Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 10
1.1. Защитные реакции, возникающие у рыб в ответ на повреждающее действие среды 10
1.1.1. Кожные и слизистые барьеры 12
1.1.2. Фагоцитарные и воспалительные реакции 16
1.1.3. Гуморальные факторы иммунитета у рыб 3 0
1.1.3.1. Антитела 33
1.1.3.2. Комплемент 35
1.1.3.3. Лизоцим 37
1.1.4. Реактивность и регенерация тканей 39
1.2. Становление и развитие иммунных реакций в фило- и онтогенезе 44
1.3. Влияние экологических факторов на иммунитет рыб 53
1.3.1. Влияние природных факторов 53
1.3.2. Влияние техногенных факторов 56
1.3.3. Влияние корма и кормовых добавок 60
1.3.4. Влияние лекарственных препаратов 63
Глава 2. Материал и методы 66
2.1. Биология и экология атлантического лосося Salmo salar (L.) 66
2.2. Биология и экология горбуши Oncorhynchus gorbusha (Walb). 79
2.3. Методы 87
Глава 3. Защитные клеточные и тканевые реакции у семги 93
3.1. Защитные реакции у эмбрионов семги 93
3.1.1. Антибиотическая активность зародышевых жидкостей 93
3.1.2. Клеточные и тканевые реакции 95
3.1.3. Клеточные и тканевые реакции у эмбрионов семги при действии электрического тока 101
3.2. Защитные реакции у предличинок и личинок семги 104
3.2.1. Реакция тканей хвостового стебля на введение стерильного инородного тела 104
3.2.2. Защитные клеточные и тканевые реакции у предличинок и личинок семги, обработанных на стадии пигментации глаз растворами малахитовой зелени, формалином и пенициллином 111
3.3. Защитные клеточные и тканевые реакции у сеголетков и годовиков семги 113
3.3.1. Реакция тканей хвостового стебля на введение простерилизованного инородного тела 113
3.3.2. Реакция тканей хвостового стебля на введение инфицированного инородного тела 130
3.3.3. Реакция тканей хвостового стебля на введение стерильного инородного тела (содержание в темноте) 138
3.3.4. Реакция тканей хвостового стебля на введение стерильного инородного тела (содержание на свету, 500лк) 140
Глава 4. Защитные клеточные и тканевые реакции у горбуши 146
4.1. Клеточные и тканевые реакции у эмбрионов горбуши 146
4.2. Защитные реакции у предличинок горбуши 151
4.2.1. Фагоцитарные и воспалительные реакции при введении стерильного инородного тела 151
4.2.2. Фагоцитарные и воспалительные реакции при введении инфицированного инородного тела 158
4.2.3. Фагоцитарные и воспалительные реакции при введении инородного тела, инфицированного микроорганизмами от погибших эмбрионов 161
4.2.4. Фагоцитарные и воспалительные реакции у предличинок горбуши, предварительно обработанных малахитовой 165
зеленью, при введении инородного тела, инфицированного микроорганизмами от погибших эмбрионов
4.3. Защитные реакции у сеголетков и годовиков горбуши 167
Обсуждение 172
Выводы 189
Литература 191
- Становление и развитие иммунных реакций в фило- и онтогенезе
- Биология и экология горбуши Oncorhynchus gorbusha (Walb).
- Клеточные и тканевые реакции у эмбрионов семги при действии электрического тока
- Фагоцитарные и воспалительные реакции при введении стерильного инородного тела
Введение к работе
В последние годы в связи с развитием биотехнологий рыборазведения, уменьшением рыбных запасов в водоемах, а также с усилением воздействия человека на водную среду возрос интерес к изучению биологических механизмов защитных реакций у рыб. Формирование защитных систем организма, обеспечивающих выживание рыб, происходит в течение ранних периодов онтогенеза, поэтому именно этим периодам должно быть уделено особое внимание. Необходимость изучения различных защитных явлений, включающих в себя изучение механизмов, обеспечивающих выживание и устойчивость к действию ряда неблагоприятных факторов среды в период эмбрионального и личиночного развития, когда наблюдается наибольшая гибель организмов, особенно остро стоит перед практикой рыборазведения.
