989).
Гистологические методы. Материал обрабатывался методами классической гистологии (Пирс Э., 1962; Ромейс Б., 1954; Волкова О.В., Елецкий Ю.К., 1989). Ткани органов были фиксированы в 10% нейтральном формалине, 96% этиловом спирте, жидкостях Буэна, Сера. Далее материал заливали в парафин, срезы толщиной 4-5 микрометров изготовляли на микротоме. Из головастиков были приготовлены серии срезов. Гистологические срезы окрашивались гематоксилин-эозином, азур П-эозином, по методу Маллори. Микроскопирование фиксированных и окрашенных препаратов, осуществлялось с помощью светового микроскопа «OLYMPUS ВН-2», «МИКРОМЕД-2» с применением иммерсии. Подсчет клеточного состава форменных элементов белой и красной крови проводился отдельно в каждом кроветворном органе (Стефанов СБ. 1974; Са-пин М.П. и др., 1988; Житенева Л.Д., 1989).
Гистохимические методы. Для гистохимических исследований материал фиксировали в жидкости Карнуа. Срезы окрашивали метиловым зелёным — пи-ронином по Браше. В-клеточные популяции лимфоцитов определяли путём вы-. явления РНК (избирательное присоединение пиронина к РНК) (Пирс Э., 1962; Волкова О.В., Елецкий Ю.К., 1989).
Микрофотосъемка форменных элементов крови производилась при помощи фотонасадки SONIDSC-W7.
Статистические методы. Обработка полученного материала осуществлена с помощью пакета прикладных программ «STATISTICA-5». Использовали, следующие статистические подходы и показатели: расчет относительных показателей, определение средних величин, оценка достоверности различий по критерию Стьюдента, корреляционный анализ (Плохинский И.А., 1961; Лакин Г.Ф. 1990), кластерный анализ (R.C. Тгуоп, 1936; J.A. Hartigan, 1975; В.И. Боровиков, 2001). ГЛАВА З Клеточный состав органов кроветворения рыб 3.1. Клеточный состав органов кроветворения хрящевых рыб (на примере ската) 3.1.1. Мезонефрос как кроветворный орган У представителя хрящевых рыб - ската (морского кота) в межканальце-вой ткани почек редко выявлялись скопления гемопоэтической ткани (рис.2), которые содержали развивающиеся клетки эритро-, грануло- и агранулоцито-поэтического рядов (рис.1). Формирующиеся клетки крови располагались хаотично среди ретикулярных клеток. Наибольший процент составляли развивающиеся лейкоциты (80,0%). (табл. 3).
ЧО Среди клеток эритропоэтического ряда были выявлены бластные и созревающие клетки. Эритробласты были самой многочисленной группой и составляли 37,5%, проэритробласты - 25,0%, базофильные эритробласты - 13,0%. Полихраматофильные эритробласты - 12%, оксифильные эритробласты -10,0% (рис. 3), (табл.4).
Количество дифференцирующихся агранулоцитов (97%) превышало количество гранулоцитов (3,0%). При этом из клеток агранулоцитопоэтического ряда были выявлены бластные, созревающие и зрелые клетки. Среди бластных клеток на лимфобласты приходилось - 11,9%, плазмобластов было отмечено несколько больше - 14,8%. Среди созревающих клеток пролимфоциты составляли - 22,2%, проплазмоциты - 3,7%. Из зрелых клеток были выявлены только лимфоциты - 44,4% (табл.5).
Относительное содержание формирующихся клеток крови в туловищной почке В туловищной почке у хрящевых и костно-хрящевых рыб (Грушко М.П., 2003) формировались клетки тех же рядов, их процентное соотношение резко отличалось (рис.4). Удельный вес формирующихся эритроцитов у представителей костно-хрящевых на 11,0% (у осетра) - 21,0% (у севрюги) был выше, чем у представителей хрящевых рыб (Р 0,001). У ската среди формирующихся эритроцитов удельный вес бластных клеток был выше (37,5%), в отличие от осетровых (от 9,0 % - у осетра до 10,0% - у севрюги) (Р 0,001). Основной процент формирующихся клеток белой крови у ската приходился на агранулоциты, в то время как у осетровых рыб превалировали гранулоциты (Р 0,001).
