Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Ультраструктурная организация паренхимы некоторых цестод

ВАК РФ 03.00.08, Зоология

Автореферат диссертации по теме "Ультраструктурная организация паренхимы некоторых цестод"

РГ 6 од

- 1 ЙНВ 1996

СЛНкТ-ПЕТЕРБУРГСКИИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи УДК 595.121-147.6

КОРНЕВА Жанетта Вячеславовна

УЛЬТРАСТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПАРЕНХИМЫ НЕКОТОРЫХ ЦЕСТОД

Специальность: 03.00.08 - зоология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Санкт-Петербург -1995

Работа выполнена в лаборатории экологической паразитологии Института биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН

Научный руководитель: доктор биологических наук

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор кандидат биологических наук

Ведущая организация: Санкт-Петербургский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена.

Защита состоится 15 февраля 1996 г. в 16м часов

на заседании диссертационного совета К 063.57.14 по присуждению ученой степени кандидата биологических наук при Санкт-Петербургском государственном университете.

Адрес: 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб.,7/9 Биолого-почвенный факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке им. A.M. Горького Санкт-Петербургского государственного университета.

Автореферат разослан " —'—------ 1995г

Б.И. Куперман

Ю.В. Мамкаев. О.Ю. Чага

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук С.И. Сухарева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Ленточные черви - наиболее специализированная группа среди обширного типа плоских червей, в морфологии, биологии и жизненных циклах которых можно проследить глубокую адаптацию к паразитическому образу жизни.

Морфологические исследования цестод на разных этапах их онтогенеза способствуют выяснению формообразовательных механизмов их развития и взаимоотношений с организмом хозяев. Результаты подобных исследований имеют большую теоретическую значимость, способствуя выяснению филогенетических отношений в типе плоских червей. Изучение лентецов современными методами гистологии, авторадиографии и электронной микроскопии важно также в практическом отношении, поскольку многие виды цестод являются патогенными паразитами животных и человека.

Исходя из современных представлений об организации плоских червей, особый интерес представляет вопрос о трактовке понятия паренхимы, в особенности паренхимы цестод, как наиболее специализированной группы среди паразитических Plathelminthes. Данная проблема важна для понимания процессов эволюции тканей внутренней среды, ответственных за поддержание гомеостаза, обеспечение структурных и опорных функций, наряду с распределением метаболитов. Как известно, у большинства представителей животного мира ткани внутренней среды состоят из клеточных компонентов и внеклеточных структур (Албертс и др., 1987; Горышина, Чага, 1990). В противоположность мезоглее кишечнополостных, у паразитических червей наблюдается слабое развитие межклеточных структур. До сих пор не дано общепринятого определения паренхимы, что затрудняет интерпретацию имеющихся данных. В.Н. Беклемишев на основе теоретических представлений определил паренхиму как структуру, где "... клетки различных систем равномерно перемешаны между собой, не собраны в однородные комплексы и лишены структурных правильностей в своем расположении" (Беклемишев, 1964). В современных исследованиях мнения о том, что считать паренхимой, расходятся. Как разновидность соединительной ткани, паренхима, по мнению Педерсена (Pedersen, 1966; 1983), состоит из клеток, способных к синтезу межклеточного вещества, либо, в случае отсутствия специализированных соединительно-тканных клеток, паренхиму составляют элементы еще не определенной тканевой принадлежности. В результате сравнительного анализа ультраструкгурных данных

паренхима плоских червей рядом авторов интерпретируется как совокупность "мезенхимных" клеток (Сопи, 1993), либо межклеточного вещества и особых паренхимных клеток аналогичных фибробластическому ряду высших беспозвоночных (Корнакова, 1989). Спорным остается вопрос о существовании специализированной паренхимной клетки (Lumsden, Hildreth, 1983; Сопи, 1993).

В пределах класса цеетод одной из самых многочисленных и широко распространенных групп являются представители отряда Pseudophyllidea, которые и послужили объектами нашего исследования.

Цепи к задачи работы. Целью нашего исследования явилось выяснение гистологического статуса паренхимы, для чего был изучен клеточный состав четырех видов псевдофшшидных цестод (Triaenophorus nodulosus, Ligula intestinalis, Diphyllobothrium latum и Eubothrium rugosum) на разных стадиях их онтогенеза, а также кинетика обновления камбиальных элементов у Т. nodulosus.

