Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Цитофизиологическая характеристика адаптационных реакций пищеварительного тракта низших позвоночных

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Цитофизиологическая характеристика адаптационных реакций пищеварительного тракта низших позвоночных"

СА11КТ-ПЕГ£РБУРГСЮЙ ГОСУДАРСТВЕННЫ«! УНИВЕРСИТЕТ

РГБ ОД На. правах рлюяиои

2 7 г '

Ирина Олеговна

' БОГОШБОБА

дашшэшитаж/щ характйржтш. лдалтАдясншлс ешщй Ш{2ВАР1ПШН0Г0 ТРАКТА НИЗШСС ЯОЗВОНОШЫХ

03.00.13 - физиология человека и дивотяшс

АВТОРЕФЕРАТ

дассэртадии на сояокатаа учэной степени лаядвдага бяояоютвскях паук

Оаккт-Пбтэрбург I9S5

Работа выполнена ка ка$одрэ физиология человека и животик* Санкт-Петербургского государственного университета.

Научный руководитель: доктор биологических наук В.Г.Скопичвв.

Научшй консультант: члаи-корреслондонг РАН, академик РАЕН,

доктор биологических наук, профессор А.Д.Яоздрачев.

0{!Я1р:алы1ыэ ошонентц: доктор биси:ог;;чоских наук, профессор И. Н.Остроумова, каздздат Экологических наук Р.И. Коваленко.

Золущов учрежден!«: Институт цитологии РАН.

Запита состоится "25" 1995 г. в Ю часов

на згсодашиг Специализированного соьата К 063,57.03 по црьсуудокя» ученой столона кандидата биологических неук в Санкт-Петербургском государственном университете по адрссу: 193034, Санкт-Четорйург, Ункзэрсгтэтская наб., 7/9.

С диссортац'.'е.! можно ознакомиться в научной библиотеке Санкт-Потег",, ргского государственного университета.

Автореферат разослан "Но " 1995 г.

Учоиий секретарь Специализировал; ^го совета, кандидат отологических наук

А.Г.Марков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность темы. В современной литература сохраняется постоянный интерес к различиям, аспектам физиологии желудочно-кишечного т;'Акта человека я лявотнах, особенно возросший после открытия мембранного пищеварения ( Уголав, I9S3, I9S5, 1987 ). Наряду о изучением процессов гидролиза и транспорта в пищеварительной системе вниманию многих исследователей акцентируется на нервной и гуморальной регуляция пищеварительных функций (Fur-ness, Costa, 1987; Schultzberg, bindh, 1988; Sehemann, 1990). Особый интерес в частности гтрелстаалязт относительная автономность функционирования пищеварительного тракта, которая обеспе-чибаэтся взаимодействием функциональных модулей антеральяой чао-тя метасимпатическоИ нервной система ( Ноздрачев, 1981, 1983, XS92 ).

В настоящее время не подлежат сомнению, что пищеварительная система и процесс усвоения кутряентов являются сложной интегра-тпвной, во многом саморегулирутаейся системой. Это объясняет сироте- адаптивные способности тлудочно-кишчного тракта. Изваот-но, что ряд '^уккциональннх характеристик пэдэварятольяого эпителия ( секреция слизи, секреция и абсорбция жидкости и ионов -а т.д. ) находится под контролем нейронов подслизистого оплетеяия. Изучение морфофунпоонашзого состояния структурных элементов эпителиального плаота в годе адаптационных'преобразований и участия в данных процессах рецэпторно-аф^екторпых модулей метаоимпа-тической нервной система позволит понять основные' принципы работа функциональных единит, эятералькой части иетасямпатичэской нервной системы. Особый интерес представляет анализ функционирования первичио-рэцэпторяого аппарата матаскшатическоа. нервной системы в эпителии желудочно-кишечного тракта, являющегося по сутя дела границей между" внутренней и внешней средой. ( полостьп органа ), физико-химические показатели" которой могут варьировать в широких пределах. Актуальность этой проблемы повышает обнаружение в состава эпителиального пласта тгцэвардтального тракта низших, позвоночных первично-чувсгвупцих клеток, которые, способны воспринимать химические шпульсы из дроовэта органа и отвечать на них выбросом физиологически активных веществ (Ноздрачев

и др., 1992; Балашов, 1993 ). Существование подобных структур позволяет предполагать наличие рецепторно-&|факторнсго механизма быстрого реагирования, локализованного в пределах эпителиального пласта.

Пель и запачи исследования. Основной целью работы являлось изучение цитофизпологическлх механизмов адаптация эпителиальных клеток пищеварительного тракта низших позвоночных к среда повышенной солености и участие- в этом процесса энтеральной части ма-тасимпатической нервной системы.

3 работе решалась следующие задачи:

Г. Сравнение монофункционального состояния оятероцитов в условиях различной солености среда.

2. Анализ изьюнония состояния слоя слизистых наложений в условиях гиперссмоткчкой среда.

3. Изучение интенсивности всасывания вода и аминокислот эпителием киззчняка и различных осмотических условиях,

4. Исследование влияния холиколитических и холиномиметичес-ких агентов на структурно-функциональное состояние, энтероцитов

и всасывание воды кишечным эпителием в различных осмотических условиях.

