научная статья по теме Регенерация эпителиальной выстилки желудка после аутотомии диска у офиуры amphipholis kochii (l?tken) (echinodermata: ophiuroidea) Биология

Текст научной статьи на тему «Регенерация эпителиальной выстилки желудка после аутотомии диска у офиуры amphipholis kochii (l?tken) (echinodermata: ophiuroidea)»

БИОЛОГИЯ МОРЯ, 2006, том 32, № 1, с. 73-75

УДК 594.3:591.434.1 ГИСТОЛОГИЯ

РЕГЕНЕРАЦИЯ ЭПИТЕЛИАЛЬНОЙ ВЫСТИЛКИ ЖЕЛУДКА ПОСЛЕ АУТОТОМИИ ДИСКА У ОФИУРЫ AMPHIPHOLIS KOCHII (LUTKEN) (ECHINODERMATA: OPHIUROIDEA)

© 2006 г. Л. Т. Фролова, И. Ю. Долматов

Институт биологии моря ДВО РАН, Владивосток 690041 e-mail: iyudolm@yahoo.com

Статья принята к печати 28.10.2005 г.

Исследовали регенерацию эпителиальной выстилки желудка у офиуры Amphipholis kochii после аутотомии аборальной части диска. Показано, что после аутотомии сохраняется часть эпителия желудка. Его клетки участвуют в регенерации эпителия при восстановлении утраченной пищеварительной системы. Происходят частичная дедифференцировка клеток эпителия желудка, их миграция и пролиферация; клетки желудка сохраняют некоторые специализированные цитоплазматические структуры (секреторные вакуоли, пиноцитозные пузырьки). Отмечена также миграция эктодермальных клеток пищевода в область повреждения.

Ключевые слова: эпителий, пищеварительный тракт, регенерация, офиура Amphipholis kochii.

Regeneration of the stomach epithelial lining after disc autotomy in the ophiuroid Amphipholis kochii (Lut-ken) (Echinodermata: Ophiuroidea). L. T. Frolova, I. Yu. Dolmatov (Institute of Marine Biology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences, Vladivostok 690041)

Regeneration of the stomach epithelia following autotomy of the aboral part of the disc in the ophiuroid Amphipholis kochii is examined. A part of stomach epithelia is retained after disc autotomy. The remaining epithelia participate in the regeneration of the digestive system. Dedifferentiation, migration, and proliferation of the epithelial cells take place; the stomach cells retain some specific cytoplasmic structures (secretory vacuoles, pinocytotic vesicles). Also, migration of the oesophageal ectodermal cells to the injury place is observed. (Biologiya Morya, Vladivostok, 2006, vol. 32, no. 1, pp. 73-75).

Key words: epithelium, digestive tract, regeneration, ophiuroid Amphipholis kochii.

Известно, что многие представители типа Echinodermata способны к регенерации (Hyman, 1955). Иглокожие могут восстанавливать не только небольшие придатки (щупальца, педицеллярии, амбулакральные ножки), но и крупные отделы тела, а также системы органов (Долматов, 1999). Особый интерес представляет процесс регенерации кишки, поскольку у некоторых видов иглокожих энтодермальная по своему происхождению пищеварительная система способна восстанавливаться за счет мезодермальных клеток (Dolmatov et al., 2003; Mashanov et al., 2004).

При исследовании регенерации одним из удобных и малоизученных объектов являются офиуры. Некоторые виды офиур способны к аутотомии аборальной части диска вместе с пищеварительной системой (Hyman, 1955; Dobson, Turuer, 1989; Byrne, 1994). Литвинова и Жаркова (1977) на светооп-тическом уровне описали основные стадии формирования желудка у офиуры Amphipholis kochii, однако многие вопросы остались невыясненными. Авторы не указали клеточные источники регенерации разных тканей, а также не описали механизм регенерации. В связи с этим мы попытались исследовать механизм регенерации эпителия желудка у офиуры A. kochii после удаления аборального диска с помощью методов электронной микроскопии.

Материал и методика. Объектом изучения была офиура Amphipholis kochii из зал. Петра Великого Японского моря. Работа проведена в июле 2002 г. и в декабре 2003 г. Искусственно вызывали эвисцерацию аборальной части диска, осторожно поддевая ее скальпелем и приподнимая над лучами. После эвисцерации офиур содержали в аквариуме с проточной водой и аэрацией. В работе использовали животных через 5, 10 ч и 1, 2, 3, 5, 7, 8 сут после эвисцерации. Материал фиксировали в 2.5% глутаровом альдегиде, приготовленном на

0.05 М кокадилатном буфере при рН 7.6, и дофиксировали в 1% OsO4; декальцинировали, обезвоживали этанолом и ацетоном, заключали в смесь аралдита и эпона 812 и резали на ультратоме LKB. Полутонкие срезы (1-2 мкм) окрашивали 1% метиленовым синим. Ультратонкие срезы контрастировали растворами уранил-ацетата и цитрата свинца и изучали с помощью трансмиссионного микроскопа ХЕМ-100В. Для сканирующей электронной микроскопии офиур фиксировали в 2.5% глутаровом альдегиде, приготовленном на морской воде, обезвоживали и высушивали в СО2. Высушенные образцы закрепляли на столиках, напыляли углеродом и анализировали с помощью сканирующего микроскопа LEO-430.

