CC BY
71
УДК 595.384.12
МОРФОЛОГИЯ ФОЛЛИКУЛЯРНЫХ КЛЕТОК В ЯИЧНИКЕ У ТРАВЯНОГО ШРИМСА РАИРАШв ЬАТ^ОвТтв В.И. Ковалева, ВГМУ, Владивосток
Гистохимическими методами и методами электронной микроскопии исследованы клетки фолликулярного эпителия в яичнике у травяного шримса Pandalus latirostris. Показано, что в созревании ооцита важную роль играют фолликулярные клетки. Субмикроскопическое исследование клеток фолликулярного эпителия на разных этапах оогенеза выявило динамику их морфологии, изменение количества клеточных органоидов, коррелирующих с характером функционирования фолликулярного эпителия на разных этапах оогенеза. В развитии фолликула выделено шесть стадий.
Фолликулярный тип оогенеза свойственен подавляющему большинству животных (Айзенштадт, 1984). В литературе, посвященной проблемам роста женской половой клетки, большое внимание уделено происхождению и функциям фолликулярных клеток. Эти клетки в яичниках одних животных играют роль барьера, который избирательно пропускает в ооцит те или иные вещества, необходимые для роста ооцита и накопления в нем желтка ^ПНатБ, 1965). У других животных фолликулярные клетки синтезируют вещества, идущие на построение вторичных яйцевых оболочек. Закономерности развития фолликулярного эпителия у некоторых десятиногих ракообразных исследованы Оапюп, КеББе!, 1972, Та!Ьо1, 1981, БгепеНп, 1982, О. Оопоуап е! а!., 1984. Авторами показано, что развивающиеся ооциты находятся в контакте с фолликулярными клетками. Последние образуют вокруг него фолликул, через стенку которого осуществляется регуляторные и трофические связи материнского организма с ооцитом вплоть до овуляции.
Ранее нами было установлено, что у травяного шримса Рапс1а1иБ !айгоБШБ экзогенный желток поступает в ооцит через поры желточной оболочки путем пиноцитоза (Ковалева, Плюснин, 1986). Данные об ультраструктурной организации фолликулярного эпителия в яичнике у травяного шримса РапСа!иБ ^йгоб^б отсутствуют. В настоящей работе методами световой и электронной микроскопии исследовалось развитие фолликулярного эпителия в яичнике травяного шримса РапСа!оБ !айгоБШБ на разных стадиях большого роста ооцитов.
Материалом для исследования служили гонады травяного шримса РапСа!иБ ^йгобШб РаШЬип из пролива Старка Японского моря. Гонады фиксировали 4%-м нейтральным формалином, в спирте, спирт-пикриновой кислоте, жидкостях Буэна, Крауна, Чиаччо и заливали в парафин. Полученные срезы окрашивали азином, гематоксилином-
эозином, железным гематоксилином по Гейденгайну. РНК выявили
галлоцианином, белки - прочным зеленым. Для выявления гликогена и полисахаридов применяли методы МакМануса и Шабодаша. Кислые полисахариды определяли методом Хейле. Для изучения нейтральных жиров применяли смесь судана 3 и 4, фосфолипиды выявляли суданом «В» черным.
Для электронно-микроскопического исследования кусочки гонад фиксировали 2,5%-м
раствором глутарового альдегида на 0,1 М фосфатном буфере, рН 7,8, содержащем 0,5 %
нейтрального формалина и 17 % сахарозы, при 4 °С в течение 2 часов. Дофиксировали 1%-м
раствором четырехокиси осмия на фосфатном буфере, содержащем 27 % сахарозы в течение 1 часа. Материал заключали в эпон-812. Срезы контрастировали 2%-м
раствором уранилацетата и просматривали в электронном микроскопе ЕМ-100 В.
Результаты и обсуждения. Развитие ооцитов происходит с участием фолликулярных клеток. Формирование фолликулярных клеток прослежено с начальных этапов развития фолликула до овуляции. На основании морфологических исследований в ходе оогенеза у травяного шримса выделено шесть стадий развития фолликулярных клеток (рисунок). Две стадии совпадают с цитоплазматическим периодом роста ооцитов, четыре - с трофоплазматическим.
I - стадия развития фолликулярных клеток. Эта стадия охватывает оогониальный и ранний периоды роста ооцитов. Ооцит окружен отростками фолликулярных клеток или же на своей
!-У! стадии развития фолликулярного эпителия травяного шримса. Обозначения: фк - фолликулярный эпителий; о - ооцит; сп - субфолликулярное пространство; ж - желточная оболочка
поверхности имеет единичные фолликулярные клетки округлой или неправильной формы. Ядра фолликулярных клеток содержат плотные глыбки хроматина и вакуоли. Большое ядро фолликулярной клетки одето тонким слоем цитоплазмы, которая содержит рибосомы и большое количество мелких вакуолей, единичные митохондрии и плоские цистерны эндоплазматического ретикулума. Отростки фолликулярных клеток представляют собой выросты цитоплазмы и покрыты микроворсинками.
