CC BY
37
УДК 597.554.4
Ключевые слова: клариевый сом, предличинка, онтогенез, пищеварительный тракт, желудок, средняя кишка
Key words: Clariidae, prelarvae, ontogeny, digestive tract, stomach, midgut
Пирог А. В.
морфофункциональные особенности формирования нервной, пищеварительной И выделительной СИСТЕМ КЛАРИЕВЫХ СОМОВ (CLARIIDAE)
В РАННЕМ ОНТОГЕНЕЗЕ
MORPHOLOGICAL AND FUNCTIONAL FEATURES OF THE FORMATION OF A NERVOUS, DIGESTIVE AND EXCRETORY SYSTEMS OF AIRBREATHING CATFISH (CLARIIDAE) IN EARLY ONTOGENESIS
Темрюкский филиал ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет» Адрес: 353500, Россия, г. Темрюк, ул. Октябрьская, 67
Temryuk Branch of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Astrakhan State Technical University " Address: 353500, Russia, Temryuk, Krasnodar Krai, Oktyabrskaya str., 67
Пирог Анна Викторовна, преподаватель
PirogAnna V., Lecturer
Аннотация. Исследованы развитие пищеварительной, нервной и выделительной системы в раннем онтогенезе клариевых сомов. Установлено, что к моменту выклева у предличинок по сравнению с другими органами нервной системы наиболее дифференцирован головной мозг. Органы пищеварительной системы находятся в зачаточном состоянии и формируются только к моменту перехода на активное питание. В формировании мезонефроса происходила последовательная смена качественно различимых морфофизиологических этапов. Мезенхиме органа принадлежит основная роль в образовании канальцев. Полученные результаты могут использоваться для оптимизации биотехники разведения клариевого сома в условиях УЗВ.
Summary. The author has studied the development of a digestive, nervous and excretory systems during the early ontogeny of clariid catfishes. It is established that by the time of hatching of prelarvae brain is the most differentiated organ in comparison with other organs of the nervous system. The organs of the digestive system are in their infancy and are formed only by the moment of transition to active feeding. In the formation of mesonephros the consistent change of qualitatively distinct morphological and physiological stages are in progress. The mesenchyme of the body plays a fundamental role in the formation oftubules. The obtained results can be used to optimize the biotechnology ofcultivation of clariid catfish in a recirculating aquaculture system.
Введение
Клариевый сом (С1ат^е) - один из перспективных объектов искусственного воспроизводства в Краснодарском крае [3]. Вопросы морфо- и гистогенеза внутренних органов этих объектов остаются менее изученными. В периоде раннего онтогенеза от своевременной дифференцировки органов и систем зависит дальнейшее успешное развитие и рост организма [1]. Исходя из вышеизложенного актуальны исследования закономерностей морфогенеза органов и систем в раннем онтогенезе.
Цель исследования - изучение закономерностей развития жизненно важных органов клариевых сомов в раннем онтогенезе в условиях искусственного воспроизводства.
Материалы и методы
Исследования развития клариевых сомов в раннем онтогенезе проводились на базе ООО «РЭНТОП-Агро-5» в условиях УЗВ в Краснодарском крае в весеннее-летний период 2013-2014 гг. Собранный материал обрабатывался методами классической гистологии [2]. Использовали серийные гистологические срезы предличинок кла-риевых сомов 1-10-суточного возраста в количестве 40 экземпляров нормально и атипично развивающихся. Предварительно зафиксированные пробы в нейтральном формалине заливали в парафиновые блоки. Для изучения строения органов парафиновые блоки нарезали на стандартном микротоме. Толщина срезов - 5-6 микрон. Окра-
шивали препараты гематоксилин-эозином. Просмотр и фотографии срезов были получены при помощи микроскопа Микмед 6 с цифровой камерой для визуализации и компьютерного анализа.
Результаты исследований
Анализ серийных гистологических срезов показал, что у предличинок спинной мозг имел округлую форму и располагался вдоль всего туловищного и хвостового отделов. В спинном мозге были различимы три слоя клеток: узкий - эпендимный, широкий - плащевой, состоящий из нейробластов, третий -наружный, состоящий из отростков нейробластов. Нейробласты были, как правило, округлой формы с большим темным ядром. Вдоль спинного мозга сегментарно располагались небольшие спинномозговые узлы.
По бокам выклюнувшихся личинок располагались глаза. Глаз был достаточно развит, относительно крупный. В глазном яблоке уже имелись все 3 оболочки, и были пигментированы (рис. 1). Глазные мышцы, определяющие медиальное и латеральное движение глаз, были хорошо сформированы.