Научная новизна работа. Болызинство работ, посвященных анализу структуры и функций энтеральной части метасишттической нервной системы проводилось на предстагителях высших позвоночных зиготных, в основном клакопитавдих. Учитывая это, нами в качестве объекта исследования были выбрани низпие позвоночные - рабы и амфибии, которые изучены в атом отношении гораздо меньше.

Дшг.лсследовааия механизмов гиперосмотической адаптации жйдудочно-кишэчиого тракта и ее регуляции со стороны энтералькой части мвтасимпатичеоЕой нервной системы использовался цито-фазиологичэский подход. Яа наш взгляд, именно сочетание анализа изменения ультраструкгуры впителиоцитов и физиологических процессов, происходящих в эпителиальном пласте, позволяет получить наиболее объективную картину комплекса сложнейших преобразований, имеющих место в случае экстремальных воздействий.

В результате удалось опиегть различные сторона адаптационных изменений, происходящих в пищеварительном эпителии, в том числе затрагивающих, количественный и качественны® состав слиза-

- э -

зого секрета, яктизность ионных канатов я транспортеров, развитие цитоскелега энтароцлтов и гастроцитов, направление водного потока через эпителиальный пласт. Продемонстрировано участие функциональных модулей энтэральной часта кэтаслмлатаческой нервной систеглы :: осмотических преобразованиях эпителия. Выделено два уровнл регуляция осмотически реакций: иптразпятелиальный механизм и механизм, включавший рецепторко-эф$екторныэ модули энтеральной. нервной системы. Показано участие холанергических зфТекторних структур метасимпатичэсиой нервной системы в формировании адаптационного клеточного ответа.

Научная tt практическая зяачстость тботн. Проведено цитофизиологическое исследование адаптация эпителия ггалудочно-киточно-го тракта низших позвоночных к гяперосмотичвской среда, которое рассматривает различные аспекта физиологии эпите-ляоцитов. В работе затрагивается с одной стороны проблема клеточных адаптация, с другой - нейрогуморальная регуляция данных процессов, в том числе со стороны функциональных модулей энтэральной часта мата-скмпатическоЗ нервной саз юж. 3 работе рассматривается тажа проблема осмотической реяощяз, в частности ьерзЕчно-чувствуиди-mr рецапторншя клэткамя в состава эпителиального пласта.

Практическую ценность работе придает использование в качестве объекта исследования молоди лососевых рыб, являющихся предмете!« прог'ч^чочного рнбсводотва. ПровэдйН тщательный цитойизиоло-гяческий анализ состояния пищеварительного эпителия у молодя кеты, адаптированной к пресной и соленой воде. Произведена мор-фоЗункцнональнзя оценка состояния пищеварительного тракта молоди, выраженной с использованием такого методического приема, как добавка к рациону поваренной соли. Случайные данные о хода солевой адаптации желудочно-кишечного тракта молоди лососевых позволяют тучно обосновать использование ряда прогрессивных методических приемов н разработку новых методик выращивания молода, которые должны снизить количество мальков, гибнущих при переходе к морскому образу жизни.

Структура я объем работа. Диссертация изложена на 116 страницах машинописного текста, содержит 2 таблицы, иллюстрирована 25 рисунками и схемами. Работа включает введение, описание материала и методик, четыре главы, посвященные результатам исследо-валий, общее заключение, выводы и списой литературы, включаетвл 188 наименований, в том числа 88 - иностранные работы.

J _ ц -

Апробация -работа. Основные положения диссертации представлялись на Всесоюзном совещании "Биология клетки в культура" (Сапкт-Пзтербург, 1992 )> Симпозиуме Содружества Независимых государств "Организм и среда" ( Бухара, I9S2 ), Международном семинаре "Сенсорная мор^офизиология морских рыб" ( Дальние Зеленцы, 1Э92 ), УТЛ научной конференции по экологической физиологии и биохимии рыб ( Петрозаводск, 19Э2 ), всесоюзной конференции "Актуальные проблемы физиологии" С Киев, 1992 ), Симпозиума "Мембранный транспорт и функции клетки1* (Санкт-Петербург, 1994 ),

Публикации. По теме, диссертации опубликовано II работ.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКИ

В качества объекта исследования, бшш использованы представители низших позвоночных - костистых рыб и бесхвостых ам'$иб»1Й. Эксперименты проводили на живородящих представителях аквариумных

рыб - bebistes retlculatus, на МОЛОДИ ЛОСОСЭЕЫХ рыб - Оасо-rhynchus keta к Oncorhynohus kisutch, а тале на головастиках травяной лягушки Rana temporaria.

В экспериментах по изучению адаптационных механизмов жалу-дочно-кигвчиого тракта проходных раб рода Onaorhjnc-tms при изменении осмотических условий среды использовали пищеварительный тракт молодя, содержавиайся в пресной и соленой (35 °/0о) воде. Для изучения влияния на пищеварительный тракт необратимого фос-форорганического ингибитора холинвстеразы в пресную и соленую воду добавлялся хлорофоо в концентрации 6 иг/л.

