БИОЛОГИЯ МОРЯ, 2007, том 33, № 4, с. 291-298
УДК 595.124:591.88 ЗООЛОГИЯ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ
МОНОАМИН- И ПЕПТИДСОДЕРЖАЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ В СТЕНКЕ ТЕЛА И НЕРВНЫХ СТВОЛАХ У НЕМЕРТИН1
© 2007 г. О. В. Зайцева, Т. Г. Маркосова, Р. В. Смирнов
Зоологический институт РАН, Санкт-Петербург 199034 e-mail: morphol@zin.ru
Статья принята к печати 23.11.2006 г.
С помощью флуоресцентной гистохимии и иммуногистохимии исследовали распределение и морфологические особенности катехоламинсодержащих (KA-С), серотонин- (5НТ-ИР), нейротензин- (НТ-ИР) и FMRFамид-иммунореактивных (FMRJa-OT) клеток и отростков в стенке тела и латеральных нервных стволах у беломорских немертин Lineus viridis, L. ruber и Cerebratulus sp. (Heteronemertini), Cephalothrix linearis (Palaeonemertini) и Am-phiporus lactifloreus (Hoplonemertini). Обсуждаются сходство и особенности морфологических типов моноамин- и пептидсодержащих элементов, их распределение и возможное участие в регулировании тех или иных функций у разных видов немертин и у других беспозвоночных. Предполагается, что преобладающие в стенке тела 5НТ-ИР и КА-С би- и мультиполярные интра- и субэпидермальные клетки открытого типа выполняют рецепторную функцию, а FMRFa-ИР и НТ-ИР нейроны нервных стволов и стенки тела осуществляют эфферентную иннервацию мускулатуры и связи в пределах нервной системы.
Ключевые слова: моноамины, FMRFамид, нейротензин, гистохимия, иммуноцитохимия, нервная система, Nemertea.
Monoamine- and peptide-containing elements in the body wall and nervous trunks of nemerteans. O. V. Zait-seva, T. G. Markosova, R. V. Smirnov (Zoological Institute, Russian Academy of Sciences, Saint Petersburg 199034)
Localization and morphological peculiarities of catecholamine-containing (CA-C), serotonin- (5HT-IR), neurotensin- (NT-IR) and FMRFamide-immunoreactive (FMRFa-IR) cells and processes in the body wall and lateral nerve trunks of nemerteans were investigated using fluorescent histochemistry and immunohistochemistry. White Sea nemerteans were used: Lineus viridis, L. ruber and Cerebratulus sp. (Heteronemertini), Cephalothrix linearis (Palaeonemertini), and Amphiporus lactifloreus (Hoplonemertini). Similarity and peculiarities of morphological types of monoamine- and pep-tide-containing elements, their distribution and possible participation in the regulation of specific functions in nemerteans and other invertebrates are discussed. We suggest that 5HT-IR and CA-C bi- and multipolar intra- and subepidermal open-type cells prevailing in the body wall perform the receptor function, while FMRFa-IR and NT-IR neurons of the nerve trunks and the body wall accomplish the efferent innervation of the musculature and connections within the nervous system. (Biologiya Morya, Vladivostok, 2007, vol. 33, no. 4, pp. 291-298).
Key words: monoamines, FMRFamide, neurotensin, histochemistry, immunohistochemistry, nervous system, Nemertea.
Немертины являются своеобразной группой беспозвоночных животных с не выясненными до конца филогенетическими связями (Bullock, Horridge, 1965; Remane et al., 1980; Turbeville, Ruppert, 1985). Исследование нервной системы таких групп животных, как немертины, представляется принципиально важным для разработки системы животного царства и для понимания закономерностей эволюции нервной и сенсорных систем в целом. Имеющиеся в литературе сведения об организации нервной системы у немертин основаны преимущественно на анатомо-гистологических исследованиях и дают только общую картину строения их ЦНС, эндокринных и рецепторных органов (Hilton, 1921; Coe, 1933; Bullock, Horridge, 1965; Turbeville, Ruppert, 1985). Несмотря на то что кожные покровы немертин изучены достаточно детально с помощью электронного микроскопа, информация о рецепторных и нервных клетках в них крайне ограничена (Striker, Reed, 1981; Turbeville, Ruppert, 1985). Тем не менее, по
нашим данным, полученным с помощью избирательного выявления нервных элементов по методу Гольджи, в стенке тела и особенно в эпидермисе немертин присутствует значительное количество рецепторных и нервных клеток (Зайцева, Пунин, 2002). Данных о наличии биологически активных веществ в нервной системе немертин крайне мало (Reutter, 1969; Пунин и др., 2003; Zaitseva et al., 2004). Поэтому цель настоящей работы определена как сравнительное исследование локализации и морфологических особенностей катехоламин-, серотонин-, нейротензин- и FMRFамидсодержащих клеток и отростков в стенке тела и латеральных нервных стволах у представителей разных филогенетических ветвей немертин.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Изучены пять видов беломорских немертин: Lineus viridis (Müller, 1771), L. ruber (Müller, 1771) и Cerebratulus sp. из отряда Heteronemertini (класс Anopla), Cephalothrix linearis
'Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты № 03-04-49404 и 06-04-48544).
(Rathke, 1799) из отряда Palaeonemertini (класс Anopla), Amphiporus lactfloreus (Johnston, 1828) из отряда Hoplonemer-tini (класс Enopla). В сборе материала и планировании дальнейшей работы участвовал наш коллега |МЮ. Пунин|.