II - стадия развития фолликулярного эпителия. Неправильной формы, фолликулярные клетки распределяются на поверхности ооцита, образуя единый слой. Вдоль его формируется базальная мембрана. Ядро фолликулярной клетки заполнено плотнозернистым хроматином. Цитоплазма обогащается большим количеством рибосом, цистернами гладкого и шероховатого эндоплазматического ретикулума. В апикальных частях клеток располагаются диктиосомы аппарата Гольджи и митохондрии. Имеются включения в виде глобул, пузырьков, секреторных гранул и липидных капель. Предполагается, что фолликулярные клетки участвуют в синтезе превителлогенных веществ, состоящих из нейтральных углеводов.
III - стадия развития фолликулярного эпителия. Фолликулярные
клетки неправильной формы, располагаются черепицеобразно. Хроматин ядра сосредоточен по периферии. В цитоплазме увеличивается количество вакуолей с электронно-плотным содержимым, сложных тел с плотным или зернистым матриксом и липидных включений. На апикальной поверхности фолликулярных клеток появляются выпячивания. Субфолликуярное пространство расширяется и заполняется веществом светлой электронной плотности, в котором имеются микроворсинки и отростки
фолликулярных клеток.
IV- стадия развития фолликулярного эпителия. Фолликулярные клетки овальной или неправильной формы. Между фолликулярными клетками наблюдается появление обширных межклеточных
пространств. В цитоплазме увеличивается количество органелл по сравнению с предыдущей стадией. В апликальной части присутствует большее количество митохондрий и микротрубочек; наблюдается
разрушение крупных вакуолей, содержимое которых через разрыв плазматической мембраны освобождается в субфолликулярное пространство. В основании микроворсинок ооцита формируется осмиофильное вещество желточной оболочки.
V - стадия развития фолликулярного эпителия. Фолликулярный эпителий уплощается. Ядра фолликулярных клеток овальные или вытянутые. Субфолликулярное пространство пронизано
микроворсинками ооцита и отростками фолликулярных клеток. Желточная оболочка ооцита представлена слоем электронно-плотного материала, исчерчена канальцами, содержащими микроворсинки и
отростки фолликулярных клеток. В цитоплазме увеличивается число сложных тел и вакуолей с электронноплотным содержимым.
VI - стадия развития фолликулярного эпителия. Фолликулярные клетки сильно уплощены. Ядра их вытягиваются параллельно цитоплазматической мембране ооцита. Цитоплазма заполнена аутофагальными вакуолями, свидетельствующими о дегенерации фолликулярного эпителия. Микроворсинки ооцита и отростки фолликулярных клеток редуцируются. Исследованиями Sohjeide (1983) предполагается, что часть микроворсинок оказывается внутри эндоцитозных каналов и принимает, таким образом, участие в формировании желточных включений. После нереста фолликулярный эпителий истончен и прилегает к рыхло-волокнистому субфолликулярному слою желточной оболочки, к которой прилегают и кортикальные альвеолы ооцита. Гинсбург (1968) полагает, что кортикальные альвеолы принимают участие в формировании оболочки оплодотворения. Затем фолликулярный эпителий отходит от ооцита и дегенерирует.
Фолликулярные клетки являются полифункциональными элементами, выполняющими в гонаде фагоцитозную, трофическую, опорную и гормональную функции, что показано для других десятиногих ракообразных (Linder, 1959; Charuioux-Cotton, 1978; Zerbib, 1980; Lurfort, 1980; Arcier, Brenelin, 1982 и др.).
Формирование фолликула у травяного шримса начинается около оогониев и юных ооцитов, одетых одиночными имеющими неправильную форму клетками. Позже эти клетки формируют на поверхности ооцита единый слой фолликулярного эпителия. Формирование фолликула заканчивается к концу цитоплазматического роста. Это связано с изменениями физиологии развивающегося ооцита, переходящего к периоду трофоплазматического роста (Сакун, 1970) .
На протяжении оогенеза изменяются и гистохимические свойства фолликулярных клеток. Так, на первых стадиях цитоплазма фолликулярных клеток интенсивно базофильна, к пятой стадии базофилия уменьшается, а к шестой - проявляет слабую оксифилию. При светооптических наблюдениях до четвертой стадии клеточные границы не выявляются. Причиной их невыявляемости следует считать чрезвычайно тесный контакт клеточных мембран фолликулярных клеток на протяжении первой половины развития фолликула, а также их черепицеобразное расположение. Такое расположение клеток фолликулярного эпителия описано у рыб (Jollie, Jollie, 1964; Droler, Roth, 1966; Flugel, 1967). Биологический смысл черепицеобразного расположения клеток состоит, по-видимому, в том, что при сохранении его непрерывности увеличивается протяженность эпителиального пласта.