Исследование абсорбции жидкостей различной осмотичности проводилось на изолированных препаратах киеки l.reticulatus и головастиков R,temporaria в условиях in vitro. На концы фрагментов кишки накладывали лигатуры, затем производим перфузию различными средами: аквариумной пресной водой, раствором Рингера для холоднокровных ( 6 г ЯаС1, 200 мг KCl, 200 иг СаС12 и 200 кг КаНООз на I л дистиллированной H¿0 ), а также гиперосмотическим раствором хлорида натрия (35 0/00). После перфузии лигатуры затягивали, таким образом получали замкнутый кишечный мешок, в просвете которого находился один из вкспериментальных растворов. Полученные препараты инкубировали во влажной камере. Через определенные промежутки времени производили взвешивания препаратов на аналитических весах. Для каздого взваливания, определяли относительный

взо препарата в процентах от исходного веса (непосредственно посла накладнвания лигатур). Изменение этого показателя о течением временя позволяло судить о скорости всасывания жидкости из просвета кишки.

Опыты о использованием фармакологических агентов ( уабаин Ю-4!Л, атропин Ю-5!.!, прозерян Ю~5М ) проводились по аналогичной схема па Фрагментах, кишки головастиков Да VI«о. Уабаин добавляли к физиологическому- раствору, в котором проходила 5 минутная яреянкубация. препаратов горец наложенном лигатур. Атропин и прозерян в одном случае добавляли в раствори для перфузии, а в другом - в раствор Рипгера, в котором происходила 5 минутная прекнкубацяся и дальнейшая 30 минутная инкубация препаратов.

Для световой микроскопии материал в зависимости от делай исследования фиксировали ямдкостью Буэна, А% п «ейтральнша формалином п 2,5% тлутаропау аетдэгидоы. Длд залгвяи лрдмзяяявг хлороформ-ларафкиозув методику. Срезы толщшой 5-7 икл для общэ-мор$ологячэских целой окраииваля гасла» гоммаунсм ййвра.

Для оценки состояния секрэтирующнх слизь клотик я самой слизи использовали окраску 0,1% раствором толуядичового сичэго на цитратно-'ТасТатном буфере ( рЯ=3,0 и рН=5,0 ) о фиксацией окрашгеания 2% молибдечовокислш ашгояиэм на том лш буфере ( Ко-нонскиЯ, 1976 ). Параллельно проводилась окраска 1% раствором альцианового синего ( рН=1,0 ) ( Луппа, 1980 )•

Крома парафиновая для световой микроскопия использовали полутонкиэ срезы С толщиной 0,5-Г,0 икм ) из материала, заключенного в Эпоя 812. Для их окраски использовала 15 раствор :лотя-ленового синего в 1% раствора бура.

Для электронной микроскопии фрагменты хелудочно-кшечного тракта молода кати, а киауча фиксировали 1,5% гдутаровкм альдегидом ка 0,И фосфатном буфере в течение 30 мин при комнатной температуре о постфиксациеЗ 1,5? раствором ОвОц, на том хз буфера в течение I часа. Для трансмиссионной электронной микроскопии материал после детядратадаи в спиртах воярастатаэй концентрации и в окиси пропилена заливали в Зноя 812. Ультратоикиа срезы, приготовленные о помощью ультрашкротома ькз-1, контрастировали в насыщенном водном растворе ураиплацетата и раствора цитрата свинца по Рейнольдсу. Йреааратн просматривали в микроскопах

Hitachi H-300 и JE4-100S, Для сканирующей электронной микроскопии после дегидратации материал высушиврли методом перехода критической точки COg в аппарата HGP-2 Hitachi. Посла напыления золотом в ио!шом напылителе образцы просматривали в микроскопах Hitachi E-JOO и JEM-100S о использованием ах сканирующего варианта.

Количественную оценку состояния вдтоскелета эпителиальных клэток. проводили на пропаратах-ошечатхах пищеварительного траста молоди кета после воздействия Тритона Х-100 в концентрации 1% ( Скопичева и др., IS9I ). Одновременно с действием детергента обеспечивали стабилизацию цитоскздета глицерином. Оставшийся на препаратах материал фиксировали 2,5% глутаровш альдегидом на 0,111 фосфатном буфере рН-7,2 и окрашивали яалезньы гематоксилином по ГейдангаЧдну. Препараты изучали на анализаторе микрокзобращений "Корфоквант" ( Карл Цзйс, Иена ) в монохроматическом яздгчэшш ( 540 им) npir диаметре зонда 0,4 мкм и шаге сканирования 0,4 мкм. Определяли интегральную оптическую плотность и размеры клеток. На этих же препаратах подсчитыь-ди количество клеток в поле зрения.

Для. изучения транспортной (JyiiKuoz эпителиоцитов применяли авторадаографическую методику о исиользоьанием 3Н-лейщша ( удельная активность 35 Ci/зН). Эксперименты проводили как па антактной молоди, так и на молоди, подвергшейся воздействию уабашна. Уабаиа ( 10~*М ) в количестве 0,2 мл вводился внутри-бршшшо. Затем в изолированный желудочно-кишечный тракт молоди каты аньоцировали по 0,02. мл предшественника (50 mCi/oi), инкубировали во влажной камере в течение I и S мин, затем в течение 30 мин фиксировали 2,5% глутаровш альдегидом. Срезы толщиной 5 мкм покрывали эмульсией "llford." и экспонировали в течение 10 суток, иосле проявления и окраски кислым гемалауном Майора подсчитывали число зерен восстановленного серебра, локализованных над зпгтэлиоцитами, межклеточными пространствами и под-слизистой оболочкой переднего и заднего отделав кишки. Определяли среднее количеотво зерен серебра, приходящееся на один эпита-лаоцит, яа 10 ыкм^ площади среза лодслизистой оболочки и процентное содержание зерен серебра над межклеточными пространствами по отношению к эпителиальному олою в целой.

