Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Роль энтеральной части метасимпатической нервной системы в организации реакции кишки рыб на токсические воздействия

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Роль энтеральной части метасимпатической нервной системы в организации реакции кишки рыб на токсические воздействия"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

?Г5 ОД

Г ЛИВ 19Г-5 //а правах рукописи

РЯБУХИ НЛ Елена Валериевна

РОЛЬ ЭНТЕРАЛЬНОИ ЧАСТИ МЕТАСИМПАТИЧЕСКОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ В ОРГАНИЗАЦИИ РЕАКЦИИ КИШКИ РЫБ НА ТОКСИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

03.00.13 — физиология человека и животных

Автореферат диссертации на соискание ученой стенепи кандидата биологических паук

Санкт-Петербург 1994

Работа выполнена на кафедре физиологии человека и животных Санкт-Петербургского государственного университета и на кафедре физиологии человека и животных Ярославского государственного университета.

Научный руководитель:

доктор биологических наук В. Г. Сколичев.

Н а у ч н ы й к о н с у л ь т а н т:

>:лен-корр?спондснт РАН, академик РАЕН,

доктор биологических наук, профессор А. Д. Ноздрлчев.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Н. II. Иезуитов а,

кандидат биологических наук Р. И. Ко па лен,ко.

Ведущее учреждение: Государственный иаучпо-нссЛедонатело-"ский институт озерного и речного рыбного хозяйства.

■защита состоится «/Л 1995 года и ча-

сов на заседании специализированного совета К 063.57.09 по присуждению ученой степени кандидата биологических наук в Санкт-Петербургском государственном университете.

Адрес 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9.

Автореферат разослан «./1995 г.

С диссертацией .можно ознакомиться в научной библиотеке университета.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат биологических наук

А. Г. Марков,

ОЯЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность те:«. В последние годы благо." -ря усовершенствованию методов изучения пищеварения у рыб был выполнен значительный объем морфологических и экологических исследования, уточнены спектр и свойства пищеварительных ферментов, выявлены особенности мембранного пищеварения. Появились такте работы, посвященные иейрогуморальной регуляции пищеварения у низших позвоночных животных (Яржомбек А. А.. 1986: ШпарковсюШ И. Л.. 1936. 1992; Кузьмина В.В.. 1992; Holmgrens.. Grove D.J.. Fletcher D.J.. 1983;.

Усилившееся антропогенное воздействие на окружающую среду обусловливает необходимость изучения адаптационных возможностей организма животных, в том числе и рыб. к влиянию различных экстремальных факторов. а основании анализа многочисленных экспериментальных данных показано, что токсические вещества различной химической структуры затрагивают на начальных о\ ах интоксикации специфические звенья метаболизма (Кузьмина В. В. и др.. 1990). ■ .

В связи с этим следует особо подчеркнуть роль энтсралчо: о отдела метасимпатической нервной системы (МНС), и.посредственно участвующей в поддержании органного и системного гомеостаза, а также в числе первых воспринимающей воздействие среды. В условиях стрессорного воздействия именно метасимпатическая нервная система берет на себя задачу восстановления и поддержания гомеопатического равновесия, нарушенного в результате максимального напряжения деятельности органов и систем для защиты организма (Гнетов A.B.. 1979: Ноздрачев Л. Л.. 1980. 1983. 1904, 1987, 1992; Качалов Ю.П.. 1980; Климов П. К. л др!, 1991).

Учитывая важность и значимость указанных аспектов и плане понимания роли метасимпатической нервной системы в реализации адаптационных механизмов стала очевидной необходимость изучения принципов организации нервно-клеточных ансамблей (модулей) и Форм их взаимодействия о ■ зффекторными образованиями слизистой оболочки кишечника pro при воздействии на организм различных факторов среда.

Цель и задачи исследования. Важнейшим элементом оценки физиологического состояния рыб в условиях интенсивного рыбоводства

является определение показателей, характеризующих способность структур желудочно-кишечного тракта противостоять изменен:;» внешних условий обитания.

Исходя кз этого, основной целью настоящего исследования явилось выяснение степени участия структур функционального модуля энтеральноА части метасимпатической нэршюй системы в восприятии процессов, происходящих в полости пищеварительного канала. Кроме того, мы пытались выяснить, какую роль играют структуры этого модуля, , асположенные непосредственно в пределах эпителия, в организации ответных реакций кишки на неадекватные раздражители, такие как сульфатный лигнин, являющийся основным компонентом сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий.

В соответствии с целью работы были поставлены дледущие задачи:

1. На основании данных сканирующей электронной микроскопии конкретизировать изменения структуры апикальной поверхности 2н-тероцитов и их связи в зг гелиальном пласте при хроническом воздействии на осетров сульфатного лигнина.

