CC BY
55
Морфофункциональная характеристика эндокриноцитов семенников представителей семейства хомяковых из популяций степной зоны Южного Урала
Н.Н. Шевлюк, д.б.н., профессор, Оренбургская ГМА; Н.В. Обухова, к.б.н., Оренбургский ГАУ; Е.В. Блинова, к.б.н., Л.Л. Дёмина, к.б.н., Е.Е. Елина, к.б.н., Оренбургский ГПУ
Важнейшими факторами, которые определяют гомеостаз развивающихся половых клеток в извитых канальцах мужских гонад, являются интерстициальные эндокриноциты (клетки Лей-дига) семенников. Несмотря на значительное число публикаций по вопросам морфофункциональной характеристики семенников различных позвоночных, ощущается дефицит информации о различных аспектах цитофизиологии клеток Лейдига семеников многих позвоночных, прежде всего это касается клеток Лейдига семенников животных естественных биоценозов [1—7].
Целью настоящей работы явилось сравнительное исследование морфофункциональной характеристики эндокринных структур семенников представителей семейства Хомяковых из популяций степной зоны Южного Урала.
Материал и методы. Объектом исследования служили семенники половозрелых особей представителей семейства хомяковых (Сгісеїійае): обыкновенной полёвки Місгоїш аг\аІіи (24), рыжей полёвки Сіеїкгіопотуз glareolus (66), степной пеструшки Lagurus ^игии (27), обыкновенной слепушонки ЕІІоЬіт їаіріпт (47), серого хомячка СгісеШІт migratorius (8) из популяций, обитающих в естественных биоценозах степной зоны Южного Урала (Центральное и Восточное Оренбуржье). Сбор материала осуществляли в весенне-летние сезоны 2008—2010 гг.
Материал фиксировали в 12%-ном водном растворе нейтрального формалина, спирт-формоле, жидкости Буэна. Парафиновые срезы толщиной 5—7 мкм окрашивали гематоксилином Майера и эозином, перйодатом калия и реактивом Шиффа [3].
Иммуноцитохимическими методами в семенниках рыжей полёвки с использованием набора реактивов фирмы <^акоСу1отаИоп» (США) выявляли содержание проапоптотического белка Р53; с помощью набора реактивов фирмы «Вю^юп» (США) определяли фрагментацию ДНК (Типе1-метод). Результаты иммуноцито-химических реакций учитывали путём подсчёта клеток, дающих позитивную реакцию при соответствующем окрашивании (подсчитывали количество маркированных клеток на 1000 клеток в случайно выбранных полях зрения). Результаты подсчёта выражали в процентах.
На светооптическом уровне в семенниках определяли площади, занимаемые извитыми семенными канальцами и интерстициальной тканью, измеряли диаметр извитых семенных канальцев, объёмы клеток Лейдига и их ядер, подсчитывали количество функционально активных клеток в популяции интерстициальных эндокриноцитов [5—8]. К функционально активным относились клетки, имеющие значительные объёмы ядра и цитоплазмы (не менее 2/3 от средних показателей).
Результаты исследования и их обсуждение. Сравнительный анализ популяционного материала позволяет в порядке дискуссионного обсуждения предложить несколько подходов к идентификации и классификации интерстициальных эндокриноцитов семенников представителей семейства хомяковых.
1. Используя в качестве критерия групповое или одиночное расположение эндокриноцитов, можно выделить две разновидности клеток:
а) кластерные — располагаются группами и
б) одиночные. Топографическая локализация кластерных клеток в основном связана с сосудами. Группа этих клеток чаще всего окружена структурой, напоминающей базальную мембрану (которая является общей для группы клеток). Между соседними клетками всегда имеются зоны контактов различных видов. Нередок и контакт этих клеток со структурами сосудов. Одиночные эндокриноциты чаще локализованы перитубу-лярно, реже — перивазально. Обычно одной своей поверхностью эти клетки контактируют с капиллярами либо со стенками канальца, доходя до миоидных клеток. Базальная мембрана для этих клеток менее характерна.
2. При использовании в качестве критерия формы клеток эндокриноциты семенников различных хомяковых могут быть распределены на следующие основные клеточные группы:
а) шаровидные клетки (на срезах имеют округлую форму), б) эллипсоидные (на срезах овальные),
в) полигональные, г) грушевидные, д) веретеновидные, е) отростчатые.
Следует отметить, что большинство интерстициальных эндокриноцитов в популяции имеют шаровидные и эллипсоидные формы клеток.
3. Если в качестве критерия взять комплекс светооптических признаков, определяющих степень дифференцированности, зрелости клеток (форму, размеры клеток и их ядер, степень развития цитоплазмы, строение ядерного хроматина, наличие или отсутствие явлений деструкции в клетках), то можно выделить четыре разновидности эндокриноцитов: а) малодифференцированные, б) дифференцированные, зрелые, активно функционирующие, в) зрелые, находящиеся в неактивном состоянии (например, находящиеся на стадии задержки вывода секрета), г) стареющие клетки, д) деструктивно изменённые, гибнущие клетки.
Сравнительный анализ показал, что большинство в популяции эндокриноцитов семенников составляют дифференцированные, зрелые клетки Лейдига.
