Влияние осмотической нагрузки на морфологические параметры гемоцитов anodonta cgnea и dreissena polymorpha(mollusca bivalvia)
Нгуен Тхи Ле На, А.А. Присный
Белгородский государственный национальный исследовательский университет, Россия
Введение
В современной науке пристальное внимание уделяется вопросам, связанным с механизмами возникновения иммунных реакций в ответ на введение того или иного антигена. Рядом работ отечественных и зарубежных ученых [1-3] рассмотрено и показано разнообразие форм и многообразие функций, выполняемых гемоцитами (форменными элементами гемолимфы) брюхоногих. Изучена морфология клеточных элементов гемолимфы отдельных моллюсков [4-5].
Ведущая роль в защитных реакциях моллюсков принадлежит клеткам гемолимфы. Известно, что существуют различные морфотипы клеток гемолимфы, которые обладают определенной степенью подвижности по особым путям циркуляции и участвуют в инкапсуляции чужеродных объектов [6-7]. Однако информации о мембранных реакциях этих гемоцитов моллюсков на различные условия среды в доступной литературе не обнаружено.
В связи с вышесказанным целью данной работы является изучение влияния осмотической нагрузки на морфологические параметры гемоцитов Anodonta cignea и Dreissena polymorpha.
Объекты и методы исследования
Исследования проведены в течение 2011-2013 годов на базе кафедры анатомии и физиологии живых организмов ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет». В экспериментах были использованы животные, принадлежащие виду беззубка обыкновенная (Anodonta cignea) и дрейссена речная (Dreissena polymorpha).
Гемолимфу получали по стандартной методике [8]. Были проведены исследования с применением световой микроскопии (Nikon Eclipse Ti-E). Препараты фотографировали, по снимкам проводили измерения клеток, ядер, гранул и включений по длинной и короткой осям с помощью анализатора изображений «ВидеоТест» (ООО «Микроскоп Сервис», г. Санкт- Петербург).
Эффективность использования резерва клеточной поверхности гемоцитов оценивали в растворах NaCl 1,9 г/ л (гипотонический раствор) и 5,7 г/л (гипертонический раствор). Инкубацию проводили в течение 1 минуты. Далее изучали прижизненные особенности клеток, их морфометрические показатели с помощью оптического инвертированного микроскопа Nikon Digital Eclipse Ti-E. Получали фотографии в режиме реального времени и проводили линейные измерения, применяя анализатор изображений «Видео-Тест».
Полученные данные обрабатывали с использованием методов вариационной статистики.
Результаты и их обсуждение
В результате исследования при помощи светового микроскопа удается выделить 3 типа гемоцитов, которые отличаются друг от друга по морфологическим особенностям, размеру и количеству гранул.
В результате инкубирования гемолимфы Anodonta cignea с растворами различной ос- мотичности были получены следующие данные (табл. 1).
Таблица 1
Морфометрические параметры гемоцитов Anodonta cignea в растворах
различной осмотичности
| Типы
клеток
|
Линейные размеры клеток по длинной оси, мкм
|
Линейные размеры клеток по короткой оси, мкм
|
Линейные размеры ядра по длинной оси, мкм
|
Линейные размеры ядра по короткой оси, мкм
|
| Гипотонический раствор
|
| Тип 1
|
8,84±0,78
|
7,55±0,78
|
2,41±0,45
|
2,13±0,19
|
| Тип 2
|
8,44±0,4б
|
8,07±0,83
|
4,35±0,91
|
3,87±0,45
|
| Тип 3
|
13,21±1,32
|
10,15±1,2б
|
2,34±0,81
|
2,52±0,75
|
| Гипертонический раствор
|
| Тип 1
|
7,15±0,44
|
6,37±0,46
|
2,33±0,36
|
2,07±0,32
|
| Тип 2
|
6,53±0,43
|
6,53±0,79
|
4,21±0,34
|
3,69±0,66
|
| Тип 3
|
8,54±0,78
|
6,93±0,47
|
2,68±0,39
|
2,02±0,37
|
| Изотонический раствор
|
| Тип 1
|
7,84±0,66
|
7,1±0,63
|
2,37±0,35
|
2,19±0,34
|
| Тип 2
|
7,42±0,90
|
6,55±0,93
|
4,15±0,82
|
3,69±0,77
|
| Тип 3
|
8,95±0,69
|
8,03±0,70
|
2,7б±0,40
|
2,38±0,20
|
В гипертоническом растворе, размер клеток уменьшается по сравнению с их размером в изотоническом растворе. Теоретически гипертонический раствор содержат хлорида натрия меньше чем его концентрация внутри мембран клеток. Вода выходит из клетки в среду. Но практически, размер гемоцитов несущественно изменяется в гипертоническом растворе относительно нормального раствора. Напротив, размер гемоцитов Anodonta cignea достигает максимальных значений в гипотоническом растворе. При этом, размер их ядер практически не изменяется в разных средах.
