Клеточный состав кроветворных органов половозрелых самок представителей класса рыб, земноводных и пресмыкающихся
На правах рукописи
Грушко Мария Павловна
Клеточный состав кроветворных органов
половозрелых самок представителей класса рыб,
земноводных и пресмыкающихся
03.03.04 – Клеточная биология, цитология, гистология
- АВТОРЕФЕРАТ
диссертации
на соискание ученой степени
доктора биологических наук
Астрахань – 2010
Работа выполнена на кафедре гидробиологии и общей экологии
Астраханского государственного технического университета
Научный консультант:
доктор медицинских наук, профессор Федорова Надежда Николаевна
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, профессор Родзаевская Елена Борисовна
доктор биологических наук, профессор Джандарова Тамара Исмаиловна
доктор медицинских наук, профессор Наумова Любовь Ивановна
Ведущая организация:
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург
Защита диссертации состоится «21» мая 2010 года в 1200 часов
на заседании диссертационного совета ДМ 212.009.01 при Астраханском государственном университете по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна,1. Естественный институт АГУ.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Астраханского государственного университета.
Автореферат разослан ___ __________2010 года
Ученый секретарь
Диссертационного совета
доктор биологических наук, доцент Ю.В. Нестеров
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Путь, который помогает изучить отдельные элементы биологической проблемы, установить взаимосвязь процесса и тем самым подойти к пониманию явления в целом, - это обращение к филогенетически менее организованным формам жизни с постепенным переходом от групп, в которых данное явление только зарождалось, к группам, в которых оно усложнилось (Купер Э., 1980; Селезнев С.Б., 1999; Ройт А. и др., 2000; Галактионов В.Г., 2004). Для понимания различных физиологических состояний в клинической и научной практике широко используются показатели, связанные с важнейшей тканью организма позвоночных - кровью. Правильное представление о кроветворении, составе и свойствах крови помогает достаточно точно распознавать нормальные и патологические процессы в организме. Не будучи объединенной в единый орган, кровь все же является целостной системой, своеобразным подвижным органом, имеющим строго определенную морфологическую структуру и постоянные весьма многочисленные функции (Заварзин А.А.,1953; Горышина Е.Н., Чага О.Ю., 1990; Хамидов Д. Х. и др., 1978).
Помимо клинической диагностики кровь и органы гемопоэза являются объектами для исследования организмов разного филогенетического уровня. В этом отношении функциональные и морфологические характеристики отдельных гемопоэтических ростков в каждом классе позвоночных имеют существенные различия (Житенева Л.Д. и др., 2001; Ямщиков Н.В. и др., 2007; Силс Е.А., 2008). С этих позиций определенный интерес представляет класс рыб, земноводных и пресмыкающихся – представителей разных ступеней эволюции позвоночных животных. Интерес к сравнению этих животных связан с тем, что они существуют в разных средах, что, несомненно, отразилось на механизме кроветворения и иммунной защиты. Кроме того, выяснение особенностей эволюционной динамики тканей позволяет объяснить с исторических позиций сущность патологических процессов, прогнозировать их, биологически обосновать мероприятия, направленные на ликвидацию или восстановление пораженной области (Хамидов Д. Х. и др., 1978).
На настоящий момент существуют вопросы, связанные с гематологией, на которые необходимо получить ответы для более полного осмысления генетического родства животных даже далеко стоящих друг от друга в эволюционном древе. Недостаточно подробно изучены особенности организации и функционирования гемопоэтической ткани рыб, земноводных и пресмыкающихся. В этом случае сравнительно-эволюционный подход оказывается весьма плодотворным при анализе сложных биологических явлений, часто не поддающихся прямому экспериментальному изучению (Купер Э., 1980; Селезнев С.Б., 1999; Житенева Л.Д. и др. 2001,2004).
Накопленный к настоящему времени материал, касающийся этой области, характеризуется недостатком фактов и достаточно противоречив (Заварзин А.А., 1953; Иванова Н.Т.,1970, 1982; Купер Э., 1980; Золотова Т.Е.,1989; Пестова И.М., Четверных В.Н., 1990; Житенева Л.Д. и др.,2004).
Большинство литературных сведений посвящалось вопросам морфологии и физиологии форменных элементов периферической крови в связи с проблемами токсикологии и болезней этих животных (Остроумова И.Н., 1957; Калашникова З.М., 1976; Хамидов Д. Х. и др., 1978; Крейтцманн Х.Л., Франке П., 1983; Hine P.M., Wain J.M., 1988; Аносова Н.В. и др., 1989; Житенева Л.Д., 1989; Сахарова Н.Ю., 2004 Fournier M. et ol., 2005 и др.). Гистологические исследования, наряду с подсчетами форменных элементов крови, наиболее полно отражают количественную и качественную стороны гемопоэза, его мощность и потенциальные возможности. Но морфофункциональная характеристика кроветворных органов у рыб, земноводных и пресмыкающихся, где подробно рассмотрена топография, строение, качественный и количественный состав формирующихся клеток в сравнительном аспекте - практически отсутствует в научной литературе.
Это и побудило к исследованиям процесса гемопоэза у представителей класса рыб, земноводных и пресмыкающихся.
Цель и задачи исследования. Целью исследования явилось установление закономерностей цитогенеза, а также выявление характера прогрессивных изменений качественного и количественного состава гемопоэтических клеток в органах кроветворения представителей рыб, земноводных и пресмыкающихся.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
- Выявить особенности морфологии органов гемопоэза с учетом принадлежности исследованных животных к разным классам.
- Определить качественный и количественный состав клеток крови, продуцируемых органами кроветворения исследованных животных.
- Провести сравнительный цитологический анализ органов кроветворения представителей рыб, земноводных и пресмыкающихся.
- Установить филогенетическую изменчивость качественного и количественного состава гемопоэтических клеток в органах кроветворения животных разных систематических групп.
Научная новизна исследования. Впервые в сравнительном аспекте проведено подробное исследование качественного и количественного состава клеточных компонентов, особенностей организации органов кроветворения животных разных систематических групп. Выявлены морфофункциональные признаки дефинитивного кроветворения у рыб (на примере воблы, ската), земноводных (на примере озерной лягушки), пресмыкающихся (на примере прыткой ящерицы). Установлены и доказаны закономерности преобразования гемопоэтической ткани по мере усложнения организации животных. Доказано, что у исследованных животных впервые выделение иммунной системы из общей системы кроветворения наблюдается у представителя костистых рыб (воблы). Описана локализация развивающихся элементов крови эритроцитопоэтического, лимфоцитопоэтического, миелоцитопоэтического и моноцитопоэтического рядов у разных животных в кроветворных органах в период половозрелости.
На основании различий по качественному и количественному составу формирующихся клеток крови в органах кроветворения, а также по особенностям их организации у представителей разных классов животных, высказана концепция о влиянии образа жизни и степени развития организма на становление и преобразование органов гемопоэза.
Положения, выносимые на защиту:
1. У представителя костистых рыб – воблы, в полостях челюстных костей черепа и перикарде присутствует гемопоэтическая ткань.
2. Наряду с изменением организации органов кроветворения исследованных животных, существенно меняется качественный и количественный состав пролиферирующих и созревающих в них гемопоэтических клеток.
3. У представителей земноводных и пресмыкающихся, наряду с сокращением количества очагов гемопоэза, по сравнению с рыбами, наблюдается постепенное отделение иммунной системы из общей системы кроветворения, трансформация кроветворных органов, выполнявших ранее функции формирования всех клеточных элементов крови.
4. Тимус преобразуется в лимфоидный орган у костистых рыб, а кроветворная ткань, ассоциированная с пищеварительным трактом, преобразуется в лимфоидную ткань – у земноводных.
5. Селезенка исследованных животных постепенно утрачивает функцию универсального органа кроветворения.
6. В гемопоэтической ткани красного костного мозга земноводных и пресмыкающихся появляется структурная единица - гемопоэтический островок.
7. Сравнительный анализ топографии, цитоархитектоники и гистологии кроветворных органов и тканей представителей класса рыб, земноводных и пресмыкающихся демонстрирует историческую направленность этой системы по линии морфологического прогресса, которая обусловлена изменением среды обитания.
Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследований значительно расширяют представления об особенностях гемопоэза органов кроветворения у представителей животных разных таксономических групп, вносят определенный вклад и дополнение в понимание механизмов и принципов организации структуры системы гемопоэза, что позволяет представить эволюционные изменения гемопоэтических клеток и кроветворной ткани у этих животных в виде единого процесса.
Практическая ценность результатов исследования состоит в том, что разработанные гематологические показатели позволяют применять их для экспертной оценки физиологического состояния половозрелых рыб, земноводных и пресмыкающихся, обитающих в естественных условиях Астраханской области. Представленные табличные данные о состоянии клеток крови эритроидного ряда, лейкограммы всех животных помогут в проведении различных мониторинговых исследований.
Выявленные различия в строении и локализации гемопоэтической ткани позволяют глубже осмыслить становление этой системы у различных классов животных. Эти данные используются в учебном процессе в преподавании курсов физиологии, гистологии, цитологии, иммунологии, эмбриологии для студентов специальностей «Водные биоресурсы и аквакультура», «Биоэкология» в Астраханском государственном техническом университете, а также в научной работе.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Астраханского государственного технического университета (1998-2009), Международной научной конференции «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря (Астрахань, 2006), 7-й Международной конференции «Актуальные проблемы современной науки» (Самара, 2006), Международном симпозиуме «Тепловодная аквакультура и биологическая продуктивность водоемов аридного климата» (Астрахань, 2007), Международной конференции, посвященной 75-летию Астраханского государственного технического университета «Экология биосистем: Проблемы изучения, индикации и прогнозирования» Астрахань, 2007), 2-ой научной конференции с участием стран СНГ «Современные проблемы физиологии и биохимии водных организмов» (Петрозаводск, 2007), Международном Форуме по проблемам науки, техники и образования III тысячелетие – новый мир (Москва, 2007), X Международной научной конференции, посвященной 450-летию Астрахани «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря и водоемов внутреннего стока Евразии» (Астрахань, 2008), IV Международной научно-практической конференции «Человек и животные» (Астрахань, 2008), XII Всероссийской научно-практической конференции «Образование-наука-технологии; XI Всероссийской научно-практической конференции «Агропромышленный комплекс и актуальные проблемы экономики регионов», XI Международной научно-практической конференции «Экологические проблемы современности» (Майкоп, 2008), Международной научной конференции «Актуальные проблемы экологической физиологии, биохимии и генетики животных» (Саранск, 2009), VI Международной научно-практической конференции «Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов» (Элиста, 2009), Международной научно-практической конференции «Способы и технологии интенсификации» (Астрахань, 2009).
Публикация результатов исследования. Всего опубликовано 79 научных работ, из них 55 по материалам диссертации, в том числе 10 в ведущих научных журналах, перечень которых утвержден ВАК.
Объем и структура работы. Диссертационная работа построена по классическому типу и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, трех глав с описанием результатов собственных исследований, их обсуждением, заключения, выводов и библиографического списка. Диссертация изложена на 364 страницах, содержит 59 таблиц, 211 рисунков. Список литературы включает 314 источников, в том числе 86 иностранных.
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Материалы и методы исследования.
Работа выполнена в Астраханском государственном техническом университете на кафедре гидробиологии и общей экологии в течение 1999-2009гг.
Объектом исследования являлись половозрелые самки белуги (Huso huso (L.)), осетра (Acipenser gldenstdti Brandt), севрюги (Acipenser stellatus Pallas), стерляди (Acipenser ruthenus L.), воблы (Rutilus rutilus caspicus) (Jakowlew, 1870)), озерной лягушки (Rana ridibunda Pall., 1771), прыткой ящерицы (Lacerta agilis (Linnaeus, 1758)), а также головастики озерной лягушки и представители хрящевых рыб – скат морской кот (Dasyatis pastinaca). Представители осетровых рыб были выловлены на тоне 9-ая Огневка (Чкаловская), доставленные на Лебяжий осетровый завод, используемые, в дальнейшем, для рыбоводных целей. Вобла была выловлена в р. Волга (район г. Нариманов Астраханской области и г. Астрахани). Скат пойман на Черном море. Земноводные отлавливались из водоемов Наримановского и Красноярского районов Астраханской области. Ящерицы были отловлены в окрестностях г. Нариманов и с. Красной Яр Астраханской области. В работе придерживались общепринятой систематики (Определитель …, 1977; 1977 а; 1989; Ананьева Н.Б. и др., 1998; Орлов В.Ф, 1999; Колябина-Хауф С.А. и др., 2004; Васильева Е.Д. 2004). Для исследования были взяты самки, в одно время, так как в основе состояния крови и кроветворных органов лежат морфофизиологические свойства организма, связанные с экологическими особенностями местообитания (Иванова Н.Т., 1970).
При выполнении работы был применен комплекс методов исследования: морфометрические, гистологические, гистохимические, физиологические, статистические.
Отлов и хранение животных проводили по стандартным методикам (Правдин И.В., 1966; Шляхтин Г.В., Голикова В.Л., 1986). Животных взвешивали на рычажных весах.
Морфометрические методы. Осуществляли промеры всех животных по общепринятым методикам (Правдин И.Ф.,1966; Терентьев П.В.,1950, 1961; Ноздрачев А.Д., Поляков У.Л., 1994; Шляхтин Г.В., Голикова В.Л., 1986; Шамгунова Р. Р., Старикова В. П., 2008). Определение возраста у особей осуществляли согласно методикам И.Ф. Правдина (1966), Смириной Э. М (1972), Ляпкова С.М. (2007, 2008) (табл.1,2).
Эксперименты с животными проводились с соблюдением «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приказ № 742 от 13.11.84). У всех рыб, взятых для гистологического анализа, были исследованы следующие органы кроветворения: селезенка, туловищная и головная почка, тимус, сердце, кости головы, стенки кишки, жабр, кроме того, изготавливались мазки крови. У лягушек и ящериц взяты кусочки тканей селезенки, тимуса, красного костного мозга, всех отделов пищеварительного тракта, «лимфатические узлы» подкрыльцовой области и изготовлены мазки крови. Также, у этих животных для исследования были взяты сердце и почки.
Таблица 1.
