ВОПРОСЫ ИХТИОЛОГИИ, 2007, том 47, № 1, с. 86-92
УДК 597.442.591.461.2
РАЗВИТИЕ МЕЗОНЕФРОСА У ПРЕДЛИЧИНОК ОСЕТРОВЫХ
(ACIPENSERIDAE) РЫБ
© 2007 г. И. Н. Лепилина
Каспийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства - КаспНИРХ, Астрахань
E-mail: kaspiy@astranet.ru Поступила в редакцию 20.07.2005 г.
Приведены результаты гистологического исследования развития выделительной системы в раннем онтогенезе осетровых рыб - русского осетра Acipenser gueldenstaedtii, севрюги A. stellatus, стерляди A. ruthenus и белуги Huso huso. У осетровых развитие мезонефроса происходит после вылупления. На 36-й стадии развития (по Детлаф и др., 1981) мезонефрос представляет собой последовательно расположенную группу зачатков плакод сферической формы, расположенных вдоль Вольфова протока. Морфологическая дифференцировка мезонефроса первых генераций почечных телец, сосудистых клубочков и извитых канальцев завершается к 45-й стадии, т.е. к моменту перехода пред-личинок на активное питание.
Почка служила моделью развития в течение многих лет. Эта система органов интересна при исследовании многих из фундаментальных вопросов биологии развития, таких как специализация эпителиальных клеток, индуктивно-тканевые взаимодействия, дифференцировка и поляризация клеток, трансформация мезенхимы в эпителиальную ткань. Развитие почки, как других органов, регулируется последовательными и реципрокны-ми индуктивно-тканевыми взаимодействиями. В последние годы при изучении потомков мутантов мышей были обнаружены многие существенные для контроля развития гены, которые управляют совокупностью органов, в частности и таких, как почка. Генетические исследования привели к выявлению некоторых сигнальных каскадов, которые регулируют раннее развитие почек, и центры передачи сигналов вовлечены в координацию раннего органогенеза (Vainio, Lin, 2002).
Сведения о структуре мезонефроса рыб, в частности осетровых (Acipenseridae), ограничены сравнительно небольшим числом работ (Гамба-рян, 1985; Кауфман, 1990). В процессе становления и развития выделительной системы у рыб наблюдается смена органов выделения - предпочки (пронефроса) первичной почкой (мезонефросом) (Sawadski, 1926; Maschkowzeff, 1934; Машковцев, 1934; Fraser, 1950; Турдаков, 1972).
Почки у рыб мезонефрические, представлены клеточными тяжами, заключающими в себе многочисленные мочевые канальцы, оканчивающиеся мальпигиевым телом, имеющим сферическую форму. Почечный сосуд разветвляется в почках и внутри мальпигиевой капсулы распадается на клубочек капилляров (glomerulus). Клубочки в почках играют существенную роль в экскреции
воды и в регуляции постоянства осмотических условий. Первичная почка является главным выделительным органом, функционирующим в течение онтогенеза. Клеточные тяжи располагаются дорсально от выводного протока (Кауфман, 1990).
Одновременно почка рыб - универсальный орган кроветворения, в котором происходит дифференцировка, пролиферация и созревание клеток всех типов. Почка активно участвует в регуляции ионного состава, водно-солевого гомеостаза, выполняет секреторные функции (Наточин, 1983). На протяжении всего онтогенеза осетровых рыб в мезонефросе сочетаются экскреторная и гемо-поэтическая функции.
Цель настоящей работы - проследить (с использованием гистологических методик) последовательное формирование мезонефроса осетровых рыб в раннем онтогенезе.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Объектом исследования служили предличин-ки белуги Huso huso, русского осетра Acipenser güldenstadtii, севрюги A. stellatus и стерляди A. ruthenus, скатывающиеся с естественных нерестилищ Волги. Сбор материала (1989-2004 гг.) проводили на участке от с. Каменный Яр (134 км от плотины Волгоградской ГЭС) до с. Сероглазовка (408 км). Протяженность речного участка составила 270 км. Вылов предличинок осуществлялся конусными сетями ИКС-80 (Расс, Казанова, 1966), которыми облавливали поверхностный, средний и придонный горизонты воды. Весь собранный материал просматривали под бинокуля-ром МБС-9. Каждую особь помещали с каплей
воды в чашку Петри, определяли вид, стадию развития предличинок (Детлаф и др., 1981). Измеряли массу, общую длину, длину и высоту отделов тела при помощи окуляр-микрометра. По 10-20 особей каждого вида на последовательных стадиях развития подвергали гистологической обработке по общепринятой методике (Ромейс, 1954). Срезы окрашивали гематоксилин-эозином, часть срезов - по Маллори. Морфометрические параметры мезонефроса измеряли при помощи окуляр-микрометра на световом микроскопе. Материалы обработаны статистически с помощью пакета программ Microsoft Excel. Фотографии сделаны на микроскопе Olympus BX-40.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Развитие мезонефроса у осетровых рыб изучали в период раннего онтогенеза, в интервале между стадиями 36 и 45, по классификации Детлаф с соавторами (1981), то есть от момента вылупле-ния и до перехода на активное питание.
Стадия 3 6. Мезонефрос у предличинок осетровых рыб представляет собой клеточные парные тяжи, протянувшиеся между хордой и дорсальной стенкой толстой кишки под 18-38-м мышечными сегментами. Мезонефрогенный тяж разделен на мезонефрогенные плакоды, которые располагаются на равном расстоянии друг от друга (рис. 1); их число варьирует от 15 до 19 в зависимости от вида рыб. Зачатки плакод очень маленькие, выстланные высоким призматическим эпителием. С обеих сторон вдоль мезонефроса пролегают 2 мезонефральных (Вольфова) канала, выстланные кубическим эпителием. Наиболее крупные по диаметру мезонефральные пла-коды отмечены у севрюги - 25.90 ± 2.58 мкм и стерляди - 23.80 ± 2.75 мкм; наименьшие - у осетра - 22.40 ± 2.80 мкм и белуги - 20.30 ± 3.34 мкм.