Поставленные задачи сводились к следующему:

1. Изучить ультраструктуру клеточных элементов и организацию паренхимы Т. nodulosus на всех стадиях жизненного цикла (онкосфера, процеркоид, плероцеркоид, взрослый).

2. Выяснить вопрос о существовании специализированной паренхимной клетки.

3. Сравнить ультраструктуру паренхимы четырех видов псевдофиллидных цестод на стадии плероцеркоида (в период наиболее интенсивного накопления запасных питательных веществ).

4. Изучить особенности дифференцировки и кинетики популяции камбиальных элементов Т. nodulosus.

5. Оценить эволюционное состояние тканей внутренней среды у цестод, как крайне специализированных паразитических плоских червей.

Научная ноеизна работы. Впервые детально описана ультраструктурная организация корацидия Т. nodulosus с характеристикой всех типов слагающих его специализированных клеточных элементов. Изучено строение выделительной системы онкосферы ленточных червей и поэтапное формирование протонефридиальной системы процеркоида. Выявлена последовательность процессов дегенерации гистологических

шруктур и дифференциации специализированных систем паразита из камбиальных элементов на начальных этапах развития процеркоида. Показано, что первоначальное накопление запасных питательных веществ происходит в мускулатуре кожно-мышечного мешка. Установлено, что в депонировании углеводов на всех стадиях онтогенеза Т. по(1и1озий принимают участие все специализированные системы паразита (кроме нервной), а "паренхимная" клетка отсутствует. Сравнительный анализ ультратонкого строения паренхимы четырех видов псевдофиллидных цестод на стадии плероцеркоида показал принципиальное сходство их морфофункционапыгой организации. Получены ряд параметров кинетики обновления популяции камбиальных элементов у плероцеркоида и взрослого Т. посШоэиз. Установлено, что популяция камбиальных элементов состоит из субпопуляции мультииотентных стволовых клеток и нескольких субпопуляций полустволовых клеток, вступивших на путь дифференциации и специализации. Впервые приводятся данные о наличии у каждой субпопуляции полустволовых элементов собственных параметров мнтотического цикла. Утверждается, что цестоды находятся на начальных этапах становления тканевой организации.

Научная и практическая значимость работы. Материалы диссертации могут быть использованы в научных учреждениях, изучающих морфологию и физиологию цесгод, а также организациями, разрабатывающими меры профилактики и борьбы с иесгодозами промысловых рыб. Результаты исследования могут быть использованы в ВУЗах при чтении курсов по гистологии и зоологии беспозвоночных животных.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на ежегодных отчетных сессцях Института биологии внутренних вод РАН (1991-1995), на VIII Всесоюзной конференции молодых ученых "Естественные процессы в экосистемах внутренних водоемов" (1987г.), на семинаре кафедры зоологии беспозвоночных ЛГУ ; Ленинград, 1989г.) и на совместном семинаре кафедры зоологии беспозвоночных животных и кафедры цитологии и гистологии СПбГУ (Санкт-Петербург, 1995г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав и выводов общим объемом 122 страницы машинописного текста. Список литературы включает 136 наименований . работ, из них 88 зарубежных авторов. Работа иллюстрирована 3 таблицами. 9 рисунками и 124 микрофотографиями, вынесенными в "Приложение"'.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Обзор литературы

Представлен обзор современного состояния вопроса о клеточном составе представителей церкомероморфной группы платод и особенностях их паренхимной организации, а также кинетике обновления клеточных элементов у цестод.

Материал и методы исследования

Наиболее детально были изучены клеточный состав и организация паренхимы на "модельном" виде ТпаепорЬогиз посШовиз. Дополнительно были исследованы плероцеркоиды 3 видов псевдофиллидей (Табл.1).

Таблица I. Видовой состав исследованных цестод и их хозяев

Вид паразита Стадия развития Вид хозяина Район исследования, условия заражения

Triaenophorus nodulosus корацидий процеркоид плероцер- коид взрослый Cyclops vicinus, С. strenuus Perca fluviatilis Esox lucius экспериментальное получение из яиц экспериментальное заражение экспериментальная база "Сунога" Рыбинское водохранилище

Lígula intestinalis плероцер-коид Abramis brama Рыбинское водохранилище

Diphylloboth-rium latum плероцер-коид Esox lucius Lota Iota Рыбинское водохранилище

Eubothrium rugo sum плероцер-коид Gymnocephalus cernuus Рыбинское водохранилище

Для электронно-микроскопического исследования материал фиксировали в 2.5% глутаровом альдегиде на 0.1М фосфатном буфере, с рН=7.2, в течение 1-2 часов. Постфиксация осуществлялась в 1% растворе четырехокисью осмия на том же буфере в течение одного • часа. Материал дегидратировали и заключали в аралдит. Ультратонкие срезы просматривали в трансмиссионном электронном микроскопе .1ЕМ-100С при 80кВ. Для реконструкции личинок использовали серийные ультратонкие срезы корацидпя Т.