Программа исследований
| Изучаемое явление | Методы | Количество использованного материала | Время проведения исследований |
| I этап - полевые наблюдения | |||
| Биологические показатели самок рыб, лягушек, ящериц |
| Кол-во белуг – 36 Кол-во осетров - 60 Кол-во севрюг – 69 Кол-во стерлядей - 35 Кол-во вобл – 150 Кол-во лягушек – 78 Кол-во ящериц – 60 Кол-во головастиков – 6 Кол-во скатов - 3 Взятие проб тканей и мазков крови | 1999-2002гг. 2002-2008гг. - весна-лето |
| II этап - Лабораторные исследования | |||
| Гематологические показатели самок | Гематологические: количество эритроцитов и лейкоцитов, расчет лейкограммы | 10244 мазка крови | Август-май 1999-2008 гг. |
| Морфофункциональные показатели кроветворных органов исследуемых особей животных | Гистологические методы | 2434 пробы 9600 гистологических препаратов | Август-май 1999-2009 гг. |
| III этап – комплексные оценки полученных результатов | |||
| Оценка полученных результатов | Сентябрь-май 2001-2009гг. | ||
Таблица 2.
Качественные показатели и количество самок исследованных животных.
| Вид животного | Время проведения исследования | Вес (Р), г | Возраст, годы | Абсолютная длина (L), см | Кол-во рыб, экз. |
| белуга | 1999-2000 | 70500,0±241,20 | 16,81±0,35 | 205,5±3,51 | 36 |
| осетр | 1999-2000 | 22010,0±200,12 | 16,85±0,34 | 153,48±2,99 | 60 |
| севрюга | 1999-2000 | 11080,0±185,12 | 10,94±3,23 | 146,4±3,61 | 69 |
| стерлядь | 1999-2000 | 1388,2±111,63 | 8,03±0,37 | 62,65±1,35 | 35 |
| вобла | 2002-2007 | 130,0±6,96 | 3,34±0,24 | 18,5±1,64 | 150 |
| лягушка | 2005-2009 | 160,0±7,11 | 3,62±0,19 | 11,3±1,99 | 78 |
| ящерица | 2005-2009 | 15,0±3,25 | 3,55±0,22 | 7,0±1,45 | 60 |
Физиологические методы. Изучение гематологических показателей крови проводилось по методикам, рекомендуемым Л.Д. Житеневой, Т.Г. Полтавцевой, О.А. Рудницкой (1989), Н.Т.Ивановой (1982), А.А.Кудрявцевым, и др., (1969), Хамидовым Д.Х. и др., (1978).
Идентификация форменных клеток крови осуществлялась по атласам Н.Т. Ивановой (1984), В.Н. Никитина (1949), Г.И. Козинца (1998, 2004), С.Л. Козинца и др. (2006), Р.П. Самусева и др.(2004), изменения форменных элементов – согласно рекомендациям Л.Д. Житеневой (1989), О.Н. Давыдова (2006). Мазки крови окрашивались по Романовского-Гимза, гематоксилин-эозином (Волкова О.В., Елецкий Ю.К., 1982). Проводили измерение и подсчет клеток крови исследуемых животных (воблы, озерной лягушки, прыткой ящерицы). Подсчет форменных элементов как красной, так и белой крови проводили методом четырех полей, т.е. более 500 эритроцитов и 200 лейкоцитов в мазке (Житенева Л.Д, 1989; Иванова Н.Т, 1984).
Гистологические и гистохимические методы. Материал обрабатывался методами классической гистологии (Пирс Э., 1962; Ромейс Б., 1954; Волкова О.В., Елецкий Ю.К., 1989). Ткани органов были фиксированы в 10%-ом нейтральном формалине, 96% этиловом спирте, жидкостях Буэна, Сера, Карнуа. Далее материал заливали в парафин, срезы изготовляли на микротоме. Гистологические срезы окрашивались гематоксилин-эозином; азур II-эозином; по методу Маллори; метиловым зелёным – пиронином по Браше. Микроскопирование фиксированных и окрашенных препаратов, осуществлялось с помощью светового микроскопа «OLYMPUS BH-2», «МИКРОМЕД-2» с применением иммерсии. Подсчет клеточного состава форменных элементов белой и красной крови проводился отдельно в каждом кроветворном органе (Стефанов С.Б. 1974; Сапин М.П. и др., 1988; Житенева Л.Д., 1989). В-клеточные популяции лимфоцитов определяли путём выявления РНК (избирательное присоединение пиронина к РНК) (Пирс Э., 1962; Волкова О.В., Елецкий Ю.К., 1989). Микрофотосъемка производилась при помощи фотонасадки SONI DSC-W7.
Статистические методы. При обработке полученного материала использовали следующие статистические подходы и показатели: расчет относительных показателей, определение средних величин, оценка достоверности различий по критерию Стьюдента, корреляционный анализ (Плохинский И.А., 1961; Лакин Г.Ф. 1990), кластерный анализ (R. C. Tryjon, 1936; J.A. Hartigan, 1975; В.И.Боровиков, 2001).
Результаты и их обсуждение
- Клеточный состав органов кроветворения костистых рыб
(на примере воблы)
Кроветворная ткань передней части почки
Анализ участков головной почки, состоящих из дифференцирующихся клеток крови, показал, что среди ретикулярных клеток в ней пролиферируют и дифференцируются клетки красной и белой крови. Клетки крови располагались диффузно или в виде небольших групп (до 5 клеток). Содержание клеток грануло - и агранулоцитопоэтического рядов несколько превосходило содержание формирующихся клеток эритроидного ряда, составляя, в среднем 58,06% и 41,94% - соответственно.
Было отмечено небольшое количество гемоцитобластов, их удельный вес составлял 1,3%. От числа всех клеток эритроидного ряда на бластные клетки, а именно на эритробласты приходилось 34,2%. Созревающие клетки эритроидного ряда составляли 42,5%, а зрелые эритроциты – 22,3%.
В головной почке воблы дифференцировались все лейкоциты. Количество дифференцирующихся гранулоцитов (52,2%) несколько превышало формирующиеся агранулоциты (47,8%). Из клеток гранулоцитопоэтического ряда были выявлены клетки всех стадий созревания. Из бластных клеток были отмечены миелобласты, их удельный вес составлял 2,3%. Самой многочисленной группой, из созревающих клеток, были эозинофильные метамиелоциты (12,3%). Из зрелых гранулоцитов больше всего было отмечено сегментоядерных эозинофилов – 15,5%.
Из формирующихся агранулоцитов монобласты составляли – 0,2%, лимфобласты – 4,3%, плазмобласты – 7,1%. Из созревающих клеток были отмечены пролимфоциты (8,7%) и проплазмоциты (1,9%). Зрелых лимфоцитов было выявлено больше всего – 17,5%, плазмоциты составили 8,0%.
Таким образом, анализ строения и функций головной почки воблы показал, что пронефрос рыб является многофункциональным органом, в нем происходит физиологическая регенерация эритроцитов и лейкоцитов. Кроме того, почка является еще и органом иммунологической защиты организма.
Сравнение гемопоэтической ткани головной почки осетровых рыб с гемопоэтической тканью представителя костистых рыб - воблы, показало, что у половозрелых рыб этих семейств в головной почке происходит формирование клеток эритро -, грануло - и агранулоцитопоэтического рядов. У всех рыб количество развивающихся лейкоцитов незначительно превосходило количество эритроцитов. Отмечены различия в процентном соотношении этих клеток внутри рядов. У воблы количество формирующихся эритробластов (34,2%) было на 8,2-9,2% выше, чем у осетровых рыб (Р<0,001). Из числа формирующихся эритроцитов у осетровых наибольший процент составляли зрелые эритроциты (от 37,0% - у севрюги до 39,0% -у стерляди), это на 14,7-16,7% больше, чем у воблы (Р<0,001). Среди клеток белой крови у осетровых количество формирующихся гранулоцитов (от 91,0% - у стерляди до 94,0% - у севрюги) в головной почке значительно превышало аналогичные показатели воблы (Р<0,001). Следовательно, среди формирующихся лейкоцитов у воблы количество гранулоцитов и агранулоцитов отличалось незначительно, у осетровых основная масса формирующихся лейкоцитов была представлена гранулоцитами.
Туловищная почка как кроветворный орган
Анализ клеток межканальцевой ткани туловищной почки показал, что среди ретикулярных клеток в ней пролиферируют и дифференцируются клетки эритропоэтического, грануло - и агранулоцитопоэтического рядов. Формирующиеся клетки крови располагались, в основном, диффузно или в виде небольших групп, в среднем, по 5,0±0,31 клеток. Было выявлено сравнительно небольшое количество гемоцитобластов, их удельный вес составлял - 1,3 %. Процент содержания клеток грануло - и агранулоцитопоэтического ряда был выше, чем клеток эритроидного, составляя - 60,7% и - 39,2% - соответственно.
От общего количества клеток эритропоэтического ряда эритробласты составляли - 27,5%. Наибольший процент из всех обнаруженных клеток этого ряда был у созревающих клеток (35,6%). Зрелые эритроциты составляли – 35,6%.
В туловищной почке исследованных рыб происходила дифференцировка всех видов лейкоцитов. Количество дифференцирующихся гранулоцитов (56,7%) несколько превышало количество агранулоцитов (43,3%). Из бластных были отмечены миелобласты (1,6%). Палочкоядерные эозинофилы были самой многочисленной группой из всех клеток гранулоцитопоэтического ряда (19,5%). Из зрелых гранулоцитов были отмечены нейтрофилы и эозинофилы, среди них превалировали сегментоядерные эозинофилы (4,1%).
Из формирующихся агранулоцитов бластные клетки составляли - 9,9 %; созревающие клетки – 13,7%, зрелые клетки – 20,2%. Среди бластных агранулоцитов, на монобласты приходилось – 0,5%, на лимфобласты – 3,7%, больше всего было отмечено плазмобластов – 4,6%. Среди созревающих клеток самой малочисленной группой клеток были промоноциты – 0,3%.
Таким образом, туловищные почки рыб являются универсальным органом кроветворения рыб. В них происходит дифференцировка, пролиферация и созревание клеток эритропоэтического, грануло- и агранулоцитопоэтического рядов.
В туловищной почке также, как и в головной у вобл и осетровых, формировались клетки тех же рядов. Процент формирующихся эритроцитов и лейкоцитов отличался незначительно. Отмечено, что у вобл среди формирующихся эритроцитов, удельный вес бластных клеток был выше – 27,5%, в отличие от осетровых (от 9,0 % - у осетра до 10,0% - у севрюги) (Р<0,001). Формирующихся клеток гранулоцитопоэтического ряда у осетровых рыб было больше на 38,3-40,3%, чем у воблы (56,7%) (Р<0,001), т.е. у осетровых рыб среди лейкоцитов значительно превалировали развивающиеся гранулоциты, у воблы разница между развивающимися клетками грануло- и агранулоцитопоэтического рядов была незначительна.
Морфофункциональные особенности селезенки
В участках белой пульпы, которая на срезе занимала 23,0%, среди ретикулярных клеток были обнаружены дифференцирующиеся клетки крови как красной, так и белой крови, причем, эти клетки распределялись хаотично, без какой-либо упорядоченности. В результате процесса кроветворения в белой пульпе формировались клетки эритропоэтического (37,4%), гранулоцитопоэтического (20,2%), агранулоцитопоэтического (41,9%) и тромбоцитопоэтического (0,5%) рядов.
Гемоцитобласты составляли 1,0%. Эритробласты составляли 10,9%. Зрелые эритроциты были самой многочисленной группой и составляли – 65,3%.
Из клеток гранулоцитопоэтического ряда были выявлены бластные, созревающие и зрелые клетки. Миелобластов было отмечено 2,3%. Среди зрелых клеток меньше всего было отмечено базофилов (1,5%). Нейтрофилы тоже были немногочисленной группой: из них на палочкоядерные приходилось – 0,8%, на сегментоядерные – 2,3%. Эозинофилы были самой многочисленной группой из всех клеток гранулоцитопоэтического ряда: удельный вес палочкоядерных эозинофилов, в среднем, составлял 6,8%, а сегментоядерных – 5,3%.
Из формирующихся агранулоцитов также были отмечены клетки всех стадий зрелости. Среди бластных агранулоцитов на монобласты приходилось – 0,8%, на лимфобласты – 11,3%, на плазмобласты – 3,0%. Среди созревающих клеток были отмечены пролимфоциты – 12,8% проплазмоциты – 3,0%. Из зрелых клеток меньше всего приходилось на моноциты – 0,8%, на втором месте по количеству были плазмоциты – 2,1%, и самой многочисленной группой клеток были лимфоциты – 33,6%.
Таким образом, в селезенке исследованных рыб происходит процесс кроветворения, в результате которого образуются клетки эритропоэтического, гранулоцитопоэтического, агранулоцитопоэтического и тромбоцитопоэтического рядов, кроме того, здесь накапливаются и разрушаются клетки крови.
Так, сравнивая полученные данные по кроветворной функции селезенки у воблы (представителя костистых рыб) с ранее полученными данными по кроветворению у осетровых (костно-хрящевыми), было установлено, что строение этого органа у исследованных рыб отличается: у осетровых строма селезенки визуально имела четкое подразделение на белую и красную пульпы, у воблы это разделение прослеживалось нечетко. У представителей обоих семейств (отрядов) в этом органе формировались все форменные элементы, в том числе и тромбоциты. У воблы превалировали клетки грануло- и агранулоцитопоэтического рядов (62,1%) (Р<0,001), у осетровых рыб - превалировали клетки эритропоэтического ряда (52,0-68,0%) (Р<0,001). Клетки тромбоцитопоэтического ряда у осетровых (2,0-6,5%) составляли больший процент, чем у вобл (0,5%) (Р<0,001). Среди лейкоцитов, у вобл превалировали клетки агранулоцитопоэтического ряда (67,4%) (Р<0,001), у осетровых - гранулоцитопоэтического (76,0-90,0%) (Р<0,001).
Следовательно, селезенка является универсальным органом кроветворения как у костистых, так и у костно-хрящевых рыб, но в селезенке костистых рыб стало заметным превалирование размножения лейкоцитов.
Морфофизиологические особенности тимуса
У исследованных видов этот орган парный, представл собой оформленный орган в виде небольшого треугольного утолщения, располагающегося поверхностно по медиальной стенке жаберной полости.
Со стороны жаберной полости орган покрыт однослойным призматическим эпителием. Ниже, расположен соединительнотканный слой, содержащий жировые клетки. Отмечено нечеткое разделение органа на темные участки или корковую зону и светлые участки или мозговую зону. Соотношение площадей этих зон составляло 1:2. Основными клетками тимуса являлись ретикулоэпителиальные клетки. В органе отмечены эпителиальные слоистые тельца Гассаля, которые, преимущественно, были выявлены в мозговом веществе органа. Количество лимфоцитов в мозговом веществе, по сравнению с корковым, было значительно меньшим. Среди них на зрелые лимфоциты приходилось 82,2%, на пролимфоциты - 10,7%, на лимфобласты – 4,6%. Здесь же изредка встречались проплазмоциты (0,5%) и плазмоциты (1%).