2. Используя гистохимические методы, установить локализации фермента холинэстеразы в структурах 'гонкой кишки оевгроь я Карпов в нормальных условиях и при опосредованном воздействий токсических ьеществ. , ■ , . ■ .

3. В условиях модельного эксперимента определить шзношке цитофнзиологические реакции эпителиальных структур нелудочно-ia:-иечного тракта на химические стимулы.

4. Используя комплексную оценку морфо-функциональных изменений компонентов слизистой оболочки тонкой кишки, выявить реакцию эпителиальных структур й бокаловидных клетрк на непосредственное воздействие токсических веществ.

5. Определить возможные пути транеэпителиа-.ьной передачи химической информации при избирательной воздействии на ипразпн-телиалыше и интрамуральше холинергические структуры, используя специальную оценку секреторной и "ранспортаой функць. киски. -

Научная новизна работц.

1. Впервые рассмотрена особенности структурно-функциональной организации энтералыюй частя метасимпатической нервной сис-

теш у низких позвоночных <костно-хрящевых и костистых рыб).

2. Впервые с помощь® энзиыогисгохимических исследования выявлены в составе эпителиального пласта клеточные элементы, обладающие высокой активностью холинэстеразы. Обнаружено, что при токсическом воздействии Ферментативная активность холинэстеразы возрастает.

3. В ходе интоксикации сульфатам лигнином впервые обнару- . жены нарушения рельефа апикальной клеточной поверхности эпителия ютечника рыб и дозозависимое увеличение десквамации эпителиальных клеток.

4. Впервые рассмотрены особенности реаюг г кишечного эпителия на интра- и экстраэнтеральное воздействие токсикантов, а такзке холинолитиков и холиномиметиков.

5. Предложена схема организации реакции кишечного тракта на экстремальное воздействие, включающая первичные рецепторные элемента эпителиального пласта и функциональные нод^-и метасимпати-ческой нервной системы.

!!зучно-тсоратачоскпя значимость и практическая ценность. В работе рассмотрен .принципиально важный в теоретическом плане вопрос - выявлена функциональная организация первг"но-рецег ор-¡гаго звена энтералыгоП части метасимпатической нервной системы и его взаимосвязь с нейронам.!! подслизистого и межмышечного нервных сплетений.

Поступление питательных веществ у водных животных связано с опасностью проникновения во внутреннюю среду токсических веществ, попаданиях в водоемы в результате промышленных сбросов и накапливающихся в иловых отложениях. В работе представлено цито-Физиологическое обоснование методов экспресс-диагностики токсических воздействия на организм рыб. необходимых при проведении эколого-токсикологаческого мониторинга.

Структура н с5гси работа. Диссертации состоит из введения, обзора литературы. 5 глав, содержащих описание материала и методов исследования, результаты исследования и их обсуждение, общего заключения и выводов. Работа содержит 178 стр. машинописного текста, из которых 14 стр. занимают рисунки и таблицы, 30 стр. -список литературы, включающий 174 работы отечественных и 109 -

зарубежных авторов.

Апробация работы. Основные материалы диссертации были представлены на: областной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов ¡Ярославль, 1990); Международном семинаре "Сенссрная морфофизиология морских рыб" (Дальние Зеленцы Мурманской области. 1992); VIII научной конференции по экологической физиологии и биохимик рыб (Петрозаводск, 1992); XVII научной кон<£ерер"чи Ярославского государственного университета (Ярославль, 19^3); III Симпозиуме по экологической биохимии рыб (Кара-Дагское отделение ИнБЮМ, 1994).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.

1 МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

В исследовании использовались представители низших позвоночных животных - костистые и костно-хрящевые рыбы. Для работы отбирали годовиков осетра венского. . пресноводной формы осетра сибирского (Aclpenser faerl) и карпа чешуйчатого (Clprlnus carpió), выращенных в Волгореченском товарно-рыбоводном хозяйстве (Костромская область).

Метод ч.а проведения токсикологического эксперимента. Для проведения токсикологического исследования использовали методические рекомендации Главрабвода Минрыбхоза СССР по установлению ПДК веществ в воде рыбохозяйс.твенных водоемов ( 1986, 1989). Рыб содержали в аквариумах ексостьв 40 литров с постоянной аэрацией и фильтрациеи воды. Перед началом эксперимента животных адаптировали в течем' 10 - 12 суток. Исследовали две концентрации сульфатного лигнина - 2,5 и 10,0 мг/л, выделенного их сточных вод Байкальского целлюлозно-бумажного комбината. Продолжительность хронического эксперимента 30 суток.