Среди клеток эритропоэтического ряда эритробласты составляли - 61,3%. Созревающие клетки были представлены проэритробластами - 16,3%, базо-фильными эритробластами - 6,1%, полихроматофильными эритробластами -10,2%, оксифильными эритробластами - 4,1%. Зрелых эритроцитов выявлено не было (табл.7).
Среди формирующихся клеток белой крови превалировали агранулоцити - 89,2%, на гранулоцити приходилось 10,8%. Из бластных клеток агранулоци-топоэтического ряда были выявлены лимфобласты - 44,1% (рис.7) и плазмоб-ласты - 1,1%. Созревающие клетки были представлены пролимфоцитами -10,8% и проплазмоцитами - 1,0%. Зрелые клетки этого ряда были представлены лимфоцитами - 32,2%.
Из гранулоцитов в селезенке были выявлены бластные и созревающие клетки. Миелобласты составляли 4,3%. Созревающие клетки были представлены промиелоцитами - 2,2%, миелоцитами нейтрофильными - 1,1%, миелоци-тами эозинофильными - 3,2% (табл.8).
Печень как кроветворный орган
У исследованных видов костистых рыб пищеварительный тракт представлял собой недифференцированную трубку, суживающуюся к концу, включающий рот, ротоглоточную полость, глотку, пищевод и кишку, в которой у растительноядных рыб выделяют передний отдел - от пищевода до вершины первой петли, средний отдел и задний - от вершины последней петли до анального отверстия (Веригина И.А., Жолдасова И.М., 1982; Чусовитина СВ., 2005).
Стенка пищеварительной трубки, несмотря на функциональные особенности ее отделов, имела единый план гистологического строения. Она состояла из 3 оболочек: слизистой, мышечной оболочки и серозной оболочки (Семенов СП. и др., 1964). Наружная оболочка выполняет защитную функцию; в ней проходят кровеносные сосуды разного размера, тяжи нервных волокон и расположены нервные клетки.
Мышечная оболочка обладает способностью к сокращению и обеспечивает продвижение пищи по длине пищеварительного тракта. Она состоит из внешнего продольного и более широкого внутреннего циркулярного слоев. Оба слоя мышечной оболочки в пищеводе состоят из поперечнополосатых мышечных волокон, а в кишке - из гладкой мышечной ткани.
Соединительнотканная строма кишки представляет каркас, обеспечивающий механическую прочность и амортизацию кишечной стенки. Основу слизистой оболочки различных отделов пищеварительного тракта рыб составляет рыхлая соединительная ткань, включающая коллагеновые волокна и мышечные элементы. Слизистая оболочка выполняет основную функциональную нагрузку по переработке пищи, её всасыванию, выделению, иммунологической защите. В пищеводе, желудке и ректальной части кишечника она имела продольную складчатость. В кишечнике поперечные, косые или продольные складки слизистой часто пересекались между собой. Внутренняя поверхность пищевода выстлана многослойным эпителием. В апикальной части эпителиального пласта расположены бокаловидные слизистые клетки, количество которых возрастало в дистальном направлении (Самусев Р.П.и др., 2004).
Литературные данные по вопросу о наличии кроветворных образований в пищеварительном тракте противоречивы (Fletcher Т.С., White А. 1973).
У особей, подвергнутых анализу, в собственной пластинке слизистой оболочки кишки были отмечены различные клеточные элементы: фибробласты, лимфоциты, плазматические клетки, эозинофилы, нейтрофилы и макрофаги. Кроме того, здесь были выявлены небольшие одиночные скопления кроветворной ткани, форма этих скоплений была различной от вытянутой до округлой (рис.41,42,45,46). Они встречались на всем протяжении пищеварительного тракта. Нередко было отмечено, что лимфоидные скопления плотно прилегали к эпителиальному слою слизистой оболочки кишечника. По мере приближения к заднему отделу кишечной трубки количество лимфоидных скоплений увеличивалось. Клеточный состав кроветворных образований переднего, среднего и заднего отделов незначительно отличался и был представлен клетками гранулоцитопоэтического (9,6%, 11,4%, 5,0% - соответственно) и агранулоци-топоэтического (90,4%, 88,6%; 95,5% - соответственно) рядов (рис!40, 43, 44, 47, 49) (табл.9).