В корковом веществе клеток лимфоцитопоэтического ряда было обнаружено значительно больше, этим и обусловлен более темный цвет этого слоя: из них на зрелые лимфоциты приходилось – 54,7%, т.е. удельный вес этих клеток снизился на 27,5%, по сравнению с мозговым веществом (Р<0,001). Удельный вес пролимфоцитов (24,5%) и лимфобластов (7,0%) в корковом веществе был выше, чем в мозговом веществе (Р<0,001). Плазматических клеток здесь было отмечено больше, чем в мозговом веществе (Р<0,001).
У осетровых (Ложниченко О.В., 2007) и костистых рыб тимус являлся парным органом, который находился за глоткой на медиальной стороне жаберной крышки. По сведениям О.В. Ложниченко (2007), тимус осетровых рыб подразделялся на дольки, где хорошо было различимо корковое и мозговое вещество, корковое вещество по объему доминировало. В нем у осетровых происходило формирование лимфоцитов и эозинофилов, хотя доля клеток гранулоцитопоэтического ряда была незначительной (0,7-0,9%). В отличие от осетровых, тимус воблы не подразделялся на дольки, строма органа четко делилась на корковое и мозговое вещество, в соотношении 1:2. Из формирующихся клеток крови у вобл в тимусе были обнаружены только лимфоциты, что указывало на следующую закономерность: выделение лимфоидных органов из универсальных кроветворных органов происходит постепенно, первым лимфоидным органом становится тимус. Такая специализация тимуса происходит у костистых рыб.
Особенности кроветворения в пищеварительном тракте
У особей, подвергнутых анализу, в собственной пластинке слизистой оболочки кишки были отмечены различные клеточные элементы: фибробласты, лимфоциты, плазматические клетки, эозинофилы, нейтрофилы и макрофаги. Кроме того, здесь были выявлены небольшие одиночные скопления кроветворной ткани, форма этих скоплений была различной: от вытянутой до округлой. Они встречались на всем протяжении пищеварительного тракта. Нередко было отмечено, что лимфоидные скопления плотно прилегали к эпителиальному слою слизистой оболочки кишечника. По мере приближения к заднему отделу кишечной трубки количество лимфоидных скоплений увеличивалось. Клеточный состав кроветворных образований переднего, среднего и заднего отделов незначительно отличался и был представлен клетками гранулоцитопоэтического (9,6%, 11,4%, 5,0% - соответственно) и агранулоцитопоэтического (90,4; 88,6%; 95,5% - соответственно) рядов.
Во всех отделах кишечной трубки у исследованных особей, в большей степени в центре скоплений кроветворной ткани, были выявлены гемоцитобласты, хотя их было незначительное количество. Остальные формирующиеся клетки во всех отделах диффузно распределялись между активными ретикулярными клеткам. В гемопоэтических образованиях кишечника воблы были выявлены формирующиеся агранулоциты - лимфоциты, в том числе плазмоциты и гранулоциты.
Удельный вес лимфобластов от числа всех развивающихся клеток лимфоцитопоэтического ряда составлял в переднем отделе пищеварительного тракта – 10,2%, в среднем их количество было на 3,4±0,12% меньше, чем в переднем отделе (Р<0,001), и в заднем отделе этих клеток было выявлено меньше всего – 5,9% (Р<0,001). Отмечена тенденция объединения этих клеток в группы по 2-3 шт. Пролимфоциты были разбросаны диффузно. Удельный вес пролимфоцитов в переднем отделе кишечника составлял -10,0%, в среднем кишечнике их количество несколько уменьшилось, по сравнению с передним отделом, составляя – 9,6% (разница не достоверна), в заднем отделе их оказалось меньше всего – 5,8% (Р<0,001). Лимфоциты были рассредоточены почти равномерно по всему кроветворному образованию. Эти клетки были самой многочисленной группой. Их процентное соотношение в краниально-каудальном направлении несколько увеличивалось. Следует обратить внимание на то, что процесс дифференцировки унипотентных клеток предшественниц приводил к образованию плазмобластов, затем проплазмоцитов и, наконец, плазмоцитов. Эти клетки располагались диффузно по всем кроветворным образованиям. Удельный вес плазмобластов от числа развивающихся клеток был равен в переднем отделе пищеварительного тракта – 5,1%, в среднем – 6,8% (Р<0,001) и в заднем отделе их количество понизилось на 2,5%, в сравнении со средним отделом (Р<0,001). Кроме того, в кроветворных образованиях пищеварительного тракта было отмечено небольшое количество формирующихся гранулоцитов. Миелобласты встречались только в переднем отделе кишечника, составляя – 1,0%; промиелоциты – в переднем (2,3%) и среднем (0,9%) отделах (Р<0,001). Миелоциты нейтрофильные в переднем отделе пищеварительного тракта составляли – 1,1%, в среднем – 0,9% (различия не достоверны). Метамиелоциты нейтрофильные встречались во всех отделах и составляли – 2,5%; 4,1% (Р<0,001); 0,8% (Р<0,001) - соответственно.
Кроветворные образования пищеварительной системы сравниваемых представителей костистых и костно-хрящевых рыб отличались как по строению, так и по клеточному составу. У осетровых рыб гемопоэтические образования пилорической железы, среднего кишечника и спирального клапана имели различные размеры: от мелких до крупных, были заключены в плотную соединительнотканную капсулу. Наибольшие отличия по количественному составу дифференцирующихся клеток у сравниваемых рыб были выявлены в переднем отделе пищеварительного канала (Р<0,001). У обеих групп рыб в гемопоэтической ткани формировались агранулоциты и гранулоциты.
Кроветворная функция сердца
Внутри перикарда, на уровне нижнего края желудочка были обнаружены относительно небольшие кроветворные очаги, различные по форме, которые содержали сравнительно небольшое количество развивающихся клеток крови. Основу этих очагов составляли ретикулярные клетки, среди которых были диффузно расположены развивающиеся клетки крови.
В кроветворных образованиях сердца были отмечены клетки гранулоцитопоэтического, агранулоцитопоэтического и эритропоэтического рядов. Причем, клетки эритропоэтического ряда составляли 36,36%; 63,64% - приходилось на клетки грануло - и агранулоцитопоэтического рядов, из них гранулоциты составили – 45,45%, агранулоциты – 18,19%.
Из клеток эритропоэтического ряда встречались эритробласты (22,3%), проэритробласты (27,76 %), оксифильные эритроциты (21,9%) и зрелые эритроциты (28,04%), т.е. половина из них уже содержала гемоглобин. Из числа агранулоцитов были выявлены лимфоциты (12,6 %) и пролимфоциты (16,0%), клеток моноцитарного ряда не было обнаружено. Из клеток гранулоцитопоэтического здесь развивались миелобласты (10,0%), промиелоциты (18,6%), миелоциты (5,21%), метамиелоциты эозинофильные –28,5% и эозинофилы палочкоядерные – 9,09%.
При сравнении строения кроветворного образования перикарда у воблы и у осетровых рыб, были выявлены отличия. У осетровых на вентральном листке перикарда было обнаружено образование, усеянное бугорками - фолликулярными узелками овальной формы, заключенными в тонкую соединительнотканную капсулу. Внутри узелок был разделен соединительнотканными перегородками на лопасти, где ретикулярная ткань концентрировалась по периферии. У воблы, в отличие от осетровых рыб, кроветворные узелки в перикарде представляли собой небольшие скопления развивавшихся клеток крови, находившихся среди ретикулоцитов. Но у тех и у других видов рыб в перикарде образовывались клетки гранулоцитопоэтического, агранулоцитопоэтического и эритропоэтического рядов. У осетровых рыб, на примере русского осетра, формирующиеся лейкоциты составляли больший процент (85,0%), в сравнении с воблой (Р<0,001). Формирующихся эритроцитов, наоборот, больше было у воблы (Р<0,001). Среди формирующихся клеток эритропоэтического ряда, у осетровых рыб, процент бластных клеток (34,2%) был выше:, чем у воблы на 11,9% (Р<0,001). Таким образом, в кроветворной ткани расположенной в полости перикарда, формировались все форменные элементы, кроме тромбоцитов и моноцитов.
Гемопоэтические образования в жабрах
Небольшие скопления ретикулярной ткани были отмечены в области жаберных дужек, у основания жаберных лепестков. В этих кроветворных образованиях жабр были выявлены развивающиеся клетки грануло- и агранулоцитопоэтического рядов, которые располагались в ретикулярной ткани диффузно. Процентное соотношение развивающихся клеток таково: гранулоцитов – 50,9%; агранулоцитов –48,2%; всего 0,9% приходилось на гемоцитобласты. Среди формирующихся гранулоцитов бластных и зрелых клеток отмечено не было. Дифференцирующиеся клетки лимфоцитопоэтического ряда были представлены тремя классами. Среди бластных клеток были отмечены только лимфобласты (9,3%). Из созревающих клеток были отмечены пролимфоциты (18,5%) и проплазмоциты (1,9%). Из зрелых клеток были выявлены лимфоциты – 15,7%, и плазмоциты – 2,8%.
В основании филаментов жабр у представителей обоих семейств формировались грануло- и агранулоциты, причем, у представителя осетровых рыб – белуги, преобладали развивающиеся клетки лимфоцитопоэтического ряда (72,0%) (Р<0,001). У воблы клеток агрануло - и гранулоцитарных рядов было примерно одинаковое количество. Следовательно, в гемопоэтической ткани жабр происходило формирование только лейкоцитов.
Кроветворение в полостях черепных костей
В висцеральном отделе черепа исследованных видов рыб, а именно в полостях челюстных костей, были обнаружены скопления кроветворной ткани. Следует подчеркнуть, что так называемый «красный костный мозг» появляется у костистых рыб, сразу становясь универсальным органом кроветворения. Дифференцирующиеся клетки крови в костных полостях образовывали гемопоэтические тяжи. В них находились клетки крови различной степени формирования и зрелости. В этих образованиях происходили процессы эритроцитопоэза, гранулоцитопоэза, лимфоцитопоэза, моноцитопоэза, тромбоцитопоэза. В ретикулярной ткани среди развивающихся клеток были отмечены жировые клетки, которые отличались большими размерами.
Среди формирующихся клеток крови были отмечены гемоцитобласты. От числа всех формирующихся клеток гемоцитобласты составляли – 1,9%, на клетки эритропоэтического ряда приходилось 21,3%, на клетки лимфоцитопоэтического ряда - 49,5%, на гранулоциты – 27,7%, на тромбоциты -1,5%, причем, агранулоциты среди лейкоцитов превалировали. Из развивающихся клеток эритропоэтичесого ряда были выявлены эритробласты – 17,1%, проэритробласты – 10,0%, базофильные эритробласты – 8,1%, полихрамотофильные эритробласты – 11,9%, оксифильные эритробласты – 10,8%. На зрелые эритроциты, в среднем, приходилось – 40,2±0,32%.
Среди формирующихся агранулоцитов были выявлены развивающиеся лимфоциты, в том числе плазмоциты. От числа клеток лимфоцитопоэтического ряда были выявлены: лимфобласты – 18,9%, пролимфоциты – 13,5%, лимфоциты – 19,6%. Плазмобласты составляли 5,4%, проплазмоциты и плазмоциты – по 2,7%. Выявленные монобласты и промоноциты составляли по 0,5%, и 1,0% приходилось на зрелые моноциты.
Клетки гранулоцитопоэтического ряда были представлены миелобластами, которые, в среднем, составляли – 8,2±0,13%, промиелоциты – 5,4%, миелоциты эозинофильные – 13,5%, метамиелоциты эозинофильные – 2,7%, палочкоядерные эозинофилы – 5,4%.
Удельный вес мегакариоцитов составил 1,5% от числа всех формирующихся клеток крови гемопоэтических тяжей.
В результате исследований черепа вобл, было выявлено, что в полостях их костей находились гемопоэтические очаги, где также формировались все форменные элементы крови.
При исследовании кроветворения у осетровых Н. Т. Иванова (1970), О.В. Ложниченко (2007) обратили внимание на кроветворную ткань, находящуюся в краниальном хряще рыб. Авторы утверждали, что в краниальном органе осетровых формировались все типы форменных элементов крови. О.В. Ложниченко (2007) отметила, что с небольшим перевесом у осетровых рыб в краниальном органе доминировали развивающиеся эритроциты, у воблы в полостях черепных костей развивающиеся клетки эритропоэтического ряда по количеству, были на втором месте, а доминировали клетки агранулоцитопоэтического ряда (64,8%). В отличие от осетровых рыб у вобл из развивающихся гранулоцитов были отмечены только эозинофильные клетки.
Сопоставляя результаты по количеству образующихся клеток крови разных рядов в органах гемопоэза исследованных рыб, была выявлена взаимосвязь между количественными показателями – процентным соотношениям клеток эритропоэтического и лейкопоэтического рядов (рис.1).
Рис.1. Зависимость между относительным количеством развивающихся клеток разных рядов у воблы (-0.55x + 16.84, r = 0.51).
У всех исследованных рыб был отмечен достаточно высокий коэффициент корреляции (r от 0.51 – у воблы до 0,84 – у стерляди).
Состояние периферической крови
Следует отметить следующее, что у рыб дифференцировка клеточных элементов происходит как итраваскулярно, так и экстраваскулярно. Так в периферической крови рыб происходит формирование клеток эритропоэтического, агрануло- и гранулоцитопоэтического рядов.
В мазках крови костистых рыб были обнаружены эритробласты (1,83 %), проэритробласты (2,0%), базофильные эритробласты (1,0%), полихроматофильные эритробласты (0,5%), оксифильные эритробласты (6,0%). Самой многочисленной группой клеток эритроидного ряда были зрелые эритроциты (53,7%).
У костистых и костно-хрящевых рыб в периферической крови наряду с дефинитивными эритроцитами были выявлены бластные и созревающие клетки. Эритробластов у вобл (1,83%) было отмечено несколько больше (0,34-1,02%),чем у осетровых рыб (Р<0,001).
У половозрелых особей воблы наблюдались следующие категории лейкоцитов – это гранулоциты: нейтрофилы и эозинофилы с различными степенями зрелости, агранулоциты – лимфоциты и моноциты. Следует подчеркнуть, что были обнаружены миелобласты – родоначальные клетки разных видов миелоидных форм (1,35%). Единичными также были созревающие клетки гранулоцитопоэтического ряда. Среди них отмечены промиелоциты (2,0%). Из зрелых клеток гранулоцитопоэтического ряда были выявлены эозинофильные (0,33%) и нейтрофильные гранулоциты (0,66%). Из лейкоцитов самыми многочисленными были лимфоциты. Среди них были выявлены лимфобласты (5,0%), пролимфоциты (11,0%) и лимфоциты (69,33%). Процент моноцитов в лейкограмме у рыб составлял 10,33 %.
