CC BY
84
УДК 597-111:597.442
О. В. Ложниченко Астраханский государственный технический университет
ПОЛУСТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ КРОВИ И ИХ ДИФФЕРЕНЦИРОВКА В СЕЛЕЗЕНКЕ ЛИЧИНОК ОСЕТРОВЫХ РЫБ
У низших позвоночных селезенка является центральным органом кроветворения, в котором происходит эритропоэз и тромбоцитопоэз. Она формируется на основе околокишечной ткани. Функции селезенки рыб, как и селезенки млекопитающих, различны. Селезенка костистых рыб, в отличие от таковой у млекопитающих, состоит только из красной пульпы, в которой есть отдельные лимфоидные скопления (белая пульпа). В селезенке, так же как и в почке, обнаружены мелано-макрофагальные центры, но они более многочисленны и устроены сложнее [1]. В этих центрах депонируется антигенный и неантигенный материал. Однако, хотя в селезенке высших рыб и происходит развитие клеток моноцитоидной и лимфоидной линий дифференцировки, что показано методами электронной микроскопии и авторадиографии [2], основная роль селезенки - депонирование крови [3]. В связи с этим у многих видов костистых рыб селезенка остается преимущественно эритроидной. У осетровых рыб, скатов и двоякодышащих рыб, как и у млекопитающих, она состоит из красной и белой пульпы с разным составом гемопоэтической ткани [4]. В белой пульпе обнаруживаются фолликулоподобные скопления лимфоцитов, гранулоцитов и макрофагов.
Материал и методы исследований
Работа выполнена в Астраханском государственном техническом университете на кафедре гидробиологии и общей экологии в течение 2004-2006 гг. Объектом исследования служили личинки севрюги (Acipenser stellatus Pallas), белуги (Huso huso L.), осетра (Acipenser güldenstädti Brandt), полученные заводским методом выращивания в возрасте 10 и 15 дней активного питания. Материал обрабатывался методами классической гистологии [5]. Для изучения строения органов и тканей парафиновые блоки нарезали на стандартном микротоме сагиттально. Серии срезов толщиной 5-6 микрон окрашивали гематоксилин-эозином.
Результаты исследований
Возраст 10 дней. У личинок белуги в возрасте 10 дней активного питания селезенка представляет собой небольшой компактный орган, окруженный тонкой соединительнотканной капсулой. Расположена между стенкой желудка и средней кишки. Длина органа составила в этом возрасте 0,3 ± 0,01 мм. Строма органа состоит из ретикулярных клеток и родоначальных развивающихся клеток крови. Обращает на себя внимание тот факт, что в органе на данный момент нет четкого разделения на белую и красную пульпу. При более детальном анализе селезенки было выявле-
но, что в паренхиме органа еще присутствуют в незначительном количестве мезенхимные клетки, но основу органа уже представляют ретикулярные. Наряду с этим в ретикулярной ткани отмечено преобладание покоящихся ретикулярных клеток - 41,9 %, тогда как переходных ретикулярных клеток было 14,2 %, малоактивных - 17,9 %, активные ретикулярные клетки составили 26,0 %. Интересно то, как располагались ретикулярные клетки: чаще всего покоящиеся и переходные ретикулярные клетки образовывали небольшие группы по две - четыре клетки, малоактивные и активные ретикулярные клетки располагались довольно хаотично среди развивающихся клеток крови и составляли их микроокружение.
Из родоначальных клеток отмечено значительное количество полу-стволовых клеток крови - 39,6 %, тогда как унипотентные клетки - гемо-цитобласты - составили всего 15,6 %. Микроокружением этих клеток являлись активные ретикулярные клетки в соотношении один к десяти для полустволовых клеток и один к восьми - для гемоцитобластов. Среднее расстояние между полустволовыми и кормящими клетками было равно 49,45 ± 4,65 мкм.
Из развивающихся клеток крови отмечены бластные формы, среди которых доминировали эритробласты - 18,9 %, лимфобластов было 7,8 %, монобласты и миелобласты встречались крайне редко - 3,1 и 4,6 % соответственно. Микроокружением бластных форм крови служили не только активные ретикулярные клетки, но и малоактивные, причем на одну клетку крови приходилось шесть ретикулярных клеток. Удельный вес клеток созревающего класса был незначителен: пролимфоциты составили 2,9 %, пронормобласты - 1,2 %, базофильные нормобласты - 3,4 %, полихромато-фильные нормобласты - 2,9 %. Микроокружение этих клеток крови составляли малоактивные, реже - активные ретикулярные клетки в соотношении в среднем один к четырем, расстояние между клетками - 40,18 ± 4,61 мкм.
