CC BY
75
УДК 597-111:597.442
О. В. Ложниченко, О. Д. Щепнова
РАЗВИТИЕ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЛЯГУШКИ ОЗЕРНОЙ (RANA RIDIBÜNDA) В РАННЕМ ОНТОГЕНЕЗЕ
Введение
С первых дней своего существования головастики находятся в состоянии метаморфоза. Метаморфоз у головастиков озерной лягушки, как и у всех других, начинается с изменений кишечника, т. к. организм перестает питаться. Скорость наступления метаморфоза связана также с характером питания личинок. Имеет значение и количество поедаемой пищи, определяющееся, видимо, не только потребностями организма, но и кормностью водоемов [1]. Условия среды, в которых происходит раннее индивидуальное развитие лягушек, в значительной мере влияют на становление систем и различных функций организма. Изменения экологической обстановки, качества пищи находят отражение в изменениях пищеварительной системы, которые могут проявляться в виде различных патологий и отклонений в развитии.
Материал и методы исследования
Работа выполнялась в Астраханском государственном техническом университете на кафедре гидробиологии и общей экологии в течение 2008-2009 гг. Объектом исследования служили лягушки вида Rana ridibunda на разных этапах развития. Материал обрабатывался методами классической гистологии [2]. Для изучения строения органов и тканей парафиновые блоки нарезали на стандартном микротоме сагиттально. Серии срезов толщиной 5-6 микрон окрашивали гематоксилин-эозином.
Результаты исследования
Исходным материалом при формировании основных отделов пищеварительной трубки, так же как и ее глоточного аппарата, в области которого находятся жабры, служит энтодермаль-ная пластинка. Сложность гистологической структуры исследуемых отделов пищеварительного тракта обусловлена не только пищеварительной, но и гемопоэтической функцией.
На первой стадии развития пищеварительная система озерной лягушки была представлена пищеводом, формировавшимся желудком, средней кишкой и пищеварительными железами. Следует отметить, что на этой стадии развития личинки активно питались и отделы кишечника были заполнены пищевым комком. Имелось сообщение между ртом, глоткой, пищеводом, желудком и средней кишкой.
Желудок и средняя кишка были отдельными самостоятельными органами, имевшими три оболочки - серозную, мышечную и слизистую. Толщина оболочек желудка в среднем составляет: 8,14 ± 1,49 мкм - серозная; 8,36 ± 0,91 мкм - мышечная; 26,84 ± 0,93 мкм - слизистая. Толщина оболочек средней кишки в среднем составляет: серозная оболочка - 5,5 ± 1,05 мкм; мышечная - 9,9 ± 1,34 мкм; слизистая - 27,28 ± 0,98 мкм. Кроме того, следует отметить, что призматический эпителий средней кишки был гораздо выше кубического эпителия желудка.
На препаратах в средней кишке обнаруживались формирующиеся ворсинки высотой от 22,8 до 44,6 мкм. В зачатке печени наряду с клетками, содержавшими жировые пустоты, имелись клетки с гомогенной цитоплазмой. От зачатка печени отходил хорошо сформированный желчный проток, имевший тонкую слизистую и адвентициальную оболочки. Зачатка поджелудочной железы отмечено не было.
На второй стадии пищеварительный тракт состоял из ротовой полости, глотки, пищевода, слабоизогнутого желудка, относительно длинной средней кишки. У личинок пищевод покрыт многослойным плоским неороговевающим эпителием. В месте соединения пищевода с желудком отмечены многочисленные складки. Желудок набит кормом и растянут, железы желудка сформированы. В стенках желудка мышечный слой толстый - 9,68 ± 1,52 мкм, сравнительно больше количество желудочных желез. Слизистая оболочка широкая - 27,72 ± 1,78 мкм. Серозный слой небольшой - 8,36 ± 1,14 мкм. В кишечнике складки слизистой оболочки единичны. Среди каемчатых клеток имеются бокаловидные, богатые цитоплазмой.
В средней кишке продолжается химическая переработка пищевых масс, процесс всасывания, выработка биологически активных веществ. С помощью перистальтических сокращений стенки происходит перемещение содержимого кишечника в каудальном направлении [3].