Проведенные исследования показали, что многие дефинитивные эритроциты костистых рыб имели патологические изменения, такие как олигохромазия (12,8%), пойкилоцитоз (19,0%), анизоцитоз (3,17%), агглютинация (26,93 %). Кроме того, у некоторых рыб была отмечена вакуолизация цитоплазмы эритроцитов, амитоз их ядер в единичных случаях.
У сравниваемых семейств рыб были отмечены аналогичные патологические изменения зрелых эритроцитов, но у вобл, подвергнутых анализу, процент клеток подвернутых этим процессам был выше. Было отмечено, что удельный вес гранулоцитов у осетровых рыб был выше (от 25,09% - у стерляди до 47,75% -у белуги), чем у вобл (4,34%), а агранулоцитов – наоборот (Р<0,001).
- Клеточный состав органов кроветворения хрящевых рыб
(на примере ската)
Исследование межканальцевой ткани мезонефроса исследованных особей ската, показало, что гемопоэтическая ткань в этом органе концентрировалась в виде редких, небольших по размеру, островков. Дифференцирующиеся клетки этого органа были представлены эритроцитами, агранулоцитами и гранулоцитами. Превалировали клетки агранулоцитопоэтического ряда (77,0%), второе место, по количеству, занимали формирующиеся эритроциты (20,0%).
Процентное соотношение формирующихся клеток в туловищной почке хрящевых и костно-хрящевых рыб резко отличалось. Удельный вес формирующихся эритроцитов у представителей костно-хрящевых на 11,0% (у осетра) - 21,0% (у севрюги) был выше, чем у представителей хрящевых рыб (Р<0,001). У ската среди формирующихся эритроцитов, удельный вес бластных клеток был выше (37,5%), в отличие от осетровых (от 9,0 % - у осетра до 10,0% - у севрюги) (Р<0,001). Основной процент формирующихся клеток белой крови у ската приходился на агранулоциты, в то время как у осетровых рыб превалировали гранулоциты (Р<0,001).
Площадь, занимая белой пульпой селезенки исследованных хрящевых рыб на срезе, составляла 31,0%, здесь среди элементов ретикулярной ткани формировались клетки всех рядов. Основной процент формирующихся клеток приходился на агранулоциты - 58,0%, 34,0% - составляли эритроциты, 7,0% - гранулоциты, и меньше всего было выявлено клеток тромбоцитопоэтического ряда – 1,0%.
При сравнении ткани селезенки хрящевых и костно-хрящевых рыб отмечено снижение площади белой пульпы у изученных представителей костно-хрящевых на 1-3%. У представителей сравниваемых рыб в селезенке формировались форменные элементы крови всех рядов. У ската превалировали клетки агранулоцитопоэтического ряда (58,0%) (Р<0,001), у осетровых рыб - клетки эритропоэтического ряда (52,0% - у белуги, 68,0% - у осетра и стерляди) (Р<0,001). Клетки тромбоцитопоэтического ряда у осетровых (2,0% - у стерляди, 6,0% - у белуги и севрюги) составляли больший процент, чем у ската (1,0%) (Р<0,01; Р<0,01).
В полости перикарда у исследованных хрящевых рыб были обнаружены скопления гемопоэтических клеток, в виде узелков, которые в большей степени концентрировались у кровеносных сосудов. Были выявлены формирующиеся клетки эритропоэтического (16,2%), гранулоцитопоэтического (14,7%) и агранулоцитопоэтического (69,1%) рядов.
У представителей хрящевых и костно-хрящевых рыб в перикарде образовывались клетки тех же рядов. Среди формирующихся клеток всех рядов, у осетра, процент бластных клеток был ниже, чем у ската (Р<0,001). У ската зрелых клеток эритропоэтического и гранулоцитопоэтического рядов в гемопоэтической ткани перикарда не выявлено, в отличие от осетра. У ската созревающих клеток лимфоцитопоэтического ряда было меньше на 21,5% (Р<0,001). Зрелых лимфоцитов наоборот больше было выявлено в перикардиальных гемопоэтических образованиях у ската (Р<0,001).
Исследование гемопоэтической ткани ассоциированной со слизистой оболочкой пищеварительного тракта показало, что здесь у этих рыб происходил лимфомиелопоэз, причем, преобладали развивающиеся клетки лимфоцитопоэтического ряда. У обеих групп рыб в гемопоэтической ткани формировались из агранулоцитов - лимфоциты и гранулоциты, с преобладанием лимфоцитов.
В среднем отделе кишечника удельный вес формирующихся агранулоцитов у ската составлял 94,7%, у осетровых рыб от 87,0% - у стерляди (Р<0,001), до 97,0% - у севрюги (различия не достоверны). В клоаке ската эти клетки составляли 94,0%, у осетровых в спиральном клапане от 96,0% - у осетра (различия не достоверны) до 97,0% - у белуги (Р<0,05). Отмечено, что у исследованных скатов в клоаке были отмечены развивающиеся нейтрофилы и эозинофилы, у осетровых – только эозинофилы
3. Клеточный состав органов кроветворения земноводных
(на примере половозрелых особей озерной лягушки)
Костный мозг земноводных
Костный мозг у исследованных особей лягушек располагался внутри костно-мозговых полостей трубчатых костей конечностей. Строма органа представленная ретикулярными клетками, адипоцитами и макрофагами, была пронизана многочисленными сосудами. На срезе основная масса костного мозга состояла из жировых клеток (60%). Между этими компонентами располагались гемопоэтические клетки, которые концентрировались, в основном, по периферии кроветворных образований. Были отмечены пигментные клетки, которые также максимально концентрировались по периферии. Кроветворные элементы были представлены клетками эритропоэтического (53,9%), гранулоцитопоэтического (35,5%), лимфоцитопоэтичесого (6,9%), моноцитопоэтического (2,8%) и тромбоцитопоэтического (0,9%) рядов.
Дифференцирующиеся клетки располагались группами, что особенно характерно для формирующихся эритроцитов: формирующиеся клетки эритропоэтического ряда группировались в эритропоэтические островки: количество эритроидных клеток в этих островках колебалось от 10 до 20 шт.(15,0±1,0), причем, здесь были отмечены, практически, клетки всех стадий зрелости. Удельный вес эритробластов, от числа развивающихся клеток эритропоэтического ряда, составлял 7,2%. Из созревающих клеток проэритробласты были самой многочисленной группой (41,55%). Были выявлены немногочисленные гемоцитобласты, средний удельный вес которых был равен 1,7±0,11%.
Среди развивающихся лейкоцитов самыми многочисленными были клетки гранулоцитопоэтического ряда, которые составляли 79,3% от числа всех формировавшихся лейкоцитов, 15,5% приходилось на клетки лимфоцитопоэтического ряда, 5,2% - на клетки моноцитопоэтического. Из гранулоцитов здесь были выявлены дифференцирующиеся эозинофилы и нейтрофилы. Эти клетки располагались как группами, так и хаотично. Миелобластов в этих островках было обнаружено, в среднем - 10,3±0,15%. Созревающих нейтрофилов было отмечено несколько больше (44,4%), чем эозинофилов (21,6%). Из формирующихся клеток лимфоцитопоэтического ряда также были отмечены и бластные, и созревающие, и зрелые клетки. На лимфобласты приходилось – 3,1%, и на плазмобласты – 4,1%. Среди созревающих клеток были отмечены пролимфоциты – 2,1%, проплазмоциты – 1,0%. Из зрелых клеток на лимфоциты приходилось – 4,9%, на плазмоциты – 0,3%.
Среди формирующихся клеток самой малочисленной группой были клетки моноцитопоэтического ряда. Были отмечены монобласты – 3,1% и моноциты – 2,0%.
Мегакариоциты располагались рядом с капиллярами, они выделялись своим размером и многодольчатым ядром. От общего количества формирующихся клеток они составляли 0,9%.
Таким образом, у земноводных красный косный мозг является универсальным кроветворным органом.
Селезенка земноводных
Участки белой пульпы селезенки исследованных особей были локализованы вокруг артериол, занимая на срезе 18,0%. Белая пульпа селезенки переходила в красную пульпу без четких границ. Её участки имели неправильную форму различных размеров. Здесь среди ретикулярных клеток были отмечены клетки крови разной степени зрелости, которые располагались хаотично, без какой-либо упорядоченности. Созревающие клетки располагались как поодиночке, так и небольшими группами по 2-3 клетки.
Среди всех развивающихся клеток на клетки грануло- и агранулоцитопоэтического ряда приходилось – 84,75%, и всего 14,7% приходилось на клетки эритропоэтического ряда. При этом, из формирующихся лейкоцитов всего 3,0% приходилось на формирующиеся клетки гранулоцитопоэтического ряда, остальные 97,0% составляли клетки агранулоцитопоэтического ряда.
Среди агранулоцитов самой многочисленной группой клеток были зрелые лимфоциты, на них, в среднем, приходилось 59,1 %, на втором месте по количеству находились пролимфоциты, их удельный вес составлял 15,8%. Лимфобластов было 5,6%. Среди плазматических клеток, плазмобласты, в среднем, составляли, 5,1±0,14%, проплазмоциты – 3,7±0,11%, и на плазмоциты – 4,7±0,12% от числа всех лейкоцитов. Из клеток моноцитопоэтического ряда были отмечены созревающие промоноциты (1,6%) и зрелые моноциты (1,4%).
Из гранулоцитов в селезенке были выявлены созревающие и зрелые клетки. Было отмечено одинаковое количество базофильных, нейтрофильных и эозинофильных миелоцитов (0,5%), из зрелых гранулоцитов - только сегментоядерные нейтрофилы (0,5%)
Основная масса клеток эритропоэтического ряда белой пульпы была представлена зрелыми эритроцитами, их удельный вес, в среднем, составлял 87,0±0,59%. Из созревающих клеток были отмечены проэритробласты (2,0%), базофильные (2,0%), полихроматофильные (2,0%) и оксифильные эритробласты (6,0%). Эритробласты были самой малочисленной группой, составляя 1,0% от числа клеток эритропоэтического ряда.
Кроме этого, в белой пульпе находились одиночные мегакариоциты (0,55%), в цитоплазме которых насчитывалось несколько ядер.
Таким образом, селезенка земноводных, на примере озерной лягушки, остается универсальным органом кроветворения, но основной процент формирующихся клеток приходится в ней на клетки лимфоцитопоэтического ряда.
Тимус земноводных
У исследованных особей земноводных, в возрасте трех лет, тимус представлял собой округлое образование, снаружи покрытое тонкой соединительнотканной капсулой. От капсулы шли перегородки – трабекулы, разделяющие тимус лягушки на дольки. Число долек на срезе было равно пяти. В каждой дольке четко различалось темно окрашенное корковое вещество и более светлое мозговое вещество, в соотношении 1:1. В мозговом слое долек тимуса были отмечены эпителиальные слоистые тельца Гассаля.
В мозговом веществе количество лимфобластов составляло – 5,0%, пролимфоцитов 11,0%, зрелых лимфоцитов – 78,0 %. Здесь же находились плазматические клетки, которые располагались хаотично; их удельный вес составлял – 6,0%.
В корковом веществе лимфобластов было отмечено несколько больше, чем в мозговом веществе – 10,0% (Р<0,001), пролимфоцитов здесь было выявлено на 11% больше, чем в мозговом веществе (Р<0,001); зрелые лимфоциты составляли– 53,0%, что оказалось на 25% меньше, чем в мозговом слое (Р<0,001). Из плазматических клеток в корковом веществе были отмечены плазмобласты, проплазмоциты, которые составляли по – 2,0%, зрелые плазмоциты – 11,0%, количество которых здесь оказалось выше, чем в мозговом веществе (Р<0,001), причем, они, в основном, локализовались по краю коркового вещества.
Таким образом, в тимусе земноводных происходило развитие и дифференцировка лимфоцитов.
Кроветворение в пищеварительном тракте земноводных
У исследованных особей лягушек на протяжении всего пищеварительного канала были отмечены скопления лимфоидных элементов в виде диффузной лимфоидной ткани, или одиночных лимфоидных образований, количество, которых увеличивалось по мере приближения к прямой кишке. В основном, эти образования имели округлую форму и располагались в слизистой оболочке кишечника. Основу образования составляли ретикулярные клетки, среди которых находились созревающие лимфоциты, плазмоциты и гранулоциты.
В лимфоидной ткани собственной пластинки слизистой оболочки глотки были выявлены немногочисленные гемоцитобласты - 0,8%, они располагались как небольшими группами по 2-3 клетки, так и поодиночке. Лимфобласты и плазмобласты располагались хаотично. Лимфобласты составляли, в среднем 4,9%, пролимфоциты - 21,2%, зрелые лимфоциты, которые были рассредоточены – 66,4%. Плазматические клетки составляли небольшой процент от всех формирующихся клеток, в некоторых случаях группировались по 2-3 клетки. Среди них плазмобласты составляли – 2,5%, проплазмоциты – 1,7%, плазмоциты – 2,5%.
В соединительнотканной собственной пластинке слизистой оболочки тонкой кишки также были выявлены скопления кроветворной ткани. Гемоцитобласты были немногочисленны (0,7%), их удельный вес незначительно стал ниже, чем в глотке (различия не достоверны). Были отмечены лимфобласты (5,0%), удельный вес, которых также практически не изменился по сравнению с глоткой (различия не достоверны); количество пролимфоцитов (8,3%) понизилось на 12,9% (Р<0,001), лимфоцитов (81,0%) - повысилось на 14,6% (Р<0,001). В собственной пластинке слизистой оболочки находились плазматические клетки, удельный вес которых незначительно отличался от их содержания в глотке. Среди них на плазмобласты, в среднем приходилось – 1,7±0,18% (Р<0,01), проплазмоциты – 2,0% (различия не достоверны), плазмоциты – 1,3%(Р<0,001).
В толстом кишечнике узелки с формирующимися клетками крови содержали лимфобласты (3,7%) и пролимфоциты (6,5%), количество которых здесь несколько снизилось, в сравнении с тонким кишечником (Р<0,001), а количество зрелых лимфоцитов (85,1%) увеличилось на 14,6% (Р<0,001). Из плазматических клеток средний удельный вес плазмобластов составлял 1,9%, что незначительно отличалось от тонкого кишечника (различия не достоверны), проплазмоцитов – 0,9% (Р<0,001), зрелых плазматических клеток – 1,9% (Р<0,05).