«odulosus. Исследована ультраструктура процеркоидов из полости тела жсп ер »ментально зараженных циклопов. Процеркоидов фиксировали ежедневно в течение 8 суток после инвазии.

При проведении авторадиографического исследования в качестве обьекта были использованы плероцеркоиды T. nodulosus из печени окуней сеголеток и половозрелые паразиты из кишечника щук. В качестве меченого предшественника синтеза ДНК применяли Ж-тнмндин (удельная активность 185 МБк). Червей инкубировали в растворе Хэнкса, содержащем 200 кБк/мл Ж-тимидина. в течение 2 часов.

Плероцеркоидов после импульсного мечения культивировали in vitro при 20°С в растворе Хэнкса. Материал фиксировали через 12 часов, 1, 2 и 5 суток после введения Ж-тимидина. Было подсчитано разбавление метки, с 7 срезов на срок, и распределение меченых ядер по зонам паренхимы: кортикальной, медуллярной и продольно-мышечному слою.

При однократном мечешш взрослых Т. nodulosus инкубация продолжалась в течение 2 часов при 4°С, после чего материал последовательно фиксировали через 1 час, 1 и 2 суток. В опыте по насыщению повторные 4-х часовые инкубации проводились через каждые Ь часов. Общее время опыта составило 55 часов.

Во всех опытах на каждый срок инкубации использовали по 3-4 паразита, которых после завершения эксперимента фиксировали в жидкости Карнуа. Срезы покрывались фотоэмульсией типа М(НИИХИМФОТОПРОЕКТ), разбавленной 1:3. Время экспозиции составило 3 суток. Полученные автографы окрашивали гематоксилином.

После многократного мечения у взрослого Т. nodulosus были вычислены индексы меченых ядер (И M Я) у разных клеточных популяций. Доля клеток, включивших Ж-тимидин, подсчитывалась на тысячу ядер. Разбавление метки было посчитано по стандартным методикам (Лакин, 1980). Результаты обрабатывались с использованием критерия Стьюдента для 5% уровня значимости (p<0.05i. Продолжительность митотического цикла определяли по формуле для экспоненциально растущей популяции (Дондуа А., Дондуа Г., 1964)

0.301

Т = .................... . t

Ig Ao - lg A«

где Т - среднее генерационное время;

А« - исходная интенсивность мечения;

А( - интенсивность мечения к моменту времени Ь

Результаты исследования и их обсуждение

1 .КЛЕТОЧНЫЙ СОСТАВ И УЛЬТРАСТРУКТУРА ПАРЕНХИМЫ

КОРАЦИДИЙ

Корацидий цестод состоит из двух образований: ресничной оболочки и собственно личинки - онкосферы. Наши данные по ультраструктурным особенностям ресничной оболочки корацидия Т. пос1и1о5иБ вполне совпадают с ранее проведенными исследованиями (Тимофеев, Куперман, 1968; Куперман, 1988). Онкосфера покрыта тонким наружным цитоплазматическим слоем, который образован единственной клеткой. Эту оболочку подстилает хорошо выраженная базальная пластинка и элементы соматической мускулатуры, связанные с ней многочисленными полудесмосомами. Под слоем соматической мускулатуры располагаются клетки, объединенные в синцитий. Отростки этих клеток, армированные м икр отруб о чкам и, пронизывают базальную пластинку и связываются с наружной цитоплазматической оболочкой десмосомами. Апикальные концы отростков,

расположенные по всей поверхности онкосферы, образуют булавовидные расширения, содержащие гранулы секрета. Впоследствии они разрастаются путем распластывания и образуют наружную цитоплазму покровов процеркоида (цитоплазму тегумента).

Вблизи латеральных крючьев локализованы две клетки желез проникновения, цитоплазма которых содержит крупные электронноплотные гранулы. Укрепленные микротрубочкамп протоки желез обнаруживаются только в области крючьев онкосферы, а их концевые отделы соединяются с наружной цитоплазматической оболочкой десмосомами.