Во всех отделах кишечной трубки у исследованных особей, в большей степени в центре скоплений кроветворной ткани расположенной в соединительной пластинке слизистой оболочки, были выявлены гемоцитобласты, хотя их было незначительное количество. В переднем отделе их средний удельный вес составлял 0,9%, в среднем и заднем отделах - по 0,5% (различия не достоверны).
Остальные формирующиеся клетки во всех отделах диффузно распределялись между элементами ретикулярной ткани. В гемопоэтических образованиях кишечника воблы были выявлены формирующиеся агранулоциты и гра-нулоциты (табл. 9).
Удельный вес лимфобластов от числа всех развивающихся клеток лимфо-цитопоэтического ряда составлял в переднем отделе пищеварительного тракта 10,2%, в среднем их количество было на 3,4±0,12% меньше, чем в переднем отделе (Р 0,001), и в заднем отделе этих клеток было выявлено меньше всего -5,9%, что на 2,5% меньше, чем в среднем отделе кишечника (Р 0,001) (рис. 40, 44). Отмечена тенденция объединения этих клеток в группы по 2-3 шт. Про-лимфоциты были разбросаны диффузно. Они являются следующей стадией развития лимфобластов. Удельный вес пролимфоцитов в переднем отделе кишечника составлял 10,0%, в среднем кишечнике их количество несколько уменьшилось по сравнению с передним отделом, составляя 9,6% (разница не достоверна), в заднем отделе их оказалось меньше всего - 5,8%, что на 3,8% меньше, чем в среднем отделе (рис.40) (Р 0,001). Лимфоциты были рассредоточены почти равномерно по всему кроветворному образованию. Эти клетки были самой многочисленной группой. Удельный вес зрелых лимфоцитов составлял 63,0%, 63,6%, 76,0% соответственно; их процентное соотношение в краниально-каудальном направлении несколько увеличивалось. То есть процентное соотношение этих клеток в переднем и среднем отделах пищеварительного тракта отличалось незначительно (различия не достоверны), а в заднем отделе их удельный вес был выше на 12,7% (рис.35) (Р 0,001).
Следует обратить внимание на то, что процесс дифференцировки унипо-тентных клеток предшественниц приводил к образованию плазмобластов, затем проплазмоцитов и, наконец, плазмоцитов. Эти клетки располагались диффузно по всем кроветворным образованиям. Удельный вес плазмобластов от числа развивающихся клеток был равен в переднем отделе пищеварительного тракта 5,1%, в среднем - 6,8% (Р 0,001) и в заднем отделе их количество понизилось на 2,5%, в сравнении со средним отделом (Р 0,001). Незрелые плазматические клетки были мельче плазмобластов, они были обнаружены только в заднем отделе, здесь их удельный вес составлял 0,9%. Зрелые плазматические клетки были выявлены в переднем и заднем отделах пищеварительного тракта, составляя 1,2% и 1,1% соответственно (различия не достоверны) (табл. 13).
Кроме того, в кроветворных образованиях пищеварительного тракта было отмечено небольшое количество формирующихся гранулоцитов (рис.43, 48 , 49). Миелобласты встречались только в переднем отделе кишечника, составляя - 1,0%; промиелоциты - в переднем (2,3%) и среднем (0,9%) отделах (Р 0,001). Миелоциты нейтрофильные в переднем отделе пищеварительного тракта составляли 1,1%, в среднем - 0,9% (различия не достоверны). Мета-миелоциты нейтрофильные встречались во всех отделах и составляли 2,5%, 4,1% (Р 0,001), 0,8% (Р 0,001) соответственно. Палочкоядерные нейтрофилы также были выявлены во всех трех отделах, их количество несколько увеличивалось в кранио-каудальном направлении, составляя 2,7%, 3,4% (Р 0,001), 4,2%) (Р 0,001) соответственно. Палочкоядерные и сегментоядерные эозинофи-лы были выявлены только в среднем отделе пищеварительной трубки: средний удельный вес палочкоядерных эозинофилов составлял 1,0%, сегментоядерных эозинофилов -1,1% (табл.9).