Приготовление Препаратов для эдектрокио-иикроскотческого исследования. Животных обездвиживали, разрушая спинной мозг пре-пар вальной иглой, Вскрывали брюцг ю полость, извлекали желудочно-кишечный тракт. Фрагмент проксимального отдела тонкой кишки длиной 10 мм. которую разрезали вдоль и расправляли на подложке слизистой оболочкой наруку. Препараты фиксировали.в 1,5 я-ном

растворе глютаральдегнда на 0.1 М фосфатной буфере при pil 7,4 в течение 90 минут при комнатной температуре и дегидратировал;! в спиртах возрастающей концентрации. Сушку осуществляла методом перехода критической точки С0Й в аппарате НСР - 2 "Hitachi". Затем образцы напыляли золотом в ионном наыттеле я изучали в сканирующем электронном микроскопе "Hitachi" - Н-300.

Приготовление препаратов для изучения механической стойкое- , та эпителия тонкой -гаио», Фрагменты проксимального отдела тонкой кишки длиной около 10 км разрезали вдоль и расправляли на предметном стекле слизистой оболочкой наружу. Препарат осторожно накрывали обезжиренным предметным стеклом на ' 2 секунды и на стекле получали отпечаток слизи, покрывающей эпителий. Отпечаток фиксировали парами 10 %~пого раствора формалина в течение 15 минут, промывали и окраипвали гематоксилином по Гейденгайну. Окрашенный мазок обезвоживал;! в спиртах возрастающей концентрации. Клетки подсчитывали в 10 полях зрения при увели«' чин х 600.

Приготовлена препаратов для установления локализации холи-изетеразы ей структурам тонной кипхи риб. В работе использовали интактаых осетров н карпов, а также осетров, находящихся в течение 30 суток под воздействием растворов сульфаг го лигт л с концентрацией 2,5 и 10,0 мг/л. Распределение фермента холинэсте-разы изучали тиоходиновын методом Карновского-Рутс (Karnovsky М.G.; Roots L.А.. -1964) на нефиксированных тотальных препаратах проксимального участка тонкой кишки, а также на отпечатках слизи. покрывающей эпителий.

Методика проведения модельных окспсриментоп по выявлекнп цнтофнзнологическил peaxusifi структур tcr.ncii мкка осетров на яз-мензияе условий среды. Моделирование патофизиологических реакций проводили на изолированных из организма фрагментах проксимального отдела тонкой кишки длиной Ю мм. Освобожденные от содержимого отрезки кишечной трубки обсушивали - на беззольных фильтрах, взвешивали и помещали в кюветы объемом 1.5 мл. где в кишечную трубку вводили 0, 3-0,4 мл раствора., Для -яньекций использовали растворы следующего состава: раствор Рингера, сульфатный лигнин (2,5 и 10,0 мг/л), приготовленный на растворе Рингера, аквариумная вода, сульфатный лигнин (2,5 и 10,0 мг/д),. приготовленный на

аквариумной воде. Кюветы заполняли аналогичными введеннш внутрь кишки растворами. Одну серию эксперимента проводили на гашгачных Фрагментах, похеренных во влааиув 'камеру без парфузированзш какими-либо растворами (т.е. ' штактныхЬ Время экспозиции составляло 240 минут при температуре окруаав^ей.среда 15 - 10 °С. Для ошвлошш вьшиеаий состояния кишки во .время 'инкубации . предварительно обсушенные фрагменты юшш--азвшшши наадаё 15 минут в течение первого часа, и ¡¿ахдаэ 80 мшут в течение ' послздувсргс часов. , ' . • , '•

Кетоду опрвдел81Ш1 Фдещвоиавького соатйиш схршщ «ш-телиалытго е,поя тонкой шшш риЗ. Для гистологического ШШИЗа использовали чрагызнты тонкой ¡аника оезтров, кккублревашшз в течение 240 минут' б растворе ршгера п. в • раствораЗс .сульфатного лигнина (2.5 и 10,0 яг/л), приготовление нз растаорэ Рихтера. На препаратах слредалдш ьаооту ашгелиальпого слоя складок слизистой оболочка, количество бокаловцдиих.'клеток па складке и. объем мукоцитов, который р считывали по'Сорила эллипсоида вращения. ' ■ ,

Метода нэучешг. .ргшода иза при •кг.б}фа?&льно21 евздойсхйд химических веществ на интрзэмггешилдаш и шгтрггедшадше хся?-норгичсские структуры, полирований участок юиз'ЕГОй трубив длиной 15 ми очищали, от сод ртчого и взвешивала. на.концы 1ш-кочней трубки накладывали лигатуру и производи® ее перфузию растворами постоянной тетаьрятуры а опродолкисго состава да кандой серии ¿катериизнтов, после этого затягивали лигатуры И/ взвешивали кишечньй мешочек. Следутадай этап работы заключался в ■ определений веса ."«¡печного мешочка после экспозиции в-инкубационной среде также различного состава для каждой серии опытов.' Бремя экспозиции составляло 120 кинут. Объем инкубационной смеси равнялся 30 мл. После снятия лигатур и освобождена, кишки от содержимого, производилось повторное взвешивание1 кишечной трубки, в контрольных опытах для перфузии к' инкубирования служи раствор Ринг^а для рыб (Проссер П., Браг Ф.. 1967). В друг...с экспериментах применяли растворы атропина (0,1 иг/кг) и прозерина (О,1 мг/кг), а такав токсическое вещество сульфатный лигнин в 'кон- . центрациях 2.5 и 10.0 мг/л, приготовленных на растворе Рннгера.