Объём клеток Лейдига и их ядер закономерно изменяется в процессе цирканнуального ритма. Наибольшие размеры имеют клетки Лейдига в период репродуктивной активности животных (весна — лето), причём клетки Лейдига достигают своих максимальных размеров незадолго до начала периода размножения. В этот же период и наиболее значительной была доля функционально активных клеток в популяции интерстициальных эндокриноцитов.
Количественные характеристики клеток Лей-дига хомяковых характеризуются следующими показателями. В апреле объём клеток Лейдига у обыкновенной слепушонки был равен 83,31+/5,89 мкм3, у рыжей полёвки — 82,4+/-5,2, у обыкновенной полёвки — 84,37+/-4,61, у степной пеструшки — 77,85+/-5,21. Доля дифференцированных, функционально активных эндокри-ноцитов у пяти исследуемых видов семейства СпсгИйаг колебалась в пределах 60—70%. В последующие весенне-летние месяцы объём ядер клеток Лейдига снижался на 10—20%. Ввиду того, что значительный объём ядер клеток Лейдига является косвенным свидетельством их высокой функциональной активности, то полученные морфометрические параметры указывают на то, что в период весенне-летнего сезона стероидогенная активность клеток Лейдига находится на высоком уровне.
Следует также отметить, что среди исследованных половозрелых представителей семейства хомяковых в весенне-летний период выявляются особи, которые, судя по морфофункциональной характеристике их семенников, не принимали
участие в размножении. У этих животных семенники по своему строению принципиально не отличались от семенников плодов. То есть извитые канальцы семенников этих животных имели диаметр в несколько раз меньше, чем у размножающихся животных, а сперматогенный эпителий был представлен только клетками Сер-толи и сперматогониями. Доля таких животных колеблется в пределах 20—35%. Клетки Лейдига неразмножавшихся половозрелых самцов также демонстрировали структурные эквиваленты высокой стероидогенной активности.
Важное значение для понимания закономерностей гистогенеза и функционирования интерстициальных эндокриноцитов имеет изучение соотношений между пролиферацией и запрограммированной гибелью клеток. Нами не выявлено наличие митотических делений в популяциях эндокриноцитов у половозрелых представителей семейства Cricetidae. Популяции интерстициальных эндокриноцитов характеризуются выраженной количественной стабильностью. Исходя из этого, пубертатную популяцию эндокриноцитов семенников исследованных хомяковых следует отнести к клеточным популяциям стабильного типа.
На стабильный характер популяции интерстициальных эндокриноцитов семенников указывают и результаты иммуноцитохимиче-ского выявления генетически программируемой клеточной гибели. Так, у рыжей полёвки доля клеток Лейдига с признаками апоптоза очень мала.
Вопросы дифференцировки и редифференци-ровки в популяциях эндокриноцитов семенников пубертатного типа далеки от разрешения. В то же время ряд наблюдений указывает на наличие морфологических эквивалентов процессов дедифференцировки в популяциях клеток Лей-дига различных позвоночных. О возможности этого процесса свидетельствует факт некоторого изменения (уменьшения) численности морфо-
логически идентифицируемых клеток Лейдига в семенниках позвоночных в условиях сезонной регрессии гонад. При этом отмечается отсутствие выраженных регрессивных изменений в интерстициальной ткани. Очевидно, при этом происходит дедифференцировка части эндо-криноцитов семенников с последующим их превращением в фибробластоподобные клетки. А увеличение численности клеток Лейдига в семенниках позвоночных в период, предшествующий репродуктивной активности самцов (без проявлений митотической активности), указывает на вероятное проявление редифференци-ровки фибробластоподобных клеток, конечным результатом которой является формирование дифференцированных, функционально активных клеток Лейдига, способных осуществлять стероидогенез.
Вывод. Все приведённые факты подтверждают точку зрения, что поддержание численности зрелых эндокриноцитов осуществляется у половозрелых животных за счёт их дифференцировки из имеющихся в интерстиции малодифференцированных предшественников.
Литература
1. Райцина С.С. Сперматогенез и структурные основы его регуляции. М.: Наука, 1985. 207 с.
2. Рузен-Ранге Э. Сперматогенез у животных. М.: Мир, 1930. 255 с.
3. Семченко В.В., Барашкова С.А., Ноздрин В.И. и др. Гистологическая техника. Омск — Орёл: Омская обл. типография, 2006. 290 с.
4. Шевлюк Н.Н., Руди В.Н., Стадников А.А. Биология размножения наземных грызунов из семейства беличьих. Екатеринбург: УрО РАИ, 1999. 146 с.
5. Шевлюк Н.Н., Стадников А.А. Клетки Лейдига семенников позвоночных (онтогенез, ультраструктура, цитофизиология, факторы и механизмы регуляции). Оренбург: Изд-во ОрГМА, 2010. 484 с.
6. Mori Н., Christensen А.К. Morphometric analysis of Leydig cells in the normal rat testis. // J. Cell.Biol., 1980, vol. 84. № 2. P. 340-354.
7. Saez J.M. Leydig сeels: Endocrine, paracrine and autocrine regulation. // Endocr. Rev., 1994, vol. 15. № 5. P. 574-626.
8. Шевлюк Н.Н., Блинова Е.В., Боков Д.А., Дёмина Л.Л. Морфофункциональная характеристика органов размножения грызунов из популяций, находящихся в зоне влияния завода, перерабатывающего газ с повышенным содержанием серы // Морфология. 2008. Т. 134. № 5. С. 43-47.