Детальный анализ топографического расположения развивающихся клеток выявил, что они образовывали различные по размерам кроветворные островки, без четких границ, но различающиеся по функции. Так, самые крупные островки диаметром 568,31 ± 22,84 мкм - эритропоэтиче-ские, средние островки, диаметром 356,91 ± 20,06 мкм, - гранулопоэтические, мелкие - 224,67 ± 21,67 мкм - лимфоцитопоэтические. Чаще всего именно в центре крупных островков отмечались полустволовые клетки, их окружали клетки более зрелые, и по мере удаления к периферии островка присутствовали все более зрелые формы клеток. Среднее расстояние между формирующимися клетками крови в островке - 42,01 ± 4,58 мкм. Клетки микроокружения также были среди клеток островка. Эритропоэтиче-ские островки, как правило, находились в центральной зоне формирующейся селезенки, по краям органа располагались островки, в которых происходил гранулоцитопоэз и агранулоцитопоэз.
Таким образом, у личинок белуги в возрасте 10 дней активного питания в селезенке происходят не только активные процессы кроветворения -отмечены как родоначальные, так и развивающиеся клетки крови, но и формирование стромы органа - активно развивается ретикулярная ткань.
У личинок осетра в возрасте 10 дней активного питания селезенка располагается в петлях средней кишки и плотно примыкает к стенке кишечника. Это компактный орган, без разделения на белую и красную пульпу. Длина органа - 0,6 ± 0,04 мм. Снаружи орган окружен тонкой соединительнотканной капсулой. Строма органа представлена огромным количеством ретикулярных клеток и форменных элементов крови, кроме того, в красной пульпе отмечались небольшие гранулы гемосидерина. Из ретикулярных клеток преобладали покоящиеся ретикулярные клетки -46,2 %, переходные ретикулярные клетки и малоактивные отмечены практически в равном количестве - 17,4 и 11,6 % соответственно, активные ретикулярные клетки - 24,8 %. Чаще всего покоящиеся ретикулярные клетки образовывали группы по три-четыре клетки, иногда среди этих клеток присутствовали переходные ретикулярные клетки. Малоактивные и активные ретикулярные клетки располагались в общей массе клеток и составляли микроокружение для развивающихся клеток крови.
Анализ качественного состава развивающихся клеток крови показал, что почти половина клеток - полустволовые гемопоэтические клетки -41,0 %, унипотентные клетки-предшественницы - 14,5 % общего числа всех клеток крови. Эти клетки в среднем окружало десять активных ретикулярных клеток, располагающихся на среднем расстоянии 47,91 ± 5,51 мкм. Из развивающихся клеток крови были отмечены бластные формы - эритро-бласты - 21,4 %, лимфобласты - 12,3 %, миелобласты - 2,3 %, монобласты -1,4 %. Активные и малоактивные ретикулярные клетки составляли микроокружение для бластных форм клеток в соотношении один к шести - на одну бластную клетку приходилось шесть ретикулярных. Удельный вес клеток созревающего класса был незначителен: пролимфоциты - 2,2 %, пронормобласты - 1,6 %, базофильные нормобласты - 2,0 %, полиокси-фильные нормобласты - 1,3 %.
Микроокружением этих клеток крови служили малоактивные и активные ретикулярные клетки в соотношении один к четырем.
Топографическое расположение формирующихся клеток крови было сходно с таковым у личинок белуги. Развитие форменных элементов крови происходило в кроветворных островках, островки отличались происходящими процессами кроветворения и размерами: самые крупные - эри-тропоэтические - 538,51 ± 23,19 мкм, средние - гранулоцитопоэтические -346,21 ± 20,07 мкм, маленькие лимфоцитопоэтические - 221,03 ± 21,11 мкм. Клетки в островках располагались плотнее, чем у личинок белуги - на расстоянии 21,64 ± 1,08 мкм.
Таким образом, у личинок осетра в возрасте 10 дней активного питания начинает функционировать один из центральных органов кроветворения - селезенка. В ней активно происходит гемопоэз - отмечены в огромном числе полустволовые и унипотентные клетки-предшественницы, развивающиеся клетки крови эритропоэтического, лимфоцитопоэтического, моноцитопоэтического и миелоцитопоэтического рядов.