Выявлено, что при многократном отборе гемолимфы у одной особи Anodonta cignea, наблюдается увеличение численности гемоцитов первого и третьего типов. Это характеризует данные типы клеток как защитные элементы внутренней среды моллюска.
Установлено что гемоциты у Anodonta cignea, сохраняют жизнеспособность во влажной камере на протяжение 4-8 часов (в зависимости от объема пробы и физиологического состояния особи).
У Dreissena polymorpha идентифицировано 3 типа клеток, которые отличаются друг от друга по морфологическим особенностям и их размеру и количеству гранул. При сравнении морфометрических параметров гемоцитов Dreissena polymorpha и Anodonta cignea выявлено, что размеры у Dreissena polymorpha меньше.
В результате инкубирования гемолимфы Dreissena polymorpha с растворами различной осмотичности были получены следующие данные (таблица 2).
Таблица 2
Морфометрические параметры гемоцитов Dreissena polymorpha в растворах
различной осмотичности
| Типы
клеток
|
Линейные размеры клеток по длинной оси, мкм
|
Линейные размеры клеток по короткой оси, мкм
|
Линейные размеры ядра по длинной оси, мкм
|
Линейные размеры ядра по короткой оси, мкм
|
| Гипотонический раствор
|
| Тип 1
|
6,70±0,79
|
5,74±0,13
|
2,20±0,31
|
2,01±0,45
|
| Тип 2
|
8,02±0,79
|
7,48±0,83
|
3,21±0,47
|
3,07±0,52
|
| Тип 3
|
10,15±0,78
|
8,47±1,17
|
2,84±0,37
|
2,49±0,63
|
| Гипертонический раствор
|
| Тип 1
|
5,52±0,5б
|
4,80±0,57
|
2,19±0,47
|
1,79±0,4б
|
| Тип 2
|
5,33±0,93
|
4,98±0,86
|
2,84±0,58
|
2,47±0,65
|
| Тип 3
|
8,35±1,28
|
6,33±0,91
|
2,81±0,41
|
2,39±0,33
|
| Изотонический раствор
|
| Тип 1
|
5,92±1,1б
|
5,1±0,9б
|
1,97±0,35
|
1,75±0,31
|
| Тип 2
|
6,61±0,63
|
6,15±0,63
|
2,85±0,57
|
2,58±0,49
|
| Тип 3
|
8,75±1,27
|
7,17±0,7б
|
2,74±0,29
|
2,60±0,40
|
Результаты исследования подтверждают точку зрения, что при нарушении изотонич- ности клеток вода осуществляет пассивный транспорт через мембрану и клеточные объемы претерпевают изменения. Для сохранения оптимального уровня обмена веществ очень важно, чтобы объем клетки и ее ионный состав оставались относительно постоянными. Регуляция
объема при этом зависит от транспорта воды и от осмотической резистентности гемоцитов, пути поддержания которой универсальны в клетках животных.
Заключение
В результате проведенных исследований осуществлено определение морфометрических параметров гемоцитов, инкубированных в растворах разной осмотичности. Наибольшие изменения размеров отмечены для гемоцитов первого типы у представителей исследованных видов.
Список литературы
Заварзин А.А. Основы сравнительной гистологии. - Л.: Изд-во Ленинградского университета. - - 400 с.
Стадниченко А.П., Стадниченко Ю.А. О воздействии личинок горчака на пластинчатожаберного моллюска Unio rostratus gentilis Haas. / Гидробиологический журнал. - 1981. - Т. 17, № 5. - С. 57-61.
Adamowicz A., Bolaczek M. Blood Cells Morphology Of The Snail Helix Aspersa Maxima (Helicidae). - Zoologica Poloniae. - 2003. - Vol. 48. - P. 93-101.
ХлусЛ.М. ЦитолопчнахарактеристикагемолiмфиHelix lutescens Rssm. таHelix albescens Rssm. урiзнихфiзiологiчнихстанах// Клшчнатаекспериментальнапатолопя. - 2003. - Т.2. - № 1. - С. 89-92.
Wootton E.C., Pipe R.K. Structual and functional characterisation of the blood cells of the bivalve mollusc Scrobularia plana. - Fish and Shellfish Immunology. - 2003. - Vol. 15. - P. 249-262.
Присный А.А., Пигалева Т.А., Кулько С.В. Морфофункциональные особенности гемоцитов сухопутных брюхоногих моллюсков // Фундаментальные исследования. - 2011. - № 5. - С. 206-210.
Присный А.А., Кулько С.В. Морфофункциональные особенности гемоцитов брюхоногого моллюска Stenomphalia ravergieri (Ferussac) // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия Естественные науки. - 2012. - № 9 (128). Вып. 19. - С. 90-94.
Присный А.А. Практикум по физиологии беспозвоночных животных. - Белгород: ИД «Белгород» НИУ «БелГУ», 2013. - 116 с.
|