Д.ля статистической обработки результатов использовала t-критерий Стьюдента и критерии Уайта (Лакин, IS73 ).

- 7 -

ОСНОВНЫЕ. РЕЗУЛЬТАТА ЮИЕДОВАЯйЯ

'ЛорГю^изиологическое состояние эпиталиопитов желудочно-кишечного тракта мологи кати три солевой адаптация. В наотощем исследовании 'ыл проведен сравнительный анализ состояния эпителиального покрова яелудочно-кисочного тракта молодя каты, содержавшейся в пресной воде, при ее непосредственной адаптации к морской воде, а также при использовании такого методического приема выращивания лососевых рыб, как употребление солевой диеты.

В интактном состоянии эпителиальный пласт всех отделов же-лудочно-кяшэчного тракта молоди кеты, содержавшейся в пресной воле, представлен некабухшимя, плотно прилегающими друт к другу клетками. Ча поверхности эпителия находятся слой слизи, а такге скопления симбиотических микроорганизмов. Неточная каемка знте-роцитов хорото развита и сохраняет геометрически правильную упаковку мшсроворсинок. Отмечаются хорошо развитые межклеточгше контакты. В цитоплазме клеток содержится значительное количество электронноплотчых митохондрий. В апикальной зоне цитоплаз;.ш мояг-т видеть мэлкиэ эялоцитоэныэ везикулы и мульлшезякуляряые тельца. Кроме того, в цитоплазме находится значительное количество сократительных элементов цитоскэлета, окоплечия которых особенно отчетливо видны в районе терминальной сети под апикальной

Повышенная соленость является экстремальным стрессорным фактором, который может приводить к существенным наруиениям структурно-функциональной организации эпителиальной выстилки .талудочно-кигочного тракта. К таким наруиениям прежде всего следует отнести существенное набухание эпителиальных клеток и складок слизистой оболочки, расширение мзпшеточиых щелей, зачастую сопровождавшееся разрывом межклеточных контактов, что в конечном итоге моют приводить к слущйванию отдельных эпителиоцитов, оводнение апикальной зоны цитоплазмы, набухание ряда органоидов. При стрессорных осмотических воздействиях нарушается целостность щеточной каешш. Часто наблюдается разрежение ее микроворсюгок, нарушение геометрической правильности их упаковки, вздутие, а разрушение отдельных микроворсинок, а иногда полное слущивалиа щеточной каемки и обнажение апикальной зоны клетки. Наиболее сильно эти изменения наблюдаются при переводе в соленую воду неподготовленной молоди каты. Несмотря на то, что соловая адап-

тация является нормальным физиологическим этапом онтогенеза лососевых, этот "период можно рассматривать как критический в развитии молода. Об этом говорят высокие цифры отхода молоди кеты (6#), которую без предварительной подготовки переводили в соленую воду. Необходимо отметить, что в атом случае наиболее сильные позреадекия, в том числа болэе вырашэшшЯ огек слизистой оболочки, наблюдаются в желудка и задаем отдало кишечника. Лучшая сохранность эпителия переднего отдела кишечника может быть объяо-нзна тем, что в его начальных отделах происходит разбавление, изотонязация морской воды, за счет потока воды от серозной к слизистой оболочке кг;,'¡»и (Яаточлн, Лаврова, 1384 ).

Лучшая сохранность хэлудочао-кииачного тракта молоди, получавшей солелш! корм, согласуется и с почта полным отсутствием отхода в этой группе при перевода в мороку» волу. В данном случае сохраняется целостность эпителиального пласта, отсутствуют разрывы плотных контактов. Патологические изменения ограничиваются только локальными повреждениями щеточной каемки, которые по всей видимости, не оказывают существенного негативного воздействия на процессы пищеварения и всасывания, и, вероятно, способна к достаточно быстрой регенорации.

Особо нас интересовало также состояние цитоскелета в эпита-лисцитах желудочно-кишечного тракта рыб в хода их солевой адаптации. При изучении ультраструктуры эпителиальных клеток всех отделов желудочдо-кмпзчного тракта выявляютоя структуры цитоскелета микровороинок, тонкие фяламенты в цитоплазме, образущие беспорядочную сеть в апикальной, часта клеток, и фибриллярные компоненты десмоаом. При адаптации рыб к соленой воде густота фибриллярной сети в апикальной зо;1в клеток всех отделов пищеварительного тракта возрастает. Особенно выражено увеличение содержания продольно- II поперечносрезанннх фибрилл на фоне наблюдающегося и некоторых случаях просветления апикальной зоны клеток. Визуальные наблюдения подтверждается я иор^метричоскими исследованиями. Сходная динамика изменения цлтоскелета наблюдается и а эпителкоцитах молояи кижуча при адаптация к соленой воде.