Центральную область тела личинки занимают мелкие малодифференцированные клетки, характеризующиеся высокими ядерно-плазменными отношениями и цитоплазмой, наполненной свободными рибосомами.

В передней половине онкосферы располагаются от четырех до шести нервных клеток, содержащих нейротрубочки и мелкие электронноплотные гранулы со светлым окаймлением. Многочисленные отростки >тнх клеток наблюдаются в задней трети

онкосферы, в области крюмьев, где образуют нейро-мышечные контакты. Рецепторные окончания онкосферы пронизывают базальную пластинку' и образуют с наружным цитоплазм этическим слоем замкнутую полость, ограниченную десмосомами. в которую происходи выделение везикул нейросекрета.

Вблизи от желез проникновения билатерально симметрично располагаются элементы выделительной системы, представленные двумя циртоцтггамп и отходящими от них выделительными каналами, которые описаны нами впервые. Для цитоплазмы канальцевых клеток характерно присутствие многочисленных извитых полостей. Канал условно можно подразделить на три отдела: 1) - его основание окружает ресничное пламя циртоцита, 2) - апикальная часть выходит за пределы онкосферы, открываясь во внешнюю среду, 3) - связующим звеном между ними служит средний участок, который составляют несколько клеток, соединенных опоясывающей десмосомой. Для Т. посШобш, характерной особенностью выделительной системы является кольцевая десмосома, расположенная под базальной пластинкой, где, по-видимому, происходит разделение канала, и его апикальная часть отбрасывается вместе с наружной цитоплазматической оболочкой онкосферы (при попадании личинок в первого промежуточного хозяина).

В ходе нашего исследования у онкосферы Т. посМоБиз не были обнаружены ни фибриллы межклеточного вещества, ни специализированные контакты между различными клеточными ^цементами, ни способность к накоплению запасных питательных веществ.

ПРОЦЕРКОИД

Морфогенез. В. течение первых двух суток развития процеркоида Т. пойиЬзия в гемоцеле копепод наружная шгтоплазматическая оболочка онкосферы слупшвается и замещается первичными покровами, обрачующимися из отростков тегументальных клеток. Последние распластываются на базальной мембране и сливаются. На следующем этапе морфология тегументальных цптонов претерпевает значительные измененпя. Начинает активно функционировать сшггепшеский аппарат клетки, где в ко1шентр1Гчески.х профилях ПГЭПР синтезируется тонкофибриллярный материал, который, вероятно, служит предшественником фибрилл межклеточного вещества.

На третьи-четвертые сутки развития после формирования мшфоворсттнок вторично наблюдаются процессы дегенерации и

слущивання наружного цитоплазм атического слоя первичного тегумента вплоть до базальной мембраны, в то время как в нитонах наблюдаются процессы аутофагии. Из подлежащей паренхимы начинается миграция малодифференцированиых клеток, которые сливаются с тегументальным синцитием и формируют новые покровы личинки. Одновременно с этим процессом отдельные малодифференцированные ядра вторичных покровов мигрируют через базальную мембрану в наружную цитоплазму тегумента и отшнуровываются. Элиминация ядер наблюдается в средней и задней части процеркоида.

Особенностью ультратонкого строения процеркоида является плотное расположение клеточных элементов и отсутствие фибрилл экстраклеточного вещества первые трое-четверо суток после инвазии. В этот же период развития между плазматическими мембранами клеток появляются многочисленные мелкие контакты морфологически идентичные щелевым соединениям. В большинстве специализированных элементов начинаются процессы деструкции, в то время как малодифференцированные клетки вступают на путь морфофункциональной дифференциации.

На пятые-шестые сутки процессы аутофапш и деструкции близятся к завершению. Основная масса паренхимы представлена малодифференцированными элементами и клетками на начальных этапах дифференцировки. Одновременно с увеличением площади межклеточных контактов уменьшается их количество, и появляются нерегулярно расположенные тонкие фибриллы межклеточного вещества. У полностью сформированного процеркоида процессы дифференцировки всех специализированных систем завершаются, причем, большинство специализированных элементов процеркоида образует гликогензапасающие выросты. Они характерны для тегументальных, мышечных клеток, желез проникновения и эпителия экскреторных канальцев. Нами было установлено, что первичное накопление гликогена осуществляется мускулатурой кожно-мышечного мешка.

