Морфологические показатели селезёнки ящерицы зелёной и их использование в биомониторинге окружающей среды

№89-1,

биологические науки

Для проведения биомониторинга нами были использованы в качестве биоиндикаторов морфометрические показатели селезёнки ящерицы зелёной. Среди изученных характеристик относительная масса селезёнки, относительная площадь белой и красной пульп, опорно-сократительного аппарата, диаметры лимфоидных фолликулов и периартериальных лимфоидных влагалищ, а также лимфоидный коэффициент и соотношения между ними.

Похожие материалы

Вступление

Рептилии имеют уникальные физиологичные свойства организма. Они являются единственными эктотермными амниотами и занимают центральное положение в филогенезе позвоночных животных. Пресмыкающиеся принимают участие в биотических цепях, круговороту веществ и в энергетическом балансе экосистемы [3]. Однако иммунная система этих животных изучена недостаточно и является предметом научных исследований. Для сохранения разнообразия животного мира особенное значение имеют комплексные эколого-биологические исследования на популяционном, видовом и экосистемном уровнях в разных естественных зонах, регионах. Поэтому вопрос об особенностях и закономерностях структурно-функционального состояния морфологических параметров организма рептилий один из наиболее актуальных среди проблем биологической науки [6] и имеет фундаментальное значение для иммуноморфологии. Также рептилии являются объектом широкого спектра экологических исследований и используются в биологической индикации окружающей среды [2], а в качестве биомаркеров выступают морфологические показатели, в частности, относительная масса (ОМ) органов [6, 7].

У рептилий, к которым принадлежит ящерица зелёная, периферическим органом кроветворения и иммунной защиты является селезёнка, они способны как к клеточному, так и к гуморальному иммунному ответу [5].

Целью исследования было проведение гистоморфометрической оценки морфологических структур селезёнки ящерицы зелёной на основе диагностических возможностей морфологических и морфометрических показателей с последующим использованием показателей в биомониторинге окружающей среды.

Объекты и методы исследования

Выполненное исследование является частью научной тематики кафедры анатомии и гистологии факультета ветеринарной медицины Житомирского национального агроэкологического университета «Развитие, морфология и гистохимия органов животных в норме и при патологии» № государственной регистрации 0113V000900.

Для исследования осуществляли отбор селезёнки половозрелых ящериц зелёных (Lacerta viridis L.) на территории Житомирского района возрастом 23-25 месяцев, обоего пола в фазе морфофункциональной зрелости органа общим количеством 36 особей. Определяли абсолютную, ОМ органа. Кусочки материала фиксировали в 10-12 % охлажденном растворе нейтрального формалина, заливали в парафин. Парафиновые срезы изготовляли на санном микротоме МС-2, толщиной не больше 6 мкм. Для изучения морфологии клеток и тканей при световой микроскопии применяли окрашивание гистопрепаратов гематоксилином и эозином, азуром и за методами Браше, Ван-Гизон [4]. Морфометрические исследования осуществляли с помощью программы «Master of Morphology». Количественные показатели обрабатывали с помощью программы «Statistic 6.0». Лимфоидный коэффициент (ЛК) рассчитывали как отношение величин диаметра лимфоидного фолликула (ЛФ) к ширине периартериального лимфоидного влагалища (ПАЛП) [1].

Вся экспериментальная часть исследования была проведена согласно требованиям международных принципов «Европейской конвенции относительно защиты позвоночных животных, которые используются в эксперименте и других научных целях» (Страсбург, 1986 г.) и соответствующего Закона Украины «О защите животных от жестокого поведения» (№ 3447-IV от 21.02.2006 г., г. Киев).

Результаты исследований

Селезёнка ящерицы зеленой была удлинённо-элипсовидной формы, чаще всего с одним заострённым концом, темно-красного цвета. Абсолютная масса селезёнки составляла 0,0168±0,0059 грамм, относительная — 0,099±0,021 %.

Строма селезёнки ящерицы зелёной образована капсулой и трабекулами. Внешне селезёнка покрыта серозной оболочкой, которая срослась с капсулой. Толщина капсулы селезёнки ящерицы составляла 11,04±3,30 мкм.

Относительная площадь опорно-сократительного аппарата согласно морфометрических исследований составляла 5,21±1,47 %. При этом наибольшую часть его занимала капсула (85,61 %) и только 14,39 % составил трабекулярный аппарат.

Основой пульпы селезенки является ретикулярная строма, которая состоит из фибробластов, макрофагов, коллагеновых и эластичных волокон. Пульпа различалась красная (КП) и белая (БП). Однако чёткого раздела между ними у ящериц нет. Участки БП отличались более шильним расположением клеток, которые концентрировались вокруг артериол и образовывали ПАЛП в виде тяжей вокруг сосудов. ЛФ выделялись в виде скопления клеток округлой формы, светлый центр отсутствует, имеется периартериальная зона (рис. 1). Диаметр ЛФ составлял 88,65±10,75 мкм, ширина ПАЛП — 48,14±24,00 мкм. Среди клеток обнаружены лейкоциты гранулоцитопоэтического и агранулоцитопоэтического рядов, тромбоцитопоэтического ряда. Основными формирующими клетками селезёнки ящерицы были клетки агранулоцитопоэтического ряда. Около 70 % формирующих клеток БП были лимфоциты и около 10 % из них плазматические клетки. Основные клетки располагались хаотически. Среди лимфоцитов дифференцировались лимфобласты, пролимфоциты и зрелые лимфоциты до 50 % поля зрения. Лимфобласты располагались небольшими группами из 3-6 клеток, наивысшая концентрация их отмечалась в переходной зоне между БП и КП. Строма КП содержит синусоидные капилляры, расположенные между селезёночными тяжами. В петлях ретикулярной ткани стромы располагалось большое количество эритроцитов, лейкоцитов. Среди лейкоцитов преобладали лимфоциты, кое-где встречались нейтрофилы, эозинофилы и базофилы. В КП находилось большое количество макрофагов. Встречались достаточно большие мегакариоциты диаметром до 45 мкм и 3-5 ядрами.