В работе представлено 25 серий опытов.

Весь экспериментальный матерюл обработан с применением методов вариационной статистики на IBM PC XT/AT.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. ЦИТ0ФИЗИ0Л0ГМЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТОКСИН«!-.

TOB НА ЗПИТШАШШЕ СТРУКТУРЫ КШИ ОСЕТРОВ.

Исследование слизистой оболочки мшки интастных осетров с пригененгем сканирующей электронной микроскопии показало, чго апикальная поверхность эпителиальных клеток г чсет многочисленные Мйкроворсинки. имеющие вид острого конуса с'диаметром 0,2 игл з основании и 0,03 нкм у вершина. Высота микроворсииок в среднем составляет 2-3 икм. Обращает внимание также правильное, равно. мерное распределение никроворсинок с промежутком порядка 0,50.7 мкн неаду ними. Сравнительно небольетя час-" клеточной по. верхностп, свободная от микроворсинок, обнаруживает значителмыз инвагинации, что являр^ся свидетельством.эндоцитоза. Для интакт-. них препаратов тонкой кшжн характерно также наличие небольшого количества грзнул слизи различных размеров, хаогг но рззбг санных по поверхности эпителия..

' На препаратах, полученных после воздействия на осетров сульфатного лигнина в концентрации 2,5 мг/л а течение 30 суток, обнаруживайся .существенные! изменения структурной организации эпителиального пласта. Правде всего отмечается некоторое набухание'' складок эпителия и. отдельных, эпителиоцитов. вследствие чего ■ происходят оконтуривакие клеток, весьма характерный является утолщение микроворсинок (диаметр до 0 5 нкм), их слипание с об~ '.. разованнем плотных прядей, ' расположенных параллельно апикальной поверхности энтероцита ■. Наряду с этим отдельные участки слизистой оболочки покрыты мойными наслоениями слизи.

Белее значительные деструктивный изменения эпителиального пласта тонкой кишки обнаруживаются при действии сульфатного лигнина в концентрации Ю.о'нг/л. На участках эпителия, свободных ■ от слизи, можно видеть, как эгштелиоцити разъединяются с образе • ванием межклеточных щелей, а на иэсте межклеточных контактов об-

- -ь

разуются тонкие тяни. Никроворсинчатый аппарат апикальной поверхности эпителиоцитов практически отсутствует или образует, губчатую структуру из деформированных микроворсинок. Вместе с тем на открытой поверхности эпителиоцитов отсутствуют инвагинации.

Оценивая тяжесть патологических изменений структуры эпителиоцитов и эпителиального пласта в целом, можно- говорить о нарушении ке только стромы микроворсинок, но и разрушении межклеточных контактов е героцитов. что. вероятно, приводит к потере «е-ханической прочности эпителиального пласта.

В связи с этим, степень нарушения механической прочнеет/ эпителия мы оценивали по изменению соотношения "мертвых" (закон• чивиих свой жизненный цикл) и "живых" (имеющих ядро_ и неповрей* денную клеточную оболочку) знтероцитов в слое слизи, покрываю^ эпителий.

Анализируя полученные таким образом данные, следует отметить, что на препаратах гчастков кишки интакткых осетров количество "мертвых" знтероцитов соответствовало 96.5 % от ■ общего количества слущюгкхся клеток, тогда как количество "»¡внх" эпителиоцитов составило всего 3,5 %.

При воздействии токсического вещесть- установлено дозозази-симое увеж.-гение деаквакацг' "швах", сохранивших тинкториальные свойства, клеток. Так, в концентрации сульфатного лигнина 2,5 мг/л их количество составило 27,1 %. а в концзнтрацнп 10.0 мг/л - 64,0 %.

На основании этих данных можно предположить, что при воздействии химических факторов, подобных раствору сульфатного лигнина. деградация .¡икроеорспнчатого аппарата у большинства знтероцитов связана, вероятно, с веська существенным истощением ци-тоскелета кикроворсинок. а 'воьмоано, и самих эгаг. диальных кле ток. что приводит к разрыву кеииеточных контактов к экст;узиа энтероцитов из эпителиального пласта.

