CC BY
51
УДК 597.5:591.4.434.1
МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ И ЦИТОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭПИТЕЛИЕВ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОГО ТРАКТА МАЛЬКОВ КЕТЫ Е.А. Жадько, Дальрыбвтуз, Владивосток
Изучены гистологическая организация и клеточный состав эпителиев желудка и кишечника молоди кеты. Выстилающий эпителий слизистой оболочки желудка представлен призматическими слизистыми клетками, которые по своим цитохимическим и ультраструктурным свойствам сходны с такими же клетками у взрослых особей кеты. Железы желудка образованы одним типом клеток, продуцирующих пепсиноген и соляную кислоту. В составе кишечного эпителия выделены два основных клеточных типа: энтероциты и бокаловидные слизистые клетки, по своему строению принципиально не различающиеся у молоди и взрослых особей. Характерным признаком клеток эпителия желудка и кишечника является наличие в них крупных липидных вакуолей. Обсуждаются причины возникновения липидных включений.
Материал и методика
Изучена гистологическая организация желудка и среднего отдела кишечника молоди кеты малькового периода развития [1]. В работе использованы 10 животных первого малькового этапа развития размером 6,5-7,0 см и весом 3,0-3,5 г (кету содержали в пресной воде при температуре 6,5 °С в аквариальной ТИНРО о. Попова) и 10 животных второго малькового этапа развития размером 8,5-9,0 см и весом 20-25 г (сбор материала проводили у западного побережья Камчатки летом 1985 г.). Кусочки ткани желудка и кишечника к фиксировали в спирт-уксусной смеси (3:1), 10%-ном нейтральном формалине и жидкости Буэна. Материал обезвоживали в спиртах и заключали в парафин по общепринятой методике [2]. Парафиновые срезы толщиной 4-6 мкм окрашивали гематоксилинэозином и Конго красным.
Для гистохимических исследований использовали ШИК-реакцию (на нейтральные мукополисахариды), окраску альциановым синим и по Моури (кислые мукополисахариды), реакцию Фельгена и окраску суданом В (на липиды) [3, 4]. Для электронно-микроскопических исследований материал фиксировали на фосфатном буфере в течение 4 часов с постфиксацией 1%-ным раствором OSO4. Срезы изготовляли на ультратоме ^-Ш. Полутонкие срезы окрашивали метиленовым синим - основным фуксином. Ультратонкие срезы контрастировали цитратом свинца и просматривали под микроскопом JM-100B.
Результаты
Пищеварительный тракт молоди кеты анатомически полностью сформирован. Желудок дифференцирован на корпус и пилорус. В проксимальном отделе кишечника количество пилорических придатков приближается к дефинитивному, развиты средний и задний отделы кишечника.
Проведенные нами морфобиохимические и ультраструктурные исследования не выявили существенных различий в организации пищеварительных эпителиев у исследованных животных. В связи с этим мы приводим одновременное описание гистоструктуры эпителиев желудка и среднего отдела кишечника для кеты первого и второго малькового периодов развития.
Желудок. Эпителий, выстилающий складки и желудочные ямки слизистой оболочки желудка молоди кеты, представлен призматическими слизистыми клетками, которые по своим цитохимическим и ультраструктурным характеристикам не различаются у кеты первого и второго малькового периодов жизни. Гистоморфологическая организация эпителия желудка молоди кеты во многом сходна с описанной для взрослых особей. В апикальной части клеток выявляется секрет, богатый нейтральными и кислыми мукополисахаридами. При исследовании ультраструктуры в апикальной зоне клеток выявлены овальные электронно-плотные гранулы секрета, в области ядра располагаются митохондрии, комплекс Гольджи, продольно ориентированные цистерны шероховатого эндоплазматического ретикулума.
Латеральные плазматические мембраны в средней и базальной части клетки формируют ламеллярные складки. Из структурных особенностей, характерных для выстилающего эпителия желудка мальков кеты и не обнаруженных у взрослых особей, следует отметить гомогенные вакуоли диаметром до нескольких микрон, которые
2 заполняют преимущественно подъядерную область клеток (полутонкие срезы). На электронных микрофотографиях такие вакуоли выглядят мелкозернистыми, осмиофильными. Положительная реакция клеток при окраске суданом черным В на липиды позволяет заключить, что эти вакуоли представляют собой липидные включения.
Эпителиальные клетки в области желудочных ямок по своим цитохимическим и ультраструктурным признакам не отличаются от клеток на поверхности складок. В зоне перехода от выстилающего эпителия к железистому находятся специальные шеечные клетки, морфологически сходные с теми же клетками у взрослой кеты. Следует отметить, что система трубчатых эпителиальных желез у мальков кеты развита значительно слабее по сравнению с взрослыми особями. В составе железистого эпителия выявлен один тип клеток, которые по своей структуре и цитохимии не отличаются от клеток желез желудка
взрослой кеты. Апикальная поверхность этих клеток снабжена длинными цитоплазматическими выростами, напоминающими микроворсинки. Цитоплазма клеток слабобазофильна; при окраске Конго красным (с контролем) дает только положительную реакцию. В цитоплазме развита тубовезикулярная система, шероховатый эндоплазматический ретикулум, много митохондрий и зимогенных гранул.