Первые работы по изучению иммунобиологической реактивности некоторых позвоночных животных были проведены одним из основоположников современной иммунологии И.И. Мечниковым (1883, 1913, 1947, 1950). У рыб были отмечены фагоцитарные и воспалительные явления, описаны регенеративные процессы (Лукьяненко, 1989). Относительно способности рыб вырабатывать антитела получены довольно противоречивые данные. Получены факты об антибиотической активности тканей у рыб (Лукьяненко, 1989).
Особенно многочисленны работы, посвященные формированию клеточных элементов крови и их изменению при действии ряда неблагоприятных факторов среды (Серпунин, 2000; Лапирова, Заботкина, 2002; Киташова и др., 2003; Press, Evensen, 1999).
Выделяют три филогенетических уровня эволюции иммунной системы: квазиимунное распознавание, гуморальный и клеточный иммунитет (Hildemann, Reddy, 1973). Факторы защиты от субстанций, несущих чужеродную информацию, разделяют на специфические и неспецифические (врожденные). Соотношение этих защитных реакций у животных разных систематических групп неодинаково (Siwicki, Anderson, 1993).
6 Неспецифические факторы защиты охватывают определенные барьеры и механизмы защиты (Studnicka et al., 1993). Вместе с тем эти же клеточные и гуморальные факторы иммунитета играют важнейшую роль не только при первичном столкновении с чужеродными антигенными раздражителями, но и при повторном столкновении с ними, т.е. в приобретенном, или специфическом иммунитете.
К защитным реакциям, возникающим у рыб, относятся воспаление, в очаге которого задерживаются и разрушаются микробы и другие болезнетворные агенты, довольно быстрое у рыб заживление травматических повреждений, ран, регенерация, гипертрофия и гиперплазия (Лукьяненко, 1989).
В основе успешных работ по искусственному воспроизводству многих ценных в промысловом отношении рыб лежат точные сведения об эколого-физиологических особенностях разводимых организмов (Zapata, 1983). Существует значительное число обзоров и монографий о роли механизмов врожденного и приобретенного иммунитета у рыб (Микряков, 1984; Грищенко, Рудиков, 1985; Вихман, 1994; Киташова, 2002; Ellis, 1977; Ingram, 1980; Zapata, 1980, 1983; Fange, 1986; Alexander, 1992; Dalmo et al., 1997; Press, Evensen, 1999; Asbakk, 2001).
У рыб имеются все необходимые для иммунного ответа элементы, присущие высшим позвоночным, однако среда обитания определяет характерные особенности иммунитета водных животных (Кондратьева и др., 2001). Несмотря на принципиальное сходство иммунных систем рыб и высших позвоночных, система рыб более лабильна и в ней интенсивнее функционируют врожденные механизмы, обеспечивающие немедленное, но более непродолжительное реагирование на внешнее воздействие.
Несмотря на значительное количество исследований в области иммунобиологии рыб, в литературе встречается мало сведений о становлении и развитии защитно-приспособительных реакций у рыб на ранних стадиях онтогенеза.
На рыбоводных предприятиях наблюдаются случаи, когда даже малозаметное несоответствие экологических условий биологическим потребностям личинок приводит к тому, что происходит их массовая гибель без видимых на то причин (Казаков, 1982). Для промышленного рыбоводства особое значение имеют данные об устойчивости рыб к действию различных повреждающих факторов, в частности таких, как сапрофитная и патогенная микрофлора, а также лечебных препаратов, применяемых для борьбы с болезнетворными грибами и бактериями. Знание механизмов становления защитных реакций у рыб необходимо для практики рыборазведения (Журавлева, 2005; Zhuravleva, Minchenok, 2005).
Иммунная система как система защиты организма от любого чужеродного воздействия является чрезвычайно чувствительной к токсическому действию химических веществ. В связи с ростом техногенной нагрузки на водную среду параметры иммунной резистентности рыб могут использоваться как показатели загрязнения воды в водоемах (Киташова, 2002). Оценка параметров иммунной системы морских и пресноводных рыб позволяет получить достоверную информацию о состоянии животных в естественных условиях обитания, о качестве среды, проводить биологический мониторинг водных экосистем (Валедская, 2000).
Таким образом, исследование показателей иммунной системы рыб не только представляет материал для выявления эволюционных связей между различными группами животных, но и служит для решения практических задач по эффективному промышленному разведению рыб, экологическому мониторингу и прогнозу изменений экологической обстановки водоемов.