Морфофизиологические особенности тимуса
Пищеварительный аппарат лягушки состоит из рта, глотки, пищевода, желудка, тонкой и толстой кишок. Короткий пищевод впадает в сравнительно слабо отграниченный желудок. Собственно кишечник относительно более длинный, чем у рыб. Толстый отдел или задняя кишка от тонкого отграничен нечетко. Его передняя часть называется прямой кишкой, а задняя - клоакой (Константинов В.М. и др., 2007; Ноздрачев А.Д., Поляков Е.Л., 1994; Наумов СП., 1973).
Стенка пищеварительного канала состоит из 3 оболочек: слизистой, мышечной и серозной (Ноздрачев А.Д., Поляков Е.Л., 1994).
СБ. Селезнев (1999) отмечает, что у амфибий имеются лимфоидные образования, ассоциированные с кишечником и клоакой,.но в современной литературе отсутствуют данные о их строении, размерах и клеточном составе. У исследованных особей лягушек на протяжении всего-пищеварительного канала были отмечены скопления лимфоидных элементов в виде диффузной лимфоид-ной ткани, или одиночных лимфоидных образований,.количество которых увеличивалось по мере приближения к прямой кишке (рис. 120-123). В основном эти образования имели округлую форму и располагались в слизистой оболочке кишечника. Основу образования составляла ретикулярная ткань, среди элементов которой находились созревающие лимфоциты (рис. 124-125) и немногочисленные макрофаги.
Во всех отделах пищеварительного тракта в кроветворных образованиях формировались клетки агранулоцитопоэтического ряда.
В собственной пластинке слизистой оболочки глотки были выявлены скопления лимфоидной ткани (рис. 120). В этой пластинке среди ретикулярных клеток располагались агранулоциты. Они были представлены лимфоцитами, в том числе плазмоцитами (рис. 119), кроме того изредка встречались макрофаги. Гемоцитобласты были немногочисленной группой и составляли 0,8%, они располагались как небольшими группами по 2-3 клетки, так и поодиночке. Лимфобласты и плазмобласты располагались хаотично. Лимфобласты составляли в среднем 4,9%. Количество пролимфоцитов в среднем было равным 21,2%. Зрелые лимфоциты были рассредоточены, их удельный вес был равен -66,4%. Плазматические клетки составляли небольшой процент от всех формирующихся клеток, в некоторых случаях они группировались по 2-3 клетки. Среди них на плазмобласты приходилось 2,5%, на проплазмоциты 1,7%, плаз-. моциты 2,5% (табл. 44).
В собственной соединительнотканной пластинке слизистой оболочки тонкой кишки также были выявлены скопления кроветворной ткани. В этой пластинке формировались клетки агранулоцитопоэтического ряда. Гемоцитобласты были немногочисленны (0,7%), их удельный вес стал незначительно ниже, чем в глотке (различия не достоверны). Из клеток лимфоцитопоэтическо-го ряда были отмечены лимфобласты (5,0%), удельный вес которых, также практически не изменился по сравнению с глоткой (различия не достоверны); количество пролимфоцитов (8;3%) понизилось на 12,9% (Р 0,001),, лимфоцитов (81,0%) - повысилось на 14,6% (Р 0,001).
Относительное содержание формирующихся клеток агранулоцитопоэтического ряда в пищеварительном тракте лягушки (Rana Ridibunda) (%) Отделыпище-вар.тракта Недиаг-ности-рован-ные предшественники УПК Агранулоциты ИТОГО IV класс с-бласты V класс - созревающиеклетки VI класс-зрелые клетки гемоци-тобла-сты М±ш лимфоб-ласты М±т плазмобла-СТЫМ±т пролимфо-циты М + т проплаз-МОЦИТЫМ±т лимфоциты М±т плазмоцитыМ + т глотка - 0,8±0525 4,9+0,31 2,5±0,24 21,2+0,51 1,7±0,27 66,4±0,79 2,5±0,24 100 тонкая кишка 0,7+0,14 5,0±0,25 1,7+0,18 8,3±0,29 2,0±0,19 81,0+0,81 1,3+0,21 100 толсто кишка 3,7±0,29 1,9±0,20 6,5±0,34 0,9±0,19 85,1±0,80 1,9±0,23 100 клоака 0,3±0,08 0,6±0,11 1,8±0,19 1,8±0,21 17,7±0,49 1,8+0,22 74,4±0,75 1,6+0,21 100 - р 0,05; - р 0,01; - р 0,001 В соединительнотканной пластинке слизистой оболочки находились плазматические клетки, удельный вес которых незначительно отличался от их содержания в глотке. Среди них на плазмобласты приходилось 1,7±0,18% (Р 0,01), на проплазмоциты - 2,0% (различия не достоверны), на плазмоциты - 1,3% (Р 0,001) (табл. 44).