Фрагмент микроскопического строения селезёнки ящерицы зеленой: 1 — трабекула; 2 — красная пульпа; 3 — лимфоидный фолликул. Гематоксилин и эозин. 280.
Рисунок 1. Фрагмент микроскопического строения селезёнки ящерицы зеленой: 1 — трабекула; 2 — красная пульпа; 3 — лимфоидный фолликул. Гематоксилин и эозин. 280.

Лимфоидная ткань также располагалась диффузно в подкапсулярной зоне селезёнки. Согласно морфометрических исследований БП занимала 13,36±1,80 % относительной площади селезёнки. Соотношение БП:КП составляло 1:5,99, соотношение опорно-сократительного аппарата к пульпе — 1:18,19. ЛК=1,84.

В пульпе органа часто оказывались многочисленные сосуды, заполненные форменными элементами крови. Последние в ретикулярной ткани селезёнки имели хаотическое расположение и находились на разных степенях зрелости. Зрелые клетки часто находились одиночно и небольшими группами из 2-3 клеток. Относительная часть сосудов составляла 3,13±0,92 %. Их длина иногда достигала 115 мкм, ширина — 42,5 мкм, диаметр — 17,5 мкм, в среднем эти параметры составляли 50,83±30,17 мкм, 24,17±9,97 мкм, 8,75±4,27 мкм соответственно. Для пульпы характерные одиночные пигментные клетки, количество которых увеличивается в летний период.

Выводы

  1. В качестве макроскопических биомаркеров целесообразно использовать абсолютную и относительную массы, показатели которых составляют соответственно 0,0168±0,0059 грамм и 0,099±0,021 %.
  2. В качестве биомаркеров выступают относительные площади основных структурных компонентов: красной, белой пульп и опорно-сократительного аппарата, которые равняются 81,43±7,05 %, 13,36±1,80 %, 5,21±1,47 % соответственно и соотношение между ними. Соотношение относительных площадей опорно-сократительного аппарата и паренхимы равняется 1:18,19, белой пульпы к красной — 1:5,99. Лимфоидный коэффициент равнялся 1,84.

Перспективы последующих исследований

Последующие исследования планируем направлять на изучение морфометрических особенностей селезёнки ящерицы зелёной из разных территорий Житомирской области для определения и разработки биомаркеров, которые будут использоваться для мониторинга антропогенного влияния на биосистемы.

Список литературы

  1. Волков В. П. Новый алгоритм морфометрической оценки функциональной иммуноморфологии селезёнки. Universum: Медицина и фармакология. – 2015. – № 5-6 (18). URL: http://7universum.com/ru/med/archive/item/2341.
  2. Гассо В.Я. Еколого-біохімічні особливості взаємодії прудкої ящірки (Lacerta agilis L.) з техногенним середовищем в умовах степового Придніпров’я : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня к. біол. наук : спец. 03.00.16 “Екологія” / В.Я. Гассо // Дніпропетровськ, 1998. – 18 с.
  3. Гассо В.Я. До ролі плазунів у формуванні та збереженні первинної продукції в лісових екосистемах степового Придніпров’я / В.Я. Гассо// Питання степового лісознавства та лісової рекультивації земель. – 2014. – Випуск 43. – С. 128-132.
  4. Горальський Л. П. Основи гістологічної техніки і морфофункціональні методи досліджень у нормі та при патології: навч. посібник / Горальський Л. П., Хомич В. Т., Кононський О. І. – Житомир: Полісся, 2005. – 288 с.
  5. Желанкин Р.В. Стимуляция и коррекция иммунитета рептилий при содержании их в неволе / Р.В. Желанкин // Межведомственный сборник научных и научно-методических трудов «Проблемы аквакультуры». – М., 2011. – Вып. 5. – С. 38-45.
  6. Мананникова М.Н. Морфофункциональная характеристика прыткой ящерицы (Lacerta agilis L., 1758) южного Приуралья (Оренбургская область) / М.Н. Мананникова. – Учёные записки Казанского ун-та. Естественные науки. – 2015. – Т. 157, кн. 1. – С. 103-113.
  7. Николаев В.Ю. Иммуногематологические характеристики амфибий и рептилий верхнего и среднего Поволжья в аутэкологическом аспекте : автореф. дисс. на соискание науч. степени канд. биол. наук : спец. 03.02.08 “Экология” / В.Ю. Николаев. – Нижний Новгород, 2016. – 18 с.