Цель и задачи работы. Цель работы - изучение особенностей развития защитных клеточных и тканевых реакций семги и горбуши на ранних стадиях онтогенеза (эмбрионы, предличинки и личинки, сеголетки и годовики).
Реализация данной цели потребовала решения следующих задач:
Выявить особенности иммунологических реакций эмбрионов семги, горбуши;
Проанализировать динамику развития клеточных и тканевых защитных реакций предличинок и личинок семги и горбуши;
Продемонстрировать основные тенденции развития клеточной и тканевой реактивности сеголетков и годовиков семги, горбуши;
Выявить особенности действия лечебно-профилактических средств, используемых в рыбоводной практике, на предличинок и личинок семги и горбуши;
Сравнить иммунологическую реактивность семги и горбуши в онтогенезе.
Научная новизна работы. Впервые выявлены основные тенденции динамики развития клеточных и тканевых реакций семги и горбуши на ранних стадиях онтогенеза при применении оригинальной методики, позволяющей в одном и том же эксперименте дать как характеристику защитных реакций и регенерационных процессов в районе повреждения, так и гуморальных факторов (антибиотическая активность) иммунной системы рыб. Установлена главная особенность реактивности эмбриональных тканей - отмирание клеточных элементов, непосредственно соприкасающихся с повреждающим агентом. Инородное тело не вызывает волны повреждения тканей, как у молоди. У предличинок горбуши и семги фагоцитарные реакции осуществляются клеточными элементами эпителиального регенерата и единичными клетками крови, эндотелия и рыхлой соединительной ткани. Лейкоциты появляются на поздних этапах воспаления и не образуют лейкоцитарного вала. У сеголетков и годовиков семги комплекс воспалительных процессов сформирован. Темпы регенерационных явлений снижены. Регенерация поврежденных тканей становится этапом, завершающим воспаление.
Практическая значимость работы. Результаты работы по динамике онтогенетической изменчивости защитных реакций у семги и горбуши
послужат решению практических задач, таких как промышленное лососеводство, в частности, для повышения выживаемости молоди рыб и разработки лечебно-профилактических мероприятий при их товарном выращивании и в условиях разведения на рыбоводных заводах.
Знание закономерностей функционирования иммунной системы проходных рыб при воздействии на них биотических и абиотических факторов среды могут служить основой при разработке вопросов управления устойчивостью рыб к инфекционным и инвазионным болезням.
Объем и структура работы. Работа состоит из введения, четырех глав, обсуждения, выводов и списка литературы. Общий объем работы 211 страниц, она проиллюстрирована 63 рисунками, включая 49 цветных и черно-белых микрофотографий, и 4 таблицами. Список литературы состоит из 195 наименований, в том числе 69 - иностранных авторов.
Благодарности. Автор выражает признательность и искреннюю благодарность заведующей кафедрой биоэкологии-: МГТУ, доктору биологических наук Журавлевой Нонне Георгиевне за постоянную помощь и руководство научной работой. Низкий, поклон и светлая память Е. В. Праздникову, чьи научные идеи стали основой этой работы. Особая признательность за помощь в организации и проведении экспериментов директору рыбоводного завода -«Лесной» * (Сахалинская обл.) * Князевой Кармен Александровне, 'рыбоводам^Кандалакшского экспериментального лососевого завода (Мурманская обл.) и доценту Н. А. Пахомовой за поддержку и высказанные замечания.
Становление и развитие иммунных реакций в фило- и онтогенезе
Особенности структурной организации и функционирования иммунной системы рыб наиболее полно изучены в плане сравнительной иммунологии в связи с выяснением путей становления механизмов иммунитета в филогенезе позвоночных (Zapata, 1983). Отличие рыб от эволюционно низших животных и сходство с высшими позвоночными состоит в том, что помимо неспецифических реакций рыбы развивают адаптивные, специфические иммунные реакции. Их задача, во-первых, - идентифицировать чужеродные макромолекулы, во-вторых, избирательно связать, уничтожить или нейтрализовать их и ассоциированные с ними клетки и, наконец, сформировать специфическую иммунологическую память (Флоренсов, 1990).
