CC BY
32
УДК 611.013;591.4;591.3 63/67+611.018+591
М. Ф. РЫСКУЛОВ, Н. Н. ШЕВЛЮК, А. А. СТАДНИКОВ, Е. В. БЛИНОВА
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОРГАНОВ ЖЕНСКОЙ РЕПРОДУКТИВНОЙ СИСТЕМЫ МЕЛКИХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ, ОБИТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ
ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Минздрава России
M. F. RYSKULOV, N. N. SHEVLYUK, A. A. STADNIKOV, E. V. BLINOVA
MORPHO-FUNCTIONAL PECULIARITIES OF ORGANS OF FEMALE REPRODUCTIVE SYSTEM OF SMALL MAMMALS LIVING IN URBAN AREAS
FSBEI HE «Orenburg State Medical University» of the Ministry of Health of Russia
РЕЗЮМЕ
В статье на основе использования комплекса методов (обзорных гистологических, гистохимических, морфометрических) приведены данные по морфо-функциональной организации органов женской репродуктивной системы мелких млекопитающих, обитающих в условиях урбанизированной среды. Выявлено, что в яичниках животных, населяющих городские территории возникает ряд неспецифических изменений деструктивного характера, свидетельствующих о высокой чувствительности органа к воздействию дестабилизирующих факторов антропогенной природы (увеличение атретических тел в корковом веществе, появление кистоподобных образований на месте погибших фолликулов, возрастание доли соединительной ткани, замещение интерстициальных эндокринных клеток органа стромальными элементами).
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ГОРОДСКИЕ ТЕРРИТОРИИ, МЕЛКИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИЕ, ЯИЧНИКИ, ФОЛЛИКУЛЫ ЯИЧНИКОВ, АТРЕТИЧЕСКИЕ ТЕЛА.
Рыскулов Марат Фирдатович - к. б. н., ассистент кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии; тел. 500-606 (доп. 206); e-mail: k_histology@orgma.ru
Шевлюк Николай Николаевич - д. б. н., профессор кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии; тел. 500-606 (доп. 206); e-mail: k_histology@orgma.ru
Стадников Александр Абрамович - д. б. н., профессор, заведующий кафедрой гистологии, цитологии и эмбриологии; тел. 500-606 (доп. 206); e-mail: k_histology@orgma.ru
Блинова Елена Владиславовна - к. б. н., доцент кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии; тел. 500-606 (доп. 206); e-mail: k_histology@orgma.ru
SUMMARY
The article presents data on the morphological and functional organization of the female reproductive system of small mammals living in an urban environment based on the use of a set of methods (review histological, histochemical, morphometric). It was revealed that in the ovaries of animals inhabiting urban areas there is a number of nonspecific changes of destructive nature, indicating a high sensitivity of the organ to the effects of destabilizing factors of anthropogenic nature (increase in atretic bodies in the cortex, the appearance of cystic formations on the site of dead follicles, increase in the proportion of connective tissue, replacement of interstitial endocrine cells of the organ with stromal elements).
KEY WORDS: URBAN AREAS, SMALL MAMMALS, OVARIES, OVARIAN FOLLICLES, ATRETIC CORPUS LUTEUM.
ВВЕДЕНИЕ
Городская среда представляет собой совокупность антропогенных объектов, компонентов природной среды, природно-антропогенных и природных объектов. В последние десятилетия серьезно обострились экологические проблемы городской среды. К ним относятся: химическое, физическое и биологическое загрязнение атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почв и растительного покрова [3, 6, 8].
На фоне неуклонно ухудшающейся экологической обстановки существенный интерес вызывает изучение биологии размножения животных как одного из ключевых свойств живого,
обеспечивающего непрерывность жизни и преемственность поколений [1, 2, 10, 12-14].
Несмотря на то, что проблемы репродукции входят в сферу научных интересов различных специалистов (морфологов, физиологов, зоологов), многие вопросы в данном направлении отличаются своей неполнотой и нуждаются в дальнейшем углублении, расширении и уточнении.