Выделительная система. Нами обнаружено несколько этапов формирования выделительной системы процеркоида. На первом этапе выделительные канальцы образуются на основе клеточных тяжей, где каждая клетка тяжа содержит многочисленные аутофагические вакуоли, в результате слияния которых образуются внутриклеточные полости. В цитоплазме клеток, формирующих протонефридиальную систему, наблюдаются вторичные лизосомы, мультиламеллярные, мультивезшсулярные и остаточные тельца.

На втором этапе, по мере нарастания процессов автолиза, ядра смещаются на периферию, тогда как в центре клеточных тяжей путем слияния отдельных вакуолей образуется обширная сеть внутриклеточных канальцев, начинающих работать как единая экскреторная система, охватывающая все тело личинки. Одновременно фрагменты цитоплазмы, содержащие клеточные органоиды и остаточные тельца, экзоцитозом выводятся в просвет выделительных канальцев и удаляются из организма процеркоида. В протонефридиальной жидкости наблюдаются многочисленные миелиновые фигуры и хлопьевидный аугофагированный материал. Образовавшаяся разветвленная сеть первичных внутриклеточных выделительных канальцев, открывается наружу в специальном углублении на заднем конце тела, на границе с церкомером.

На третьем этапе клетки, в цитоплазме которых проходят канальцы, окончательно лизируются, оставляя после себя сеть схизоцельных лакун. На месте резорбироБанных протонефридиальных канальцев остаются лакунарные пространства, ограниченные перикарионами других клеточных элементов или их отростками. По всей видимости данная лакунарная система схизоцельной природы выполняет распределительную и выделительную функции, аналогичные "дефинитивной" протонефридиальной системе. К сожалению, нам не удалось проследить взаимосвязь циртоцитов с формирующейся выделительной системой.

В дальнейшем из окружающей паренхимы в образовавшиеся лакуны начинается миграция камбиальных клеток, которые формируют эпителиальные стенки протонефридиальной системы. В то же время, по мере роста процеркоида, образование новых экскреторных капилляров происходит de novo, без смены клеточных генераций, поскольку на более продвинутых этапах онтогенеза процессы аутофагии не наблюдаются.

Окончательный этап формирования протонефридиальной системы связан с образованием специализированных контактов стенки выделительных каналов, как между собственными элементами, так и с клетками окружающей паренхимы. Базальной мембраны, подстилающей эпителий выделительных каналов, не выявлено. На внутренней поверхности протонефридиальных протоков постепенно формируются округлые микроворсинки.

Установлено, что в сформированной выделительной системе процеркоида главные собирательные сосуды оканчиваются в мочевом пузыре, стенки которого несут на своей поверхности микроворсинки. От мочевого пузыря берет начало концевой

экскреторный проток, который не имеет микроворсинок и заканчивается выделительной порой в глубокой инвагинации покровов, на границе с церкомером. Стенки инвагинации несут на поверхности мшсротрихии, характерные для тегументального синцития. Пограничную пластинку стенки мочевого пузыря подстилают мощные слои кольцевой и продольной мускулатуры. Это предполагает способность процеркоида регулировать диаметр экскреторной поры, а мышечные пучки при этом могут выполнять роль сфинктера.

Мышечная система. По сравнению со стадией корацидия, где основные мышечные пучки управляют движением крючьев, организация мышечной системы процеркоида претерпевает существенные изменения. Группы мышц, связанные с крючьями, после инвазии утрачивают функциональную необходимость и в течение нескольких первых суток онтогенеза процеркоида дегенерируют.

Соматическая мускулатура онкосферы по мере роста личинки в длину становится продольной мускулатурой процеркоида, тогда как слой субтегументальных кольцевых мышц на четвертые-пятые сутки после инвазии возникает de novo.

Нервная система. По мере развития процеркоида в нервных стволах отчетливее проявляются тенденции к концентрации нейритов, в то время как их тела остаются на периферии. Часть отростков образует контакты химического типа, встречаются синаптические контакты, в которых щель между плазматическими мембранами двух контактирующих нервных клеток отсутствует. Эти синапсы относятся к более примитивному электротоническому типу. Основная часть сенсорных структур выявлена на переднем конце личинки. Нами у процеркоида было обнаружено три типа рецепторов, два из которых относятся к безресничному типу, а третий имеет чувствительную ресничку. Для данного типа рецепторов оказался характерным процесс секреции электронно-светлых везикул с поверхности реснички.