К органам и тканям иммунной системы рыб относят почку (головной и туловищный отделы), тимус, селезенку, скопления лимфоцитов, ассоциированные со слизистыми оболочками внутренних органов, и периферическую кровь, а у древних рыб также ткань эпикарда и краниальный гемопоэтический орган. В иммунных реакциях у рыб участвуют субпопуляции гранулоцитов, моноцитов и макрофагов, неспецифических цитотоксических клеток и лимфоцитов. К гуморальным факторам иммунитета рыб относят неспецифические факторы (лизоцим, белки системы комплемента, различные цитокины, С-реактивный белок и другие белки, и пептиды) и специфические - антитела (Кондратьева, Киташова, 2002).
При попадании чужеродного антигена в организм рыбы в первую очередь активируются врожденные, неспецифические механизмы защиты. Уже в течение первых часов после инвазии в периферической крови и почке увеличивается количество участвующих в иммунном ответе неспецифических клеток - нейтрофилов, моноцитов и макрофагов, повышается их фагоцитарная активность. В крови растет концентрация гуморальных факторов неспецифической защиты - лизоцима, белков системы комплемента, естественных антител и пропердина, стимулируется синтез С-реактивного белка. Начинается активная секреция цитокинов - интерлейкина 1, фактора активации макрофагов, интерлейкина-2 (Кондратьева, Киташова, 2002).
Основные иммунокомпетентные клетки - лимфоциты и плазматические клетки. Кроме того, для осуществления иммунных реакций необходимы макрофаги и гранулоциты (Купер, 1980; Маянский, 1983). Лимфоцит - это центральная клетка иммунной системы позвоночных животных (Купер, 1980). Лимфоциты позволяют организму животного отвечать практически на любой антиген, что обеспечивается специфическими рецепторами на поверхности лимфоцитов. Лимфоциты различаются между собой по функциональным свойствам. Существует два основных класса лимфоцитов -В-лимфоциты и Т-лимфоциты. Отличительная черта этих клеток - маленькие размеры. Большую часть клетки занимает ядро, оно содержит большое количество конденсированного хроматина, как по периферии ядра, так и по всей кариоплазме (Соколов, Чумасов, 2004).
Развитие популяций Т- и В-лимфоцитов и становление иммунного ответа можно представить следующим образом: полипотентная стволовая клетка мигрирует в центральные лимфоидные органы, в тимус и аналог фабрициевой сумки, где дифференцируется соответственно в Т- и В-лимфоциты. Следующим этапом можно выделить миграцию Т- и В-лимфоцитов из центральных лимфоидных органов в периферические -селезенку, лимфатические узлы и др. И, как третий этап, необходимый для развития иммунной реакции, выступает процесс взаимодействия между Т- и В-лимфоцитами (рис. 3) (Арипов и др., 1976).
Основная функция плазматических клеток - синтез и секреция иммуноглобулинов, а морфологическими особенностями плазматических клеток являются хорошо развитая сеть гранулярного эндоплазматического ретикулюма, на рибосомах которого и происходит синтез иммуноглобулинов (Соколов, Чумасов, 2004).
Макрофаги - это клетки, поглощающие и переваривающие чужеродные вещества, а также поврежденные и отмирающие клетки. У всех видов рыб это наиболее крупные клетки, около 12 мкм в диаметре. Ядро у них расположено эксцентрично, хроматин слабо конденсирован. В цитоплазме содержатся лизосомы и фагоцитированный материал, часто целые клетки. Лимфоциты, плазматические клетки и макрофаги имеют сходное строение у всех изученных видов рыб, различаются они у разных видов только размерами. Строение их аналогично строению этих клеток и у других позвоночных животных. Макрофаги рыб поглощают чужеродный антиген, обрабатывают его и затем доставляют в головную часть почки, селезенку и другие органы для презентации клеткам иммунной системы (Estepa et al., 1992). Активированные макрофаги синтезируют интерлейкин-1, фактор некроза опухоли, трансформирующий фактор роста и другие медиаторы, регулирующие деятельность лимфоцитов (Brubacher et al., 2000). Т-лимфоциты либо непосредственно уничтожают чужеродный агент, либо активируют В-лимфоциты. В результате взаимодействия антигена с Т- и В лимфоцитами последние трансформируются в плазматические клетки и начинают продуцировать специфичные для антигена антитела IgM.