Ларяду о гипертрофией элементов цитоскелета при аааптации к соленой вой в желудочно-кишечном тракте молоди лососевых отмечается определенное нарушение целостности эпителиального пласта. Визуальные наблюдения с помощью сканирующей электронной

микроскопии подтверждаются н данными о количестве клоток а расчете на одно поле зрения микроокопа на препаратах-отпечатках. Среднее количество клеток в пола зрения в кардаальном отделе жз-лудка, пилорическом отделе желудка, переднем отдела кишечника при содержании риб в соленой аоде возрастает в 1,5-2 раза.

При цятоояектро{отоиетричзской оценке содержашя материала цятос/.алэта путем измерения оптической плотности клеток было обнаружено увеличение в насколько раз площади поверхности впиталя-оцитов кардиального и пилорического отделов желудка у рыб, находившихся в соленой воде. Параллельно каблвдалооь возрастание интегральной оптической плотности, отражающей содержание актияо-вого материала датоскелета в клетках.

Усаленное развитие цитоскелета терминальной сети эитароця-тов также наблюдалось при голодании высших позвоночных и при инкубации фрагментов кишка в растворе Рангера ( Мооевич и др., 1982 ). Авторы полагает, что усиленное развитие терминальной се-тя фябрюш в эяителиоцитах кягекя при неблагоприятных условиях приводит к изменению фарш клеток, к разрыву межклеточных спяаей, что создает возможность удаления поврежденных клеток из пласта. Подобное нарушение целостности эпителия объясняет внеолую слувд-ваемость эплтзлиоцитов у молод;!, содержавшейся в соленой воде.

Состояние мукополиоахаррдов слиоя питеввтотельного тракту молоди кеты пои апаптации к среда.попытанной солености. Одной из задач данного исследования являлась оценка состояния оекрэтирующих слизь клеток и самой слизи у молоди кеты при адаптации к соленой воде. Для етого использовали гистохимические методики окраски мукополнеахаридов толуидиновым синим и альцланэвым сичиа.

Определенные различия яри окраске толуидиновым синим (рЯ-?,о) демонстрируют бокаловидные клетки. При содержании в ирэсной ьодо в пилорическом отделе желудка я переднем отделе кишечцика они практически не окрашиваются. Посла 24 часовой а^апт-яциа к с ил«« ной воде бокаловидные клетки приобретают интенсивное розовое окрашивание, которое становится менее шрахенным о увеличением времени адаптации. При соливой адаптации определенным образом меняется твкжп окраска ядер эшкзлиоцктов. У прэоиовенщой молоди при окраска толуидянопим синим (рН-з,о) она приобретает инчвношуг/ синэ-фиолетоную окраску, которая при солевой адаптации меняется на фиолетовую и о тачанием времени возврата? ге>1 к иохомиму соотоянию.

Использованный наш толуидиновнА синий принадлежит к группа тиазиновых красителей, для которых характерно явление метахрома-аая — изменения цвета водных растворов красителей в зависимости от наличия в тканях хромотропов. В качестве хромотропов могут ваступагь кислые иукояоллсахариды, раже нуклеиновые кислоты и Т.д. Окрашивание' бокаловидных клеток в розовый цвет толуидинавым синим объясняется memo мвтахроиазивИ. Уго указывает яа кислую природу секрета, находящегося в бокаловидных клетках. Окрашивание бокаловидных клеток альциановым синим при рЯ=1,0 подчеркивает наличие в составе оекретируемых кислых мукополисахаридов сульфатных и оульфонових групп.

Появление метахроматичного окрашивания содержимого бокаловидных клеток при кратковременной адаптации к соленой воде свидетельствует со определенных изменениях структурно-функционального состояния мукополисахаридов слизи. Очевидно, эти изменения могут включать в себя увеличение отрицательного заряда на поверхности синтезируемых макромолекул. Слизистые наложения за счет избирательного поглощения ряда ионов играют непосредственную роль в поддержании ионного гомэостаза в околоапикальном пространстве. 3 связи о йтш лам представляется закономерным возрастание заряда молекул мукояолисахйрадов при адаптации к соленой воде и соответственно усиление возможности слоя слизи связывать определенные ионы.

Состояние водного и аминокислотного транспорта через здиуо-лиалтуй дласт кишечника низших позвояочнкх в различных осмотических условиях. Нас интересовало состояние транспорта лейцина через эпителиальный пласт переднего и заднего отделов кишечника молоди кета в преснсй и соленой воде. Исследования приводили на Фрагментах кишки интактяой молодя кеты, а такта в условиях инги-бирования На+-К+- АТ1>азы уабаином, что должно било позволить проанализировать связь поступления в клетки 3Н-лейцина с активным транспортом Na+. Для регистрации поступления изотопа в состав пласта наш был приманен авторадиогра$ичаский метод.

Оценка содержания 3Н-лейцина в эатероцитах не показала достоверного отличия какой-либо группы молоди. Однако в переднем отделе кишечника пресноводной молоди кеты при ингябировании ка*--к+-АТФазы на общем фона клеток, над которыми локализованы единичные зарна серебра ( от 0 до 6-8 ), встречаются клетки, у

которых этот показатель значительно выше ( количество зерен серебра доходит до 30 )•

!La было выявлено и достоверных отличий содержания метки ьад эпителиоцитами при расчета поглощения изотопа на единицу площади поверхности и единицу объема клеток.

Анализ включения метки, локализованной в области подели¿истой оболочки такке не выявил достоверных различий мзкду пресноводной молодью и молодью, адаптированной к соленой вопа.