■ Энзнкогистохшшеский анализ отлаазаиЗ слизи. окршающей элит и'лиалькый пласт, при еыоокоЗ степени иктоксикаэди сульфатный лигнином показал наличие в «ей фермента холвизстеразы. что позволило предполагать об интенсификации хал:шергнческих механизмов

при действии на организм неблагоприятных факторов. Это, очевидно, вытекает из того, что в формировании функциональной топографии тонкой кишка ведуэду» роль играют инграчуралышс нервные взаимодействия, обусловленные деятельностью холинергического, адре-нергического' и других медисторких механизмов (Нсздрачев А.Д.. 1984. 1987, 1992; Кулик В. П., Максименкова А.Н., Тимофеева Н. М.. Иезуитова Н.Н.. 1986; Johnson L.R.. 1987; Lundgren 0., 1988).

2. ЛОКАЛИЗАЦИЯ ХОЛШЭСТЕРАЗЫ В СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКЕ ТОНКОЙ КИККИ ОСЕТРОВ В НОРМЕ И ПРИ ТОКСИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ. Состояние холинергической системы кишки оценивалось гнсто-хишчёски, с использованием модифицированного метода Карновско-го~Рутс для тотальных препаратов.

В пределах слизистой оболочки, тонкой кишки осетров обнаружена маркированная продуктом гистохимической реакции двуслойная сеть нервных волокон. В поверхностной сети -преобладали тонкие волокна, идущие в составе волокнистых тяжей, расположенных в соответствии с топографией складок кишечной стенки. Полиморфные яЧейки более глубокой сети представлены аофппй пушш-п волокон ■различного направления, образующий! "древовидную" структуру. Анализ литературнь1 данных и подученные нами результата даст основание полагать, что выявляющееся на препаратах поверхностное сплетение двуслойной сета относится к группе проводников, иннер-вирующих эпителий, образузтдх мезсслшстое сплетение в основании кишечных к'елез н, эьтероцитсв. Более. глубокое сплетение периодически образует узловые структуры овальной i звездчатой формы я относится, по нашему мнения, зс подслизистому сплзтгниэ.

В центре звездчатых узлов нами обнаружены немногочисленные клетки овальной и грушевидной формы, отростки. которых вхздят в состав меяуэловых тяжей. По расположению и форме клеток есть основание полагать, что они относятся к кхеткаи II типа "огеля. Эта клетки расположены диффузао и не . обтаружяеаот о^ормлегьгых ганглиснарных структур -

В I. ¿делах зпителля интакгпой шпаки гистохичкчестаыи методами нами также выявлены особые кдеточшз йлементи, обдлдавиргэ высокой активностью холшэстеразы. Эти клетки ismskt характерное'

строение и располонены одиночно или небольшими скоплениями бок-руг неокрашенных продуктами реакции энтероцитов. При хронической воздействии на осетров сульфатного лигнина количество таких клеток и интенсивность окраски их пигментом Хэтчатта- значительно возрастает.

Способность этих клэток оперативно реагировать на кзмекекае состава среды, позволила над сделать предловошше о том, что с эпителии рыб присутствуют каким-либо образом органвззшаш сиз--циализированнне функциональные системы клеток, виполвдвдях пзр-вичную рецепторно-регуляторнуи функшш, . реалйзушщх трансзште-лиальную передачу сигналов из полости пищеварительного тракта, а также" содержащих кроне известных физиолошчески активных веществ, классический передатчик - ацетилхолин, что и подгверсда-ется высокой холинзстеразной активность® данных клеток. Аналогичные сведения имеются в литературе о наличии в эпителии рецея-торных клеток эндокринной природы с характерна! строением, контактирующих с помощью базальних отростков с другими клеткаш эпителия, в .том числе и с бокаловидными и окрашиваюадася нейрот-ропным красителем Метиленовыи синим (Пеззнер Р. А., 1976, 1978; Балашов И.В., 1992; Fujlta Т., Kobayashl S.. 1981).

Анализируя полученные в хронических экспериментах результаты, ыы можем констатировать, что при действии ка организм раб токсического агента наблюдаются многочисленные функциональные перестройки в системе эпителиальных структур, при которых отчетливо меняется активность холинэстеразы, и являющиеся следствие!.; нарушения транспортных и метаболических процессов слизистой 'оболочки тонкой кийки. При этом, все наблюдаемые явления, вероятно,. обусловлены реализацией эффекта.химичес..лч) раздражителя, (токсиканта) посредством нервных элементов кишечника и в первую очередь его холинергического звена.

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЦИТОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ ВОЗДЕЙСТВИЙ . ' ТОКСИКАНТОВ В УСЛОВИЯХ ID VITRO.