Встречаются различные типы гранулоцитов у рыб. У карпа три вида гранулоцитов, у остальных изученных видов рыб, как карпообразных, так и окунеобразных два типа. Наиболее многочисленный тип гранулоцитов у рыб может быть отнесен к нейтрофилам. У всех изученных видов рыб это клетки с эксцентрично расположенным ядром. У карповых рыб форма ядра самая разнообразная. У большинства видов рыб ядра бобовидные, у жереха встречаются трехлопастные ядра, у густера ядра округлые с небольшими выемками. Почти вся цитоплазма нейтрофилов заполнена специфическими гранулами. Гранулы нейтрофилов карповых рыб у всех видов, кроме карася, удлиненные в большей или меньшей степени, длина превышает ширину в 2-3,5 раза (Балабанова, Заботкина, 1988).
Биология и экология горбуши Oncorhynchus gorbusha (Walb).
Одним из важнейших представителей тихоокеанских лососей рода Oncorhynchus (семейство Salmonidae) является горбуша.
Горбуша - Oncorhynchus gorbucha, самый многочисленный представитель рода тихоокеанских лососей. Это сравнительно мелкий лосось, редко достигающий в длину 68 см (длина рыб варьирует в пределах 44-68см). Однако мелкие размеры горбуши компенсируются ее массовостью. Вес горбуши достигает 1,3-2,5 кг. Жаберных тычинок 27-32. DIII-IV 10-11, А III 13-16. Горбушу легко отличить по мелкой чешуе, покрывающей тело. В море тело горбуши окрашено в серебристый цвет. У горбуши выше боковой линии на теле есть темные пятна, заходящие на спинной и хвостовой плавники (Анисимова, Лавровский, 1991). В реке окраска меняется: темные пятна покрывают спину, бока и голову, ко времени нереста голова и плавники становятся почти черными, а все тело приобретает коричневый цвет, кроме брюха, которое остается белым. Между лучами спинного и хвостового плавников располагаются почти черные овальные пятна." Тело уплощается с боков. Особенно сильно изменяются пропорции тела: у самцов на спине вырастает огромный горб, челюсти удлиняются и искривляются, на них вырастают сильные зубы. Форма головы и тела у самок изменяются слабо. Спина становится темнее, чем у самцов, а брюшко остается светлым (рис. 9).
Обитает в северной части Тихого океана, встречается в Ледовитом океане на запад до Лены и по азиатскому побережью на юг до Корейского полуострова и берегов Хоккайдо и Хондо. По американскому побережью горбуша распространена также широко - от реки Колвилль в Ледовитом океане и до реки Сан-Лоренцо в Калифорнии. Наиболее многочисленна в северной части Японского моря, Охотском море, на Южных Курильских островах, у восточной Камчатки, в юго-восточной части залива Аляска и в Британской Колумбии.
Горбуша отличается высокими темпами роста и быстрым созреванием. Эти особенности биологии еще в конце XIX в. привлекли внимание исследователей и послужили основанием для проведения работ по ее интродукции в различные регионы Северной Атлантики (Lear, 1976).
Работы по интродукции тихоокеанских лососей были начаты в 1872г. американскими исследователями. За период времени - с 1872 по 1930 г. -были перевезены в новые районы сотни миллионов икринок горбуши, чавычи, кеты. Среди тихоокеанских лососей горбуша является наиболее подходящей для интродукции, поскольку молодь горбуши почти не задерживается в реках, лишь короткое время питается в период ската, а производители возвращаются в реки через 13-15 месяцев. Следует отметить, что реки Кольского полуострова хорошо подходят для нереста горбуши. Предполагалось также, что этот вид не будет серьезным конкурентом по отношению к атлантическому лососю (Суркова, 1966). Конечной целью данных работ должна была стать натурализация горбуши.