Железы проникновения. На 3-4 сутки развития процеркоида наблюдается активная дифференцировка железистых клеток, в цитоплазме которых появляются гипертрофированные концентрические профили ШЭПР, и начинается синтез секрета. Впоследствии околоядерная цитоплазма и протоки желез проникновения, которые открываются в воронку на переднем конце тела процеркоида, начинают накапливать запасные питательные вещества в виде гранул гликогена.

ПЛЕРОЦЕРКОИДЫ И ВЗРОСЛЫЙ Т. nodiilosm

Ультраструктура паренхгаы и клеточный состав Т. nodulosus бьши изучены как на начальных этапах формирования, у сформированного плероцеркоида с развитым прикрепительным аппаратом, так и у взрослого половозрелого паразита. Наряду с этим, нами были исследованы три вида плероцеркоидов псевдофиллидей (Табл. I). Основные клеточные типы и их морфологические характеристики для рассмотренных стадий оказались идентичными. Нами бьши выделены следующие специализированные элементы: недифференцированные клетки двух типов: питоны тегумента; мышечные клетки; клегки, формирующие известковые тельца; эпителий выделительных канальцев; нейроны и железистые клетки. Как было установлено, большинство популяций дифференцированных элементов, за исключением нейронов и клеток, формирующих известковые тельца, принимают участие в накоплении гликогена.

Межклеточные контакты у всех изученных видов немногочисленны и представлены контактами, морфологически идентичными щелевым соединениям, обеспечивающим возможность обмена клеток между собой нпзкомолекулярньши веществами. Межклеточное пространство относительно невелико, однако, количество соединительно-тканных фибрилл у L. intestinalis, D. latum и Е. rugosum значительно больше, чем у Т. nodulosus. У Е. rugosum фибриллы, окружающие мышечные клетки, приобретают ориентацию параллельную плазмолемме. В саркоплазме у Е. rugosum, как у Т. nodulosus, наблюдаются расширенные цистерны ШЭПР, вступающие в контакт с плазмолеммой. Однако, наибольшая концентрация межклеточного вещества обнаружена у L. intestinalis, что, по-видимому, обусловлено интенсивным развитием мышечной системы.

Для D. latum, L. intestinalis и Е. rugosum, как и для Т. nodulosus характерно интенсивное откладывание гликогена в теле плероцеркоидоБ. Накопление осуществляется в специальных гликогензапасающих выростах различных специализированных элементов, причем способность накапливать углеводы в меньшей степени оказалась присуща цитонам тегументального синцития, в большей степени мышечным клеткам и эпителию, формирующему стенхи экскреторных сосудов. У D. latum. наряду с вышеперечисленными системами, в накоплении гликогена принимают участие циртощггы и активно функционирующие клетки фронтальных желез.

Ультраструктурные особенности глнкогенсодержащих выростов идентичны у всех четырех изученных видов псевдофиллидей:

они представляют собой типичные участки экзоплазмы. содержащие гликоген и редкие митохондрии.

В области формирования гонад у взрослого Т. nodulosus общая картина паренхимы меняется. В птпкогенсодержащих выростах всех специализированных элементов практически исчезают розетки гликогена. Способность к запасанию углеводов на данной стадии жизненного цикла приобретают клетки желточников. Одновременно с утилизацией гликогена происходит накопление экскреторных липидов, которые наблюдаются в паренхиме, окружающей гонады, в то же время в сколексе и шейке паразита скопления липидов отсутствуют, что совпадает с данными гистохимических исследований (Давыдов. 1975; 1979).

2. КИНЕТИКА ОБНОВЛЕНИЯ КАМБИАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Авторадиографический анализ плероцеркондов Т. nodulosus показал, что меченые клетки после одноразовой инъекции 3Н-тимидина наблюдались в кортикальной, медуллярной паренхиме, а также на их границе, внутри продольно-мышечного паренхимного слоя, где количество меченых ядер для каждой зоны практически не изменялось на протяжении пяти суток. На вторые сутки наблюдалась миграция клеток, включивших }Н-тимидин, в зону тегумента, где ранее меченых клеток обнаружено не было. Продолжительность митотического цикла при культивировании плероцеркондов Т. nodulosus in vitro составила 42.5 часа.