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
Целью настоящего исследования являлось изучение морфофункциональных особенностей яичников мелких млекопитающих, испытывающих влияние урбанизации.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Основу работы составляют результаты исследований, проводившихся в весенне-осенние сезоны 2011-2018 гг. Объектом исследования служили яичники самок различных отрядов класса млекопитающих - домовой мыши Mus musculus Linnaeus, 1758 (61), малой лесной мыши Apodemus uralensis Pallas, 1811 (59), полевой мыши Apodemus agrarius Pallas, 1771 (55), обыкновенной полевки Microtus arvalis Pallas, 1778 (53), степной пеструшки Lagurus lagurus Pallas, 1773 (34), обыкновенной бурозубки Sorex araneus Linnaeus, 1758 (42).
Отлов животных производился на территории г. Оренбурга (пойма р. Урал, частный жилой сектор, дачные массивы, хлебоприемное предприятие, полосы отчуждения железных дорог, лесополосы, парки и скверы) и санитарно-защитной зоны Оренбургского газоперерабатывающего завода.
В качестве контроля исследовали яичники мелких млекопитающих из экологически благоприятных экосистем степной зоны Южного Урала (Саракташский район).
Учет численности мелких млекопитающих проводили стандартным методом ловушко-линий. Мышевидных грызунов отлавливали с помощью ловушек Геро, которые по 100 шт. расставляли во второй половине дня на расстоянии 4-5 м друг от друга. Обход линий и смену приманки производили каждый день в первой половине дня. Приманкой служили кусочки хлеба, смоченные в подсолнечном нерафинированном масле и разрезанные
на квадратные формы, размером по 1-1,5 см2. Работу с животными проводили в соответствии с требованиями Европейской конвенции «О защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях» (Страсбург, 18 марта 1986, ETS № 123).
Обработку материала (яичники) осуществляли с применением морфологических, физиологических и экологических методов исследования. Для свето-оптических исследований материал фиксировали в 12% водном растворе нейтрального формалина, обезвоживали в спиртах возрастающей концентрации, заливали в парафин. Гистологические срезы толщиной 5-7 мкм окрашивали гематоксилином Майера и эозином, перйодатом калия и реактивом Шиффа по Мак Манусу. На гистологических срезах яичников определяли относительные площади, приходящиеся на корковое и мозговое вещество, проводили подсчет фолликулов разных стадий развития, выявляли соотношение площадей, приходящихся на герминативные и эндокринные структуры [4-5].
Полученные цифровые данные обрабатывали на компьютере с использованием программы Statistica 6.0 («StatSoft, Inc.») с использованием критериев оценки достоверности результатов по Стьюденту, с учетом вариабельности первичных измеряемых объектов и индивидуальной изменчивости.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Анализ гистологических препаратов яичников животных, обитающих в городской черте, показал, что по морфофункциональному состоянию репродуктивных органов доля животных, которые могли принимать участие в размножении на территории г. Оренбурга, существенно повышена по сравнению с животными из природных экосистем.
Так, доля размножающихся самок домовой мыши в городских биоценозах составляла 95%, тогда как в экологически благополучных экосистемах - 84%; доля размножающихся самок степной пеструшки в урбанизированной среде достигала 93%, в экологически благополучных экосистемах -82%; число самок малой лесной мыши, принимающих участие в репродукции в городской среде,
Рисунок 1 - Яичник половозрелой домовой мыши Mus musculus L. Животное отловлено в сквере (май).
Фиксация: 12% водныйр-р формалина.
Окраска: гематоксилин Майера и эозин.
Увеличение: объектив х10; окуляр х10.
В корковом веществе яичника наблюдаются единичные первичные фолликулы
равнялось 90%, в экологически благополучных экосистемах - 79%. Доля размножающихся самок полевой мыши и обыкновенной полевки на урбанизированных территориях составляла 87% и 89%, в экологически благополучных экосистемах - 75% и 76% соответственно. Доля размножающихся самок обыкновенной бурозубки в городской среде достигала 95%, в экологически благополучных экосистемах - 83%. Было установлено, что доля животных, принимающих участие в размножении, была выше в парках и скверах в сравнении с другими исследованными биоценозами.
