Введение к работе
Актуальность проблемы. Работа посвящена изучению морфологии и клеточного состава пинеальяого органа рыб, который является нейроэндокринной железой нейроглиального происхождения, относится к эпиталамусу промежуточного мозга и осуществляет преобразование информации об изменении ряда параметров окружающей среды (освещённости, длины светового дня, температуры и др.) в гормональный ответ, выполняя в организме функцию аналогового фотонейрозндокринного трансдуктора (Ахе-lrod, 1974). Знание механизмов его работы особенно важно для понимания экологии мигрирующих видов, а также - сходства стратегии поведения неродственных видов, длительное время эволюционирующих в условиях одной экологической ниши, т.е. относящихся к одному топоэкологическому комплексу.
Пинеальный орган является местом синтеза гистамина, се-ротонина, мелатонкна; у млекопитающих здесь выявлено наличие нэйропепткдов (оксктоцин, аргкяин-вазотоцин, еольволон, кри-нофизин, Еазопрессин) (Чазов, Исаченков, 1974; Reiter,' I860; Коваленко, 1981; Линкольн, 1987). Широкий спектр гормонов и нейропептидов, синтезируемых и секретируемых пинеальным органом и его центральное положение в системе восприятия фото-сиг налов окружающей среды есєй гормональной сферой организма позвоночных, определяет его стратегическое значение для регуляции процесса полового созревания, выбора модели поведения, например - запуска миграционного поведения и т.д. Однако, многие аспекты его строения и функционирования до сих пор мало изучены, особенно - у низших позвоночных.
Цель и задачи работы. С целью изучения особенностей функциональной организации пияеального органа у'разных видов рыб и - эффектов влияния его гипо- и гиперфункции на ряд физиологических показателей организма, были поставлены задачи:
-
изучение морфологии пинеапьного органа у различных видов черноморских рыб;
-
изучение его клеточного состава;
-
рассмотрение его морфофункционалъных особенностей в условиях-культуры ткани в диффузионных камерах in vivo;
-
изучение эффектов различных режимов освещения;
5) изучение эффектов пинеалэктомии. Научная новизна. Проведен сравнительный микроанатомический и гистологический анализ мозга и пинеального органа рыб различной топоэкологической принадлежности. Показано, что рыбы, относящиеся к различным таксонам, но - к одному топо-экологическому комплексу, в процессе конвергентного адапто-генеза, наряду со сходством внешнего строения тела, приобретают ряд сходных черт морфологии мозга, а также - строения, и клеточного состава пинеального органа.
Описан клеточный состав и строение долек интактного пи;-неального органа рыб и органоспецифической культуры его ткани в диффузионной камере. Показано, что структура образующихся в культуре ткани клеточных комплексов аналогична таковой в лативном пинеальном органе.
В результате культивирования ткани эпифиза крыс описаны мультиклеточные комплексы, также аналогичные по структуре таковым нативного пинеального органа. Предполагается, что стадии формирования этих комплексов в культурах тканей соответствуют этапаи филогенеза пинеального органа позвоночных.
Показано, что при содержании годовалых самок форели радужкой в условиях, способствующих гиперфункции пинеального органа, наблюдается частичная депигментация кожных покровов, сдвиг лейкоцитарной формулы в сторону уменьшения количества полиморфноядерных клеток, ускорение соматического роста, замедление созревания гонад. При гипофункции пинеального органа наблюдаются противоположные эффекты.
Теоретическая значимость. Изучение морфологии и клеточного состава пинеального органа, морфологии ряда структур мозга, позволяет получить данные, характеризующие топоэколо-гическую принадлежность представителей черноморской ихтиофауны и представляет интерес для понимания процесса конвергентного адаптогенеза гомологичных структур.
Сопоставление эпифиза млекопитающих и пинеального органа современных групп рыб с таковыми ископаемых, позволяет отметить, что наблюдаемые различия их функциональной специализации у млекопитающих и низших позвоночных (в т.ч.' - рыб) являются отражением эволюционной тенденции, направленной на дифференциацию пинеального органа и превращение из "третьего
- Б -
глаза" (гетеростраки, древние рептилии, гаттерии) в узкоспециализированную нейросекреторную структуру. Поэтому результаты работы могут иметь значение для анализа эволюции фотосенсорных и нейросекреторных структур.
По мере изучения пинеального органа появляется фактическая основа для понимания механизмов формирования этологиче-ской стратегии низших позвоночных, а также - для сопоставления механизмов гормональной регуляции циклической активности у представителей различных типов животных (Ferrero, 1939).
Практическая ценность. Пинеальный орган является универсальным преобразователем сигналов внешней среды в гормональный ответ, даже небольшие колебания интенсивности и длительности освещения вызывают изменения его функциональной активности. Эту особенность пинеального органа можно использовать для разработки методов биоиндикации окружающией среды.
Воздействуя на пинеальный орган, можно в широком диапазоне регулировать ряд морфофункциональньк показателей организма, что позволяет использовать резким освещения, пинеалэк-томио, трансплантацию диффузионных камер с культурой его ткани для повышения продуктивности в ачвакультуре.
Кроме того, в случае отсутствия возможности создания нормальных условий освещения, нежелательные последствия "физиологической" ггага- и гиперфункции можно частично нейтрализовать пинеалзктомией или трансплантацией диффузионных камер с культурой ткани пинеального органа, что позволяет регулировать уровни концентраций в крови его гормонов.
Апробация работы. Материалы диссертации были представ--лены на IV Всесоюзной конференции "Эндокринная система организма и Ередные факторы окружающей среды" (г.Иваново, 1991), конференции "Экология морских гидробионтов, морские экосистемы" (г.Владивосток, 1992), VII Всесоюзной конференции по экологической ' физиологии и биохимии рыб (г.Петрозаводск, 1992), доложены на международном семинаре "Сенсорная морфо-физиология морских рыб" (г.Мурманск, 1992) и на I съезде Гидрозкологического общества Украины (г.Киев, 1993), на ученом Совете ИнБШ АН Украины (1992 г.), на научных -семинарах лаборатории экоморфологии ИнБШ АН Украины (1990-1991 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано и принято
в печать 11 работ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 128с. машинописного текста, содержит 29 рисунков, 10 таблиц и состоит из введения, обзора литературы (гл. 1), описания методики исследования (гл. 2), изложения полученных результатов и их обсуждения (гл. 3, 4), заключения и списка литературы, включающего 53 отечественных и 88 зарубежных источников.