В соединительнотканной пластике слизистой оболочки клоаки были рассредоточены многочисленные узелки с формирующимися клетками крови. Гемоцитобласты, в среднем, составляли 0,9%. Средний удельный вес лимфобластов почти в два раза увеличился в сравнении с толстым кишечником, составляя – 1,8±0,19% (Р<0,001), пролимфоцитов – 17,7% (Р<0,001), количество зрелых лимфоцитов,наоборот снизилось – 74,4% (Р<0,001). Были выявлены плазматические клетки, среди них плазмобласты составляли - 1,8% (различия не достоверны), проплазмоциты – 1,8% (Р<0,01) и плазмоциты - 1,6% (различия не достоверны).
Таким образом, в лимфоидных образованиях стенок пищеварительного тракта земноводных происходит процесс пролиферации и дифференцировки клеток лимфоцитопоэтического ряда. Следовательно, у земноводных, кроме тимуса, гемопоэтические образования кишечного тракта являлись лимфоидными.
Зачаточные «лимфатические узлы» земноводных
Лимфатическая система лягушек включает лимфатические подкожные мешки и лимфатические сердца, связанные с кровеносной системой (Ноздрачев А.Д., Поляков Е.Л., 1994).
В тонкой прослойке подкожной клетчатки подкрыльцовой области были выявлены небольшие скопления неправильной формы из ретикулярных клеток и развивающихся клеток крови. Размер этих образований составлял 368,9±19,54 мкм на 325,5±18,36 мкм. Эти скопления располагались, примыкая к кровеносным сосудам, окруженные рыхлой волокнистой неоформленной соединительной тканью. Клеточный состав этих скоплений был представлен клетками лимфоцитопоэтического ряда.
В строме «узелка» клетки располагались хаотично, без какой-либо упорядоченности, т.е. типичного строения лимфоузлов, характерных для млекопитающих, с наличием коркового и мозгового вещества, окруженных капсулой из плотной волокнистой соединительной ткани, не наблюдалось. Среди развивающихся клеток выявлялись на общем фоне гемоцитобласты, которых было небольшое количество (0,75%). Самыми многочисленными были зрелые лимфоциты, средний удельный вес их составлял – 52,63±0,55% от всех клеток этого ряда. На втором месте по количеству находились пролимфоциты – 18,8%, среднее количество лимфобластов составило – 7,52%. Кроме того, в «лимфоидных» образованиях были выявлены плазматические клетки. Среди них на долю плазмобластов приходилось – 3,09%, проплазмоцитов – 6,02%, на зрелые плазмоциты – 7,52%. Из всех этих клеток была отмечена некоторая тенденция к группировке только у лимфобластов и плазмобластов - по 2-3 клетки.
Следует обратить внимание на то, что у так называемых лимфатических узлов отсутствовала соединительнотканная капсула, не было разделения стромы узла на корковое и мозговое вещество.
Кроме того, было проведено исследование ткани почки и сердца лягушек в возрасте трех лет, но гемопоэтической ткани в этих органах не было обнаружено.
При сопоставлении результатов по количеству образующихся клеток крови разных рядов в органах кроветворения представителей земноводных, была выявлена взаимосвязь между процентным соотношениям клеток эритропоэтического и лейкопоэтического рядов (рис.2).
Рис.2. Зависимость между относительным количеством развивающихся клеток разных рядов у лягушки (y = 0.51x + 0.48, r = 0.85).
У исследованных лягушек коэффициент корреляции был значителен (r = 0.85).
Периферическая кровь земноводных
Следует отметить, что среди клеток эритропоэтического ряда молодых эритроцитов было отмечено относительно немного (2,8%). Среди них выявлены эритробласты, проэритробласты, полихроматофильные эритробласты, на которые приходилось по 0,4%, оксифильных эритробластов, было несколько больше – 1,6%. Зрелые эритроциты, имеющие ядра, составляли – 81,4%.
Среди клеток белой крови на гранулоциты приходилось 19,6%, 80,4% - на агранулоциты. У исследованных особей лягушек были отмечены лейкоциты разных стадий зрелости. Так, среди гранулоцитов были выявлены миелобласты (1,5%), промиелоциты (1,6%) и миелоциты (4,7%). Из палочкоядерных гранулоцитов на эозинофильные приходилось 3,1%, на нейтрофильные – 1,6% и на базофильные – 1,2%. Зрелые гранулоциты составляли 4,4%: сегментоядерные эозинофилы составляли – 0,8%, сегментоядерные нейтрофилы – 2,4% и сегментоядерные базофилы – 1,2%.
Из клеток лимфоцитопоэтического ряда лимфоциты были самыми многочисленными - 68,5%, на втором месте по количеству находились пролимфоциты - 5,5%, лимфобласты составляли 2,4%. Из клеток моноцитопоэтического ряда были отмечены монобласты (2,4%) и моноциты (1,6%).
У всех исследованных особей отмечены различные патологические изменения эритроцитов. Так, олигохромазия составляла – 6,1%, пойкилоцитоз – 6,5%, при этом клетки имели, в основном, бобовидную и треугольную формы. Анизоцитоз составлял 3,2%, на макроциты приходилось – 2,0%, а на микроциты – 1,2%. Процент агглютинации составлял, в среднем, 13,0%.
Кроме этого, практически у всех особей, подвергнутых анализу, как цитоплазма, так и ядра эритроцитов были вакуолизированы. Отмечены случаи инвагинации цитоплазмы, кариорексиса ядра. В единичных случаях, как и у эритроцитов, в цитоплазме лейкоцитов была отмечена вакуолизация.
Таким образом, дифференцировка клеточных элементов крови у земноводных происходила, в основном, экстраваскулярно, и очень небольшой процент клеток развивается интраваскулярно.
4. Органы кроветворения в личиночный период развития
озёрной лягушки
Дифференцировка и созревание гемопоэтических элементов у головастиков осуществлялась в почке, печени, селезенке, тимусе, в пищеварительном тракте, красном костном мозге - на поздних стадиях.
В межканальцевой ткани почек, основная масса дифференцирующихся клеток – гранулоциты – 58,1%, на втором месте - агранулоциты – 29,0%, на третьем – эритроциты -12,9%.
В печени основная масса формирующихся клеток была представлена клетками эритропоэтического ряда -70,89%, далее по количеству находились клетки гранулоцитопоэтического ряда - 22,8%, меньше всего было агранулоцитов - 6,33%. Т.е. почка и печень у исследованных лягушек функционирует только в личиночный период жизни, когда они обитают в водной среде.
В селезенке головастиков площадь, занимаемая на срезе, белой пульпой составляла 22,0%. Здесь также как у взрослых особей лягушек формировались клетки всех рядов, основной процент формирующихся клеток приходился на агранулоциты - 64,0%, 15,2% - на гранулоциты, 18,4% - составляли эритроциты, и меньше всего было выявлено клеток тромбоцитопоэтического ряда – 2,4%.
Сравнение полученных данных по клеточному составу дифференцирующихся и созревающих клеток крови в селезенке головастиков и половозрелых самок лягушек показало, что в онтогенезе качественный состав образующихся здесь клеток не меняется, но меняется их количественное соотношение. У представителей обеих возрастных групп в этом органе формировались форменные элементы всех рядов. У половозрелых особей возросло количество клеток агранулоцитопоэтического ряда (Р<0,001), а количество гранулоцитов снизилось (Р<0,001). У головастиков незначительно превалировали развивающиеся эритроциты (различия не достоверны), также у них было отмечено большее количество формирующихся клеток тромбоцитопоэтического ряда (Р<0,001). Отмечено резкое снижение бластных клеток внутри рядов у половозрелых лягушек (Р<0,001).
На более поздних стадиях личиночного периода развития, когда происходит закладка конечностей, появляется красный костный мозг. Из формирующихся клеток здесь были выявлены клетки гранулоцитопоэтического – 25,0%, агранулоцитопоэтического – 26,1%, эритропоэтического ряда – 45,6%, тромбоцитопоэтического – 3,3% рядов. Т.е. красный костный мозг с самого начала своего функционирования – универсальный орган кроветворения. Сравнение клеточного состава гемопоэтической ткани красного костного мозга у головастиков и половозрелых особей показало, что среди клеток белой крови, доля клеток лимфоцитопоэтического ряда у головастиков выше (Р<0,001), у половозрелых особей больше гранулоцитов (Р<0,001). Количество клеток эритропоэтического ряда было выше у половозрелых особей (Р<0,05). Среди формирующихся эритроцитов и лейкоцитов у головастиков высока доля бластных клеток в отличие от половозрелых особей (Р<0,001).
Исследование тимуса и гемопоэтической ткани ассоциированной со слизистой оболочкой пищеварительного тракта показало, что эти органы у личинок лягушек функционируют как чисто лимфоидные органы. При сравнении клеточного состава тимуса личинок и коркового вещества этого органа у половозрелых особей лягушек отмечено, что число лимфобластов и лимфоцитов у головастиков выше (Р<0,001). Количество созревающих лимфоцитов выше было у половозрелых лягушек (Р<0,001). При сравнении клеточного состава гемопоэтических образований пищеварительного тракта выявлено, что удельный вес гемоцитобластов и лимфобластов у головастиков был выше (Р<0,001), чем у половозрелых особей.
- Клеточный состав кроветворных органов пресмыкающихся
(на примере прыткой ящерицы)
Красный костный мозг пресмыкающихся
У исследованных особей кроветворная ткань находилась в ячейках губчатого вещества плоских костей черепа, эпифизах и диафизах трубчатых костей конечностей.
Жировые клетки в кроветворной ткани бедренной кости составляли около 60% среза. Среди клеток ретикулярной соединительной ткани, образующих микроокружение для развивающихся кроветворных элементов, гемопоэтические клетки располагались группами. Наиболее выраженные островки образовывали клетки эритроцитопоэтического и гранулоцитопоэтического рядов, причем, первые, в основном, располагались в центре, а вторые - по периферии кроветворной ткани. Кроме того, выявлялись и смешанные островки. В островках часто выделялись митотически делящиеся клетки. В эритробластическом островке среднее количество развивающихся клеток колебалось от 20 до 26 (23,0±3,11) шт. Исследование организации эритробластических островков показало, что молодые эритробласты находились в центральной области островка, а более дифференцированные - располагались по его периферии. В миелобластическом островке среднее количество клеток колебалось от 18 до 23 (20,0±2,5) шт.
В красном костном мозге исследованных особей были выявлены клетки всех рядов: эритропоэтического (63,4%), гранулоцитопоэтического (32,8%), агранулоцитопоэтического (3,2%) и тромбоцитопоэтического (0,6%).
В кроветворной ткани красного костного мозга ящериц были выявлены немногочисленные гемоцитобласты (0,8%). Как правило, они располагались в центральной части гемопоэтических островков.
Формирующиеся клетки эритропоэтического ряда были самыми многочисленными. Среди них превалировали эритробласты (30,5%), которые в островках располагались по 3-5 шт. Самыми малочисленными созревающими клетками были оксифильные эритробласты, которые, в среднем, составляли 5,1%.
Среди формирующихся лейкоцитов на агранулоциты приходилось 13,6%, 86,4% - на гранулоциты. Немногочисленная группа агранулоцитов была представлена клетками лимфоцитопоэтического и моноцитопоэтического рядов. Эти клетки не образовывали выраженных группировок, располагаясь по 1-3 шт. Среди них наибольшее количество приходилось на клетки лифоцитопоэтического ряда, их средний удельный вес составлял – 13,0±2,1%. Лимфобластысоставляли – 2,4%, пролимфоциты – 4,1%, лимфоциты – 4,0%. Из плазматических клеток плазмобласты составляли 1,6%, проплазмоциты – 0,8%, плазмоциты – 0,1%. Самой малочисленной группой среди агранулоциов были клетки моноцитопоэтического ряда. Были выявлены только монобласты, на которые, в среднем, приходилось - 0,6%. Гранулоциты составляли основную массу формирующихся лейкоцитов. Были выявлены миелобласты, средний удельный вес которых составлял – 7,3±0,39%. Среди созревающих и зрелых гранулоцитов наибольший процент формирующихся клеток приходился на эозинофилы - 61,1%, нейтрофилов было - 12,3%.
Также в кроветворной ткани красного костного мозга исследованных особей ящериц выявлялись одиночные клетки – мегакариоциты. Эти клетки располагались вблизи кровеносных сосудов. От общего числа формирующихся клеток они составляли - 0,6%.
Таким образом, красный костный мозг - универсальный кроветворный орган.
Селезенка пресмыкающихся
Паренхима органа состояла из белой и красной пульпы без четких границ между ними. Строма всего органа состояла из ретикулярной ткани, окружающей форменные элементы крови, и сосуды различного диаметра. Участки белой пульпы отличались более плотным расположением клеток, которые концентрировались вокруг артериол, занимаемая на срезе 15,0%. Среди этих клеток были выявлены лейкоциты гранулоцитопоэтического и агранулоцитопоэтического рядов. Основную массу формирующихся клеток белой пульпы составляли лимфоциты – 76,4%, плазматические клетки составляли 11,3%, 12,3% - приходилось на гранулоциты, т.е. селезенка у пресмыкающихся является местом формирования и развития лейкоцитов, главными из которых были лимфоциты.
Формирующиеся клетки располагались хаотично, без какой-либо упорядоченности. Среди лимфоцитов были выявлены лимфобласты – 13,9%, пролимфоциты – 15,7%, зрелые лимфоциты – 46,8%. Причем, было отмечено, что лимфобласты располагались небольшими группами по 3-5 клеток, а наибольшая концентрация зрелых лимфоцитов была отмечена в зоне перехода белой пульпы в красную. Из плазматических клеток в участках белой пульпы были отмечены плазмобласты (2,6%), проплазмоциты (5,2%) и плазмоциты (3,5%). Также среди развивающихся клеток здесь выявлялись гранулоциты. Из созревающих клеток были отмечены промиелоциты (0,9%), миелоциты базофильные (0,9%) и нейтрофильные (0,9%) и метамиелоциты нейтрофильные (1,7%). Из зрелых гранулоцитов были отмечены сегментоядерные нейтрофилы, эозинофилы и базофилы, на которые приходилось по 0,9%. По периферии белой пульпы и в красной пульпе находились многочисленные макрофаги. За пределами участков белой пульпы располагались развивающиеся клетки тромбоцитопоэтического ряда – мегакариоциты, составляя 1,0% от общего количества развивающихся клеток.
Таким образом, у пресмыкающихся в селезенке основную массу формирующихся клеток составляли – лимфоциты.
Тимус пресмыкающихся
У взрослых половозрелых особей прыткой ящерицы тимус располагался в вентральной части шеи, был представлен правой и левой долями, которые, в свою очередь, подразделялись на более мелкие дольки. Тимус ящериц состоял как из отдельных изолированных долек, так и долек, соединенных своими основаниями. В нем четко выявлялось корковое и мозговое вещество органа. По строению и функциям он сходен с вилочковой железой млекопитающих.