Стадия 3 7. На уровне 18-21-го мышечного сегмента в первых крупных мезонефрогенных плакодах в центральной части появляются маленькие щелевидные полости (рис. 2). Зачатки плакод преобразуются в везикулы. Эпителиальные клетки везикул начинают интенсивно делиться и внедряться в мезенхиму, приобретая форму запятой. Уплотненные клетки мезенхимы формируют эпителиальную трубку. Почечные трубки (будущие канальцы) в дальнейшем развиваются в нефроны. Высота эпителия начального участка канальцев у белуги составляет 5.32 ± ± 0.12 мкм, у осетра - 4.95 ± 0.49 мкм, у севрюги -5.69 ± 0.31 мкм, у стерляди - 4.76 ± 0.16 мкм. Диаметры мезонефрогенных плакод увеличиваются (белуга - 35.00 ± 4.20, осетр - 33.60 ± 2.29, севрюга -39.20 ± 5.11, стерлядь - 35.00 ± 3.52 мкм), но диф-ференцировки на почечное тельце и почечную чашу не наблюдается. Самые крупные везикулы
Рис. 1. Мезонефрогенные плакоды предличинок осетровых рыб (Acipenseridae), 36-я стадия развития (ок. 22, об. 40). Гематоксилин-эозин.
Рис. 2. Формирование щелевидных полостей в центральной части мезонефрогенных плакод предличинок осетровых рыб (Acipenseridae), 37-я стадия развития (ок. 22, об. 40). Гематоксилин-эозин.
сосредоточены под 19-21-м мышечными сегментами.
Стадия 3 8. Мезонефрогенные везикулы (23-25 экз.) обнаруживаются по всей длине средней кишки, располагаясь по сегментам с обеих сторон тела предличинки. Диаметр везикул белуги составляет 52.27 ± 5.28, осетра - 49.78 ± 4.98, севрюги - 56.62 ± 4.52, стерляди - 52.89 ± 5.91 мкм. Между почечными везикулами мезонефроса залегает гемопоэтическая и молодая соединительная ткани. Вдоль мезонефроса опускаются 2 сравнительно широкие мезонефральные канала, выстланные кубическим эпителием. Ядра в клетках занимают центральное положение. Мезонефраль-ный тяж протягивается от середины резорбирую-щегося желточного мешка до конца средней кишки. Пять первых крупных верхних везикул располагаются в области 19-20-го мышечного сегмента. Они уже не имеют форму запятой, а приняли S-образную форму. Везикулы, располагающиеся
Рис. 3. Формирование сосудистого клубочка и мочевого пространства предличинок осетровых рыб (Ась penseridae), 39-я стадия развития (ок. 22, об. 40). Гематоксилин-эозин.
на уровне 21-25-го сегментов, сохраняют форму запятой. Нижние везикулы находятся в стадии деления клеток вентрального участка. Почечные везикулы представлены призматическими клетками с ядрами, расположенными в базальной их части. В мелких нижних везикулах, расположенных каудально, деление клеток еще не началось.
Формируется сосудистый клубочек за счет сосудов, отходящих от аорты и распадающихся на сеть капилляров, которые врастают в S-образные тела везикул. Канальцы своим слепым концом обрастают эти клубочки, образуя их капсулы. Капиллярные клубочки и капсулы вместе формируют почечные тельца. Первые формирующиеся капиллярные клубочки заметны только у предличинок севрюги и стерляди, их диаметр составляет соответственно 49.78 ± 4.22 и 44.80 ± 6.33 мкм. У предличинок белуги и осетра четкого контура будущего сосудистого клубочка не обнаруживается. Самые меленькие везикулы, расположенные под 29-35-м мышечными сегментами, находятся на начальных стадиях дифференцировки.
От почечных везикул, расположенных под 2226-м мышечными сегментами, отходит небольшой участок - будущий проксимальный отдел канальца. Канальцы растут путем митотического деления эпителиальных клеток по направлению к мезонефральному протоку, сообщение с которым на данной стадии не происходит. Высота эпителиальных клеток канальцев у белуги равна 5.97 ± 0.12, у осетра - 5.14 ± 0.64, у севрюги -5.23 ± 0.88, у стерляди - 4.76 ± 0.38 мкм.
Стадия 3 9. Везикулы мезонефроса имеют разный диаметр: 57.60 ± 7.40 (белуга), 56.00 ± 3.51 (осетр), 63.70 ± 5.79 (севрюга), 58.10 ± 5.49 мкм (стерлядь). Более крупные (5-8 экз.) почечные тельца с сосудистыми клубочками занимают краниальное положение, более мелкие, не диффе-
ренцированные - каудальное. В центре крупных мезонефральных везикул имеется небольшая полость - будущее мочевое пространство (рис. 3). Диаметр формирующегося сосудистого клубочка составляет: у белуги - 45.60 ± 6.85, у осетра - 48.30 ± ± 3.50, у севрюги - 56.70 ± 5.23, у стерляди -46.90 ± 4.48 мкм. Расширенные слепые концы канальцев, располагающихся в районе 22-26-го мышечных сегментов, образовывают выпячивания, напоминающие двустенную чашу, и вступают в контакт с врастающими в мезонефрогенные тяжи раз
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.