Ойсуадач состояние кииечного эпителия в условиях ингибироьа--ния Na^-K'*'-насоса следует отметить, что воздействие уабаина ви-зывает нарушение осмотического равновесия клеток, связанное о изменением ионных и водных потоков через клетки. Признаками ruie-точного осмотического шока являются набухание органоидов, вези-куляция цитоплазмы, расширение межклеточных пространств. Характерно, что более сильные патологические изменения наблюдаются и заднем отделе кишки, через эпителий которой происходит всасывание основной масси води и неорганических ионов.

Оценивая полученные нами результаты авто^адиогра^нчаокэго исследования, следует учитывать тот ;|акт, что при использовании этого метода, вследствие предшествующей гистологической обработки, выявляются только связанные о белками клеток и межклеточного пространства аминокислоты и не учитывается пул свободных аминокислот. Возможно, поэтому в нашей работе не удалось отмчтить по-стовврного снижения транспорта 3Н-лейцина при ингиЛароваиии Ыа+-К+- АТФазы уабаичом и достойерной разницы между поглощением данной аминокислоты онтеровдтами молоди кати, адапгиронаиний к пресной и соленой воде. Поэтому можно только предполагать, что транспорт лейцина в кишечнике молоди коты носит уабаиннозаиисимцй характер. Более вероятным объяснением полученных нами результатов кажется предположение ряда авторов о том, что г?а+ необхоцим только для транспорта неэлектролитов против градиента кочцентра-

НИИ.

Исследования транспорта ьодн через кишечный эпителиальной слой проводились в условиях in vitro на препаратах кишки гунли я головастиков травяной лягу гаки. При перфузии фрагментов кишки пресной водой о течением времени iiad«вдалось постепенное уменьшение веса препаратов как у рнб, так и у головастиков. При пер-

фузии кишки гуппи раствором Рингера для холоднокровных скорость обезвоживания фрагментов существенно снижается. Примерно такая яэ твешха изменения веса Фрагментов наблюдалась и на препаратах кютки головастиков. При попадания в полость кишки гуппи гипертонического раствора хлоряда натрия в течение первых 40 минут опита отмечалось сущэствонное увеличение относительного веоа фрагментов ( на 20-25$). Затем происходило постепенное уменьшение веса препаратов. Следует отметить, что максимальное увеличение относительного веса Фрагментов наблюдается при перфузии препаратов ктпш гуппи соленой водой (35 °/оо)> тогда как при воздействии яа фрагменты кшикя головастиков соленая вода лаиь несколько замедляет потери веса. Менее гипертонический раствор Рингера впаивает в этом случае более сильную реакцию.

Данные, полученные при перфузии фрагментов юшки пресной и соленой водой, а такта раствором Рингера свидетельствуют, что осмотичкость внутрияипючлого содержимого является фактором, в значительной мэра определяй;;!;,i активность всасывательной деятельности эпителия, процессы водного транспорта в препаратах кишка рыб и земноводных не являются олодствяем простой дар$узш жид-косм по градиенту концентрация, а представляют собой результат активной работы эпителиального пласта. На это указывает разница в реакши на гапоросмотачеокую перфузию препаратов кишки рыб и головастиков. Вероятно, при действии гиперосмотячвскмх растворов на мукозиую оболочку относительная доля секреция жидкости в полость киики возрастает, а в крайних случаях модаг даже преобладать над всасыванием, в результате чего происходит разбавление внутрикшгечной среды я снижение ее осмотичности.

О холннэсглческой тегултаии деятельности штеваготельчого тракта. В нашем исследования мы ориентировались на важную роль метасямпатичесгсой иервпой системы, а частности ее холинергичес-когй факторного звена, в регуляция работы пищеварительной ои-стемы. Поэтому нас интересовало монофункциональное состояние опителия в условиях ингибяровг'ия ацетилхолинэстаразы, а также воздействия такого блокатора Ní-холичорецепторов, как атропин. Наблюдавшиеся при атом патологические изшнепяя вполне понятны, веля учесть, что холинэствраза широко представлена в пищеварительном тракте. Следует отметить, что данный фермент локализован не только в межмшиечном и лодс.шэистом мервчих сплетениях и хо-

линергических нервных волокнах, но и в слое слизистых наложений и даже в некоторых эьтероцитах.

При добавления в среду фосфороргагического ингибитора аде-тилхолинзстерази - хлорофоса - несмотря на кажущееся разнообразив картин отравления в различных отделах жедудочно-кишечного тракта iJiosao выделить ого наиболее общие характерные симптомы. Правде всего для всех отделов характерна чрэзвнчайно выраженная реакция сокращения мышечных. слоев и самих клеток. Следующим характерным признаком отравления является стимуляция секреторных процессов, особенно в каряиальном и пилоричеоком отделах желудка. Отмечаемое нами набухание клеток и органоидов, по-видимому, связано с изменением проницаемости клеточных иомбрап, в частности из-за действия ацетилхолина на Na+-K1*- АИазу и концентрат!» Са^+ в цитоплазме. Нарушением осмотического равновесия мокло обменить наличие крупных вакуолой в цитоплазме клеток, увеличение объема шкроворсинок и ряд других структурных изменения клеток.