Желточный мешок предличинок сохранил свою форму и оставался достаточно крупным. Большая часть желтка оставалась неиспользованной. Формирующаяся пищеварительная система была представлена кишечной трубкой - длинный канал, выстланный столбчатыми клетками (рис. 2).
Рис. 1. Фрагмент головного отдела предличинки кла-риевого сома. ОК. 10, ОБ. 40. Гематоксилин-эозин. 1 - глазное яблоко, 2 - кожные покровы, 3 - оболочки глаза, 4 - хрусталик.
Рис. 3. Фрагмент желудочно-кишечного тракта предличинки клариевого сома на 4-е сутки после выклева. ОК. 10, ОБ. 20. Гематоксилин-эозин. 1 - жаберная полость, 2 - пищевод, 3 - желудок.
Рис. 2. Фрагмент желудочно-кишечного тракта предличинки клариевого сома. ОК. 10, ОБ. 40. Гематоксилин-эозин. 1 - полость кишечной трубки, 2 - формирующаяся средняя кишка, 3 - однослойный призматический эпителий.
Рис. 4. Фрагмент средней кишки предличинки клариевого сома на 4-е сутки после выклева. ОК. 10, ОБ. 20. Гематоксилин-эозин. 1 - ворсинки, 2 - бокаловидные клетки, 3 - слизистая оболочка, 4 - полость кишки.
Вблизи верхней части кишки находился зачаток печени, в клетках которой были жировые вакуоли. Первые сутки предличинки сома питались за счет запасов желтка.
Переход на экзогенное питание у клариевых сомов произошел на 4-е сутки. В этом возрасте у предличинок клариевых сомов жаберная полость была соединена с полостью глотки. Пищевод был достаточно короткий, причем слизистая оболочка образовывала несколько продольных складок. Складки были покрыты эпителием того же типа, что и в ротовой полости с большим количеством крупных слизистых клеток овальной формы с эксцентрически расположенным ядром. Эпителий находился на собственной соединительнотканной пластинке слизистой оболочки, под которым располагалась жировая ткань и слой поперечно-полосатых мышечных волокон. Между пищеводом и желудком выраженной границы не обнаружено (рис. 3).
Формирующийся желудок состоял из трех оболочек. Слизистая оболочка образована цилиндрическим эпителием, который образовывал небольшие складки, куда открывались желудочные железы. В основе слизистой оболочки лежал тонкий слой молодой соединительной ткани. Мышечный слой желудка был еще очень тонким. Его покрывала серозная оболочка.
Средняя кишка также имела три оболочки. Слизистая оболочка образовывала относительно высокие ворсинки, которые содержали большое количество бокаловидных клеток (рис. 4). Основу слизистой оболочки составляла собственная соединительнотканная пластинка слизистой оболочки. Следует отметить, что некоторые ворсинки были нарушены, имелись некротические участки, что говорит о несоответствии режима кормления либо условий содержания предличи-нок в период подращивания. Печень на 4-е сутки была достаточно компактной, небольших размеров. Большинство клеток печени были заполнены жировыми вакуолями.
Гистологический анализ пищеварительной системы показал наличие «скрытых» дефектов, которые выражались в нарушении развития слизистой оболочки пищеваритель-
ного тракта, задержке развития желудочных складок, кишечных ворсинок слишком тонкого слоя мышечных волокон, жировой дистрофии клеток печени. Аномалии пищеварительной системы подобного рода можно отнести к патологии средней степени тяжести, которые, возможно, при дальнейшем развитии могут привести к гибели личинок.
Первичная почка у предличинок клариевых сомов после выклева была представлена почечными везикулами и располагалась от конца желточного мешка до анального отверстия, повторяя спинной изгиб тела зародыша. Везикулы располагались сегментарно в латеро-вентральной части формирующейся почки, образуя симметричные цепочки (рис. 5). Всего таких везикул насчитывалось по 12-14 с каждой стороны. Везикулы имели эллипсоидную форму. Вдоль почки симметрично опускались два достаточно широких мезонефральных канала, выстланные кубическим эпителием с центрально расположенным ядром. Следует отметить, что в почечных везикулах отсутствовали полости, настолько плотно прилегали друг к другу эпителиальные клетки. Одной стороной почечные везикулы примыкали к базальной мембране мезонефрального протока. Везикулы были выстланы высоким призматическим эпителием и окружены мезонефроген-ной мезенхимой, которая принимала участие в образовании зачатков извитых почечных канальцев и участвовала в кроветворении. Мезенхима не имела собственной капсулы и примыкала к мышечным сегментам.