Для выявления роли интраиуральной нррвиой системы и связанных с ней ансамблей нервно-эндокринных эпителиальных клеток ШЭ- -ЭК) в организации указанных адаптационных перестроек' проведена

серия модельных экспериментов в условиях In vitro л изолированных из организма фрагментах тонкой кишки осетров. Такой подход к анализу отботной решздга органа или ткани на стрессорные воздействия, дае? возможность исключить множество эффективно действующих мехатшзмоз обратной связи, существувщих в целом организма. Кроме.того, наличие гидратации слизистой оболочки при дейс-ТВШ1 сульфатного лшгшта на организм раб In vivo, позволило нам использовать весовую характеристику ткани кишэчной трубки, как ¡шдакатар клеточного и интерстицнального отека, а также как свидетельство интошшщгл. Ш исследовали изменение веса кишечной трубки во Бремя 240-Ш1утпой экспозиции, при которой обеспечивался. непссредстЁеппи"! контакт мукозпсй и серозной поверхностей й!шкй с разшгашки mr -/бациотши средами.

Все срзды, в основе катарах был использован раствор Рингз-рз, Еыгпзалп плавное уменьшение ееса кивечнся трубки в течение зкепоепщш. Яри этом, в растворе Рннгера к концу эксперимента 'емвзкио веса игаачлого фрагмента Сило аналогично изкенегаго веса иитахтной кишки, что подтверждает изотоничность раствора Рннге-ря". ПаденгЗ' noca Bd экспозиции, как ¡и полагаем, являлось, вероятнеэ всего, ' следствием утрат« тканью кивки части метаболитов :í сяпиения сод*.. .шшя осмотически активных веществ, то есть связано с изоляцией ткани из организма'.

Растворы сульфатного лигнина; в концентрации 2,5 и 10,0 мг/л вызывали достоверное епшенив транспортных процессов в кишечном эпителии, что проявлялось в некоторой гадратации слизистой оболочки -

Реакция кишечной стенки а случае гтосгагццш препаратов в аквариумной водз пряНо противоположна, инкубации их в растворе Frairepa. Аквариумная зода, являющаяся гипотоническим раствором для TitaiHi кишки, вызывала ее значительный отек, а раотворы лигнина, приготовленные па аквариумной воде, стимулировали гипер-гидратацип слизистой оболочки уже с первых минут контакта с тканью. Таким образом, т помощью модель ¡-ж экспериментов показана возможность, воспроизведения•воздействия на' организм неадекватных факторов-среда в условиях'переживающей культуры Фрагментов тонкой кишки.

4. АНАЛИЗ СЕКРЕЦИИ ИУКОПОЛИСАХАРИДОВ БОКАЛОВИДНЫМИ КЛЕТКАМИ ЭПИТЕЛИЯ ТОНКОЙ КИШИ РЬБ.

Объектом исследования при решил этого вопроса явилось функциональное состояние бокаловидных клеток (мукоцитов), а также эпителиального пласта в целом в условиях непосредственного воздействия сульфитного лигнина на слизистую оболочку кишки.

Установлено, что высота эпителиального слоя под действием , токсиканта значительно увеличивается по сравнению с контролен (инкубация в растворе Рингера). При этом, в концентрации 10,0 мг/л увэличение высоты эпителия оказалось явно меньшим. ' чем в концентрации 2.5 мг/л (на 22,6 и 62.1% соответственно), что возмогло связано с набл&даемыки на гистологических препаратах множественными повреждениями апикальной части складок слизистой оболочки кишки, а также со значительным разрушением интерстиция. Такие изменения, вероятно, обусловлены активацией транспорта ионов и воды через межклеточные пространства, [подтверждением этого предположения является существующее в литературе мнение, что при некоторых нарушениях структуры слизистой оболочки кивки (например. атрофия ворсинок и микросорсинок, поврейдение эпителиального слоя) иарацеллюлярный транспорт веществ может иметь первое* >-пенное значение ( Levin R.J., 1Э79; Hadara J.L., 1S87 ).

Увеличение количества зрелых мукоцитов, а такие обьема их слизевых бокалов в эпителии тонкой кишки осетров при непосредственном воздействии сульфатного лигнина является, как мы полагаем. следствием интенсификации секреторных процессов, обеспечивающих появление на поверхности эпителия большого количества раз-пшенной слизи. Стимуляция секреторного процесса, свидетельством чего является увеличение популяции бокаловидных клеток, также отмечена некоторыми авторани в экспериментах на изолированном отрезке тонкой кишки теплокровных при действии ряда неадекватных факторов (Уголев А. К,. 1987; Груздков A.A. и др.. 1991).

Рассматривая возможность, достаточно оперативной реакции эпителиальных структур на химический раздражитель, можно предположить, что физиологические механизмы, кацие в основе отмеченных перестроек в слизистой оболочке, связаны с локальными, сугу-

бо эпителиальными элементами, способными восприним, гь химический сигнал, обрабатывать его и. непосредственно, или опосредованно, изменять функциональное состояние рабочих эпителиоцитов. в том числе и мукоцитов. Основанием для этого предположения явились полученные нами данные о наличии в слое эпителия тонкой кишки осетров и карпов клеток, обладающих высокой холииэстеразной активностью. а также то. что количество этих клеток значительно увеличивается при воздействии сульфатного лигнина на организм рыб . Одним из медиаторов этого процесса, вероятно, является ацетилхолин.