Полученные результаты согласуются с данными работ, посвященных исследованию состояния популяций позвоночных на антропогенно нарушенных ландшафтах, в которых обнаружено, что повышение репродуктивной активности является одной из ответных реакций популяций животных на повышенную гибель особей (пре- и постнаталь-ную), отмечающуюся при действии различных дестабилизирующих факторов [7, 9, 11].
Гистологическая картина микроструктур яичников показала, что в сообществах животных, населяющих территории г. Оренбурга, обнаружено возрастание доли особей с выраженными деструктивными изменениями со стороны герминативных и эндокринных компонентов органа (рис. 1, 2).
Следует подчеркнуть, что наиболее выраженные деструктивные перестройки в органе отмечались в яичниках животных, обитающих в парках и скверах города. Данные изменения проявлялись наиболее рельефно в период с июня по август.
В яичниках исследованных самок зафиксировано увеличение атретических тел в корковом веществе, появление кистоподобных образований на месте погибших фолликулов, возрастание доли соединительной ткани, замещение интерстициаль-ных эндокринных клеток органа стромальными элементами.
В преобладающей мере морфологические нарушения затрагивали фолликулы, которые находились в стадии быстрого роста, в то время как в покоящихся фолликулах деструктивные преобразования были выражены в более слабой степени.
У самок мелких млекопитающих, обитающих на территории частного жилого сектора и в дачных массивах, структурные особенности яичников принципиально не отличались от таковых контрольных животных, не подвергнутых влиянию антропогенных факторов. Однако у ряда исследованных видов (за исключением домовой мыши и малой лесной мыши) в яичниках регистрировалось сниженное число фолликулов (по сравнению
Рисунок 2 - Увеличенный фрагмент предыдущего рисунка. Яичник половозрелой домовой мыши Mus musculus L. Животное отловлено в сквере (май). Фиксация: 12% водный р-р формалина. Окраска: гематоксилин Майера и эозин. Увеличение: объектив х40; окуляр х10. Разрастание соединительной ткани в корковом веществе яичника на фоне истощения резерва фолликулов
Рисунок 3 - Количество фолликулов на единицу площади коркового вещества яичника половозрелых особей домовой мыши, участвующих в репродукции на урбанизированных и фоновых территориях за 2011-2018 гг. * - различия по сравнению с контролем статистически достоверны прир < 0,05
Май
Июн ь
Сэпчбрь
ш Части ый жилой сектор
П Дачн ые м.эссиеы
Я Хл ебоп ри ал н ое п рвдр р и чти е
Полосы отчунщ&пш желе ныл дорог
[□Лесополосы К П арки ■ Скверы т Контроль
Рисунок 3 - Количество фолликулов на единицу площади коркового вещества яичника половозрелых особей домовой мыши, участвующих в репродукции на урбанизированных и фоновых территориях за 2011-2018 гг. * - различия по сравнению с контролем статистически достоверны прир < 0,05
с естественными экосистемами), в связи с чем оче- ЗАКЛЮЧЕНИЕ
виден факт большей устойчивости домовой и малой Результаты наших исследований выяви-
лесной мышей к негативным влияниям урбанизи- ли наличие существенных изменений в мор-
рованной среды (рис. 3-4). фофункциональной характеристике яичников,
свидетельствующих о нарушении репродуктивного потенциала особей. Наибольшее число фолликулов с признаками деструкции отмечалось у животных, отловленных в парках и скверах.
Данные факты указывают на то, что в условиях крупного города происходит более быстрое истощение запаса фолликулов яичников в сравнении с естественными биоценозами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Боков, Д. А. Характеристика сперматогенеза у мышей СБАхС57Б16 при комбинированном действии хрома и бензола/Д. А. Боков, Н. Н. Шевлюк// Проблемы репродукции. - 2014. - Т. 20. - № 2. -С. 7-11.