Возраст 15 дней. У личинок белуги в возрасте 15 дней активного питания селезенка все еще представлена компактной массой из ретикулярных клеток. Длина органа - 1,98 ± 0,52 мм. Паренхима органа не разделена на белую и красную пульпу. В селезенке присутствуют развивающиеся
форменные элементы крови: полустволовые гемопоэтические клетки, клетки-предшественницы, ретикулярные клетки. 38 % ретикулярных клеток - покоящиеся. Активные ретикулярные клетки составили 30,4 %, переходные ретикулярные клетки - 12,8 %, малоактивные - І8,8 %. Из родоначальных клеток отмечены полустволовые гемопоэтические клетки в количестве 32,0 %, унипотентные клетки составили 9,5 %. Необходимо отметить, что родоначальные клетки располагались в непосредственной близости с группами, образованными из покоящихся и переходных ретикулярных клеток, в сопровождении активных ретикулярных клеток.
Соотношение клеток в среднем составляло один к десяти. Бластные клетки - эритробласты, лимфобласты и миелобласты присутствовали практически в равном количестве - 9,7; 9,2; 8,9 % соответственно. Моно-бласты отмечены в незначительном количестве - 2,4 %. Созревающие клетки пролимфоциты - составили 8,4 %, из клеток эритропоэтического ряда присутствовали пронормобласты, базофильные нормобласты, поли-оксифильные эритроциты в количествах 4,8; 5,1; 3,2 % соответственно, оксифильные нормобласты - 2,8 %. Из зрелых форменных клеток крови встречались лимфоциты - 4,0 %.
Для развивающихся клеток крови микроокружением служили малоактивные и активные ретикулярные клетки, причем для бластных форм соотношение клеток в среднем было следующим: на одну бластную клетку приходилось шесть ретикулярных, среднее расстояние между этими клетками - 23,41 ± 3,59 мкм. На одну созревающую клетку крови приходилось четыре ретикулярные клетки, расстояние между клетками - 26,38 ± 5,03 мкм. Меньше всего было сопровождающих клеток у дефинитивных форм: соотношение - один к двум, расстояние - 31,02 ± 2,64 мкм.
Топографическое расположение клеток крови и их микроокружения в кровяных островках практически не изменилось. Несколько изменился средний диаметр островков: эритропоэтические - 596,94 ± 25,І3 мкм, среднее расстояние между клетками - 35,2І ± 2,22 мкм, гранулоцитопоэтиче-ские - 446,38 ± 21,34 мкм, клетки находились на расстоянии 29,54 ± 1,49 мкм; лимфоцитопоэтические - 230,05 ± 22,06 мкм, расстояние между разными классами созревающих клеток - 26,58 ± 1,87 мкм. По-прежнему эритропо-этические островки располагались преимущественно в центре селезенки и в своем центре имели полустволовую и унипотентную клетки, тогда как гранулоцитопоэтические островки не всегда содержали полустволовую клетку. Лимфоцитопоэтические островки периодически были приближены к периферии селезенки, хотя это и не являлось правилом. Необходимо заметить, что дефинитивные форменные элементы крови в состав кроветворных островков не входили, они располагались хаотично в строме селезенки.
Таким образом, анализ селезенки у личинок белуги в возрасте І5 дней активного питания показал, что в это время данный кроветворный орган морфологически полностью не сформирован. В частности, в паренхиме органа нет четкого деления на красную и белую пульпу, кроме того, наблюдается активный процесс формирования ретикулярной основы орга-
на. Тем не менее необходимо отметить, что в селезенке присутствует значительное количество полустволовых гемопоэтических клеток и унипо-тентных клеток-предшественниц, а также активно происходит развитие клеток как красной, так и белой крови.
На 15 день активного питания в селезенке личинок осетра произошли следующие изменения: несколько увеличилась общая площадь селезенки, но четкого деления на белую и красную пульпу не произошло. Длина органа увеличилась до 1,7 ± 0,45 мм. Соединительнотканная капсула окружала орган, хотя трабекулы еще четко не контурировались. Основу органа составляла ретикулярная ткань с находящимися в ней свободными развивающимися форменными элементами крови. Созревание форменных элементов крови происходило в своеобразных кровяных островках, центром которых являлись либо полустволовые и унипотентная клетка-предшественница, либо бласт-ные клетки. Диаметр островков несколько изменился - эритропоэтические имели диаметр 534,02 ± 25,34 мкм, среднее расстояние между клетками островка - 31,22 ± 1,21 мкм; гранулоцитопоэтические - 431,52 ± 22,40 мкм, расстояние между клетками - 26,59 ± 2,03 мкм; лимфоцитопоэтические -248,92 ± 29,81 мкм, расстояние между клетками - 21,03 ± 1,96 мкм.