Результаты и обсуждение. При аутотомии у офиуры АтрЫр^Ш удаляется аборальная часть диска, содер-

жащая желудок, гонады и дистальные отделы бурс. В центре животного зияет ротовое отверстие. Микроскопический анализ срезов показал, что после аутотомии сохраняется весь пищевод и прилегающий к нему небольшой оральный участок стенки желудка (см. рисунок, А). В первые часы он сохраняет свое нормальное строение. Оставшийся эпителий желудка состоит из клеток цилиндрической формы с овальными ядрами и небольшими плотными ядрышками (см. рисунок, В). Апикальная цитоплазма характеризуется хорошо развитым шероховатым эндоплазматическим ретикулумом (ШЭР), обилием митохондрий, пиноцитозных пузырьков и крупных секреторных вакуолей, заполненных рыхлым содержимым. В надъядерной зоне располагается аппарат Гольджи. На апикальной поверхности клеток сохраняется хорошо выраженная щеточная кайма, состоящая из большого количества микроворсинок.

Через сутки в зоне повреждения вокруг отверстия увеличивается количество целомоцитов, которые, вероятно, очи-

74 ФРОЛОВА, ДОЛМАТОВ

Регенерация эпителия желудка у офиуры Amphipholis Ы^и на разных сроках после аутотомии аборальной части диска. А, Б - сканирующий электронный микроскоп; В, Д - трансмиссионный электронный микроскоп; Е - световой микроскоп, полутонкий срез. А -общий вид аборальной поверхности после аутотомии, Б - миграция эпителиальных клеток желудка через 1 сут после аутотомии, В -электронограмма эпителия желудка через 1 сут после аутотомии, Г - электронограмма эпителия желудка через 2 сут после аутотомии, Д - электронограмма клеток эпителия желудка на 6-е сут регенерации, Е - продольный срез через диск офиуры на 7-е сут после аутотомии; аг - аппарат Гольджи, аб - аборальная стенка тела, ж - желудок, м - митохондрии, мк - микроворсинки, р - ротовое отверстие, п - пищевод, св - секреторная вакуоль, эж - эпителий желудка; стрелки - линия отрыва желудка (А) и клеточные отростки (Б).

щают рану и фагоцитируют поврежденные клетки и попав- ки оставшихся участков желудка и пищевода теряют пра-шие сюда микроорганизмы. Кроме того, эпителиальные клет- вильность строения. Они начинают уплощаться, дедифферен-

РЕГЕНЕРАЦИЯ

75

цироваться и, по-видимому, мигрировать по поверхности диска. На миграцию указывают следующие признаки, во-первых, присутствие клеток с отростками в разных участках раневой поверхности (при этом отростки направлены в противоположную сторону от поврежденной кромки эпителия к поверхности диска и имеют утолщения в местах прикрепления к ней) (см. рисунок, Б) и, во-вторых, появление скопления клеток эпителия желудка и пищевода на поверхности диска в области раневой поверхности на 2-е сут после аутотомии.

На 2-е сут процесс дезинтеграции и перестройки пищевода и желудка усиливается. Клетки пищевода сильно уплощаются и мигрируют на аборальную часть животного. На ее поверхности за счет сохранившихся клеток покровов и стенок бурс формируется эпидермис. Строение эпителиальных клеток остатка желудка, сохраняющих цилиндрическую форму, также изменяется (см. рисунок, Г). Микроворсинки становятся короче, толще и малочисленнее. Содержимое вакуолей уплотняется и отделяется от своей мембраны, которая утолщается и становится четко различимой. Кроме того, наблюдается редукция ШЭР, митохондрии и секреторные вакуоли располагаются в цитоплазме более редко, не виден аппарат Гольджи. Описанные изменения, по-видимому, связаны с прекращением секреторной и всасывающей функций каемчатых клеток и ведут к их частичной дедифференцировке. Мигрировавшие эпителиальные клетки образуют скопление под тонким слоем эпидермиса. По характеру вакуолей в нем можно различить клетки эпителиев желудка и пищевода. Немного позже в скоплении формируются небольшие полости, которые, очевидно, сливаются в единую полость желудка.

Через 3 сут сквозное отверстие в диске еще сохраняется, но вокруг него уже имеется небольшой кольцевой зачаток желудка. Стенка желудка и формирующаяся аборальная стенка тела у отверстия истончены и сливаются. В периферических зонах желудка видны участки, где противоположные стенки не разделены просветом, а соединены тяжами из эпителиальных клеток. Стенка желудка в этот период очень тонкая, и на светооптическом уровне в ней можно различить только два эпителиальных слоя (внутренний пищеварительный и целомический). Внутренний эпителий невысокий, его клетки уплощены (см. рисунок, Д). Апикальная поверхность клеток сглажена, микроворсинки отсутствуют. В апикальной цитоплазме секреторные вакуоли и пиноцитозные пузырьки отсутствуют, зато имеется много вторичных фагосом с остатками слизистого содержимого вакуолей. Ядра округлой формы, содержат деконденсированный хроматин и крупное ядрышко. В этот период на светооптических препаратах видны митотически делящиеся клетки.

На 5-е сут между эпителиальными слоями стенки желудка видна тонкая соединительно-тканная прослойка. В интеррадиусах с дистальной стороны начинают отрастать бурсы.

К 7-8-м сут регенерация в основном заканчивается. Аборальная часть диска и стенка желудка полностью сформированы, сквозное отверстие исчезло (см. рисунок, Е). В выстилающем эпителии желудка появились невысокие складки. Количество соединительной ткани постепенно увеличивается.

Таким образом, у офиуры A. kochii при аутотомии сохраняется часть эпителия желудка, клетки которого участвуют в формировании утраченной пищеварительной системы. Нами показаны частичная дедифференцировка клеток эпителия желудка, их миграция и пролиферация. Однако, несмотря на дедифференцировку, клетки желудка сохраняют некоторые специализированные цитоплазматические структуры, в частно

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.

Показать целиком