На протяжении цитоплазматического и начала трофоплазматического роста основной транспорт веществ к ооциту, по-видимому, осуществляется опосредованно через цитоплазму
фолликулярных клеток. Об этом свидетельствуют картины пиноцитоза и богатство цитоплазмы фолликулярных клеток органоидами. Это доказывает участие клеток фолликулярного эпителия в синтезе предшественников желтка. Транспорт веществ по межклеточным пространствам в этот период едва ли значителен в связи с очень плотными контактами клеточных мембран соседствующих фолликулярных клеток. Начиная с четвертой стадии, потребности ооцита в поступлении питательного материала возрастают. К транспорту через цитоплазму фолликулярных клеток присоединяется транспорт веществ к ооциту по межклеточным промежуткам, которые в этот период заметно расширяются. Можно думать, что по мере расширения клеточных пространств, а у травяного шримса они становятся чрезвычайно обширными, межклеточный транспорт веществ становится преобладающим (Равен, 1964; Norrevang, 1968). В синтетической деятельности фолликулярного эпителия в этот период преобладает оболочкообразовательная функция. Важно подчеркнуть значение перфорированности желточной оболочки канальца, заключающими в себе микроворсинки ооцита и отростки фолликулярных клеток, благодаря чему контакт ооцита и клеток фолликулярного эпителия сохраняется на протяжении трофоплазматического периода.
Библиографический список
1. Айзенштадт Т.Б. Цитология оогенеза. М.: Наука, 1984. 247 с.
2. Гинзбург А.С. Оплодотворение у рыб и проблема полиспермии. М.: Наука, 1968. 358 с.
3. РавенХ. Оогенез. М.: Мир, 1964. 302 с.
4. Ковалева В.И, Плюснин В.В. Ультраструктурная характеристика овоцитов травяного шримса из залива Петра Великого // Биол. моря. № 6. 1986. С. 32-36.
5. Arcier J.M., Brehelin M. Estude histologique et ultra structurale du tissu folliculaire au cours des cycles de development ovarien chez Palaemon adspersus. Arch. Bio., Belg., 1982, v.93, №1, p.79-97.
6. Charniaux-Cotton H. L'ovogenese, la vitellogenine et leur controle chez la Crustacee Amphipode Orhestia gammarellus (Pallus). Comparaison avec d'autres Malacostraces. Arch. Zool. Exp. Gen., 1978. V. 119. P. 365-397.
7. Droler M.J., Roth T.F. An electron microscope stude of yolk formation during oogenesis in Lebistes reticulates Gupppyi. J. Cell. Biol., 1966.
V. 28. P. 209-232.
8. Flugel H.Z. Elektronenmikroskopische Untersuchungen an activity during the development of the Goldi apparatus in amoebae. J. Cell Sci., 1978. V. 34. P. 53-55.
9. Ganion L.R., Kessel R.G. Intracellular synthesis, transport and packaging of proteinaceous yolk in oocytes of Orconectes immunis. J. Cell. Biol., 1972. V. 52. P. 420-437.
10. Linder H.J. Studies on the fresh water fairy shrimp Chirocephalopsis bundyi (Forbes). I. Structure and histochemistry of the ovary and accessory reproductive tissues. J. Morph., 1959. V. 104. P. 1-59.
11. O’Donovan p., Abraham M., Cohen D. The ovarian cycle during the intermoult in ovigerous Macrobrachium robenbergii. Aquaculture, 1984. V. 36. P. 347-358.
12. Schjeide O.A., Wilkins M., McCandless R.G., Mur R., Peterson M., Carlsen E. Liver synthesis, plasma transport and structural alterations accompanying passage of yolk proteins. Amer. Zool., 1963. V. 3. P. 167184.
13. Talbot P. The ovary of the Lobster, Homarus americanus I. Architecture of the Mature Follicle and Origin of the Chorion. J. Ultrastruct.Res., 1981b. V. 76. P. 249-262.
14. William G. Maturational changes in the ovarian lipid speitrum of the pinh shrimp Panaeus diorarum duorarum. Comp.Biochim. and Physiol., 1974. V. 49. № 3. P. 511-524.
15. Zerbib C. Ultrastructural observations of oogenesis in the
Crustacea Amphipoda Orchestia gammarella (Palles). Tissue and Cell., 1£)80. V. 12.
P. 47-62.