На вторые сутки после выклева почечные везикулы заметно увеличились в размерах. Рост обеспечивало быстрое деление эпителиальных клеток в нижнем «полюсе» везикул. Следует отметить, что везикулы плотно примыкали к вольфовым протокам и их просветы в центральной части заметно увеличились. Почечные везикулы располагались друг за другом в симметричных цепочках и были выстланы высоким многорядным призматическим эпителием. Кроме того, в формирующемся мезонефросе было отмечено значительное количество кровеносных лакун, заполненных эмбриональной кровью (рис. 6), в основном эмбриональная кровь
Рис. 5. Фрагмент формирующейся почки предличинки клариевого сома после выклева. ОК. 10, ОБ. 10. Гематоксилин-эозин. 1 - почечные везикулы, 2 - фрагмент спинного мозга, 3 - мезенхима мезо-нефроса.
Рис. 7. Фрагмент формирующегося полового валика предличинки клариевого сома на 3 сутки после выклева. ОК. 10, ОБ. 40. Гематоксилин-эозин. 1 - меж-канальцевая ткань, 2 - клетки крови, 3 - формирующийся половой валик, 4 - половые клетки.
Рис. 6. Кровеносная лакуна предличинки клариевого сома после выклева. ОК. 10, ОБ. 40. Гематоксилин-эозин. 1 - гранулы желтка, 2 - эритробласт, 3 - лим-фобласт, 4 - стенка лакуны.
предличинок состояла из родоначальных и бластнных форм клеток крови.
На 3 сутки в развивающемся мезонефросе встречались формирующиеся зачатки извитых канальцев, причем некоторые мезонеф-ральные канальцы совершали свой первый изгиб в зоне делящегося «полюса» в крани-
Рис. 8. Фрагмент формирующейся почки предличин-ки клариевого сома на 4 сутки после выклева. ОК. 10, ОБ. 40. Гематоксилин-эозин. 1 - почечный каналец 1-го типа, 2 - почечное тельце, 3 - межканальцевая ткань, 4 - молодой эритроцит в полости почечного канальца.
альном направлении. Канальца были выстланы однорядным призматическим эпителием. Однако в краниальной части мезонефроса были отмечены сформированные мезонеф-роны. В этих мезонефронах вентральный сегмент канальцев имел соединение с полостью мочевого пространства, при этом дорсальный сегмент был еще слепо замкнут и не имел выхода в вольфовы протоки. Мезо-нефральные тельца были эллипсоидной формы. Клубочек капилляров располагался по центру почечных телец и занимал практически всю его полость. Мочевое пространство было узким, щелевидным. Наружный париетальный листок капсулы развивающихся мезонефральных телец образован плоским эпителием. Кроме того, краниальные мезо-нефральные тельца сохранили свое сегментарное расположение. Возможно, к третьему дню развития у предличинок клариевых сомов сформировались мезонефроны I-й генерации, которые еще не выполняли выделительную функцию. Следует отметить, что в первые сутки после выклева в мезонефросе происходило формирование зачатка половой железы. Она еще не отделилась от первичной почки, и на ее вентро-медиальной поверхности располагался половой валик. Пол не был различим, формирующиеся гонады находились в индифферентном состоянии. Половые клетки располагались в области между почкой и стенкой кишечника, были крупных размеров со светлым округлым ядром (рис. 7).
Необходимо указать на то, что к 4-м суткам развития морфогенетические преобра-
зования в мезонефросе происходили чрезвычайно стремительно. Так, в краниальной и средней частях почки были обнаружены сформированные, функционирующие мезо-нефроны, имеющие соединение с вольфо-вым протоком посредством канальцев 4-го типа. Мезонефрос в этом возрасте состоял из почечных телец, почечных канальцев первого, второго, третьего и четвертого типа и межканальцевой ткани. Сегментарное расположение морфофункциональных единиц мезонефроса нарушалось (рис. 7).
Мезонефральные тельца были вытянуты и имели эллипсоидную форму. Сосудистые клубочки занимали значительный объем капсулы мезонефральных телец, при этом мочевое пространство было узким. Межка-нальцевая ткань была представлена ретикулярными клетками, которые выполняли роль микроокружения для формирующихся форменных элементов крови.
По всей вероятности, у предличинок в возрасте 4 дней сформированные мезонефроны начали выполнять выделительную функцию. Кроме того, в межканальцевой ткани процессы кроветворения шли довольно активно. Кроме родоначальных и бластных клеток крови встречались дефинитивные лимфоциты и полихроматофильные эритроциты. Эритроциты активно выполняли транспортную функцию: в цитоплазме некоторых эритроцитов имелись гранулы.