В опыте с насыщением Ш-тимидином у взрослого Т. nodulosus с полностью сформированной половой системой изучалось распределение меченых клеток. В сколексе и в передних отделах стробилы (не содержащих половых зачатков) диффузно расположенные малодифференцированные клетки не содержат метки, т.е. находятся вне митотического цикла. Гистогенез половой системы паразита сопровождается увеличением количества меченых клеток и концентрацией их в половых зачатках. Наибольшая интенсивность мечения была установлена для желточников, семенников и стенки матки. Необходимо подчеркнуть, что в стенке цирруса и влагалища метка отсутствовала. По нашим данным (Корнева, Давыдов, 1995) стенки цирруса, семенного пузырька и вагины несут на поверхности микротрихии - микроструктуры, характерные для покровов тела цестод, а желточные протоки, стенка матки и семяпровод покрыты ресничками или цитоплазматическими ламеллярными структура_мп.

Многократное введение }Н-тимидина позволило определить максимальный индекс меченых ядер (ИМЯ) для некоторых отделов репродуктивной системы. В стенке матки этот показатель составил 44.2%; а в семенниках и желточниках соответственно 15.5% и 33.1%. По разбавлению зерен серебра над ядрами меченых клеток была установлена продолжительность митотического цикла, которая составила: в семенниках 76 часов, в желточниках 43 часа, в матке 80.6 часов, в яичнике 66.9 часов. Для малодифференцированных клеток, локализованных в слое продольной мускулатуры продолжительность митотического цикла составила 59.5 часов, а в тегументальном слое - 56.9 часов.

На основании полученных данных можно сделать ряд заключений. Известно, что у взрослого О. (1епс1писит на начальных этапах формирования половой системы в шейной области наблюдается не только самое значительное скопление малодифференцированных клеток, но и самая высокая митотическая активность (\Vikgren ег а1, 1971; ОиБгаГэБоп, . 1990). У взрослого Т. поскПоБиз с полностью сформированной половой системой в шейной области сосредоточены малодифференцированные клетки, не включающие тим иди н, т.е. находящиеся вне митотического цикла. Этот факт свидетельствует, что на данном этапе онтогенеза шейка гельминта представляет собой не "зону роста", а скорее "депо" недифференцированных клеток. Субпопуляции клеточных элементов, активно включающие 3Н-тимидин и характеризующиеся собственными параметрами митотического цикла, концентрируются вблизи продольно-мышечного слоя, в начальных отделах стробилы и в формирующихся зачатках репродуктивной системы. Т.о. камбий изученного нами представителя псевдофйшидных цестод обнаруживает тенденцию к локальным концентрациям. Вместе с тем, он не подразделяется на обособленные камбиальные зоны и един для всех систем гельминта, что свидетельствует об общем примитивном уровне его гистологической организации.

Многообразие поверхностных структур эпителиальных стенок половых протоков и различная продолжительность митотических циклов клеток каждого отдела половой системы позволяет говорить о неоднородности популяции камбиальных элементов. Можно предположить существование ряда субпопуляций, для каждой из которых характерны свои параметры митотического цикла и особенности кинетики. Обнаруженные в составе камбия

субпоиуляции иолустволовых клеток предполагают определенную продвинутость организации камбиальной системы цестод.

Современное определение ткани, помимо общности принципов структурной организации, функции и источников развития включает понятие собственной камбиальности. С этой точки зрения наши данные о структуре камбиальной системы Т. посШояиэ свидетельствуют, что псевдофиллидные цестоды находятся на начальном этапе становления тканевой организации.

В то же время, установлено, что у псевдофиллидных цестод специализированная паренхимная клетка отсутствует. Трофическую функцию берут на себя другие системы клеточных элементов, а функцию синтеза межклеточного вещества на разных этапах онтогенеза выполняют последовательно тегументальные и мышечные клетки. Первой на стадии процеркоида, начинает накапливать гликоген мышечная система. Впоследствии в этом процессе принимают участие все специализированные системы паразита, за исключением нервной. На этом основании можно говорить об отсутствии среди дифференцированных клеток псевдофшшид оседлого фибробластического элемента. Паренхима псевдофиллидей является своеобразной клеточной формой существования ннтерстициальных тканей, возникшей на основе отрицательной метаплазии, когда специализированные гистологические структуры берут на себя функции тканей внутренней среды, не утрачивая своих пшовых особенностей.

Паренхимные клетки обнаружены у кариофшшидных цестод (Поддубная, 1988); некоторых видов трематод (Тихомиров, 1980; Галактионов, Добровольский, 1987) и турбеллярий (Рес1ег5ец, 1966; Корнакова 1989). На наш взгляд они возникают в процессе эволюции как вспомогательный элемент, выполняющий трофическую функцию, описанную для представителей некоторых цестод (кариофиллиды и циклофиллиды) и трематод, или функцию синтеза межклеточного вещества, как у турбеллярий.