Кишечник. В эпителии среднего отдела кишечника молоди кеты так же, как и у взрослых особей выделено 2 основных типа дифференцированных клеток - энтероциты и бокаловидные слизистые клетки. Кишечные энтероциты мальков по основным цитохимическим и ультраструктурным характеристикам не отличаются от энтероцитов взрослых особей. На апикальной поверхности всасывающих клеток четко различима ШИК-положительная щеточная кайма. Цитоплазма клеток гомогенная, умеренно базофильная. Цитохимическими методами в ней выявлены белки, РНК, липиды. Апикальная плазматическая мембрана формирует развитую систему микроворсинок. Микропиноцитозные каналы между микроворсинками отсутствуют. В субапикальной зоне цитоплазмы содержатся умеренное количество гладких везикул, свободные рибосомы и мелкие частицы липидов. В области ядра встречаются участки шероховатого эндоплазматического ретикулума, митохондрии, мелкие мембранные везикулы. В базальной части энтероцитов содержатся свободные рибосомы, микрофиламенты. Умеренно развита складчатость латеральной и базальной плазматической мембраны. Характерным признаком энтероцитов мальков кеты, отличающим их от всасывающих клеток взрослых особей, являются крупные липидные вакуоли до нескольких микрон в диаметре. Липидные вакуоли встречаются на всех уровнях абсорбционной клетки, за исключением терминальной сети. Особенно много липидных включений обнаружено в энтероцитах на вершинах складок. Бокаловидные слизистые клетки по структурным и цитохимическим признакам у мальков и взрослой кеты оказываются
з сходными.
Обсуждение
Выстилающий эпителий желудка молоди кеты в сравнении с взрослыми особями имеет отличительные особенности: в цитоплазме клеток обнаружены крупные липидные вакуоли, локализованные в основном в надъядерной области. В ряде исследований, выполненных светооптическими методами, указывается на возможность липидной абсорбции в желудке некоторых костистых рыб вскоре после их кормления или во время нахождения в желудке пищи и отсутствие её у голодавших особей [5, 6, 7, 8]. Исследования ультраструктуры выстилающих эпителиев желудка рыб единичны и проводились только на взрослых особях коралловой рыбки, линя и морского сома [8, 9, 10].
При этом несмотря на общие для изученных видов рыб закономерности строения эпителиальных клеток (слизистые гранулы, продольно ориентированный шероховатый эндоплазматический ретикулум, складки латеральной мембраны) в этих работах не отмечено каких-либо признаков липидной абсорбции. Следует подчеркнуть, что и у взрослой, активно питающейся кеты в выстилающем эпителии желудка также не обнаружено липидных включений.
Интересно отметить, что у мальков кеты, в течение суток не получивших пищу липидные вакуоли в клетках сохраняются. Возможно, отсутствие выраженных признаков абсорбции липидов у взрослых рыб связано с какими-то функциональными особенностями пищеварительного тракта. Известно, например, что у млекопитающих условия для расщепления жиров в желудке крайне неблагоприятны. Соляная кислота и пепсин разрушают натуральную и искусственную жировые эмульсии в желудке, в результате чего жир образует большие капли и не подвергается гидролитическому расщеплению липазой [11].
Можно предположить, что подобные процессы происходят в желудке у костистых рыб, в частности у взрослой кеты. У мальков кеты, как мы отмечали в результатах, система желез в желудке развита значительно слабее по сравнению с взрослыми формами. По-видимому, несколько снижена выработка ими пепсиногена и соляной кислоты. Все это, возможно, и создает более благоприятные условия для работы ферментов, осуществляющих гидролиз жира с последующим его всасыванием клетками выстилающего эпителия желудка.
В этой связи интересно исследование пищеварительного тракта молоди чавычи, в котором автор описывает липидные капли в выстилающем эпителии желудка рыб после кормления оливковым маслом [5]. Наиболее крупные капли жира были обнаружены в эпителии пилорического отдела желудка, где, по мнению автора, кислотность была значительно ниже, чем в корпусном отделе. Таким образом, анализ результатов наших исследований и литературных
4 данных позволяет предположить, что выстилающий эпителий желудка молоди кеты способен абсорбировать липиды и накапливать их в виде вакуолей. Отсутствие липидных включений в эпителии желудка взрослых особей свидетельствует, возможно, об определенных отличиях в физиологии пищеварения у молоди и взрослых животных. Высказанное нами предположение требует дальнейших исследований и экспериментального подтверждения.