Изучение особенностей гистогенеза мезо-нефроса в течение раннего эмбриогенеза до перехода предличинок на активное питание показало, что основная роль в образовании структурных единиц мезонефронов принадлежит мезонефрогенной мезенхиме. Развитие мезонефронов наиболее активно шло в краниальной и средней зонах мезонефроса. Именно везикулы в этих зонах дали мезонеф-роны первой генерации. Мезонефроны состояли из мезонефральных телец, состоящих из боуменовых капсул, клубочка капилляров и мочевого пространства, далее при помощи почечных канальцев первого, второго, третьего и четвертого типов почечные тельца соединялись с вольфовыми протоками.
На 5-е сутки мезонефрос клариевых сомов продолжил свое развитие и представ-
лял собой вытянутой формы парный орган, который был расположен вдоль дорсо-лате-ральных сторон средней кишки. Следует отметить, что в каудальной части почки также наблюдались дифференцированные нефро-ны, имеющие связь с вольфовым протоком посредством почечных каналец 4-го типа. Так, почечные тельца были округлой формы, небольших размеров. Сосудистые клубочки одним краем соприкасались с капсулой тельца. В клубочках капилляров насчитывалось порядка 38-45 клеток. Париетальный листок почечной капсулы состоял из однослойного плоского эпителия. Мочевое пространство было в виде полумесяца, просветы его чистые. От почечных телец отходили почечные канальца первого типа, выстланные кубическим эпителием. Образуя изгиб, канальца 1-го типа переходили в канальца 2-го типа. Канальца 2-го типа были выстланы однорядным призматическим эпителием, несколько шире предыдущих, просветы их чистые. Мезонефральный каналец 2-го типа продолжался в каналец 3-го типа. Канальца
3-го типа были высланы однослойным кубическим эпителием. Площадь сечения этих каналец была меньше, просвет относительно широкий, чистый. Канальца 4-го типа являлись продолжением каналец 3-го типа. Эти канальца были выстланы также однослойным кубическим эпителием. Канальца
4-го типа открывались в вольфов проток. Следует отметить, что некоторые канальца 4-го типа служили коллектором для нескольких нефронов, но они встречались весьма редко. Вольфовы протоки были образованы кубическим эпителием и были относительно широкими.
Таким образом, можно заключить, что в течение личиночного периода развития в возрасте 5 дней у клариевых сомов существенных преобразований в строении ме-зонефроса не происходило. Однако имели место деструктивные изменения, такие как гипертрофия призматического эпителия почечных канальцев, гипертрофия и наличие форменных элементов крови в полости почечных канальцев. В ряде почечных канальцев гипертрофия была настолько сильной, что просвет канальца был очень узкий.
Выводы
1. В раннем онтогенезе клариевых сомов установлена гетерохронность в развитии основных систем: активно развивается центральная нервная система, пищеварительная система и выделительная система.
2. Выявлены патологические нарушения в развитии пищеварительного тракта и развитии мезонефроса, свидетельствующие о необходимости корректировки условий питания и подращивания.
Список литературы
1. Власов, В. А. Выращивание клариевого сома (Qarias gariepiшs ЬигЛеИ) при различных условиях содержания и кормления [Текст] / В. А. Власов // Рыбоводство и рыбное хозяйство Москва. - 2014. -№ 5. - С. 23-31.
2. Волкова, О. В. Основы гистологии с гистологической техникой [Текст] / О. В. Волкова, Ю. К. Елецкий. - М. : Медицина, 1989. - С. 234.
3. Слапогузова, З. В. Американский сом - перспективный объект аквакультуры [Текст] / З. В. Слапогузова, С. М. Шинкарев, А. В. Аксенов // Рыбоводство и рыбное хозяйство. - Москва. - 2011. - №2 11. - С. 38-42.
Издательство Института Ветеринарной Биологии планирует к выпуску полноцветные книги:
• «Ультразвуковое и рентгенологическое исследование брюшной полости мелких домашних животных»
Автор - Бушарова Елена Владимировна, ведущий ветврач-терапевт, преподаватель курсов повышения квалификации
• «Патологоанатомическая диагностика болезней собак и кошек»
(допущено МСХ РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Ветеринария») Автор - Кудряшов Анатолий Алексеевич, д. в. н., профессор
Рнс. 75. Днрофширноз у собаки.
Рис. 22. Туберкулёз у собаки. Жемчужница.
Р«с. 109. Лпмфома брыжеечных лпмфоузлов.
и
Следите за новостями: subscribe.ru/catalog/home.pets.invetbio
J