Корковое вещество было густо заполнено клетками, и на общем фоне выглядело более темным. Пролиферирующие клетки располагались между ретикулоэпителиальными клетками, которые отличались светлой оксифильной окраской. Между ними располагались развивающиеся клетки лимфоцитопоэтического ряда. При этом зрелые лимфоциты были самой многочисленной группой клеток и составляли 77,0%, на втором месте по количеству стояли пролимфоциты – 11,0%, и лимфобласты составляли – 10,5%. Кроме того, в корковом веществе тимуса были выявлены немногочисленные плазматические клетки. Плазмоцитов, проплазмоцитов и плазмобластов наблюдалось по 0,5%. В корковом веществе ящериц была отмечена тенденция нахождения немногочисленных бластных клеток у соединительнотканной капсулы, зрелые лимфоциты наибольшей концентрации достигали в зоне перехода в мозговое вещество. Здесь же были отмечены митотически делящиеся клетки.
Мозговое вещество тимуса имело более светлую окраску, так как в нем содержалось меньшее количество лимфоцитов, чем в корковом. Лимфобластов в мозговом веществе было меньше, они составляли всего 3,0% (Р<0,001), удельный вес пролимфоцитов (6,0%) также был ниже, чем в корковом веществе (Р<0,001), удельный вес зрелых лимфоцитов был выше на 14% (Р<0,001). Слоистые эпителиальные тельца (Гассаля) были рассредоточены по всему мозговому веществу.
Кроветворение в пищеварительной системе пресмыкающихся
Исследование пищеварительного тракта ящериц, показало, что, практически на всем его протяжении встречались лимфоидные кроветворные образования, расположенные в собственной пластике слизистой оболочки глотки, тонкого кишечника, слепой кишки, толстого кишечника и клоаке.
В собственной пластинке слизистой оболочки глотки были выявлены скопления лимфоидной ткани различной величины. Основу узелка составляли ретикулярные клетки, среди которых располагались дифференцирующиеся лимфоциты. Был отмечен небольшой процент гемоцитобластов – 2,0%, которые, в основном располагались группами. Лимфобласты и плазмобласты концентрировались в этой же области, образуя светлый центр, но не четко выраженный. Лимфобласты составляли, в среднем, 7,8±0,34%. Пролимфоциты, располагались как небольшими группами по 2-4 клетки так и хаотично, их количество, в среднем, составляло 15,5±0,47%. Зрелые лимфоциты были рассредоточены по всему кроветворному образованию их удельный вес, в среднем составлял – 72,4±0,51%.
Плазмобласты и плазмоциты объединялись в небольшие группы по 2-3 шт., в основном, ассоциировались по периферии образования.
В соединительнотканной слизистой основе тонкой кишки были выявлены скопления кроветворной ткани. Количество гемоцитобластов (2,8%) в этих образованиях тонкой кишки незначительно увеличилось, по сравнению с глоткой (Р<0,01). Из клеток лимфоцитопоэтического ряда были отмечены лимфобласты (6,4%) (Р<0,01), пролимфоциты (5,5%)(Р<0,001), количество которых здесь тоже уменьшилось. Самой многочисленной группой клеток кроветворных образований тонкой кишки являлись - лимфоциты (80,7%), количество которых было выше на 8,3%, чем в глотке (Р<0,001). В собственной пластинке слизистой оболочки кишки встречались плазматические клетки; среди них на плазмобласты, в среднем, приходилось – 1,9%±0,22 (различия не достоверны), проплазмоциты – 0,9±0,19% и плазмоциты – 1,8±0,21% (Р<0,001). Гемоцитобласты и лимфобласты группировались по несколько клеток в узелке близко друг от друга.
Слепая кишка представляла собой выпячивание кишечника, длиной 3 мм. Соединительнотканная собственная пластинка слизистой оболочки содержала кроветворную ткань. Наблюдалось чередование участков с плотно расположенными формирующимися клетками и участков, где клетки располагались реже. В узелках были выявлены формирующиеся лимфоциты, плазмоциты. Гемоцитобласты, удельный вес которых заметно снизился в сравнении с тонкой кишкой, составляли 1,9% (Р<0,001). Лимфобластов в собственной пластинке слизистой оболочки было отмечено довольно значительное количество, по сравнению с другими отделами пищеварительного тракта: их средний удельный вес составлял – 13,6±0,36% (Р<0,001). Клетки следующей стадии развития лимфоцитов – пролимфоциты, количество которых практически не изменилось, по сравнению с тонкой кишкой, составляли, в среднем – 5,6±0,3% (различия не достоверны). Лимфоциты были самой многочисленной группой клеток и, в среднем, составляли – 76,1±0,59% (Р<0,001).
В собственной пластинке слизистой оболочки толстого кишечника также были обнаружены гемопоэтические узелки с формирующимися клетками крови. При исследовании узелков отмечена тенденция группировки бластных клеток по несколько штук. В этих узелках формировались клетки агранулоцитопоэтического ряда. Клетки располагались небольшими группами по 3-5 клеток. Были отмечены гемоцитобласты (2,9%), их удельный вес стал выше на 1%, в сравнении со слепой кишкой (Р<0,001). В собственной пластинке слизистой оболочки формировались лимфоциты, в том числе плазмоциты: на лимфобласты приходилось 3,8% (Р<0,001), на пролимфоциты – 7,6% (Р<0,001), на лимфоциты – 80,9% (Р<0,001). Из плазматических клеток средний удельный вес плазмобластов был равен 2,9% (Р<0,01).
В собственной пластинке слизистой оболочки клоаки узелки с формирующимися клетками были многочисленны. В них формировались те же клетки. Количество гемоцитобластов здесь было чуть выше, чем в образованиях толстой кишки, в среднем, эти клетки составляли - 3,5±0,31% (различия не достоверны). Из формирующихся агранулоцитов удельный вес лимфобластов повысился на 5,0%, в сравнении с толстым кишечником, составляя – 8,8% (Р<0,001), пролимфоцитов было 3,4% (Р<0,001), лимфоцитов – 79,0% (Р<0,01). Плазматические клетки были представлены плазмобластами -3,6% (различия не достоверны) и плазмоцитами - 1,7% (различия не достоверны).
В основном, на периферии образований всех отделов пищеварительного тракта исследованных ящериц выявлялись единичные макрофаги, нейтрофилы и эозинофилы.
«Лимфатические узлы» пресмыкающихся
Лимфатическая система пресмыкающихся представлена так называемыми лимфатическими сердцами - мышечными уплотнениями, проталкивающими лимфу в вены (Константинов В.М. и др., 2007). У исследованных особей ящериц в подкрыльцовой области между скелетными мышцами в слое рыхлой волокнистой соединительной ткани были выявлены «лимфоидные образования». Основания этих образований, которые имели округлую форму, оплетали кровеносные сосуды. Две трети образования сверху были покрыты тонкой соединительнотканной капсулой, основание «узелка», в месте слияния с сосудами – ворота узелка – без четких границ сливалось с близлежащими тканями. Все образование было пронизано многочисленными кровеносными сосудами. Нечетко прослеживалось разделение «узла» на более светлую - мозговую часть, где клетки располагались реже и более темную – корковую, клетки, которой располагались более плотно.
Строму «узла» образовывали ретикулярные клетки, между которыми располагались формирующиеся клетки лимфоцитопоэтического ряда. В строме образования редко выявлялись гемоцитобласты, они, в среднем, составляли 2,14±0,23% от всех развивающихся клеток. От числа всех развивающихся клеток лимфобласты составляли – 12,9%, самой многочисленной группой клеток были зрелые лимфоциты, которые, в среднем, составляли 49,39±0,51%. Плазматические клетки также были представлены всеми стадиями зрелости, их соотношение распределилось следующим образом: на плазмобласты приходилось – 5,38%, проплазмоциты – 7,53%, на зрелые плазматические клети – 12,9%. Причем, было отмечено, что бластные клетки располагались по 2-3 шт.
Анализ тазовой почки и сердца прыткой ящерицы на наличие гемопоэтической ткани показал, что в этих органах у половозрелых особей, подвергнутых анализу, ее нет.
Периферическая кровь пресмыкающихся
Зрелые эритроциты с крупными ядрами - составляли 81,2% от числа всех эритроцитов. Установлено, что наряду со зрелыми – дифинитивными эритроцитами в периферической крови были отмечены молодые клетки эритропоэтического ряда, но их было немного – 4,0%. Из них на эритробласты приходилось – 1,5%, на проэритробласты – 1,25%, на базофильные эритробласты – 0,75%. Меньше всего было отмечено полихроматофильных и оксифильных эритробластов, на которые приходилось по 0,25%.
Среди лейкоцитов крови на агранулоциты приходилось 82,3%, на гранулоциты – 17,7%. Были отмечены лейкоциты разных стадий зрелости. Из гранулоцитов были выявлены промиелоциты (2,7%), миелоциты (3%). Палочкоядерных эозинофилов было 3,0%, палочкоядерные нейтрофилы – 2,75%, меньше всего было палочкоядерных базофилов – 0,25%. Сегментоядерные гранулоциты составляли 1,7%, 1%, 1,5% - соответственно. Среди клеток лимфоцитопоэтического ряда лимфоциты были самыми многочисленными – 56,7%, пролимфоциты составляли – 9,25%, и лимфобласты – 6,6%. Среди клеток моноцитопоэтического ряда были отмечены монобласты (3,0%), промоноциты (1,5%) и моноциты (5,25%).
При изучении состояния крови исследованных особей ящериц, были выявлены различные патологические изменения эритроцитов. На общем фоне выявлялись эритроциты с бледно окрашенной цитоплазмой - олигохромазия – составляла 4,2%. Были отмечены микроциты – 2,2%, макроциты – 2,8%. Пойкилоцитоз составлял 3,6%, шистоцитоз –1%, такое же количество приходилось на эритроциты, которые имели пикнотические ядра.
Таким образом, дифференцировка форменных элементов крови происходила в основном, экстраваскулярно.
Заключение
Проведенный анализ организации гемопоэтической ткани у представителей разных классов позвоночных животных показал, что от низших (рыбы) и до высших позвоночных (рептилии) наблюдается усложнение ее организации. Проведенное исследование позволило в пределах каждой группы животных, подвергнутых анализу, выявить свои особенности в строении и организации органов гемопоэза. У животных разных классов, по мере продвижения по эволюционной лестнице комплекс этих органов постепенно совершенствуется (Галактионов В.Г., 2004).
Для выявления кроветворной функции и установления особенностей кроветворных органов, помимо исследования гистоструктуры, был проведен дифференцированный подсчет развивающихся клеток крови.
При сравнении полученных данных по кроветворению у хрящевых (на примере ската), костно-хрящевых рыб (на примере осетровых рыб), костистых (на примере воблы), земноводных (на примере озерной лягушки) и пресмыкающихся (на примере прыткой ящерицы), было выяснено, что у рыб способностью к кроветворению обладает большее количество структур организма. У всех представителей разных классов животных кроветворение осуществляется в селезенке, тимусе, кишечной стенке. В отличие от представителей земноводных и пресмыкающихся у рыб процесс кроветворения осуществляется также в почках, жабрах, в перикардиальной полости сердца, в полостях черепных костей – у представителей костистых рыб (на примере воблы), в краниальном органе - костно-хрящевых рыб. У представителей земноводных и пресмыкающихся, как более высокоорганизованных животных появился красный костный мозг как универсальный орган кроветворения и «лимфоидные узелки» - аналог лимфатических узлов млекопитающих.
Почка рыб - один из центральных органов кроветворения рыб, многие авторы сравнивают ее с красным косным мозгом высших позвоночных животных (Заварзин А.А.,1953; Иванова Н.Т., 1982). У рыб, она подразделяется на два отдела - пронефрос, или головная почка и мезонефрос, или туловищная почка. Головная почка выполняет функцию кроветворения и эндокринную, а туловищная, наряду с основной выделительной функцией, выполняет также кроветворную.
У костистых и костно-хрящевых рыб оба отдела почек являются универсальным органом кроветворения. У этих рыб здесь формировались эритроциты и лейкоциты, причем, процент содержания клеток грануло - и агранулоцитопоэтического ряда в обоих отделах превышал количество развивающихся эритроидных клеток, количество развивающихся клеток эритропоэтического ряда в туловищной почке было несколько ниже, чем в головной. Отмечены различия в процентном соотношении этих клеток внутри рядов. В туловищной почке также, как и в головной, у исследуемых рыб разных классов, семейств формировались клетки тех же рядов. У представителей хрящевых рыб, в отличие от костистых и костно-хрящевых, гемопоэтическая ткань в этом органе концентрировалась в виде редких, небольших по размеру, островков (рис.3,4).
В личиночный период жизни лягушек, когда средой обитания головастиков является вода, почка выступает и как орган гемопоэза, где в межканальцевой ткани дифференцировались гранулоциты, агранулоциты, эритроциты (рис.5).
Паренхима селезенки исследуемых видов рыб, земноводных и пресмыкающихся состояла из чередующихся участков белой и красной пульпы. Четких границ между белой и красной пульпой не было. У хрящевых, осетровых, костистых рыб, земноводных и пресмыкающихся в селезенке формировались все форменные элементы крови, у исследованных пресмыкающихся - лейкоциты и тромбоциты (рис. 7). В селезенке головастиков также как у взрослых особей лягушек формировались клетки всех рядов (рис. 5,6).
В селезенке пресмыкающихся формирующихся клеток эритропоэтического ряда выявлено не было, там развивались только лейкоциты, что подтверждает нахождение этих животных на более высокой ступени гениологического древа и приближает этих животных к более высокоорганизованным (млекопитающим).