2. Боков, Д. А. Формирование изменчивости цито-метрических параметров в различных кластерах интерстициальныхэндокриноцитов семенников мышей СБА*С57БЬ6 при хром-бензольной интоксикации в эксперименте/Д. А. Боков, Н. Н. Шевлюк,
A. М. Абдильданова // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2014. - Т. 157. № 1. - С. 53-56.
3. Большаков, В. Н. Экология города. Млекопитающие / В. Н. Большаков, Н. Ф. Черноусова, О. Б. Толкачев. - Екатеринбург, 2006. - 104 с.
4. Волкова, О. В. Методы количественного анализа в оценке морфофункционального состояния яичников / О. В. Волкова, Т. Г. Боровая // Архив анат. - 1990. - Т. 99, № 1. - С. 81-84.
5. Обухова, Н. В. Сравнительная эколого-морфо-логическая и функциональная характеристика органов репродуктивной системы позвоночных популяций, обитающих в зоне влияния предприятия чёрной металлургии / Н. В. Обухова, Н. Н. Шевлюк, О. А. Мешкова, Л. Н. Филатова // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2010. - № 4 (28). - С. 208-210.
6. Ручин, А. Б. Урбоэкология для биологов / А. Б. Ручин,
B. В. Мещеряков, С. Н. Спиридонов. - М.: КолосС, 2009. -195 с.
7. Рыскулов, М. Ф. Морфофункциональная характеристика яичников мелких млекопитающих, обитающих в городских экосистемах / М. Ф. Рыскулов, Н. Н. Шевлюк, А. Г. Суербаева, Е. В. Блинова, Д. А. Боков, Л. В. Ковбык // Одно-раловские морфологические чтения. Сборник научных трудов, посвящённых 120-летию со дня рождения профессора Н. И. Одноралова и 100-летию
ВГМУ им. Н. Н. Бурденко. - Воронеж: ВГМУ им. Н. Н. Бурденко. 2018. - С. 217-221.
8. Хомич, В. А. Экология городской среды / В. А. Хомич. -Омск: Изд-во СибАДИ, 2002. - 267 с.
9. Шевлюк, Н. Н. Закономерности адаптивных перестроек репродуктивной системы позвоночных в экосистемах, испытывающих влияние предприятий цветной металлургии / Н. Н. Шевлюк, Е. Ж. Бекмухамбетов, Т. Ж. Умбетов, М. Ф. Рыскулов, А. С. Максимова, А. С. Назин, А. Г. Суербаева // Морфология. - 2017. - Т. 151. - № 3. - С. 117.
10. Шевлюк, Н. Н. Морфофункциональные особенности размножения мелких млекопитающих в условиях урбанизированной среды обитания на примере г. Оренбурга /Н. Н. Шевлюк, Е. В. Блинова, Д. А. Боков, Н. В. Обухова, Н. А. Сивожелезова, Л. Л. Дёмина, М. Ф. Рыскулов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2014. -№ 2 (46). - С. 201-203.
11. Шевлюк, Н. Н. Морфофункциональная характеристика репродуктивной системы позвоночных в условиях воздействия на их среду обитания соединений тяжёлых металлов / Н. Н. Шевлюк, А. А. Мамырбаев, Т. Ж. Умбетов // Морфология. -2018. - Т. 154. - № 4. - С. 90-99.
12. Blanco, A. Quantitative changes in the testicular structure in mice exposed to low doses of cadmium / А. Blanco, R. Moyano, J. Vivo, R. Flores-Acuna, А. Molina, C. Blanco, E. Aguera, J. G. Monterde // Environ. Toxicol. Pharmacol. - 2007. - Vol. 23, № 1. - P. 96-101.
13. Puluputturi, S. R. Metals: male reproductive function / S. R. Puluputturi, J. R. Dayapulae // Int. J. Pharm Sci. Rev. Res. - 2012. - Vol. 16 (2), № 13. - P. 56-60.
14. Ryskulov, M. F. Reproductive system of small mammals in the conditions of a city (on the example of Orenburg) / M. F. Ryskulov, N. N. Shevlyk, E. ^ Blinova, L. L. Demina, E. E. Elina // International scientific congress «Medical and biological sciences: achievements and perspectives», 25-26 april. 2018. - Tanzania. - P. 134-138.