Разнообразие типов паренхимной организации и наличие особой паренхимной клетки у турбеллярий соответствует принципу исходного морфологического разнообразия (Мамкаев, 1987) и, по-видимому, отражает становление интерстициальных тканей в данной группе. У кариофшшидных цестод интенсивное накопление гликогена и возникновение особой паренхимной клетки, депонирующей углеводы в выростах экзоплазмы и в кариоплазме, можно объяснить прогенетической природой паразитов, способных до двух лет существовать в полости тела тубифицид (Поддубная, 1988). У трематод

вопросы происхождения и функционального назначения паренхимных клеток, а также наличие их на разных стадиях жизненного цикла, до сих пор детально не исследовалось и не обсуждалось.

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что специализированная паренхимная клетка, выполняющая трофическую и функцию синтеза межклеточного материала у псевдофиллидных цестод на всех стадиях жизненного цикла отсутствует. Впервые показано, что у корацидия Т. по<1и1ози5 соединительно-тканных элементов нет, они появляются на стадии процеркоида, когда начинается синтез межклеточных фибрилл и накопление запасного субстрата энергетического обмена в виде гликогеновых гранул.

2. Показано, что на протяжении жизненного цикла Т. посШоБиБ функцию синтеза интерстициального вещества последовательно выполняют две популяции специализированных элементов различные по происхождению и своим морфофункциональным особенностям: тегументальные и мышечные элементы, что является ярким примером отрицательной метаплазии в эволюционной динамике тканей внутренней среды, поскольку функции фибробластов берут на себя другие клеточные элементы, не утрачивающие своих типовых особенностей.

3. Показано, что трофическую функцию на стадии процеркоида первыми берут на себя элементы мускулатуры кожно-мыше^гаого мешка, а впоследствии все специализированные системы паразита (кроме нервной): цитоны тегумента; эпителий выделительных канальцев; железистые и мышечные клетки - на личиночных стадиях; а у взрослых гельмин!ов - клетки желточников. Этот факт также является примером отрицательной метаплазии, когда выполнение функций интерстициальных элементов, в данном случае трофической функции - запасания углеводов, - наблюдается у других специализированных систем паразита. Совмещение функций у цестод происходит без утраты -замещающими элементами своих типовых особенностей организации; хотя и с приобретением некоторых черт строения, присущих специализированным паренхимным клеткам. Так для всех клеточных популяций, взявших на себя функцию накопления гликогена, характерны выросты с разреженной цитоплазмой и немногочисленными органоидами, отмеченные у изученных паренхимных клеток цестод, трематод и турбеллярий.

4. Камбий изученного нами представителя псевдофиллидных цестод обнаруживает тенденцию к локальным концентрациям и един для всех систем гельминта.

5. Предполагается, что популяция камбиальных клеток состоит из субпопуляции наименее дифференцированных мультииотентных стволовых клеток и нескольких субпопуляций полустволовых клеток, пролиферирующих с большей скоростью, но имеющих ограниченные потенции к различным дифференцировкам. Установлено, что в закладке половых комплексов взрослого Т. nodulosus принимают участие несколько субпопуляций камбиальных клеток, характеризующиеся различной продолжительностью митотического цикла. Наряду с этим, гетерогенность популяции камбиальных элементов подтверждается отсутствием зерен метки (в опыте по многократному введению 3Н-тимидина) в стенке цирруса и вагины, в то время как остальные участки репродуктивной системы активно поглощают меченый предшественник.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

I .Башкатова Ж.В. Особенности ультраструктуры паренхимы плероцеркондов некоторых псевдофиллидных цестод // Биология Внутренних вод: Информ. бюлл. JI. 1988.N79. С. 35-38.

2.Корнева Ж.В. Клеточный состав и ультраструктурная организация корацидия Triaenophorus nodulosus (Cestoda, Pseudophyllidea) U Паразитология. 1994. Т.28. Вып. 4. С. 276-282.

3.Корнева Ж.В., Давыдов В.Г. Изучение цитодифференцировки у Triaenophorus nodulosus II Паразитология. 1995. Т. 29. Вып.5 с. 390-397.

4. Davydov V.G., Korneva J.V., Kuperman B.I. The development

of tegument in ontogénesis of Triaenophorus nodulosus (Cestoda, Pseudophyllidea)// Folia Parasitológica. 1995. V.42. P. 1-12.