На третьей стадии развития у личинок озерной лягушки в строении желудка значительных морфологических изменений отмечено не было. Толщина основных оболочек: серозная -9,02 ± 1,04 мкм, мышечная - 10,12 ± 1,63 мкм, слизистая - 29,04 ± 2,02 мкм. Высота каемчатого эпителия составила 0,05 ± 0,01 мкм. В средней кишке произошло значительное увеличение толщины мышечной оболочки - 10,56 ± 1,12 мкм и слизистой - 28,6 ± 1,49 мкм.
На гистологических препаратах средняя кишка личинок имела кишечные ворсинки различной длины и ширины. Кишечные ворсинки чаще всего были низкие и широкие, вторичные и третичные складочки на них не выявлены. Сами ворсинки были покрыты каемчатым эпителием, содержащим большое число бокаловидных секреторных клеток, переполненных секретом.
В кишечнике личинок вообще наблюдалось значительное количество секреторных клеток, что, возможно, связано с особенностями кормления.
Средняя кишка состояла из трех оболочек: слизистой, мышечной и серозной. У личинок на четвертой стадии развития в строении желудка были хорошо различимы три его оболочки, ширина которых составила: серозная - 8,36 ± 1,38 мкм , мышечная - 13,42 ± 0,92 мкм , слизистая -30,58 ± 1,83 мкм. В средней кишке наблюдается отчетливое подразделение кишечной стенки на слизистую, мышечную и серозную оболочки. Ширина слизистой оболочки была равна 24,42 ± 1,61 мкм, высота каемчатого эпителия - 0,45 ± 0,01 мкм. Мышечная оболочка представлена хорошо развитым кольцевым слоем поперечно-полосатых мышечных волокон. Продольный мышечный слой отсутствует. Ширина мышечного слоя - 8,36 ± 1,69 мкм. Серозная оболочка представлена повсеместно слоем клеток кубического эпителия, лежащим на тонкой соедини-тельно-тканной пластинке. Ширина серозного слоя - 5,28 ± 1,09 мкм.
Наиболее развит рельеф слизистой оболочки средней кишки у личинок озерной лягушки на пятой стадии развития. Усложнился рельеф слизистой оболочки пищевода и желудка. Многослойный эпителий пищевода содержал большое количество слизистых клеток. Значительно увеличилась толщина мышечного слоя всех отделов пищеварительного тракта, в особенности желудка - 15,4 ± 1,87 мкм.
Ширина оболочек средней кишки к 5 стадии развития изменилась следующим образом: серозная оболочка осталась неизменной - 5,28 ± 1,51 мкм; мышечная и слизистая - увеличились до 11,66 ± 1,84 и 26,84 ± 1,96 мкм.
В средней кишке наблюдалось активное функционирование бокаловидных клеток. Печень представляла собой компактный, довольно крупный орган. Цитоплазма отдельных гепатоцитов содержала мелкие жировые пустоты. Ядра, в основном, были крупными, светлыми.
На шестой стадии развития пищевод представлен короткой трубкой, выстланной многослойным кубическим эпителием. В эпителиальном слое редко встречались небольшие округлые клетки с ядром, расположенным эксцентрично. Под эпителием располагался тонкий слой грубой соединительной ткани.
Желудок был наполнен пищевым комком, имел достаточно выраженные все три оболочки: серозная - 9,02 ± 1,25 мкм, мышечная - 18,48 ± 2,19 мкм и слизистая - 30,58 ± 2,03 мкм. Средняя кишка имела достаточно широкий слой слизистой оболочки. Следует отметить, что на этой стадии развития архитектоника слизистой оболочки усложнилась - на некоторых ворсинках имелись ворсинки второго порядка. Ширина оболочек, по сравнению с их шириной на пятой стадии развития, изменилась незначительно: мышечная - увеличилась до 12,98 ± 1,14 мкм, слизистая - уменьшилась до 24,2 ± 1,44 мкм.
На седьмой стадии развития стенка желудка построена из слизистой, мышечной и серозной оболочек. Слизистая оболочка состоит из эпителиального слоя, основной пластинки, мышечной пластинки, подслизистой оболочки, слизистая оболочка формирует складки поля и ямки.