В нашей стране первые партии дальневосточной горбуши были переселены в Баренцево и Белое моря в период с 1956 по 1985г. (Карпевич, 1975; Карпевич и др., 1991). За период интродукции возврат горбуши резко колебался. Наиболее многочисленным возврат был в 1973 г. - 261,6 тыс. горбуши, или 230 т. В 80-е годы из-за отсутствия финансирования перевозки прекратили, что повлекло за собой потерю линии четных лет размножения горбуши. В эти годы наблюдалось длительное и устойчивое похолодание Арктики, что также сказалось на численности популяции горбуши. Работы по интродукции горбуши на Европейском Севере России шли с переменным успехом. В 1987г. за счет естественного нереста горбуши и получения потомства от местного стада удалось закрепить результаты прошлых лет. Учтенный вылов горбуши в качестве прилова в бассейнах Белого и Баренцева морей в 1993г. составил 70,9 т, 1995г. - 67,1 т (Копылов, 2000). Проводимые наблюдения за длиной и массой горбуши в Белом море (1997 -2001гг.) показали, что масса беломорской горбуши несколько превышает средние показатели в Магаданской области, откуда завозились последние партии горбуши линии нечетных лет. Следовательно, кормовые условия горбуши в период морского нагула в Североатлантическом регионе не хуже, а даже лучше по сравнению с Тихоокеанским (Студенов, 2002). Однако до настоящего времени данных, подтверждающих факт натурализации горбуши на Европейском Севере, нет (Калюжин, 2003).
В связи с работами по интродукции горбуши ее ареал значительно расширился. К настоящему времени ареал "европейской" горбуши простирается от Северного и Норвежского морей на западе до Карского моря (в отдельные годы) на востоке, а в Белом море закрепилась так называемая форма "нечетных лет". Горбуша как вид представляет собой одновозрастную многочисленную популяцию, занимающую обширный ареал, и характеризуется отсутствием изолированных популяций, стайным поведением, большим количеством смолтов (Бакштанский, 1968).
Клеточные и тканевые реакции у эмбрионов семги при действии электрического тока
Становление защитных реакций у эмбрионов семги прослежено как при механическом повреждении, так и при действии электрического тока. В первые часы опыта у эмбрионов семги ядра поврежденных клеток вытягиваются по направлению действия тока. Заметно накопление тканевой жидкости между эктодермой и подлежащими тканями, ведущее к отслаиванию эктодермального слоя (рис. 20). Желток каких-либо заметных В очаге повреждения происходит слущивание единичных эктодермальных клеток. Ядра перибласта вытягиваются и увеличиваются в размерах. В эктодерме зародыша и во внезародышевых тканях встречаются единичные митозы. В опытах с действием электрического тока на эмбрион часто повреждалась закладка кишечника. Если ток проходил через закладку мозга, уже через 12 часов наступал лизис тканей эмбриона. Спустя трое суток после начала эксперимента усиливаются процессы разрушения поврежденных тканей эмбриона и его внезародышевых частей. Резко уменьшается количество РНК в цитоплазме, причем в отмирающих клетках длительное время сохраняется ядерная РНК. В желтке по ходу действия электрического тока обнаруживаются полосы. Скоплений клеток около поврежденных участков желтка не отмечалось. Лизис и распад тканей хвостового стебля не сопровождаются появлением на границе с отмирающими клетками фагоцитов либо иных блуждающих клеток (рис. 23). На границе с отмирающими элементами хвостового стебля в мало поврежденных мезодермальных клетках встречались митозы. Накопление жидкости в клетках и во внеклеточных пространствах заметно как в тканях эмбриона, так и во внеэмбриональных образованиях. Заживление повреждения у эмбрионов семги осуществляется без существенного участия клеток фагоцитов. Поврежденные клетки и неклеточные структуры быстро лизируются благодаря действию ферментов, выделяемых разрушенными клетками.
Сосудистая хирургическая игла и продетая через нее хлопчатобумажная нить, проходя через спинную часть хвостового стебля, повреждают кожные покровы с обеих сторон и находящиеся между ними ткани, главным образом, мышцы. У предличинок и личинок семги в первые минуты после травмы в раневом канале видны разрушенные мышечные волокна, небольшое количество эритроцитов. Встречаются единичные полиморфноядерные лейкоциты и лимфоциты с большим количеством РНК в цитоплазме (рис. 24). Прилежащие к раневому каналу мышечные волокна отечны. Соединительно-тканные мышечные прослойки в области раневого канала интенсивно закрашиваются азуром и пиронином. Пиронинофилия соединительно-тканных волокон всегда более резко выражена около поврежденных мышц. Клетки базального слоя многослойного эпителия содержат большое количество РНК в цитоплазме. Среди формирующихся слизистых клеток встречаются клетки с многочисленными гранулами РНК около ядра. В ядрах эпителиальных клеток имеется обычно одно ядрышко, в состав которого входит как РНК (центральная часть ядрышка), так и ДНК (располагающаяся по периферии ядрышка). В поврежденных эпителиальных клетках, расположенных по краю раневого канала, резко уменьшается количество цитоплазматической РНК, ядра слабо окрашиваются реактивом Шиффа. К поврежденным эпителиальным клеткам прилежит эпителий, в нем наблюдаются чаще эпителиальные клетки с двумя ядрышками, а также бобовидные ядра. Базальная мембрана около раневого канала утолщена, пигментные клетки, прилежащие к ней, разрушены. Единичные отмирающие эпителиальные клетки накапливают в ядре гранулы кармина.