Нами таюга было проведено исследование влияния биологически активных веществ - атропина и прозэрина - на состояние водного транспорта в кишка головастиков в условиях in vitro. При воздействии ингибитора ацетилхолинэстеразы - крозер:ша - со стороны серозной поверхности при перфузии любым из эксперимонталъних растворов ярояздэ вззго огмвчаатоя уменьшение высоты эпителиальных клеток по сравнению с контрольными показателями. При попадании в полость кишки гипотонического я гипертоничвокого растворов на фоне ингябирования ацэтилхолянэстеразы отмечается значительное увеличвниэ значений относительного веса по сравнений с контролем. При попадании прозерина в полооть кишки вместе о пресной водой на наблюдается' каких-либо отклонений от значений относительного веса контрольных образцов. £валичэние средних значений относительного веса фрагментов ¡¡алудочпо-кашечного тракта наблюдается при перфузии полости кишка раствором Рингера г раствором хлорида натрия.

При воздействии атропина со стороны серозной поверхности скорость снижения относительного веса уменьшалась при перфузии пресной водой. При воздействии атропина со стороны слизистой оболочки параллельно а перфузией пресной водой и раствором Ряд-

гера не наблюдалось достоверных отличий значений, относительного веса. При перфузия препаратов раствором хлорида натрия следует отметить снижение скорости обезвоживания фрагментов.

Таким образом, избирательное -фармакологическое воздействие нг. тичэргяческве механизмы первичного рецвлторяого звена функционального модуля энторадьяой части мэтасимпатической нерзной снстеак несомненно влияет яа режим ^акционирования кишечного эгмтэлня, по всей егдимости за счет изменения соотношения [ленду процессами всасывания и секреции.

Эпителий. аэлудочко-кдшечного тракта является слодаой интег-ративной системой, несущей поли$у;швдо1пдьяую нагрузку. Нами была сделана попытка получить полостную картину адаптационных приспособлений пищеварительного эпителия к условиям поваленной солености. Использованное сочетание цитологических и физиологических г.етодрк позволяло выделить ряд отдельных компонентов слоззюго и многостороннего комплекса иамэчений етруктуряоч{:унк-ццонального состсшшгг элитедиоцитов а эпителиального пласта в целом. В их чяало входят, по-видимому, специфические и наспэци-фячзояет реакции клеточных элементов эпителиальной выстилки ке-лудсчно-китачного тракта. На подлекит сомнению, что данный комплекс структурно-функциональных изменений находится под строги;» нейрогуморашшк контролем. По зсей. видимости, регуляция функций эпителиального пласта пищеварительного тракта у низших позвоночных мокат осуществляться на двух уровнях. Один механизм регуляции локализован в пределах сзмого эпителия. В данном случае чувствительное звено представлено кейроэнДокриннит ялетка-ш, в частности энтзрохромаЭДигшыш клетками, в составе эпителиального пласта. Зри воздействии на. эпителий гиперосмогической среды, либо других стрессоргшх факторов происходит выброс физиологически активных вешеств ( например серотонина ) в область базолаторальяых M0M«at04Htix пространств, где она сказывают свое действие на структурно-^упкцноналыюе состояние элементов эпителиального пласта - эаителиоцитоз и бокаловидных клеток, других гндокриннах меток.

Однако локализация в стешсе пишеварительного тракта структур мотасямпатической нервной системы с собственными афферентными, встазочяыма и э-|фэрентныг.1И функциональным:* моделями (fíoзд-рачзв, I9S2 ) и показанная нами зависимость ряда функций пище-

варителького эпитолия oí состояния холиноргичзских з.£фекторнцх механизмов антаральноЗ части матасимпатнческой нэрвной системи позволяют предположить существование параллельного механизма регуляция функций эпителиального пласта, осуществляемого с участием структур энтеральной части штасимпатической нервной систсми. Чувствительное звено з составе эпителиального пласта н этом случае может бить представлено либо чувствительным нервным окончанием, либо энторохромаф$инной клеткой (нэйросекреторноЗ эпителиальной клеткой ), которая моаат такта выполнять сенсорные функции. У низпих позвоночных в составе эпителиального пласта обнаружат кейропоподобные клетки, обладаициа, по-видимому, чувствительным!', функциям. Регистрируемое раздражение либо по нервно-сиаалтическим связям, либо дистантно посредством биологя-чоска активных веществ, в частности серотонина, вызывает активацию холинергических л нехолшартачаских нейронов подслизистого сплэтеняя. Зыделязмыа этими клетками медиаторы и оиологически активные вещества типа коротких пептидов действуют на клетки эпителиального слоя. Данные, получавши- в роз}льтате нашего ио-следовачяя и имеющиеся в современной литературе, показывают значение холиноргичэоких &{)foKTopiinx механизмов энтеральной части метаскмиатзческой нервной системы для регуляции всех сторон функционирования пищеварительного эпителия.

ШООДЫ

I. Для эяителиоцитов пищеварительного тракта низших позвоночных при воздействии повышенной солености в условии vivo характерен ряд морМункционалытых преобразований, связанных о изменениями водно-солевого гомеоотаза и активности мембранных ионных каналов и транспортеров. Эти изменения заключаются во вздутия и разрушении некоторых шкроворскпок щелочной казаки, оводнении апикальной зоны цитоплазма, появлении в цитоплазме крупных вакуолей и лизосом, набухании митохондрий и элементов эндоплазматического ретикулума, расширении межклеточная пространств. Данные изменения эпителаоцитов и эпителиального пласта в целом более выраякны в кардиалыгом ¡1 пилорическом отделах желудка; при предварительной адаптации животных к гяпоросмотичес-кой среда они практически но наблюдаются.