Покоящиеся и активные ретикулярные клетки встречались практически в равном количестве - 36,7 и 32,5 % соответственно. Переходные ретикулярные клетки составили 14,6 %, малоактивные ретикулярные клетки - 16,2 %.
Покоящиеся и переходные ретикулярные клетки образуют небольшие скопления по три-четыре клетки, малоактивные и активные ретикулярные клетки располагались хаотично среди развивающихся клеток крови, образуя их микроокружение.
Несколько изменился и качественный состав форменных элементов крови: уменьшилось количество полустволовых клеток - 28,4 %, гемоци-тобласты составили 17,9 %. Микроокружением этих клеток служили активные ретикулярные клетки. Соотношение этих клеток в среднем было один к десяти. Из класса бластных клеток превалировали эритробласты -12,6 %, лимфобластов отмечено 7,3 %, миелобластов - 5,2 %, монобластов -3,1 %. В классе созревающих клеток отмечены клетки эритропоэтического ряда - пронормобласты - 5,6 %, базофильные нормобласты - 4,2 % и по-лиоксифильные нормобласты - 2,1 %, из клеток лимфоцитопоэтического ряда пролимфоциты - 4,2 %, из гранулоцитов - эозинофильные миелоциты - 9,4 %. Развивающиеся клетки крови сопровождали малоактивные и активные ретикулярные клетки, соотношение этих клеток в среднем было следующим: на одну бластную клетку приходилось шесть ретикулярных, в случае созревающих клеток - один к четырем, расстояние между ретикулярными и формирующимися клетками крови было равно 56,13 ± 4,68 мкм. Зрелых форм клеток отмечено не было.
Таким образом, у исследованных личинок осетровых рыб к началу малькового периода развития в селезенке активно происходят процессы формирования стромы органа. Кроме того, происходит развитие ретикулярной ткани - количество покоящихся ретикулярных клеток у всех ана-
лизируемых видов оказалось достаточно большим, и количество активных ретикулярных клеток постоянно увеличивалось. У личинок белуги наряду с ретикулярными клетками отмечено небольшое количество мезенхимных клеток, т. е. сохранены элементы зачаточного органа. Исходя из качественного состава развивающихся форменных элементов крови, можно заключить, что в селезенке происходит образование всех клеточных рядов -эритропоэза, гранулопоэза и агранулопоэза, т. е. селезенка у личинок осетровых является универсальным органом кроветворения.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Agius C. Preliminary study on the ontogeny of the melano-macrophages of teleost haematopoietic tissues and age-related changes // Develop. Comp. Immunol. - 1981. -N 5. - P. 597-606.
2. Гревати А. Д. Электронномикроскопическое исследование клеток крови и кроветворных органов зеркального карпа: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - М., 1991. - 24 с.
3. Бахмед А. А. К вопросу морфологии лимфоидных образований селезенки и паховых лимфатических узлов крыс при воздействии эмоционального стресса // Эколого-физиологические проблемы адаптации: Материалы XI Между-нар. конф. - М.: Изд-во РУНД, 2003. - С. 52-53.
4. Fange R. Lymphoid organs in sturgeons (Acipenseridae) // Vet. Immunol. Im-munopathol. - 1986. - N 12. - P. 153-161.
5. Волкова О. В., Елецкий Ю. К. Основы гистологии с гистологической техникой. -М.: Медицина. - 1989. - 234 с.
Статья поступила в редакцию 24.03.06, в окончательном варианте - 13.04.06
SEMI-STEM CELLS AND THEIR DIFFERENTIATION IN THE SPLEEN OF STURGEON LARVAE
О. V. Lozhnichenko
The paper shows that mesenchymal embryo of a spleen appears on the forty-fifth stage of the development, and semi-stem hematopoietic cells start to differentiate at the age of 10 days of an active feeding in all investigated kinds of sturgeon fish (like, the sturgeon -Acipenser guldensadti Brandt, and the white sturgeon - Huso huso L.). The author of the paper marks that the erythropoiesis is the most intensive process. By the fifteenth day of an active feeding, there is a change of microenvironment cells - mesenchymal cells are changing to reticular cells, and their ratio is also changing.