Спустя 1 час после начала опыта увеличивается отечность соединительно-тканных межмышечных прослоек. Кровеносные капилляры в септах расширены и заполнены кровью. Около разрушенных и поврежденных мышц усиливается пиронинофилия соединительно-тканных волокон. На обрывках мышечных волокон видны соединительно-тканные клетки эндомизия. Эти клетки являются активными фагоцитами. У предличинок семги в цитоплазме этих клеток всегда хорошо видны гранулы РНК. Мышечные волокна4 вблизи раневого канала сокращены, а в местах перехода в соединительно-тканное влагалище утолщены. По краю раневого канала некоторые мышечные волокна отделяются от соединительно-тканных элементов септ. Содержание РНК и ДНК в клетках эпителиального слоя, расположенных по краю раны, уменьшено по сравнению с контролем, В прилежащих участках эпителия усиливаются процессы дифференциации слизистых клеток. Ядра формирующихся слизистых клеток уменьшаются в размерах, количество ДНК увеличивается. В цитоплазме этих клеток видны гранулы РНК и слизь. В поверхностных слоях эпителиальной ткани усиливается дифференциация цитоплазмы на эктоплазму (гомогенную) и эндоплазму (светлую с вакуолями и гранулами). Эктоплазма образует ворсинчатые выросты. Увеличение количества клеток с эктоэндоплазматической дифференциацией свидетельствует об усилении процессов поглощения эпителием жидких веществ из окружающей среды. Увеличивается количество поверхностных эпителиальных клеток, накапливающих в ядрах гранулы кармина; благодаря этому процессу маркируются отмирающие эпителиальные элементы. Через 1 час после повреждения впервые отмечается фагоцитоз детрита единичными эпителиальными клетками.
Фагоцитарные и воспалительные реакции при введении стерильного инородного тела
Морфология тканей хвостового стебля у предличинок горбуши сходна с таковой у предличинок семги. Эпителий, покрывающий хвостовой стебель предличинок горбуши, состоит из нескольких рядов клеток с хорошо выраженным базальным слоем. В поверхностных слоях встречаются секреторные клетки. Опорный соединительно-тканный скелет представлен главным образом аргирофильными сетями; коллагеновые волокна встречаются реже. Под эпителием выявляется густая мелкопетлистая сеть аргирофильных волокон, коллагеновые волокна располагаются параллельно базальному слою эпителия. Рыхлая соединительная ткань находится преимущественно между пучками поперечно-полосатых мышц, вокруг крупных сосудов; единичные фибробласты встречаются под эпителием. Фибробласты - мелкие клетки с отростчатой цитоплазмой - чаще с палочковидными ядрами. В эндомизии видны крупные звездчатые клетки с большими гомогенно закрашивающимися ядрами, имеющими одно-два ядрышка. Пигментные клетки, находящиеся между эпителием и мышечными пучками, образуют рыхло расположенный слой. Между пигментными клетками и мышцами встречаются кровеносные капилляры. Капилляры многочисленны в перимизии и пузырчатой ткани.
Как показали опыты, защитные реакции у предличинок семги и горбуши имеют идентичный характер.
Спустя пять минут после введения стерильного инородного тела прилежащий к раневому каналу многослойный эпителий разрушается. Поврежденные эпителиальные клетки несколько набухают и красятся слабее, чем обычно. Разрушаются пигментные соединительно-тканные клетки, а также мышечные пучки. Концы разорванных мышц незначительно набухают, прилежащие к раневому каналу поперечно-полосатые мышечные волокна резко сокращаются, соседние с ними мышечные пучки слегка раздвигаются отечной жидкостью. Отмечено, что у горбуши интенсивнее происходит сдавливание поперечно-полосатых мышц в первые минуты после травмы (рис. 58).