В эпителии кишечника молоди кеты так же, как и в выстилающем эпителии желудка, были выявлены липидные вакуоли. Морфологически сходные липидные вакуоли были обнаружены в проксимальном отделе кишечника карповых рыб [12-15], а также в кишечнике и пилорических придатках у стальноголового лосося и морского окуня [16-19]. Известно, что у костистых рыб передние отделы кишечника являются основными местами абсорбции липидов. Однако
причины аккумуляции липидов в виде крупных вакуолей в цитоплазме энтероцитов пока не ясны. Так, Стробанд [13] полагает, что образование липидных вакуолей в кишечном эпителии карпа вызвано неадекватным усилением процесса абсорбции липидов энтероцитами и выведением их в соединительную ткань по мере миграции клеток на вершину складки. В кишечном эпителии млекопитающих процесс всасывания жира также наиболее интенсивно протекает в клетках на вершине ворсинки [20]. Блок выведения липидов из энтероцита может быть обусловлен снижением ферментативной активности в стареющей клетке. По мнению других авторов, липидные вакуоли могут служить формой временного запасания клетками жирных кислот при введении пищи, содержащей очень много липидов. Мелкие липидные частицы транспортируются в соединительную ткань. Активное участие в этом принимают складки плазматической мембраны и межклеточные пространства, в которых видны липидные капли. Наши наблюдения в большей степени соответствуют последней гипотезе. В пользу такого предположения говорит и тот факт, что при исследовании нами ультраструктурной организации всасывающих клеток взрослой кеты картин аккумуляции липидов в виде вакуолей обнаружить не удалось.
Таким образом, при использовании адекватных методов исследования (гистологических, цитохимических и электронномикроскопических) было показано, что морфо-биохимическая организация пищеварительных эпителиев желудка и кишечника молоди кеты имеют принципиальное сходство. Присутствие липидных вакуолей в эпителии желудка и кишечника мальков, по-видимому, отражает определенные особенности функционального состояния пищеварительного тракта молоди кеты.
Библиографический список
1. Смирнов А.Н. Биология, размножение и развитие тихоокеанских лососей. М.: Изд-во МГУ, 1975. 335 с.
5 2. Ромейс Б. Микроскопическая техника. М.: Иностранная
литература, 1953. 540 с.
3. Пирс Э. Гистохимия. М.: Иностранная литература, 1962. 759 с.
4. Лилли Р. Патогистологическая техника и практическая гистохимия. М.: Мир, 1969. 645 с.
5. Barrington E.W. Gastric digestion in low vertebrates // Biol. Rev. 1942. Vol. 17. P. 1-27.
6. Dawes B. The histology of the alimentary tract of the plaice // Quart. J. Micr. Sci. 1930. Vol. 73. P. 243-274.
7. Blake J.H. Studies on the comparative histology of the digestive tube of certain teleost fishes // J. Morphol. Physion. 1930. Vol. 50. P. 39-70.
8. Stroband H.W. The development of the protein macromolecules // Cell Tiss. Pes. 1981. Vol. 215. P. 397-415.
9. Noaillac-Depeyre J.N. Types cellulaires l' estomac, assurant la production de suc gastrique chez Ameiurus nebulosus // Biologie Cellulaire. 1978. Vol. 31. P. 181-190.
10. Ling N., Tan V. Fine structure of the gastric epithelium of the coral fish // Cuvier Okajmas Folia Anat. Jpn. 1975. Vol. 51. P. 285-310.
11. Черниговский А.Н. Физиология пищеварения. Л.: Наука, 1974. 761 с.
12. Gauthier J.F. The relationship of ultrastructural and cytochemical features to absorptive activity in the gold-fish intestine Carassius auratus // Anat. Rec. 1972. Vol. 172. P. 675-702.
13. Stroband H.W. Growth and diet structural adaptations of the digestive tract in juvenile grasscarp // J. Fish. Biol. 1977. Vol. 11. P. 167-174.
14. Stroband H.W. The ultrastructural and renewae of the intestinal epithelium of the juvenile grass carp // Cell Tissue Res. 1978. Vol. 187. P. 181200.
15. Noaillac-Depeyre J.N. Fat absorption by the euterocytes of the carp // Cell Tissue Res. 1974. Vol. 155. P. 353-365.
16. Ezeasor D.N. Light and electron microscopic studies on the absorptive cells of intestine, caeca and rectum of the adult rainbow trout Salmo gairdneri // J. Fish. Biol. 1981. Vol. 18. P. 527-544.
17. Bauermeister A.E. An electron microscopic stidy of lipid absorption in the pyloric caeca of rainbow trout fed wax ester rich Zooplankton // Cell Tissue Res. 1979. Vol. 200. P. 475-486.
18. Noaillac-Depeyre J.N. Structure and function of the intestinal epithelial cells in perch // Anat. Rec. 1979. Vol. 195. P. 621-639.
19. Vernier J.M. Etide ultrastructurale de la suthese de chylomicrons au cours de l'absorption intestinal des lipides chus la truite // Biol. Cell. 1981. Vol. 40. P. 47-62.
20. Tried J.S. Electron microscopy of the small intestine // Gastroenterology. 1965. Vol. 49. P. 574-603.