В образовании складок принимают участие все слои слизистой, в образовании полей -эпителиальный слой и основная пластинка, в которой железы располагаются группами, разграниченными соединительной тканью. Желудочные ямочки образуются в результате погружения эпителия в толщу основной пластинки. Толщина слизистой составила 30,36 ± 1,82 мкм. Мышечная оболочка состоит из трех слоев гладкомышечных клеток: внутреннего, наружного,
среднего. Внутренний слой - косой, средний - циркулярный, наружный - продольный. Мышечная оболочка составила 11,88 ± 1,75 мкм. Серозная оболочка построена из рыхлой соединительной ткани и снаружи покрыта мезотелием, её толщина составила 9,68 ± 1,26 мкм.
Собственная пластинка слизистой оболочки состоит из рыхлой волокнистой соединительной ткани. Мышечная оболочка состоит из очень тонкого косого внутреннего слоя, среднего - широкого, циркулярного, наружного - узкого продольного слоя гладких мышечных клеток. От внутреннего слоя отходят промежутки между желудочными железами гладкомышечные клетки. В среднем отделе кишечника происходит окончательное переваривание пищи и всасывание питательных веществ. Стенка этого отдела представлена тремя оболочками: слизистой, мышечной и серозной. Слизистая оболочка имеет большое количество складок, ее ширина -44,44 ± 2,19 мкм. Внутренняя выстилка представлена однослойным призматическим эпителием с ярко выраженной каемкой. Эпителиальный пласт представлен двумя основными клеточными типами: всасывающие призматические клетки и слизевыделяющие - бокаловидные клетки. Каемка состоит из большого количества микроворсинок, которые являются как бы выступами кутикулы, с имеющимися в них канальцами.
На рассмотренных препаратах кишечные ворсинки средней кишки разной длины, толщины и формы. Их высота варьирует от 44,8 до 110,2 мкм, в среднем - 79,2 ± 21,66 мкм. Соедини-тельно-тканная основа ворсинок состоит из различных клеточных элементов, в том числе из скоплений ретикулярных клеток. Сосуды ворсинок расширены, заполнены элементами крови. Мышечная оболочка достаточно широкая - 22,44 ± 2,13 мкм, толщина серозной оболочки -5,5 ± 1,84 мкм.
На восьмой стадии развития слизистая оболочка образовывала небольшие складки, куда открывались желудочные трубчатые железы. Основу слизистой оболочки составлял тонкий слой молодой соединительной ткани. Ширина основных оболочек желудка практически не изменилась по сравнению с предыдущей стадией. Средняя кишка также имела три оболочки. Их ширина, по сравнению с шириной на седьмой стадии развития, увеличилась незначительно и составила: 5,9 ± 0,78 мкм - серозная, 23,02 ± 1,15 мкм - мышечная и 44,62 ± 1,51 мкм - слизистая.
Гистоморфологический анализ печени выявил незначительные отклонения в виде мелкокапельной жировой дистрофии и гранул гемосидерина. Кроме того, наблюдалось недостаточное кровоснабжение печени. Слизистая оболочка, кроме кишечных ворсинок, имела продольную складчатость. Средняя кишка была растянутой за счет наполнения пищевым комком.
На девятой стадии развития у озерной лягушки ротовая полость выстлана многослойным кубическим эпителием. Клетки наружных рядов имеют несколько уплощенную форму, клетки базального ряда - почти призматическую.
В эпителиальном слое на разном уровне располагаются небольшие округлые клетки с эксцентрически расположенным чечевицеобразным ядром. Под эпителием располагается слой грубой соединительной ткани, под ним - слой жировой ткани, в котором проходят отдельные соединительно-тканные волокна.
Эпителию в глотке, как и в ротовой полости, подлежит слой грубых соединительнотканных волокон. Под ним располагается жировая ткань, под которой лежит слой поперечнополосатых мышечных волокон. В верхней части мышечного слоя волокна проходят в продольном, а в базальной - в поперечном направлении.
В пищеводе наблюдается отчетливое подразделение кишечной стенки на слизистую, мышечную и серозную оболочки. Многослойный эпителий образует до 5 рядов. На боковых поверхностях складок и в их основании располагаются многочисленные крупные слизистые клетки овальной формы. Клетки кубического эпителия (1-2 слоя) сдвинуты в базальную часть эпителиального слоя. Под эпителием лежит слой соединительной ткани, волокна которой проходят параллельно складкам, доходя до вершин последних. Под слоем соединительной ткани располагается слой жировой ткани. В слизистой, на границе с мышечной оболочкой, среди жировых клеток проходят мощные продольные пучки мышц. Толщина мышечной оболочки желудка составила 12,02 ± 1,85 мкм, слизистой - 31,39 ± 2,17 мкм. Толщина серозной оболочки практически не изменилась. Мышечная оболочка желудка представлена хорошо развитым кольцевым слоем поперечно-полосатых мышечных волокон. Продольный мышечный слой отсутствует.