Для исследования общей структуры стенки тела и нервных стволов немертин фиксировали в жидкости Буэна в течение 12 ч. После промывки в 70% этаноле материал обезвоживали и заливали в парафин. Серии срезов 5 мкм толщиной окрашивали азокрамином или метиленовым синим. Для выявления пептид- и моноаминсодержащих клеток и их отростков использованы иммуногистохимические методы и флуоресцентно-гистохимический метод Фeрнесса (Furness et al., 1977), адаптированный для беспозвоночных животных (Лунин, Константинова, 1989). Последний был применен в работе только на представителях видов L. viridis, L. ruber и A. lac-tifloreus. Для флуоресцентной гистохимии немертин фиксировали в смеси, состоящей из 4% нейтрального формальдегида и 0.5% глутаральдегида на 0.1 М фосфатном буфере в течение 12 ч при температуре 4°C. После промывки в буфере материал обезвоживали и заливали в парафин. Серийные срезы толщиной 5-6 мкм заключали в парафиновое масло и исследовали с помощью люминесцентного микроскопа МЛ-2 с фильтрами ФС-1 и СЗС-14.
Для иммуногистохимического выявления FMRFамид- и нейротензинсодержащих элементов немертин фиксировали в жидкости Буэна, а для выявления серотонинсодержащих - в 10% нейтральном формалине. Использовали поликлональные кроличьи антисыворотки к FMRFамиду (INCSTAR) в разведении 1 : 500, к серотонину (INCSTAR) и к нейротензину (Sigma) - в разведении 1 : 1000. Антисыворотки разводили на 0.1 M Трис-NaCL буфере (pH 7.4), содержащем 0.05% Triton Х-100 и 0.25% желатин. Иммуногистохимическое окрашивание проводили на серийных парафиновых срезах толщиной 5-6 мкм непрямым иммуноферментным методом (Sternberger, 1979). Для блокирования неспецифического связывания антител материал помещали на 30 мин в тот же буфер, содержащий Triton Х-100 и желатин. Затем материал инкубировали в одной из специфических антисывороток: к FMRFамиду - в течение 3 ч, к нейротензину - 1 ч и к серотонину - 48 ч. После отмывки в буфере весь материал обрабатывали в течение 1 ч во вторых антителах, меченных пероксидазой IgG свиньи к антителам кролика (Dako) в разведении 1 : 100. После отмывки в буфере без Triton Х-100 и желатина пероксидазную активность проявляли в хромогенной смеси 0.001% 3-3'-диаминобензидина-HCL (Sigma) и 0.1% H2O2 на буфере в течение 10-15 мин. Препараты подкрашивали альциановым синим. Специфичность реакций проверяли: 1) исключением стадии инкубирования в специфической антисыворотке; 2) заменой специфической антисыворотки нормальной кроличьей; 3) заменой специфической антисыворотки антисывороткой, преадсорбированной использованным при иммунизации антигеном (только при выявлении FRMFамида). Все стадии иммуногистохимического исследования проводили при комнатной температуре. Использовали по 5 особей каждого вида.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Тело немертин покрыто однослойным ресничным эпителием, содержащим многочисленные одноклеточные железы. Под эпителием у представителей Heterone-mertini находится кутис - особый слой соединительной ткани, в котором располагаются субэпидермальные железы и отдельные мышечные клетки. Глубже у всех немертин лежат несколько слоев мышц. ЦНС представлена расположенным в головном отделе мозгом, состоя-
щим из двух вентральных и двух дорсальных ганглиев, связанных короткими комиссурами. Вентральные ганглии переходят в два продольных латеральных нервных ствола, тянущихся вдоль всего тела животного и соединенных между собой кольцевыми нервными тяжами. На срезах, окрашенных азокармином или метиленовым синим, видно, что у Cephalothrix linearis стволы располагаются в слое продольной мускулатуры, который лежит непосредственно под наружным кольцевым слоем мышц. У Amphiporus lactifloreus нервные стволы погружены в глубь тела и залегают во внутренней мезенхиме под слоем продольной мускулатуры. Мускулатура Heteronemertini усложнена наличием третьего мышечного слоя - наружного продольного, расположенного над слоем кольцевых мышц. Непосредственно под ним проходят нервные стволы, разделяя продольную и кольцевую мускулатуру. Тела нейронов лежат преимущественно по периферии нервных стволов, образуя в них "область клеточных тел", центральную часть занимает нейропиль. Основная масса нервных клеток имеет униполярную форму, диаметр 9-12 мкм и сосредоточена с дорсальной и вентральной сторон от нейропиля. Встречаются отдельные би- и мультиполярные нейроны. Они локализуются обычно в нейропиле или на его границе с областью клеточных тел.
Моноамины и нейропептиды в латеральных нервных стволах
Катехоламинсодержащие (КА-C) элементы. У исследованных с помощью флуоресцентно-гистохимического метода видов немертин по всей длине нервных стволов наблюдаются отдельные нервные клетки и отростки, демонстрирующие типичное для катехолами-нов зеленое свечение. Неспецифическую аутофлуорес-ценцию дают мышечные клетки, окружающие нервные стволы (светло-зеленое свечение), а также железистые клетки эпидермиса и кутиса (оранжево-красное свечение). Перикарионы КА-С нейронов имеют диаметр 71
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.