Количество излившейся крови незначительно, в ряде случаев обнаруживаются единичные эритроциты. Около нитки виден детрит, На границе с сократившимися мышцами встречаются расширенные кровеносные капилляры. Аргирофильные структуры в области травмированных тканей разрушаются. Следует отметить, что зона отечных тканей при аналогичном повреждении у предличинок семги значительно шире, чем у горбуши.
Спустя 1 час после операции эпителий, прилежащий к инородному телу, отечен и покрыт широким слоем слизи. В нем появляются единичные эпителиальные клетки, к поверхности которых прилипают зерна кармина, однако в цитоплазме клеток кармина заметить не удается. Усиливается набухание коллагеновых фибрилл, входящих в состав базальной мембраны. Вокруг инородного тела хорошо видны: раневой канал, в котором находятся волокна нитки, детрит, единичные эритроциты; слой поврежденных мышц; слой резко сократившихся поперечно-полосатых мышечных пучков; слой мышц, между волокнами которых накапливается отечная жидкость; зона относительно мало измененной ткани.
В месте введения инородного тела виден кармин, небольшая его часть в виде исключения попадает в тканевые щели по краю раневого канала. Фагоцитоз зерен кармина отмечается в случаях, если инородное тело располагается рядом с альтерированной надкостницей позвоночного столба. Клетки надкостницы весьма энергично захватывают инородные частицы. Через три часа эпителий в области повреждения сохраняет отечность. Среди эпителия увеличивается количество секреторных клеток. Между эпителием и волокнами нитки в экссудате видны микроорганизмы. Подэпителиальный пигментный слой разрушен, но в дедифференцированных и погибших клетках пигмент сохраняется. Коллагеновые фибриллы, подстилающие эпителий на значительном протяжении от раневого канала, утолщены.
Наблюдается расслабление мышц вокруг раневого канала, в нём появляются клеточные элементы крови. В мышечных слоях вокруг нитки виден детрит, обособленные клетки эпителия, соединительной ткани, а также эритроциты, единичные лейкоциты, тонкие фибриллы. Появляются дедифференцированные соединительно-тканные округлые клетки с крупными пикнотическими ядрами и светлой узкой слабо базофильной каймой цитоплазмы. Эти клетки имеют отростки, к некоторым из них прилипают зерна кармина.
Отмечено, что способность тканей предличинок депонировать инородные частицы оказывается несовершенной, так как по мере расслабления мышц около инородного тела зерна кармина проникают по тканевым щелям на некоторое расстояние от места введения.
Наблюдается утолщение конечных участков поврежденных мышц, ядра мышечных волокон пикнотизируются, в миоплазме видны вакуоли. На отмирающих участках мышц отчетливо выявляются клетки эндомизия с крупными ядрами и пенистой цитоплазмой.
Спустя шесть часов хлопчатобумажная нить у входа в эпителий покрыта широким слоем слизи, по краю раневого канала видна «пробка» из детрита и экссудата, содержащего тонкие фибриллы. Базальная мембрана вблизи раны окрашивается по Маллори интенсивнее, чем обычно. Некротизированные мышечные волокна оксифильны, по их окружности сохраняются клетки эндомизия. В раневом канале видны единичные эритроциты, лимфоциты, фибробластические элементы, единичные полибласты. Лейкоциты с дольчатыми ядрами встречаются крайне редко.
По краю раны в эпителиальном слое увеличивается количество железистых клеток, часть секреторных клеток погибает. Над раной эпителиальные слои утолщены и прикрывают инородное тело, «пробку» из детрита и экссудата. Процессы перемещения эпителия в область раневого канала начинаются уже в первые часы после повреждения.
Через двенадцать часов он продвигается на значительное расстояние. В ходе воспаления эпителий разрыхляется и участки регенерата, находящиеся между волокнами нитки, обычно принимают форму широкопетлистого синцития. Эпителиальный регенерат не имеет базальной мембраны. Зерна кармина фагоцитируются чаще всего базальными клетками эпителиального регенерата, а также отдельными клетками эндомизия, особенно находящимися на поврежденных мышечных волокнах. В очаге воспаления появляются единичные полиморфноядерные лейкоциты. Около отмирающих мышц отмечаются единичные моноциты.