Клеточный состав органов гемопоэза у представителей разных классов животных Таблица 3.
| Рыбы | Земноводные | Пресмыкающиеся | |||||||||
| Центральные органы кроветворения | Селезенка | хрящевые | костно-хрящевые | костистые | Центральные органы кроветворения | Красный костный мозг | личинки | половозрелые | Центральные органы кроветворения | Красный костный мозг | все ФЭК |
| все ФЭК | все ФЭК | ||||||||||
| все ФЭК | все ФЭК | все ФЭК | |||||||||
| Пронефрос Мезонефрос | эритроциты гранулоциты агранулоциты | эритроциты гранулоциты агранулоциты | эритроциты гранулоциты агранулоциты | Селезенка | все ФЭК (кол-во эритроцитов сократилось) | все ФЭК (кол-во эритроцитов сократилось) | |||||
| Тимус | лимфоциты | лимфоциты | Тимус | лимфоциты | |||||||
| Тимус | - | лимфоциты гранулоциты | лимфоциты | ||||||||
| Печень | все ФЭК | - | |||||||||
| Мезонефрос | все ФЭК | - | |||||||||
| Периферические органы кроветворения | Краниальный кроветворный орган | - | все ФЭК | все ФЭК | Периферические органы кроветворения | Кроветворные образования в глотке (зачаточные миндалины) | - | лимфоциты | Периферические органы кроветворения | Селезенка | гранулоциты агранулоциты тромбоциты |
| Кроветворные образования в глотке (зачаточные миндалины) | лимфоциты | ||||||||||
| Полости костей черепа | |||||||||||
| Кишечник | лимфоциты | лимфоциты | Кишечник | лимфоциты | |||||||
| Гемопоэтическая ткань ассоциированная с сердцем | эритроциты гранулоциты агранулоциты | эритроциты гранулоциты агранулоциты | эритроциты гранулоциты агранулоциты | ||||||||
| Кроветворная ткань подключичной области (зачатки лимфатических узлов) | - | лимфоциты | «Лимфатические узлы» подключичной области | лимфоциты | |||||||
| Кишечник | гранулоциты агранулоциты | гранулоциты агранулоциты | гранулоциты агранулоциты | ||||||||
| Жабры | - | гранулоциты агранулоциты | гранулоциты агранулоциты | ||||||||
| Периферическая кровь | лимфоидная | Периферическая кровь | лимфоидная | Периферическая кровь | лимфоидная | ||||||
| Водная среда обитания | Водно-наземная среда обитания | Наземная среда обитания | |||||||||
Тимус у исследованных животных является парным органом. Как у большинства позвоночных, за исключением костистых рыб, он отделяется от глоточного эпителия уже на очень ранних стадиях развития (Ройт А. и др., 2000). У костистых рыб он устроен более примитивно: представлял собой утолщение стенки жаберной полости. У земноводных и пресмыкающихся, в отличие от костистых рыб, он представлял собой самостоятельный орган, покрытый соединительнотканной капсулой. По сведениям О.В. Ложниченко (2007), тимус осетровых рыб подразделялся на дольки, где хорошо было различимо мозговое и корковое вещество, причем, корковое доминировало. Она отметила, что у осетровых в тимусе формировались лимфоциты и эозинофилы. Проведенное исследование тимуса костистых, земноводных и пресмыкающихся, показало, что паренхима органа у всех этих животных была разделена на мозговое и корковое вещество, но у представителей земноводных и пресмыкающихся это подразделение было более четким, чем у костистых рыб. В отличие от осетровых, тимус костистых рыб не подразделялся на дольки, выделялось корковое и мозговое вещество, в соотношении 1:2. У земноводных - от капсулы внутрь органа отходили трабекулы, разделяющие тимус на слабозаметные дольки, у пресмыкающихся было отмечено четкое разделение органа на отдельные дольки. У костистых рыб, земноводных и пресмыкающихся в тимусе формировались клетки лимфоцитопоэтического ряда (рис.3,5,6,7). Кроме того, у всех этих животных в мозговом слое тимуса выявлялись тельца Гассаля. Исследование тимуса головастиков лягушек, показало, что этот орган у них, как и у взрослых особей, был покрыт соединительнотканной капсулой, строма органа на дольки не делилась, не четко выявлялось мозговое и корковое вещество. Редко встречались тельца Гассаля. Были выявлены клетки только лимфоцитопоэтического ряда, как и у взрослых особей.
У земноводных и пресмыкающихся имеется красный костный мозг. Подобное образование обнаружено у костистых рыб – в полостях костей челюстей, хотя, согласно литературным данным, амфибии – первые наземные позвоночные, у которых с появлением конечностей, и особенно, с утолщением их скелета появляется костный мозг (Пестова И.М., Четвертных В.Н., 1990; Селезнев С.Б., 1999). У исследованных представителей костистых рыб в полостях костей черепа формировались все типы форменных элементов крови. У земноводных и пресмыкающихся красный костный мозг располагался внутри костномозговых полостей трубчатых костей конечностей, состоял из стромы, сосудистого и гемопоэтического компонентов. У этих животных здесь также были выявлены формирующиеся клетки крови всех линий. Клетки эритропоэтического ряда группировались, образуя островки, но у пресмыкающихся количество клеток в островке было большим, по сравнению с гемопоэтическими островками земноводных. Также в гемопоэтической ткани у этих животных были отмечены гранулоцитопоэтические островки, что для лягушек было менее характерно, т.к. гранулоцитопоэтические клетки располагались в красном костном мозге не только компактно, но и хаотично. У личинок земноводных с самого начала функционирования красного костного мозга здесь образуются ростки всех клеток, но развивающиеся клетки распределялись хаотично. Сравнивая процентный состав формирующихся клеток у особей озерной лягушки и прыткой ящерицы, выявлено, что количество клеток эритропоэтического ряда у вторых выше (53,5%; и 63,4% - соответственно), а количество клеток гранулоцитопоэтического, агранулоцитопоэтического и тромбоцитопоэтического рядов у пресмыкающихся ниже (рис.5,7).
У осетровых имеется кроветворная ткань в краниальном хряще рыб, где формируются все форменные элементы крови (Иванова Н. Т., 1970; Ложниченко О.В., 2007). О.В. Ложниченко (2007) отметила, что у осетровых рыб в краниальном органе доминировали развивающиеся эритроциты. Было выявлено, что у костистых рыб в челюстных костях висцерального отдела черепа находились гемопоэтические тяжи, содержащие развивающиеся клетки всех рядов, которые были рассредоточены хаотично. Здесь превалировали клетки лимфоцитопоэтического ряда.
В пищеварительном тракте у всех исследованных животных были выявлены кроветворные образования, ассоциированные со слизистой оболочкой. У осетровых гемопоэтические образования пилорической железы, среднего отдела кишечника и спирального клапана имели различные размеры: от мелких до крупных, были заключены в плотную соединительнотканную капсулу.
У хрящевых, костно-хрящевых и костистых рыб в гемопоэтической ткани формировались лимфоциты и гранулоциты, у всех групп рыб среди лейкоцитов во всех отделах пищеварительного тракта превалировали клетки лимфоцитопоэтического ряда (рис.3).
У земноводных и пресмыкающихся эти образования также были выявлены в глоточной области и в области клоаки, что напоминает миндалины млекопитающих и клоакальную сумку птиц (Горышина Е.Н, Чага О.Ю., 1990). У земноводных и пресмыкающихся кроветворные образования, связанные с кишечником, были оформлены более четко, чем у костистых рыб, здесь формировались только клетки лимфоцитопоэтического ряда.
Гемопоэтическая ткань, ассоциированная с собственной пластинкой слизистой оболочки пищеварительного тракта головастика, также как и у половозрелых особей, имела лимфоидный характер. Сравнение клеточного состава гемопоэтических образований пищеварительного тракта этих двух возрастных групп, показало, что удельный вес гемоцитобластов, лимфобластов у головастиков был выше.
Таким образом, у пресмыкающихся и земноводных в тимусе и лимфатических образованиях кишечника формировались и дифференцировались лимфоциты.
Согласно литературным источникам, у бесхвостых амфибий существуют так называемые лимфоидные органы — инкапсулированные скопления лимфоидной ткани, аналогичные лимфоузлам млекопитающих, но фильтрующие не лимфу, а кровь.
Рис.3. Относительное содержание форменных элементов крови
в органах кроветворения воблы.
Рис.4. Относительное содержание форменных элементов крови
в органах кроветворения ската.
Л.И. Александрова (2007) указывает на то, что они не имеют четкой структуры, свойственной лимфатическим узлам млекопитающих и служат, в основном, фильтрующими кровь органами, хотя могут захватывать материал и из окружающей лимфы. Нами были выявлены в подкрыльцовой области у земноводных небольшие, нечетко оформленные кроветворные образования, которые не были отграничены от окружающей ткани, в них формировались и дифференцировались клетки лимфоцитопоэтического ряда. Эти образования были пронизаны многочисленными кровеносными сосудами, что свидетельствует о том, что здесь происходит фильтрация крови.
В отличие от костистых рыб, у исследованных земноводных и пресмыкающихся были выявлены образования в виде небольших узлов в подкрыльцовой области, что напоминает локализацию лимфатических узлов у млекопитающих (Купер Э., 1980; Селезнев С.Б., 1999). У земноводных эти образования не были чётко оформлены: они не были отграничены от окружающей ткани, у ящериц скопления кроветворной ткани были крупнее, отграничены тонкой соединительнотканной капсулой, в них нечетко прослеживалось разделение «узла» на более светлую центральную и более темную периферическую зоны. У пресмыкающихся и земноводных эти образования являлись лимфоидными органами, т.к. здесь формировались и дифференцировались клетки только лимфоцитопоэтического ряда (рис.5,7). В личиночный период жизни у исследованных земноводных лимфоидные образования подкрыльцовой области отсутствуют.
Рис. 5. Относительное содержание форменных элементов крови в органах
кроветворения половозрелой лягушки.
Рис. 6. Относительное содержание форменных элементов крови
в органах кроветворения головастика.
Рис.7. Относительное содержание форменных элементов крови
в органах кроветворения ящерицы.
У хрящевых, костистых, и осетровых рыб кроветворная ткань рассредоточена в организме более диффузно, о чем свидетельствует ее нахождение в перикарде и жабрах. Такое распределение очагов гемопоэза у рыб, по-видимому, связано с водным образом жизни, где организм находится постоянно, и существует большая вероятность проникновения болезнетворных микроорганизмов. В перикардиальной полости исследованных рыб формировались эритроциты и лейкоциты (рис.3,4).
В основании филаментов жабр у представителей костно-хрящевых и костистых рыб формировались только лейкоциты, среди которых, у осетровых преобладали развивающиеся клетки лимфоцитопоэтического ряда, у костистых незначительно превалировали гранулоциты (рис.3).
Также как и у личинок рыб (Ложниченко О.В., 2007), у личинок земноводных в печени осуществляется гемопоэз клеток крови эритро-, грануло- и агранулоцитопоэтического рядов (рис.5).
В организме земноводных и пресмыкающихся количество мест расположения универсальной гемопоэтической ткани заметно уменьшилось.
Лейкоформула периферической крови всех исследованных животных носит лимфоидный характер, также для них характерно наличие, наряду со зрелыми, бластных и созревающих клеток, но процент их незначителен, т.е. в основном дифференцировка этих клеток происходила экстраваскулярно.
Сравнительный анализ гемопоэтических органов исследованных представителей разных классов животных показал, что по мере усложнения общей организации животных идет постепенное, целенаправленное усложнение их защитных систем. Образ жизни и степень организации повлияли на расположение и морфофункциональные особенности гемопоэтической ткани. В сравнительном ряду: рыбы - земноводные – пресмыкающиеся, у позвоночных возникли лимфоидные органы (у костистых рыб – тимус, у земноводных и пресмыкающихся – тимус, лимфоидные образования ассоциированные со слизистой оболочкой пищеварительного тракта, «лимфатические узлы»), появление которых свидетельствует о том, что усложнилась регуляция защитных реакций животных. Отмечено, что уровень организации органов кроветворения у позвоночных имеет нетождественное в каждом классе проявление ряда универсальных для всей системы закономерностей ее эволюционной динамики. Такое усложнение структурной организации этой системы необходимо для более совершенной реализации свойственных ей разносторонних функций. У менее организованных позвоночных большая часть органов совмещает функции кроветворения и иммунитета, у более высокоорганизованных животных появляются большее число органов с чисто иммунной функцией.
У всех исследованных животных органы кроветворения не равнозначны, т.е. происходит их специализация. Среда обитания рыб неустойчива, и в процессе эволюции эти животные к ней приспособились. В том числе, это отразилось на топографических и функциональных особенностях кроветворных органов. Количественные значения образующихся клеток эритропоэтического ряда в органах кроветворения представителя хрящевых рыб, в сравнении с костно-хрящевыми и костистыми рыбами заметно ниже. Различия, в основном, обусловлены уровнем естественной подвижности рыб (Солдатов А.А., 2005). Вобла является наиболее типичным пелагическим, активно мигрирующим видом. В про-, мезонефросе, селезенке у этих рыб доминировал процесс эритропоэза. У представителей костно-хрящевых рыб, которые являются проходными и пресноводными рыбами в про- и мезонефросе доля эритропоэза ниже в сравнении с лейкопоэзом. Представитель хрящевых рыб – скат – типичный обитатель дна, в отличие от воблы и осетровых ведет малоподвижный образ жизни, что отразилось на особенности гемопоэза: в мезонефросе и в селезенке у этих рыб доминирует лейкопоэз.
Применение кластерного анализа в оценке полученных результатов, подтвердило, что гемопоэтическая функция кроветворных органов у исследованных животных не равнозначна. Выделяются три крупных кластера, которые объединяют соответственно наземных позвоночных (ящерица и лягушка), сложно устроенный кластер, объединяющий примитивных рыб – скат и осетровые, в центре дерева кластеризации объединены головастик и костная рыба – вобла (рис. 8).
Рис. 8. Дерево кластеризации для случая Полная связь – Расстояние Чебышева.
Впервые чисто лимфоидным органом тимус становится у костистых рыб, в то время как у костно-хрящевых он является органом лимфомиелопоэза. Освоение земноводными воздушной среды приводило к неизбежным контактам вышедших на сушу животных с новыми, не известными ранее микроорганизмами, что простимулировало дальнейшее развитие иммунной системы (Галактионов В.Р., 2004). У этих животных чисто лимфоидными органами становятся гемопоэтическая ткань, ассоциированная с пищеварительным трактом, в то время как у исследованных рыб, эта ткань пока еще являлась лимфомиелоидной. Кроме того в дополнение к этим органам у них обнаружены скопления лимфоидной ткани в подкрыльцовой области, хотя морфология этих скоплений пока примитивная. Появившийся красный костный мозг исследованных амфибий является универсальным органом кроветворения. Доминируют в нем формирующиеся клетки эритропоэтического ряда. Селезенка земноводных также как у рыб – универсальный орган гемопоэза, но в отличие от рыб, здесь значительно сокращается эритропоэз. В личиночный период жизненного цикла амфибий локализация и качественный состав гемопоэтических очагов во многом схож с организацией этих образований у рыб. В первую очередь это относится к почкам, т.к. у головастиков лягушек нами были выявлены в межканальцевой ткани скопления клеток крови тех же рядов что и у рыб. Также как и у личинок рыб (Ложниченко О.В., 2007), у личинок земноводных в печени осуществляется гемопоэз клеток крови эритро-, грануло- и агранулоцитопоэтического рядов. Локализация кроветворных органов у личинок и половозрелых особей земноводных различна, и меняется в процессе онтогенеза. У личинки наряду с развитием постоянных очагов кроветворения имеются временные личиночные очаги (мезонефрос, печень). Во время развития организма, в связи с потребностью в клетках крови, кроветворение начинается во временных очагах и перемещается в дефинитивные по мере формирования их микроокружения. Т.е. в классе амфибий локализация кроветворной ткани реорганизуется в рамках пути развития пройденного в филогенезе. При исследовании гемопоэтической функции органов кроветворения у пресмыкающихся, которые полностью перешли к наземной среде обитания, мы наблюдали дальнейшее ее усложнение. Заметно в сравнении с земноводными усложнилась организация тимуса, лимфатических узлов подкрыльцовой области. Селезёнка у исследованных представителей пресмыкающихся утратила функцию эритропоэза. У исследованных позвоночных животных, по мере усложнения их организации, отмечено уменьшение площади белой пульпы селезенки.