2. Существенной частью адаптивных изменений является гипертрофия элементов цитоскелета терминальной сети знтероцитов и гаотроцитов, что приводит к изменению формы клеток, зкотрузяи микровороинок, образованию инвагинаций и удалению поврежденных клеток из состава пласта.

3. При воздействии гипертонической среды отмечается усиление секреции слизи и изменение ее физико-хямччеоких свойств за счет увеличения содержания сульфогрупп в составе гликопротеид-цых молекул, что обеспечивает усиление сорбцжжных свойств муко-полисахаридов и усиливает их защитную функцию.

4. В условиях in vitro бала показана зависимость направления водного потока через кияечный эпителий от осмотичнооти внут-рикигаечного содержимого. Попадание гипертонической среды в полость кишки ззазывает усиление трачспорта .тэдкости от серозной к иукозной оболочке.

5. Показано участие холинэргпччских эф{екторных структур метаслмпатичэской норвной систем в формировании адаптационного клеточного ответа. Вероятно, коишлако адаптационных преобразований эпителиального пласта в условиях высокой осмотичнооти находится под нервно-гуморальным контролем, осуществляемом на двух уровнях: посредством интраэпителиального первично-рецзптор-ного механизма и роцелторчо-эафзкторкых модулей энтеральной части метасимпатмческо!! нервной.системы.

список работ, опукишадых по тага диссертации

1. Скопичев В.Р., Балашов И.В., Соколова И.О., Ноздрачев Л.Д. Изменение структурных компонентов эпителиального пласта желудочно-кишечного тракта рыб в ходе адаптационного процесса //Тез. докл. конй. "Актуальные проблемы физиологии". Киев, 1992. С.52.

2. Скопичев В.Г., Балашов И.В., Соколова И.О., Чоздрачев А.Д. Организация моноаминергического звена регуляторгшх механизмов

в жалуяочао-нишвчяом тракте // Тез. докл. сит. СНГ "Организм и среда". Бухара, 1992. С.104.

3. Скопичев В.Г., Ноздрачев А.Д., Соколова И.О., Гяховс-кая Л.В., Хованский И.Е. Цигофизиологическая характеристика эпителия желудочно-кишечного тракта молоди кеты при солевой адаптации // &ИЗИ0Л. зурн. им. Сеченова. I9S2. Т.78, й 10. С.105-112.

4. Скопячев В.Г., Балапов И.В., Соколова И.О., Хованский H.ii. Изменение нейроэндокркишх элементов пяаюьарительяого тракта молоди кеты при адаптации к эоде повышенной солености // Тез. докл. УЫ научи, конф. по экол. фнзиологпк я биохимия pud. Петрозаводск, 1992. C.IU5.

5. Скопичев В.Г., Соколова И.О., Хованский И.Н., fio.««i К.Ъ. Цитофизиологические механизмы адаптации молоди лососевых рыб к изменениям условий среды // Тез. докл. У!3 научи, кон£. по экол. физиологии и биохимии pud. Петрозаводск, 1992. 0.106.

6. Скопичепа В.И., Скопичев 11.1'., Соколова Л.О. Изменен;» мор{ю?у:жциональ'[ого состояния цитоскелата энтероднтов молоди коты при адаптации особей к среде повышенной сочепости // Цитология. 1922. Т.34, И 9. С.Юэ-ХуЗ.

7. Скопичев Б.Г., Ноэдрачев А.Д., Соколова И.О., ьалажт il.u. Чувствительность энтероцлтов молоди лососевых puii к язаоионию солености поди // Сэнсорлая мор£офизиологяя морских риб. Анатяти, 1990. C.Sri-вЭ.

8. Скопичев J.I'., Сконичеви Ь.И., Соколов:! (1.0. йзмоненио состояния цятоскэлата клато!. эпителия ющевзряи- аного тракта молоди кетн пря адаптации рыб к среде пошлинной солености

// Цитология. 1993. Т.35, Ч 5. С.54-59.

9. Сксплчов З.Г., Соколова Л.О. К вопросу о состоянии и значения мукспз.-ка.хйрздоз слпз:: пдцзпарягольпого тракта молоди кеты при адаптации к среде ноиасенноЙ солености // Вестник СПбГУ. Серия 3. 1993. Выя.2, № ГО. С.55-59,

10. Боголюбова И.О., Скопичев '1.Г., Ноздрачев А.Д. Регуляция энтеральной частью метаоимпатичеокой нервной систем всасывательной активности кишечного эпителия низших позвоночных // йизиол. жури. им.Сеченова. 1994. Т.90, £8. С. 124-131.

11. Скопичев В.Г., Скоиячева В.И., Боголюбова И.О. Иорфо-(Тункциональнов состояние энтероцимв молоди кеты в пресной и соленой вода. Авторадиографаческоа я электронномлкроскопячаское исследование // Цитология. 1994. Т.36, И I. С.83-90.