Между пищеводом и желудком также нет резко выраженной границы. В узкой пограничной области наблюдаются элементы, свойственные как пищеводу, так и желудку.
На границе слизистой оболочки и кругового мышечного слоя проходят мощные продольные пучки мышц. На границе слизистой оболочки и кругового мышечного слоя проходят мощные продольные пучки мышц. Мышечная оболочка в переходной области представлена лишь круговым слоем поперечно-полосатых мышц.
Серозная оболочка представлена повсеместно слоем клеток кубического эпителия. Слизистая оболочка в кишечной ампуле и собственно кишке образует высокие узкие складки с анастомозами, наблюдающимися преимущественно в основании складок.
Толщина оболочек кишки по сравнению с их толщиной на предыдущей стадии не изменилась. Внутренняя поверхность кишки выстлана высоким цилиндрическим эпителием, включающим в себя многочисленные бокаловидные клетки. В основании складок и в криптах эпителий мерцательный. Основу слизистой оболочки составляет соединительно-тканная ретикулярная строма, обильно инфильтрованными лимфоцитами. В прианальной области мышечные волокна собраны в мощные пучки, которые проходят по кругу в кольцеобразных складках.
Выводы
1. На основании комплексного эколого-эмбрионального исследования дана современная характеристика личиночного развития пищеварительной системы озёрной лягушки (Rana ridibunda).
2. Отмечено, что любая ежегодная популяция выклюнувшихся личинок озёрной лягушки (Rana ridibunda) является гетерогенной, о чём свидетельствует появление различных патологий.
3. Выявлено, что к моменту выклева пищеварительная система озерной лягушки полностью сформирована и личинки активно питаются с первой стадии развития.
4. В процессе развития с первой по девятую стадию у личинок озерной лягушки происходит усложнение архитектоники средней кишки, утолщение слизистого слоя, увеличение высоты ворсин.
5. Гистоморфологический анализ печени выявил незначительные отклонения: мелкокапельную жировую дистрофию, гранулы гемосидерина и нарушение кровообращения, что отражает неблагоприятные экологические условия существования.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Афанасьева Ю. И., Юрина Н. А. Особенности строения земноводных. - М.: Мысль, 2003 . - 198 с.
2. Волкова О. В., Елецкий Ю. К. Основы гистологии с гистологической техникой. - М.: Медицина. -
1989. - 234 с.
3. Гусейнов Т. С. Сравнительная характеристика морфологии лимфоидных узелков желудочно-
кишечного тракта при воздействии сероводородных ванн // Актуальные проблемы морфологии:
сб. науч. тр. - Красноярск, 2003. - С. 57-58.
Статья поступила в редакцию 16.09.2009
DEVELOPMENT OF THE DIGESTIVE SYSTEM OF THE LAKE FROG (RANA RIDIBUNDA)
AT THE EARLY ONTOGENESIS
O. V. Lozhnichenko, O. D. Shchepnova
Changes of the ecological situation and food quality cause some changes of the digestive system, which may appear as different pathologies and rejections in the development. Morphological features of the development of the digestive system of the lake frog (Rana ridibunda) are investigated in the paper. A current characteristic of the larval development of the digestive system of the Rana ridi-bunda is given on the basis of the complex environmental and embryonic research. It is noted that any annual population of hatched larval of the lake frog (Rana ridibunda) is heterogeneous, as evidenced by the appearance of various pathologies. It is revealed that at the time of hatching, the digestive system of the lake frog is fully formed, and the larvae are actively feeding from the first stage of the development. During the development (from the first up to the ninth stage) the larvae of the lake frog have the following processes: complication of architectonics of the midgut, thickening of the slime layer, and increase in fringes height. The histomorphological analysis of the liver has revealed slight variations: atomized adipose degeneration, granules of hemosiderin and circulatory disturbance, reflecting adverse environmental conditions of the existence.
Key words: lake frog, organs of the digestive system, stages of the development, metamorphoses, tadpole, morphological features, pathology.