Таким образом, при сопоставлении гемопоэтических тканей у разных групп животных удается обнаружить как структурное сходство, так и различие у представителей разных классов животных, т.е. кроветворная система позвоночных развивается по общему плану, хотя роль и степень развития органов кроветворения могут сильно варьировать. Наличие сходных черт в организации этой ткани свидетельствует о том, что эволюционные преобразования тканей у разных животных происходят сходно, параллельно.
По А.А. Заварзину (1985), причиной направленности преобразования ткани в ходе эволюции животных является, во-первых, общая для данного типа тканей функциональная задача. Во-вторых, направленность эволюционных преобразований функционально-аналогичных тканей обуславливается общими закономерностями организации эокариотных клеток. На основе этих общих свойств и происходит у всех животных специализация клеток в направлении реализации той или иной конкретной функции. Но у всех организмов это направленное, закономерное преобразование тканей в сторону более совершенного осуществления ими специфических функций осуществляется разными, не тождественными путями.
Сопоставление функционально-аналогичных тканей и тканевых структур у исследованных животных позволило выявить и общие типовые признаки структурной организации гемопоэтической ткани и ее возможные варианты, что и было проделано в данной работе. Выявленная совокупность общих признаков организации данной ткани и ее модификаций у представителей класса рыб, земноводных, пресмыкающихся и составляет эволюционную динамику. По мнению А.А. Заварзина (1985), это обусловлено с одной стороны, особенностями общего плана строения организма животных, а с другой – отражают известную пластичность живой материи в реализации общих функциональных задач.
Выводы
1. У представителей костистых рыб, земноводных и пресмыкающихся места совместного эритропоэза, гранулоцитопоэза и агранулоцитопоэза сокращаются, а места самостоятельного лимфоцитопоэза – увеличиваются.
Так, эриропоэз, гранулоцитопоэз и агранулоцитопоэз у представителей костистых рыб наблюдается в селезенке, про- и мезонефросе, полостях челюстей, а лимфопоэз был обнаружен только в тимусе; у земноводных – эритропоэз, гранулоцитопоэз, агранулоцитопоэз, тромбоцитопоэз – в красном костном мозге и селезенке, лимфопоэз – в тимусе, стенках пищеварительного тракта, зачатках лимфатических узлов; у пресмыкающихся все форменные элементы крови образуются только в красном костном мозге, гранулоцитопоэз, агранулоцитопоэз, тромбоцитопоэз – в селезенке, лимфопоэз – в тимусе, стенках пищеварительного тракта, «лимфатических узлах».
2. От рыб к пресмыкающимся в селезенке отмечается уменьшение доли формирующихся клеток эритропоэтического ряда и увеличение клеток лимфоцитопоэтического ряда. Общее число формирующихся клеток эритропоэтического ряда в селезенке животных составляло от 34,0% - у представителей хрящевых до 14,7% - у земноводных; лимфоцитопоэтического ряда от 41,85% - у костистых рыб до 87,8% - у пресмыкающихся. В сравнительном ряду исследованных животных отмечено уменьшение площади белой пульпы селезенки (от 31,0% - у хрящевых рыб, до 15,0% - у пресмыкающихся).
3. У хрящевых и костно-хрящевых рыб очаги эритропоэза преимущественно сконцентрированы в селезенке, у костистых рыб – в головной и туловищной почках, у личинок земноводных – в печени, у половозрелых земноводных и пресмыкающихся – в красном костном мозге.
4. В тимусе представителей костистых рыб происходит только лимфоцитопоэз, как у представителей земноводных и пресмыкающихся, причем, количество плазматических клеток в строме железы у рыб составляет – 13,8%; у представителей земноводных – 15,0%; у представителей пресмыкающихся – 1,5%; сам тимус претерпевает заметные изменения: у представителей костистых рыб тимус имеет нечеткое деление паренхимы на мозговое и корковое вещество, но дольчатого строения не отмечено, у представителей земноводных и пресмыкающихся, кроме разделения железы на корковое и мозговое вещество, - выявлено ее дольчатое строение, наличие телец Гассаля определено во всех изучаемых классах животных.
5. Отмечена тенденция увеличения доли развивающихся клеток эритропоэтического ряда от рыб к пресмыкающимся и уменьшения доли развивающихся клеток лимфоцитопоэтического ряда: в полостях челюстных костей представителей костистых рыб образуется 21,3 % эритроцитов, 27,7% гранулоцитов, 49,5% агранулоцитов, 1,5% тромбоцитов; в красном костном мозге у представителей земноводных образуется 53,9% эритроцитов, 35,5% гранулоцитов, 9,7% агранулоцитов, 0,9% тромбоцитов; в красном костном мозге пресмыкающихся образуется 64,3% эритроцитов, 32,8% гранулоцитов, 3,74% - агранулоцитов, 0,6% - тромбоцитов.
6. Развитие лимфатической системы начинается с появления у представителей земноводных зачатков лимфатических узлов в подкрыльцовой области в которых еще не было четкого разделения на корковое и мозговое вещество; в этих зачатках дифференцировались лимфоциты: лимфобластов было в них - 7,52%, плазматических клеток было – 16,63%. У представителей пресмыкающихся были обнаружены достаточно развитые лимфатические узлы в подключичной области, там находилось 12,9% лимфобластов, 25,81% - плазматических клеток.
7. У представителей костистых рыб, земноводных и пресмыкающихся происходит как интраваскулярное, так и экстраваскулярное развитие форменных элементов крови: у представителей костистых рыб в периферической крови среди клеток красной крови бластные клетки составляли – 1,83%, среди клеток белой крови – 6,35%; у земноводных – 0,4%; 2,4%; у представителей пресмыкающихся – 1,5%; 6,6% соответственно.
8. Комплексный анализ системы кроветворных органов на уровне цито- и гисто- структуры доказывает эволюционное развитие этих органов в направлении морфологического прогресса.
Список работ, опубликованных по теме диссертации:
- Грушко, М.П. Гемопоэз у осетровых рыб / М.П. Грушко, О.В. Ложниченко, Н.Н. Федорова // Монография. - Астрахань: Изд-во «Триада», 2009. – 190с.
- Грушко, М.П. The condition of sturgeon sires body kidneys/ M.P. Grushko, N.N. Fyodorova // Science and technology: International journal of scientific articles - Atyrau, 2002. - P.158-160.
- Грушко, М.П. Морфо-физиологические особенности гемопоэза у осетровых (на примере половозрелых самок) / М.П. Грушко, Н.Н. Федорова // Эколого-физиологические проблемы адаптации: Материалы XI международного симпозиума. - Москва: Изд-во РУДН, 2003. - С. 144-145.
- Грушко, М.П. Особенности гемопоэза у осетровых / М.П. Грушко // Естественные науки. - Астрахань: Изд-во АГУ.- 2003г.- № 6. – С. 50-54.
- Грушко, М.П. Состояние кроветворных органов у половозрелых самок осетровых рыб / М.П. Грушко // Повышение эффективности использования водных биологических ресурсов мирового океана: Материалы международной научно-практической конференции. – Москва: Изд-во ВНИРО. -2005. – С.141-142.
- Грушко, М.П. Сердце как кроветворный орган производителей осетровых рыб / М.П. Грушко, Н.Н. Федорова // Естественные науки. - Астрахань: Изд-во АГУ. - 2005. - № 4 (13). – С. 40-42.
- Грушко, М.П. Гемопоэз у самок осетровых / М.П. Грушко, Н.Н. Федорова // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности.- 2005. - №2(12). – С.49-51.
- Грушко, М.П. Кроветворение в краниальном органе производителей осетровых рыб / М.П. Грушко // Вестник Астраханского государственного технического университета. – Астрахань: Изд-во АГТУ. - 2006. - 3(32). – С.141-145.
- Грушко, М.П. Состояние периферической крови у карповых рыб в нерестовый период / М.П. Грушко, Н.Н. Федорова // Актуальные проблемы современной науки. - Технические науки: Труды 2-го Международного форума. – Самара, 2006. – С.23-25.
- Грушко, М.П. Процесс кроветворения в сердце воблы (Rutilus rutilus caspicus) / М.П. Грушко, Н.Н. Федорова // Фундаментальные исследования в биологии и медицине: Сборник научных трудов. - Ставрополь: Изд-во СевКавГТУ, 2007.– Вып.2.- С.27-28.
- Грушко, М.П. Исследование морфологии мезонефроса Каспийской воблы Rutilus rutilus caspicus / М.П. Грушко, Н.Н.Федорова // Тепловодная аквакультура и биологическая продуктивность водоемов аридного климата: Материалы международного симпозиума. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2007. – C.454-455.
- Грушко, М.П. Особенности гемопоэза туловищной почки у Каспийской воблы (Rutilus rutilus caspicus) / М.П. Грушко // Вестник Астраханского государственного технического университета. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2007. - 3(38). - С.28-31.
- Грушко, М.П. Кроветворная функция сердца карповых рыб / М.П. Грушко, Н.Н. Федорова // Вестник Калмыцкого государственного университета. – Элиста: Изд-во Калмыцкого университета, 2007. - №3 - С.123-124.
- Грушко, М.П. Морфологическая характеристика селезенки каспийской воблы (Rutilus rutilus caspicus) / М.П. Грушко, Н.Н. Федорова // Фундаментальные исследования в биологии и медицине: Сборник научных трудов. – Ставрополь: Изд-во СевКавГТУ, 2007. - Вып.3. – С.198-201.
- Грушко, М.П. Некоторые кроветворные органы каспийской воблы / М.П. Грушко, Н.Н. Федорова // Современные проблемы физиологии и биохимии водных организмов: Материалы 2-ой научной конференции с участием стран СНГ. – Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007. – С. 47-48.
- Грушко, М.П. Особенности некоторых органов кроветворения каспийской воблы / М.П. Грушко, Н.Н. Федорова // Вестник Мордовского университета. – Саранск: Изд-во Мордовского ун-та, 2007. - №4 - С. 79-81.
- Грушко, М.П. Гематологическая характеристика каспийской воблы / М.П. Грушко, Н.Н. Федорова // III тысячелетие – новый мир: Труды Международного Форума по проблемам науки, техники и образования. – М.: Академия наук о Земле, 2007. - С.121-122.
- Грушко, М.П. Морфологические и функциональные особенности кроветворных органов каспийской воблы (Rutilus Rutilus Caspicus) в современных экологических условиях / М.П. Грушко, Н.Н. Федорова // Юг России: экология, развитие.- 2007. - №4. – С.59-63.
- Грушко, М.П. Особенности кроветворения в пищеварительном тракте костистых рыб / М.П. Грушко, Н.Н. Федорова // Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря и водоемов внутреннего стока Евразии: Материалы X Международной научной конференции, посвященной 450-летию Астрахани. – Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2008. – С. 64-65.
- Грушко, М.П. К вопросу о кроветворении у каспийской воблы / М.П. Грушко, Н.Н. Федорова // Человек и животные: Материалы IV Международной научно-практической конференции. - Астрахань: Изд. дом. Астраханский государственный университет, 2008. - С.134-135.
- Грушко, М.П. Морфологические особенности тимуса костистых рыб / М.П. Грушко, Н.Н. Федорова // Естественные науки, 2008. - №3 (24). – С. 59-61.
- Грушко, М.П. Морфо-функциональные особенности селезенки каспийской воблы (Rutilus rutilus caspicus) / М.П. Грушко, Н.Н. Федорова // Вестник Российского университета дружбы народов. - Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. – 2008. - № 4. - С. 77-79.
- Грушко, М.П. Особенности кроветворной функции селезенки озерной лягушки (Rana ridibunda) / М.П. Грушко, Н.Н. Федорова // Актуальные проблемы экологической физиологии, биохимии и генетики животных: Материалы II Международной науч. конф. – Саранск: Типография ООО «Мордовия-ЭКСПО», 2009. - С. 37-39.
- Грушко, М.П. Структурно-функциональные особенности тимуса лягушки (Rana ridibunda) / М.П. Грушко // Вестник Астраханского государственного технического университета. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2008.– 6 (47) – С. 224-225.
- Грушко, М.П. Особенности периферической крови озерной лягушки (Rana ridibunda) / М.П. Грушко, Н.Н. Федорова // «Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов» VI международная науч. -практическая конф. – Элиста: КалмГУ, 2009. – С. 92-93.
- Грушко, М.П. Особенности гемопоэза у воблы / М.П. Грушко // Вестник Астраханского государственного технического университета. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2009. – 1. - С.126-132.
- Грушко, М.П. Кроветворение в пищеварительной системе прыткой ящерицы (Lacerta agilis) / М.П. Грушко // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – Изд-во Самарского научного центра РАН, 2009. - Том 11. -№1(2) (27). - С.46-48.
- Грушко, М.П. Особенности некоторых кроветворных органов прыткой ящерицы (Lacerta agilis) / Грушко М.П. // Естественные науки: Журнал фундаментальных и прикладных исследований. - 2009. - №2 (27) – С. 108-113.
- Грушко, М.П. Морфофизиологические особенности строения тимуса озерной лягушки (Rana ridibunda) и прыткой ящерицы (Lacerta agilis) / М.П. Грушко // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. – 2009. - № 3.- С. 29-33.
- Грушко, М.П. Сравнительная характеристика гемопоэтических органов воблы (Rutilus rutilus caspicus) и озерной лягушки (Rana ridibunda) / М.П. Грушко // Экологические проблемы и социально-экологические аспекты обустройства и развития территорий Российской Федерации. – М.: Изд-во «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук», 2009. - С. 135-139.
- Грушко, М.П. Красный костный мозг озерной лягушки (Rana Ridibunda) и прыткой ящерицы (Lacerta agilis) / М.П. Грушко // Морфология. – 2010. - №1. – С. 50-65.
Примечание – выделены работы, опубликованные в журналах, рекомендованных ВАК.