Следовательно, мо:шо допустить, что именно такин образом и осуществляется первоначальная защитная реакция, проявляющаяся в активации выброса деп лированной слизи. Однако, лежащие в основе этого эффекта процессы, связанные с увеличением количества бокаловидных клеток и изменением их секреторного цикла, представляются достаточно сложными. Так, имеются предположения, что фактора, осуществляющие регуляцию численности популяций бокаловидных клеток, существенно отличаются от таковых для энтероцитов, регуляции которых непосредственно связана с процессами мембранного гидролиза и транспопта (Уголев А,М.. Иезуитова Н. Н., Тимофеева Н.Н.. 1392).

Таким образом, на основании полученных результатов мы можем утверждать, что кишечные структуры имеют специализированную, четко сбалансированную систему интрамуральных механизмов, способных реализовать защитную реакцию органа на неадекватное воздействие внешней среды. Однако, использованные выше методы не дают возможности выявления непосредственного исполнителя регуля-торного влияния, конкретного адресата токсического воздействия. В связи с этим мы предприняли попытку проанализировать соотношение транспортных и секреторных процессов в слизистой оболочке по изменению весовых параметров фрагмента килечной трубки (кишечного мешочка) в условиях изолированного интра- и экстраэнтерально-го воздействия физиоло, .¡чески активных веществ (атропин, прозе-рин) и сульфатного лигнина на холинергические структуры энте-ральной части метасимпатической нервной системы.

- м -

5. РОЛЬ ХОЛИНЕРГИЧЕШХ МЕХАНИЗМОВ ЭНТЕРАЛЬЮЙ ЧАСТИ ' ИЕТЛШ1ПЛТЙЧЕСК0Й НЕРВНОЙ ИСТЕКУ В- ОРГАНИЗАЦИИ РЕАКЦИЙ ЮТИ 1!А ТОКСИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ.

Степень воздействия ка слизистую оболочку тонкой кивки сульфатного лигнина мы оценивали па состоянию холинергнческих структур МКС, как основного компонента в регуляции висцеральных Функций (Ноздрачеа А. Д., 1980, 1982; БозпЗак Ъ. .1.. 1985; Витебск в.. 1986).

Анализ реакции кишечных структур на интра- и экстраэнте-ральнос воздействие физиологически активных и токсических веществ позволил предположить участке в этой реакции не только нейрональных холинергнческих структур интрамуральных ганглиев, но и холинергического механизма, опосредованного функционированием нервно-зндокринных эпителиальных клеток, . встроенных в эпителиальный пласт. Установлено, что токсическое воздействие со стороны серозной поверхности кишки, не вызывает отека ткани, но стимулирует секрецию. Этот эффект ослабляется при введении атропина в раствор токсиканта (лигнина), но значительно усиливается при перфузии атропином слизистой оболочки.

Ишраэнгералыюе введение лигнина в концентраций 2.5 и Ю о мг/л вызывает дозозазисимое увеличение веса кишечной стенки, что связано с гипергидратацией ткани. Атропин (0,5 мг/л) при введении в просвет кишки вместе с лигшжои, в какой-то мере предуп-рекдает лигниновыЗ отек ткани, стимулируя при этом секреторные, процессы.

Реакция слизистой оболочки на действие прозерина на' эпителиальный пласт' противоположна эффекту при аппликации ангихоли-нэстеразного вещества на серозную поверхность кишки.

Совместное действие токсиканта и физиологически активных веществ на протекание холинергнческих процессов является Дополнительным подтверждением наличия в структуре эпителиального пласта тонкой кишки низших позвоночных (рыб) особых клеточных элементов, способных реализовывать транеэпитедиальную передачу сигналов из полости пищеварительного кагала, опосредованно различными медиаторными системами.

Таким образом, к уже известным межнейрональныы холинерги-

- 1Ъ -

чесюш взаимодействиям ки вправо добавить участие нсрспо-эидок-рнкних эпителналы:^х клеток, встроенных непосредственно в эпителиальный пласт. По данным локализации хо.ншэстеразы. гистологического, ультраструхтурного и дар^офункцимгальнсго анализа мокно составить следующую функцконадьнуэ схему, Терминал:! сенсорного нейрона. шюдрягдеся кежяу кервно-эииокритиети эпктолкальтяш клоткгми. способны воспринимать кедиаторнке (монсякинергичзскче) воздействия, развивающиеся при измзяешгл состава средн. В насе.ч случае, возможно, при действии на ¡слетки токснклгга тсрминаль сенсорного нейрона обладает еозиозшость» выделять холинергачес-'яой прироп»! медиатор, осуществлявший свое влаяниз на нерсно-эпч-телиалышэ эндокринное клетки. Пгряду с откм несомненно и существовать реакции, че1ас1!мпатач9ских нейронов интрамуралышл ганглиев, которое обеспечивают аакыканяз кзетнза рефлзкторпоп дуга. Завершение реакции этой неоткой рефлекторной дуги реализуется Т2К20 на зпателирпыт структурах с помог,ья опосредованного влиянием ацбтллколина воздействия з^'екторнзго нейрона.