В толстом кишечнике узелки с формирующимися клетками крови содержали лимфобласты (3,7%) и пролимфоциты (6,5%), количество которых в слизистой оболочке толстой кишки несколько снизилось, в сравнении с тонким кишечником (Р 0,001), а количество зрелых лимфоцитов (85,1%) увеличилось на 14,6% (Р 0,001) (рис. 123,124). Из плазматических клеток удельный вес плазмобластов составлял 1,9%, что незначительно отличалось от количественных отношений клеток в тонком кишечнике (различия не достоверны), про-плазмоцитов было 0,9% (Р 0,001), зрелых плазматических клеток - 1,9% (Р 0,05) ( рис. 122,126) (табл. 44).
В собственной соединительнотканной пластике слизистой оболочки клоаки были рассредоточены многочисленные узелки с формирующимися клетками крови (рис.127). Гемоцитобласты в ней составляли 0,9%.
Из формирующихся агранулоцитов удельный вес лимфобластов почти в два раза увеличился в сравнении с количеством аналогичных клеток толстого кишечника, составляя 1,8±0,19% (Р 0,001), пролимфоцитов - 17,7% (Р 0,001), количество зрелых лимфоцитов, наоборот, снизилось - 74,4% (Р 0,001). Были выявлены плазматические клетки, среди них плазмобласты составляли - 1,8% (различия не достоверны), проплазмоциты 1,8% (Р 0,01) и плазмоциты - 1,6% (различия не достоверны) (табл. 44).
Была отмечена, но не всегда, закономерность нахождения бластных клеток в центре «узелка». Остальные клетки располагались диффузно.
Таким образом, в лимфоидных образованиях стенок пищеварительного тракта земноводных происходит процесс пролиферации и дифференцировки лимфоцитов и плазмоцитов.
Следовательно, у земноводных, кроме тимуса, гемопоэтические образования кишечного тракта являлись лимфоидными.
Сравнение клеточного состава гемопоэтических образований пищеварительного тракта половозрелых лягушек и головастиков показало, что удельный вес гемоцитобластов, лимфобластов у головастиков был выше (Р 0,001), чем у половозрелых особей. Удельный вес зрелых лимфоцитов клеток был выше у половозрелых особей. У этих групп исследованных животных в гемопоэтических образованиях пищеварительного тракта были выявлены плазматические клетки всех стадий зрелости, причем у головастиков количество этих клеток превышало количество аналогичных клеток у половозрелых лягушек (Р 0,001).
В тонкой прослойке подкожной клетчатки подкрыльцовой области были выявлены небольшие скопления неправильной формы, строму которых образовывала ретикулярная ткань, среди её элементов находились развивающихся клетки крови (рис. 129). Размер этих образований составлял 368,9±19,54 мкм на 325,5±18,36 мкм. Эти скопления располагались, примыкая к кровеносным сосудам, окруженные рыхлой волокнистой неоформленной соединительной тканью. Клеточный состав этих скоплений был представлен клетками лимфо-цитопоэтического ряда (рис. 128, 130-132).
В строме «узелка» клетки располагались хаотично, без какой-либо упорядоченности, т.е. типичного строения лимфоузлов, характерных для млекопитающих, с наличием коркового и мозгового вещества, окруженных капсулой из плотной волокнистой соединительной ткани, не наблюдалось. Среди развивающихся клеток выявлялись на общем фоне гемоцитобласты, которых было небольшое количество (0,75%). Самыми многочисленными в этих образованиях были зрелые лимфоциты, удельный вес их составлял 52,63±0,55% от числа клеток этого ряда.