выводи

1. В ходе н ^рогистохшшческсго исследования выявлены су-с'естаенние особенности цитоархитектоники нейреизльнык образований в слизистом я подслизистсм сплетения:: переднего отдела кишки годовиков осетров н карпов. Нейроны I и II тепа по Догелю располагайся днффузно и не формируют оформленных ганглиокаркых оОра-зеванкй.

2. В пределах эпителиального пласта тонкая кишки осетров и карпов обнаружены клетка овальной или полигональной 5ормы. обладающие высокой активностью холинэстеразы, количество которых значительно возрастает при хроническом воздействии сульфатного лигнина.

3. Хроническая интоксикация сульфатным лигнином в концентрации 2, 5 мг/л вызь,г,ает набухание складок слизистой оболочки, слипаниь микроворсинок апикальной поверхности экгзроцитоз и стимулирует выделение значительного количества слизи. Пр« повызеяии концентрации токсиканта до 10,0 иг/л обнаруживаются деструктив-

ные изменения эпителиального пласта.

4. Установлено дозозависимое увеличение десквамации "живых", сохранивших тинкториальные свойства, клеток эпителия тонкой кишки при хроническом воздействии на рыб сульфатного лигнина.

5. В экспериментах in vitro получены данные, сопоставимые с результатами исследований на целом организме, что выражается в' увеличении веса эпителиального пласта, отражающего набухание клеток, и в усилении секреторных процессов, проявлявшихся в увеличении количества и объема мукоидных клеток слизистой оболочки тонкой кишки осетров.

6. При интра- и экстраэнтеральном воздействиях сульфатного лигнина, а также холинолитиков и холиномиметиков, выявлены существенные различия б реакциях эпителиального пласта (по транспорту воды и секреции слизи), что подтверзхдает наличие в составе эпителия специализированных рецептор.чых образований, способных обеспечить развитие реакции кишки на токсическое воздействие при участии холинергического механизма энтеральной части метасимпа-тической нервной системы.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Скопичев-В. Г.. Рябухина Е. В., Балашов И. В., Ноздрачев А.Д. Состояние холинэстеразы энтеральной части метасимпатической нервной системы кишечника рыб в норме и при токсических воздействиях // вестник СПбГУ. 1992. - Сер. 3. - В. 2. - N 10. - С. 79-84.

2. Рябухина Е.В.. Скопичев В.Г.' Балашов И.В.. Ноздрачев А.Д. Экологически обусловленные изменения активности холинэстеразы кишечника осетра при воздействии сульфатного лигнина // Тез. докл. VIII научн. конф. по экол. Физиологии и биохимии рыб. - Петрозаводск. 1992. - С. 72-73.

3. Рябухина Е. В., Скопичев В.Г. . Ноздрачев А. Д. Участие хо-линергического механизма в реакциях желудочно-кишечного тракта рыб на токсические воздействия / В кн.. Сенсорная морфофизиоло-гия морских рыб. Апатиты, 1993. - С. 60-62.

4. Ноздрачев А.Д.," Рябухина Е.В., Скопичев в..Г. Функцио-

нальные изменения слизистой оболочки тонкой кишки осетров при токсических воздействиях // Физиол. журн. имени И. М. Сеченова. 1993. — Т. 79. — № 4. — С. 53—64.

5. Рябухина Е. В., Скопичев В .Г., Ноздрачев А. Д. Анализ возможных механизмов кишечной эпителиальной защиты в ответ па токсические воздействия // Вестник СПбГУ, 1994. — Сер. 3. — В. 1. — JV« 3. — С. 69—74.

6. Рябухина Е. В., Скопичев В. Г., Ноздрачев А. Д. Влияние экстремальных факторов среды на холинергические структуры тонкой кишки осетров И Тезисы III еимп. по экол. биохимии рыб. — Кара-Дагское отделение ИнБЮМа, 1994. — С. 61—62.

Подписано и печать 4.01.95. Формат 60х841/)6. Бумага тип М> 1. Офсетная печать. Псч. л. 1. Тираж 100. Заказ 2177. Типография Ярославского государственного те>и""^~кого унипсрситога. Ярославль, у.ч. Советская, 14я,